KR20120123172A - 배터리 팩 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예는 배터리 팩에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 배터리 셀과 배터리 셀 사이의 공간에 보호회로모듈이 배치됨으로써, 보호회로모듈의 길이가 최소화될 뿐만 아니라 공간 효율이 향상되는 배터리 팩을 제공한다.이를 위해 본 발명은 다수의 배터리 셀; 적어도 두개의 배터리 셀에 연결된 보호회로모듈; 및 상기 배터리 셀과 상기 보호회로모듈을 수용하는 케이스를 포함하고, 상기 두개의 배터리 셀은 상기 케이스의 표면 위에 위치되고, 상기 보호회로모듈은 상기 케이스의 상기 표면 위의 상기 두개의 배터리 셀들 사이에 위치된 배터리 팩을 개시한다.

Description

배터리 팩{BATTERY PACK}
본 발명의 일 실시예는 배터리 팩에 관한 것이다.
일반적으로 노트북, 미니 노트북, 넷북, 모바일 컴퓨터, UMPC(Ultra Mobile Personal Computer) 및 PMP(Portable Multimedia Player)와 같은 전자 장치는 이동형 전원으로서 다수의 배터리 셀이 직렬 또는/및 병렬로 연결되어 이루어진 배터리 팩을 이용한다. 이러한 배터리 팩은 과충전, 과방전 또는 과전류로부터 배터리 셀을 보호하기 위한 보호회로모듈(PCM: protective circuit module)을 포함하며, 상기 배터리 셀 및 보호회로모듈은 케이스에 함께 내장된다.
본 발명의 일 실시예는 배터리 셀과 배터리 셀 사이의 공간에 보호회로모듈이 위치됨으로써, 보호회로모듈의 면적이 최소화될 뿐만 아니라 공간이 효율적으로 이용되는 배터리 팩을 제공한다.
본 발명의 일 실시예는 다수의 배터리 셀과 보호회로모듈이 같은 평면상에 배치됨으로써, 두께가 최소화되는 배터리 팩을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은 다수의 배터리 셀; 적어도 두개의 배터리 셀에 연결된 보호회로모듈; 및 상기 배터리 셀과 상기 보호회로모듈을 수용하는 케이스를 포함하고, 상기 두개의 배터리 셀은 상기 케이스의 표면 위에 위치되고, 상기 보호회로모듈은 상기 케이스의 상기 표면 위의 상기 두개의 배터리 셀들 사이에 위치된다.
적어도 하나의 배터리 셀은 제1극성을 갖는 제1전극판 및 상기 제1극성과 반대 극성의 제2극성을 갖는 제2전극판을 포함하고, 상기 제1전극판은 제1셀탭에 연결되고, 상기 제2전극판은 제2셀탭에 연결되며, 상기 보호회로모듈은 회로기판을 포함하고, 상기 회로기판은 제1도전패드, 상기 제1도전 패드로부터 분리된 제2도전패드, 및 상기 제1도전패드와 대응되는 영역에 형성된 관통홀을 포함한다.
상기 배터리 셀의 상기 제1셀탭은 상기 배터리 셀로부터 상기 제1도전 패드에 접속하도록 연장된다.
상기 제1도전패드는 상기 회로기판의 상기 관통홀을 덮는 제1영역, 상기 제1영역으로부터 절곡된 제2영역, 및 상기 제1영역과 평행하도록 상기 제2영역으로부터 절곡된 제3영역을 포함하고, 상기 제1셀탭은 상기 제1 영역 및 제3영역의 사이에 위치되는 동시에, 상기 제1 영역 및 제3영역에 접착된다.
상기 제1도전 패드와 상기 제1셀탭은 다른 재질이다.
상기 제1도전 패드는 니켈, 니켈 합금, 구리 또는 구리 합금이고, 상기 제1셀탭은 알루미늄 또는 알루미늄 합금이다.
상기 배터리 셀의 상기 제2셀탭은 상기 배터리 셀로부터 연장되고, 다수회 절곡되며, 양성온도소자 조립체에 연결된다.
상기 양성온도소자 조립체는 상기 제2도전패드에 접속된 리드 플레이트를 포함하고, 상기 리드플레이트는 상기 제1셀탭에 평행한 방향으로 연장된다.
상기 제2도전패드 및 상기 리드 플레이트는 같은 재질이다.
상기 제2도전패드 및 상기 리드 플레이트는 니켈, 니켈 합금, 구리 또는 구리 합금을 포함한다.
상기 케이스는 상기 배터리 셀 및 상기 보호회로모듈의 측면을 감싸는 수지 프레임, 및 상기 배터리 셀 및 상기 보호회로모듈의 상면 및 하면을 감싸는 라벨을 포함한다.
상기 수지 프레임은 상기 배터리 셀 및 상기 보호회로모듈을 감싸고, 상기 보호회로모듈을 수용하는 한쌍의 측벽부를 포함한다.
상기 수지 프레임은 높이를 갖고, 상기 한쌍의 측벽부는 상기 수지 프레임의 높이보다 작은 높이를 갖는다.
상기 수지 프레임은 상기 회로기판으로부터 연장된 단자를 수용하기 위해 상기 수지 프레임으로부터 연장된 단자 수용 영역을 더 포함한다.
상기 수지 프레임은 상기 제1도전 패드 및 상기 회로기판의 관통홀과 대응되는 영역에 형성된 관통홀을 포함한다.
배터리 셀을 수용하는 파우치를 더 포함하고, 상기 파우치는 금속층, 상기 금속층의 일측에 형성된 제1절연층, 및 상기 금속층의 타측에 형성된 제2절연층을 포함하고, 상기 금속층 및 상기 제1,2절연층은 끝단이 상기 수지 프레임에서 접히고, 상기 끝단은 상기 수지 프레임에 의해 둘러싸인다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩은 다수의 배터리 셀; 적어도 두개의 배터리 셀에 연결된 보호회로모듈; 제1배터리 셀 및 제2배터리 셀로부터 각각 연장되는 셀탭; 및 상기 제1배터리 셀, 상기 제2배터리 셀 및 상기 보호회로모듈을 수용하는 케이스를 포함하고, 상기 제1배터리 셀 및 상기 제2배터리 셀은 상기 제1배터리 셀의 셀탭이 상기 제2배터리 셀의 셀탭을 향하도록 상기 케이스의 표면 위에 위치된다.
상기 보호회로모듈은 상기 케이스의 상기 표면 위의 상기 제1배터리 셀 및 상기 제2배터리 셀의 사이에 위치된다.
상기 보호회로모듈은 회로기판을 포함하고, 상기 회로기판은 상기 회로기판의 제1측부에 형성되어 상기 제1배터리 셀의 셀탭에 연결되는 제1도전패드, 및 상기 제1측부의 반대측인 상기 회로기판의 제2측부에 형성되어 상기 제2배터리 셀의 셀탭에 연결되는 제2도전패드를 포함한다.
상기 보호회로모듈은 상기 회로기판의 제1측부에서 상기 제1배터리 셀로부터 연장되는 리드 플레이트에 연결되는 제3도전패드, 및 상기 회로기판의 제2측부에서 상기 제2배터리 셀로부터 연장되는 리드플레이트에 연결되는 제4도전패드를 포함한다.
상기 제1도전 패드 및 상기 제2도전 패드와 대응되는 영역에 형성된 관통홀을 더 포함한다.
본 발명의 일 실시예는 배터리 셀과 배터리 셀 사이의 공간에 보호회로모듈이 배치됨으로써, 보호회로모듈의 면적이 최소화될 뿐만 아니라 공간이 효율적으로 이용되는 배터리 팩을 제공한다.
본 발명의 일 실시예는 다수의 배터리 셀과 보호회로모듈이 같은 평면상에 배치됨으로써, 두께가 최소화되는 배터리 팩을 제공한다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 도시한 사시도이고, 도 1b는 분해 사시도이다.
도 2a는 도 1의 2a-2a선 단면도이고, 도 2b는 도 2a의 2b 영역 확대도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 중에서 배터리 셀과 보호회로모듈 사이의 연결 관계를 도시한 평면도 및 저면도이고, 도 3c는 도 3a의 3c-3c선 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 중에서 배터리 셀의 배치 상태를 도시한 사시도이다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 중에서 보호 테이프가 적용되기 전의 PTC 조립체 및 그 주변 구조를 도시한 사시도이고, 도 5b는 보호 테이프가 적용된 후의 PTC 조립체 및 그 주변 구조를 도시한 사시도이며, 도 5c는 도 5b의 5c-5c 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩의 제조 방법을 도시한 플로우 챠트이다.
도 7은 도 6에 도시된 배터리 팩의 제조 방법중 배터리 셀 준비 단계를 도시한 부분 사시도이다.
도 8a 내지 도 8c는 도 6에 도시된 배터리 팩의 제조 방법중 PTC 조립체 연결 단계를 도시한 사시도이다.
도 9는 도 6에 도시된 배터리 팩의 제조 방법중 보호회로모듈 준비 단계를 도시한 사시도이다.
도 10a 및 도 10b는 도 6에 도시된 배터리 팩의 제조 방법중 배터리 셀과 보호회로모듈의 전기적 연결 단계를 도시한 단면도이다.
도 11은 도 6에 도시된 배터리 팩의 제조 방법중 라벨 부착 단계를 도시한 사시도이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 도시한 사시도이고, 도 1b는 분해 사시도이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(100)은 동일한 평면상에 서로 마주보고 배치된 제1배터리 셀(110a) 및 제2배터리 셀(110b), 상기 제1,2배터리 셀(110a,110b) 사이의 공간으로서, 상기 제1,2배터리 셀(110a,110b)과 동일한 평면상에 배치된 보호회로모듈(120) 및 상기 제1,2배터리 셀(110a,110b) 및 상기 보호회로모듈(120)을 함께 수용하는 케이스(130)를 포함한다.
비록, 도면에서는 2개의 배터리 셀이 보호회로모듈에 연결된 것으로 도시되어 있지만, 이러한 형태로 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 즉, 상기 보호회로모듈에는 적어도 2개 이상의 배터리 셀이 전기적으로 연결될 수도 있다.
상기 제1,2배터리 셀(110a,110b)은 서로 마주보도록 배치되는 동시에, 상기 보호회로모듈(120)에 전기적으로 연결된다. 여기서, 상기 제1,2배터리 셀(110a,110b)은 파우치 타입일 수 있으나, 이러한 파우치 타입으로 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 즉, 상기 배터리 셀은 각형 또는 원통형일 수도 있다.
상기 제1,2배터리 셀(110a,110b)은 전극 조립체, 파우치, 제1셀탭(113), 제2셀탭 및 PTC 조립체(115)를 포함한다.
더불어, 상기 제1,2배터리 셀(110a,110b) 각각은 서로 대향하여 형성된 한쌍의 장변 영역(Ra,Rb)과, 상기 장변 영역(Ra,Rb)의 네 방향 둘레에 형성된 네개의 단변 영역(Sa,Sb)으로 이루어질 수 있다. 여기서 장변 영역(Ra,Rb)이란 단변 영역(Sa,Sb)보다 상대적으로 면적이 큰 영역을 의미하고, 반대로 단변 영역(Sa,Sb)이란 장변 영역(Ra,Rb)보다 상대적으로 면적이 작은 영역을 의미한다.
한편, 상기 보호회로모듈(120)은 상기 제1배터리 셀(110a)의 단변 영역(Sa)과, 상기 제2배터리 셀(110b)의 단변 영역(Sb)의 사이에 위치된 것으로 정의될 수 있다. 여기서, 상기 제1배터리 셀(111a)의 어느 한 단변 영역(Sa)과, 상기 제2배터리 셀(110b)의 어느 한 단변 영역(Sb)은 서로 대향되게 배치되고, 상기 제1배터리 셀(110a)의 장변 영역(Ra)과, 상기 제2배터리 셀(110b)의 장변 영역(Rb)은 서로 대향되지 않게 배치된다.
이러한 제1,2배터리 셀(110a,110b)의 구조에 대해서는 아래에서 다시 상세히 설명한다.
상기 보호회로모듈(120)은 상기 제1,2배터리 셀(110a,110b)의 사이에 존재하는 공간에 위치된다. 물론, 상기 보호회로모듈(120)은 상술한 바와 같이 상기 제1,2배터리 셀(110a,110b)에 전기적으로 연결된다. 이러한 보호회로모듈(120)은 다수의 배선 패턴 및 다수의 관통홀을 갖는 회로기판(121), 다수의 제1도전 패드(124), 다수의 제2도전 패드(125), 다수의 보호소자 및 단자 조립체(127)를 포함한다.
여기서, 상기 단자 조립체(127)는 상기 회로기판(121)의 일단에 전기적으로 연결되어 있으며, 상기 제1,2배터리 셀(110a,110b)의 외측 영역으로 일정 길이만큼 돌출되어 있다. 더불어, 상기 단자 조립체(127)는 상기 회로기판(121)에 기구적으로 결합된 수지 몰딩부(127a)와, 상기 회로기판(121)에 전기적으로 결합된 단자(127b)를 포함한다. 또한, 상기 단자 조립체(127)가 안정적으로 회로기판(121)의 일단에 결합될 수 있도록, 상기 회로기판(121)의 일단은 폭이 확장된 형태일 수 있다. 여기서, 상기 회로기판(121)의 일단이라 함은 상기 제1,2배터리 셀(110a,110b)의 외측에 위치된 돌출 영역을 의미한다.
상기 케이스(130)는 상기 제1,2배터리 셀(110a,110b) 및 상기 보호회로모듈(120)을 수용하고, 이들을 외부 환경으로부터 보호하는 역할을 한다. 구체적으로, 상기 케이스(130)는 수지 프레임(130a), 제1라벨(135) 및 제2라벨(136)을 포함한다.
좀더 구체적으로, 상기 수지 프레임(130a)은 제1배터리 셀(110a)의 수용을 위한 제1프레임(131), 제2배터리 셀(110b)의 수용을 위한 제2프레임(132) 및 보호회로모듈(120)의 수용을 위한 제3프레임(133)을 포함한다.
여기서, 상기 제1프레임(131) 및 제2프레임(132)은 대략 사각 틀 형태로 형성되고, 상기 제3프레임(133)은 상기 제1프레임(131)과 제2프레임(132)의 사이에 형성될 수 있다.
상기 제1프레임(131)은 상기 제1배터리 셀(110a)의 네 단변 영역(Sa)과 접촉하는 네개의 측벽부(131a)와, 상기 제1배터리 셀(110a)의 장변 영역(하면)중 가장 자리와 접촉하는 네개의 바닥부(131b)를 포함한다. 여기서, 상기 바닥부(131b)의 폭은 상기 측벽부(131a)의 높이와 거의 유사하다. 더불어, 상기 제2프레임(132)은 상기 제2배터리 셀(110b)의 네 단변 영역(Sb)과 접촉하는 네개의 측벽부(132a)와, 상기 제2배터리 셀(110b)의 장변 영역(하면)중 가장 자리와 접촉하는 네개의 바닥부(132b)를 포함한다. 마찬가지로 상기 바닥부(132b)의 폭은 상기 측벽부(132a)이 높이와 거의 유사하다.
이와 같이 하여, 제1배터리 셀(110a)의 네 단변 영역(Sa)은 상기 제1프레임(131)에 구비된 네개의 측벽부(131a)에 의해 보호되고, 상기 제2배터리 셀(110b)의 네 단변 영역(Sb)은 상기 제2프레임(132)에 구비된 네개의 측벽부(132a)에 의해 보호된다. 또한, 상기 제1,2배터리 셀(110a,110b)이 상기 제1,2프레임(131,132)에 수용되었을 때, 상기 제1,2배터리 셀(110a,110b)의 장변 영역(Ra,Rb) 즉, 제1,2배터리 셀(110a,110b)의 상대적으로 넓은 상면 및 상대적으로 넓은 하면은 상기 제1,2프레임(131,132)을 통하여 상부와 하부로 각각 노출된다.
상기 제3프레임(133)은 상기 보호회로모듈(120)의 대향되는 두측면과 접촉하는 두개의 측벽부(133a)와, 상기 보호회로모듈(120)의 하부에 형성된 바닥부(133b)와, 상기 바닥부(133b)로부터 상부 방향으로 연장되어 상기 보호회로모듈(120)을 하부에서 지지하는 다수의 지지부(133c)를 포함한다. 여기서, 상기 수지 프레임(130)은 높이를 갖고, 상기 두개의 측벽부(133a)가 갖는 높이는 상기 수지 프레임(130)의 높이보다 작은 높이를 갖는다. 더불어, 상기 제3프레임(133)중 바닥부(133b)에는 상기 제1도전 패드(124) 및 관통홀과 대응되는 위치에 관통홀(133d)이 형성됨으로써, 제1,2배터리 셀(110a,110b)의 제1셀탭(113)이 보호회로모듈(120)에 구비된 제1도전 패드(124)에 용이하게 용접될 수 있도록 되어 있다. 일례로, 상기 관통홀(133d)을 통하여 용접봉이 상기 제1도전 패드(124)에 쉽게 접근할 수 있다. 여기서, 상기 제3프레임(133)에 구비된 어느 한 측벽부(133a)는 제1프레임(131)의 측벽부(131a)중 어느 하나와 중첩되는 영역이고, 상기 제3프레임(133)에 구비된 다른 측벽부(133a)는 제2프레임(132)의 측벽부(132a)중 어느 하나와 중첩되는 영역이다.
한편, 상기 제3프레임(133)의 일측에는 상기 단자 조립체(127)가 수용되도록, 상기 제3프레임(133)으로부터 측부 방향으로 연장된 단자 수용부(134)가 형성되어 있다. 즉, 상기 단자 수용부(134)는 상기 제1,2,3프레임(131,132,133)으로부터 외측 방향으로 일정 길이 돌출 및 연장되어 있다. 물론, 상기 단자 수용부(134) 역시 상기 제1,2,3프레임(131,132,133)과 동일한 평면을 이룬다.
더불어, 상술한 바와 같이 상기 케이스(130)는 접착성이 있는 제1라벨(135) 및 접착성이 있는 제2라벨(136)을 더 포함한다. 상기 제1라벨(135)은 상기 제1프레임(131), 제2프레임(132) 및 제3프레임(133)의 하부에 접착되는 동시에, 상기 제1,2배터리 셀(110a,110b)의 장변 영역(하면)에 접착된다. 따라서, 상기 제1,2배터리 셀(110a,110b)의 장변 영역(하면)은 상기 제1라벨(135)에 의해 보호된다. 상기 제2라벨(136) 역시 상기 제1프레임(131), 제2프레임(132) 및 제3프레임(133)의 상부에 접착되는 동시에, 상기 제1,2배터리 셀(110a,110b)의 장변 영역(상면) 및 상기 보호회로모듈(120)에 접착된다. 따라서, 상기 제1,2배터리 셀(110a,110b)의 장변 영역(상면) 및 상기 보호회로모듈(120)의 상부 영역은 상기 제1라벨(135)에 의해 보호된다.
더불어, 도면에 도시되어 있지는 않지만, 상기 보호회로모듈(120)과 상기 제2라벨(136) 사이에는, 외부의 이물질 침투 방지를 위한, 절연지가 더 개재될 수 있다. 이밖에도, 상기 제1,2배터리 셀(110a,110b)과 제1라벨(135), 또는 상기 제1,2배터리 셀(110a,110b)과 제2라벨(136) 사이에는 이물질 침투를 방지하거나, 강도 향상을 위해 별도의 보호 시트(sheet) 또는 보강 부재가 더 개재될 수 있다.
도 2a는 도 1의 2a-2a선 단면도이고, 도 2b는 도 2a의 2b 영역 확대도이다.
도 2a를 참조하면, 제1배터리 셀(110a)은 제1전극판(111a), 제2전극판(111b), 및 제1전극판(111a)과 제2전극판(111b) 사이에 개재된 세퍼레이터(111c)로 이루어진 전극 조립체(111)와, 상기 전극 조립체(111)를 감싸는 파우치(112)를 포함한다. 여기서, 상기 전극 조립체(111)는 비록 권취형으로 도시되어 있으나, 스택형도 가능하다. 또한, 상기 제1전극판(111a)의 극성은 양극이고, 제2전극판(111b)의 극성은 음극일 수 있으며, 그 반대도 가능하다. 또한, 상기 파우치(112)는 제1파우치(112a)와 제2파우치(112b)를 포함하며, 상기 전극 조립체(111)를 완전히 감싼다. 물론, 상기 파우치(112)의 내측에는 전해액이 존재한다.
상기 전극 조립체(111)의 양쪽 측부에는 상기 제1파우치(112a)와 상기 제2파우치(112b)가 융착 또는 접착되어 형성된 접힘부(112c)가 형성될 수 있다. 상기 접힘부(112c)는 상부에서 하부쪽으로 접힌 상태로 유지될 수 있다. 즉, 상기 접힘부(112c)는 끝단이 하부를 향한다.
도 2b를 참조하면, 예를 들어, 상기 제1파우치(112a)는 중앙에 형성된 메탈층(113a)과, 상기 메탈층(113a)의 일측면에 형성된 제1절연층(113b) 및 상기 메탈층(113a)의 타측면에 형성된 제2절연층(113c)을 포함한다. 상기 제2파우치(112b) 역시 상술한 제1파우치(112a)와 동일한 층구조를 갖는다. 상기 접힘부(112c)는 상기 제1,2파우치(112)의 각 제1절연층(113b)이 상호간 접착 또는 융착된 후, 하부 방향으로 접힘으로써 형성된 영역이며, 각각의 메탈층(113a)은 제1,2절연층(113b,113c)을 통하여 외부로 노출될 수 있다. 그러나, 상술한 바와 같이 접힘부(112c)의 끝단이 하부 방향을 향함으로써, 상기 접힘부(112c)의 끝단은 수지 프레임(130a)에 의해 외부 환경과 완전히 격리된다. 따라서, 배터리 팩(100)의 조립 공정중 또는 조립 공정 후에도 상기 접힘부(112c)의 메탈층(113a)이 외부로 노출될 염려가 없고, 따라서 상기 접힘부(112c)의 메탈층(113a)과 외부 장치 사이의 원하지 않는 전기적 쇼트를 방지할 수 있다. 더불어, 이와 같이 접힘부(112c)의 끝단이 수지 프레임(130a)에 의해 외부 환경과 완전히 격리됨으로써, 상기 접힘부(112c)의 끝단을 막기 위한 추가적인 보호 테이프의 부착 공정 등이 생략될 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 중에서 배터리 셀과 보호회로모듈 사이의 연결 관계를 도시한 평면도 및 저면도이고, 도 3c는 도 3a의 3c-3c선 단면도이다. 여기서, 도 3c에는 추가적으로 제3프레임(133), 단자 수용부(134), 제1라벨(135) 및 제3라벨(136)이 함께 도시되어 있다.
도 3a 내지 도 3c를 참조하면, 보호회로모듈(120)은 대략 직사각 판 형태로서 다수의 배선 패턴(미도시)이 형성되고, 다수의 관통홀(122)이 형성된 회로기판(121)과, 상기 회로기판(121)의 배선 패턴에 연결되고, 상기 관통홀(122)을 막는 다수의 제1도전 패드(124)와, 상기 제1도전 패드(124)로부터 이격되고, 다른 배선 패턴에 연결된 다수의 제2도전 패드(125)와, 또다른 배선 패턴에 연결된 다수의 보호소자(126)를 포함한다.
또한, 상기 보호회로모듈(120)은 상기 회로기판(121)의 일측 끝단에 전기적으로 연결된 단자 조립체(127)를 포함하고, 상기 단자 조립체(127)는 수지 몰딩부(127a) 및 다수의 단자(127b)를 포함한다. 물론, 상기 다수의 단자(127b) 역시 회로기판(121)에 구비된 또다른 배선 패턴에 전기적으로 접속된다. 여기서, 상기 단자 조립체(127)는 외부 장치에 기구적 및 전기적으로 연결됨으로써, 제1,2배터리 셀(110a,110b)이 충전되도록 하거나 방전되도록 한다.
상기 회로기판(121)은 대략 평평한 제1면(121a)과, 상기 제1면(121a)의 반대면으로서 대략 평평한 제2면(121b)을 포함하고, 상기 배선 패턴은 상기 제1면(121a) 및 제2면(121b)에 각각 형성된다. 또한, 상기 관통홀(122)은 상기 회로기판(121)의 제1면(121a)과 제2면(121b)을 관통하여 형성된다. 상기 제1도전 패드(124)는 회로기판(121)의 제1면(121a)에 형성된 배선 패턴에 전기적으로 연결되고, 또한 상기 관통홀(122)을 막는다. 이러한 제1도전 패드(124)는 회로기판(121)의 제1면(121a)에 형성된 배선 패턴에 형성되고, 상기 관통홀(122)을 막는 제1영역(124a), 상기 제1영역(124a)으로부터 상부 방향으로 절곡된 제2영역(124b), 및 상기 제2영역(124b)으로부터 상기 제1영역(124a)과 대략 평행한 방향으로 절곡된 제3영역(124c)을 포함한다. 즉, 상기 제1영역(124a)과 제3영역(124c)은 상호간 이격되어 있다. 더불어, 실질적으로 제1도전 패드(124)의 제1영역(124a)과 제3영역(124c)의 사이에는 제1셀탭(113)이 끼워진후 용접될 수 있다. 일례로, 상기 제1도전 패드(124)는 니켈 또는 니켈 합금이고, 상기 제1셀탭(113)은 알루미늄 또는 알루미늄 합금일 수 있다. 그러나, 이러한 재질로 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 중요한 것은 제1도전 패드(124)와 제1셀탭(113)은 재질이 다를 수 있다는 것이다.
더불어, 상기 제2도전 패드(125) 역시 회로기판(121)의 제1면(121a)에 형성된 다른 배선 패턴에 전기적으로 연결되고, 상기 제1도전 패드(124)로부터 이격되어 형성된다. 여기서, 상기 제2도전 패드(125)는 대략 평판 형태일 수 있다. 또한, 상기 제2도전 패드(125)에는 제2리드 플레이트(115c)가 안착되어 용접될 수 있다. 일례로, 상기 제2도전 패드(125)는 니켈, 니켈 합금, 구리 또는 구리 합금일 수 있고, 상기 제2리드 플레이트(115c)는 니켈, 니켈 합금, 구리 또는 구리 합금일 수 있다. 그러나, 이러한 재질로 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 중요한 것은, 상기 제2도전 패드(125)와 상기 제2리드 플레이트(115c)는 재질이 같다는 것이다.
더불어, 상기 보호소자(126)는 상기 회로기판(121)의 제2면(121b)에 형성된 또다른 배선 패턴에 전기적으로 연결된다. 이러한 보호소자(126)는 제1,2배터리 셀(110a,110b)의 과충전, 과방전 또는 과전류를 방지하는 역할을 하며, 제1,2배터리 셀(110a,110b)을 보호하는 역할을 한다.
이와 같이 보호소자(126)가 회로기판(121)의 제2면(121b)에 형성됨으로써, 상기 보호소자(126)는 제3프레임(133)의 내측에 수용될 수 있고, 이에 따라 전체적으로 회로기판(121)의 제1면(121a)을 통하여 돌출 구조물이 형성되지 않게 된다. 즉, 상기 회로기판(121)의 제1면(121a)은 대략 평평하게 형성된다. 따라서, 제1,2배터리 셀(110a,110b) 및 보호회로모듈(120)의 전체적인 두께가 얇아지고, 이에 따라 배터리 팩은 박형화될 수 있다.
더욱이, 상기 제3프레임(133)에는 상기 제1도전 패드(124) 및 관통홀(122)에 대응되는 영역에 관통홀(133d)이 형성된다. 따라서, 제1도전 패드(124)에 제1셀탭(113)을 끼운 후 용접 작업을 수행할 때, 용접봉이 상기 제1도전 패드(124)의 저면에 용이하게 접근할 수 있다.
한편, 제1,2배터리 셀(110a,110b)은 형태, 모양 및 구조 등이 동일하고, 또한 상기 보호회로모듈(120)과의 전기적 접속 구조도 동일하다. 따라서, 여기서는 제1배터리 셀(110a)의 구조를 중심으로 설명하고, 또한 제1배터리 셀(110a)과 보호회로모듈(120)과의 전기적 접속 구조를 중심으로 설명한다.
상기 제1배터리 셀(110a)은 제1셀탭(113) 및 제2셀탭(미도시)을 포함하고, 상기 제1셀탭(113)은 파우치(112)의 내측에 구비된 제1전극판(111a)에 전기적으로 접속되고, 상기 제2셀탭은 파우치(112)의 내측에 구비된 제2전극판(111b)에 전기적으로 접속된다. 더불어, 상기 제1셀탭(113) 및 제2셀탭은 각각 파우치(112)에 구비된 평탄부(112d)를 통하여 외부로 연장 및 돌출된다. 여기서, 평탄부(112d)는 제1,2파우치(112a,112b)가 상호간 접착 또는 용착된 부분이며, 접히지 않고 수평 방향으로 일정 길이 평탄하게 연장된 부분을 의미한다. 실질적으로, 이러한 평탄부(112d)는 대향되는 접힘부(112c)의 사이에 존재한다. 더불어, 실질적으로 제1,2배터리 셀(110a,110b)은 평탄부(112d)끼리 서로 마주보고 배치된다.
더불어, 상기 제1셀탭(113)은 회로기판(121)에 구비된 제1도전 패드(124)에 접속되고, 상기 제2셀탭은 PTC 조립체(115)에 연결된다. 아래에서 다시 설명하겠지만, 상기 PTC 조립체(115)는 상기 제2셀탭에 연결되는 제1리드 플레이트, 상기 제1리드 플레이트에 연결되어 제1배터리 셀(110a)의 온도 상승시 저항값이 증가하는 PTC 소자, 일단이 상기 PTC 소자에 연결되고, 타단이 상기 회로기판(121)에 구비된 제2도전 패드(125)에 연결되는 제2리드 플레이트(115c)를 포함한다. 여기서, 상기 PTC 조립체(115)는 외부 환경으로부터 보호되도록 보호 테이프(116)로 감싸여질 수 있다.
더불어, 상기 PTC 조립체(115)의 제2리드 플레이트(115c)가 상기 회로기판(121)에 구비된 제2도전 패드(125)에 접속된다.
이와 같이 하여, 본 발명은 제1,2배터리 셀(110a,110b) 및 보호회로모듈(127)이 모두 동일한 평면에 위치됨으로써, 두께가 얇은 배터리 팩을 제공한다. 더불어, 본 발명은 제1,2배터리 셀(110a,110b)의 사이에 보호회로모듈(127)이 위치됨으로써, 보호회로모듈(127)이 차지하는 면적이 최소화되고, 이에 따라 공간 효율이 최적화된 배터리 팩을 제공한다.
도 3c중 미설명 부호 137은 보호회로모듈(120)을 덮는 절연지이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 중에서 배터리 셀의 배치 상태를 도시한 사시도이다.
도 4를 참조하면, 제1배터리 셀(110a) 및 제2배터리 셀(110b)은 기본적으로 서로 마주보는 형태로 배치된다. 즉, 제1,2배터리 셀(110a,110b)의 평탄부(112d)가 서로 마주보며 배치된다. 또한, 제1배터리 셀(110a)의 제1셀탭(113)과 제2리드 플레이트(115c)의 사이에 제2배터리 셀(110b)의 제1셀탭(113)이 위치된다. 또한, 제2배터리 셀(110b)의 제1셀탭(113)과 제2리드 플레이트(115c)의 사이에 제1배터리 셀(110a)의 제1셀탭(113)이 위치된다.
이와 같이 하여, 본 발명은 제1,2배터리 셀(110a,110b)에 각각 구비된 입출력 부재로서, 제1셀탭(113) 및 제2리드 플레이트(115c)가 상호간 간섭되지 않고, 일정 거리로 적절히 배열된다. 따라서, 제1,2배터리 셀(110a,110b)에 각각 구비된 제1셀탭(113) 및 제2리드 플레이트(115c)는 상호간 간섭되지 않고 보호회로모듈(120)에 용이하게 전기적으로 접속된다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 중에서 보호 테이프가 적용되기 전의 PTC 조립체 및 그 주변 구조를 도시한 사시도이고, 도 5b는 보호 테이프가 적용된 후의 PTC 조립체 및 그 주변 구조를 도시한 사시도이며, 도 5c는 도 5b의 5c-5c 단면도이다.
도 5a를 참조하면, 제1배터리 셀(110a)을 이루는 파우치(112)에 구비된 평탄부(112d)를 통해 제1셀탭(113) 및 제2셀탭(114)이 외부로 돌출 및 연장된다. 여기서, 상기 제1셀탭(113)과 평탄부(112d)의 사이에는 제1절연 테이프(113a)가 구비되고, 상기 제2셀탭(114)과 평탄부(112d) 사이에는 제2절연 테이프(114a)가 구비된다. 이러한 제1,2절연 테이프(113a,114a)는 제1,2셀탭(113,114)과 파우치(112)를 이루는 메탈층(미도시)과의 전기적 쇼트를 방지하는 역할을 한다.
여기서, 상기 제1셀탭(113)은 평판 형태로 연장되어 있지만, 상기 제2셀탭(114)은 평판 형태인 동시에 상부 방향으로 다수회 절곡되고, 결국 끝단이 상기 평탄부(112d)의 상부에 대략 평행하게 위치된다.
더불어, 상기 제2셀탭(114)에는 PTC 조립체(115)가 전기적으로 연결된다. 즉, 상기 제2셀탭(114)에는 제1리드 플레이트(115a)의 일단이 접속된다. 또한, 상기 제1리드 플레이트(115a)의 타단에는 PTC 소자(115b)의 상면이 전기적으로 연결된다. 또한, 상기 PTC 소자(115b)의 하면에는 제2리드 플레이트(115c)가 연결된다. 상기 제2리드 플레이트(115c)는 상기 평탄부(112d)로부터 외측 방향으로 연장됨으로써, 결국 상기 제1셀탭(113)과 대략 평행한 방향으로 배치된다. 물론, 상기 제1셀탭(113)의 폭 및 상기 제2리드 플레이트(115c)의 폭은 보호회로모듈에 용이하게 접속되도록, 대략 비슷하게 형성된다.
여기서, 상기 제1리드 플레이트(115a), PTC 소자(115b) 및 제2리드 플레이트(115c)는 상호간 견고한 고정을 위해 보호 필름(115d)으로 감싸여질 수 있다.
도 5b를 참조하면, 제2셀탭(114) 및 PTC 조립체(115)는 외부 환경으로부터 보호될 수 있도록 보호 테이프(116)로 감싸여질 수 있다. 물론, 상기 제2리드 플레이트(115c)는 보호회로모듈에 전기적으로 접속되어야 하므로, 상기 보호 테이프(116)에 구비된 절개부(116h)를 통하여 외측으로 돌출 및 연장된 형태를 한다.
도 5c를 참조하면, 보호 테이프(116)는 제1영역(116a), 제2영역(116b), 제3영역(116c), 제4영역(116d), 제5영역(116e), 제6영역(116f) 및 제7영역(116g)을 포함한다. 상기 제1영역(116a)은 상기 평탄부(112d)의 하면에 접착된다. 상기 제2영역(116b)은 상기 제1영역(116a)으로부터 상부 방향으로 절곡됨으로써, 상기 평탄부(112d)의 전방에 위치된다. 상기 제3영역(116c)은 상기 제2영역(116b)으로부터 절곡되어 상기 제2셀탭(114), 제1리드 플레이트(115a), PTC 소자(115b) 및 제2리드 플레이트(115c)의 상부를 덮는다. 상기 제4영역(116d)은 상기 제3영역(116c)으로부터 절곡되어 상기 제2영역(116b)과 대향되는 위치에 위치된다. 상기 제5영역(116e)은 상기 제2리드 플레이트(115c)의 바닥면을 덮는다. 상기 제6영역(116f)은 상기 제5영역(116e)으로부터 절곡되어, 상기 제2영역(116b)에 인접하여 위치된다. 상기 제7영역(116g)은 상기 제6영역(116f)으로부터 절곡되어 상기 평탄부(112d)의 상면에 접착된다.
이와 같이 하여, PTC 조립체(115)는 대체로 평탄부(112d)의 상부에 위치된다. 따라서, 제1배터리 셀(110a)과 보호회로모듈(120)의 사이에 상기 PTC 조립체(115)를 위치시키기 위한 별도의 공간이 필요하지 않게 된다. 이에 따라, 제1배터리 셀(110a)과 보호회로모듈(120) 사이의 이격 거리가 최소화되고, 따라서 전반적으로 컴팩트한 배터리 팩(100)이 제공된다.
여기서, 상기 보호 테이프(116)는 전기적으로는 절연성 재료이고, 열적으로는 도전성 재료일 수 있다. 일례로, 상기 보호 테이프(116)는 세라믹 입자와 감압성 아크릴제 및 난연제로 이루어진 열전도성 아크릴릭 폼 테이프(Thermally Conductive Acrylic Foam Tape)일 수 있으나, 이러한 재질로 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
이와 같이 보호 테이프(116)가 열적으로 도전성 재료일 경우, 상기 PTC 조립체(115)는 배터리 셀의 온도 변화에 더욱 민감하게 반응하게 되고, 이에 따라 배터리 팩의 신뢰성이 향상된다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩의 제조 방법을 도시한 플로우 챠트이다.
도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 팩의 제조 방법은 배터리 셀 준비 단계(S1), PTC 조립체 연결 단계(S2), 보호회로모듈 준비 단계(S3), 배터리 셀과 보호회로모듈의 연결 단계(S4) 및 라벨 부착 단계(S5)를 포함한다.
도 7은 도 6에 도시된 배터리 팩의 제조 방법중 배터리 셀 준비 단계를 도시한 부분 사시도이다.
도 7을 참조하면, 상기 배터리 셀 준비 단계(S1)는 제1배터리 셀과 제2배터리 셀을 준비하여 이루어진다. 여기서, 제1배터리 셀과 제2배터리 셀은 동일한 형태 및 모양을 하므로, 제1배터리 셀을 기준으로 배터리 셀 준비 단계를 설명한다.
상기 제1배터리 셀(110a)은, 예를 들면, 파우치(112)의 전방에 형성된 평탄부(112d)를 통해서 제1셀탭(113) 및 제2셀탭(114)이 돌출 및 연장된 형태일 수 있다. 더불어, 상기 제1셀탭(113) 및 제2셀탭(114)은 상호간 나란한 형태일 수 있다. 도면중 미설명 부호 112c는 파우치(112)의 대향되는 양측부에 형성되어 상부 방향으로 접힌 접힘부이고, 미설명 부호 113a는 제1셀탭(113)을 감싸는 제1절연 테이프이며, 미설명 부호 114a는 제2셀탭(114)을 감싸는 제2절연 테이프이다.
도 8a 내지 도 8c는 도 6에 도시된 배터리 팩의 제조 방법중 PTC 조립체 연결 단계를 도시한 사시도이다.
도 8a 내지 도 8c를 참조하면, PTC 조립체 연결 단계(S2)는 PTC 조립체 용접 단계, 보호 테이프 부착 단계 및 셀탭 절곡 단계로 이루어진다.
도 8a를 참조하면, 상기 PTC 조립체 용접 단계는 제1배터리 셀과 제2배터리 셀에 각각 PTC 조립체를 용접하여 이루어진다. 여기서, 제1배터리 셀과 제2배터리 셀은 동일한 형태 및 모양을 하므로, 제1배터리 셀을 기준으로 PTC 조립체 용접 단계를 설명한다.
제1배터리 셀(110a)의 제2셀탭(114)에, 예를 들면, PTC 조립체(115)가 용접됨으로써, 제1배터리 셀(110a)에 PTC 조립체(115)가 전기적으로 연결된다. 상기 PTC 조립체(115)는 제1리드 플레이트(115a), PTC 소자(115b) 및 제2리드 플레이트(115c)를 포함하며, 상기 제2리드 플레이트(115c)는 대략 상기 제1배터리 셀(110a)의 평탄부(112d)를 향하여 위치된다.
도 8b를 참조하면, 상기 보호 테이프 부착 단계는 상기 PTC 조립체(115)를 보호 테이프(116)로 감싸서 이루어진다. 이때, 상기 보호 테이프(116)의 절개부(116h)를 통해서는 PTC 조립체(115)의 제2리드 플레이트(115c)가 외부로 돌출 및 연장된다. 또한, 상기 보호 테이프(116)의 일단은 상기 제1배터리 셀(110a)의 평탄부(112d)의 하면에 부착되고, 상기 보호 테이프(116)의 타단은 상기 제1배터리 셀(110a)의 평탄부(112d)의 상면에 부착된다.
도 8c를 참조하면, 상기 셀탭 절곡 단계는 제2셀탭(114)의 한 영역을 상부 방향으로 절곡하고, 이어서 제2셀탭(114)의 다른 영역을 상기 평탄부(112d)에 대략 평행한 방향으로 절곡함으로써, PTC 조립체(115)가 제1배터리 셀(110a)의 평탄부(112d)의 상면에 안착되도록 하여 이루어진다.
이와 같이 하여, PTC 조립체(115)는 보호 테이프(116)로 감싸여진 채 제1배터리 셀(110a)의 평탄부(112d)의 상면에 안착됨으로써, 최소의 공간을 차지하게 되고, 또한 제1배터리 셀(110a)로부터 발생하는 열에 신속하게 반응하게 된다.
도 9는 도 6에 도시된 배터리 팩의 제조 방법중 보호회로모듈 준비 단계를 도시한 사시도이다.
도 9를 참조하면, 보호회로모듈 준비 단계(S3)는 관통홀(미도시)이 형성된 회로기판(121), 제1도전 패드(124), 제2도전 패드(125), 보호소자(미도시) 및 단자 조립체(127)로 이루어진 보호회로모듈(120)을 준비하여 이루어진다. 더불어, 이러한 보호회로모듈(120)은 수지 프레임(130a)중 제3프레임(133)에 안착된다. 여기서, 상기 회로기판(121)의 관통홀(미도시)은 상기 제3프레임(133)에 형성된 관통홀(133d)과 대응된다.
도 10a 및 도 10b는 도 6에 도시된 배터리 팩의 제조 방법중 배터리 셀과 보호회로모듈의 전기적 연결 단계를 도시한 단면도이다.
도 10a 및 도 10b를 참조하면, 배터리 셀과 보호회로모듈의 전기적 연결 단계는 제1배터리 셀을 수지 프레임의 제1프레임에 결합하고, 제2배터리 셀을 수지 프레임의 제2프레임에 결합하는 단계와, 제1,2배터리 셀의 제1셀탭과 보호회로모듈의 제1도전 패드의 전기적 연결 및 제1,2배터리 셀의 제2리드 플레이트와 보호회로모듈의 제2도전 패드의 전기적 연결 단계로 이루어진다.
도 10a를 참조하면, 제1배터리 셀(110a)은 수지 프레임(130a)의 제1프레임(131)에 뒤집힌 상태로 결합되고, 제2배터리 셀(110b) 역시 수지 프레임(130a)의 제2프레임(132)에 뒤집힌 상태로 결합된다.
즉, 제1배터리 셀(110a)의 대향되는 양측부에 형성된 접힘부(112c)가 하부를 향하도록, 다르게 표현하면, 접힘부(112c)의 끝단이 제1프레임(131)의 바닥부를 향하도록 결합된다. 또한, 제2배터리 셀(110b)의 대향되는 양측부에 형성된 접힘부(112c)가 하부를 향하도록, 다르게 표현하면, 접힘부(112c)의 끝단이 제2프레임(132)의 바닥부를 향하도록 결합된다.
이와 같이 하여, 끝단부(112c)를 통해 노출되는 메탈층은 배터리 팩의 제조 공정중 또는 제조 공정후, 외부로 노출되지 않게 된다.
도 10b를 참조하면, 제1,2,3영역(124a,124b,124c)으로 이루어진 각각의 제1도전 패드(124)에는 제1,2배터리 셀의 제1셀탭(113)이 각각 결합된다. 이어서, 수지 프레임(130a)중 제3프레임(133)에 형성된 관통홀(133d) 및 보호회로모듈(120)중 회로기판(121)에 형성된 관통홀(122)을 통하여 제1용접봉(1)이 제1도전 패드(124)의 제1영역(124a)을 가압한다. 또한, 제2용접봉(2)이 제1도전 패드(124)의 제3영역(124c)을 가압한다. 이 상태에서, 제1,2용접봉(1,2)에 반대 극성의 전압이 인가되면, 상기 제1,2배터리 셀의 각 제1셀탭(113)은 각 제1도전 패드(124)에 용접된다. 이러한 용접 방법은, 상기 제1셀탭(113)이 알루미늄 또는 알루미늄 합금이고, 상기 제1도전 패드(124)가 니켈, 니켈 합금, 구리 또는 구리 합금일 경우 특히 유리하다. 즉, 알루미늄 금속의 용융점(660℃)은 니켈 금속의 용융점(1453℃) 또는 구리 금속의 용융점(1083℃)보다 훨씬 작기 때문에, 실질적으로 알루미늄 금속과 니켈 금속 또는 알루미늄 금속과 구리 금속의 상호간 용접은 어렵지만, 상술한 바와 같이 알루미늄 금속을 니켈 금속 또는 구리 금속으로 감싸게 되면, 상호간 용접이 가능해지기 때문이다.
한편, 평판 형태로 이루어진 각각의 제2도전 패드(125)에는 제1,2배터리 셀에 구비된 제2리드 플레이트(115c)가 안착된다. 이어서, 제1,2용접봉(11,12)이 상기 제2리드 플레이트(115c)를 가압한다. 이 상태에서, 제1,2용접봉(11,12)에 반대 극성의 전압이 인가되면, 상기 제1,2배터리 셀에 구비된 제2리드 플레이트(115c)는 각 제2도전 패드(125)에 용접된다. 이러한 용접 방법은, 상기 제2리드 플레이트(115c) 및 제2도전 패드(125)가 니켈 또는 니켈 합금이거나, 상기 제2리드 플레이트(115c) 및 제2도전 패드(125)가 구리 또는 구리 합금일 경우 특히 유리하다.
즉, 상기 제2리드 플레이트(115c) 및 제2도전 패드(125)의 재질이 동일할 경우에는 융용점도 같기 때문에, 두 재료를 평판 형태로 접촉한 상태에서도 쉽게 용접이 된다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩의 제조 방법중 라벨 부착 단계를 도시한 사시도이다.
도 11을 참조하면, 라벨 부착 단계(S5)는 제1배터리 셀(110a), 제2배터리 셀(110b) 및 보호회로모듈(120)이 안착된 수지 프레임(130a)의 하면에 제1라벨(135)을 부착하고, 또한 수지 프레임(130a)의 상면에 제2라벨(136)을 부착하여 이루어진다.
물론, 강도 보강을 위해 상기 제1배터리 셀(110a), 제2배터리 셀(110b) 및 보호회로모듈(120)과 상기 제1라벨(135)의 사이에는 추가적인 보강 부재가 더 결합될 수 있고, 또한 상기 제1배터리 셀(110a), 제2배터리 셀(110b) 및 보호회로모듈(120)과 상기 제2라벨(136)의 사이에도 추가적인 보강 부재가 더 결합될 수 있다.
이와 같이 하여, 수지 프레임(130a)의 하면을 통해 노출된 제1,2배터리 셀(110a,110b)의 하면이 외부 환경으로부터 보호되고, 또한 수지 프레임(130a)의 상면을 통해 노출된 제1,2배터리 셀(110a,110b)의 상면도 외부 환경으로부터 보호된다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 배터리 팩을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
100; 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩
110a, 110b; 제1,2배터리 셀 111; 전극 조립체
111a; 제1전극판 111b; 제2전극판
111c; 세퍼레이터 112; 파우치
112a; 상부 파우치 112b; 하부 파우치
112c; 접힘부 112d; 평탄부
113; 제1셀탭 113a; 제1절연 테이프
114; 제2셀탭 114a; 제2절연 테이프
115; PTC 조립체 115a; 제1리드 플레이트
115b; PTC 소자 115c; 제2리드 플레이트
116; 보호 테이프 116a~116g; 제1영역 ~ 제7영역
120; 보호회로모듈 121; 회로기판
121a; 제1면 121b; 제2면
122; 관통홀 124; 제1도전 패드
124a ~124c; 제1영역 ~ 제3영역 125; 제2도전 패드
126; 보호소자 127; 단자 조립체
127a; 수지 몰딩부 127b; 단자
130; 케이스 130a; 수지 프레임
131; 제1프레임 131a; 측벽부
131b; 바닥부 132; 제2프레임
132a; 측벽부 132b; 바닥부
133; 제3프레임 133a; 측벽부
133b; 바닥부 133c; 지지부
133d; 관통홀 134; 단자 수용부
135; 제1라벨 136; 제2라벨

Claims (21)

  1. 다수의 배터리 셀;
    적어도 두개의 배터리 셀에 연결된 보호회로모듈; 및
    상기 배터리 셀과 상기 보호회로모듈을 수용하는 케이스를 포함하고,
    상기 두개의 배터리 셀은 상기 케이스의 표면 위에 위치되고,
    상기 보호회로모듈은 상기 케이스의 상기 표면 위의 상기 두개의 배터리 셀들 사이에 위치된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  2. 제1항에 있어서,
    적어도 하나의 배터리 셀은 제1극성을 갖는 제1전극판 및 상기 제1극성과 반대 극성의 제2극성을 갖는 제2전극판을 포함하고,
    상기 제1전극판은 제1셀탭에 연결되고, 상기 제2전극판은 제2셀탭에 연결되며,
    상기 보호회로모듈은 회로기판을 포함하고, 상기 회로기판은 제1도전패드, 상기 제1도전 패드로부터 분리된 제2도전패드, 및 상기 제1도전패드와 대응되는 영역에 형성된 관통홀을 포함함을 특징으로 하는 배터리 팩.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 배터리 셀의 상기 제1셀탭은 상기 배터리 셀로부터 상기 제1도전 패드에 접속하도록 연장됨을 특징으로 하는 배터리 팩.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1도전패드는 상기 회로기판의 상기 관통홀을 덮는 제1영역, 상기 제1영역으로부터 절곡된 제2영역, 및 상기 제1영역과 평행하도록 상기 제2영역으로부터 절곡된 제3영역을 포함하고,
    상기 제1셀탭은 상기 제1 영역 및 제3영역의 사이에 위치되는 동시에, 상기 제1 영역 및 제3영역에 접착됨을 특징으로 하는 배터리 팩.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1도전 패드와 상기 제1셀탭은 다른 재질인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1도전 패드는 니켈, 니켈 합금, 구리 또는 구리 합금이고,
    상기 제1셀탭은 알루미늄 또는 알루미늄 합금인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 배터리 셀의 상기 제2셀탭은 상기 배터리 셀로부터 연장되고, 다수회 절곡되며, 양성온도소자 조립체에 연결됨을 특징으로 하는 배터리 팩.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 양성온도소자 조립체는 상기 제2도전패드에 접속된 리드 플레이트를 포함하고, 상기 리드플레이트는 상기 제1셀탭에 평행한 방향으로 연장됨을 특징으로 하는 배터리 팩.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2도전패드 및 상기 리드 플레이트는 같은 재질인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2도전패드 및 상기 리드 플레이트는 니켈, 니켈 합금, 구리 또는 구리 합금을 포함함을 특징으로 하는 배터리 팩.
  11. 제3항에 있어서,
    상기 케이스는
    상기 배터리 셀 및 상기 보호회로모듈의 측면을 감싸는 수지 프레임, 및
    상기 배터리 셀 및 상기 보호회로모듈의 상면 및 하면을 감싸는 라벨을 포함함을 특징으로 하는 배터리 팩.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 수지 프레임은
    상기 배터리 셀 및 상기 보호회로모듈을 감싸고,
    상기 보호회로모듈을 수용하는 한쌍의 측벽부를 포함함을 특징으로 하는 배터리 팩.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 수지 프레임은 높이를 갖고, 상기 한쌍의 측벽부는 상기 수지 프레임의 높이보다 작은 높이를 가짐을 특징으로 하는 배터리 팩.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 수지 프레임은 상기 회로기판으로부터 연장된 단자를 수용하기 위해 상기 수지 프레임으로부터 연장된 단자 수용 영역을 더 포함함을 특징으로 하는 배터리 팩.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 수지 프레임은 상기 제1도전 패드 및 상기 회로기판의 관통홀과 대응되는 영역에 형성된 관통홀을 포함함을 특징으로 하는 배터리 팩.
  16. 제12항에 있어서,
    배터리 셀을 수용하는 파우치를 더 포함하고,
    상기 파우치는 금속층, 상기 금속층의 일측에 형성된 제1절연층, 및 상기 금속층의 타측에 형성된 제2절연층을 포함하고, 상기 금속층 및 상기 제1,2절연층은 끝단이 상기 수지 프레임에서 접히고, 상기 끝단은 상기 수지 프레임에 의해 둘러싸임을 특징으로 하는 배터리 팩.
  17. 다수의 배터리 셀;
    적어도 두개의 배터리 셀에 연결된 보호회로모듈;
    제1배터리 셀 및 제2배터리 셀로부터 각각 연장되는 셀탭; 및
    상기 제1배터리 셀, 상기 제2배터리 셀 및 상기 보호회로모듈을 수용하는 케이스를 포함하고,
    상기 제1배터리 셀 및 상기 제2배터리 셀은
    상기 제1배터리 셀의 셀탭이 상기 제2배터리 셀의 셀탭을 향하도록 상기 케이스의 표면 위에 위치됨을 특징으로 하는 배터리 팩.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 보호회로모듈은
    상기 케이스의 상기 표면 위의 상기 제1배터리 셀 및 상기 제2배터리 셀의 사이에 위치됨을 특징으로 하는 배터리 팩.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 보호회로모듈은 회로기판을 포함하고,
    상기 회로기판은 상기 회로기판의 제1측부에 형성되어 상기 제1배터리 셀의 셀탭에 연결되는 제1도전패드, 및
    상기 제1측부의 반대측인 상기 회로기판의 제2측부에 형성되어 상기 제2배터리 셀의 셀탭에 연결되는 제2도전패드를 포함함을 특징으로 하는 배터리 팩.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 보호회로모듈은
    상기 회로기판의 제1측부에서 상기 제1배터리 셀로부터 연장되는 리드 플레이트에 연결되는 제3도전패드, 및
    상기 회로기판의 제2측부에서 상기 제2배터리 셀로부터 연장되는 리드플레이트에 연결되는 제4도전패드를 포함함을 특징으로 하는 배터리 팩.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 제1도전 패드 및 상기 제2도전 패드와 대응되는 영역에 형성된 관통홀을 더 포함함을 특징으로 하는 배터리 팩.
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