KR20140125704A - Connecting component with insulating layer for a secondary battery, and Secondary battery module and pack comprising the same - Google Patents

Connecting component with insulating layer for a secondary battery, and Secondary battery module and pack comprising the same Download PDF

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KR20140125704A
KR20140125704A KR1020130129859A KR20130129859A KR20140125704A KR 20140125704 A KR20140125704 A KR 20140125704A KR 1020130129859 A KR1020130129859 A KR 1020130129859A KR 20130129859 A KR20130129859 A KR 20130129859A KR 20140125704 A KR20140125704 A KR 20140125704A
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secondary battery
connecting part
battery
metal plate
insulating layer
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KR1020130129859A
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최승돈
양정훈
조영석
박정규
한현규
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주식회사 엘지화학
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Abstract

A connecting component for a secondary battery according to the present invention is installed on a path of a current flowing through the secondary battery to electrically connect components in the secondary battery with each other and comprises: a first metal plate; a second metal plate positioned to be apart from the first metal plate with a gap between them; a soldering bridge which has a melting point lower than those of the first and second metal plates and fills in the gap; and an insulation layer which is formed on at least one side of both sides of the first and second metal plates to cover a region where the soldering bridge is formed. According to the invention, when an excessive current flows through the connecting component for a secondary battery, the region, where the soldering bridge is formed, is broken to quickly block the flow of the excessive current and also prevent secondary damage such as a short-circuiting due to sparks generated when components are broken.

Description

절연 층을 구비하는 이차전지용 커넥팅 부품과 이를 포함하는 이차전지 모듈 및 이차전지 팩{Connecting component with insulating layer for a secondary battery, and Secondary battery module and pack comprising the same}[0001] The present invention relates to a connecting part for a secondary battery having an insulating layer, a secondary battery module including the connecting part, and a secondary battery pack,

본 발명은 절연 층을 구비하는 이차전지용 커넥팅 부품과 이를 포함하는 이차전지 모듈 및 이차전지 팩에 관한 것으로서, 구체적으로는 향상된 과전류 차단 기능, 우수한 기계적 강도 및 절연 기능을 갖는 이차전지용 커넥팅 부품과 이를 포함하는 이차전지 모듈 및 이차전지 팩에 관한 것이다.The present invention relates to a connecting part for a secondary battery having an insulating layer and a secondary battery module and a secondary battery pack including the connecting part. More particularly, the present invention relates to a connecting part for a secondary battery having an improved overcurrent shutoff function, And a secondary battery pack.

비디오 카메라, 휴대용 전화, 휴대용 PC 등의 휴대용 전기 제품 사용이 활성화됨에 따라 그 구동 전원으로서 주로 사용되는 이차전지에 대한 중요성이 증가되고 있다.As the use of portable electric appliances such as video cameras, portable phones, and portable PCs is being activated, the importance of secondary batteries, which are mainly used as driving power sources, is increasing.

통상적으로 충전이 불가능한 일차전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 이차전지는 디지털 카메라, 셀룰러 폰, 랩탑 컴퓨터, 파워 툴, 전기 자전거, 전기 자동차, 하이브리드 자동차, 대용량 전력 저장 장치 등 첨단 분야의 개발로 활발한 연구가 진행 중이다.Unlike a primary battery, which can not be charged normally, a secondary battery capable of charging and discharging is active in the development of advanced fields such as a digital camera, a cellular phone, a laptop computer, a power tool, an electric bicycle, an electric vehicle, a hybrid vehicle, Research is underway.

특히, 리튬 이차전지는 기존의 납 축전지, 니켈-카드뮴 전지, 니켈-수소 전지, 니켈-아연전지 등 다른 이차전지와 비교하여 단위 중량 당 에너지 밀도가 높고 급속 충전이 가능하므로 사용의 증가가 활발하게 진행되고 있다.In particular, the lithium secondary battery has a higher energy density per unit weight and can be rapidly charged as compared with other secondary batteries such as lead-acid batteries, nickel-cadmium batteries, nickel-hydrogen batteries and nickel-zinc batteries. It is progressing.

리튬 이차전지는 작동 전압이 3.6V 이상으로 휴대용 전자 기기의 전원으로 사용되거나, 다수의 전지를 직렬 또는 병렬로 연결하여 고출력의 전기자동차, 하이브리드 자동차, 파워툴, 전기 자전거, 전력저장장치, UPS 등에 사용된다. The lithium secondary battery has an operating voltage of 3.6 V or higher and can be used as a power source for portable electronic devices, or a plurality of batteries can be connected in series or in parallel to a high output electric vehicle, a hybrid vehicle, a power tool, an electric bicycle, Is used.

리튬 이차전지는 니켈-카드뮴 전지나 니켈-메탈 하이드라이드 전지에 비하여 작동 전압이3배가 높고, 단위 중량당 에너지 밀도의 특성도 우수하여 급속도로 사용되고 있는 추세이다.The lithium secondary battery has a working voltage three times higher than that of a nickel-cadmium battery or a nickel-metal hydride battery, and has an excellent energy density per unit weight, and is rapidly used.

리튬 이차전지는 전해질 종류에 따라 액체 전해질을 사용하는 리튬 이온전지와 고분자 고체 전해질을 사용하는 리튬 이온 폴리머 전지로 구분할 수 있다. 그리고, 리튬 이온 폴리머 전지는 고분자 고체 전해질의 종류에 따라 전해액이 전혀 함유되어 있지 않은 완전 고체형 리튬 이온 폴리머 전지와 전해액을 함유하고 있는 겔형 고분자 전해질을 사용하는 리튬 이온 폴리머 전지로 나눌 수 있다.The lithium secondary battery can be classified into a lithium ion battery using a liquid electrolyte and a lithium ion polymer battery using a polymer solid electrolyte depending on the type of electrolyte. The lithium ion polymer battery can be divided into a fully solid lithium ion polymer battery containing no electrolytic solution and a lithium ion polymer battery using a gel polymer electrolyte containing an electrolyte depending on the kind of polymer solid electrolyte.

액체 전해질을 사용하는 리튬 이온전지의 경우 대개 원통이나 각형의 금속 캔을 용기로 하여 용접 밀봉시킨 형태로 사용된다. 이런 금속 캔을 용기로 사용하는 캔형 이차전지는 형태가 고정되므로 이를 전원으로 사용하는 전기 제품의 디자인을 제약하는 단점이 있고, 부피를 줄이는 데 어려움이 있다. 따라서, 전극 조립체와 전해질을 필름으로 만든 파우치 포장재에 넣고 밀봉하여 사용하는 파우치형 이차전지가 개발되어 사용되고 있다.In the case of a lithium ion battery using a liquid electrolyte, it is usually used in a form in which a cylinder or a rectangular metal can is used as a container and welded and sealed. Since the can type secondary battery using such a metal can as a container is fixed in shape, there is a disadvantage that it restricts the design of an electrical product using the metal can as a power source, and it is difficult to reduce the volume. Accordingly, a pouch type secondary battery in which an electrode assembly and an electrolyte are sealed in a film pouch packaging material has been developed and used.

그런데, 리튬 이차전지는 과열이 될 경우 폭발 위험성이 있어서 안전성을 확보하는 것이 중요한 과제 중의 하나이다. 리튬 이차전지의 과열은 여러 가지 원인에서 발생되는데, 그 중 하나가 리튬 이차전지를 통해 한계 이상의 과전류가 흐르는 경우를 들 수 있다. 과전류가 흐르면 리튬 이차전지가 주울열에 의해 발열을 하므로 전지의 내부 온도가 급속하게 상승한다. 또한 온도의 급속한 상승은 전해액의 분해 반응을 야기하여 열폭주 현상(thermal runaway)을 일으킴으로써 결국에는 전지의 폭발까지 이어지게 된다. 과전류는 뽀족한 금속 물체가 리튬 이차전지를 관통하거나 양극과 음극 사이에 개재된 분리막의 수축에 의해 양극과 음극 사이의 절연이 파괴되거나 외부에 연결된 충전 회로나 부하의 이상으로 인해 돌입전류(rush current)가 전지에 인가되는 경우 등에 발생된다.However, when the lithium secondary battery is overheated, there is a danger of explosion and it is an important task to secure safety. Overheating of a lithium secondary battery occurs for various reasons, for example, a case where an overcurrent flows beyond a limit through a lithium secondary battery. When the overcurrent flows, the internal temperature of the battery rises rapidly because the lithium secondary battery generates heat by joule heat. Also, the rapid rise of the temperature causes a decomposition reaction of the electrolytic solution and causes a thermal runaway, which eventually leads to the explosion of the battery. The overcurrent is a phenomenon in which a metal object penetrates a lithium secondary battery or the insulation between an anode and a cathode is destroyed by shrinkage of a separator interposed between an anode and a cathode or a rush current Is applied to the battery.

따라서 리튬 이차전지는 과전류의 발생과 같은 이상 상황으로부터 전지를 보호하기 위해 보호회로와 결합되어 사용되며, 상기 보호회로에는 과전류가 발생되었을 때 충전 또는 방전전류가 흐르는 선로를 비가역적으로 단선시키는 퓨즈 소자가 포함되는 것이 일반적이다. Therefore, the lithium secondary battery is used in combination with a protection circuit to protect the battery from an abnormal situation such as the occurrence of an overcurrent, and the protection circuit is provided with a fuse element for irreversibly disconnecting a line through which charging or discharging current flows when an over- .

도 1은 리튬 이차전지와 결합되는 보호회로의 구성 중 퓨즈 소자의 배치 구조와 동작 메커니즘을 설명하기 위한 회로도이다.1 is a circuit diagram for explaining an arrangement structure and an operation mechanism of a fuse element in a structure of a protection circuit coupled to a lithium secondary battery.

도면에 도시된 바와 같이, 보호회로는 과전류 발생 시 이차전지를 보호하기 위해 퓨즈 소자(1), 과전류 센싱을 위한 센스 저항(2), 과전류 발생을 모니터하여 과전류 발생 시 퓨즈 소자(1)를 동작시키는 마이크로컨트롤러(3) 및 상기 퓨즈 소자(1)에 동작 전류의 유입을 스위칭하는 스위치(4)를 포함한다.As shown in the figure, the protection circuit includes a fuse element 1 for protecting the secondary battery when an overcurrent occurs, a sense resistor 2 for sensing an overcurrent, and a fuse element 1 for monitoring the occurrence of an overcurrent, And a switch (4) for switching the flow of an operating current into the fuse element (1).

퓨즈 소자(1)는 셀 어셈블리(B)의 최 외측 단자에 연결된 주 선로에 설치된다. 주 선로는 충전 전류 또는 방전 전류가 흐르는 배선을 말한다. 도면에는, 퓨즈 소자(1)가 고전위 선로(Pack+)에 설치된 것으로 도시되어 있다. The fuse element 1 is installed in a main line connected to the outermost terminal of the cell assembly B. The main line refers to a wiring through which charging current or discharging current flows. In the figure, the fuse element 1 is shown mounted on a high potential line (Pack +).

퓨즈 소자(1)는 3단자 소자 부품으로 2개의 단자는 충전 또는 방전 전류가 흐르는 주 선로에, 1개의 단자는 스위치(4)와 접속된다. 그리고 내부에는 주 선로와 직렬 연결되며 특정 온도에서 융단이 이루어지는 퓨즈(1a)와, 상기 퓨즈(1a)에 열을 인가하는 저항(1b)이 포함되어 있다.The fuse element 1 is a three-terminal element part, two terminals are connected to a main line through which a charging or discharging current flows, and one terminal is connected to the switch 4. And a fuse 1a connected in series with the main line and carpetted at a specific temperature, and a resistor 1b for applying heat to the fuse 1a.

상기 마이크로컨트롤러(3)는 센스 저항(2) 양단의 전압을 주기적으로 검출하여 과전류 발생 여부를 모니터하며, 과전류가 발생된 것으로 판단되면 스위치(4)를 턴 온시킨다. 그러면 주 선로에 흐르는 전류가 퓨즈 소자(1) 측으로 바이패스되어 저항(1b)에 인가된다. 이에 따라, 저항(1b)에서 발생된 주울열이 퓨즈(1a)에 전도되어 퓨즈(1a)의 온도를 상승시키며, 퓨즈(1a)의 온도가 융단 온도까지 오르게 되면 퓨즈(1a)가 융단됨으로써 주 선로가 비가역적으로 단선된다. 주 선로가 단선되면 과전류가 더 이상 흐르지 않게 되므로 과전류로부터 비롯되는 문제를 해소할 수 있다. The microcontroller 3 periodically detects the voltage across the sense resistor 2 and monitors whether an overcurrent is generated. When it is determined that an overcurrent is generated, the microcontroller 3 turns the switch 4 on. Then, a current flowing in the main line is bypassed to the fuse element 1 and applied to the resistor 1b. Thus, the joule heat generated in the resistor 1b is conducted to the fuse 1a to raise the temperature of the fuse 1a. When the temperature of the fuse 1a rises to the fusing temperature, the fuse 1a is fused, The line is irreversibly disconnected. When the main line is disconnected, the overcurrent does not flow any more, so that the problem caused by the overcurrent can be solved.

그런데, 위와 같은 종래 기술은 여러 가지 문제점을 안고 있다. 즉, 마이크로컨트롤러(3)에서 고장이 생기면 과전류가 발생된 상황에서도 스위치(4)가 턴온되지 않는다. 이런 경우 퓨즈 소자(1)의 저항(1b)으로 전류가 유입되지 않으므로 퓨즈 소자(1)가 동작을 하지 않는 문제가 있다. 또한 보호회로 내에 퓨즈 소자(1)의 배치를 위한 공간이 별도로 필요하고 퓨즈 소자(1)의 동작 제어를 위한 프로그램 알고리즘이 마이크로컨트롤러(3)에 반드시 적재되어야 한다. 따라서 보호회로의 공간 효율성이 저하되고 마이크로컨트롤러(3)의 부하를 증가시키는 단점이 있다.However, the above-described conventional techniques have various problems. That is, if a failure occurs in the microcontroller 3, the switch 4 is not turned on even when an overcurrent is generated. In this case, since the current does not flow into the resistor 1b of the fuse element 1, there is a problem that the fuse element 1 does not operate. Further, a space for arranging the fuse element 1 in the protection circuit is separately required, and a program algorithm for controlling the operation of the fuse element 1 must be loaded in the microcontroller 3. Therefore, the space efficiency of the protection circuit is lowered and the load of the microcontroller 3 is increased.

본 발명은 상술한 문제점을 고려하여 창안된 것으로서, 과전류에 대해 신속히 파단될 수 있는 구조를 가지면서도, 물리적인 충격에 강한 특성을 가질 뿐만 아니라, 뛰어난 절연성을 가짐으로써 파단 시에 다른 전자부품에 손상을 주지 않는 커넥팅 부품을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and has a structure capable of being quickly broken against an overcurrent, has a characteristic of being resistant to physical impact and has excellent insulating property, And to provide a connecting part which does not allow the connecting part.

다만, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 과제에 제한되지 않으며, 위에서 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래에 기재된 발명의 설명으로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It is to be understood, however, that the technical scope of the present invention is not limited to the above-mentioned problems, and other technical subjects not mentioned above can be understood by those skilled in the art from the description of the invention described below.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차전지용 커넥팅 부품은, 이차전지에 흐르는 전류의 경로 상에 설치되어 이차전지를 이루는 부품 사이를 전기적으로 연결하는 것으로서, 제1 금속 플레이트; 상기 제1 금속 플레이트와 간극을 사이에 두고 이격되어 위치하는 제2 금속 플레이트; 상기 제1 금속 플레이트 및 제2 금속 플레이트보다 낮은 융점을 갖는 것으로서, 상기 간극을 채우는 솔더링 브릿지; 및 상기 제1 금속 플레이트 및 제2 금속 플레이트의 양 면 중 적어도 어느 일 면에 형성되되 상기 솔더링 브릿지가 형성된 영역을 커버하는 절연 층을 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a connecting part for a secondary battery, the connecting part being provided on a path of a current flowing in the secondary battery and electrically connecting parts constituting the secondary battery. A second metal plate spaced apart from the first metal plate by a gap therebetween; A soldering bridge having a lower melting point than the first and second metal plates, the gap filling the gap; And an insulating layer formed on at least one of both surfaces of the first metal plate and the second metal plate and covering an area where the soldering bridge is formed.

상기 제1 금속 플레이트는 일측 단부의 두께 방향 중심부로부터 융기되어 형성된 제1 돌출부를 구비하고, 상기 제2 금속 플레이트는 일측 단부의 두께 방향 중심부로부터 융기되어 형성되며 상기 제1 돌출부와 대향하는 제2 돌출부를 구비할 수 있다.Wherein the first metal plate has a first protrusion raised from a central portion in the thickness direction of one end portion and the second metal plate is formed by protruding from a central portion in the thickness direction of one end portion and a second protrusion .

상기 솔더링 브릿지는, 주석과 구리를 함유하는 무연 합금 재질로 이루어질 수 있다.The soldering bridge may be made of a lead-free alloy material containing tin and copper.

상기 무연 합금의 총 중량을 기준으로 할 때, 상기 주석의 함량은 80wt% 내지 98wt% 이고, 상기 구리의 함량은 2wt% 내지 20wt% 범위일 수 있다.Based on the total weight of the lead-free alloy, the content of tin may be 80 wt% to 98 wt%, and the content of copper may be in a range of 2 wt% to 20 wt%.

상기 무연 합금은, 니켈, 아연 및 은을 포함하는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 추가 금속을 더 함유할 수 있다.The lead-free alloy may further contain at least one additional metal selected from the group consisting of nickel, zinc and silver.

상기 추가 금속의 함량은, 상기 무연 합금의 총 중량을 기준으로 0.01wt% 내지 10wt% 범위일 수 있다.The content of the additional metal may be in the range of 0.01 wt% to 10 wt% based on the total weight of the lead-free alloy.

상기 솔더링 브릿지는, 100℃ 내지 250℃의 융점을 가질 수 있다.The soldering bridge may have a melting point of 100 ° C to 250 ° C.

상기 절연 층은, 상기 간극의 외측에 형성될 수 있다.The insulating layer may be formed outside the gap.

상기 제1 금속 플레이트 및 제2 금속 플레이트와 상기 솔더링 브릿지의 표면은 동일 평면을 이룰 수 있다.The surfaces of the first and second metal plates and the soldering bridge may be coplanar.

상기 절연 층은, 상기 금속 플레이트의 표면과 상기 솔더링 브릿지의 표면을 동시에 커버할 수 있다.The insulating layer may cover the surface of the metal plate and the surface of the soldering bridge at the same time.

상기 절연 층은, 상기 간극의 내측에 형성될 수 있다.The insulating layer may be formed inside the gap.

상기 제1 금속 플레이트 및 제2 금속 플레이트의 표면과 상기 절연 층의 표면은 동일 평면을 이룰 수 있다.The surfaces of the first and second metal plates and the surface of the insulating layer may be coplanar.

상기 절연 층은, 세라믹 재질 및 강화수지를 포함하는 절연성 물질을 포함하는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 물질로 이루어질 수 있다.The insulating layer may be made of at least one material selected from the group consisting of a ceramic material and an insulating material including a reinforcing resin.

한편, 상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 모듈은, 적어도 하나의 배터리 셀, 상기 배터리 셀을 수용하는 모듈 케이스, 상기 모듈 케이스의 외측으로 돌출된 외부 단자 및 상기 배터리 셀과 외부 단자 사이를 연결하는 버스 바를 포함하며, 상기 배터리 모듈에 흐르는 전류의 경로 상에 설치된 커넥팅 부품으로서 상기 이차전지용 커넥팅 부품이 적용된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a battery module including at least one battery cell, a module case accommodating the battery cell, an external terminal protruding outside the module case, And the connecting part for the secondary battery is applied as a connecting part provided on the path of the current flowing in the battery module.

상기 버스 바로서 상기 이차전지용 커넥팅 부품이 적용될 수 있다.And the connecting part for the secondary battery may be applied to the bus bar.

상기 배터리 모듈은, 상기 외부 단자에 연결된 리드 단자를 더 포함하며, 상기 리드 단자로서 상기 이차전지용 커넥팅 부품이 적용될 수 있다.The battery module may further include a lead terminal connected to the external terminal, and the connecting part for the secondary battery may be applied as the lead terminal.

또한, 상기 기술적 과제는 본 발명에 따른 배터리 팩에 의해서도 달성될 수 있는데, 이러한 본 발명에 따른 배터리 팩은, 적어도 하나의 배터리 셀, 상기 배터리 셀을 수용하는 모듈 케이스, 상기 모듈 케이스의 외측으로 돌출된 외부 단자 및 상기 배터리 셀과 외부 단자 사이를 연결하는 버스 바를 포함하는 배터리 모듈이 복수개 연결되어 구현되며, 상기 배터리 팩에 흐르는 전류의 경로 상에 설치되는 커넥팅 부품으로서 상기 이차전지용 커넥팅 부품이 적용된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a battery pack comprising at least one battery cell, a module case accommodating the battery cell, And a bus bar connecting the battery cell and the external terminal, and a connecting part for the secondary battery is applied as a connecting part installed on a path of a current flowing in the battery pack .

상기 배터리 팩은, 인접한 상기 배터리 모듈 사이를 연결하는 인터 커넥팅 바를 더 포함하며, 상기 인터 커넥팅 바로서 상기 이차전지용 커넥팅 부품이 적용될 수 있다.The battery pack may further include an interconnection bar for connecting adjacent battery modules, and the connecting part for the secondary battery may be applied to the interconnection bar.

상기 버스 바로서 상기 이차전지용 커넥팅 부품이 적용될 수 있다.And the connecting part for the secondary battery may be applied to the bus bar.

상기 배터리 팩은, 상기 배터리 팩의 외부 단자에 연결된 리드 단자를 더 포함하며, 상기 리드 단자로서 상기 이차전지용 커넥팅 부품이 적용될 수 있다.The battery pack may further include a lead terminal connected to an external terminal of the battery pack, and the connecting part for the secondary battery may be applied as the lead terminal.

본 발명의 일 측면에 따르면, 이차전지용 커넥팅 부품을 통해 과전류가 흐르는 경우 솔더링 브릿지가 형성된 영역의 파단을 통해 과전류의 흐름을 신속히 차단할 수 있다.According to an aspect of the present invention, when an overcurrent flows through a connecting part for a secondary battery, a flow of an overcurrent can be rapidly blocked through a break of a region where a soldering bridge is formed.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 솔더링 물질 층의 사이즈 및 성분 등이 적절히 조절됨으로써 이차전지용 커넥팅 부품이 신속한 파단성을 가지면서도 비교적 작은 저항 값, 높은 강도 및 우수한 연성 등을 가질 수 있다.According to another aspect of the present invention, a size and a component of a soldering material layer are appropriately adjusted, so that a connecting part for a secondary battery can have a relatively small resistance value, a high strength, and an excellent ductility while having fast breaking performance.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 절연 층을 구비함으로써 이차전지용 커넥팅 부품의 파단 시에 스파크에 의한 단락 등의 이차적인 피해가 발생되는 것을 방지할 수 있다.According to another aspect of the present invention, by providing the insulating layer, it is possible to prevent secondary damage such as short-circuiting caused by sparking when the connecting part for a secondary battery is broken.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 리튬 이차전지와 결합되는 보호회로의 구성 중 퓨즈 소자의 배치 구조와 동작 메커니즘을 설명하기 위한 회로도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 커넥팅 부품을 나타내는 부분 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 이차전지용 커넥팅 부품을 나타내는 단면도이다.
도 4 및 도 5는 도 3에 도시된 이차전지용 커넥팅 부품의 변형 예를 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지용 커넥팅 부품을 나타내는 단면도이다.
도 7은 도 6에 도시된 이차전지용 커넥팅 부품의 변형예를 나타내는 단면도이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 나타내는 평면도이다.
도 10 내지 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 나타내는 평면도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate preferred embodiments of the invention and, together with the description of the invention given below, serve to further the understanding of the technical idea of the invention. And should not be construed as limiting.
1 is a circuit diagram for explaining an arrangement structure and an operation mechanism of a fuse element in a structure of a protection circuit coupled to a lithium secondary battery.
2 is a partial perspective view showing a connecting part for a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view showing the connecting part for a secondary battery shown in Fig.
4 and 5 are sectional views showing a modification of the connecting part for a secondary battery shown in Fig.
6 is a cross-sectional view showing a connecting part for a secondary battery according to another embodiment of the present invention.
7 is a cross-sectional view showing a modified example of the connecting part for a secondary battery shown in Fig.
8 and 9 are plan views illustrating a battery module according to an embodiment of the present invention.
10 to 12 are plan views showing a battery pack according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately It should be interpreted in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined. Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.

도 2 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 커넥팅 부품을 설명하기로 한다.2 to 5, a connecting part for a secondary battery according to an embodiment of the present invention will be described.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 커넥팅 부품을 나타내는 부분 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 이차전지용 커넥팅 부품을 나타내는 단면도이다. 또한, 도 4 및 도 5는 도 3에 도시된 이차전지용 커넥팅 부품의 변형 예를 나타내는 단면도이다.FIG. 2 is a partial perspective view showing a connecting part for a secondary battery according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a sectional view showing the connecting part for a secondary battery shown in FIG. 4 and 5 are sectional views showing a modified example of the connecting part for a secondary battery shown in Fig.

도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 커넥팅 부품(10)은 이차전지에 흐르는 전류의 경로 상에 설치되어 이차전지를 이루는 부품 사이를 전기적으로 연결하는 기능을 하는 것으로서, 제1 금속 플레이트(11), 제2 금속 플레이트(12), 솔더링 브릿지(13) 및 절연 층(14)을 포함한다.2 to 5, a connecting part 10 for a secondary battery according to an embodiment of the present invention is installed on a path of a current flowing in a secondary battery, and functions to electrically connect parts constituting the secondary battery And includes a first metal plate 11, a second metal plate 12, a soldering bridge 13, and an insulating layer 14.

상기 제1 금속 플레이트(11) 및 제2 금속 플레이트(12)는 얇은 판상의 금속으로서 간극을 사이에 두고 동일 평면 상에 나란하게 위치한다.The first metal plate 11 and the second metal plate 12 are arranged in a plane on the same plane with a gap therebetween as a thin plate metal.

상기 제1 금속 플레이트(11)는 그 일측 단부의 두께 방향 중심부로부터 대략 수직한 방향으로 융기되어 형성된 제1 돌출부(11a)를 구비한다. 마찬가지로, 상기 제2 금속 플레이트(12)는 그 일측 단부의 두께 방향 중심부로부터 대략 수직한 방향으로 융기되어 형성된 제2 돌출부(12a)를 구비하며, 이러한 제2 돌출부(12a)는 제1 돌출부(11a)와 대향한다.The first metal plate 11 has a first protrusion 11a protruding in a direction substantially perpendicular to a thickness direction center portion of one end portion thereof. Likewise, the second metal plate 12 has a second protrusion 12a formed in a direction substantially perpendicular to the thickness direction center of the one end of the second metal plate 12. The second protrusion 12a has a first protrusion 11a ).

상기 돌출부(11a,12a)의 높이(H) 및 폭(W)은 이차전지용 커넥팅 부품(10)의 전기 전도성, 과전류에 대한 안전성(파단 용이성) 및 인장 강도와 같은 특성들에 영향을 미치게 된다.The height H and the width W of the protrusions 11a and 12a affect the characteristics such as the electrical conductivity of the connecting part 10 for the secondary battery 10, safety against breakage (ease of breaking), and tensile strength.

예를 들어, 상기 합금 브릿지(13)가 형성되는 영역의 폭, 즉 접합 영역(A)의 폭(도 3을 기준으로 볼 때 A영역이 갖는 좌/우 길이를 의미함)을 일정하게 고정시켰을 때, 상기 높이(H)가 증가함에 따라 부품이 갖는 전기 전도성은 우수해지는 반면 과전류에 대한 안전성 및 인장 강도는 떨어지게 된다. 마찬가지로, 상기 접합 영역(A)의 폭을 일정하게 고정시켰을 때, 상기 폭(W)이 증가함에 따라 부품이 갖는 전기 전도성은 떨어지는 반면 과전류에 대한 안전성 및 인장 강도는 우수해지는 경향을 보이게 된다.For example, the width of the region where the alloy bridge 13 is formed, that is, the width of the junction region A (meaning the left / right length of the region A in FIG. 3) As the height H increases, the electrical conductivity of the component is improved while the safety and the tensile strength of the component are deteriorated. Similarly, when the width of the junction region A is fixed to a constant value, the electrical conductivity of the component decreases as the width W increases, but the stability and the tensile strength of the overcurrent tend to be excellent.

관점을 달리 하여, 상기 한 쌍의 돌출부(11a,12a) 사이의 거리를 일정하게 고정시켰을 때, 상기 높이(H)가 증가함에 따라 부품이 갖는 전기 전도성은 감소하는 반면 과전류에 대한 안전성 및 인장 강도는 향상된다. 마찬가지로, 상기 한 쌍의 돌출부(11a,12a) 사이의 거리를 일정하게 고정시켰을 때, 상기 폭(W)이 증가함에 따라 부품이 갖는 전기 전도성은 우수해지는 반면 과전류에 대한 안전성 및 인장 강도는 떨어지는 경향을 보이게 된다.When the distance between the pair of protrusions 11a and 12a is fixed to be constant by varying the viewpoints, the electrical conductivity of the component decreases as the height H increases, while the stability of the overcurrent and the tensile strength Is improved. Similarly, when the distance between the pair of protrusions 11a and 12a is fixed to a constant value, the electrical conductivity of the component is improved as the width W increases, while the safety and tensile strength of the overcurrent tend to decrease .

이는 금속 플레이트(11,12)를 이루는 금속이 솔더링 브릿지(13)를 이루는 합금과 비교하여 전기 전도성은 더 우수한 반면, 융점은 훨씬 높고 연성(ductility)에 있어서는 떨어지는 특성을 갖기 때문이다. 따라서, 상기 돌출부(11a,12a)의 높이(H) 및 폭(W)을 적절히 조절함으로써 우수한 물성을 가지면서도 과전류가 흐르는 경우 신속히 파단될 수 있는 이차전지용 커넥팅 부품(10)을 얻을 수 있다.This is because the metal constituting the metal plates 11 and 12 has better electrical conductivity than the alloy constituting the soldering bridge 13, but has a melting point much higher and a lower ductility. Therefore, by appropriately adjusting the height H and the width W of the protrusions 11a and 12a, it is possible to obtain the connecting part 10 for a secondary battery, which has excellent physical properties and can be quickly broken when an overcurrent flows.

한편, 상기 금속 플레이트(11,12)는 구리(Cu), 알루미늄(Al) 또는 니켈(Ni)이 코팅된 구리 등의 재질로 이루어질 수 있는데, 다만 이로써 본 발명의 금속 플레이트(11,12)의 재질을 한정하는 것은 아니며, 다양한 전도성 금속 재질이 적용될 수 있는 것이다.The metal plates 11 and 12 may be made of a material such as copper coated with copper (Cu), aluminum (Al), or nickel (Ni). However, The present invention is not limited to materials, and various conductive metal materials can be applied.

상기 재질의 종류는 금속 플레이트(11,12)와 결합되는 부품의 재질에 따라 달라질 수 있다. 즉, 상기 금속 플레이트(11,12)의 재질은 결합되는 부품의 재질과 동일한 재질로 이루어지는 것이 용접성 향상 및 접촉저항 최소화의 측면에서 유리할 수 있다. 결합되는 부품의 재질에 따라 상기 제1 금속 플레이트(11)와 제2 금속 플레이트(12)가 서로 다른 금속 재질로 이루어지는 것도 가능함은 물론이다.The kind of the material may vary depending on the material of the parts to be combined with the metal plates 11 and 12. That is, the material of the metal plates 11 and 12 is made of the same material as that of the parts to be joined, which may be advantageous in terms of improved weldability and minimization of contact resistance. It goes without saying that the first metal plate 11 and the second metal plate 12 may be made of different metal materials depending on the material of the parts to be joined.

상기 솔더링 브릿지(13)는 금속 플레이트(11,12)보다 낮은 융점을 갖는 합금 재질로 이루어지는 것으로서, 금속 플레이트(11,12) 사이에 형성되는 간극을 채우면서 금속 플레이트(11,12)와 접합된다. 상기 이차전지용 커넥팅 부품(10)에 과전류가 흐르는 경우에 있어서, 솔더링 브릿지(13)가 신속히 용융될 수 있도록 솔더링 브릿지(13)의 표면은 제1 금속 플레이트(11) 및 제2 금속 플레이트(12)와 동일 평면을 이루는 것이 바람직하다.The soldering bridge 13 is made of an alloy material having a lower melting point than the metal plates 11 and 12 and is joined to the metal plates 11 and 12 while filling gaps formed between the metal plates 11 and 12 . The surface of the soldering bridge 13 is connected to the first metal plate 11 and the second metal plate 12 so that the soldering bridge 13 can be rapidly melted when an overcurrent flows in the secondary battery connecting part 10. [ It is preferable to form the same plane.

상기 솔더링 브릿지(13)를 이루는 합금은 금속 플레이트(11,12)의 융점보다 낮은 대략 100℃ 내지 250℃의 융점을 가지며, 주석(Sn) 및 구리(Cu)를 주성분으로 포함하되 환경 및 인체에 유해한 납(Pb)을 함유하지 않는 무연 합금으로 이루어진다.The alloy forming the soldering bridge 13 has a melting point of about 100 ° C to 250 ° C which is lower than the melting point of the metal plates 11 and 12 and contains tin (Sn) and copper (Cu) It is made of a lead-free alloy containing no harmful lead (Pb).

상기 솔더링 브릿지(13)를 이루는 합금의 융점 범위는 차단하고자 하는 과전류의 레벨을 고려하여 설정되는 것이다. 상기 합금의 융점이 100℃보다 낮으면 이차전지용 커넥팅 부품(10)이 적용된 이차전지에 정상적인 전류가 흐르는 경우에도 합금이 용융될 수 있다. 또한, 상기 합금의 융점이 250℃보다 높으면 합금의 용융이 신속하게 일어날 수 없게 되어 과전류를 효과적으로 차단할 수 없게 되는 문제점이 있다.The melting point range of the alloy constituting the soldering bridge 13 is set in consideration of the level of the overcurrent to be cut. If the melting point of the alloy is lower than 100 ° C, the alloy can be melted even when a normal current flows through the secondary battery to which the connecting part 10 for secondary battery is applied. If the melting point of the alloy is higher than 250 ° C, melting of the alloy can not be performed rapidly and the overcurrent can not be effectively blocked.

상기 합금의 성분 중 주석은 합금의 융점과 인장강도 특성에 영향을 미친다. 상기 합금이 대략 100℃ 내지 250℃ 범위의 융점을 가지면서도 양호한 인장강도 특성을 갖도록 주석의 함량은 대략 80wt% 이상, 바람직하게는 85wt% 내지 98wt% 의 범위에서 조절된다. 상기 구리는 합금의 전기 전도도를 향상시키는 기능을 하며, 이러한 기능을 감안하여 구리의 함량은 대략 2wt% 내지 20wt% 의 범위에서 조절되며, 바람직하게는 대략 4wt% 내지 15wt% 의 범위에서 조절된다. 여기서, 상기 wt%는 솔더링 브릿지(13)를 이루는 합금의 총 중량을 기준으로 한 단위이다(이하, 동일함). Among the components of the alloy, tin affects the melting point and tensile strength characteristics of the alloy. The content of tin is adjusted to be in the range of about 80 wt% or more, preferably 85 wt% to 98 wt% such that the alloy has good tensile strength characteristics with a melting point in the range of about 100 캜 to 250 캜. The copper functions to improve the electrical conductivity of the alloy. The copper content is adjusted in the range of about 2 wt% to about 20 wt%, preferably about 4 wt% to about 15 wt%. Here, the wt% is a unit based on the total weight of the alloy forming the soldering bridge 13 (hereinafter the same).

상술한 바와 같이 주석과 구리의 함량이 적절한 범위를 갖도록 조절함으로써 솔더링 브릿지(13)를 이루는 합금의 인장 강도를 양호하게 할 수 있을 뿐만 아니라, 솔더링 브릿지(13)에 의한 이차전지용 커넥팅 부품(10)의 자체적인 저항 증가를 수% 이내로 억제할 수 있다.The tensile strength of the alloy constituting the soldering bridge 13 can be improved by adjusting the content of tin and copper so as to have an appropriate range as described above and also the tensile strength of the connecting component 10 for a secondary battery by the soldering bridge 13 can be improved, Can be suppressed within a few percent.

상기 솔더링 브릿지(13)는 보다 향상된 물성을 갖기 위해 주석과 구리 이외에 니켈(Ni), 은(Ag), 아연(Zn) 등과 같이 전기 전도도가 좋은 금속을 추가 합금 성분으로 더 포함할 수 있다. 상기 추가 합금 성분의 함량은 솔더링 브릿지(13)가 갖는 전체 중량 대비 대략 0.01wt% 내지 10wt%인 것이 바람직하다.The soldering bridge 13 may further include a metal having good electrical conductivity such as nickel (Ni), silver (Ag), and zinc (Zn) in addition to tin and copper in order to have improved physical properties. The content of the additional alloy component is preferably about 0.01 wt% to 10 wt% with respect to the total weight of the soldering bridge 13.

상술한 바와 같이, 상기 이차전지용 커넥팅 부품(10)은 상대적으로 전도성이 우수한 금속 및 상대적으로 낮은 융점을 갖는 합금이 조합된 이중 구조를 가짐으로써 우수한 전도성과 과전류에 대한 신속한 파단성을 동시에 가질 수 있다.As described above, the secondary battery connecting part 10 has a double structure in which a metal having a relatively good conductivity and an alloy having a relatively low melting point are combined, so that the secondary battery connecting part 10 can have both excellent conductivity and quick breaking property against an overcurrent .

아울러, 상기 이차전지용 커넥팅 부품(10)은 금속 플레이트(11,12) 각각이 두께 방향 중심부로부터 융기되어 형성된 돌출부(11a,12a)를 구비함으로써 버스 바 또는 인터 버스 바 등과 같이 비교적 두꺼운 부품로 사용되는 경우에도 충분한 퓨징(fusing) 효과를 가질 수 있다.The connecting part 10 for a secondary battery includes protrusions 11a and 12a formed by elevating the metal plates 11 and 12 from the center in the thickness direction so that they are used as relatively thick parts such as a bus bar or an interbus bar Even if it has sufficient fusing effect.

즉, 상기 이차전지용 커넥팅 부품(10)의 두께가 두꺼워질수록 퓨징에 의해 완전히 파단되는 것이 어려운 면이 있는데, 돌출부(11a,12a)의 높이(H) 및 폭(W)을 적절히 조절하여 접합 영역(A) 내의 저항 값을 허용 가능한 범위에서 최대화함으로써 다른 물성들(인장강도, 부품의 전체적인 전기 전도도 등)의 희생을 최소화 하면서도 충분한 퓨징 효과를 갖도록 할 수 있다.That is, there is a surface which is difficult to be completely broken by fusing as the thickness of the connecting part 10 for a secondary battery increases. The height H and the width W of the projections 11a and 12a are appropriately adjusted, It is possible to maximize the resistance value within the allowable range within the range of A to minimize the sacrifice of other properties (tensile strength, overall electric conductivity of the component, etc.), and to have a sufficient fusing effect.

상기 절연 층(14)은, 세라믹 재질 및 강화수지를 포함하는 절연성 물질로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 물질로 이루어지는 것으로서, 금속 플레이트(11,12)의 어느 일 면(도 3) 또는 양 면에 형성되어 솔더링 브릿지(13)가 형성된 접합 영역(A)을 커버한다. 즉, 상기 절연 층(14)은 간극의 외측에 형성되어 금속 플레이트(11,12)의 표면 및 솔더링 브릿지(13)의 표면을 동시에 커버한다.The insulating layer 14 is made of at least one material selected from the group consisting of a ceramic material and an insulating material including a reinforcing resin. The insulating layer 14 is formed on at least one surface (FIG. 3) And covers the junction area A where the soldering bridges 13 are formed. That is, the insulating layer 14 is formed on the outside of the gap to simultaneously cover the surfaces of the metal plates 11 and 12 and the surface of the soldering bridge 13.

상기 절연 층(14)은 금속 플레이트(11,12)의 양 면 중 적어도 일 면의 전체에 걸쳐 형성(도 3 및 도 4 참조)될 수도 있으나, 일부에만 형성(도 5 참조)될 수도 있다.The insulating layer 14 may be formed over at least one of both surfaces of the metal plates 11 and 12 (see FIGS. 3 and 4), but may be formed only at a part of the metal plate 11 and 12 (see FIG. 5).

한편, 상기 절연 층(4)은, 예를 들어, 세라믹 입자와 바인더 입자를 포함하는 슬러리를 금속 플레이트(11,12) 및 솔더링 브릿지(13)로 이루어지는 커넥팅 부품의 표면에 스프레잉(spraying) 함으로써 형성되거나, 상기 슬러리에 커넥팅 부품을 딥핑(dipping) 하는 방식 등에 의해 형성될 수 있다. 다만, 이러한 절연 층(14)의 형성 방법은 예시적인 것일 뿐 이로써 본 발명이 한정되는 것은 아니다.On the other hand, the insulating layer 4 is formed by spraying a slurry containing ceramic particles and binder particles onto the surface of a connecting part composed of the metal plates 11 and 12 and the soldering bridge 13 Or a method of dipping a connecting part in the slurry, or the like. However, the method of forming the insulating layer 14 is merely an example, and the present invention is not limited thereto.

이처럼, 상기 금속 플레이트(11,12)의 상면 및 하면 중 적어도 어느 일 면에 형성되어 접합 영역(A)을 커버하는 절연 층(14)은 이차전지용 커넥팅 부품(10)이 파단될 때 발생될 수 있는 스파크(spark)로 인한 이차적 피해를 방지할 수 있다.The insulating layer 14 formed on at least one of the upper and lower surfaces of the metal plates 11 and 12 and covering the bonding region A may be formed when the connecting part 10 for a secondary battery is broken It is possible to prevent the secondary damage caused by the spark.

즉, 상기 이차전지용 커넥팅 부품(10)이 접합 영역(A)을 중심으로 파단될 때 스파크가 발생될 수 있는데, 이러한 스파크로 인해 주변의 부품들이 손상될 수 있고, 또한 스파크와 함께 용융된 합금 물질이 주변의 부품들에 튀는 경우 단락이 발생될 우려도 있다.That is, a spark may occur when the connecting part 10 for a secondary battery is broken around the bonding area A, such peripheral parts may be damaged due to the spark, and the molten alloy material If it splashes around these parts, a short circuit may occur.

따라서, 상기 절연 층(14)이 솔더링 브릿지(13)가 형성된 접합 영역(A)을 커버하도록 형성되는 경우 이러한 스파크가 주변 부품에 직접 튀거나, 용융된 합금 물질이 주변 부품에 튀는 것을 방지할 수 있다.Therefore, when the insulating layer 14 is formed so as to cover the bonding area A where the soldering bridges 13 are formed, it is possible to prevent such sparks from splashing directly on peripheral parts or preventing molten alloy material from splashing on peripheral parts have.

뿐만 아니라, 상기 절연 층(14)은 간극을 중심으로 길이 방향(도 3 내지 도 5를 기준으로 지면의 좌/우 방향을 의미하는 것임)을 따라 서로 이격되어 있는 금속 플레이트(11,12)의 대향하는 단부 사이를 더욱 견고히 연결해 줌으로써 이차전지용 커넥팅 부품(10)의 기계적 강도를 향상시킬 수 있다.In addition, the insulating layer 14 may be formed of metal plates 11 and 12 spaced apart from each other along the longitudinal direction (the left / right direction of the paper according to FIGS. 3 to 5) The mechanical strength of the secondary battery connecting part 10 can be improved by more firmly connecting the opposite end portions.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 커넥팅 부품(10)은 금속 플레이트(11,12) 사이를 저융점 합금으로 이루어진 솔더링 브릿지(13)로 연결하되 접합 영역(A)을 절연 층(14)으로 커버한 구조를 가짐으로써, 단락 등에 의한 과전류로부터 이차전지를 안전하게 보호할 수 있다.As described above, the connecting part 10 for a secondary battery according to an embodiment of the present invention connects the metal plates 11 and 12 with a soldering bridge 13 made of a low melting point alloy, Layer 14, it is possible to safely protect the secondary battery from an overcurrent caused by a short circuit or the like.

즉, 상기 이차전지용 커넥팅 부품(10)은, 과전류의 발생 시에 솔더링 브릿지(13)의 용융에 의해 신속히 파단됨으로써 과전류를 차단할 수 있을 뿐만 아니라, 파단으로 인해 일어날 수 있는 이차적인 피해 또한 방지할 수 있는 구조를 가짐으로써 이차전지 사용상의 안전성을 확보할 수 있는 것이다.That is, the secondary battery connecting part 10 is quickly broken due to melting of the soldering bridge 13 at the time of occurrence of an overcurrent, so that it is possible not only to cut off the overcurrent but also to prevent the secondary damage that may occur due to the breakage It is possible to secure safety in use of the secondary battery.

다음은, 도 6 및 도 7을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지용 커넥팅 부품(20)을 설명하기로 한다.Next, referring to Figs. 6 and 7, a connecting part 20 for a secondary battery according to another embodiment of the present invention will be described.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지용 커넥팅 부품을 나타내는 단면도이고, 도 7은 도 6에 도시된 이차전지용 커넥팅 부품의 변형예를 나타내는 단면도이다.FIG. 6 is a cross-sectional view showing a connecting part for a secondary battery according to another embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a cross-sectional view showing a modification example of the connecting part for a secondary battery shown in FIG.

본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지용 커넥팅 부품(20)은, 앞선 실시예에 따른 이차전지용 커넥팅 부품(20)과 비교하여 절연 층(15)이 금속 플레이트(11,12) 사이의 간극 내에 형성되었다는 점에서 차이가 있을 뿐, 다른 구성요소들은 실질적으로 동일하다. 따라서 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지용 커넥팅 부품(20)을 설명함에 있어서는 절연 층(15)의 형성 위치에 대해서 중점적으로 설명하기로 하며, 앞선 실시예와 중복되는 사항에 대한 반복적인 설명은 생략하기로 한다.The connecting part 20 for a secondary battery according to another embodiment of the present invention is different from the connecting part 20 for a secondary battery according to the previous embodiment in that the insulating layer 15 is formed in the gap between the metal plates 11 and 12 And the other components are substantially the same. Therefore, in describing the connecting part 20 for a secondary battery according to another embodiment of the present invention, the formation position of the insulating layer 15 will be mainly described, and a repetitive description of the matters overlapping with those of the previous embodiment It will be omitted.

도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지용 커넥팅 부품(20)은 금속 플레이트(11,12) 사이에 형성된 간극의 내측에 위치하며 접합 영역(A)을 커버하는 절연 층(15)을 구비한다. 6 and 7, the connecting part 20 for a secondary battery according to another embodiment of the present invention is disposed inside the gap formed between the metal plates 11 and 12, Layer (15).

즉, 상기 절연 층(15)은 금속 플레이트(11,12)와 솔더링 브릿지(13)로 이루어진 부품의 표면에 형성되는 것이 아니라, 해당 부품의 표면에 형성된 홈 내에서 금속 플레이트(11,12) 및 솔더링 브릿지(13)와 접합된 형태를 갖는 것이다.That is, the insulating layer 15 is not formed on the surface of the parts composed of the metal plates 11 and 12 and the soldering bridge 13, but is formed on the surfaces of the metal plates 11 and 12, And is connected to the soldering bridge (13).

이 경우, 상기 절연 층(15)의 표면과 금속 플레이트(11,12)의 표면은 동일 평면을 이룰 수 있다.In this case, the surface of the insulating layer 15 and the surfaces of the metal plates 11 and 12 may be flush with each other.

이처럼 절연 층(15)이 금속 플레이트(11,12) 사이에 형성된 간극의 내측에 위치하는 경우, 금속 플레이트(11,12) 각각의 대향하는 단부 사이를 더욱 견고하게 연결함으로써 이차전지용 커넥팅 부품(20)의 기계적 강도를 더욱 향상시킬 수 있다.When the insulating layer 15 is located on the inner side of the gap formed between the metal plates 11 and 12, the connecting parts 20 for the secondary battery 20 ) Can be further improved.

다음은, 도 8 및 도 9를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(M)을 설명하기로 한다.Next, a battery module M according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 8 and 9. FIG.

도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 나타내는 평면도이다.8 and 9 are plan views illustrating a battery module according to an embodiment of the present invention.

도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(M)은 적어도 하나의 배터리 셀(미도시), 배터리 셀을 수용하는 모듈 케이스(C), 모듈 케이스(C)의 외측으로 돌출된 외부 단자(30) 및 배터리 셀과 외부 단자(30) 사이를 연결하는 버스 바(40)를 포함한다.8 and 9, a battery module M according to an embodiment of the present invention includes at least one battery cell (not shown), a module case C that accommodates the battery cell, An external terminal 30 protruding outwardly, and a bus bar 40 connecting between the battery cell and the external terminal 30.

상기 배터리 모듈(M)에 흐르는 전류의 경로 상에 설치된 커넥팅 부품 중 적어도 하나에는 본 발명에 따른 이차전지용 커넥팅 부품(10,20)이 적용된다.The connecting parts 10 and 20 for a secondary battery according to the present invention are applied to at least one of the connecting parts provided on the path of the current flowing in the battery module M. [

즉, 상기 커넥팅 부품(10,20)은, 예를 들어 배터리 모듈(M)에 설치된 버스 바(40)로서 적용될 수 있다(도 8 참조).That is, the connecting parts 10 and 20 can be applied, for example, as a bus bar 40 installed in the battery module M (see FIG. 8).

또한, 상기 배터리 모듈(M)은 외부 단자(30)에 연결되는 리드 단자(60)를 더 포함할 수 있는데, 상기 커넥팅 부품(10,20)은 이러한 리드 단자(60)로서 적용될 수도 있는 것이다(도 9 참조).The battery module M may further include a lead terminal 60 connected to the external terminal 30 so that the connecting parts 10 and 20 may be applied as the lead terminal 60 9).

다음은, 도 10 내지 도 12를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(P)을 설명하기로 한다.Next, a battery pack P according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 10 to 12. FIG.

도 10 내지 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 나타내는 평면도이다.10 to 12 are plan views showing a battery pack according to an embodiment of the present invention.

도 10 내지 도 12를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(P)은 앞서 설명한 배터리 모듈(M)이 복수개 연결되어 구현되는 것이며, 인접한 배터리 모듈(M) 사이는 인터 커넥팅 바(50)에 의해 연결될 수 있다. 즉, 상기 인터 커넥팅 바(50)는, 예를 들어, 인접한 배터리 모듈(M) 각각의 외부 단자(30) 사이를 연결함으로써 배터리 모듈(M) 사이를 전기적으로 연결시킬 수 있다.10 to 12, a battery pack P according to an embodiment of the present invention is implemented by connecting a plurality of battery modules M described above, and between adjacent battery modules M, 50). That is, the interconnecting bar 50 may electrically connect between the battery modules M by, for example, connecting the external terminals 30 of the adjacent battery modules M.

상기 배터리 팩(P)은, 앞서 설명한 배터리 모듈(M)과 마찬가지로, 배터리 팩(P)에 흐르는 전류의 경로 상에 설치된 커넥팅 부품 중 적어도 어느 하나에 본 발며에 따른 이차전지용 커넥팅 부품(10,20)이 적용된 구조를 갖는다.The battery pack P is connected to at least one of the connecting parts provided on the path of the current flowing in the battery pack P in the same manner as the battery module M described above, ) Is applied.

즉, 상기 커넥팅 부품(10,20)은, 예를 들어, 배터리 팩(P)에 구비된 버스 바(40) 및/또는 인터 커넥팅 바(50) 및/또는 리드 단자(60)로서 적용될 수 있는 것이다.That is, the connecting parts 10 and 20 can be applied, for example, as a bus bar 40 and / or an interconnection bar 50 and / or a lead terminal 60 provided in the battery pack P will be.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 배터리 모듈(M) 및 배터리 팩(P)은, 전류의 경로 상에 설치된 커넥팅 부품에 본 발명에 따른 이차전지용 커넥팅 부품(10,20)이 적용된 구조를 가짐으로써 과전류를 신속하고 안전하게 차단할 수 있다.As described above, the battery module (M) and the battery pack (P) according to the present invention have a structure in which the connecting parts (10, 20) for a secondary battery according to the present invention are applied to connecting parts provided on a current path The overcurrent can be quickly and safely blocked.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not to be limited to the details thereof and that various changes and modifications will be apparent to those skilled in the art. And various modifications and variations are possible within the scope of the appended claims.

10,20: 이차전지용 커넥팅 부품
11: 제1 금속 플레이트 11a: 제1 돌출부
12: 제2 금속 플레이트 12a: 제2 돌출부
13: 솔더링 브릿지 14,15: 절연 층
M: 배터리 모듈 P: 배터리 팩
C: 모듈 케이스 30: 외부 단자
40: 버스 바 50: 인터 커넥팅 바
60: 리드 단자 10,20: Connecting part for secondary battery
11: first metal plate 11a: first protrusion
12: second metal plate 12a: second protrusion
13: soldering bridge 14,15: insulating layer
M: Battery module P: Battery pack
C: Module case 30: External terminal
40: Bus bar 50: Interconnecting bar
60: Lead terminal

Claims (20)

이차전지에 흐르는 전류의 경로 상에 설치되어 이차전지를 이루는 부품 사이를 전기적으로 연결하는 이차전지용 커넥팅 부품으로서,
제1 금속 플레이트;
상기 제1 금속 플레이트와 간극을 사이에 두고 이격되어 위치하는 제2 금속 플레이트;
상기 제1 금속 플레이트 및 제2 금속 플레이트보다 낮은 융점을 갖는 것으로서, 상기 간극을 채우는 솔더링 브릿지; 및
상기 제1 금속 플레이트 및 제2 금속 플레이트의 양 면 중 적어도 어느 일 면에 형성되되 상기 솔더링 브릿지가 형성된 영역을 커버하는 절연 층을 포함하는 이차전지용 커넥팅 부품.A connecting part for a secondary battery which is provided on a path of a current flowing in a secondary battery and electrically connects parts constituting the secondary battery,
A first metal plate;
A second metal plate spaced apart from the first metal plate by a gap therebetween;
A soldering bridge having a lower melting point than the first and second metal plates, the gap filling the gap; And
And an insulating layer formed on at least one of both surfaces of the first metal plate and the second metal plate and covering an area where the soldering bridge is formed. 제1항에 있어서,
상기 제1 금속 플레이트는 일측 단부의 두께 방향 중심부로부터 융기되어 형성된 제1 돌출부를 구비하고,
상기 제2 금속 플레이트는 일측 단부의 두께 방향 중심부로부터 융기되어 형성되며 상기 제1 돌출부와 대향하는 제2 돌출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 커넥팅 부품.The method according to claim 1,
Wherein the first metal plate has a first projection formed by being raised from a central portion in the thickness direction of one end portion,
Wherein the second metal plate is formed by protruding from a central portion in the thickness direction of one end portion and has a second protrusion opposed to the first protrusion portion. 제1항에 있어서,
상기 솔더링 브릿지는,
주석과 구리를 함유하는 무연 합금 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이차전지용 커넥팅 부품.The method according to claim 1,
The soldering bridge includes:
And a lead-free alloy material containing tin and copper. 제3항에 있어서,
상기 무연 합금의 총 중량을 기준으로 할 때, 상기 주석의 함량은 80wt% 내지 98wt% 이고, 상기 구리의 함량은 2wt% 내지 20wt% 인 것을 특징으로 하는 이차전지용 커넥팅 부품.The method of claim 3,
Wherein a content of the tin is 80 wt% to 98 wt%, and a content of the copper is 2 wt% to 20 wt% based on the total weight of the lead-free alloy. 제3항에 있어서,
상기 무연 합금은,
니켈, 아연 및 은을 포함하는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 추가 금속을 더 함유하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 커넥팅 부품.The method of claim 3,
The lead-
Nickel, zinc, and silver. 7. The connecting part for a secondary battery according to claim 1, further comprising at least one additional metal selected from the group consisting of nickel, zinc, and silver. 제5항에 있어서,
상기 추가 금속의 함량은,
상기 무연 합금의 총 중량을 기준으로 0.01wt% 내지 10wt% 인 것을 특징으로 하는 이차전지용 커넥팅 부품.6. The method of claim 5,
The content of the additional metal,
Wherein the total weight of the lead-free alloy is 0.01 wt% to 10 wt% based on the total weight of the lead-free alloy. 제1항에 있어서,
상기 솔더링 브릿지는,
100℃ 내지 250℃의 융점을 갖는 것을 특징으로 하는 이차전지용 커넥팅 부품.The method according to claim 1,
The soldering bridge includes:
And has a melting point of 100 ° C to 250 ° C. 제1항에 있어서,
상기 절연 층은,
상기 간극의 외측에 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 커넥팅 부품.The method according to claim 1,
Wherein the insulating layer
Wherein the connecting part is formed outside the gap. 제8항에 있어서,
상기 제1 금속 플레이트 및 제2 금속 플레이트와 상기 솔더링 브릿지의 표면은 동일 평면을 이루는 것을 특징으로 하는 이차전지용 커넥팅 부품.9. The method of claim 8,
And the surfaces of the first and second metal plates and the soldering bridge are flush with each other. 제9항에 있어서,
상기 절연 층은,
상기 금속 플레이트의 표면과 상기 솔더링 브릿지의 표면을 동시에 커버하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 커넥팅 부품.10. The method of claim 9,
Wherein the insulating layer
And simultaneously covers the surface of the metal plate and the surface of the soldering bridge. 제1항에 있어서,
상기 절연 층은,
상기 간극의 내측에 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 커넥팅 부품.The method according to claim 1,
Wherein the insulating layer
Wherein the connecting portion is formed inside the gap. 제11항에 있어서,
상기 제1 금속 플레이트 및 제2 금속 플레이트의 표면과 상기 절연 층의 표면은 동일 평면을 이루는 것을 특징으로 하는 이차전지용 커넥팅 부품.12. The method of claim 11,
Wherein the surfaces of the first metal plate and the second metal plate and the surface of the insulating layer are flush with each other. 제1항에 있어서,
상기 절연 층은,
세라믹 재질 및 강화수지를 포함하는 절연성 물질을 포함하는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이차전지용 커넥팅 부품.The method according to claim 1,
Wherein the insulating layer
And at least one material selected from the group consisting of a ceramic material and an insulating material including a reinforcing resin. 적어도 하나의 배터리 셀, 상기 배터리 셀을 수용하는 모듈 케이스, 상기 모듈 케이스의 외측으로 돌출된 외부 단자 및 상기 배터리 셀과 외부 단자 사이를 연결하는 버스 바를 포함하는 배터리 모듈에 있어서,
상기 배터리 모듈에 흐르는 전류의 경로 상에 설치된 커넥팅 부품으로서 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 이차전지용 커넥팅 부품이 적용된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.1. A battery module comprising at least one battery cell, a module case accommodating the battery cell, an external terminal protruding outside the module case, and a bus bar connecting between the battery cell and an external terminal,
Wherein the connecting part for a secondary battery according to any one of claims 1 to 13 is applied as a connecting part provided on a path of a current flowing in the battery module. 제14항에 있어서,
상기 버스 바로서 상기 이차전지용 커넥팅 부품이 적용된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.15. The method of claim 14,
Wherein the connecting part for the secondary battery is applied to the bus bar. 제14항에 있어서,
상기 외부 단자에 연결된 리드 단자를 더 포함하며,
상기 리드 단자로서 상기 이차전지용 커넥팅 부품이 적용된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.15. The method of claim 14,
And a lead terminal connected to the external terminal,
And a connecting part for the secondary battery is applied as the lead terminal. 적어도 하나의 배터리 셀, 상기 배터리 셀을 수용하는 모듈 케이스, 상기 모듈 케이스의 외측으로 돌출된 외부 단자 및 상기 배터리 셀과 외부 단자 사이를 연결하는 버스 바를 포함하는 배터리 모듈이 복수개 연결되어 구현된 배터리 팩에 있어서,
상기 배터리 팩에 흐르는 전류의 경로 상에 설치되는 커넥팅 부품으로서 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 이차전지용 커넥팅 부품이 적용된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.A battery pack comprising a plurality of battery modules including at least one battery cell, a module case accommodating the battery cell, an external terminal protruding outside the module case, and a bus bar connecting the battery cell and an external terminal. In this case,
Wherein a connecting part for a secondary battery according to any one of claims 1 to 13 is applied as a connecting part provided on a path of a current flowing in the battery pack. 제17항에 있어서,
인접한 상기 배터리 모듈 사이를 연결하는 인터 커넥팅 바를 더 포함하며,
상기 인터 커넥팅 바로서 상기 이차전지용 커넥팅 부품이 적용된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.18. The method of claim 17,
Further comprising: an interconnecting bar connecting adjacent battery modules,
Wherein the connecting part for the secondary battery is applied to the interconnection bar. 제17항에 있어서,
상기 버스 바로서 상기 이차전지용 커넥팅 부품이 적용된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.18. The method of claim 17,
Wherein the connecting part for the secondary battery is applied to the bus bar. 제17항에 있어서,
상기 배터리 팩의 외부 단자에 연결된 리드 단자를 더 포함하며,
상기 리드 단자로서 상기 이차전지용 커넥팅 부품이 적용된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.18. The method of claim 17,
And a lead terminal connected to an external terminal of the battery pack,
And the connecting part for the secondary battery is applied as the lead terminal.
KR1020130129859A 2013-04-19 2013-10-30 Connecting component with insulating layer for a secondary battery, and Secondary battery module and pack comprising the same KR20140125704A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20220037744A1 (en) * 2018-12-13 2022-02-03 Lg Energy Solution, Ltd. Battery module

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