KR20160111694A - 베터리 팩 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 베터리 팩을 개시한다. 본 발명은, 테라스가 구비된 베터리 셀과, 상기 베터리 셀이 삽입되어 수용되는 프레임과, 상기 베터리 셀과 전기적으로 연결되며, 상기 프레임에 삽입되어 안착되는 보호회로모듈를 포함하고, 상기 프레임 또는 상기 보호회로모듈 중 하나는 외측으로 돌출되도록 형성되는 돌출부를 구비하고, 상기 프레임 또는 상기 보호회로모듈 중 다른 하나는 상기 돌출부가 고정되는 고정부를 구비한다.

Description

베터리 팩{Battery pack}
본 발명은 베터리 팩에 관한 것이다.
최근 들어 전자, 통신, 컴퓨터 산업의 급속한 발전과 더불어 캠코더, 휴대폰, 노트북, 태블릿 PC 등이 널리 사용됨에 따라 가볍고 오래 사용할 수 있으며, 신뢰성이 높은 고성능의 이차전지의 수요가 늘어나고 있다. 이러한 수요에 부응하기 위해 많은 각광을 받고 있고, 그 이용 범위가 널리 확대되는 것으로 리튬 이차전지가 있다.
베터리 팩은 베어 셀 및 안전장치 등을 보호하기 위해 외장 케이스에 수납되는 하드팩(hard pack) 형태 또는 핫멜트 수지로 베어 셀과 보호회로기판 사이의 간극을 채우고 얇은 외장재로 튜빙, 라벨링을 실시하는 이너팩(inner pack) 형태로 사용된다.
리튬 이차전지는 전해질 형태에 따라 유기용매 전해질을 사용하는 리튬 금속 전지 및 리튬 이온 전지와 고체 고분자 전해질을 사용하는 리튬 폴리머 전지로 나눌 수 있다. 또한, 전극 조립체 및 전해액을 수용하는 캔의 형태에 따라 원통형, 각형 및 파우치형으로 구분될 수 있다.
일반적으로, 고체 고분자 전해질을 사용하는 폴리머 전지인 경우에는 외형이 파우치형으로 형성되고, 유기용매 전해질을 사용하는 리튬 이온 전지인 경우에는 외형이 원통형 또는 각형으로 형성된다.
본 발명의 실시예들은 베터리 팩을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면은, 테라스가 구비된 베터리 셀과, 상기 베터리 셀이 삽입되어 수용되는 프레임과, 상기 베터리 셀과 전기적으로 연결되며, 상기 프레임에 삽입되어 안착되는 보호회로모듈를 포함하고, 상기 프레임 또는 상기 보호회로모듈 중 하나는 외측으로 돌출되도록 형성되는 돌출부를 구비하고, 상기 프레임 또는 상기 보호회로모듈 중 다른 하나는 상기 돌출부가 고정되는 고정부를 구비하는 베터리 팩을 개시한다.
본 실시예에 있어서, 상기 베터리 셀의 일면을 감싸도록 설치되며, 상기 프레임의 측면 일부를 감싸도록 설치되는 제1 라벨부를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 베터리 셀의 테라스부에 부착되는 제2 라벨부를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 보호회로모듈에 부착되어 상기 보호회로모듈을 상기 프레임과 함께 차폐시키는 제3 라벨부를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 보호회로모듈과 상기 베터리 셀은 상기 프레임을 중심으로 서로 반대편에 배치될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 베터리 셀의 하면과 상기 프레임 사이에 배치되는 쿠션부를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 프레임은, 내부에 공간이 형성되어 상기 베터리 셀이 안착하는 바디부와, 상기 바디부로부터 연장되어 형성되며, 상기 베터리 셀의 테라스부가 안착하며, 반대면에는 상기 보호회로모듈이 안착하는 안착부를 구비할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 보호회로모듈에 연결되며, 상기 베터리 팩과 외부 기기를 전기적으로 연결하는 연성회로기판을 더 포함하고, 상기 프레임은 상기 연성회로기판이 삽입되어 외부로 인출되는 인출홈을 구비할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 보호회로모듈은, 회로기판과, 상기 회로기판에 실장되며, 상기 보호회로모듈의 길이 방향으로 설치되어 상기 프레임으로 차폐되는 소자를 구비할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 베터리 셀은 파우치 셀일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 프레임은 절연 재질로 형성될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 돌출부는, 제1 돌출부와, 상기 제1 돌출부와 대향하도록 배치되는 제2 돌출부를 구비할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 돌출부 및 상기 제2 돌출부는 서로 형상, 크기 및 위치 중 적어도 하나가 상이할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 고정부는, 상기 제1 돌출부가 삽입되는 제1 고정부와, 상기 제2 돌출부가 삽입되는 제2 고정부를 구비할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 신속한 조립이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 베터리 팩을 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 베터리 팩을 보여주는 분해사시도이다.
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 취한 단면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 베터리 셀을 보여주는 단면도이다.
도 5는 도 2에 도시된 프레임의 일부를 보여주는 사시도이다.
도 6은 도 2에 도시된 프레임과 보호회로모듈의 조립과정을 보여주는 조립도이다.
본 발명은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 베터리 팩을 보여주는 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 베터리 팩을 보여주는 분해사시도이다. 도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 취한 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 베터리 팩(10)은 베터리 셀(100), 프레임(400), 보호회로모듈(200), 연성회로기판(300), 제1 라벨부(500), 제2 라벨부(600), 제3 라벨부(700) 및 쿠션부(800)를 포함할 수 있다.
베터리 셀(100)은 파우치 셀로서, 파우치 형태의 외장재(110)와 외장재(110)로부터 연장된 양극 탭(131) 및 음극 탭(132)을 포함한다. 베터리 셀(100)은 예컨대, 리튬 이온 폴리머 전지일 수 있다. 베터리 셀(100)의 상부는 테라스부(150)를 포함하고, 베터리 셀(100)의 양측은 절곡된 상태일 수 있다.
프레임(400)은 베터리 셀(100)과 보호회로모듈(200)을 수용한다. 프레임(400)은 소정의 강성을 갖는 절연성 소재를 포함할 수 있다. 예컨대, 프레임(400)은 플라스틱을 포함할 수 있다. 소정의 강성을 갖는 프레임(400)은 베터리 셀(100)과 보호회로모듈(200)을 외부의 충격으로부터 보호한다. 프레임(400)의 보다 구체적인 내용은 후술하기로 한다.
보호회로모듈(200)은 프레임(400)에 안착되며, 베터리 셀(100)과 전기적으로 연결되어 베터리 셀(100)의 과충전, 과방전 또는 과전류로 인하여 발생되는 과열 및 폭발을 방지한다.
보호회로모듈(200)은 회로기판(210), 회로기판(210) 상에 실장된 회로소자(220), 양극 리드 탭(231), 음극 리드 탭(232) 및 안전소자(240)를 포함할 수 있다. 회로소자(220), 양극 및 음극 리드 탭(232) 및 안전소자(240)는 모두 회로기판(210)의 일측면에 배치될 수 있다.
회로기판(210)의 일측면에는 베터리 셀(100)과의 전기적 연결을 위한 양극 리드 탭(231)과 음극 리드 탭(232)이 배치된다. 양극 리드 탭(231)은 베터리 셀(100)의 양극 탭(131)과 용접에 의해 전기적으로 접속되며, 음극 리드 탭(232)은 베터리 셀(100)의 음극 탭(132)과 용접에 의해 전기적으로 접속된다.
회로기판(210)에는 베터리 셀(100)의 충방전을 제어함으로써 충전 상태를 균일하게 하는 충방전 회로 패턴(미도시), 또는 과방전 및 과충전을 방지하는 보호 회로 패턴(미도시)을 포함한다. 회로기판(210)의 일측면에 충방전 회로 패턴 및 보호 회로 패턴의 구현을 위해 설치된 회로소자(220)가 포함될 수 있다.
안전소자(240)는 베터리 셀(100)의 온도가 허용 온도 이상이 되면 전류를 차단함으로써, 베터리 셀(100)의 발열로 인한 이상 현상을 방지한다. 안전소자(240)로는 PTC(Positive Thermal Coefficient)가 사용될 수 있다.
상기와 같은 프레임(400) 또는 보호회로모듈(200) 중 하나는 외측으로 돌출되도록 형성되는 돌출부(미도시)를 구비할 수 있다. 또한, 프레임(400) 또는 보호회로모듈(200) 중 다른 하나는 상기 돌출부가 삽입되어 고정되는 고정부(211)를 구비할 수 있다. 구체적으로 프레임(400)이 상기 돌출부를 구비하는 경우 보호회로모듈(200)은 고정부(211)를 구비할 수 있다. 반면, 프레임(400)이 고정부(211)를 구비하는 경우 보호회로모듈(200)은 상기 돌출부를 구비할 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 프레임(400)이 상기 돌출부를 구비하고, 보호회로모듈(200)이 고정부(211)를 구비하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
상기와 같은 상기 돌출부와 고정부(211)는 다양한 형태로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 돌출부는 단순환 돌기 형태일 수 있으며, 고리 형태일 수 있다. 이때, 고정부(211)는 상기 돌출부가 삽입되는 홈 형태 또는 홀 형태일 수 있다. 다만, 상기 돌출부와 고정부(211)는 상기의 형태에 한정되는 것은 아니며 서로 결합하여 고정되는 모든 형태 또는 모든 구조를 구비할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 상기 돌출부는 돌기 형태로 형성되며, 고정부(211)는 홈 형태로 형성되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
연성회로기판(300)은 양극 리드 탭(231)과 연결되는 양극단자(미도시) 및 음극 리드 탭(232)과 연결되는 음극단자(미도시)에 접속되며, 외부 전자 기기(예컨대, 노트북, 태블릿 PC, 충전기 등)와 전기적으로 연결될 수 있다. 연성회로기판(300) 중 일부는 그라운드(213)에 접속될 수 있다. 이때, 연성회로기판(300)은 외부 전자 기기의 접속을 용이하게 하기 위한 커넥터(미도시)를 구비할 수 있다.
제1 라벨부(500)는 프레임(400)과 대향하도록 배치되며, 베터리 셀(100)을 중심으로 프레임(400)과 반대방향에 배치될 수 있다. 이때, 제1 라벨부(500)는 가운데 부분은 개구되도록 형성될 수 있으며, 측면 부분을 절곡되어 프레임(400)을 감싸도록 설치될 수 있다. 특히 제1 라벨부(500)는 베터리 셀(100)이 프레임(400)에 안착된 후 프레임(400)을 이탈하는 것을 방지할 수 있다.
제1 라벨부(500)는 베터리 셀(100)과 프레임(400)을 감싼다. 보호회로모듈(200)과 베터리 셀(100)의 조립체가 프레임(400)에 수용된 후, 제1 라벨부(500)를 부착함으로써 베터리 팩(10)을 콤팩트하게 구성할 수 있을 뿐만 아니라 외부 충격으로부터 베터리 팩(10)을 보호할 수 있다.
제2 라벨부(600)는 베터리 셀(100)의 테라스부(150)에 설치될 수 있다. 이때, 제2 라벨부(600)는 테라스부(150)를 외부로부터 전기적으로 절연시킴으로써 테라스부(150)에 삽입된 양극 탭(131) 부분 및 음극 탭(132) 부분이 외부로 노출되는 것을 방지할 수 있다.
제3 라벨부(700)는 보호회로모듈(200)에 부착될 수 있다. 이때, 제3 라벨부(700)는 프레임(400)의 일부를 감싸도록 설치되어 보호회로모듈(200)을 프레임(400)에 고정시킬 수 있다. 예컨대, 회로소자(220), 양극 및 음극 리드 탭(232), 안전소자(240) 및 케이블(251)이 배치된 보호회로모듈(200)의 일측면을 감싸도록 구비되어 보호회로모듈(200)을 외부로부터 전기적으로 절연시키며, 외부로부터 보호할 수 있다.
한편, 이하에서는 베터리 셀(100) 및 프레임(400)에 대해서 상세히 설명하기로 한다.
도 4는 도 2에 도시된 베터리 셀을 보여주는 단면도이다.
도 4를 참고하면, 베터리 셀(100)은 외장재(110)와 외장재(110)의 내부에 수용된 전극 조립체(120) 및 전해질(미도시)을 포함한다. 전극 조립체(120)는 양극 활물질이 첨가된 양극용 슬러리가 도포된 양극판(121)과, 음극 활물질이 첨가된 음극용 슬러리가 도포된 음극판(122)과, 양극판(121)과 음극판(122) 사이에 개재된 세퍼레이터(123)를 포함한다.
양극판(121)은 알루미늄 등의 소재로 이루어지는 양극 집전체에 양극용 슬러리가 도포되는 양극 활물질층과 양극용 슬러리가 도포되지 않는 양극 무지부를 포함할 수 있다. 양극용 슬러리에는 양극 활물질이 포함되어 있다. 양극 활물질로는 예컨대, LiCoO2, LiNiO2, LiMnO2, LiMnO4와 같은 리튬 함유 전이금속 산화물 또는 리튬 칼코게나이드 화합물을 사용할 수 있다. 일 실시예로, 양극 무지부에는 양극 탭(131)이 접합되며, 양극 탭(131)의 일부는 외장재(110)로부터 외부를 향해 연장된다.
음극판(122)은 니켈 등의 재질로 이루어지는 음극 집전체에 음극용 슬러리가 도포되는 음극 활물질층과 음극용 슬러리가 도포되지 않는 음극 무지부를 포함할 수 있다. 음극용 슬러리에는 음극 활물질이 포함되어 있다. 음극 활물질로는 예컨대, 결정질 탄소, 비정질 탄소, 탄소 복합체, 탄소 섬유와 같은 탄소 재료, 리튬 금속 또는 리튬 합금 등을 사용할 수 있다. 일 실시예로, 음극 무지부에는 음극 탭(132)이 접합되며, 음극 탭(132)의 일부는 외장재(110)로부터 외부를 향해 연장된다.
세퍼레이터(123)는 리튬 이온이 양극판(121)과 음극판(122) 사이를 양호하게 이동할 수 있도록 다공성 폴리프로필렌(PP) 또는 다공성 폴리에틸렌(PE) 재질을 포함할 수 있다.
파우치 형태의 외장재(110)는 금속박(foil:111)로서, 금속박(111)의 상면과 하면에는 각각 절연층(112, 113)을 포함할 수 있다. 예컨대, 금속박(111)은 알루미늄, 스테인레스 스틸과 같은 소재를 포함할 수 있다.
테라스부(150)의 하면(150b)은 실질적으로 외장재(110)의 하면(110b)과 일체로 형성되며, 테라스부(150)의 상면(150a)은 외장재(110)의 상면(110a)보다 낮은 위치에 구비된다.
양극 탭(131)과 음극 탭(132)은 외장재(110)와의 밀봉성을 향상시키고 외장재(110)와 전기적 절연을 위해, 각각 접착성 탭 테이프(140)로 둘러싸일 수 있다.
도 5는 도 2에 도시된 프레임의 일부를 보여주는 사시도이다.
도 5를 참고하면, 프레임(400)은 상기에서 설명한 바와 같이 절연 재질로 형성될 수 있다. 이때, 프레임(400)은 베터리 셀(100)이 삽입되는 바디부(410)와, 보호회로모듈(200)이 안착되는 안착부(420)를 구비할 수 있다.
바디부(410)와 안착부(420)는 일체로 형성될 수 있다. 이때, 바디부(410)의 중심 부분은 관통하도록 홀이 형성되어 있다. 또한, 바디부(410)의 테두리 영역은 베터리 셀(100)의 테두리가 안착되도록 베터리셀안착홈(410a)이 형성될 수 있다.
안착부(420)는 바디부(410)로부터 연장되어 형성되며, 바디부(410)의 베터리셀안착홈(410a)과 반대 방향에 보호회로모듈(200)이 안착하는 보호회로모듈안착홈(미도시)이 형성될 수 있다.
또한, 안착부(420)에는 연성회로기판(300)이 외부로 인출되도록 인출홈(420b)가 형성될 수 있다.
안착부(420)에는 돌출부(440)가 형성될 수 있다. 구체적으로 돌출부(440)는 보호회로모듈안착홈(420a)에 형성될 수 있다.
돌출부(440)는 서로 대향하도록 형성되는 제1 돌출부(440a)와 제2 돌출부(440b)를 구비할 수 있다. 이때, 제1 돌출부(440a) 및 제2 돌출부(440b)는 안착부(420)의 측면으로부터 안착부(420)의 중심부분으로 형성될 수 있다. 특히 제1 돌출부(440a) 및 제2 돌출부(440b)는 서로 마주보도록 보호회로모듈안착홈(420a)에 형성될 수 있다.
제1 돌출부(440a)와 제2 돌출부(440b)는 서로 상이하게 형성될 수 있다. 구체적으로 제1 돌출부(440a)와 제2 돌출부(440b)는 서로 형상, 크기 및 위치 중 적어도 하나가 상이하게 형성될 수 있다.
제1 돌출부(440a)의 형상이 일자 형태의 돌기인 경우 제2 돌출부(440b)의 형상은 사선 형태의 돌기일 수 있다. 또한, 제1 돌출부(440a)의 폭이 12mm인 경우 제2 돌출부(440b)의 폭은 10mm일 수 있다.
뿐만 아니라 제1 돌출부(440a)와 제2 돌출부(440b)는 서로 어긋나도록 형성될 수 있다. 예를 들면, 제1 돌출부(440a)는 보호회로모듈안착홈(420a)의 상측에 형성될 수 있으며, 제2 돌출부(440b)는 보호회로모듈안착홈(420a)의 측면에 형성될 수 있다. 다른 실시예로써 제1 돌출부(440a)는 안착부(420)의 길이 방향의 중심선을 기준으로 상측에 존재할 수 있으며, 제2 돌출부(440b)는 안착부(420)의 길이 방향의 중심선을 기준으로 하측에 존재할 수 있다.
제1 돌출부(440a)와 제2 돌출부(440b)는 상기의 경우 이외에도 서로 상이한 형상, 상이한 크기 및 상이한 위치에 다양한 형태로 형성될 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제1 돌출부(440a)의 크기와 제2 돌출부(440b)의 크기가 서로 상이한 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
프레임(400)은 바디부(410)와 안착부(420) 중 적어도 하나에 형성되는 외부기기고정부(430)를 구비할 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 외부기기고정부(430)는 안착부(420)에만 형성되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
외부기기고정부(430)는 나사, 볼트 등과 같은 부재가 삽입되도록 홀이 형성될 수 있다. 이때, 외부기기고정부(430)는 안착부(420)의 양단에 서로 대칭되도록 형성될 수 있다.
도 6은 도 2에 도시된 프레임과 보호회로모듈의 조립과정을 보여주는 조립도이다.
도 2 및 6을 참고하면, 베터리 팩(10)의 조립을 위하여 베터리 셀(100)을 제조한 후 베터리 셀(100)의 테라스부(150)에 제2 라벨부(600)를 부착할 수 있다. 이후 베터리 셀(100)을 바디부(410)에 삽입한 후 제1 라벨부(500)를 베터리 셀(100)의 일면에 부착하면서 프레임(400)의 측면을 감싸도록 설치할 수 있다. 이때, 베터리 셀(100)은 프레임(400) 내부에 삽입된 상태로 고정될 수 있다.
상기와 과정이 완료되면, 베터리 셀(100)의 양극 탭(131) 및 음극 탭(132)을 보호회로모듈(200)의 양극 리드 탭(231)과 음극 리드 탭(232)에 부착시킬 수 있다. 이후 양극 탭(131) 및 음극 탭(132)을 안착부(420)의 상면을 따라 절곡시킨 후 보호회로모듈(200)을 안착부(420)에 삽입할 수 있다. 이때, 연성회로기판(300)은 프레임(400)의 인출홈(420b)을 통하여 외부로 일부가 노출될 수 있다.
보호회로모듈(200)이 보호회로모듈안착홈(420a)에 삽입되는 경우 제1 돌출부(440a)와 제2 돌출부(440b)는 보호회로모듈(200)과 결합하여 보호회로모듈(200)을 고정시킬 수 있다. 구체적으로 고정부(211)는 제1 돌출부(440a) 및 제2 돌출부(440b)에 각각 대응되도록 제1 고정부(211a) 및 제2 고정부(211b)를 구비할 수 있다. 이때, 제1 고정부(211a)는 제1 돌출부(440a)에 대응되도록 형성될 수 있으며, 제2 고정부(211b)는 제2 돌출부(440b)에 대응되도록 형성될 수 잇다.
제1 돌출부(440a)와 제2 돌출부(440b)는 상기에서 설명한 바와 같이 서로 상이하게 형성됨으로써 보호회로모듈(200)을 기 설정된 방법에 대응되도록 조립하지 않는 경우 조립이 불가능할 수 있다. 예를 들면, 보호회로모듈(200)을 거꾸로 보호회로모듈안착홈(420a)에 삽입하는 경우 제1 돌출부(440a)와 제2 고정부(211b)가 대응되고, 제2 돌출부(440b)와 제1 고정부(211a)가 대응될 수 있다. 이때, 제1 돌출부(440a)와 제2 고정부(211b)는 서로 상이한 크기일 수 있으며, 제2 돌출부(440b)와 제1 고정부(211a)는 서로 상이한 크기일 수 있다. 특히 상기와 같은 경우 제1 돌출부(440a)는 제2 돌출부(440b)에 삽입되지 않거나 제2 돌출부(440b)는 제1 고정부(211a)에 삽입되지 않을 수 있다. 따라서 베터리 팩(10)은 보호회로모듈(200)이 오조립되는 것을 방지할 수 있다.
상기와 같이 보호회로모듈(200)의 배치가 완료되면, 보호회로모듈(200)의 일면에 제3 라벨부(700)를 부착하여 보호회로모듈(200)을 외부로부터 차폐시킬 수 있다. 이때, 제3 라벨부(700)는 보호회로모듈(200)을 중심으로 안착부(420)와 대향하도록 배치될 수 있으며, 제3 라벨부(700)의 일부는 안착부(420)의 측면을 감싸도록 설치되어 보호회로모듈(200)을 안착부(420)에 고정시킬 수 있다.
이때, 보호회로모듈(200)이 안착부(420)에 안착하는 경우 회로기판(210)에 실장되는 소자인 회로소자(220) 및 안전소자(240) 중 적어도 하나는 안착부(420)의 길이 방향으로 배치될 수 있다. 특히 회로소자(220) 및 안전소자(240) 중 적어도 하나는 안착부(420) 및 제3 라벨부(700) 중 적어도 하나를 통하여 외부로부터 완전히 차폐될 수 있다. 회로소자(220) 및 안전소자(240)는 외부로부터 전기적으로 완전히 절연됨으로써 외부 영향으로 인한 오작동을 방지할 수 있다.
따라서 베터리 팩(10)은 보호회로모듈(200)의 정확한 위치에 신속하게 설치가 가능하다. 또한, 베터리 팩(10)은 돌출부(440)와 고정부(211)를 매칭시킴으로써 보호회로모듈(200)을 프레임(400)에 오조립하는 것을 방지함으로써 불량률을 최소화할 수 있다.
베터리 팩(10)은 보호회로모듈(200)의 소자인 회로소자(220) 및 안전소자(240)를 외부로부터 완전히 차폐함으로써 외부의 수분 등으로 인한 오작동을 최소화할 수 있다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위에는 본 발명의 요지에 속하는 한 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.
10: 베터리 팩 232: 음극 리드 탭
100: 베터리 셀 240: 안전소자
110: 외장재 300: 연성회로기판
120: 전극 조립체 400: 프레임
131: 양극 탭 410: 바디부
132: 음극 탭 420: 안착부
150: 테라스부 430: 외부기기고정부
200: 보호회로모듈 440: 돌출부
210: 회로기판 500: 제1 라벨부
211: 고정부 600: 제2 라벨부
220: 회로소자 700: 제3 라벨부
231: 양극 리드 탭 800: 쿠션부

Claims (14)

  1. 테라스가 구비된 베터리 셀;
    상기 베터리 셀이 삽입되어 수용되는 프레임; 및
    상기 베터리 셀과 전기적으로 연결되며, 상기 프레임에 삽입되어 안착되는 보호회로모듈;를 포함하고,
    상기 프레임 또는 상기 보호회로모듈 중 하나는 외측으로 돌출되도록 형성되는 돌출부;를 구비하고,
    상기 프레임 또는 상기 보호회로모듈 중 다른 하나는 상기 돌출부가 고정되는 고정부;를 구비하는 베터리 팩.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 베터리 셀의 일면을 감싸도록 설치되며, 상기 프레임의 측면 일부를 감싸도록 설치되는 제1 라벨부;를 더 포함하는 베터리 팩.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 베터리 셀의 테라스부에 부착되는 제2 라벨부;를 더 포함하는 베터리 팩.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호회로모듈에 부착되어 상기 보호회로모듈을 상기 프레임과 함께 차폐시키는 제3 라벨부;를 더 포함하는 베터리 팩.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호회로모듈과 상기 베터리 셀은 상기 프레임을 중심으로 서로 반대편에 배치되는 베터리 팩.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 베터리 셀의 하면과 상기 프레임 사이에 배치되는 쿠션부;를 더 포함하는 베터리 팩.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 프레임은,
    내부에 공간이 형성되어 상기 베터리 셀이 안착하는 바디부; 및
    상기 바디부로부터 연장되어 형성되며, 상기 베터리 셀의 테라스부가 안착하며, 반대면에는 상기 보호회로모듈이 안착하는 안착부;를 구비하는 베터리 팩.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호회로모듈에 연결되며, 상기 베터리 팩과 외부 기기를 전기적으로 연결하는 연성회로기판;을 더 포함하고,
    상기 프레임은 상기 연성회로기판이 삽입되어 외부로 인출되는 인출홈;을 구비하는 베터리 팩.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호회로모듈은,
    회로기판; 및
    상기 회로기판에 실장되며, 상기 보호회로모듈의 길이 방향으로 설치되어 상기 프레임으로 차폐되는 소자;를 구비하는 베터리 팩.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 베터리 셀은 파우치 셀인 베터리 팩.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 프레임은 절연 재질로 형성되는 베터리 팩.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 돌출부는,
    제1 돌출부; 및
    상기 제1 돌출부와 대향하도록 배치되는 제2 돌출부;를 구비하는 베터리 팩.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제1 돌출부 및 상기 제2 돌출부는 서로 형상, 크기 및 위치 중 적어도 하나가 상이한 베터리 팩.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 고정부는,
    상기 제1 돌출부가 삽입되는 제1 고정부; 및
    상기 제2 돌출부가 삽입되는 제2 고정부;를 구비하는 베터리 팩.
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107431149B (zh) * 2015-04-22 2020-09-04 株式会社Lg化学 具有提高的安全性的二次电池
KR102331065B1 (ko) * 2017-04-06 2021-11-25 삼성에스디아이 주식회사 베터리 팩
KR102565445B1 (ko) * 2018-01-16 2023-08-08 삼성전자주식회사 플렉서블 인쇄회로기판 및 이를 포함하는 전자 장치
KR102328730B1 (ko) * 2018-04-20 2021-11-17 주식회사 엘지에너지솔루션 직/병렬 연결을 용이하게 하는 구조를 갖는 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩
KR102519555B1 (ko) * 2018-06-12 2023-04-07 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
KR20200011142A (ko) * 2018-07-24 2020-02-03 삼성전기주식회사 통신 모듈 및 이의 제조방법
KR102612402B1 (ko) 2019-01-07 2023-12-12 삼성전자주식회사 인쇄 회로 기판 측면으로부터 연결된 가요성 회로 기판을 포함하는 배터리 및 그를 포함하는 전자 장치

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100392340B1 (ko) * 1999-07-19 2003-07-22 토시바 배터리 주식회사 전지팩
KR101075356B1 (ko) * 2009-09-09 2011-10-19 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
KR101329834B1 (ko) * 2011-04-19 2013-11-14 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101885908B1 (ko) * 2011-11-17 2018-08-07 삼성에스디아이 주식회사 이차전지 팩
JP6311566B2 (ja) * 2014-03-11 2018-04-18 株式会社村田製作所 電池パック、電子機器およびウェアラブル端末

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100392340B1 (ko) * 1999-07-19 2003-07-22 토시바 배터리 주식회사 전지팩
KR101075356B1 (ko) * 2009-09-09 2011-10-19 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
KR101329834B1 (ko) * 2011-04-19 2013-11-14 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩

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