KR20150034917A - Connector for Non-welded Connection and Battery Pack Employed with the Same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 무용접 연결을 위한 커넥터 및 이를 적용한 전지팩에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, PCB(printed circuit board)의 단자와 전기적으로 연결되어 있고 PCB의 일측면 상에 장착되어 있는 커넥터로서, 제 1 접속핀, 제 2 접속핀, 및 제 3 접속핀을 포함하고, 하우징 내부에 장착되는 둘 이상의 단자 접속부재들; 접속핀 가압부, 외부 케이블 가압부, 및 고정 돌기를 포함하는 플립형 핸들(flip type handle); 및 접속부재 장착부, 핸들 장착부, 및 외부 케이블 수용부를 포함하는 하우징(housing);으로 구성되어 있는 커넥터에 관한 것이다.The present invention relates to a connector for welding-free connection and a battery pack using the same, and more particularly, to a connector electrically connected to a terminal of a printed circuit board (PCB) and mounted on one side of a PCB, At least two terminal connecting members, including at least one connecting pin, a second connecting pin, and a third connecting pin, the at least one terminal connecting member being mounted inside the housing; A flip type handle including a connecting pin pressing portion, an external cable pressing portion, and a fixing protrusion; And a housing including a connection member mounting portion, a handle mounting portion, and an external cable receiving portion.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지에 대해 수요가 급격히 증가하고 있고, 그러한 이차전지 중에서도 높은 에너지 밀도와 작동 전위를 나타내고, 사이클 수명이 길며, 자기방전율이 낮은 리튬 이차전지가 상용화되어 널리 사용되고 있다.As technology development and demand for mobile devices have increased, there has been a rapid increase in demand for secondary batteries as energy sources. Among such secondary batteries, lithium secondary batteries, which exhibit high energy density and operational potential, long cycle life, Batteries have been commercialized and widely used.
이차전지를 구성하는 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체는 그것의 구조에 따라 크게 젤리-롤형(권취형)과 스택형(적층형)으로 구분된다. 젤리-롤형 전극조립체는, 집전체로 사용되는 금속 호일에 전극 활물질 등을 코팅하고 건조 및 프레싱한 후, 소망하는 폭과 길이의 밴드 형태로 재단하고 분리막을 사용하여 음극과 양극을 격막한 후 나선형으로 감아 제조된다. 젤리-롤형 전극조립체는 원통형 전지에는 적합하지만, 각형 또는 파우치형 전지에 적용함에 있어서는 전극 활물질의 박리 문제, 낮은 공간 활용성 등의 단점을 가지고 있다. 반면에, 스택형 전극조립체는 다수의 양극 및 음극 단위체들을 순차적으로 적층한 구조로서, 각형의 형태를 얻기가 용이한 장점이 있지만, 제조과정이 번잡하고 충격이 가해졌을 때 전극이 밀려서 단락이 유발되는 단점이 있다.The electrode assembly of the anode / separator / cathode structure constituting the secondary battery is largely classified into a jelly-roll type (winding type) and a stack type (laminate type) depending on its structure. In the jelly-roll type electrode assembly, an electrode active material or the like is coated on a metal foil used as a current collector, dried and pressed, cut into a band shape having a desired width and length, and a cathode and an anode are diaphragm- . Although the jelly-roll type electrode assembly is suitable for a cylindrical battery, when it is applied to a square or pouch type battery, it has disadvantages such as separation of electrode active material and low space utilization. On the other hand, the stacked electrode assembly has a structure in which a plurality of anode and cathode unit members are sequentially laminated, and it is easy to obtain a rectangular shape. However, when the manufacturing process is troublesome and impact is applied, .
이러한 문제점을 해결하기 위하여 상기 젤리-롤형과 스택형의 혼합 형태인 진일보한 구조의 전극조립체로서, 일정한 단위 크기의 양극/분리막/음극 스택/폴딩형 구조의 풀셀(full cell) 또는 양극(음극)/분리막/음극(양극)/분리막/양극(음극) 구조의 바이셀(bicell)을 긴 길이의 연속적인 분리막 필름을 이용하여 폴딩한 구조의 전극조립체가 개발되었고, 이는 본 출원인의 한국 특허출원공개 제2001-82058호, 제2001-82059호, 제2001-82060호 등에 개시된 바가 있다.In order to solve such a problem, an electrode assembly having an advanced structure, which is a mixture of jelly-roll type and stack type, has a full cell or a positive electrode (cathode) of a positive electrode / separator / An electrode assembly having a structure in which a bicell of a separator / cathode / anode / separator / cathode structure is folded using a long continuous membrane is developed and disclosed in Korean Patent Application Publication 2001-82058, 2001-82059, 2001-82060, and the like.
상기와 같은 스택형 또는 스택/폴딩형 전극조립체를 전지케이스에 내장한 구조의 이차전지는 다양한 형태일 수 있으며, 그것의 대표적인 예가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스를 사용하는 전지셀이다.The secondary battery having such a stacked or stacked / folded electrode assembly as described above may be in various forms, and a representative example thereof is a battery cell using a pouch-shaped case of an aluminum laminate sheet.
이러한 전지셀은 전극(양극 및 음극)과 분리막을 열융착시킨 전극조립체에 전해액을 함침시킨 구조로서, 주로 스택형 또는 스택/폴딩형 전극조립체를 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 밀봉한 형태로서 많이 사용되고 있다. 따라서, 종종 파우치형 전지 또는 파우치형 전지셀로 칭하기도 한다.Such a battery cell has a structure in which an electrolyte solution is impregnated into an electrode assembly in which electrodes (positive electrode and negative electrode) and a separator are thermally fused, and a stack type or stack / folding type electrode assembly is sealed in a pouch type case of an aluminum laminate sheet . Therefore, it is sometimes referred to as a pouch-type battery or a pouch-type battery cell.
한편, 외부로 도출되어 보호회로 모듈(PCM)과 연결되는 전지셀의 전극단자들은 그 두께가 매우 얇아서 외부 진동이나 충격으로부터 쉽사리 파괴될 위험성을 지니고 있다.On the other hand, the electrode terminals of the battery cells connected to the protection circuit module (PCM), which are led out to the outside, have a very small thickness and are easily damaged from external vibration or impact.
도 1에는 일반적인 파우치형 전지의 전극단자와 PCM이 용접에 의해 연결되는 것을 나타내는 부분 사시도가 도시되어 있다.1 is a partial perspective view showing that an electrode terminal of a general pouch-shaped battery is connected to a PCM by welding.
도 1을 참조하면, PCM(200) 상에 형성된 전극단자 접속부들(21, 22)과 전지셀(11)의 전극단자들(12, 13)은, 외부 진동이나 충격으로부터 파괴되는 것을 방지하기 위해, 용접(30)에 의해 각각 전기적으로 연결되고 있다. 상기 용접의 일반적인 예로서, 스폿 용접(spot welding), 초음파 용접(ultrasonic welding) 또는 레이저 용접(laser welding) 등을 들 수 있다.1, in order to prevent the electrode
상기 용접에 의한 방법은 견고하고 안정적인 전기적 연결 상태를 보장하지만, 용접 과정 중에 발생할 수 있는 솔더(solder) 비산, 미융착, 과융착 등과 같은 용접 불량 요소를 지니고 있다.Although the welding method ensures a stable and stable electrical connection state, it has welding defects such as solder scattering, non-welding, and welding that may occur during the welding process.
상기 솔더 비산이 발생할 경우, 용접 작업이 이루어진 부위와 인접한 PCM 상의 회로 소자들에게 악영향을 끼칠 수 있으며, 또한, 미융착 또는 과융착이 발생할 경우, PCM과 전지셀 전극단자의 원활한 전기적 연결을 이룰 수 없거나 용접부위의 전기저항이 증가하는 결과를 초래할 수 있다.When solder scattering occurs, it can adversely affect the circuit elements on the PCM adjacent to the site where the welding operation is performed. In addition, in the event of unfused or overheated welding, a smooth electrical connection between the PCM and the battery cell electrode terminals can be achieved Or the electrical resistance of the welded portion may increase.
또한, 상기 용접 방법들은 용접 과정 중에 스패터(spatter)를 발생할 수 있다. 용접에 의해 발생할 수 있는 스패터는 PCM상에 위치하고 있는 회로 소자들을 손상시킬 수 있으며, 만약 용접에 의해 발생한 스패터가 전지셀 외부면에 튀어 외장 커버 시트를 손상시킬 경우, 전지셀의 단락 또는 전지셀 폭발이 발생할 수 있어, 그 위험성이 상당하다 할 수 있다.In addition, the welding methods can generate spatter during the welding process. Spatter that can be generated by welding can damage circuit elements located on the PCM. If a spatter caused by welding springs on the outer surface of the battery cell and damages the outer cover sheet, a short circuit of the battery cell, Explosion may occur, and the risk may be significant.
상기와 같은 여러가지 위험 요소들을 방지하기 위해, 용접 과정을 제거하고 이를 기계적 체결방법에 의해 전기적 연결을 달성하려는 시도가 있어 왔다.In order to prevent such various risk factors, attempts have been made to eliminate the welding process and to achieve an electrical connection by a mechanical fastening method.
도 2에는 판상형 케이블을 전기적으로 연결 고정할 수 있는 종래의 커넥터가 도시되어 있다.Fig. 2 shows a conventional connector capable of electrically connecting and fixing a plate-shaped cable.
도 2에서 보는 바와 같이, 판상형 케이블(44)은 커넥터 바디(41)로 삽입(46)되고, 삽입된 판상형 케이블(44)은, 플립형 핸들(42)이 닫힘 위치로 젖혀지면서(45) 커넥터 바디(41)의 내부에 형성된 접속 핀들(43)에 의해 고정되고, 결과적으로 전기적 연결 상태를 달성하게 된다.2, the plate-
도 2에서 보는 바와 같이, 종래의 커넥터(40)는 무용접 방식에 의한 전기적 연결을 달성하였지만, 종래의 용접 방식에 의한 연결보다 인장 응력이 약하다는 문제점이 있다. 또한, 이러한 커넥터는 외부 충격이나 진동으로부터 매우 불안정하다는 문제점을 포함하고 있다.As shown in FIG. 2, the
더욱이, 종래의 커넥터는 플립형 핸들을 닫힘 위치로 젖혀 판상형 케이블을 고정하더라도, 판상형 케이블과 접속 핀들의 전기적 연결부위가 외부로 노출되는 구조이다. 따라서, 이러한 구조의 커넥터가 전기 회로 상에 설치될 시, 또 다른 회로 또는 와이어와 함께 전기적 단락을 유발할 수 있는 위험성이 있다.Furthermore, the conventional connector has a structure in which the electrically connected portions of the plate-shaped cable and the connection pins are exposed to the outside even if the plate-shaped cable is fixed with the flip-type handle bent to the closed position. Therefore, when the connector of such a structure is installed on an electric circuit, there is a risk that it may cause an electrical short circuit with another circuit or wire.
따라서, 이러한 문제점들을 해결할 수 있는 커넥터에 대한 필요성이 높은 실정이다.Therefore, there is a high need for a connector capable of solving these problems.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-described problems of the prior art and the technical problems required from the past.
구체적으로, 본 발명의 목적은, 특정한 구조의 단자 접속부재들, 플립형 핸들 및 하우징을 커넥터에 적용함으로써, 용접에 의한 전기적 연결을 기계적 체결에 의한 전기적 연결로 대체할 수 있으므로, 다양한 용접 불량 요소들을 차단할 수 있는 커넥터를 제공하는 것이다.Specifically, it is an object of the present invention to provide a connector in which electrical connection by welding can be replaced by electrical connection by mechanical fastening, by applying terminal connection members of a specific structure, flip handle and housing to a connector, And to provide a connector that can be blocked.
본 발명의 또 다른 목적은, 이러한 구조의 커넥터를 전지팩의 PCM과 전극단자의 전기적 연결에 적용함으로써, 전지팩 조립 공정에 있어서 용접 불량 요소를 원천적으로 차단할 수 있으며, 이와 동시에 견고하고 안정적인 전기적 연결 상태를 달성할 수 있는 전지팩을 제공하는 것이다.It is a further object of the present invention to provide a battery pack having a structure in which a connector having such a structure is applied to the electrical connection between the PCM of the battery pack and the electrode terminal to fundamentally cut off the welding defect factor in the assembling process of the battery pack, State of the battery pack.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 커넥터는,According to an aspect of the present invention,
PCB(printed circuit board)의 단자와 전기적으로 연결되어 있고 PCB의 일측면 상에 장착되어 있는 커넥터로서,A connector electrically connected to a terminal of a printed circuit board (PCB) and mounted on one side of the PCB,
판상형 외부 케이블을 수용하고, 외부 케이블의 상부와 전기적으로 접촉하는 제 1 접속핀, 외부 케이블의 하부와 전기적으로 접촉하는 제 2 접속핀, 및 PCB의 단자와 전기적으로 연결되는 제 3 접속핀을 포함하고, 상기 제 1 접속핀, 제 2 접속핀 및 제 3 접속핀은 일체형으로 형성되어 있으며, 하기 하우징의 내부에 장착되는 둘 이상의 단자 접속부재들;And includes a first connection pin electrically in contact with an upper portion of the external cable, a second connection pin in electrical contact with a lower portion of the external cable, and a third connection pin electrically connected to the terminal of the PCB Wherein the first connection pin, the second connection pin, and the third connection pin are integrally formed and include at least two terminal connection members mounted inside the housing;
하기 하우징에 장착되어 회전 가능하도록 양단에 회전 돌기가 형성되어 있고, 닫힘 위치(closing position)에서 상기 제 1 접속핀 및 제 2 접속핀이 외부 케이블과 접촉하도록 가압하는 접속핀 가압부, 외부 케이블을 가압과 동시에 고정하는 외부 케이블 가압부, 및 외부 케이블을 고정하도록 양단에 돌출 형성되어 있는 고정 돌기를 포함하는 플립형 핸들(flip type handle); 및A connecting pin pressing portion for pressing the first connecting pin and the second connecting pin to come in contact with the external cable in a closing position and an external cable A flip type handle including an outer cable pressing portion for fixing the outer cable at the same time as the outer cable, and a fixing protrusion protruded at both ends for fixing the outer cable; And
상기 단자 접속부재들을 장착하는 접속부재 장착부, 상기 플립형 핸들을 장착하는 핸들 장착부, 및 상기 외부 케이블을 수용하는 외부 케이블 수용부를 포함하고, 전기 절연성 부재로 형성되어 있는 하우징(housing);A housing having a connection member mounting portion for mounting the terminal connection members, a handle mounting portion for mounting the flip-type handle, and an external cable receiving portion for receiving the external cable, the housing being formed of an electrically insulating member;
을 포함하고 있는 것으로 구성되어 있다.As shown in FIG.
따라서, 본 발명의 커넥터는, 특정한 구조의 단자 접속부재들, 플립형 핸들 및 하우징을 커넥터에 적용함으로써, 용접에 의한 전기적 연결을 기계적 체결에 의한 전기적 연결로 대체할 수 있으므로, 솔더 비산, 미융착, 과융착 또는 스패터 발생 등의 용접 불량 요소를 원천적으로 차단할 수 있다.Therefore, the connector of the present invention can replace the electrical connection by welding with the electrical connection by the mechanical fastening by applying the terminal connecting members, the flip handle and the housing to the connector of a specific structure, And welding defects such as fusion welding or spatter generation can be fundamentally cut off.
또한, 상기와 같은 커넥터를 전지팩의 PCM과 전극단자의 전기적 연결에 적용함으로써, 전지팩 조립 공정에 있어서 용접 불량 요소를 원천적으로 차단할 수 있으며, 이와 동시에 견고하고 안정적인 전기적 연결 상태를 달성 할 수 있다.In addition, by applying the above-described connector to the electrical connection between the PCM of the battery pack and the electrode terminal, it is possible to originally cut off the welding defect factor in the assembling process of the battery pack, and at the same time, .
상기 플립형 핸들의 양단에 돌출 형성되어 있는 고정 돌기는, 바람직하게는, 외부 케이블의 양단을 가압함과 동시에 고정할 수 있다. 또한, 외부 케이블의 양단에는 상기 고정 돌기와 대응되는 위치에 이에 대응되는 형상으로 형성된 체결홈이 형성되어 있을 수 있다.The fixing protrusions protruded from both ends of the flip-type handle are preferably both pressed and fixed at both ends of the external cable. In addition, at both ends of the external cable, a coupling groove may be formed at a position corresponding to the fixing protrusion so as to correspond to the fixing protrusion.
따라서, 이러한, 구조의 플립형 핸들은 외부 케이블을 더욱 견고하고 안정적으로 고정할 수 있다.Accordingly, such a flip-type handle of the structure can secure the external cable more firmly and stably.
하나의 구체적인 예에서, 상기 제 1 접속핀과 제 2 접속핀은 접속핀 연결부에 의해 제 3 접속핀과 일체화 되어 있고, 제 1 접속핀과 제 2 접속핀 및 접속핀 연결부에 의해 외부 케이블 삽입 공간이 형성될 수 있다.In one specific example, the first connecting pin and the second connecting pin are integrated with the third connecting pin by a connecting pin connecting portion, and the first connecting pin and the second connecting pin and the connecting pin connecting portion form an outer cable inserting space Can be formed.
또한, 상기 외부 케이블 삽입 공간은, 외부 케이블이 도입 시작되는 도입부 및 외부 케이블이 도입 완료되는 완료부를 포함하는 구조일 수 있으며, 상기 도입부의 상하 폭은 외부 케이블의 두께와 동일하거나 50% 이내의 범위에서 더 좁게 형성되어 있고, 완료부의 상하 폭은 외부 케이블의 두께와 동일한 구조일 수 있다.In addition, the outer cable insertion space may include a lead-in portion in which an outer cable starts to be introduced and a finished portion in which an outer cable is completely inserted. The upper and lower widths of the lead- And the upper and lower width of the finished portion may be the same as the thickness of the outer cable.
바람직하게는, 상기 단자 접속부재들은 자체 탄성을 지니고 있는 도전성 금속 소재로 형성되어 있다. 이러한 구조의 단자 접속부재들은, 외부로부터 외부 케이블이 도입될 경우, 제 1 접속핀과 제 2 접속핀들이 상방향과 하방향으로 자체 탄성력에 의해 벌어지면서 외부 케이블을 수용하게 된다. 또한, 제 1 접속핀과 제 2 접속핀은 외부 케이블에 의해 벌어진 상하 폭 만큼의 자체 탄성력을 부여 받아 외부 케이블의 상부면과 하부면을 가압하며 고정시킬 수 있다.Preferably, the terminal connecting members are formed of a conductive metal material having self-elasticity. When the external cable is introduced from the outside, the terminal connecting members having such a structure receive the external cable while the first connecting pin and the second connecting pin are spread by the self-elastic force in the upward and downward directions. Further, the first connection pin and the second connection pin can be pressed and fixed on the upper surface and the lower surface of the external cable by being given a self-elastic force as much as the upper and lower widths of the external cable.
한편, 상기 도입부에 위치하는 제 1 접속핀의 끝단부는 상기 하우징의 외부 케이블 수용부에 조립 고정되어 있는 구조일 수 있으며, 바람직하게는, 상기 외부 케이블 수용부는, 외부 케이블이 경사면을 따라 미끄러지듯이 외부 케이블 삽입 공간으로 도입되도록, 바깥쪽 방향으로 폭이 넓어지는 테이퍼 구조일 수 있다.The end portion of the first connecting pin located at the lead-in portion may be fixed to an outer cable receiving portion of the housing. Preferably, the outer cable receiving portion may include an outer cable, And may be a tapered structure that widens in the outward direction so as to be introduced into the cable insertion space.
따라서, 외부 케이블이 외부 케이블 수용부에 형성된 경사면을 따라 미끄러지듯이 외부 케이블 삽입 공간에 수용될 수 있으므로, 외부 케이블의 도입 과정 중에 발생할 수 있는 외부 케이블의 구부러짐 또는 파괴를 방지할 수 있으며, 이와 동시에 단자 접속부재들의 변형 및 파괴를 미연에 방지할 수 있다.Accordingly, since the external cable can be received in the external cable insertion space slidably along the inclined surface formed in the external cable receiving portion, it is possible to prevent the external cable from being bent or broken during the introduction of the external cable, Deformation and breakage of the connecting members can be prevented in advance.
상기 제 3 접속핀은 PCB의 단자와 용접에 의해 연결되는 구조일 수 있다.The third connecting pin may be connected to the PCB by welding.
또 다른 구체적인 예에서, 상기 제 1 접속핀은, 접속핀 가압부에 의해 외부 케이블 방향으로 가압되도록, 상방향으로 돌출된 접속핀 돌기부를 포함하는 구조일 수 있다.In another specific example, the first connection pin may be a structure including an upwardly projecting connection pin projection so as to be urged toward the external cable by the connection pin pressing portion.
이러한 구조의 제 1 접속핀은, 플립형 핸들이 닫힘 위치로 회전할 때 접속핀 돌기부가 접속핀 가압부에 의해 외부 케이블의 상부면 방향으로 밀리게 되어, 결과적으로, 제 1 접속핀은 외부 케이블을 더욱 견고히 가압하며 고정할 수 있게 되며, 이에 따라 더욱 안정적인 전기적 결합을 달성할 수 있다.When the flip-type handle rotates to the closed position, the first connecting pin of this structure is pushed toward the top surface of the outer cable by the connecting pin pressing portion, so that the first connecting pin is connected to the outer cable It becomes possible to press and fix more firmly, thereby achieving more stable electrical coupling.
한편, 상기 외부 케이블 가압부는, 플립형 핸들 상에 요철 구조로 형성되어 있고, 상기 요철 구조는 상기 단자 접속부재들과 평행한 방향으로 형성되어 있고, 일측방향으로 높이가 증가하는 형상의 테이퍼 구조일 수 있다.The external cable pressing portion is formed in a concave-convex structure on the flip-type handle. The concavo-convex structure is formed in a direction parallel to the terminal connecting members, and may be a tapered structure having a height increasing in one direction have.
이러한 구조의 플립형 핸들은 닫힘 위치로 회전할 때 외부 케이블 상부면을 가압하며 고정할 수 있게 되며, 상기 제 1 접속핀에 형성된 접속핀 돌기부와 함께 더욱 안정적인 전기적 결합을 달성할 수 있다.The flip handle of this structure can press and fix the upper surface of the outer cable when rotated to the closed position and achieve more stable electrical coupling with the connecting pin protrusion formed on the first connecting pin.
하나의 구체적인 예에서, 상기 플립형 핸들 및 하우징은 전기 절연성 부재로 형성되어 있는 구조일 수 있으며, 상기 플립형 핸들은, 바람직하게는, 외부 케이블의 도입방향과 동일한 방향으로 젖혀 닫힘 위치로 위치 변경 될 수 있다.In one specific example, the flip-type handle and the housing may be of a structure formed of an electrically insulating member, the flip-type handle preferably being able to be repositioned in the same direction as the direction of introduction of the external cable to a closed position have.
따라서, 전기절연성 부재로 형성된 플립형 핸들은, 닫힘 위치에서 제 1 접속핀 및 외부 케이블의 상부를 외부로부터 전기적으로 절연시킬 수 있다. 또한, 플립형 핸들이, 외부 케이블의 도입방향과 동일한 방향으로 젖히며 닫힘 위치로 위치 변경되므로, 외부 케이블과 단자 접속부재들의 전기적 접촉 부위을 용이하게 외부로부터 차단할 수 있다.Thus, the flip-type handle formed of the electrically insulating member can electrically insulate the first connecting pin and the upper portion of the external cable from the outside in the closed position. Further, since the flip-type handle is tilted in the same direction as the introduction direction of the external cable and is moved to the closed position, the electrical contact portion between the external cable and the terminal connecting members can be easily cut off from the outside.
또한, 플립형 핸들 및 하우징은, 바람직하게는 일정 강도를 가지는 플라스틱 사출 성형체로 제작될 수 있으며, 자체적으로 일정 강도를 가지고 있으므로, 하우징 내부에 수납된 상태로 전기적 연결되는 외부 케이블 및 단자 접속부재들을 외부 충격으로부터 보호할 수 있다.In addition, the flip-type handle and the housing can be made of a plastic injection-molded body having a predetermined strength and have a certain strength. Therefore, the external cable and the terminal connecting members, which are electrically connected and housed in the housing, It can protect against impact.
한편, 상기 핸들 장착부에는 플립형 핸들에 형성된 회전돌기와 대응되는 형상의 체결부가 형성되어 있는 구조일 수 있다.The handle mounting portion may have a fastening portion having a shape corresponding to the rotation protrusion formed on the flip-type handle.
구체적으로, 프립형 핸들의 회전돌기는, 바람직하게는, 원통형으로 돌출된 구조일 수 있으며, 핸들 장착부에 형성된 체결부 역시 이에 대응되는 원통형 형상의 만입부 일 수 있다.Specifically, the rotation protrusion of the pawl-type handle may preferably be a cylindrical protruding structure, and the fastening portion formed in the handle mounting portion may be a corresponding cylindrical-shaped indentation.
따라서, 이러한 구조의 플립형 핸들은 추가적인 체결부재 없이 하우징의 핸들 장착부에 체결 조립될 수 있다. 또한, 원통형 회전돌기 및 이에 대응하는 원통형 만입부에 의한 체결 방식이므로, 플립형 핸들은 핸들 장착부를 기준으로 자유롭게 회전되어 열림 위치 및 닫힘 위치로 위치 변경될 수 있다.Thus, the flip handle of this structure can be fastened and assembled to the handle mount of the housing without additional fastening members. Further, the flip-type handle can be freely rotated on the basis of the handle mounting portion, and can be repositioned to the open position and the closed position, since it is a fastening type by the cylindrical rotation projection and the corresponding cylindrical indentation.
경우에 따라서는, 상기 회전돌기의 형상을 다각 기둥 형상으로 제작할 수 있으며, 이에 대응되는 핸들 장착부의 체결부 역시 다각 기둥 형상의 만입부로 제작될 수 있다.In some cases, the rotation protrusion may be formed in a polygonal columnar shape, and the corresponding fastening portion of the handle mounting portion may also be formed of a polygonal column-shaped indent.
본 발명은 또한 상기 커넥터를 둘 이상 포함하는 전지팩을 제공하는 바, 본 발명에 따른 전지팩은,The present invention also provides a battery pack including at least two connectors, wherein the battery pack according to the present invention comprises:
상기 커넥터와 전기적으로 연결되는 음극단자 및 양극단자가 일측면에 형성되어 있는 판상형 전지셀; 및A plate-shaped battery cell having an anode terminal electrically connected to the connector and a cathode terminal formed on one side; And
상기 커넥터와 전기적으로 연결되는 PCB 단자를 포함하고, 상기 커넥터를 PCB 일측면 상에 장착하며, 전지팩의 작동을 제어하는 보호회로 모듈(PCM);A protective circuit module (PCM) including a PCB terminal electrically connected to the connector, mounting the connector on one side of the PCB, and controlling operation of the battery pack;
을 포함할 수 있다.. ≪ / RTI >
따라서, 본 발명에 따른 전지팩은, PCM과 전지셀의 전극단자들을 용접에 의해 연결하지 않고, 기계적 체결에 의해 전기적 연결 할 수 있으므로, 용접 과정 중에 발생할 수 있는 용접 불량 요소를 원천적으로 차단할 수 있고, 용접 과정 중에 발생한 스패터가 전지셀 외부면에 튀어 외장 커버 시트를 손상시켜 발생할 수 있는 전지셀의 단락 또는 전지셀 폭발 또한 차단할 수 있다.Therefore, the battery pack according to the present invention can electrically connect the PCM and the electrode terminals of the battery cell by mechanical fastening without welding, so that it is possible to fundamentally block the welding failure factor that may occur during the welding process , The short circuit of the battery cell or the explosion of the battery cell, which may occur due to the spatter generated during the welding process, may spatter on the outer surface of the battery cell and damage the outer cover sheet may be blocked.
또한, 본 발명에 따른 전지팩은, 접속핀 가압부 및 외부 케이블 가압부를 포함하는 특정한 구조의 커넥터를 이용하여 PCM과 전극단자를 전기적으로 연결하므로, 종래의 용접 방식의 결합 방법과 상응하는 견고하고 안정적인 전기적 연결 상태를 달성할 수 있다.Further, since the battery pack according to the present invention electrically connects the PCM and the electrode terminal by using the connector having the specific structure including the connecting pin pressing portion and the external cable pressing portion, A stable electrical connection state can be achieved.
한편, 상기 커넥터는, 바람직하게는, 전지셀 전극단자의 폭 및 PCM의 폭과 대응되는 크기로 형성될 수 있다. 또한, 상기 커넥터의 두께는, 바람직하게는 전지셀의 두께 보다 얇은 크기로 형성될 수 있다.Meanwhile, the connector may be formed to have a size corresponding to the width of the battery cell electrode terminal and the width of the PCM. In addition, the thickness of the connector may preferably be smaller than the thickness of the battery cell.
따라서, 종래의 용접방식의 전기적 연결 방법을 생략하고 새로운 연결부재(커넥터)를 사용했음에도 불구하고, 종래의 전지팩에 상응하는 콤팩트한 구조의 전지팩을 달성할 수 있다.Accordingly, a battery pack of a compact structure corresponding to a conventional battery pack can be achieved, despite the fact that a conventional connection method of the welding method is omitted and a new connecting member (connector) is used.
상기 판상형 전지셀은, 예를 들어, 각형 이차전지 또는 파우치형 이차전지일 수 있다.The plate-shaped battery cell may be, for example, a prismatic secondary battery or a pouch-type secondary battery.
상기 각형 이차전지는 각형의 금속 케이스에 전극조립체가 밀봉되어 있는 구조일 수 있고, 상기 파우치형 이차전지는 구체적으로 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트에 전극조립체가 밀봉되어 있는 구조일 수 있다.The prismatic secondary battery may have a structure in which an electrode assembly is sealed in a rectangular metal case, and the pouch type secondary battery may be a structure in which an electrode assembly is sealed in a laminate sheet including a resin layer and a metal layer.
상기 이차전지는 바람직하게는 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 및 출력 안정성의 리튬 이차전지일 수 있다. 이러한 리튬 이차전지의 기타 구성 요소들에 대하여 이하에서 상세히 설명한다.The secondary battery may preferably be a lithium secondary battery having high energy density, discharge voltage, and output stability. Other components of such a lithium secondary battery will be described in detail below.
일반적으로 리튬 이차전지는 양극, 음극, 분리막, 리튬염 함유 비수 전해액 등으로 구성되어 있다.Generally, a lithium secondary battery is composed of a positive electrode, a negative electrode, a separator, a non-aqueous electrolyte containing a lithium salt, and the like.
양극은, 예를 들어, 양극 집전체 상에 양극 활물질, 도전재 및 바인더의 혼합물을 도포한 후 건조하여 제조되며, 필요에 따라서는, 충진제를 더 첨가하기도 한다. 음극은 또한 음극 집전체 상에 음극 재료를 도포, 건조하여 제작되며, 필요에 따라, 앞서 설명한 바와 같은 성분들이 더 포함될 수도 있다.The positive electrode is prepared, for example, by applying a mixture of a positive electrode active material, a conductive material and a binder on a positive electrode current collector, followed by drying, and if necessary, a filler is further added. The negative electrode is also manufactured by applying and drying the negative electrode material on the negative electrode collector, and if necessary, may further include the above-described components.
상기 분리막은 음극과 양극 사이에 개재되며, 높은 이온 투과도와 기계적 강도를 가지는 절연성의 얇은 박막이 사용된다.The separation membrane is interposed between the cathode and the anode, and an insulating thin film having high ion permeability and mechanical strength is used.
리튬염 함유 비수계 전해액은, 비수 전해액과 리튬염으로 이루어져 있으며, 비수 전해액으로는 액상 비수 전해액, 고체 전해질, 무기 고체 전해질 등이 사용된다.The lithium salt-containing nonaqueous electrolyte solution is composed of a nonaqueous electrolyte and a lithium salt. As the nonaqueous electrolyte solution, a liquid nonaqueous electrolyte, a solid electrolyte, and an inorganic solid electrolyte are used.
상기 집전체, 전극 활물질, 도전재, 바인더, 충진제, 분리막, 전해액, 리튬염 등은 당업계에 공지되어 있으므로, 그에 대한 자세한 설명은 본 명세서에서 생략한다.The collector, the electrode active material, the conductive material, the binder, the filler, the separator, the electrolyte, and the lithium salt are well known in the art, and a detailed description thereof will be omitted herein.
이러한 리튬 이차전지는 당업계에 공지되어 있는 통상적인 방법에 의해 제조될 수 있다. 즉, 양극과 음극 사이에 다공성 분리막을 삽입하고 거기에 전해액을 주입하여 제조할 수 있다.Such a lithium secondary battery can be produced by a conventional method known in the art. That is, a porous separator may be inserted between the anode and the cathode, and an electrolyte may be injected into the separator.
양극은, 예를 들어, 앞서 설명한 리튬 전이 금속 산화물 활물질과 도전재 및 결합제를 함유한 슬러리를 집전체 위에 도포한 후 건조하여 제조할 수 있다. 마찬가지로 음극은, 예를 들어, 앞서 설명한 탄소 활물질과 도전재 및 결합제를 함유한 슬러리를 얇은 집전체 위에 도포한 후 건조하여 제조할 수 있다.The anode can be produced, for example, by applying a slurry containing the above-described lithium transition metal oxide active material, a conductive material and a binder on a current collector, followed by drying. Likewise, the negative electrode can be produced, for example, by applying a slurry containing the above-described carbon active material, a conductive material and a binder onto a thin current collector and then drying it.
본 발명은 또한, 상기 전지팩을 전원으로 포함하고 있는 모바일 디바이스를 제공한다.The present invention also provides a mobile device including the battery pack as a power source.
본 발명에 따른 전지팩이 사용될 수 있는 모바일 디바이스의 구체적인 예로는, 노트북 컴퓨터, 넷북, 태플릿 PC, 스마트 패드 등과 같은 모바일 디바이스를 들 수 있다.Specific examples of the mobile device in which the battery pack according to the present invention can be used include mobile devices such as a notebook computer, a netbook, a tablet PC, a smart pad, and the like.
상기와 같은 디바이스 내지 장치들은 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 구체적인 설명을 생략한다.Such devices or devices are well known in the art, so a detailed description thereof will be omitted herein.
이상의 설명과 같이, 본 발명에 따른 커넥터는, 특정한 구조의 단자 접속부재들, 플립형 핸들 및 하우징을 커넥터에 적용함으로써, 용접에 의한 전기적 연결을 기계적 체결에 의한 전기적 연결로 대체할 수 있으므로, 솔더 비산, 미융착, 과융착 또는 스패터 발생 등의 용접 불량 요소를 원천적으로 차단할 수 있고, 이러한 커넥터를 전지팩의 PCM과 전극단자의 전기적 연결에 적용함으로써, 전지팩 조립공정에 있어서 용접 불량 요소를 원천적으로 차단할 수 있으며, 이와 동시에 견고하고 안정적인 전기적 연결 상태를 달성 할 수 있다.As described above, the connector according to the present invention can replace the electrical connection by welding with the electrical connection by the mechanical fastening, by applying the terminal connecting members having the specific structure, the flip handle and the housing to the connector, , Welding failure factors such as non-fusion bonding, fusion bonding, spatter generation and the like can be fundamentally blocked. By applying such a connector to the electrical connection between the PCM of the battery pack and the electrode terminal, At the same time, a stable and stable electrical connection state can be achieved.
도 1은 일반적인 파우치형 전지의 전극단자와 PCM이 용접에 의해 연결되는 것을 나타내는 부분 사시도이다;
도 2는 종래의 커넥터가 판상형 케이블을 장착하고 있는 것을 나타내는 사시도이다;
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 커넥터의 사시도이다;
도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 커넥터를 전지팩에 적용한 모습을 나타내는 부분 사시도이다;
도 5 내지 도 8은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 커넥터가 전지셀 전극단자를 장착하는 과정을 나타내는 부분 사시도들이다.1 is a partial perspective view showing that an electrode terminal and a PCM of a general pouch-shaped battery are connected by welding;
2 is a perspective view showing that a conventional connector is equipped with a plate-shaped cable;
3 is a perspective view of a connector according to one embodiment of the present invention;
4 is a partial perspective view showing a state where a connector according to an embodiment of the present invention is applied to a battery pack;
5 to 8 are partial perspective views illustrating a process of mounting a battery cell electrode terminal according to an embodiment of the present invention.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited by the scope of the present invention.
도 3에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 커넥터의 사시도가 도시되어 있다.3 is a perspective view of a connector according to one embodiment of the present invention.
커넥터(400)는 외부 케이블과 전기적으로 접촉하는 여러 개의 단자 접속부재들(100)을 하우징(300) 내부에 포함하고 있다. 또한, 플립형 핸들(200)이 회전돌기(210)에 의해 하우징(300)의 양단에 형성된 체결부(310)에 조립 장착되어 있다.The
플립형 핸들(200)에는, 하우징(300) 내부에 장착된 단자 접속부재들(100)의 위치와 대응되는 형태로, 접속판 가압부(220) 및 외부케이블 가압부(230)가 요철 구조로 형성되어 있다. 이러한 구조는, 외부 케이블(도시하지 않음)이 삽입되었을 때 외부 케이블을 더욱 견고히 고정하는 역할을 수행한다. 더욱 상세한 설명은 이후 설명하도록 한다.The flip-
플립형 핸들(200)의 양단에는 고정 돌기(240)가 돌출 형성되어 있다. 이러한 고정 돌기(240)는 외부 케이블(도시하지 않음)이 삽입되었을 때 외부 케이블을 안정적으로 가압 고정하는 역할을 한다.A fixing
플립형 핸들(200)의 일측 양단에는 체결 돌기(250)가 형성되어 있고, 하우징(300)에는 그에 대응하는 체결 만입부(350)가 형성되어 있다. 이들 구조는, 플립형 핸들(200)이 닫힘 위치로 변경된 후, 플립형 핸들(200)을 움직이지 못하도록 고정하는 역할을 하는 구조로서, 플립형 핸들(200)이 닫힘 위치로부터 스스로 열림 위치로 변경되는 것을 방지한다.A
도 4에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 커넥터를 전지팩에 적용한 모습을 나타내는 부분 사시도가 도시되어 있다.4 is a partial perspective view showing a state where a connector according to an embodiment of the present invention is applied to a battery pack.
도 4를 참조하면, 전지셀(600)의 전극단자들(611, 612)은 PCM(500)상에 장착된 커넥터들(400)에 각각 삽입 고정되고 있다.4, the
구체적으로, 커넥터들(400)의 제 3 접속핀들(130)은 PCM(500)상에 형성된 전극단자 접속부들(510, 520)에 솔더링 또는 용접에 의해 전기적으로 연결되어 있고, 이러한 연결상태로 PCM(500)의 상부면에 장착되어 있다. 또한, PCM(500)의 일측 단부에는 외부입출력단자(530)가 외부로 연장되어 장착되어 있다.The third connection pins 130 of the
도 4에서 보는 바와 같이, 커넥터들(400)은 전지셀(600)의 전극단자들(611, 612)의 폭과 대략 동일한 길이로 형성되어 있다. 또한, 커넥터들(400)의 폭은 PCM(500)의 폭 보다 작은 길이로 형성되어 있으며, 커넥터들(400)의 두께 역시 전지셀(600)의 두께보다 얇은 크기로 형성되어 있다.4, the
도 5 내지 도 8에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 커넥터가 전지셀 전극단자를 장착하는 과정을 나타내는 부분 사시도들이 도시되어 있다.5 to 8 are partial perspective views illustrating a process of mounting a battery cell electrode terminal according to an embodiment of the present invention.
이들 도면을 참조하면, 판상형 구조인 전지셀 전극단자(611, 612)가 커넥터(400)의 도입부(320)로 삽입(620)된다. 전지셀 전극단자(611, 612)의 양단에는, 플립형 핸들(200)의 양단에 돌출 형성되어 있는 고정 돌기(240)와 대응되는 형상으로, 체결홈(640)이 형성되어 있다.Referring to these figures, the battery
플립형 핸들(200)이 닫힘 위치에 있을 때 상부 방향을 향하는 일측면(261)은, 외부와 내부를 차단할 수 있도록, 아무런 개구부가 없는 판상 형상이다. 이에 반해, 플립형 핸들(200)의 타측면(260)은 단자접속부재들(100)의 형상에 대응되는 요철구조 형상으로 이루어져 있다.When the flip-
플립형 핸들(200)은 커넥터(400)의 도입부(320)로 전지셀 전극단자(611, 612)를 수용한 후, 전지셀 전극단자(611, 612)의 삽입방향(620)과 동일한 방향으로 젖혀지면서(260) 닫힘 위치로 변경된다.The flip-
따라서, 닫힘 위치의 플립형 핸들(200)은, 단자접속부재들(100)과 전지셀 전극단자(611, 612)의 전기적 접촉부를 외부로부터 전기적으로 절연시킬 수 있다.Thus, the flip-
도 7을 도 5와 함께 참조하면, 하우징(300)의 도입부(320)에 위치하는 제 1 접속핀(110)의 끝단부(112)는 하우징(300)의 외부 케이블 수용부(321)에 조립 고정되어 있다. 또한, 확대도(A)에서 보는 바와 같이, 외부 케이블 수용부(321)는, 전지셀 전극단자(611, 612)가 경사면을 따라 미끄러지듯이 도입되도록, 바깥쪽 방향으로 폭이 넓어지는 테이퍼 구조(322)로 형성되어 있다.
7, the
이상 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments.
Claims (18)
판상형 외부 케이블을 수용하고, 외부 케이블의 상부와 전기적으로 접촉하는 제 1 접속핀, 외부 케이블의 하부와 전기적으로 접촉하는 제 2 접속핀, 및 PCB의 단자와 전기적으로 연결되는 제 3 접속핀을 포함하고, 상기 제 1 접속핀, 제 2 접속핀 및 제 3 접속핀은 일체형으로 형성되어 있으며, 하기 하우징의 내부에 장착되는 둘 이상의 단자 접속부재들;
하기 하우징에 장착되어 회전 가능하도록 양단에 회전 돌기가 형성되어 있고, 닫힘 위치(closing position)에서 상기 제 1 접속핀 및 제 2 접속핀이 외부 케이블과 접촉하도록 가압하는 접속핀 가압부, 외부 케이블을 가압과 동시에 고정하는 외부 케이블 가압부, 및 외부 케이블을 고정하도록 양단에 돌출 형성되어 있는 고정 돌기를 포함하는 플립형 핸들(flip type handle); 및
상기 단자 접속부재들을 장착하는 접속부재 장착부, 상기 플립형 핸들을 장착하는 핸들 장착부, 및 상기 외부 케이블을 수용하는 외부 케이블 수용부를 포함하고, 전기 절연성 부재로 형성되어 있는 하우징(housing);
을 포함하는 것을 특징으로 하는 커넥터.A connector electrically connected to a terminal of a printed circuit board (PCB) and mounted on one side of the PCB,
And includes a first connection pin electrically in contact with an upper portion of the outer cable, a second connection pin electrically in contact with a lower portion of the outer cable, and a third connection pin electrically connected to a terminal of the PCB Wherein the first connection pin, the second connection pin, and the third connection pin are integrally formed and include at least two terminal connection members mounted inside the housing;
A connecting pin pressing portion for pressing the first connecting pin and the second connecting pin to come in contact with the external cable in a closing position and an external cable A flip type handle including an outer cable pressing portion for fixing the outer cable at the same time as the outer cable, and a fixing protrusion protruded at both ends for fixing the outer cable; And
A housing having a connection member mounting portion for mounting the terminal connection members, a handle mounting portion for mounting the flip-type handle, and an external cable receiving portion for receiving the external cable, the housing being formed of an electrically insulating member;
And wherein said connector comprises:
상기 커넥터와 전기적으로 연결되는 음극단자 및 양극단자가 일측면에 형성되어 있는 판상형 전지셀; 및
상기 커넥터와 전기적으로 연결되는 PCB 단자를 포함하고, 상기 커넥터를 PCB 일측면 상에 장착하며, 전지팩의 작동을 제어하는 보호회로 모듈(PCM);
을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지팩.A battery pack comprising at least two connectors according to claim 1,
A plate-shaped battery cell having an anode terminal electrically connected to the connector and a cathode terminal formed on one side; And
A protective circuit module (PCM) including a PCB terminal electrically connected to the connector, mounting the connector on one side of the PCB, and controlling operation of the battery pack;
The battery pack comprising:
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