KR20150124846A - 배터리 장치 - Google Patents

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Abstract

배터리 장치에 관한 발명이 개시된다. 개시된 배터리 장치는, 복수 개의 배터리셀부를 포함하는 배터리셀부재와, 복수 개의 배터리셀부 중 어느 하나와 전기적으로 연결되며 버스바에 결합되는 제1전극탭부재와, 복수 개의 배터리셀부 중 제1전극탭부재가 결합되지 않은 배터리셀부와 전기적으로 연결되며 제1전극탭부재에 결합되는 제2전극탭부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

배터리 장치{Battery Device}
본 발명은 배터리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 출력을 유지하고, 융단에 따른 안정성을 확보할 수 있는 배터리 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 배터리 장치는 일정 수명 기간 동안 1회 사용이 가능한 일차전지와, 재충전을 통하여 장기간 사용이 가능한 이차전지로 크게 나뉜다.
특히 이차전지는 일차전지와는 달리 재충전 및 대용량화가 가능하여, 디지털 카메라, 휴대폰, 노트북, 하이브리드 자동차와 같은 다양한 분야에 적용되고 있다. 이차전지의 종류는 대표적으로 니켈카드뮴 전지, 니켈수소 전지, 리튬 이차이온전지 등이 있으며 배터리셀과, 배터리셀과 버스바를 연결하는 전극탭과, 배터리셀을 둘러싸도록 형성되는 하우징을 포함한다.
전극탭의 경우 배터리 단락 상황 발생 시 융단이 발생되도록 하여 장치의 파손 및 안전사고를 방지하지만, 복수 개의 전극탭을 용접하는 공정이 복잡하고, 융단부의 형상 변경 및 융단상태 등을 확인하기 어려운 문제점이 있다.
본 발명의 관련 기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2014-0002118호(2014.01.08 공개, 발명의 명칭: 조립이 용이한 일체형 이차전지모듈)에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 배터리 장치의 출력성능을 유지함과 동시에 전극탭 융단에 의한 안전성능을 향상시킬 수 있는 배터리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 배터리 장치의 조립성을 향상시키고, 융단부의 형상 변경 및 융단상태 등의 확인을 용이하게 할 수 있는 배터리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 배터리 장치는: 복수 개의 배터리셀부를 포함하는 배터리셀부재; 복수 개의 상기 배터리셀부 중 어느 하나와 전기적으로 연결되며 버스바에 결합되는 제1전극탭부재; 및 복수 개의 상기 배터리셀부 중 상기 제1전극탭부재가 결합되지 않은 상기 배터리셀부와 전기적으로 연결되며 상기 제1전극탭부재에 결합되는 제2전극탭부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 제1전극탭부재가 상기 버스바에 결합되는 위치인 제1결합위치는 상기 제2전극탭부재가 상기 제1전극탭부재에 결합되는 위치인 제2결합위치와 이격되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 제1전극탭부재는, 상기 배터리셀부에 전기적으로 연결되는 제1전극탭셀연결부; 상기 버스바에 결합되는 제1전극탭버스바연결부; 및 상기 제1전극탭셀연결부와 상기 제1전극탭버스바연결부를 연결하며, 단면의 면적이 상기 제1전극탭셀연결부 및 상기 제1전극탭버스바연결부 각각의 단면의 면적보다 작게 형성되는 융단부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 융단부의 폭은 상기 제1전극탭셀연결부 및 상기 제1전극탭버스바연결부 각각의 폭보다 좁게 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 융단부는,일측 또는 양측에 폭 방향으로 오목하게 형성되는 융단홈부가 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 융단부는 상기 제1결합위치와 상기 제2결합위치 사이에 위치하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 제1전극탭셀연결부와, 상기 제1전극탭버스바연결부 및 상기 융단부는 일체로서 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 배터리 장치는, 제1전극탭이 버스바에 결합되는 위치와 제2전극탭이 버스바에 결합되는 위치 사이에 융단홈부 등을 구비하는 융단부가 형성된다.
이에 따라 본 발명은 융단부가 전극탭의 결합위치와는 별도로 구비되므로 전극탭의 융단발생 신뢰도가 확보되며, 융단부의 형상 변경 자유도가 향상되므로 전극탭의 면적축소를 최소하여 배터리의 출력을 유지할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 복수 개의 전극탭을 상호 결합한 후 하나의 전극탭을 버스바에 결합하므로 전극탭의 조립성이 향상된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 장치의 평면도이다.
도 2는 도 1의 'A-A' 단면을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 1의 'B' 영역을 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 1의 'B' 영역을 나타내는 평면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 배터리 장치의 일 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달리 볼 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 장치의 평면도이고, 도 2는 도 1의 'A-A' 단면을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 장치(1)는 배터리셀부제(100), 제1전극탭부재(200) 및 제2전극탭부재(300)를 포함한다.
배터리셀부제(100)는 복수 개의 배터리셀부(110)를 포함한다. 본 실시예에서 배터리셀부(110)는 이차전지로 예시되며 복수 개가 직렬 또는 병렬로 연결되어 배터리셀부재(100)의 용량을 증대시킨다.
배터리셀부제(100)는 외부충격, 오염물질의 유입 등에 의한 파손을 방지하기 위하여 하우징부(10)의 내측에 수용된다. 배터리셀부(110)의 구성 및 작동원리는 통상의 기술자에게 자명한 내용이므로 자세한 설명은 생략한다.
도 3은 도 1의 'B' 영역을 나타내는 사시도이고, 도 4는 도 1의 'B' 영역을 나타내는 평면도이다.
도 2 내지 3을 참조하면, 제1전극탭부재(200)는 복수 개의 배터리셀부(110) 중 어느 하나와 전기적으로 연결되며 버스바(20)에 결합된다. 본 실시예에서 제1전극탭부재(200)는 제1전극탭셀연결부(210), 제1전극탭버스바연결부(230) 및 융단부(250)를 포함한다.
제1전극탭셀연결부(210)는 배터리셀부(110)에 전기적으로 연결된다. 본 실시예에서 제1전극탭셀연결부(210)는 금속 재질을 포함하여 이루어지며, 일단부(도 2 기준 우측단부)가 배터리셀부(110)에 삽입되어 배터리셀부(110)와 전기적으로 연결되고, 타단부(도 2 기준 좌측단부)가 융단부(250)에 연결된다.
제1전극탭버스바연결부(230)는 버스바에 결합된다. 본 실시예에서 제1전극탭버스바연결부(230)는 금속 재질을 포함하는 판 형상으로 버스바(20)에 용접 등의 방식으로 결합된다.
융단부(250)는 제1전극탭셀연결부(210)와 제1전극탭버스바연결부(230)를 연결하며, 단면(도 2 기준 종단면)의 면적이 제1전극탭셀연결부(210) 및 제1전극탭버스바연결부(230) 각각의 단면의 면적보다 작게 형성된다. 융단부(250)는 과전류가 흐르는 경우 온도가 상승되면서 융단되어 배터리 장치(1)의 파손 또는 안전사고의 발생을 방지한다.
융단부(250)의 단면의 면적이 제1전극탭셀연결부(210) 또는 제1전극탭셀연결부(210) 각각의 단면의 면적보다 작도록 형성하는 것은 융단부(250)의 두께를 줄이거나, 융단부(250)에 홀을 형성하는 등 다양한 방식으로 구현할 수 있다.
본 실시예에서 융단부(250)는 폭의 길이를 제1전극탭셀연결부(210) 및 제1전극탭버스바연결부(230) 각각의 폭(도 4 기준 좌우방향 폭)의 길이보다 작게 형성하여 단면의 넓이를 줄일 수 있다.
본 실시예에서 융단부(250)는 일측(도 4 기준 좌측 또는 우측) 또는 양측(도 4 기준 좌우측)에 폭 방향으로 오목하게 형성되는 융단홈부(251)가 형성되어 단면의 면적이 제1전극탭셀연결부(210) 및 제1전극탭버스바연결부(230)의 단면의 면적보다 작게 할 수 있다.
본 실시예에서 융단부(250)는 제1결합위치(P1)와 제2결합위치(P2) 사이에 위치한다. 융단부(250)가 제1결합위치(P1)와 제2결합위치(P2) 사이에 위치하는 경우 제2전극탭부재(300) 등으로 인하여 융단부(250)가 가려지는 것을 방지할 수 있으므로, 융단부(250)의 상태, 특히 융단여부 등을 외부에서 쉽게 확인할 수 있다.
본 실시예에서 제1전극탭셀연결부(210)와 제1전극탭버스바연결부(230) 및 융단부(250)는 일체로서 형성되어 제1전극탭부재(200)의 조립 공정 수 및 제작단가를 줄이고 내구성을 향상시킬 수 있다.
제2전극탭부재(300)는 복수 개의 배터리셀부(110) 중 제1전극탭부재(200)와 결합되지 않은 배터리셀부(110)와 전기적으로 연결되며 제1전극탭부재(200)에 결합된다.
본 실시예에서 제1전극탭부재(200)가 버스바에 결합되는 위치인 제1결합위치(P1)는 제2전극탭부재(300)가 제1전극탭부재(200)에 결합되는 위치인 제2결합위치(P2)와 이격되게 위치한다.
즉, 제1결합위치(P1)는 제1전극탭셀연결부(210) 상에 위치하며, 제2결합위치(P2)는 제1전극탭버스바연결부(230) 상에 위치하도록 하여 결합되는 위치를 이격시켜, 결합을 용이하게 한다.
또한 제1결합위치(P1)와 제2결합위치(P2) 사이에 융단부(250)가 형성되므로 용접 등에 의한 성분, 형상 변경에 의하여 융단부(250)가 영향을 받는 것을 줄임으로써 융단부(250)의 기계, 전기적 성질 특히 융단이 일어나는 온도 등의 예측을 용이하게 할 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 장치(1)의 작동원리를 설명하면 다음과 같다.
제1전극탭부재(200)의 제1결합위치(P1)에 제2전극탭부재(300)가 접하도록 한 상태에서 용접 등의 방식으로 제1전극탭부재(200)와 제2전극탭부재(300)를 결합시킨다. 본 실시예에서 제1결합위치(P1)는 융단부(250)와 배터리셀부(110) 사이, 즉 제1전극탭버스바연결부(230) 상에 위치한다.
제1전극탭부재(200)와 제2전극탭부재(300)를 결합한 후 제1전극탭부재(200)의 제2결합위치(P2)가 버스바(20)에 놓인 상태에서 용접 등의 방식으로 결합하여 제1전극탭부재(200)와 버스바(20)를 결합한다. 본 실시예에서 제2결합위치(P2)는 제1전극탭버스바연결부(230) 상에 위치한다.
제1결합위치(P1)와 제2결합위치(P2)에서의 결합이 완료되면 융단부(250)는 제1결합위치(P1)와 제2결합위치(P2) 사이에 위치하게 된다.
본 실시예에서 배터리 장치(1)의 사용 중 단락 등에 의하여 제1전극탭부재(200) 또는 제2전극탭부재(300)에 과전류가 인가되면 단면적이 좁게 형성되는 융단부(250)의 온도가 급속하게 상승되어 융단된다.
본 실시예에서 배터리 장치(1)는, 제1전극탭부재(200)와 제2전극탭부재(300)를 결합한 후 하나의 제1전극탭부재(200)를 버스바(20)에 결합하므로 조립성이 향상된다.
또한, 본 실시예에서 배터리 장치(1)는 제1결합위치(P1)와 제2결합위치(P2) 사이에 융단부(250)가 형성되므로 융단여부의 확인이 용이하다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
1: 배터리 장치 10: 하우징부
20: 버스바 100: 배터리셀부재
110: 배터리셀부 200: 제1전극탭부재
210: 제1전극탭셀연결부 230: 제1전극탭버스바연결부
250: 융단부 251: 융단홈부
300: 제2전극탭부재 P1: 제1결합위치
P2: 제2결합위치

Claims (7)

  1. 복수 개의 배터리셀부를 포함하는 배터리셀부재;
    복수 개의 상기 배터리셀부 중 어느 하나와 전기적으로 연결되며 버스바에 결합되는 제1전극탭부재; 및
    복수 개의 상기 배터리셀부 중 상기 제1전극탭부재가 결합되지 않은 상기 배터리셀부와 전기적으로 연결되며 상기 제1전극탭부재에 결합되는 제2전극탭부재;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1전극탭부재가 상기 버스바에 결합되는 위치인 제1결합위치는 상기 제2전극탭부재가 상기 제1전극탭부재에 결합되는 위치인 제2결합위치와 이격되는 것을 특징으로 하는 배터리 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제1전극탭부재는,
    상기 배터리셀부에 전기적으로 연결되는 제1전극탭셀연결부;
    상기 버스바에 결합되는 제1전극탭버스바연결부; 및
    상기 제1전극탭셀연결부와 상기 제1전극탭버스바연결부를 연결하며, 단면의 면적이 상기 제1전극탭셀연결부 및 상기 제1전극탭버스바연결부 각각의 단면의 면적보다 작게 형성되는 융단부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 융단부의 폭은 상기 제1전극탭셀연결부 및 상기 제1전극탭버스바연결부 각각의 폭보다 좁게 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 융단부는, 일측 또는 양측에 폭 방향으로 오목하게 형성되는 융단홈부가 구비되는 것을 특징으로 하는 배터리 장치.
  6. 제 3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 융단부는, 상기 제1결합위치와 상기 제2결합위치 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 배터리 장치.
  7. 제 3항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1전극탭셀연결부와, 상기 제1전극탭버스바연결부 및 상기 융단부는 일체로서 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 장치.





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