KR20150103464A - 전지 팩 - Google Patents

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KR20150103464A
KR20150103464A KR1020140024949A KR20140024949A KR20150103464A KR 20150103464 A KR20150103464 A KR 20150103464A KR 1020140024949 A KR1020140024949 A KR 1020140024949A KR 20140024949 A KR20140024949 A KR 20140024949A KR 20150103464 A KR20150103464 A KR 20150103464A
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변보현
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Abstract

본 발명은 전지 팩의 내구성 및 안전성 향상을 위하여, 본 발명의 일 관점에 따르면, 상부면에 전극핀을 포함하는 단위전지; 상기 단위전지와 전기적으로 연결되고, 상기 단위 전지의 상부면 상에 배치되는 보호회로모듈 및 상기 단위 전지의 상부면과 상기 보호회로모듈 사이에 개재되고, 상기 단위전지 및 상기 보호회로모듈과 전기적으로 연결되며, 바디부, 상기 바디부의 제1 면과 연결된 제1 리드, 상기 바디부의 제2 면과 연결된 제2 리드를 포함하는, 온도소자를 포함하고, 상기 제1 리드는, 상기 보호회로모듈의 하부를 지지하도록 상기 보호회로모듈을 향해 돌출된 제1돌기를 포함하는, 전지 팩을 제공한다.

Description

전지 팩{Battery Pack}
본 발명은 전지 팩에 관한 것이다.
무선인터넷이나 통신기술의 발달로 인하여 전원공급장치 없이 전지를 사용하여 운용 가능한 휴대용 전자기기의 사용이 보편화 되고 있다. 그 중 휴대용 컴퓨터는 소형이며 휴대가 간편하여 이동성이 뛰어난 장점이 있어 업무용 또는 개인용으로 널리 사용되고 있다. 휴대용 컴퓨터가 전원공급장치에 구애됨 없이 여러 장소에서 사용되기 위하여 전지 팩을 구비할 수 있다. 전지 팩은 충분한 출력을 제공하기 위하여 충전 및 방전을 반복하여 사용할 수 있는 다수의 단위 전지들을 구비할 수 있다.
본 발명은 전지 팩의 구조에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상부면에 배치된 전극핀을 포함하는 단위전지, 상기 단위전지와 전기적으로 연결되고, 상기 단위전지의 상부면 상에 배치되는 보호회로모듈 및 상기 단위전지의 상부면과 상기 보호회로모듈 사이에 개재되고, 상기 단위전지 및 상기 보호회로모듈과 전기적으로 연결되며, 바디부, 상기 바디부의 제1면과 연결된 제1리드, 상기 바디부의 제2면과 연결된 제2리드를 포함하는, 온도소자를 포함하고, 상기 제1리드는, 상기 보호회로모듈의 하부를 지지하도록 상기 보호회로모듈을 향해 돌출된 제1돌기를 포함하는 전지 팩이 제공된다.
본 실시예에 있어서, 상기 바디부의 제1면은 상기 보호회로모듈과 마주보는 면이고, 상기 제1리드는 상기 바디부의 제1면 및 상기 보호회로모듈에 연결될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1돌기는 상기 전극핀과 인접한 상기 제1리드의 일 단부에 배치될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 보호회로모듈은, 회로기판 및 상기 단위전지의 상기 상부면과 마주보는 상기 회로기판의 하부면의 일부 영역 상에 배치되는 보호소자를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1돌기는 상기 회로기판의 하부면에 접촉할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1리드는 상기 바디부의 제1면 및 상기 보호회로모듈에 접속하고, 상기 보호소자로부터 멀어지는 방향을 따라 연장되며, 상기 제2리드는 상기 바디부의 제2면 및 상기 전극핀에 접속하고, 상기 보호소자를 향하는 방향을 따라 연장될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제2리드는, 상기 보호소자와 상기 온도소자의 상기 바디부를 공간적으로 분리하도록 상기 보호회로모듈을 향해 돌출된 제2돌기를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제2돌기는 상기 보호소자와 인접한 상기 제2리드의 일 단부에 배치될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 단위전지는, 개구를 포함하는 캔, 상기 개구를 통해 상기 캔의 내부에 수용되며, 제1극성을 갖는 제1전극판, 제2극성을 갖는 제2전극판 및 상기 제1,2 전극판 사이에 개재되는 세퍼레이터를 포함하는 전극 조립체, 상기 개구를 폐쇄하는 캡 플레이트 및 상기 캡 플레이트로부터 상부를 향해 연장된 전극핀을 포함 할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 전극핀은 제1극성을 갖고, 상기 캡 플레이트는 상기 제1극성과 다른 제2극성을 가질 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 온도소자와 상기 캡 플레이트 사이에 개재되는 절연 필름을 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1리드와 상기 보호회로모듈 사이에 개재되는 금속부재를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1돌기의 높이는 상기 금속부재의 두께와 실질적으로 동일할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1리드 중 상기 보호회로모듈과 연결되는 부분은 상기 제1돌기의 높이와 실질적으로 동일한 단차를 갖도록 절곡될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상부면에 형성된 전극핀을 포함하는 단위전지, 상기 단위전지와 전기적으로 연결되고, 상기 단위전지의 상부면 상에 배치되며, 상기 전극핀과 대응되는 위치에 형성된 홀을 포함하는 회로기판 및 상기 회로기판에 위치하는 보호소자를 포함하는, 보호회로모듈, 상기 단위전지의 상부면과 상기 회로기판 사이에 개재되고, 바디부, 상기 바디부와 상기 전극핀에 연결된 제1리드, 상기 바디부와 상기 보호회로모듈에 연결된 제2리드를 포함하는, 온도소자;를 포함하고, 상기 회로기판은 상기 홀을 기준으로 양측에 구비되는 제1영역 및 제2영역을 포함하며, 상기 온도소자는 상기 회로기판의 제1영역에 배치되고, 상기 보호소자는 상기 회로기판의 제2영역에 배치되며, 상기 제1리드의 일 단부는, 상기 보호회로모듈의 상기 회로기판을 지지하도록 상기 회로기판을 향해 절곡될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1리드의 일 측은 상기 바디부에 연결되고, 상기 제1리드의 타 측은 상기 보호회로모듈의 상기 회로기판에 접속될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제2리드의 일 측은 상기 바디부에 연결되고, 상기 제2리드의 타 측은 상기 단위전지의 상기 전극핀에 접속될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제2리드는, 상기 회로기판의 제1영역 상에 배치된 상기 보호소자와 상기 전극핀에 연결된 상기 제2리드의 접속면을 공간적으로 분리하는 돌기를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 돌기는, 상기 제2리드의 타 측의 단부를 절곡하여 형성될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 돌기는, 상기 회로기판을 향해 절곡될 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 전지 팩의 내구성 및 안전성이 향상된 전지 팩을 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 전지 팩을 개략적으로 도시하는 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 전지 팩을 개략적으로 도시하는 분해 사시도이다.
도 3는 도 1의 전지 팩 중 일부를 개략적으로 도시하는 정면도이다.
도 4은 도 1의 온도소자를 발췌하여 도시하는 사시도이다.
도 5는 도 1의 온도소자를 발췌하여 도시하는 정면도이다.
도 6은 도 3의 VI 부분을 발췌하여 도시하는 정면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 관한 온도소자를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 8은 도 7의 온도소자를 개략적으로 도시하는 정면도이다.
도 9는 도 7의 전지 팩 중 일부를 개략적으로 도시하는 정면도이다.
도 10은 도 9의 X 부분을 발췌하여 도시하는 정면도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
이하의 실시예에서, x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 전지 팩을 개략적으로 도시하는 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 전지 팩을 개략적으로 도시하는 분해 사시도이며, 도 3은 도 1의 전지 팩 중 일부를 개략적으로 도시하는 정면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 전지 팩은 단위전지(100), 단위전지(100)와 전기적으로 연결되는 보호회로모듈(200), 단위전지(100)와 보호회로모듈(200) 사이에 개재되는 온도소자(300) 및 상부커버(400)를 포함할 수 있다.
단위전지(100)는 개구를 포함하는 캔(110), 개구를 통해 캔(110)의 내부에 수용된 전극 조립체, 캔(110)의 개구를 밀폐하는 캡 플레이트(120), 캡 플레이트(120) 상에 형성된 전극핀(122), 캡 플레이트(120) 상에 배치된 절연필름(130) 및 접속부재(240)를 포함할 수 있다. 단위전지(100)는 재충전이 가능한 이차전지로서 리튬-이온 전지로 구성될 수 있다.
캔(110)은 상부면이 개방된 대략 육면체의 형상으로, 강도를 확보하기 위하여 금속성 소재로 제작될 수 있다. 예컨대, 캔(110)은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 제작될 수 있다. 전극 조립체가 개구를 통해서 캔(110)에 삽입된 후, 개구는 캡 플레이트(120)에 의해 밀봉될 수 있다. 캡 플레이트(120)는 캔(110)과 마찬가지로 알루미늄 또는, 알루미늄 합금과 같은 금속성 소재로 제작될 수 있다. 캡 플레이트(120)와 캔(110)이 접하는 부분은 레이저 용접에 의해 결합됨으로써, 내부 기밀을 유지할 수 있다.
전극 조립체는 전극 활물질이 도포된 제1전극판, 제2전극판 및 이들 사이에 개재된 세퍼레이터를 포함할 수 있다. 제1전극판과 제2전극판은 서로 다른 극성을 갖는다. 전극 조립체는 제1전극판, 세퍼레이터 및 제2전극판이 순차적으로 적층된 후 젤리롤(jelly-roll) 형태가 되도록 권취하여 제작될 수 있다. 또 다른 실시예로서, 전극 조립체는 제1전극판, 세퍼레이터 및 제2전극판이 순차적으로 적층된 적층형 전극 조립체일 수 있다.
캡 플레이트(120)는 캔(110)의 개구를 밀봉하도록 캔(110)의 상부면에 배치될 수 있다. 캡 플레이트(120) 상에는 전극핀(122)이 배치되어 있다. 제1전극판은 캡 플레이트(120)와 전기적으로 연결되고, 제2전극판은 전극핀(122)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1전극판 및 제2전극판은 서로 다른 극성을 띄므로, 각각 제1전극판 및 제2전극판과 연결된 캡 플레이트(120) 및 전극핀(122) 역시 다른 극성을 갖는다. 예컨대, 캡 플레이트(120)는 양극의 극성을 가질 수 있고, 전극핀(122)은 음극의 극성을 가질 수 있다. 이 때, 전극핀(122)과 캡 플레이트(120) 간의 단락을 방지하기 위하여 전극핀(122)과 캡 플레이트(120) 사이에 가스켓(125)이 구비 될 수 있다. 가스켓(125)은 절연성 소재로 제작되며, 전극핀(122)과 캡 플레이트(120) 간의 전기적 단락을 방지한다.
절연필름(130)은 캡 플레이트(120) 상에 배치될 수 있다. 절연필름(130) 상에는 온도소자(300)가 배치될 수 있으며, 절연필름(130)이 캡 플레이트(120)와 온도소자(300) 사이에 개재됨으로써 쇼트를 방지할 수 있다. 예컨대, 음극의 극성을 띄는 전극핀(122)과 연결된 온도소자(300)가 양극의 극성을 띄는 캡 플레이트(120) 상에 배치되는 경우 온도소자(300)와 캡 플레이트(120)가 극성이 달라 쇼트가 일어나게 되는데, 절연필름(130)이 캡 플레이트(120)와 온도소자(300) 사이에 개재됨에 따라 이를 방지할 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 보호회로모듈(200)은 단위전지(100)의 상부면에 배치되며, 단위전지(100)와 전기적으로 연결되어 단위전지(100)들의 충방전을 제어할 수 있으며, 과충전, 과방전 또는 과전류로 인해 발생되는 과열 및 폭발을 방지할 수 있다.
보호회로모듈(200)은 회로기판(210), 회로기판(210)에 마운트된 보호소자(220)들 및 외부단자(230)를 포함할 수 있다. 회로기판(210)은 플레이트 형상의 수지로 형성된다. 회로기판(210)은 회로기판(210)의 하부면 양 끝단에 배치된 접속부재(240)를 통해 캡 플레이트(120)와 전기적으로 연결된다. 회로기판(210)은 캡 플레이트(120)와 일정 간격으로 이격되어 배치될 수 있다. 회로기판(210)은 중앙에 홀(212)을 가질 수 있다. 홀(212)은 단위전지(100)의 상부면에 형성된 전극핀(122)과 대응되는 위치에 배치될 수 있다. 홀(212)은 보호회로모듈(200)이 단위전지(100)와 결합될 때, 단위전지(100)의 전극핀(122)을 온도소자(300)에 용접하기 위해 형성된다.
보호소자(220)는 단위전지(100)의 상부면과 마주보는 회로기판(210)의 하부면의 일측에 배치될 수 있다. 자세하게는 보호소자(220)는 회로기판(210)의 홀(212)을 중심으로 제1측에 배치될 수 있고, 제1측은 온도소자(300)가 배치된 제2측의 반대측일 수 있다. 보호소자(220)는 다수개가 배치되어 배터리의 충전 및 방전을 제어하는 회로를 형성할 수 있다. 도 3에서는 보호소자(220)를 회로기판(210)의 하면에 배치된 것으로 도시하였으나, 보호소자(220)는 회로기판(210)의 상면에도 배치될 수 있는 등 다양한 변형이 가능하다.
외부단자(230)는 회로기판(210)의 상면의 일측에 배치될 수 있다. 즉, 외부단자(230)는 보호소자(220)가 배치된 회로기판(210)의 일측에 배치될 수 있다. 외부단자(230)는 보호회로모듈(200)을 외부 전자기기(미도시)에 연결하기 위한 단자이며, 외부로 노출되도록 회로기판(210)의 상면에 배치된다.
보호회로모듈(200)의 양 끝 단에는 접속부재(240)가 배치될 수 있다. 접속부재(240)는 보호회로모듈의 하부면 양 끝 단에 부착되고, 홀(212)이 배치된 방향의 반대방향을 향해 절곡되어 형성된다. 접속부재(240)는 캡 플레이트(120)와 접촉되며, 보호회로모듈(200)과 캡 플레이트(120)가 접속부재(240)가 절곡된 높이만큼 일정거리 이격되어 형성될 수 있다. 캡 플레이트(120)와 보호회로모듈(200)이 이격되어 형성된 공간에는 온도소자(300) 및 보호소자(220) 등이 배치될 수 있다. 접속부재(240)는 상술한 것과 같이, 접속부재(240)는 캡 플레이트(120)와 접촉되며, 이를 통해 보호회로모듈(200)과 캡 플레이트(120)를 전기적으로 연결시킬 수 있다. 자세하게는, 보호회로모듈(200)의 양 끝 단에 각각 배치된 접속부재(240) 중 하나는 보호회로모듈(200)과 캡 플레이트(120)를 전기적으로 연결시키는 역할을 하며, 다른 하나는 더미로서 회로기판(210)의 균형을 맞추는 역할을 한다.
한편, 보호회로모듈(200)은 단위전지(100)의 상부면과 마주보는 회로기판(210)의 하부면에 배치되는 금속부재(225)를 더 포함할 수 있다. 금속부재(225)는 보호회로가 배치되는 방향과 반대되는 방향에 배치될 수 있다. 금속부재(225)는 니켈(Ni)로 형성될 수 있다. 금속부재(225)는 후술할 온도소자(300)의 제1리드(320)와 접촉하여 온도소자(300)와 보호회로모듈(200)을 전기적으로 연결시키는 역할을 할 수 있다. 상부커버(400)는 내부에 보호회로모듈(200)이 수용될 수 있는 크기의 내부 공간을 가지며, 하부가 개방된 형태로 형성된다. 상부커버(400)의 일측에는 보호회로모듈(200)의 외부단자(230)가 외부로 노출되도록 단자공(410)이 형성된다.
온도소자(300)는 단위전지(100)의 상부면과 보호회로모듈(200) 사이에 개재되고, 단위전지(100) 및 보호회로모듈(200)과 전기적으로 연결될 수 있다. 온도소자(300)는 캡 플레이트(120) 상의 타측에 배치될 수 있는데, 전술한 것과 같이, 온도소자(300)는 회로기판(210)의 홀(212)을 중심으로 제2측에 배치될 수 있고, 제2측은 보호소자(220)가 배치된 제1측의 반대측일 수 있다.
온도소자(300)의 구체적인 구조 및 기능에 대하여는 이하 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다.
도 4는 도 1의 온도소자(300)를 발췌하여 도시하는 사시도이고, 도 5는 도 1의 온도소자(300)를 발췌하여 도시하는 정면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 온도소자(300)는 바디부(310), 제1리드(320) 및 제2리드(330)를 포함할 수 있다. 제1리드(320)는 보호소자(220)로부터 상대적으로 멀리 배치되고, 제2리드(330)는 보호소자(220)와 상대적으로 인접하게 배치될 수 있다. 제1리드(320) 및 제2리드(330)는 각각 제1돌기(322) 및 제2돌기(332)를 가질 수 있다.
온도소자(300)의 바디부(310)는 도전성 입자를 결정성 고분자에 분산시켜 제조된다. 여기서, 상기 도전성 입자로는 탄소 입자가 사용될 수 있고, 상기 결정성 고분자로는 폴리올레핀계 수지 등의 합성수지가 사용될 수 있다. 바디부(310)는 설정된 온도 이하에서는 도전성 입자들이 뭉쳐 있어 제1리드(320)와 제2리드(330) 사이의 전류의 흐름을 연결한다. 그러나, 바디부(310)는 설정된 온도 이상이 되면 결정성 고분자의 팽창으로 인해 도전성 입자들이 분리되어 저항이 급격하게 증가되므로, 제1리드(320)와 제2리드(330) 사이의 전류의 흐름이 차단되거나 낮은 양의 전류가 흐르게 된다. 이에 따라, 바디부(310)는 배터리와 전기적으로 연결되어 배터리의 파열을 방지하는 안전장치의 역할을 한다. 여기서 바디부(310)가 설정된 온도보다 상승되는 것은 배터리의 과충전에 따른 열이 발생하기 때문이다. 이후에 바디부(310)가 다시 설정 온도 이하로 냉각되면, 결정성 고분자가 수축되면서 도전성 입자들이 다시 연결되어 전류의 흐름이 발생된다.
도 5를 참조하면, 제1리드(320)는 상기 바디부(310)의 제1면과 연결되는 제1도전부(320a), 보호회로모듈(200)과 연결되는 제2도전부(320b)를 포함한다. 바디부(310)의 제1면은 보호회로모듈(200)과 마주보는 바디부(310)의 상면을 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 즉, 제1도전부(320a)와 제2도전부(320b)는 평행하게 형성된다. 또한, 제 1 리드의 제2도전부(320b)는 보호회로모듈(200)에 용접되어 보호회로모듈(200)의 하면에 결합된다.
제1리드(320)는 보호회로모듈(200)을 향해 돌출된 제1돌기(322)를 포함할 수 있다. 예컨대, 제1리드(320)와 제1돌기(322)는 수직으로 형성될 수 있다. 제1돌기(322)는 제1리드(320)의 제1도전부(320a)의 단부를 절곡하여 형성할 수 있다.
도 5를 참조하면, 제2리드(330)는 바디부(310)의 제2면과 연결되는 제1도전부(330a), 단위전지(100)의 전극핀(122)과 연결되는 제2도전부(330b) 및 제1도전부(330a)와 제2도전부(330b)를 연결하는 연결부(330c)를 포함한다. 바디부(310)의 제2면은 캡 플레이트(120)에 연결된 바디부(310)의 하면을 의미하는 것으로 이해될 수 있다 연결부(330c)는 제1도전부(330a)와 제2도전부(330b)가 서로 단차를 갖도록 수직으로 형성된다. 즉, 제1도전부(330a)와 제2도전부(330b)는 평행하게 형성되고, 연결부(330c)는 제1도전부(330a) 및 제2도전부(330b)와 수직으로 형성된다. 또한, 제2리드(330)의 제2도전부(330b)는 회로기판(210)의 홀(212)과 대응되는 위치에 형성된다. 따라서, 제2리드(330)의 제2도전부(330b)는 회로기판(210)의 홀(212)을 통해서 단위전지(100)의 전극핀(122)에 용접될 수 있다.
제2리드(330)는 보호회로모듈(200)을 향해 돌출된 제2돌기(332)를 포함할 수 있다. 예컨대, 제2리드(330)와 제2돌기(332)는 수직으로 형성될 수 있다. 제2돌기(332)는 제2리드(330)의 제2도전부(330b)의 끝 단이 절곡된 형태로 형성될 수 있다.
제2리드(330)는 보호회로모듈(200)을 향해 돌출된 제2돌기(332)를 포함할 수 있다. 예컨대, 제2리드(330)와 제2돌기(332)는 수직으로 형성될 수 있다. 이는 다양한 변형이 가능하다. 제2돌기(332)는 제2리드(330)가 연장되어 형성된 타 측의 끝단이 절곡된 형태로 형성될 수 있다.
도 6은 도 3의 VI 부분을 발췌하여 도시하는 정면도이다.
도 6을 참조하면, 전술한 것과 같이, 캡 플레이트(120)와 보호회로모듈(200)이 접속부재(240)를 통해 연결되어, 일정거리 이격되도록 형성될 수 있다. 회로기판(210)의 홀(212)과 대응되는 위치에 형성된 전극핀(122)을 중심으로 제1측에는 온도소자(300)가 배치되고, 제2측에는 보호소자(220)가 배치될 수 있다.
온도소자(300)는 캡 플레이트(120) 상에 배치될 수 있으며, 쇼트를 방지하기 위해 온도소자(300)와 캡 플레이트(120) 사이에 절연필름(130)이 개재될 수 있다. 전술한 것과 같이, 바디부(310)의 상면인 제1면에 제1리드(320)가 연결되고 바디부(310)의 하면인 제2면에 제2리드(330)가 연결될 수 있다. 제1리드(320)와 제2리드(330)는 서로 반대방향으로 연장되어 형성될 수 있다. 제2리드(330)는 보호소자(220)가 배치된 제2측 방향으로 연장되어 형성될 수 있으며, 제1리드(320)는 그 반대인 제1측 방향으로 연장되어 형성될 수 있다.
제1리드(320)의 일 측은 바디부(310)의 제1면에 연결되고, 제1리드(320)의 타 측은 보호회로모듈(200)에 연결될 수 있다. 제1리드(320)의 타 측은 제1리드(320)가 바디부(310)의 제1면과 연결되지 않는 부분을 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 제1리드(320)의 타 측은 회로기판(210)의 하부에 배치된 금속 부재와 접촉될 수 있다. 자세하게는 제1리드(320)의 타 측은 단위전지(100)의 상부면과 마주보는 금속부재(225)의 하부면에 연결될 수 있다.
제1리드(320)는 보호회로모듈(200)을 향해 돌출된 제1돌기(322)를 포함할 수 있으며, 제1돌기(322)는 제1리드(320) 중 전극핀(122)과 인접한 단부에 배치될 수 있다. 예컨대, 제1리드(320)와 제1돌기(322)는 수직으로 형성될 수 있으며 "L"자 형상을 이룰 수 있다. 도 6에 도시된 것과 같이, 제1돌기(322)는 끝 단이 회로기판(210)의 하부면에 접촉한다. 따라서 제1돌기(322)의 높이(h1)는 금속부재(225)의 두께(h2)와 실질적으로 동일할 수 있다.
제1돌기(322)의 끝단이 회로기판(210)의 하부면에 접촉함으로써, 제1돌기(322)가 보호회로모듈(200)의 하부를 지지하는 역할을 할 수 있다. 보호회로모듈(200)은 단위전지(100)의 길이방향을 따라 형성되며, 보호회로모듈(200) 양 끝단에 배치된 접속부재(240)를 통해 지지되어 있기 때문에, 회로기판(210)의 중앙부분이 처지거나 변형이 일어나게 된다. 회로기판(210)의 중앙부분이 중력방향인 캡 플레이트(120) 방향으로 처지는 경우 캡 플레이트(120) 상에 배치된 온도소자(300)가 손상될 우려가 있다. 따라서 제1리드(320)의 일 단부에 제1돌기(322)를 형성하여, 회로기판(210)의 중앙부분이 처지는 현상을 획기적으로 방지할 수 있다.
제2리드(330)의 일 측은 바디부(310)의 제1면에 연결되고, 제2리드(330)의 타 측은 전극핀(122)에 연결될 수 있다. 제2리드(330)의 타 측은 제2리드(330)가 바디부(310)의 제2면과 연결되지 않는 부분을 의미하는 것으로 이해될 수 있다.
전술한 것과 같이 제2리드(330)는 제2측 방향으로 연장되고, 보호회로모듈(200)을 향해 돌출된 제2돌기(332)를 포함할 수 있다. 제2돌기(332)는 제2리드(330) 중 보호소자(220)와 인접한 단부에 배치될 수 있으며, 제2돌기(332)는 제2리드(330)의 제2측 방향으로 연장된 단부가 절곡된 형상으로 형성될 수 있다. 예컨대, 제2리드(330)와 제2돌기(332)는 수직으로 형성될 수 있다. 제2돌기(332)를 중심으로 캡 플레이트(120)와 보호회로모듈(200) 사이에 개재된 보호소자(220)와 온도소자(300)가 공간적으로 분리될 수 있다.
종래에는 보호소자(220)와 온도소자(300)가 공간적으로 분리되어 있지 않아, 온도소자(300)를 전극핀(122)에 용접할 때 발생되는 버(burr)날림으로 인해 보호소자(220) 등 회로기판(210)에 배치된 각종 소자들과 쇼트가 발생되는 문제점이 있었다. 이를 방지하기 위해 제2리드(330) 중 보호소자(220)와 인접한 단부에 제2돌기(332)를 배치함에 따라 별도의 구조물을 추가적으로 설치함 없이, 온도소자(300)를 전극핀(122)에 용접할 때 발생되는 버(burr)날림으로 인한 회로기판(210)에 배치된 각종 소자들과 쇼트를 획기적으로 방지할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 관한 온도소자(300)를 개략적으로 도시하는 사시도이고, 도 8은 도 7의 온도소자(300)를 개략적으로 도시하는 정면도이다. 이하 온도소자(300)를 제외한 나머지 중복되는 구성의 설명은 생략한다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 온도소자(300)는 바디부(310), 제1리드(320) 및 제2리드(330)를 포함할 수 있다. 제1리드(320)는 보호소자(220)로부터 상대적으로 멀리 배치되고, 제2리드(330)는 보호소자(220)와 상대적으로 인접하게 배치될 수 있다. 제1리드(320) 및 제2리드(330)는 각각 제1돌기(322) 및 제2돌기(332)를 가질 수 있다.
도 8을 참조하면, 제1리드(320)는 상기 바디부(310)의 제1면과 연결되는 제1도전부(320a), 보호회로모듈(200)과 연결되는 제2도전부(320b) 및 제1도전부(320a)와 제2도전부(320b)를 연결하는 연결부(220c)를 포함한다. 바디부(310)의 제1면은 보호회로모듈(200)과 마주보는 바디부(310)의 상면을 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 연결부(220c)는 제1도전부(320a)와 제2도전부(320b)가 서로 단차를 갖도록 수직으로 형성된다. 즉, 제1도전부(320a)와 제2도전부(320b)는 평행하게 형성되고, 연결부(220c)는 제1도전부(320a) 및 제2도전부(320b)와 수직으로 형성된다. 또한, 제 1 리드의 제2도전부(320b)는 보호회로모듈(200)에 용접되어 보호회로모듈(200)의 하면에 결합된다.
제1리드(320)는 보호회로모듈(200)을 향해 돌출된 제1돌기(322)를 포함할 수 있다. 예컨대, 제1리드(320)와 제1돌기(322)는 수직으로 형성될 수 있다. 이는 다양한 변형이 가능하다. 제1돌기(322)는 제1리드(320)의 일 측의 끝단이 절곡된 형태로 형성될 수 있다.
도 8을 참조하면, 제2리드(330)는 바디부(310)의 제2면과 연결되는 제1도전부(330a), 단위전지(100)의 전극핀(122)과 연결되는 제2도전부(330b) 및 제1도전부(330a)와 제2도전부(330b)를 연결하는 연결부(330c)를 포함한다. 바디부(310)의 제2면은 캡 플레이트(120)에 연결된 바디부(310)의 하면을 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 연결부(330c)는 제1도전부(330a)와 제2도전부(330b)가 서로 단차를 갖도록 수직으로 형성된다. 즉, 제1도전부(330a)와 제2도전부(330b)는 평행하게 형성되고, 연결부(330c)는 제1도전부(330a) 및 제2도전부(330b)와 수직으로 형성된다. 또한, 제2리드(330)의 제2도전부(330b)는 회로기판(210)의 홀(212)과 대응되는 위치에 형성된다. 따라서, 제2리드(330)의 제2도전부(330b)는 회로기판(210)의 홀(212)을 통해서 단위전지(100)의 전극핀(122)에 용접될 수 있다.
제2리드(330)는 보호회로모듈(200)을 향해 돌출된 제2돌기(332)를 포함할 수 있다. 예컨대, 제2리드(330)와 제2돌기(332)는 수직으로 형성될 수 있다. 제2돌기(332)는 제2리드(330)의 제2도전부(330b)의 끝단이 절곡된 형태로 형성될 수 있다.
도 9는 도 7의 전지 팩 중 일부를 개략적으로 도시하는 정면도이고, 도 10은 도 9의 X 부분을 발췌하여 도시하는 정면도이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 전술한 것과 같이, 캡 플레이트(120)와 보호회로모듈(200)이 접속부재(240)를 통해 연결되며 일정거리 이격되도록 형성될 수 있다. 회로기판(210)의 홀(212)과 대응되는 위치에 형성된 전극핀(122)을 중심으로 제1측에는 온도소자(300)가 배치되고, 제2측에는 보호소자(220)가 배치될 수 있다.
온도소자(300)는 캡 플레이트(120) 상에 배치될 수 있으며, 쇼트를 방지하기 위해 온도소자(300)와 캡 플레이트(120) 사이에 절연필름(130)이 개재될 수 있다. 전술한 것과 같이, 바디부(310)의 상면인 제1면에 제1리드(320)가 연결되고 바디부(310)의 하면인 제2면에 제2리드(330)가 연결될 수 있다. 제1리드(320)와 제2리드(330)는 서로 반대방향으로 연장되어 형성될 수 있다. 제2리드(330)는 보호소자(220)가 배치된 제2측 방향으로 연장되어 형성될 수 있으며, 제1리드(320)는 그 반대인 제1측 방향으로 연장되어 형성될 수 있다.
도 10을 참조하면, 제1리드(320)의 제1도전부(320a)는 바디부(310)의 제1면에 연결되고, 제1리드(320)의 제2도전부(320b)는 보호회로모듈(200)에 연결될 수 있다. 제1리드(320)의 제2도전부(320b)는 회로기판(210)의 하부에 접촉될 수 있다.
제1리드(320)는 보호회로모듈(200)을 향해 돌출된 제1돌기(322)를 포함할 수 있으며, 제1돌기(322)는 제1리드(320) 중 전극핀(122)과 인접한 단부에 배치될 수 있다. 즉, 제1돌기(322)는 제1리드(320)의 제1도전부(320a) 끝단에 형성될 수 있다. 예컨대, 제1리드(320)와 제1돌기(322)는 수직으로 형성될 수 있으며, 제1도전부(320a)와 제1돌기(322)가 "L"자 형상을 이룰 수 있다. 도 10에 도시된 것과 같이, 제1돌기(322)는 끝 단이 회로기판(210)의 하부면에 접촉한다. 따라서 제1돌기(322)의 높이(h1)는 제1리드(320)의 연결부(220c)의 높이(h3)와 실질적으로 동일할 수 있다.
제1돌기(322)의 끝단이 회로기판(210)의 하부면에 접촉함으로써, 제1돌기(322)가 보호회로모듈(200)의 하부를 지지하는 역할을 할 수 있다. 보호회로모듈(200)은 단위전지(100)의 길이방향을 따라 형성되며, 보호회로모듈(200) 양 끝단에 배치된 접속부재(240)를 통해 지지되어 있기 때문에, 회로기판(210)의 중앙부분이 처지거나 변형이 일어나게 된다. 회로기판(210)의 중앙부분이 중력방향인 캡 플레이트(120) 방향으로 처지는 경우 캡 플레이트(120) 상에 배치된 온도소자(300)가 손상될 우려가 있다. 따라서 제1리드(320)의 일 단부에 제1돌기(322)를 형성하여, 회로기판(210)의 중앙부분이 처지는 현상을 획기적으로 방지할 수 있다.
제2리드(330)의 제1도전부(330a)는 바디부(310)의 제1면에 연결되고, 제2리드(330)의 제2도전부(330b)는 전극핀(122)에 연결될 수 있다. 제2리드(330)의 제2도전부(330b)은 제2리드(330)가 바디부(310)의 제2면과 연결되지 않는 부분을 의미하는 것으로 이해될 수 있다.
전술한 것과 같이 제2리드(330)는 제2측 방향으로 연장되고, 보호회로모듈(200)을 향해 돌출된 제2돌기(332)를 포함할 수 있다. 제2돌기(332)는 제2리드(330) 중 보호소자(220)와 인접한 단부에 배치될 수 있으며, 제2리드(330)의 제2도전부(330b)의 끝단부가 절곡된 형상으로 형성될 수 있다. 예컨대, 제2리드(330)와 제2돌기(332)는 수직으로 형성될 수 있으며, 제2도전부(330b)와 제2돌기(332)가 "L"자 형상을 이룰 수 있다. 제2돌기(332)를 중심으로 캡 플레이트(120)와 보호회로모듈(200) 사이에 개재된 보호소자(220)와 온도소자(300)가 공간적으로 분리될 수 있다.
종래에는 보호소자(220)와 온도소자(300)가 공간적으로 분리되어 있지 않아, 온도소자(300)를 전극핀(122)에 용접할 때 발생되는 버(burr)날림으로 인해 보호소자(220) 등 회로기판(210)에 배치된 각종 소자들과 쇼트가 발생되는 문제점이 있었다. 이를 방지하기 위해 제2리드(330) 중 보호소자(220)와 인접한 단부에 제2돌기(332)를 배치함에 따라 별도의 구조물을 추가적으로 설치함 없이, 온도소자(300)를 전극핀(122)에 용접할 때 발생되는 버(burr)날림으로 인한 회로기판(210)에 배치된 각종 소자들과 쇼트를 획기적으로 방지할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것 이다.
100: 단위전지 110: 캔
120: 캡 플레이트 122: 전극핀
125: 가스켓 130: 절연필름
200: 보호회로모듈 210: 회로기판
212: 홀 220: 보호소자
225: 금속부재 230: 외부단자
240: 접속부재 300: 온도소자
310: 바디부 320: 제1리드
322: 제1돌기 330: 제2리드
332: 제2돌기 400: 상부커버
410: 단자공

Claims (20)

  1. 상부면에 배치된 전극핀을 포함하는 단위전지;
    상기 단위전지와 전기적으로 연결되고, 상기 단위전지의 상부면 상에 배치되는 보호회로모듈; 및
    상기 단위전지의 상부면과 상기 보호회로모듈 사이에 개재되고, 상기 단위전지 및 상기 보호회로모듈과 전기적으로 연결되며, 바디부, 상기 바디부의 제1면과 연결된 제1리드, 상기 바디부의 제2면과 연결된 제2리드를 포함하는, 온도소자;를 포함하고,
    상기 제1리드는, 상기 보호회로모듈을 지지하도록 상기 보호회로모듈을 향해 돌출된 제1돌기를 포함하는, 전지 팩.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 바디부의 제1면은 상기 보호회로모듈과 마주보는 면이고,
    상기 제1리드는 상기 바디부의 제1면 및 상기 보호회로모듈에 연결되는, 전지 팩.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1돌기는 상기 전극핀과 인접한 상기 제1리드의 일 단부에 배치되는, 전지 팩.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 보호회로모듈은,
    회로기판; 및
    상기 단위전지의 상기 상부면과 마주보는 상기 회로기판의 하부면의 일부 영역 상에 배치되는 보호소자;
    를 포함하는, 전지 팩.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1돌기는 상기 회로기판의 하부면에 접촉하는, 전지 팩.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제1리드는 상기 바디부의 제1면 및 상기 보호회로모듈에 접속하고, 상기 보호소자로부터 멀어지는 방향을 따라 연장되며,
    상기 제2리드는 상기 바디부의 제2면 및 상기 전극핀에 접속하고, 상기 보호소자를 향하는 방향을 따라 연장되는, 전지 팩.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 제2리드는,
    상기 보호소자와 상기 온도소자의 상기 바디부를 공간적으로 분리하도록 상기 보호회로모듈을 향해 돌출된 제2돌기를 포함하는, 전지 팩.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2돌기는 상기 보호소자와 인접한 상기 제2리드의 일 단부에 배치되는, 전지 팩.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 단위전지는,
    개구를 포함하는 캔;
    상기 개구를 통해 상기 캔의 내부에 수용되며, 제1극성을 갖는 제1전극판, 제2극성을 갖는 제2전극판 및 상기 제1,2 전극판 사이에 개재되는 세퍼레이터를 포함하는 전극 조립체;
    상기 개구를 폐쇄하는 캡 플레이트; 및
    상기 캡 플레이트로부터 상부를 향해 연장된 전극핀;
    을 포함하는, 전지 팩.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 전극핀은 제1극성을 갖고, 상기 캡 플레이트는 상기 제1극성과 다른 제2극성을 갖는, 전지 팩.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 온도소자와 상기 캡 플레이트 사이에 개재되는 절연 필름을 더 포함하는, 전지 팩.
  12. 제2항에 있어서,
    상기 제1리드와 상기 보호회로모듈 사이에 개재되는 금속부재를 더 포함하는,
    전지 팩.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1돌기의 높이는 상기 금속부재의 두께와 실질적으로 동일한, 전지 팩.
  14. 제2항에 있어서,
    상기 제1리드 중 상기 보호회로모듈과 연결되는 부분은 상기 제1돌기의 높이와 실질적으로 동일한 단차를 갖도록 절곡된, 전지 팩.
  15. 상부면에 형성된 전극핀을 포함하는 단위전지;
    상기 단위전지와 전기적으로 연결되고, 상기 단위전지의 상부면 상에 배치되며, 상기 전극핀과 대응되는 위치에 형성된 홀을 포함하는 회로기판 및 상기 회로기판에 위치하는 보호소자를 포함하는, 보호회로모듈;
    상기 단위전지의 상부면과 상기 회로기판 사이에 개재되고, 바디부, 상기 바디부와 상기 전극핀에 연결된 제1리드, 상기 바디부와 상기 보호회로모듈에 연결된 제2리드를 포함하는, 온도소자;를 포함하고,
    상기 회로기판은 상기 홀을 기준으로 양측에 구비되는 제1영역 및 제2영역을 포함하며,
    상기 온도소자는 상기 회로기판의 제1영역에 배치되고, 상기 보호소자는 상기 회로기판의 제2영역에 배치되며,
    상기 제1리드의 일 단부는, 상기 보호회로모듈의 상기 회로기판을 지지하도록 상기 회로기판을 향해 절곡된, 전지 팩.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1리드의 일 측은 상기 바디부에 연결되고, 상기 제1리드의 타 측은 상기 보호회로모듈의 상기 회로기판에 접속되는, 전지 팩.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 제2리드의 일 측은 상기 바디부에 연결되고, 상기 제2리드의 타 측은 상기 단위전지의 상기 전극핀에 접속되는, 전지 팩.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 제2리드는,
    상기 회로기판의 제1영역 상에 배치된 상기 보호소자와 상기 전극핀에 연결된 상기 제2리드의 접속면을 공간적으로 분리하는 돌기를 포함하는, 전지 팩.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 돌기는, 상기 제2리드의 타 측의 단부를 절곡하여 형성되는, 전지 팩.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 돌기는, 상기 회로기판을 향해 절곡되는, 전지 팩.
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