KR20150107475A - 배터리 보호회로모듈 및 이를 구비하는 배터리팩 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 제조과정이 단순화된 배터리 보호회로모듈 및 이를 구비하는 배터리팩을 위하여, 일측에 내측으로 만입된 제1홈을 갖는 인쇄회로기판과, 각각의 일부는 상기 인쇄회로기판과 중첩하고 나머지는 상기 제1홈 내에 위치하며 상호 이격된 한 쌍의 제1탭들과, 일단이 상기 제1탭들 중 하나와 전기적으로 연결되고 타단이 상기 제1탭들 중 다른 하나와 전기적으로 연결되는 제1온도보호소자를 구비하는, 배터리 보호회로모듈 및 이를 구비하는 배터리팩을 제공한다.

Description

배터리 보호회로모듈 및 이를 구비하는 배터리팩{Protection circuit module for battery and battery pack comprising the same}
본 발명의 실시예들은 배터리 보호회로모듈 및 이를 구비하는 배터리팩에 관한 것으로서, 더 상세하게는 제조과정이 단순화된 배터리 보호회로모듈 및 이를 구비하는 배터리팩에 관한 것이다.
무선인터넷이나 통신기술의 발달로 인하여 배터리를 사용하여 운용 가능한 태블릿 PC나 노트북과 같은 휴대용 컴퓨터의 보급이 빠른 속도로 늘고 있다. 일반적으로 휴대용 컴퓨터는 소형이며 휴대가 간편하여 이동성이 뛰어난 장점이 있어 업무용 또는 개인용으로 널리 사용되고 있다. 휴대용 컴퓨터 등이 장소에 구애받지 않고 여러 장소에서 사용될 수 있도록 하기 위하여, 휴대용 컴퓨터 등은 내장형 배터리팩을 구비할 수 있다. 배터리팩은 충방전을 반복하여 사용할 수 있는 이차전지를 포함할 수 있다.
이러한 배터리팩은 온도보호소자를 포함하여, 배터리팩 내의 배터리셀의 과충전, 과방전 또는 과전류로 인해 발생하는 과열 및/또는 폭발을 방지할 수 있다. 그러나 종래의 배터리팩은 그러한 온도보호소자를 포함하는 과정에서 제조과정이 복잡해진다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 제조과정이 단순화된 배터리 보호회로모듈 및 이를 구비하는 배터리팩을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 일측에 내측으로 만입된 제1홈을 갖는 인쇄회로기판과, 각각의 일부는 상기 인쇄회로기판과 중첩하고 나머지는 상기 제1홈 내에 위치하며 상호 이격된 한 쌍의 제1탭들과, 일단이 상기 제1탭들 중 하나와 전기적으로 연결되고 타단이 상기 제1탭들 중 다른 하나와 전기적으로 연결되는 제1온도보호소자를 구비하는, 배터리 보호회로모듈이 제공된다.
상기 인쇄회로기판은 타측에 내측으로 만입된 제2홈을 가지며, 각각의 일부는 상기 인쇄회로기판과 중첩하고 나머지는 상기 제2홈 내에 위치하며 상호 이격된 한 쌍의 제2탭들과, 일단이 상기 제2탭들 중 하나와 전기적으로 연결되고 타단이 상기 제2탭들 중 다른 하나와 전기적으로 연결되는 제2온도보호소자를 더 구비할 수 있다.
본 발명의 다른 일 관점에 따르면, 인쇄회로기판과, 각각의 일부는 상기 인쇄회로기판의 일측에서 상기 인쇄회로기판과 중첩하고 나머지는 상기 인쇄회로기판 외측으로 돌출되며 상호 이격된 한 쌍의 제1탭들과, 일단이 상기 한 쌍의 제1탭들 중 하나와 전기적으로 연결되고 타단이 상기 한 쌍의 제1탭들 중 다른 하나와 전기적으로 연결되는 제1온도보호소자를 구비하는, 배터리 보호회로모듈이 제공된다.
각각의 일부는 상기 인쇄회로기판의 타측에서 상기 인쇄회로기판과 중첩하고 나머지는 상기 인쇄회로기판 외측으로 돌출되며 상호 이격된 한 쌍의 제2탭들과, 일단이 상기 제2탭들 중 하나와 전기적으로 연결되고 타단이 상기 제2탭들 중 다른 하나와 전기적으로 연결되는 제2온도보호소자를 더 구비할 수 있다.
상기 한 쌍의 제1탭들 각각은 니켈을 포함할 수 있다.
상기 제1온도보호소자는 상기 한 쌍의 제1탭들에 용접되어 연결될 수 있다.
이 경우, 상기 한 쌍의 제1탭들 각각의 일부는 상기 인쇄회로기판의 일면 상에 배치되고, 상기 제1온도보호소자는 상기 한 쌍의 제1탭들 각각의 양면들 중 상기 인쇄회로기판의 상기 일면에 접하는 면에 용접되어 연결될 수 있다.
상기 인쇄회로기판의 상기 일면 상에 배치되고, 배터리셀의 한 쌍의 제1전극탭들이 용접될 수 있으며, 상기 한 쌍의 제1탭들에 전기적으로 연결된, 한 쌍의 접속부들을 더 구비할 수 있다.
상기 인쇄회로기판의 타면 상에 배치되는 전자소자들을 더 구비할 수 있다.
한편, 상기 한 쌍의 제2탭들 각각은 니켈을 포함할 수 있다.
상기 제2온도보호소자는 상기 한 쌍의 제2탭들에 용접되어 연결될 수 있다.
이 경우, 상기 한 쌍의 제2탭들 각각의 일부는 상기 인쇄회로기판의 일면 상에 배치되고, 상기 제2온도보호소자는 상기 한 쌍의 제2탭들 각각의 양면들 중 상기 인쇄회로기판의 상기 일면에 접하는 면에 용접되어 연결될 수 있다.
나아가, 상기 인쇄회로기판의 상기 일면 상에 배치되고, 일 배터리셀의 한 쌍의 제1전극탭들이 용접될 수 있으며 상기 한 쌍의 제1탭들에 전기적으로 연결된 한 쌍의 제1접속부들과, 타 배터리셀의 한 쌍의 제2전극탭들이 용접될 수 있으며 상기 한 쌍의 제2탭들에 전기적으로 연결된 한 쌍의 제2접속부들을 더 구비할 수 있다.
본 발명의 다른 일 관점에 따르면, 한 쌍의 제1전극탭들을 갖는 제1배터리셀과, 배터리 보호회로모듈과, 상기 제1배터리셀과 상기 배터리 보호회로모듈을 수용하는 프레임을 구비하며, 상기 배터리 보호회로모듈은, 일측에 내측으로 만입된 제1홈을 갖는 인쇄회로기판과, 각각의 일부는 상기 인쇄회로기판과 중첩하도록 상기 인쇄회로기판의 일면 상에 배치되고 나머지는 상기 제1홈 내에 위치하며 상호 이격된 한 쌍의 제1탭들과, 일단이 상기 한 쌍의 제1탭들 중 하나와 전기적으로 연결되고 타단이 상기 한 쌍의 제1탭들 중 다른 하나와 전기적으로 연결되되 상기 한 쌍의 제1탭들 각각의 양면들 중 상기 인쇄회로기판의 상기 일면에 접하는 면에 용접되어 연결되는 제1온도보호소자와, 상기 인쇄회로기판의 상기 일면 상에 배치되고 상기 제1배터리셀의 상기 한 쌍의 제1전극탭들이 용접되며 상기 한 쌍의 제1탭들에 전기적으로 연결된 한 쌍의 제1접속부들을 포함하는, 배터리팩이 제공된다.
상기 인쇄회로기판은 타측에 내측으로 만입된 제2홈을 갖고, 한 쌍의 제2전극탭들을 갖는 제2배터리셀을 더 구비하며, 상기 프레임은 상기 제2배터리셀도 수용하고, 상기 배터리 보호회로모듈은, 각각의 일부는 상기 인쇄회로기판과 중첩하도록 상기 인쇄회로기판의 상기 일면 상에 배치되고 나머지는 상기 제2홈 내에 위치하며 상호 이격된 한 쌍의 제2탭들과, 일단이 상기 제2탭들 중 하나와 전기적으로 연결되고 타단이 상기 제2탭들 중 다른 하나와 전기적으로 연결되되 상기 한 쌍의 제2탭들 각각의 양면들 중 상기 인쇄회로기판의 상기 일면에 접하는 면에 용접되어 연결되는 제2온도보호소자와, 상기 인쇄회로기판의 상기 일면 상에 배치되고 상기 제2배터리셀의 상기 한 쌍의 제2전극탭들이 용접되며 상기 한 쌍의 제2탭들에 전기적으로 연결된 한 쌍의 제2접속부들을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 관점에 따르면, 한 쌍의 제1전극탭들을 갖는 제1배터리셀과, 배터리 보호회로모듈과, 상기 제1배터리셀과 상기 배터리 보호회로모듈을 수용하는 프레임을 구비하고, 상기 배터리 보호회로모듈은, 인쇄회로기판과, 각각의 일부는 상기 인쇄회로기판의 일측에서 상기 인쇄회로기판과 중첩하도록 상기 인쇄회로기판의 일면 상에 배치되고 나머지는 상기 인쇄회로기판 외측으로 돌출되며 상호 이격된 한 쌍의 제1탭들과, 일단이 상기 한 쌍의 제1탭들 중 하나와 전기적으로 연결되고 타단이 상기 한 쌍의 제1탭들 중 다른 하나와 전기적으로 연결되되 상기 한 쌍의 제1탭들 각각의 양면들 중 상기 인쇄회로기판의 상기 일면에 접하는 면에 용접되어 연결되는 제1온도보호소자와, 상기 인쇄회로기판의 상기 일면 상에 배치되고 상기 제1배터리셀의 상기 한 쌍의 제1전극탭들이 용접되며 상기 한 쌍의 제1탭들에 전기적으로 연결된 한 쌍의 제1접속부들을 포함하는, 배터리팩이 제공된다.
이때, 한 쌍의 제2전극탭들을 갖는 제2배터리셀을 더 구비하고, 상기 프레임은 상기 제2배터리셀도 수용하며, 상기 배터리 보호회로모듈은, 각각의 일부는 상기 인쇄회로기판의 타측에서 상기 인쇄회로기판과 중첩하도록 상기 인쇄회로기판의 상기 일면 상에 배치되고 나머지는 상기 인쇄회로기판 외측으로 돌출되며 상호 이격된 한 쌍의 제2탭들과, 일단이 상기 제2탭들 중 하나와 전기적으로 연결되고 타단이 상기 제2탭들 중 다른 하나와 전기적으로 연결되되 상기 한 쌍의 제2탭들 각각의 양면들 중 상기 인쇄회로기판의 상기 일면에 접하는 면에 용접되어 연결되는 제2온도보호소자와, 상기 인쇄회로기판의 상기 일면 상에 배치되고 상기 제2배터리셀의 상기 한 쌍의 제2전극탭들이 용접되며 상기 한 쌍의 제2탭들에 전기적으로 연결된 한 쌍의 제2접속부들을 더 포함할 수 있다.
상기 한 쌍의 제1탭들 각각은 니켈을 포함할 수 있다. 상기 한 쌍의 제2탭들 각각은 니켈을 포함할 수 있다.
한편, 상기 인쇄회로기판의 타면 상에 배치되는 전자소자들을 더 구비할 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점은 이하의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용, 특허청구범위 및 도면으로부터 명확해질 것이다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제조과정이 단순화된 배터리 보호회로모듈 및 이를 구비하는 배터리팩을 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리팩을 개략적으로 도시한 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 배터리팩 중 배터리셀을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2의 A-A'단면을 도시한 단면도이다.
도 4는 도 1의 배터리팩 중 보호회로모듈의 일부를 개략적으로 도시하는 분해사시도이다.
도 5는 도 1의 배터리팩 중 프레임과 배터리셀의 일부를 발췌하여 도시한 사시도이다.
도 6은 도 1의 배터리팩 중 프레임에 배터리셀과 보호회로모듈이 조립된 상태를 나타낸 평면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리팩을 개략적으로 도시한 분해 사시도이다.
도 8은 도 7의 배터리팩 중 보호회로모듈의 일부를 개략적으로 도시하는 분해사시도이다.
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 층, 막, 영역, 판 등의 각종 구성요소가 다른 구성요소 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 구성요소 "바로 상에" 있는 경우뿐 아니라 그 사이에 다른 구성요소가 개재된 경우도 포함한다. 또한 설명의 편의를 위하여 도면에서는 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.
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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리팩을 개략적으로 도시한 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 배터리팩 중 배터리셀을 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 3은 도 2의 A-A'단면을 도시한 단면도이고, 도 4는 도 1의 배터리팩 중 보호회로모듈의 일부를 개략적으로 도시하는 분해사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리팩(10)은, 제1배터리셀(101)과 제2배터리셀(102), 보호회로모듈(300) 및 프레임(200)을 구비한다. 프레임(200)은 제1배터리셀(101), 제2배터리셀(102) 및 보호회로모듈(300)을 수용할 수 있다.
제1배터리셀(101)과 제2배터리셀(102)은 유사한 구성을 취할 수 있다. 도 2 및 도 3은 제1배터리셀(101)을 개략적으로 도시하고 있다. 도 2 및 도 3에 도시된 것과 같이, 제1배터리셀(101)은 전극조립체(110)와 이 전극조립체(110)를 밀봉하는 파우치(120)를 포함할 수 있다.
전극조립체(110)는, 예컨대 양극활물질이 도포된 양극판과, 음극활물질이 도포된 음극판과, 이 양극판과 음극판 사이에 개재된 세퍼레이터를 적층한 후, 이를 젤리 롤 형태로 권취하여 제작될 수 있다. 또는, 전극조립체(110)는 양극판과 세퍼레이터 및 음극판을 순차적으로 복수회 적층하여 제작될 수도 있다.
파우치(120)는 전극조립체(110)를 밀봉하며, 용융접합에 의해 형성된 한 쌍의 측면날개부(122)들과 테라스부(124)를 포함할 수 있다. 이를 보다 구체적으로 설명하면, 전극조립체(110)를 수용할 수 있는 수용공간이 형성된 수납부(미도시)에 전극조립체(110)가 수용되면, 수납부와 일측이 연속적으로 형성된 덮개부(미도시)가 수납부 상으로 접힌 후, 수용공간의 가장자리에서 수납부와 덮개부가 용융 접합된다. 이를 통해 전극조립체를 밀봉할 수 있다. 이때, 수납부와 덮개부가 접합된 가장자리는 한 쌍의 측면날개부(122)들과 테라스부(124)를 형성한다.
한 쌍의 측면날개부(122)들은 제1배터리셀(101) 또는 제2배터리셀(102)의 측면과 나란하게 절곡된다. 또는, 한 쌍의 측면날개부(122)들은 절곡되어 제1배터리셀(101) 또는 제2배터리셀(102)의 측면과 접할 수 있다. 한편, 절곡되는 한 쌍의 측면날개부(122)들은 테라스부(124)까지 연장되고, 한 쌍의 측면날개부(122)들은 테라스부(124) 상에서 절곡되는 연장부(125)들을 포함하게 된다.
연장부(125)들은 테라스부(124) 상에서, 테라스부(124)와 수직하게 절곡될 수 있다. 그 결과, 연장부(125)들과 연속적으로 형성되는 한 쌍의 측면날개부(122)들도 테라스부(124)와 수직하게 절곡될 수 있다. 또한, 연장부(125)들은 연장부(125)들의 길이 방향을 따라 경사지게 형성될 수 있다.
한편, 전극조립체(110)에는 한 쌍의 제1전극탭(131)들이 부착된다. 제1전극탭(131)들은 테라스부(124)를 통해 외부로 도출되어 보호회로모듈(300)과 전기적으로 연결된다.
이와 같은 제1배터리셀(101) 및 제2배터리셀(102)은 예를 들어, 사각형의 외곽을 가질 수 있고, 제1배터리셀(101) 및 제2배터리셀(102)을 수용하는 프레임(200)은 장방형일 수 있다. 또한, 도 1은 배터리팩(10)이 제1배터리셀(101)과 제2배터리셀(102)을 포함하는 것을 예시하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 배터리팩(10)은 하나의 배터리셀 또는 세 개 이상의 배터리셀을 포함할 수도 있다.
한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 배터리팩(10)에 제1배터리셀(101)과 제2배터리셀(102)이 배치되는 경우에는, 제1배터리셀(101)과 제2배터리셀(102)은, 제1배터리셀(101)의 제1전극탭(131)들과 제2배터리셀(102)의 제2전극탭(132)들이 서로를 향하도록 배치될 수 있으며, 이와 같이 배치된 제1배터리셀(101)과 제2배터리셀(102) 사이에는 보호회로모듈(300)이 위치할 수 있다.
프레임(200)은 외곽부를 형성하는 메인프레임(210)과, 메인프레임(210)을 가로지르고 상호 이격된 제1리브(221)와 제2리브(222)를 가질 수 있다. 제1리브(221)와 제2리브(222)는 메인프레임(210)과 함께 제1배터리셀(101)과 제2배터리셀(102)을 각기 수용하기 위한 두 개의 수용영역을 구획한다. 그리고 제1리브(221)와 제2리브(222) 사이의 공간은 보호회로모듈(300)이 안착되는 안착부(230)가 될 수 있다.
이와 같은 프레임(200)은 절연성 소재, 예컨대 열가소성 고분자수지로 형성될 수 있다. 또한, 프레임(200)은 배터리팩(10)의 낙하 시 충격을 완화할 수 있도록 탄성을 갖는 소재로 제작될 수 있다.
한편, 프레임(200)에는 상술한 연장부(125)가 삽입되는 삽입부(도 5의 224)가 형성됨으로써, 배터리팩(10)의 조립을 단순화하고, 제1배터리셀(101) 및 제2배터리셀(102)의 크기를 증가시켜 배터리팩(10)의 용량을 증가시킬 수 있다. 이와 관련하여서 도 5 및 도 6을 참조하여 자세히 후술한다.
보호회로모듈(300)은 프레임(200)의 제1리브(221)와 제2리브(222) 사이에 형성된 안착부(230)에 안착되어, 제1배터리셀(101) 및 제2배터리셀(102)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 보호회로모듈(300)은, 제1배터리셀(101)에 포함된 한 쌍의 제1전극탭(131)들과 용접될 수 있는 한 쌍의 제1접속부(311)들과, 제2배터리셀(102)에 포함된 한 쌍의 제2전극탭(132)들과 용접될 수 있는 한 쌍의 제2접속부(312)를 포함함으로써, 제1배터리셀(101) 및 제2배터리셀(102)과 전기적으로 연결될 수 있다. 물론 보호회로모듈(300)은 필요에 따라 제1배터리셀(101)과 제2배터리셀(102)의 전원을 외부 전자장치 등에 공급하기 위한 커넥터(390) 등도 포함할 수 있다.
한편, 도면에는 도시하지 않았으나, 제1리브(221)와 제2리브(222) 사이에 보호회로모듈(300)이 위치하면, 필요에 따라 보호회로모듈(300)의 상면과 하면을 커버하기 위한 커버(미도시)가 제1리브(221)와 제2리브(222)에 결합되도록 할 수도 있다.
보호회로모듈(300)은 인쇄회로기판(301), 한 쌍의 제1탭(322)들, 한 쌍의 제2탭(322')들, 제1온도보호소자(320) 및 제2온도보호소자(320')를 구비할 수 있다. 인쇄회로기판(301)은 통상적인 리기드(rigid) 인쇄회로기판일 수도 있고, 플렉서블 인쇄회로기판일 수도 있다.
이 인쇄회로기판(301)은 일측(+x 방향)에 내측(-x 방향)으로 만입된 제1홈(301a)을 가지며, 한 쌍의 제1탭(322)들 각각의 일부는 인쇄회로기판(301)과 중첩하고 나머지는 이 제1홈(301a) 내에 위치하며 상호 이격되어 배치된다. 이러한 한 쌍의 제1탭(322)들 각각은 니켈을 포함할 수 있다. 제1온도보호소자(320)는 이러한 일단이 제1탭(322)들 중 하나와 전기적으로 연결되고 타단이 제1탭(322)들 중 다른 하나와 전기적으로 연결된다. 한 쌍의 제1탭(322)들은 인쇄회로기판(301) 상의 배선과 전기적으로 연결되는데, 예컨대 용접을 통해 인쇄회로기판(301) 상의 배선에 제1탭(322)들이 연결될 수 있다. 제1온도보호소자(320) 역시 제1탭(322)들에 용접을 통해 연결될 수 있다.
마찬가지로, 이 인쇄회로기판(301)은 타측(-x 방향)에 내측(+x 방향)으로 만입된 제2홈(미도시)을 가지며, 한 쌍의 제2탭(322')들 각각의 일부는 인쇄회로기판(301)과 중첩하고 나머지는 이 제2홈 내에 위치하며 상호 이격되어 배치된다. 이러한 한 쌍의 제2탭(322')들 각각은 니켈을 포함할 수 있다. 제2온도보호소자(320')는 일단이 이러한 제2탭(322')들 중 하나와 전기적으로 연결되고 타단이 제2탭(322')들 중 다른 하나와 전기적으로 연결된다. 한 쌍의 제2탭(322')들은 인쇄회로기판(301) 상의 배선과 전기적으로 연결되는데, 예컨대 용접을 통해 인쇄회로기판(301) 상의 배선에 제2탭(322')들이 연결될 수 있다. 제2온도보호소자(320') 역시 제2탭(322')들에 용접을 통해 연결될 수 있다.
제1온도보호소자(320)나 제2온도보호소자(320')는 제1배터리셀(101) 및 제2배터리셀(102)의 과충전, 과방전 및/또는 과전류로 인해 발생되는 과열 및/또는 폭발 등을 방지할 수 있다. 제1온도보호소자(320)나 제2온도보호소자(320')는 온도에 따라 통전과 절연이 가역적인 소자로써, 과전류에 의한 배터리팩(10)의 발화 또는 폭발을 방지할 수 있다. 제1온도보호소자(320)나 제2온도보호소자(320')는 예를 들어, 금속 입자 또는 탄소 입자와 같은 도전성 입자를 결정성 고분자에 분산시킨 폴리머 PTC일 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 보호회로모듈(300)은 필요에 따라 온도센서(330)를 포함할 수 있다. 온도센서(330)는 측정 위치의 온도 정보를 전기적 신호로 생성하여 보호회로모듈(300)로 전달한다. 예컨대, 온도센서(330)는 서미스터(thermistor)일 수 있다. 구체적으로, 서미스터는 측정대상의 온도에 대응하는 전기신호를 생성하는 것으로, 온도에 따라 전기저항이 가변되는 저항형 서미스터일 수 있다.
온도센서(330)는 보호회로모듈(300)의 길이 방향(y축 방향)을 따라 나란하게 배치될 수 있다. 온도센서(330)는 보호회로모듈(300)의 양측 중 적어도 어느 일측과 인접하게 배치될 수 있다. 도 1에서는 온도센서(330)가 보호회로모듈(300)의 우측에 구비되어 제1배터리셀(101)의 온도를 측정하는 것을 예시하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 온도센서(330)가 보호회로모듈(300)의 좌측에 구비될 수도 있다.
이와 같은 온도센서(330)는 제1배터리셀(101)의 온도 변화를 모니터링하고, 모니터링 결과에 따라 보호회로모듈(300)은 제1배터리셀(101) 및 제2배터리셀(102)의 충방전을 제어할 수 있다. 이를 위해, 온도센서(330)에서 생성된 전기신호는 온도센서(330)와 보호회로모듈(300)을 연결하는 케이블(332)에 의해 보호회로모듈(300)로 전달될 수 있다.
한편, 프레임(200)은 상부면과 하부면이 개방된 형태일 수 있으며, 이에는 라벨(401, 402)이 각각 부착될 수 있다.
이와 같은 본 실시예에 따른 배터리팩(10)의 경우, 제1배터리셀(101)의 과충전, 과방전 및/또는 과전류로 인해 발생되는 과열 및/또는 폭발 등을 방지하는 제1온도보호소자(320)와 제2배터리셀(102)의 과충전, 과방전 및/또는 과전류로 인해 발생되는 과열 및/또는 폭발 등을 방지하는 제2온도보호소자(320')가 보호회로모듈(300)에 장착되어 있다. 따라서 제조과정에서 제1배터리셀(101)과 제2배터리셀(102)을 단순히 보호회로모듈(300)에만 연결하면 되기에, 배터리팩(10)의 제조를 매우 신속하면서도 효율적으로 진행하여 수율을 획기적으로 높일 수 있다.
물론 제1온도보호소자(320)와 제2온도보호소자(320')가 제1배터리셀(101)과 제2배터리셀(102)에 직접 장착되고, 이후 제1배터리셀(101)의 제1전극탭(131)들과 제2배터리셀(102)의 제2전극탭(132)들이 보호회로모듈(300)에 연결되도록 하는 것을 고려할 수도 있다. 그러나 이 경우 제1온도보호소자(320)와 제2온도보호소자(320')를 제1배터리셀(101)과 제2배터리셀(102)에 장착하는 과정에서 불량이 발생하면, 제조비용이 상대적으로 높은 제1배터리셀(101)과 제2배터리셀(102)까지 모두 폐기처분해야 한다는 문제점이 발생할 수 있다. 또한 제1온도보호소자(320)와 제2온도보호소자(320')를 제1배터리셀(101)과 제2배터리셀(102)에 장착하는 과정에서 부피가 상대적으로 큰 제1배터리셀(101)과 제2배터리셀(102)을 핸들링해야 한다는 번거로움이 발생할 수 있다.
그러나 본 실시예에 따른 배터리팩(10)의 경우, 제1온도보호소자(320)와 제2온도보호소자(320')가 제1배터리셀(101)과 제2배터리셀(102)에 비해 부피도 작고 제조비용도 저렴한 보호회로모듈(300)에 직접 장착되기에, 전체적인 배터리팩(10)의 제조수율을 획기적으로 높이면서도 제조 과정에서의 구성요소들의 핸들링 역시 용이하도록 할 수 있다.
한편, 한 쌍의 제1탭(322)들 각각의 일부는 인쇄회로기판(301)의 일면(+z 방향의 면, 도 4 참조) 상에 배치되는바, 제1온도보호소자(320)는 이 한 쌍의 제1탭(322)들 각각의 양면들 중 인쇄회로기판(301)의 상기 일면(+z 방향의 면)에 접하는 면(-z 방향의 면)에 용접되어 연결되도록 할 수 있다.
인쇄회로기판(301)의 두께는 대략 0.8mm 내지 1.0mm이며, 제1온도보호소자(320)의 두께는 대략 1.2mm로서 인쇄회로기판(301)의 두께보다 두껍다. 이러한 제1온도보호소자(320)가 만일 한 쌍의 제1탭(322)들 각각의 양면들 중 인쇄회로기판(301)의 상기 일면(+z 방향의 면)에 접하는 면(-z 방향의 면)이 아닌 다른 면(+z 방향의 면)에 연결된다면, 보호회로모듈(300)의 총 두께는 인쇄회로기판(301)의 두께와 제1온도보호소자(320)의 두께를 합한 두께 이상이 되어, 전체적으로 두껍게 될 수 있다.
그러나 제1온도보호소자(320)가 한 쌍의 제1탭(322)들 각각의 양면들 중 인쇄회로기판(301)의 상기 일면(+z 방향의 면)에 접하는 면(-z 방향의 면)에 연결되도록 함으로써, 보호회로모듈(300)의 전체적인 두께가 얇아지도록 할 수 있다.
이때, 전술한 것과 같이 제1온도보호소자(320)의 두께가 인쇄회로기판(301)의 두께보다 두꺼운바, 제1온도보호소자(320)의 제1탭(322)들 방향이 아닌 반대 방향(-z 방향)의 면은 인쇄회로기판(301)의 해당 방향(-z 방향)으로의 면보다 돌출될 수 있다. 따라서 인쇄회로기판(301) 상에 실장되는 다른 전자소자들이 인쇄회로기판(301)의 상기 일면(+z 방향의 면)이 아닌 타면(-z 방향의 면)에 실장되도록 함으로써, 보호회로모듈(300)의 전체적인 두께가 얇아지도록 할 수 있다.
한편 전술한 것과 같이 보호회로모듈(300)은 제1배터리셀(101)에 포함된 한 쌍의 제1전극탭(131)들과 용접될 수 있는 한 쌍의 제1접속부(311)들과, 제2배터리셀(102)에 포함된 한 쌍의 제2전극탭(132)들과 용접될 수 있는 한 쌍의 제2접속부(312)를 포함함으로써, 제1배터리셀(101) 및 제2배터리셀(102)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이때 제1배터리셀(101)의 제1전극탭(131)들 중 음극과 제2배터리셀(102)의 제2전극탭(132)들 중 음극은 각각 니켈을 포함할 수 있으며, 이 경우 음극은 저항용접 등에 의해 제1접속부(311)나 제2접속부(312)에 용이하게 접합될 수 있다. 그러나 제1배터리셀(101)의 제1전극탭(131)들 중 양극과 제2배터리셀(102)의 제2전극탭(132)들 중 양극은 각각 알루미늄을 포함하기에, 저항용접에 의해 제1접속부(311)나 제2접속부(312)에 제대로 접합되지 않을 수 있다.
따라서 제1배터리셀(101)의 제1전극탭(131)들 중 양극과 제2배터리셀(102)의 제2전극탭(132)들 중 양극에 연결될 제1전극탭(131)과 제2전극탭(132)은 연결에 앞서 절곡된 형상을 갖도록 하여, 최종적으로 양극의 하면과 상면을 감싸는 방식으로 양극에 연결되도록 할 수 있다.
도 5는 도 1의 배터리팩 중 프레임과 배터리셀의 일부를 발췌하여 도시한 사시도이고, 도 6은 도 1의 배터리팩 중 프레임에 배터리셀과 보호회로모듈이 조립된 상태를 나타낸 평면도이다.
먼저, 도 5를 참조하면, 프레임(200)은 외곽부를 형성하는 메인프레임(210)과 메인프레임(210)을 가로 질러 형성되는 제1리브(221)와 제2리브(222)를 포함할 수 있다.
제1리브(221)와 제2리브(222)는 각각 메인프레임(210)과 함께 제1배터리셀(101)과 제2배터리셀(102)을 수용하며, 제1리브(221)와 제2리브(222)는 제1배터리셀(101)과 제2배터리셀(102)의 연장부(125)가 삽입되는 삽입부(224)를 형성한다.
삽입부(224)는 제1리브(221) 및 제2리브(222)가 메인프레임(210)과 접하는 부위에 형성된다. 즉, 삽입부(224)는 테라스부(124)와 수직하게 형성된 연장부(125)가 삽입될 수 있도록, 연장부(125)의 위치에 대응하도록 형성된다. 도 5 에서는 제1배터리셀(101)과 제2배터리셀(102)이 각각 두 개씩의 연장부(125)를 포함하고 있으므로, 프레임(200)에는 네 개의 삽입부(224)가 형성된 것을 예시하고 있다.
이와 같이, 제1리브(221) 및 제2리브(222)에 삽입부(224)가 형성되면, 제1배터리셀(101)과 제2배터리셀(102)이 프레임(200)과 결합할 때 제1배터리셀(101)과 제2배터리셀(102)의 결합위치를 용이하게 설정할 수 있으므로, 배터리팩(도 1의 10)의 제조가 용이해질 수 있다.
이하에서는, 설명의 편의상, 메인프레임(210)과 접하는 제1리브(221)의 일측에 형성된 삽입부(224)를 확대하여 삽입부(224)의 구성을 보다 자세하게 설명한다.
도 5의 확대부분을 참조하면, 삽입부(224)는 제1리브(221)가 절곡되어 형성된다. 보다 구체적으로, 제1리브(221)는 제1배터리셀(101)의 연장부(125)의 길이 방향으로 절곡 되어 삽입부(224)를 형성한다.
한편, 메인프레임(210)과 접하는 제1리브(221)의 타측에도 동일하게 삽입부(224)가 형성되는 바, 제1리브(221)는 제1배터리셀(101)의 일 측면에 접하도록 절곡되며, 그 결과 제1리브(221)는 제1배터리셀(101)의 테라스부(124) 상에 위치하게 된다.
마찬가지로, 제2리브(222) 역시 제2배터리셀(102)의 연장부(125)의 길이 방향으로 절곡되고, 그 결과 제2리브(222)는 제2배터리셀(102)의 테라스부(124) 상에 위치하게 된다.
이와 같이, 제1리브(221)와 제2리브(222)가 각각 제1배터리셀(101) 및 제2배터리셀(102)의 테라스부(124) 상에 위치함에 따라, 제1배터리셀(101) 및 제2배터리셀(102)의 크기가 증가할 수 있다.
도 6은 프레임(도 5의 200)에 보호회로모듈(300)이 수용된 다음, 제1배터리셀(101)과 제2배터리셀(102)이 프레임(도 5의 200)에 결합된 상태로, 특히, 제2배터리셀(102)의 하부 일부를 절개한 확대도를 도시하고 있다. 이하 도 6을 도 5와 함께 참조하여 설명한다.
상술한 바와 같이, 제1리브(221)와 제2리브(222)는 절곡되어 삽입부(224)를 형성하며, 제1리브(221)와 제2리브(222) 각각은 제1배터리셀(101) 및 제2배터리셀(102)의 테라스부(124) 상에 위치한다.
한편, 제2리브(222)가 절곡 되지 않으면, 메인프레임(210)을 가로질러 형성되는 제2리브(222)는 제2배터리셀(102)의 연장부(125)까지 포함하도록 형성되어야 한다. 즉, 제2리브(222)가 절곡 되지 않으면, 제2리브(222)는 도 6에서 점선으로 표시한 가상선(P1) 상에 위치하게 되므로, 제2배터리셀(102)을 수용하기 위해 제2리브(222)와 메인프레임(210)이 정의하는 영역의 면적이 넓어질 수밖에 없다. 이와 마찬가지로, 제1리브(221)가 절곡 되지 않으면, 제1배터리셀(101)을 수용하기 위해 제1리브(221)와 메인프레임(210)이 형성하는 영역의 면적이 넓어질 수밖에 없다. 이 경우, 제1리브(221)와 제2리브(222) 사이에 위치하게 되는 보호회로모듈(300)의 크기를 고려하면, 배터리팩(10)의 전체적인 사이즈가 커질 수밖에 없다.
그러나 본 실시예에 따르면, 제1리브(221)와 제2리브(222)가 절곡되어 각각 제1배터리셀(101) 및 제2배터리셀(102)의 테라스부(124) 상에 위치하므로, 제1리브(221)와 제2리브(222) 사이에 보호회로모듈(300)이 수용될 수 있는 충분한 면적을 확보할 수 있다. 이에 따라 배터리팩(10)의 전체적인 사이즈가 커지지 않도록 할 수 있다.
이는 반대로 해석하면, 본 실시예에 따른 구성에 의해 배터리팩(10)의 전체 크기는 동일하게 유지하면서, 내부에 포함되는 제1배터리셀(101)과 제2배터리셀(102)의 크기를 증가시킬 수 있다는 것을 의미한다. 이는 결국 배터리팩(10)의 용량을 높일 수 있도록 한다.
또한, 본 발명에 의하면, 제1리브(221)와 제2리브(222)에 연장부(125)가 삽입되는 삽입부(224)가 형성됨에 따라, 제1배터리셀(101)과 제2배터리셀(102)이 프레임(200)과 결합할 때, 제1배터리셀(101)과 제2배터리셀(102)의 결합위치를 용이하게 설정할 수 있으므로, 배터리팩(10)의 제조가 용이해질 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리팩(10)을 개략적으로 도시한 분해 사시도이고 도 8은 도 7의 배터리팩 중 보호회로모듈의 일부를 개략적으로 도시하는 분해사시도이다.
본 실시예에 따른 배터리팩(10)이 도 1 등을 참조하여 전술한 배터리팩(10)과 상이한 점은 보호회로모듈(300)의 인쇄회로기판(301)이 제1홈과 제2홈을 갖지 않는다는 점이다.
대신, 제1탭(322)들의 경우 각각의 일부가 인쇄회로기판(301)의 일측(+x 방향 가장자리)에서 인쇄회로기판(301)과 중첩하고 나머지는 인쇄회로기판(301)의 외측(+x 방향)으로 돌출되어 있다. 제2탭(322')들의 경우에도 각각의 일부가 인쇄회로기판(301)의 타측(-x 방향 가장자리)에서 인쇄회로기판(301)과 중첩하고 나머지는 인쇄회로기판(301)의 외측(-x 방향)으로 돌출되어 있다. 그리고 제1온도보호소자(320)는 인쇄회로기판(301) 외부에서 제1탭(322)들에 전기적으로 연결되어 있고, 제2온도보호소자(320') 역시 인쇄회로기판(301)의 외부에서 제2탭(322')들에 전기적으로 연결되어 있다.
이와 같은 방식으로도 제1온도보호소자(320)와 제2온도보호소자(320')가 제1배터리셀(101)이나 제2배터리셀(102)에 직접 실장되는 것이 아니라 보호회로모듈(300)에 직접 실장되도록 할 수 있다. 이 외의 사항들, 예컨대 제1탭(322)들과 제2탭(322')들이 니켈을 포함한다던지, 제1온도보호소자(320)나 제2온도보호소자(320')의 제1탭(322)들과 제2탭(322')들 상에서의 실장 방향 등의 사항들은 전술한 실시예들에서 설명한 것과 같을 수 있다.
지금까지 배터리팩(10)에 대해 설명하였으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 전술한 보호회로모듈(300) 자체도 본 발명의 범위에 속한다고 할 수 있다.
이와 같이 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 것이다.
10: 배터리팩 101: 제1배터리셀
102: 제2배터리셀 110: 전극조립체
120: 파우치 122: 측면날개부
124: 테라스부 125: 연장부
131: 제1전극탭 132: 제2전극탭
200: 프레임 210: 메인프레임
221: 제1리브 222: 제2리브
224: 삽입부 230: 안착부
300: 보호회로모듈 301: 인쇄회로기판
301a: 제1홈 311: 제1접속부
312: 제2접속부 320: 제1온도보호소자
320': 제2온도보호소자 322: 제1탭
322': 제2탭 330: 온도센서
332: 연결하는 케이블 390: 커넥터

Claims (16)

  1. 한 쌍의 제1전극탭들을 갖는 제1배터리셀;
    배터리 보호회로모듈; 및
    상기 제1배터리셀과 상기 배터리 보호회로모듈을 수용하는 프레임;
    을 구비하며, 상기 배터리 보호회로모듈은,
    일측에 내측으로 만입된 제1홈을 갖는 인쇄회로기판;
    각각의 일부는 상기 인쇄회로기판과 중첩하고 나머지는 상기 제1홈 내에 위치하며 상호 이격된 한 쌍의 제1탭들;
    일단이 상기 한 쌍의 제1탭들 중 하나와 전기적으로 연결되고 타단이 상기 한 쌍의 제1탭들 중 다른 하나와 전기적으로 연결되는 제1온도보호소자;
    상기 제1배터리셀의 상기 한 쌍의 제1전극탭들이 용접되며 상기 한 쌍의 제1탭들에 전기적으로 연결된 한 쌍의 제1접속부들을 포함하는,
    배터리팩.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 한 쌍의 제1탭들 각각은 니켈을 포함하는, 배터리팩.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1온도보호소자는 상기 한 쌍의 제1탭들에 용접되어 연결되는, 배터리팩.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 한 쌍의 제1탭들 각각의 일부는 상기 인쇄회로기판의 일면 상에 배치되고, 상기 제1온도보호소자는 상기 한 쌍의 제1탭들 각각의 양면들 중 상기 인쇄회로기판의 상기 일면에 접하는 면에 용접되어 연결되며, 상기 제1접속부들은 상기 인쇄회로기판의 상기 일면 상에 배치되는, 배터리팩.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판은 타측에 내측으로 만입된 제2홈을 갖고, 한 쌍의 제2전극탭들을 갖는 제2배터리셀을 더 구비하며, 상기 프레임은 상기 제2배터리셀도 수용하고, 상기 배터리 보호회로모듈은,
    각각의 일부는 상기 인쇄회로기판과 중첩하고 나머지는 상기 제2홈 내에 위치하며 상호 이격된 한 쌍의 제2탭들;
    일단이 상기 제2탭들 중 하나와 전기적으로 연결되고 타단이 상기 제2탭들 중 다른 하나와 전기적으로 연결되는 제2온도보호소자; 및
    상기 제2배터리셀의 상기 한 쌍의 제2전극탭들이 용접되며 상기 한 쌍의 제2탭들에 전기적으로 연결된 한 쌍의 제2접속부들;
    을 더 포함하는, 배터리팩.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 한 쌍의 제2탭들 각각은 니켈을 포함하는, 배터리팩.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제2온도보호소자는 상기 한 쌍의 제2탭들에 용접되어 연결되는, 배터리팩.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 한 쌍의 제2탭들 각각의 일부는 상기 인쇄회로기판의 일면 상에 배치되고, 상기 제2온도보호소자는 상기 한 쌍의 제2탭들 각각의 양면들 중 상기 인쇄회로기판의 상기 일면에 접하는 면에 용접되어 연결되는, 배터리팩.
  9. 한 쌍의 제1전극탭들을 갖는 제1배터리셀;
    배터리 보호회로모듈; 및
    상기 제1배터리셀과 상기 배터리 보호회로모듈을 수용하는 프레임;
    을 구비하고, 상기 배터리 보호회로모듈은,
    인쇄회로기판;
    각각의 일부는 상기 인쇄회로기판의 일측에서 상기 인쇄회로기판과 중첩하고 나머지는 상기 인쇄회로기판 외측으로 돌출되며 상호 이격된 한 쌍의 제1탭들;
    일단이 상기 한 쌍의 제1탭들 중 하나와 전기적으로 연결되고 타단이 상기 한 쌍의 제1탭들 중 다른 하나와 전기적으로 연결되는 제1온도보호소자; 및
    상기 제1배터리셀의 상기 한 쌍의 제1전극탭들이 용접되며 상기 한 쌍의 제1탭들에 전기적으로 연결된 한 쌍의 제1접속부들을 포함하는,
    배터리팩.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 한 쌍의 제1탭들 각각은 니켈을 포함하는, 배터리팩.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제1온도보호소자는 상기 한 쌍의 제1탭들에 용접되어 연결되는, 배터리팩.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 한 쌍의 제1탭들 각각의 일부는 상기 인쇄회로기판의 일면 상에 배치되고, 상기 제1온도보호소자는 상기 한 쌍의 제1탭들 각각의 양면들 중 상기 인쇄회로기판의 상기 일면에 접하는 면에 용접되어 연결되며, 상기 제1접속부들은 상기 인쇄회로기판의 상기 일면 상에 배치되는, 배터리팩.
  13. 제9항에 있어서,
    한 쌍의 제2전극탭들을 갖는 제2배터리셀을 더 구비하고, 상기 프레임은 상기 제2배터리셀도 수용하며, 상기 배터리 보호회로모듈은,
    각각의 일부는 상기 인쇄회로기판의 타측에서 상기 인쇄회로기판과 중첩하고 나머지는 상기 인쇄회로기판 외측으로 돌출되며 상호 이격된 한 쌍의 제2탭들;
    일단이 상기 제2탭들 중 하나와 전기적으로 연결되고 타단이 상기 제2탭들 중 다른 하나와 전기적으로 연결되는 제2온도보호소자; 및
    상기 제2배터리셀의 상기 한 쌍의 제2전극탭들이 용접되며 상기 한 쌍의 제2탭들에 전기적으로 연결된 한 쌍의 제2접속부들;
    을 더 포함하는, 배터리팩.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 한 쌍의 제2탭들 각각은 니켈을 포함하는, 배터리팩.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제2온도보호소자는 상기 한 쌍의 제2탭들에 용접되어 연결되는, 배터리팩.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 한 쌍의 제2탭들 각각의 일부는 상기 인쇄회로기판의 일면 상에 배치되고, 상기 제2온도보호소자는 상기 한 쌍의 제2탭들 각각의 양면들 중 상기 인쇄회로기판의 상기 일면에 접하는 면에 용접되어 연결되는, 배터리팩.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018139738A1 (ko) * 2017-01-26 2018-08-02 삼성에스디아이주식회사 배터리 팩
WO2021071266A1 (ko) * 2019-10-08 2021-04-15 삼성전자 주식회사 복수 개의 배터리를 포함하는 전자 장치
US11355788B2 (en) 2017-09-28 2022-06-07 Lg Energy Solution, Ltd. Pouch-type secondary battery pack including protection circuit module
WO2023132663A1 (en) * 2022-01-05 2023-07-13 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery pack
WO2024128431A1 (ko) * 2022-12-14 2024-06-20 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 디바이스

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102092071B1 (ko) * 2016-02-03 2020-04-14 주식회사 엘지화학 열가소성 수지에 의한 고정 구조를 포함하는 전지팩의 제조방법 및 제조장치
US10573870B2 (en) * 2017-08-11 2020-02-25 Cora Aero Llc Series batteries to reduce an interfering magnetic field
US11349174B2 (en) 2020-09-30 2022-05-31 Inventus Power, Inc. Flexible battery matrix for a conformal wearable battery
US10980116B1 (en) 2020-09-30 2021-04-13 Inventus Power, Inc. Flexible battery matrix for a conformal wearable battery
US11064604B1 (en) 2020-09-30 2021-07-13 Inventus Power, Inc. Flexible circuit board for a conformal wearable battery
US11477885B2 (en) 2020-09-30 2022-10-18 Inventus Power, Inc. Redundant trace fuse for a conformal wearable battery
US11081755B1 (en) 2020-09-30 2021-08-03 Inventus Power, Inc. Housing for a conformal wearable battery
US10950913B1 (en) 2020-09-30 2021-03-16 Inventus Power, Inc. Impact absorbing member for a conformal wearable battery
US11251497B1 (en) 2020-09-30 2022-02-15 Inventus Power, Inc. Conformal wearable battery
CN114696041A (zh) * 2020-12-28 2022-07-01 北京小米移动软件有限公司 电池模组、电池模组的封装方法及终端设备
US11394077B1 (en) 2021-03-15 2022-07-19 Inventus Power, Inc. Conformal wearable battery
US11581607B1 (en) 2021-09-30 2023-02-14 Inventus Power, Inc. Thermal management for a conformal wearable battery

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110109806A (ko) * 2010-03-29 2011-10-06 삼성에스디아이 주식회사 이차전지 팩 및 이차전지 팩 용 보호회로모듈
KR20120123172A (ko) * 2011-04-19 2012-11-08 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
KR20130006279A (ko) * 2011-07-06 2013-01-16 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101127611B1 (ko) 2010-05-03 2012-03-26 삼성에스디아이 주식회사 이차전지 보호용 회로모듈 및 이를 구비하는 이차전지
US8822051B2 (en) 2010-11-12 2014-09-02 Samsung Sdi Co., Ltd. Protection circuit module including thermistor and secondary battery pack having the same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110109806A (ko) * 2010-03-29 2011-10-06 삼성에스디아이 주식회사 이차전지 팩 및 이차전지 팩 용 보호회로모듈
KR20120123172A (ko) * 2011-04-19 2012-11-08 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
KR20130006279A (ko) * 2011-07-06 2013-01-16 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018139738A1 (ko) * 2017-01-26 2018-08-02 삼성에스디아이주식회사 배터리 팩
US11223076B2 (en) 2017-01-26 2022-01-11 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery pack
US11355788B2 (en) 2017-09-28 2022-06-07 Lg Energy Solution, Ltd. Pouch-type secondary battery pack including protection circuit module
WO2021071266A1 (ko) * 2019-10-08 2021-04-15 삼성전자 주식회사 복수 개의 배터리를 포함하는 전자 장치
WO2023132663A1 (en) * 2022-01-05 2023-07-13 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery pack
WO2024128431A1 (ko) * 2022-12-14 2024-06-20 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 디바이스

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