KR20150070724A - 일체형 팩 케이스를 포함하는 전지팩 - Google Patents

일체형 팩 케이스를 포함하는 전지팩 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전지셀이 팩 케이스에 내장되어 있는 전지팩으로서, 상기 전지셀의 과충전, 과방전 및 과전류를 제어하기 위한 보호회로 모듈; 상기 전지셀을 수납하기 위한 상부 케이스 및 하부 케이스로 구성되어 있고, 상부 케이스 및 하부 케이스의 일 측면이 절곡 가능하게 상호 결합되어 있는 절곡 연결부를 포함하고 있는 팩 케이스; 및 상기 팩 케이스의 외면을 감싸는 라벨(label);을 포함하며, 상기 전지셀을 수납한 상태에서 팩 케이스의 절곡 연결부를 절곡하여 라벨에 의해 밀봉된 것을 특징으로 하는 전지팩을 제공한다.

Description

일체형 팩 케이스를 포함하는 전지팩 {Battery Pack Having Unification Type Pack Case}
본 발명은 일체형 팩 케이스를 포함하는 전지팩에 관한 것이다.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요의 증가로, 이차전지의 수요 또한 급격히 증가하고 있으며, 그 중에서도 에너지 밀도와 작동전압이 높고 보존과 수명 특성이 우수한 리튬 이차전지는 각종 모바일 기기는 물론 다양한 전자제품의 에너지원으로 널리 사용되고 있다.
이차전지는 그것이 사용되는 외부기기의 종류에 따라, 삽입과 이탈이 자유로운 탈착식 구조로 사용되기도 하고, 또는 외부기기의 내부에 매립되는 형태의 내장형 구조로 사용되기도 한다. 예를 들어, 노트북과 같은 디바이스는 사용자의 필요에 따라 전지의 삽입과 이탈이 가능한 반면에, 일부 휴대폰, MP3(MPEG Audio Layer-3)와 같은 디바이스는 그 구조 및 용량의 문제로 내장형 전지팩의 사용이 요구되기도 한다.
한편, 리튬 이차전지에는 각종 가연성 물질들이 내장되어 있어서, 과충전, 과전류, 기타 물리적 외부 충격 등에 의해 발열, 폭발 등의 위험성이 있으므로, 안전성에 큰 단점을 가지고 있다. 따라서, 리튬 이차전지에는 과충전, 과전류 등의 비정상인 상태를 효과적으로 제어할 수 있는 안전소자로서 PTC(Positive Temperature Coefficient) 소자, 보호회로 모듈(Protection Circuit Module: PCM) 등이 전지셀에 접속되어 있다.
일반적으로, 내장형 구조의 이차전지 팩은 전기적 연결 구조에 적합한 판상형 전지셀을 사용하며, PCM 등은 도전성 니켈 플레이트를 매개로 하여 용접 또는 솔더링 방식으로 전지셀에 연결된다. 즉, 니켈 플레이트를 전지셀의 전극단자에 각각 용접 또는 솔더링하고, 양면 테이프의 일측에는 F-PCB를 용접하고 타측에는 보호 테이프를 부착하여 전지셀에 밀착시킨 상태에서, F-PCB의 전극탭과 니켈 플레이트가 용접되는 방법으로 PCM을 전지셀에 연결하여 전지팩을 제조한다.
이러한 PCM을 포함한 안전소자들은 전지셀과 전기적 접속을 유지하면서 전기절연성의 모듈 케이스에 수납되며, 상기 모듈 케이스는 후크(hook) 구조가 형성된 상부 케이스 및 하부 케이스가 상호 결합되는 조립식 체결구조를 포함하고 있는 것으로 구성되어 있다.
이러한 모듈 케이스의 조립식 체결구조는 상부 케이스 및 하부 케이스에 다수의 결합 구조를 형성하기 위하여 모듈 케이스 내부에 별도의 공간을 필요로 하게 되며, 이러한 구조로 인해 모듈 케이스의 제조공정을 복잡하게 만들고 제조비용이 상승하게 되는 문제점을 가 지고 있다.
또한, 상기 구조는 외부에서 충격이 가해질 경우, 팩 케이스에 뒤틀림, 휨 등의 미세한 변형이 발생할 수 있으므로, 내부에 PCM이 파손되거나, 치수 안정성이 현저히 떨어지는 등의 문제점을 야기할 수도 있다.
따라서, 이러한 문제점을 근본적으로 해결할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 목적은 전지팩을 구성하는 팩 케이스를 상부 케이스 및 하부 케이스의 일 측면이 절곡 가능하게 상호 결합되어 있는 절곡 연결부를 포함하는 구조로 구성하고, 전지셀을 수납한 상태에서 팩 케이스의 절곡 연결부를 절곡하여 라벨에 의해 밀봉하는 구조로 구성 함으로써, 전지팩의 콤팩트한 구조 및 전기적 용량을 확대시킬 수 있는 구조의 전지팩을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 전지팩을 구성하는 팩 케이스를 일체형으로 구성하여 조립공정을 간소화하고, 우수한 구조적 안정성을 발휘할 수 있는 전지팩을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전지셀이 팩 케이스에 내장되어 있는 전지팩으로서,
상기 전지셀의 과충전, 과방전 및 과전류를 제어하기 위한 보호회로 모듈;
상기 전지셀을 수납하기 위한 상부 케이스 및 하부 케이스로 구성되어 있고, 상부 케이스 및 하부 케이스의 일 측면이 절곡 가능하게 상호 결합되어 있는 절곡 연결부를 포함하고 있는 팩 케이스; 및
상기 팩 케이스의 외면을 감싸는 라벨(label);
을 포함하며,
상기 전지셀을 수납한 상태에서 팩 케이스의 절곡 연결부를 절곡하여 라벨에 의해 밀봉된 구조로 구성된다.
앞서 설명한 바와 같이, 일반적인 모듈 케이스의 조립식 체결구조는 상부 케이스 및 하부 케이스에 다수의 결합 구조를 형성하기 위하여 모듈 케이스 내부에 별도의 공간을 필요로 하게 되며, 이러한 구조로 인해 모듈 케이스의 제조공정을 복잡하게 만들고 제조비용이 상승하게 되는 문제점을 가지고 있다.
반면에, 본 발명에 따른 전지팩은 전지팩을 구성하는 팩 케이스를 상부 케이스 및 하부 케이스의 일 측면이 절곡 가능하게 상호 결합되어 있는 절곡 연결부를 포함하는 구조로 구성하고, 전지셀을 수납한 상태에서 팩 케이스의 절곡 연결부 절곡하여 라벨에 의해 밀봉하는 구조로 구성함으로써, 후크 구조 등의 결합 구조를 위한 별도의 내부 공간을 필요로 하지 않으므로, 전지팩의 콤팩트한 구조 확보 및 전기적 용량을 확대시킬 수 있는 효과가 있다.
이러한 구조에서, 상기 팩 케이스는 전지셀의 크기 및 형태에 따라 다양한 형상으로 제조될 수 있으며, 구체적으로, 상부 케이스 및 하부 케이스 중 하나 이상에는 전지셀의 크기에 대응하는 크기의 수납부가 형성되어 있는 구조일 수 있고, 예를 들어, 하부 케이스에 전지셀의 크기에 대응하는 크기의 수납부가 형성되고, 상부 케이스는 판상형 구조로 형성된 구조일 수 있으며, 상부 케이스 및 하부 케이스에 각각 전지셀의 크기에 대응하는 크기의 수납부가 형성된 구조도 가능하다.
한편, 팩 케이스 절곡 연결부는 상부 케이스 및 하부 케이스의 일 측면이 서로 결합된 형태로 절곡 가능한 구조이면 특별히 제한되지 않으며, 하나의 구체적인 예에서, 상기 절곡 연결부는 팩 케이스의 제조 과정에서 사출 성형에 의해 상부 케이스 및 하부 케이스의 일 측면이 결합된 상태로 제조되어 형성되는 구조일 수 있다.
또 하나의 구체적인 예에서, 상기 절곡 연결부는 상부 케이스 및 하부 케이스가 힌지(hinge) 구조로 연결되어 형성되는 구조일 수 있다. 이러한 구조들은 팩 케이스를 결합하기 위한 복잡한 형태의 연결 구조를 필요로 하지 않으며, 별도의 내부 공간을 필요로 하지 않으므로 바람직하다.
이러한 팩 케이스의 소재는 절연성 소재라면 특별히 제한되지 않고 다양한 소재로 이루어질 수 있는 바, 예를 들어, 전기절연성 고분자 수지 또는 전기절연성 고분자 복합체일 수 있으며, 구체적으로, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리스티렌, 폴리카보네이트로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 소재로 이루어진 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에 따른 전지팩은 전지셀을 수납한 상태에서 팩 케이스의 절곡 연결부를 절곡하여 팩 케이스의 외면을 감싸는 라벨에 의해 밀봉되는 구조인 바, 상기 라벨의 일면에 접착제가 도포되어 접착제의 접찰력에 의해 접착시키는 것이 바람직하다. 경우에 따라서는, 팩 케이스가 열에 의해 열화되지 않는 범위 내에서 팩 케이스의 외면을 열융착 시켜 결합시킬 수도 있다.
또, 라벨을 접착제에 의해 접착하는 방법에 있어서, 상기 접착제로는 팩 케이스의 외면과 라벨의 접착을 충분히 유지할 수 있는 부착력을 제공할 수 있는 다양한 물질들이 사용될 수 있으며, 예를 들어, 아크릴계 접착제, SBR계 접착제 등이 사용될 수 있으나 이에 한정되는 것이 아님은 물론이다.
라벨은 팩 케이스의 외면을 밀봉하기 위한 목적으로 부착되는 바, 팩 케이스의 형태 및 절곡 연결부의 형성 위치 등에 따라서 다양한 형태로 부착 가능하며, 구체적인 예에서, 상기 라벨은 절곡 연결부를 제외한 팩 케이스의 외면을 감싸는 형태로 부착되는 형태 일 수 있다.
이러한 라벨의 소재는 절연성 소재라면 특별히 제한되지 않고 다양한 소재로 이루어질 수 있는 바, 예를 들어, 전기절연성 고분자 수지 또는 전기절연성 고분자 복합체일 수 있으며, 구체적으로, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리스티렌, 폴리카보네이트로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 소재로 이루어진 것이 바람직하다.
상기 전지셀은 리튬 이차전지인 것이 바람직하고, 양극, 음극, 상기 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막으로 이루어진 전극조립체가 전지케이스 내부에 수납되어 있는 구조일 수 있으며, 상기 전극조립체는 권취형, 스택형 또는 스택/폴딩형 구조일 수 있다.
스택/폴딩형 구조의 전극조립체에 대한 자세한 내용은 본 출원인의 한국 특허출원공개 제2001-0082058호, 제2001-0082059호 및 제2001-0082060호에 개시되어 있으며, 상기 출원은 본 발명의 내용에 참조로서 합체된다.
상기 전지케이스는 금속층과 수지층을 포함하는 라미네이트 시트일 수 있는 바, 하나의 구체적인 예에서 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스의 수납부에 전극조립체가 내장되어 있는 파우치형 이차전지에 바람직하게 적용될 수 있다.
참고로, 일반적인 리튬 이차전지는 양극, 음극, 분리막, 및 리튬염 함유 비수 전해액으로 구성되어 있다.
상기 양극은, 예를 들어, 양극 집전체 상에 양극 활물질, 도전재 및 바인더의 혼합물을 도포한 후 건조하여 제조되며, 필요에 따라서는, 상기 혼합물에 충진제를 더 첨가하기도 한다.
상기 양극 활물질은 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2) 등의 층상 화합물이나 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 화합물; 화학식 Li1+xMn2-xO4 (여기서, x 는 0 ~ 0.33 임), LiMnO3, LiMn2O3, LiMnO2 등의 리튬 망간 산화물; 리튬 동 산화물(Li2CuO2); LiV3O8, LiFe3O4, V2O5, Cu2V2O7 등의 바나듐 산화물; 화학식 LiNi1-xMxO2 (여기서, M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B 또는 Ga 이고, x = 0.01 ~ 0.3 임)으로 표현되는 Ni 사이트형 리튬 니켈 산화물; 화학식 LiMn2-xMxO2 (여기서, M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn 또는 Ta 이고, x = 0.01 ~ 0.1 임) 또는 Li2Mn3MO8 (여기서, M = Fe, Co, Ni, Cu 또는 Zn 임)으로 표현되는 리튬 망간 복합 산화물; 화학식의 Li 일부가 알칼리토금속 이온으로 치환된 LiMn2O4; 디설파이드 화합물; Fe2(MoO4)3 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
상기 도전재는 통상적으로 양극 활물질을 포함한 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%로 첨가된다. 이러한 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다.
상기 바인더는 활물질과 도전재 등의 결합과 집전체에 대한 결합에 조력하는 성분으로서, 통상적으로 양극 활물질을 포함하는 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%로 첨가된다. 이러한 바인더의 예로는, 폴리불화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 테르 폴리머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 브티렌 고무, 불소 고무, 다양한 공중합체 등을 들 수 있다.
상기 충진제는 양극의 팽창을 억제하는 성분으로서 선택적으로 사용되며, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 섬유상 재료라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올리핀계 중합체; 유리섬유, 탄소섬유 등의 섬유상 물질이 사용된다.
상기 음극은 음극 집전체 상에 음극 활물질을 도포, 건조하여 제작되며, 필요에 따라, 앞서 설명한 바와 같은 성분들이 선택적으로 더 포함될 수도 있다.
상기 음극 활물질로는, 예를 들어, 난흑연화 탄소, 흑연계 탄소 등의 탄소; LixFe2O3(0≤x≤1), LixWO2(0≤x≤1), SnxMe1-xMe’yOz (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me’: Al, B, P, Si, 주기율표의 1족, 2족, 3족 원소, 할로겐; 0<x≤1; 1≤y≤3; 1≤z≤8) 등의 금속 복합 산화물; 리튬 금속; 리튬 합금; 규소계 합금; 주석계 합금; SnO, SnO2, PbO, PbO2, Pb2O3, Pb3O4, Sb2O3, Sb2O4, Sb2O5, GeO, GeO2, Bi2O3, Bi2O4, and Bi2O5 등의 금속 산화물; 폴리아세틸렌 등의 도전성 고분자; Li-Co-Ni 계 재료 등을 사용할 수 있다.
상기 분리막은 양극과 음극 사이에 개재되며, 높은 이온 투과도와 기계적 강도를 가지는 절연성의 얇은 박막이 사용된다. 분리막의 기공 직경은 일반적으로 0.01 ~ 10 ㎛이고, 두께는 일반적으로 5 ~ 300 ㎛이다. 이러한 분리막으로는, 예를 들어, 내화학성 및 소수성의 폴리프로필렌 등의 올레핀계 폴리머; 유리섬유 또는 폴리에틸렌 등으로 만들어진 시트나 부직포 등이 사용된다. 전해질로서 폴리머 등의 고체 전해질이 사용되는 경우에는 고체 전해질이 분리막을 겸할 수도 있다.
리튬염 함유 비수계 전해액은, 극성 유기 전해액과 리튬염으로 이루어져 있다. 전해액으로는 비수계 액상 전해액, 유기 고체 전해질, 무기 고체 전해질 등이 사용된다.
상기 비수계 액상 전해액으로는, 예를 들어, N-메틸-2-피롤리디논, 프로필렌 카르보네이트, 에틸렌 카르보네이트, 부틸렌 카르보네이트, 디메틸 카르보네이트, 디에틸 카르보네이트, 감마-부틸로 락톤, 1,2-디메톡시 에탄, 테트라히드록시 프랑(franc), 2-메틸 테트라하이드로푸란, 디메틸술폭시드, 1,3-디옥소런, 포름아미드, 디메틸포름아미드, 디옥소런, 아세토니트릴, 니트로메탄, 포름산 메틸, 초산메틸, 인산 트리에스테르, 트리메톡시 메탄, 디옥소런 유도체, 설포란, 메틸 설포란, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, 프로필렌 카르보네이트 유도체, 테트라하이드로푸란 유도체, 에테르, 피로피온산 메틸, 프로피온산 에틸 등의 비양자성 유기용매가 사용될 수 있다.
상기 유기 고체 전해질로는, 예를 들어, 폴리에틸렌 유도체, 폴리에틸렌 옥사이드 유도체, 폴리프로필렌 옥사이드 유도체, 인산 에스테르 폴리머, 폴리 에지테이션 리신(agitation lysine), 폴리에스테르 술파이드, 폴리비닐 알코올, 폴리 불화 비닐리덴, 이온성 해리기를 포함하는 중합체 등이 사용될 수 있다.
상기 무기 고체 전해질로는, 예를 들어, Li3N, LiI, Li5NI2, Li3N-LiI-LiOH, LiSiO4, LiSiO4-LiI-LiOH, Li2SiS3, Li4SiO4, Li4SiO4-LiI-LiOH, Li3PO4-Li2S-SiS2 등의 Li의 질화물, 할로겐화물, 황산염 등이 사용될 수 있다.
상기 리튬염은 상기 비수계 전해질에 용해되기 좋은 물질로서, 예를 들어, LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiBF4, LiB10Cl10, LiPF6, LiCF3SO3, LiCF3CO2, LiAsF6, LiSbF6, LiAlCl4, CH3SO3Li, CF3SO3Li, (CF3SO2)2NLi, 클로로 보란 리튬, 저급 지방족 카르본산 리튬, 4 페닐 붕산 리튬, 이미드 등이 사용될 수 있다.
또한, 비수계 전해액에는 충방전 특성, 난연성 등의 개선을 목적으로, 예를 들어, 피리딘, 트리에틸포스파이트, 트리에탄올아민, 환상 에테르, 에틸렌 디아민, n-글라임(glyme), 헥사 인산 트리 아미드, 니트로벤젠 유도체, 유황, 퀴논 이민 염료, N-치환 옥사졸리디논, N,N-치환 이미다졸리딘, 에틸렌 글리콜 디알킬 에테르, 암모늄염, 피롤, 2-메톡시 에탄올, 삼염화 알루미늄 등이 첨가될 수도 있다. 경우에 따라서는, 불연성을 부여하기 위하여, 사염화탄소, 삼불화에틸렌 등의 할로겐 함유 용매를 더 포함시킬 수도 있고, 고온 보존 특성을 향상시키기 위하여 이산화탄산 가스를 더 포함시킬 수도 있다.
본 발명은 또한, 상기 전지팩을 전원으로 포함하는 디바이스를 제공할 수 있다.
상기 디바이스의 바람직한 예로는, 노트북, 휴대폰, PDP, PMP, MP3 플레이어, DSC(Digital Still Camera), DVR, 스마트 폰, GPS 시스템, 및 캠코더 등 다양한 제품들의 전원으로 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이들 디바이스의 구조 및 그것의 제작 방법은 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 자세한 설명은 생략한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 일체형 팩 케이스를 포함하는 전지팩은 전지팩을 구성하는 팩 케이스를 상부 케이스 및 하부 케이스의 일 측면이 절곡 가능하게 상호 결합되어 있는 절곡 연결부를 포함하는 구조로 구성하고, 전지셀을 수납한 상태에서 팩 케이스의 절곡 연결부 절곡하여 라벨에 의해 밀봉하는 구조로 구성 함으로써, 후크 구조 등의 결합 구조를 위한 별도의 내부 공간을 필요로 하지 않으므로, 전지팩의 콤팩트한 구조 및 전기적 용량을 확대시킬 수 있는 효과를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지팩의 사시도이다;
도 2는 도 1에 도시된 전지팩의 분해 사시도이다;
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지팩의 분해 사시도이다;
도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지팩을 제조하는 공정을 나타내는 모식도들이다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
도 1에는 본 발명의 하나의 실시예에 전지팩의 사시도가 도시되어 있고, 도 2에는 도 1에 도시된 전지팩의 분해 사시도가 도시되어 있다.
이들 도면을 참조하면, 전지팩(100)은 팩 케이스(110)의 절곡 연결부(120)를 절곡하여 라벨(130)에 의해 밀봉된 구조로 구성되어 있다.
구체적으로, 전지팩(100)은 전지셀(140)의 과충전, 과방전 및 과전류를 제어하기 위한 보호회로 모듈(150)이 전기적으로 연결되어 있는 전지셀(140)을 포함한다.
전지셀(130)을 수납하기 위한 상부 케이스(111) 및 하부 케이스(112)로 구성되어 있고, 상부 케이스(111) 및 하부 케이스(112)의 일 측면이 절곡 가능하게 상호 결합되어 있는 절곡 연결부(120)를 포함하고 있는 팩 케이스(110) 및 팩 케이스(110)의 외면을 감싸는 라벨(130)을 포함한다.
팩 케이스(110)는 제조 과정에서 사출 성형에 의해 판상형의 상부 케이스(111)와 전지셀(140) 크기에 대응하는 크기의 수납부가 형성된 하부 케이스(112)를 포함하고, 상부 케이스(111)와 하부 케이스(112)가 상호 연결되는 일측 부위에는 절곡 연결부(120)가 형성되어 절곡이 용이하게 이루어진다.
도 3에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지팩의 분해 사시도가 도시되어 있다.
도 3을 참조하면, 전지팩(200)은 전지셀(240)의 과충전, 과방전 및 과전류를 제어하기 위한 보호회로 모듈(250)이 전기적으로 연결되어 있는 전지셀(240)을 포함하며, 전지셀(240)을 수납하기 위한 상부 케이스(211) 및 하부 케이스(212)로 구성되어 있고, 상부 케이스(211) 및 하부 케이스(212)의 일 측면이 절곡 가능하게 상호 결합되어 있는 절곡 연결부들(220)을 포함하고 있는 팩 케이스(210) 및 팩 케이스(210)의 외면을 감싸는 라벨(230)을 포함한다.
팩 케이스(210)는 판상형의 상부 케이스(211) 및 전지셀 크기에 대응하는 크기의 수납부가 형성된 하부 케이스(212)로 구성되며, 상부 케이스(211)와 하부 케이스(212)가 상호 연결되는 연결 부위에는 힌지(hinge) 구조의 절곡 연결부들(221, 222)이 형성되어 있다.
도 4에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지팩을 제조하는 공정을 나타내는 모식도들이 도시되어 있다.
도 4를 참조하면, 팩 케이스(310)는 제조 과정에서 사출 성형에 의해 전지셀(340)의 절반 크기에 대응하는 크기의 수납부가 형성된 상부 케이스(311) 및 전지셀의 절반 크기에 대응하는 크기의 수납부가 형성된 하부 케이스(312)의 일 측면이 절곡 가능하게 상호 결합되어 있는 절곡 연결부(320)를 포함하는 구조로 제작되며, 전지셀(340)을 수납한 상태에서 팩 케이스(310)의 절곡 연결부(320)를 절곡하고 절곡 연결부(320)를 제외한 팩 케이스(310)의 외면을 감싸는 형태의 라벨(330)을 부착하여 전지팩을 완성한다.
도 1 내지 4에 도시된 라벨들(130, 230)은 팩 케이스의 일 부분을 감싸는 형태로 부착되는 것으로 설명되어 있지만, 라벨의 부착 위치, 크기 및 형태는 적용되는 팩 케이스에 따라 크기나 형태가 다양하게 구성되는 것도 가능함은 물론이다.
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 수행하는 것이 가능할 것이다.

Claims (16)

  1. 전지셀이 팩 케이스에 내장되어 있는 전지팩으로서,
    상기 전지셀의 과충전, 과방전 및 과전류를 제어하기 위한 보호회로 모듈;
    상기 전지셀을 수납하기 위한 상부 케이스 및 하부 케이스로 구성되어 있고, 상부 케이스 및 하부 케이스의 일 측면이 절곡 가능하게 상호 결합되어 있는 절곡 연결부를 포함하고 있는 팩 케이스; 및
    상기 팩 케이스의 외면을 감싸는 라벨(label);
    을 포함하며,
    상기 전지셀을 수납한 상태에서 팩 케이스의 절곡 연결부를 절곡하여 라벨에 의해 밀봉된 것을 특징으로 하는 전지팩.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 상부 케이스 및 하부 케이스 중 하나 이상에는 전지셀의 크기에 대응하는 크기의 수납부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 절곡 연결부는 팩 케이스의 제조 과정에서 사출 성형에 의해 상부 케이스 및 하부 케이스의 일 측면이 연결된 상태로 제조되어 형성되는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 절곡 연결부는 힌지(hinge) 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지팩.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 팩 케이스의 소재는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리스티렌, 폴리카보네이트로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지팩.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 라벨은 접착 또는 열융착에 의해 팩 케이스의 외면에 부착되는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 라벨은 아크릴계 접착제 또는 SBR계 접착제에 의해 접착되어 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 라벨은 절곡 연결부를 제외한 팩 케이스의 외면을 감싸는 형태로 부착되는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 라벨의 소재는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지팩.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 전지셀은 양극, 음극, 상기 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막으로 이루어진 전극조립체가 전지케이스 내부에 수납되어 있는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지팩.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 전극조립체는 권취형, 스택형 또는 스택/폴딩형 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지팩.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 전지케이스는 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어진 파우치형 전지케이스인 것을 특징으로 하는 전지팩.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 라미네이트 시트는 알루미늄 라미네이트 시트인 것을 특징으로 하는 전지팩.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 전지셀은 리튬 이차전지인 것을 특징으로 하는 전지팩.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항에 따른 전지팩을 전원으로 포함하고 있는 디바이스.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 디바이스는 노트북, 휴대폰, PDP, PMP, MP3 플레이어, DSC(Digital Still Camera), DVR, 스마트 폰, GPS 시스템, 및 캠코더로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 디바이스.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017052104A1 (ko) * 2015-09-23 2017-03-30 주식회사 엘지화학 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 팩 및 배터리 모듈용 케이싱 제조 방법
KR20180092592A (ko) * 2017-02-10 2018-08-20 주식회사 엘지화학 보강 테이프를 포함하고 있는 이차전지팩

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017052104A1 (ko) * 2015-09-23 2017-03-30 주식회사 엘지화학 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 팩 및 배터리 모듈용 케이싱 제조 방법
KR20170035664A (ko) * 2015-09-23 2017-03-31 주식회사 엘지화학 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 팩 및 배터리 모듈용 케이싱 제조 방법
US10446869B2 (en) 2015-09-23 2019-10-15 Lg Chem, Ltd. Battery module, battery pack including same, and method for manufacturing casing for battery module
KR20180092592A (ko) * 2017-02-10 2018-08-20 주식회사 엘지화학 보강 테이프를 포함하고 있는 이차전지팩

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