KR20170062976A

KR20170062976A - 배터리 팩

Info

Publication number: KR20170062976A
Application number: KR1020150168836A
Authority: KR
Inventors: 김재민; 문대연; 안병국
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2015-11-30
Filing date: 2015-11-30
Publication date: 2017-06-08
Also published as: US20170155257A1; KR102448297B1; US10199839B2

Abstract

배터리 팩이 개시된다. 개시된 배터리 팩은, 제1 방향으로 서로 이격되어 있고 각각 상기 제1 방향을 가로지르는 제2 방향으로 돌출하는 서로 다른 극성의 전극 탭들을 일측에 구비하는 하나 이상의 전지 셀; 및 상기 전지 셀의 일측에 연결되어 상기 전지 셀의 충방전을 제어하는 보호회로모듈;을 포함하되, 상기 보호회로모듈은 상기 전지 셀의 일측에 중첩되도록 배치된다. 본 발명에 따르면, PCM과 전지 셀의 연결 구조를 최적화하여 배터리 팩 제조 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다. 또한, 본 발명에 따르면, PCM과 전지 셀간 연결 거리를 최소화함으로써 배터리 팩 전기저항 측면에서도 유리한 장점이 있다.

Description

배터리 팩{BATTERY PACK}

본 발명은 PCM과 전지 셀간 연결 구조를 최적화한 배터리 팩에 관한 것이다.

일반적으로 이차 전지는 충전 및 방전이 가능하여 반복적으로 사용할 수 있는 전지로서, 특히 리튬 이차 전지는 에너지 밀도와 작동전압이 높고 보존과 수명 특성이 우수하여 다양한 전자제품의 에너지원으로 널리 사용되고 있다.

다만, 리튬 이차 전지에는 여러 가연성 물질들이 내장되어 있어 과충전, 과전류, 기타 물리적 외부 충격 등에 의해 발열, 폭발 등의 위험성이 있으므로, 이를 효과적으로 제어할 수 있는 안전소자로서 PTC(Positive Temperature Coefficient) 소자, 보호회로모듈(Protection Circuit Module: PCM) 등이 전지 셀에 탑재된다.

그러나, PCM 등과 전지 셀간 기존의 연결 방식은 구조와 공정이 복잡하여 제조비용이 높아지는 문제점을 갖고 있다.

본 발명에서는 PCM과 전지 셀의 연결 구조를 최적화하여 제조 비용을 절감할 수 있는 배터리 팩을 제안하고자 한다.

본 발명의 다른 목적들은 하기의 실시예를 통해 당업자에 의해 도출될 수 있을 것이다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 제1 방향으로 서로 이격되어 있고 각각 상기 제1 방향을 가로지르는 제2 방향으로 돌출하는 서로 다른 극성의 전극 탭들을 일측에 구비하는 하나 이상의 전지 셀; 및 상기 전지 셀의 일측에 연결되어 상기 전지 셀의 충방전을 제어하는 보호회로모듈;을 포함하되, 상기 보호회로모듈은 상기 전지 셀의 일측에 중첩되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩이 제공된다.

상기 보호회로모듈은, 상기 제1 방향으로 연장하는 베이스부와 상기 베이스부상에 실장되는 보호회로소자를 포함하되, 상기 베이스부에는 하나 이상의 삽입홀이 형성되고, 상기 보호회로모듈은 상기 삽입홀을 통하여 상기 전지 셀의 일측에 연결될 수 있다.

상기 보호회로모듈 중 상기 베이스부가 상기 전지 셀의 일측에 중첩되도록 배치될 수 있다.

상기 전지 셀은, 상기 전극 탭들 중 어느 하나에 접속되는 연결 탭을 포함하되, 상기 연결 탭의 일측에는 상기 제1 및 제2 방향을 가로지르는 제3 방향으로 세워진 돌출부가 형성되고, 상기 보호회로모듈은 상기 삽입홀에 삽입 고정되는 상기 돌출부를 통하여 상기 전지 셀의 일측에 연결될 수 있다.

상기 삽입홀의 크기는 상기 돌출부의 크기보다 크게 형성되고, 상기 돌출부는 상기 삽입홀에 삽입된 후 솔더링에 의해 고정될 수 있다.

상기 연결 탭은, 상기 어느 하나의 전극 탭에 용접되는 제1 플레이트, 및 상기 제1 플레이트의 일단에 연결되며 상기 제1 플레이트와 마주보도록 배치되어 상기 제1 플레이트와의 사이에 상기 어느 하나의 전극 탭을 개재시키는 제2 플레이트를 더 포함하되, 상기 돌출부는 상기 제1 또는 제2 플레이트의 일측으로부터 상기 제3 방향으로 연장할 수 있다.

상기 전극 탭들 중 상기 어느 하나의 전극 탭은 음극 탭일 수 있다.

상기 전지 셀은, 내부에 전극 조립체를 수용하며 상기 전극 조립체와 전기적으로 연결된 상기 전극 탭들이 돌출되는 테라스를 형성하는 외장재를 더 포함하되, 상기 전극 탭은 상기 제2 방향으로 돌출하되 상기 테라스 상에 놓이도록 접혀 상기 전극 탭에 접속된 상기 연결 탭을 상기 테라스 상에 배치시킬 수 있다.

상기 돌출부는 상기 제2 플레이트의 일측으로부터 상기 제3 방향으로 연장하며, 상기 연결 탭은, 상기 제1 플레이트 및 제2 플레이트가 펼쳐진 상태에서 상기 제2 방향으로 돌출하는 상기 어느 하나의 전극 탭의 일면에 상기 제1 플레이트가 용접되고 그리고 나서 상기 제2 플레이트는 상기 제1 플레이트와 마주보도록 접히며 동시에 상기 어느 하나의 전극 탭은 상기 테라스 상에 놓이도록 접힘으로써, 상기 제1 플레이트와 제2 플레이트 사이에 상기 어느 하나의 전극 탭을 개재시키고 상기 테라스 상에 배치될 수 있다.

상기 보호회로모듈의 베이스부는 상기 테라스 상에 배치될 수 있다.

상기 테라스 상에 상기 어느 하나의 전극 탭에 접속된 상기 연결 탭이 배치되고, 상기 연결 탭 상에 상기 돌출부가 삽입 고정되는 삽입홀이 형성되는 상기 베이스부가 배치될 수 있다.

본 발명에 따르면, PCM과 전지 셀의 연결 구조를 최적화하여 배터리 팩 제조 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따르면, PCM과 전지 셀간 연결 거리를 최소화함으로써 배터리 팩 전기저항 측면에서도 유리한 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 배터리 팩 제조시 전극 탭의 용접 손실을 최소화할 수 있는 장점이 있다.

도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 사시도를 도시하는 도면이다.
도 1b는 도 1a의 배터리 팩에 포함된 다수의 전지 셀로부터 PCM을 분리한 상태를 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다수의 전지 셀에 PCM이 결합된 상태를 보다 상세하게 도시하기 위하여, 도 1a의 A 부분에 대한 확대도를 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 셀의 구조를 보다 상세하게 도시하기 위하여, 도 1b의 B부분에 대한 확대도를 도시하는 도면이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 연결 탭이 전극 탭들 중 어느 하나에 접속되기 전 상태를 도시하는 도면이다.
도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 연결 탭이 전극 탭들 중 어느 하나에 접속된 후의 상태를 도시하는 도면이다.
도 4c는 본 발명의 일 실시예에 따른 연결 탭을 일측에서 바라본 사시도를 도시하는 도면이다.
도 4d는 본 발명의 일 실시예에 따른 연결 탭을 타측에서 바라본 사시도를 도시하는 도면이다.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 일 실시예에 따른 연결 탭이 전극 탭들 중 어느 하나에 접속되는 과정을 순서대로 도시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 PCM과 전지 셀간 연결 구조를 보다 상세하게 도시하기 위하여, 도 1a의 C 부분에 대한 확대도를 도시하는 도면이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(100)의 사시도를 도시하는 도면이고, 도 1b는 도 1a의 배터리 팩(100)에 포함된 다수의 전지 셀(110a, 110b, 110c, 110d)로부터 PCM(120)을 분리한 상태를 도시하는 도면이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다수의 전지 셀(110)에 PCM(120)이 결합된 상태를 보다 상세하게 도시하기 위하여, 도 1a의 A 부분에 대한 확대도를 도시하는 도면이다.

그리고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 셀의 구조를 보다 상세하게 도시하기 위하여, 도 1b의 B부분에 대한 확대도를 도시하는 도면이다.

도 1a 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(100)은 다수의 전지 셀(110a, 110b, 110c, 110d) 및 상기 다수의 전지 셀의 충방전을 제어하는 PCM (Protection Circuit Module, 보호회로모듈, 120)을 포함한다.

통상적으로 PCM은 커버레이를 매개로 하여 솔더링 방식으로 전지 셀에 접속된다. 즉, PCM의 전극 탭에 커버레이를 솔더링하여 접속한 다음, 그러한 커버레이를 전지 셀의 전극단자에 솔더링하는 방법으로 PCM을 전지 셀에 연결하여 배터리 팩을 제조한다. 그러나, 이와 같은 접속 방식은 서로 다른 형상을 갖는 다수의 커버레이를 필요로 하여 구조와 공정에 복잡해짐에 따라 제조비용이 높아지는 문제점을 갖는다.

또한, PCM은 도전성 니켈 플레이트를 매개로 하여 용접 방식으로 전지 셀에 접속될 수도 있다. 즉, PCM의 니켈 탭에 니켈 플레이트를 용접하여 접속한 다음, 그러한 니켈 플레이트를 전지 셀의 전극단자에 용접하는 방법으로 PCM을 전지 셀에 연결하여 배터리 팩을 제조할 수 있다. 그러나, 이 경우에도 PCM에 니켈 탭과 같은 추가적인 구성요소를 필요로 하여 구조와 공정에 복잡해짐에 따라 제조단가가 높아지는 문제점이 발생한다.

이에 본 발명에서는 다수의 전지 셀의 일측에 직접 연결되는 PCM과 전지 셀간 연결 구조를 제안한다.

먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 다수의 전지 셀(110a, 110b, 110c, 110d)은 각각 충방전이 가능한 이차 전지일 수 있다.

이때, 다수의 전지 셀은 서로 동일한 구조를 가질 수 있는 바, 본 발명에서는 설명의 편의를 위해, 전지 셀(110d)을 중심으로 설명하기로 한다. 또한, 본 발명에서는 다수의 전지 셀이 총 4개인 것으로 가정하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

전지 셀(110d)은 전극 조립체(미도시)와, 상기 전극 조립체와 전기적으로 연결된 전극 탭들(112, 114)을 포함할 수 있다.

전극 조립체는 제1 전극과 제2 전극 사이에 세퍼레이터를 개재하여 적층체를 형성한 후 권취하는 방식으로 제조될 수 있으며, 제1 전극 탭(112)은 제1 전극과 전기적으로 연결되어 전지 셀의 외부로 돌출하고, 제2 전극 탭(114)은 제2 전극과 전기적으로 연결되어 전지 셀의 외부로 돌출할 수 있다. 이때, 제1 전극이 음극, 제2 전극이 양극이고, 음극의 제1 전극 탭은 니켈 재질로 이루어질 수 있고, 양극의 제2 전극 탭은 알루미늄 재질로 이루어질 수 있다.

이때, 전극 탭들(112, 114)은 제1 방향(x)으로 서로 이격되어 있고, 각각 제1 방향을 가로지르는 제2 방향으로 돌출하여 전지 셀(110d)의 일측에 구비된다. 제2 방향(y)은 제1 방향(x)에 직교하는 방향일 수 있다.

그리고, 이하 설명하는 바와 같이, 전극 탭들(112, 114)은 제2 방향(y)으로 돌출하되 다른 구성요소, 일례로, PCM과의 연결을 위해 테라스(1182)상에 놓이도록 접힌다. 일례로, 전극 탭들은 테라스(1182)로부터 제2 방향으로 뻗어져 나온 후 상기 제2 방향에 반대되는 방향으로 연장하도록 한 차례 절곡되어 상기 테라스(1182)상에 놓인다.

전지 셀(110d)은 상기 전극 조립체를 내부에 수용하며 상기 전극 조립체와 전기적으로 연결된 전극 탭들(112, 114)이 돌출되는 테라스(1182)를 형성하는 외장재(118)를 포함할 수 있다.

외장재(118)는 대략 육면체 형상이고, 상대적으로 넓은 두 면과 상기 두 면을 연결하는 상대적으로 좁은 네 개의 면으로 이루어지는 테두리를 포함하며, 상기 테두리의 네 개의 면 중 상기 전극 탭들이 구비되는 면을 편의상 단자면, 그 반대쪽 면을 바닥면, 상기 단자면과 상기 바닥면 사이의 면을 측면이라 지칭하는 경우, 상기 테라스(1182)는 단자면에 인접하여 형성되어 전극 탭들(112, 114)의 돌출을 위한 공간을 제공한다.

전지 셀(110)은 또한 PCM(120)과의 직접적인 연결을 매개하는 연결 탭(116)을 더 포함할 수 있다.

연결 탭(116)은 전극 탭(112, 114)들에 각각 접속될 수 있고, 이하에서 설명하는 바와 같이, 연결 탭(116)의 돌출부(1166)가 PCM(120)의 삽입홀(1222)에 삽입 고정되는 방식으로 전지 셀과 PCM은 서로 연결되게 된다. 연결 탭에 의한 전지 셀과 PCM의 연결 관계에 대해서는 이하에서 보다 상세하게 살펴본다.

본 발명의 일 실시예에 따른 PCM(120)은 전지 셀(110d)의 일측에 연결되어 전지 셀(110d)의 충방전을 제어한다. 이를 위해, PCM(120)은 도 1a 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 전지 셀의 일측에 중첩되도록 배치된다. 즉, PCM은 전지 셀의 일측에 형성되는 테라스(1182)와 중첩되도록 배치됨으로써 전지 셀의 일측에 직접 연결된다.

이하 설명하는 바와 같이, PCM(120)은, 제1 방향(x)으로 연장하는 베이스부(122)와 베이스부(122)상에 실장되는 보호회로소자(124)를 포함할 수 있는 바, 본 발명의 일 실시예에 따르면, PCM의 베이스부(122)가 테라스와 중첩되도록 배치됨으로써 PCM은 전지 셀의 일측에 직접 연결될 수 있다.

도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 베이스부(122)는 다수의 전지 셀(110a, 110b, 110c, 110d) 전체에 걸쳐 제1 방향(x)으로 연장하고, 보호회로소자(124)는 상기 베이스부(122)상 일부분에 실장된다.

일례로, 보호회로소자(124)는 다수의 전지 셀(110a, 110b, 110c, 110d) 전체에 걸쳐 제1 방향으로 연장하는 베이스부(122)상에서 일부 전지 셀들(110b, 110c)에 걸치는 영역에 실장될 수 있다. 이 경우, 보호회로소자(124)는 베이스부(122)상에 실장되되 테라스(1182)와 겹치지 않는 영역에도 실장될 수 있다.

베이스부(122)는 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board)일 수 있다.

도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 연결 탭(116)이 전극 탭들(112, 114) 중 어느 하나(112)에 접속되기 전 상태를 도시하는 도면이고, 도 4b는 접속된 후의 상태를 도시하는 도면이다.

그리고, 도 4c는 본 발명의 일 실시예에 따른 연결 탭(116)을 일측에서 바라본 사시도를 도시하며, 도 4d는 타측에서 바라본 사시도를 도시한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 연결 탭(116)은 제1 및 제2 전극 탭들(112, 114) 모두에 적용될 수 있으나, 특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 연결 탭(116)은 니켈 재질의 제1 전극 탭, 즉, 음극 탭에 효율적으로 적용될 수 있으므로, 이하에서는 음극 탭(112)에 적용된 경우를 중심으로 살펴본다.

도 4a 내지 도 4d에 도시된 바와 같이, 연결 탭(116)은 제1 플레이트(1162), 제2 플레이트(1164) 및 돌출부(1166)를 포함할 수 있다.

제1 플레이트(1162)는 음극 탭(112)에 용접 방식으로 접합될 수 있다.

제2 플레이트(1164)는 상기 제1 플레이트의 일단에 연결되며 상기 제1 플레이트와 마주보도록 배치되어 상기 제1 플레이트와의 사이에 상기 음극 탭(112)을 개재시킨다.

이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 플레이트(1164)는 제1 플레이트의 일단으로부터 제1 방향에 반대되는 방향으로 연장하되 상기 제1 플레이트와 마주보도록 한 차례 접혀 상기 제1 방향으로 연장하는 구조를 가질 수 있다. 즉, 제1 플레이트와 제2 플레이트는 한 차례 절곡되는 절곡부를 통하여 서로 연결될 수 있다.

돌출부(1166)는 제2 플레이트(1164)의 일측으로부터 상기 제1 및 제2 방향을 가로지르는 제3 방향으로 세워진 구조를 갖는다. 제3 방향은 제1 및 제2 방향(x, y)에 직교하는 방향(z)일 수 있다.

상기와 같은 구조의 연결 탭(116)이 음극 탭(112)에 접속되는 과정을 도 5a 내지 도 5d를 참조하여 상세하게 살펴본다.

도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 일 실시예에 따른 연결 탭(116)이 전극 탭들 중 어느 하나(112)에 접속되는 과정을 순서대로 도시하는 도면이다.

먼저, 도 5에 도시된 바와 같이, 음극 탭은 제2 방향으로 돌출된 상태로 존재한다(테라스 상에 놓이도록 절곡되기 전의 상태, 즉, 펼쳐져 있음). 그리고, 연결 탭도 제1 플레이트와 제2 플레이트가 서로 마주보는 상태가 아닌 펼쳐진 상태로 존재한다. 이때, 돌출부는 제2 플레이트의 일측으로부터 미리 제3 방향으로 세워져 존재할 수 있다.

다음으로, 도 5b에 도시된 바와 같이, 제1 플레이트가 음극 탭의 일면에 레이저 용접 등의 방식으로 접합된다. 이때, 연결 탭은 음극 탭과의 용접을 위해 지그(jig)상에 위치하게 되는데, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 연결 탭의 제2 플레이트가 지그상 안착을 위한 역할을 수행한다. 즉, 제2 플레이트가 별도의 고정부재(일례로, 자석 등)에 의해 지그상에 고정되고, 이러한 제2 플레이트에 연결된 제1 플레이트가 음극 탭의 일면에 안정적으로 용접된다. 즉, 제1 플레이트는 용접되는 부분에 해당하고, 제2 플레이트는 지그상에 고정되는 부분에 해당한다.

만약, 제2 플레이트 없이 제1 플레이트만이 존재하는 경우에는, PCM과의 연결을 위한 돌출부도 제1 플레이트에 존재하게 되는데, 이 경우, 용접 부분에 해당하는 제1 플레이트에 상기 돌출부가 함께 존재함에 따라, 상기 연결 탭을 지그상에 고정하기 어려운 문제가 발생할 수 있다. 또한, 용접 부분에 해당하는 제1 플레이트에 상기 돌출부가 함께 존재하는 경우 돌출부와 용접봉 상호간의 간섭에 의한 용접 손실의 문제도 발생된다.

이에, 본 발명의 일 실시예에 따른 연결 탭은 용접 부분에 해당하는 제1 플레이트와 지그상 고정을 위한 부분에 해당하는 제2 플레이트를 각각 구비하고 상기 제2 플레이트에 PCM과의 연결을 위해 세워진 구조의 돌출부가 위치되도록 함으로써, 연결 탭이 음극 탭과 보다 안정적으로 용접될 수 있도록 하고, 용접 손실 또한 최소화한다.

한편, 알루미늄 재질의 양극 탭과는 달리 니켈 재질의 음극 탭은 용접성이 상대적으로 우수하므로, 연결 탭의 제1 플레이트만이 전극 탭의 일면과 용접되어도 충분한 접합력이 확보된다(즉, 전극 탭의 양면에 제1 플레이트와 제2 플레이트가 모두 용접될 필요가 없다). 이에, 제2 플레이트는 전극 탭과 용접되어야 하는 부담 없이 지그와의 고정을 위한 공간 제공 및 PCM과의 연결을 위해 세워진 구조의 돌출부 형성 위치를 제공할 수 있는 것이다.

계속하여, 도 5c 및 도 5d에 도시된 바와 같이, 제2 플레이트는 제1 플레이트와 마주보도록 접히고(즉, 제1 및 제2 플레이트 사이에 음극 탭이 개재되도록 접히고), 동시에 음극 탭도 테라스 상에 놓이도록 절곡된다. 이에 따라, 음극 탭뿐만 아니라 여기에 접속된 연결 탭도 테라스 상에 배치되게 된다.

그리고, 이와 같이 테라스 상에 배치되는 연결 탭의 돌출부는 테라스 상에서 제3 방향으로 세워진 구조를 갖게 되는 바, PCM(120)의 베이스부(122)가 그에 형성된 삽입홀(1222)을 통하여 상기 돌출부(1166)와 테라스(118) 상에서 안정적으로 결합할 수 있다.

이하 도 6을 참조하여, 앞서 설명한 연결 탭(116)이 PCM(120)과 전지 셀(110)간 연결을 매개하는 구성을 보다 상세하게 살펴본다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 PCM(120)과 전지 셀(110)간 연결 구조를 보다 상세하게 도시하기 위하여, 도 1a의 C 부분에 대한 확대도를 도시하는 도면이다.

도 6에 도시된 바와 같이, PCM(120)은 제1 방향(x)으로 연장하는 베이스부(122)와 베이스부(122)상에 실장되는 보호회로소자(124)를 포함하되, 베이스부(122)에는 하나 이상의 삽입홀(1222)이 형성되고, PCM(120)은 상기 삽입홀(1222)에 삽입 고정되는 상기 돌출부(1166)을 통하여 전지 셀(110)의 일측에 연결된다.

보다 상세하게, PCM(120)의 베이스부(122)에 형성되는 삽입홀(1222)에 연결 탭(116)의 돌출부(1166)가 삽입 고정됨으로써 PCM과 전지 셀이 서로 연결된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 삽입홀(1222)의 크기는 돌출부(1166)의 크기보다 크게 형성되어 돌출부는 삽입홀에 쉽게 삽입될 수 있고, 그 후 솔더링에 의해 고정될 수 있다.

이때, 앞서 설명한 바와 같이, 전극 탭이 테라스(1182) 상에 놓이도록 절곡됨에 따라 전극 탭(112)에 접속된 연결 탭(116)도 테라스(1182) 상에 배치되고, 연결 탭의 돌출부 또한 테라스 상에서 제3 방향으로 세워진 구조를 갖게 되는 바, 삽입홀이 형성된 베이스부도 상기 테라스 상에 배치되어 돌출부와 결합하게 된다.

즉, 테라스(1182) 상에 전극 탭(112)에 접속된 연결 탭(116)이 배치되고, 이러한 연결 탭(116) 상에 베이스부(122)가 다시 배치된 구조로서, 테라스 상에서 베이스부의 삽입홀(1222)과 연결 탭의 돌출부(1166)가 서로 결합하게 된다.

이는 PCM(120)의 베이스부(122)가 전지 셀(110)의 일측, 즉, 테라스(1182) 상에 중첩되도록 배치되는 것을 가능하게 한다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면 전지 셀의 테라스(1182) 위에서 연결 탭(116)에 의한 PCM(120)과 전지 셀(110)간 연결이 모두 수행됨으로써, 연결 구조가 최적화되고 이에 따라 배터리 팩의 전체적인 크기도 컴팩트해질 수 있다.

이는 배터리 팩 제조 비용절감을 가능하게 할 뿐만 아니라, PCM과 전지 셀간 연결 거리를 최소화함으로써 전기저항 측면에서도 유리하다.

한편, 상기에서는 음극 탭(112)에 접속된 연결 탭(116)을 중심으로 설명하였으나, 양극 탭, 즉, 제2 전극 탭(114)에도 동일한 구조의 연결 탭이 적용될 수 있다.

다만, 알루미늄 재질의 양극 탭은 니켈 재질의 음극 탭보다 용접성이 상대적으로 열위하므로, 충분한 접합력의 확보를 위해, 양극 탭의 양면에서 용접이 이루어지는 것이 바람직하고, 이를 위해, 도 3에 도시된 바와 같이 별도의 연결 부재(113)가 양극 탭(114)과 양극 측 연결 탭(119)간 연결을 매개하는 것이 바람직하다.

즉, 별도의 연결 부재(113)가 양극 탭(114)의 양면을 감싸도록 배치되어 양극 탭(114)의 양면에서 용접되고, 이러한 연결 부재(113)에 연결 탭(119)이 접합되는 방식으로, PCM과의 연결을 위한 또 다른 하나의 돌출부가 마련될 수 있다.

이 경우, 양극 탭(114)과 별도의 연결 부재(113)는 연결 탭(119)과는 별개로 상호간에 용접되는 것으로서, 앞서 설명한 지그상 장착을 위한 공간 제공 문제 및 돌출부에 의한 용접 손실 등의 문제가 발생하지 않으므로, 양극 측 연결 탭(119)은 음극 측 연결 탭(116)과 달리, 제1 및 제2 플레이트의 두 개의 플레이트가 아닌 하나의 플레이트만으로 이루어져도 무방하다.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

100 : 배터리 팩 110 : 전지 셀
112, 114 : 전극 탭들 116 : 연결 탭
1162 : 제1 플레이트 1164 : 제2 플레이트
1166 : 돌출부 120 : PCM
122 : 베이스부 1222 : 삽입홀
124 : 보호회로소자

Claims

제1 방향으로 서로 이격되어 있고 각각 상기 제1 방향을 가로지르는 제2 방향으로 돌출하는 서로 다른 극성의 전극 탭들을 일측에 구비하는 하나 이상의 전지 셀; 및
상기 전지 셀의 일측에 연결되어 상기 전지 셀의 충방전을 제어하는 보호회로모듈;을 포함하되,
상기 보호회로모듈은 상기 전지 셀의 일측에 중첩되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제1항에 있어서,
상기 보호회로모듈은, 상기 제1 방향으로 연장하는 베이스부와 상기 베이스부상에 실장되는 보호회로소자를 포함하되,
상기 베이스부에는 하나 이상의 삽입홀이 형성되고,
상기 보호회로모듈은 상기 삽입홀을 통하여 상기 전지 셀의 일측에 연결되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제2항에 있어서,
상기 보호회로모듈 중 상기 베이스부가 상기 전지 셀의 일측에 중첩되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제2항에 있어서,
상기 전지 셀은, 상기 전극 탭들 중 어느 하나에 접속되는 연결 탭을 포함하되,
상기 연결 탭의 일측에는 상기 제1 및 제2 방향을 가로지르는 제3 방향으로 세워진 돌출부가 형성되고,
상기 보호회로모듈은 상기 삽입홀에 삽입 고정되는 상기 돌출부를 통하여 상기 전지 셀의 일측에 연결되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제4항에 있어서,
상기 삽입홀의 크기는 상기 돌출부의 크기보다 크게 형성되고,
상기 돌출부는 상기 삽입홀에 삽입된 후 솔더링에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제4항에 있어서,
상기 연결 탭은, 상기 어느 하나의 전극 탭에 용접되는 제1 플레이트, 및 상기 제1 플레이트의 일단에 연결되며 상기 제1 플레이트와 마주보도록 배치되어 상기 제1 플레이트와의 사이에 상기 어느 하나의 전극 탭을 개재시키는 제2 플레이트를 더 포함하되,
상기 돌출부는 상기 제1 또는 제2 플레이트의 일측으로부터 상기 제3 방향으로 연장하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제6항에 있어서,
상기 전극 탭들 중 상기 어느 하나의 전극 탭은 음극 탭인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제7항에 있어서,
상기 전지 셀은, 내부에 전극 조립체를 수용하며 상기 전극 조립체와 전기적으로 연결된 상기 전극 탭들이 돌출되는 테라스를 형성하는 외장재를 더 포함하되,
상기 전극 탭은 상기 제2 방향으로 돌출하되 상기 테라스 상에 놓이도록 접혀 상기 전극 탭에 접속된 상기 연결 탭을 상기 테라스 상에 배치시키는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제8항에 있어서,
상기 돌출부는 상기 제2 플레이트의 일측으로부터 상기 제3 방향으로 연장하며,
상기 연결 탭은, 상기 제1 플레이트 및 제2 플레이트가 펼쳐진 상태에서 상기 제2 방향으로 돌출하는 상기 어느 하나의 전극 탭의 일면에 상기 제1 플레이트가 용접되고 그리고 나서 상기 제2 플레이트는 상기 제1 플레이트와 마주보도록 접히며 동시에 상기 어느 하나의 전극 탭은 상기 테라스 상에 놓이도록 접힘으로써, 상기 제1 플레이트와 제2 플레이트 사이에 상기 어느 하나의 전극 탭을 개재시키고 상기 테라스 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제9항에 있어서,
상기 보호회로모듈의 베이스부는 상기 테라스 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제10항에 있어서,
상기 테라스 상에 상기 어느 하나의 전극 탭에 접속된 상기 연결 탭이 배치되고, 상기 연결 탭 상에 상기 돌출부가 삽입 고정되는 삽입홀이 형성되는 상기 베이스부가 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.