KR20180093330A - Battery Pack Comprising Electrode Terminal Connecting Plate - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전극단자 접속 플레이트를 포함하고 있는 전지팩에 관한 것이다.The present invention relates to a battery pack including an electrode terminal connection plate.
최근, 화석연료의 고갈에 의한 에너지원의 가격 상승, 환경 오염의 관심이 증폭되며, 친환경 대체 에너지원에 대한 요구가 미래생활을 위한 필수 불가결한 요인이 되고 있다. 이에 원자력, 태양광, 풍력, 조력 등 다양한 전력 생산기술들에 대한 연구가 지속되고 있으며, 이렇게 생산된 에너지를 더욱 효율적으로 사용하기 위한 전력저장장치 또한 지대한 관심이 이어지고 있다.In recent years, the demand for environmentally friendly alternative energy sources has become an indispensable factor for the future, as the increase in the price of energy sources due to depletion of fossil fuels and the interest in environmental pollution are amplified. Various researches on power generation technologies such as nuclear power, solar power, wind power, and tidal power have been continuing, and electric power storage devices for more efficient use of such generated energy have also been attracting much attention.
특히, 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 전지에 대한 많은 연구가 행해지고 있다.Particularly, as technology development and demand for mobile devices are increasing, the demand for batteries as energy sources is rapidly increasing, and accordingly, a lot of researches on batteries that can meet various demands have been conducted.
대표적으로 전지의 형상 면에서는 얇은 두께로 휴대폰 등과 같은 제품들에 적용될 수 있는 각형 이차전지와 파우치형 이차전지에 대한 수요가 높고, 재료 면에서는 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성 등의 장점을 가진 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지 등과 같은 리튬 이차전지에 대한 수요가 높다.Typically, in terms of the shape of a battery, there is a high demand for a prismatic secondary battery and a pouch-type secondary battery which can be applied to products such as mobile phones with a small thickness, and has advantages such as high energy density, discharge voltage, There is a high demand for lithium secondary batteries such as lithium ion batteries and lithium ion polymer batteries.
또한, 이차전지는 양극, 음극, 및 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막이 적층된 구조의 전극조립체가 어떠한 구조로 이루어져 있는지에 따라 분류되기도 하는 바, 대표적으로는, 긴 시트형의 양극들과 음극들을 분리막이 개재된 상태에서 권취한 구조의 젤리-롤형(권취형) 전극조립체, 소정 크기의 단위로 절취한 다수의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 순차적으로 적층한 스택형(적층형) 전극조립체 등을 들 수 있으며, 최근에는, 상기 젤리-롤형 전극조립체 및 스택형 전극조립체가 갖는 문제점을 해결하기 위해, 상기 젤리-롤형과 스택형의 혼합 형태인 진일보한 구조의 전극조립체로서, 소정 단위의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 적층한 단위셀들을 분리필름 상에 위치시킨 상태에서 순차적으로 권취한 구조의 스택/폴딩형 전극조립체가 개발되었다.Also, the secondary battery is classified according to the structure of the electrode assembly having the positive electrode, the negative electrode, and the separator interposed between the positive electrode and the negative electrode. Typically, the long battery- A stacked (stacked) electrode assembly in which a plurality of positive electrodes and negative electrodes cut in a predetermined size unit are sequentially stacked with a separator interposed therebetween, the jelly-roll type (wound type) electrode assembly having a structure in which a separator is interposed; In recent years, in order to solve the problems of the jelly-roll type electrode assembly and the stack type electrode assembly, an electrode assembly having an advanced structure, which is a combination of the jelly-roll type and the stack type, A stack / folding type electrode having a structure in which unit cells stacked with a separator interposed between an anode and a cathode are sequentially wound while being placed on a separation film Developed body lip.
또한, 이차전지는 전지케이스의 형상에 따라, 전극조립체가 원통형 또는 각형의 금속 캔에 내장되어 있는 원통형 전지 및 각형 전지와, 전극조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장되어 있는 파우치형 전지로 분류된다.The secondary battery includes a cylindrical battery and a prismatic battery in which the electrode assembly is housed in a cylindrical or rectangular metal can according to the shape of the battery case, and a pouch type battery in which the electrode assembly is housed in a pouch-shaped case of an aluminum laminate sheet .
이러한 이차전지는 그것이 사용되는 외부기기의 종류에 따라, 단일 전지의 형태로 사용되기도 하고, 또는 다수의 단위전지들을 전기적으로 연결한 전지팩의 형태로 사용되기도 한다. 예를 들어, 휴대폰과 같은 소형 디바이스는 전지 1 개의 출력과 용량으로 소정의 시간 동안 작동이 가능한 반면에, 노트북 컴퓨터, 소형 PC 등의 경우에는 출력 및 용량의 문제로 다수의 원통형 전지들을 병렬 및 직렬방식으로 연결한 전지팩의 사용이 요구된다. Such a secondary battery may be used in the form of a single battery or in the form of a battery pack in which a plurality of unit cells are electrically connected to each other depending on the type of the external equipment. For example, a small device such as a cell phone can be operated for a predetermined time with a single battery output and capacity, while in the case of a notebook computer, a small-sized PC, etc., a plurality of cylindrical batteries can be connected in parallel and in series It is necessary to use a battery pack connected by a method.
일반적으로, 상기 원통형 전지는 용량 및 출력 측면에서 각형이나 폴리머 전지보다 바람직하다.In general, the cylindrical battery is preferable to a square type or a polymer battery in terms of capacity and output.
도 1에는 종래의 원통형 전지셀의 구조를 개략적으로 나타낸 수직 단면도가 도시되어 있다.1 is a vertical cross-sectional view schematically showing the structure of a conventional cylindrical battery cell.
도 1을 참조하면, 원통형 전지셀(100)은 권취형 구조의 전극조립체(120)를 원통형의 셀 케이스(130)에 수납하고, 셀 케이스(130) 내에 전해액을 주입한 후에, 셀 케이스(130)의 개방 상단에 캡 어셈블리(140)를 클램핑하여 결합함으로써, 제작한다.1, a
캡 어셈블리(140)는 상단 중앙부위(141)에 양극단자가 형성되어 있으며, 캡 어셈블리(140)의 상단 중앙부위(141)를 제외한 원통형 전지셀(100)의 나머지 부위는 음극단자를 형성한다.The
전극조립체(120)는 양극(121)과 음극(122), 및 분리막(123)을 차례로 적층하고 둥근 형태로 권취하여 제조된다. The
전극조립체(120)의 중앙 부위에 형성된 관통형의 권심부(150)에는 원통형의 센터 핀(160)이 삽입되어 있다. 센터 핀(160)은 일반적으로 소정의 강도를 부여하기 위해 금속 소재로 이루어져 있으며, 판재를 둥글게 절곡한 중공형의 원통형 구조로 이루어져 있다. 이러한 센터 핀(160)은 전극조립체(120)를 고정 및 지지하는 작용과 충방전 및 작동시 내부 반응에 의해 발생되는 가스를 방출하는 통로로서 작용한다. A
일반적으로, 노트북 컴퓨터, 소형 PC 등에 사용되는 전지팩은 다수의 원통형 전지들을 병렬 또는 직렬방식의 연결로 이루어진 전지셀 배열체에 보호회로 모듈(Protection Circuit Module: PCM)을 연결하여 팩 케이스 내지 케이스 부재의 내부에 탑재한 구조로 이루어져 있다.2. Description of the Related Art Generally, a battery pack used in a notebook computer, a small-sized PC, or the like includes a protection circuit module (PCM) connected to a battery cell array having a plurality of cylindrical batteries connected in parallel or in series, As shown in Fig.
이때, 상기 전지셀 배열체들은 금속 플레이트로 구성된 접속부재들이 각각의 전지셀들의 전극단자들에 용접에 의해 결합됨으로써, 상호간에 전기적으로 연결된다.At this time, the battery cell arrangements are electrically connected to each other by welding the connection members composed of metal plates to the electrode terminals of the respective battery cells.
여기서, 상기 접속부재들은 상호 간의 간섭을 최소화하고, 이로 인한 내부 단락의 문제점을 예방할 수 있도록, 극성에 따라 각각 원통형 전지셀의 서로 대향하는 상단 및 하단에 용접되어 결합된다.Here, the connection members are welded and coupled to the upper and lower ends of the cylindrical battery cells, respectively, in accordance with the polarities so as to minimize mutual interference and to prevent the problem of the internal short circuit.
그러나, 이러한 구조는 원통형 전지셀들의 서로 대향하는 상단과 하단에 모두 접속부재들이 위치함에 따라, 전지팩의 일부 구성 요소의 결합 및 배치 과정에서, 상기 구성 요소들이 원통형 전지셀들의 상단 내지 하단 부위에 설치되지 못하는 것과 같은 구조적 제한이 발생하게 된다.However, this structure is disadvantageous in that, in the process of assembling and arranging some of the components of the battery pack, as the connecting members are located at both the upper and lower ends of the cylindrical battery cells facing each other, And the same structural limitations as those that can not be installed occur.
또한, 이러한 구조로 원통형 전지셀들을 연결하는 용접 과정은, 상기 전지셀들의 캡 어셈블리가 위치하는 상단 또는 하단 중에서, 하나의 부위에 대한 접속부재의 용접이 완료된 이후에, 상기 전지셀들을 뒤집어서, 나머지 하단 부위에 대한 접속부재의 용접이 수행되어야 하므로, 상기 용접 과정이 상당히 번거롭고, 이에 소요되는 시간 및 비용이 증가하는 문제점이 있다.The welding process for connecting the cylindrical battery cells with such a structure may further include reversing the battery cells after the welding of the connecting member to one of the upper and lower ends of the battery cells, Since the welding of the connecting member to the lower end portion is performed, the welding process is considerably troublesome, and the time and cost are increased.
이에 대해, 원통형 전지셀들의 캡 어셈블리들이 위치하는 상단 부위와 같이, 동일한 부위에서, 양극단자 및 음극단자에 접속부재들이 결합되는 구조를 고려할 수 있으나, 상기 양극단자는 상대적으로 넓은 면적을 갖는 캡 어셈블리의 상단 중앙부위에 형성되는 반면에, 음극단자는 상기 캡 어셈블리의 상단 중앙부위를 제외한 나머지 부위 중에서, 상대적으로 좁은 면적을 갖는 클램핑부 상단면에 형성된다.On the contrary, it is possible to consider a structure in which the connection members are coupled to the positive electrode terminal and the negative electrode terminal at the same portion, such as the upper portion where the cap assemblies of the cylindrical battery cells are located, but the positive electrode terminal has the cap assembly having a relatively large area The cathode terminal is formed on the upper end surface of the clamping portion having a relatively narrow area among the remaining portions except the upper center portion of the cap assembly.
이에 따라, 상기 클램핑부 상단면에 대한 접속부재의 용접이 상대적으로 번거로우며, 이에 따른 용접 불량이 증가할 수 있으며, 이는 전지팩의 안전성을 저하시키는 요인으로 작용한다.Accordingly, the welding of the connecting member to the upper end surface of the clamping unit is relatively cumbersome and the welding defect may be increased, which causes the safety of the battery pack to deteriorate.
따라서, 이러한 문제점을 근본적으로 해결할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.Therefore, there is a high need for a technique capable of fundamentally solving such problems.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems of the prior art and the technical problems required from the past.
본 출원의 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, 이후 설명하는 바와 같이, 클램핑부의 상단 내주에, 제 1 전극단자 접속 플레이트에 용접되도록, 내측으로 돌출된 용접용 돌기부가 형성되도록 구성함으로써, 상기 용접용 돌기부를 통해, 클램핑부 상단면들에 대한 제 1 전극단자 접속 플레이트의 용접을 보다 용이하게 수행할 수 있으며, 이에 따라 상기 용접 과정에서 발생하는 용접 불량을 없애거나 최소화함으로써, 전지팩의 안전성을 향상시킬 수 있고, 캡 어셈블리의 상단에 대해, 제 1 전극단자 접속 플레이트와 제 2 전극단자 접속 플레이트를 모두 결합하도록 구성함으로써, 상기 캡 어셈블리의 상단에 대향하는 원통형 전지셀들의 하단 부위에, 전지팩을 구성하는 기타 구성 요소들을 위치시킬 수 있으므로, 전지팩의 구조를 보다 유연하게 구성할 수 있으며, 이에 따라, 디바이스 탑재부의 다양한 형상에 대한 제약을 용이하게 해소할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.The inventors of the present application have conducted intensive research and various experiments and have constructed a welding protrusion protruding inwardly to be welded to the first electrode terminal connection plate at the upper inner circumference of the clamping portion as described later , Welding of the first electrode terminal connection plate to the upper end surfaces of the clamping portion can be more easily performed through the welding projection, thereby eliminating or minimizing the weld defect occurring in the welding process, And the first electrode terminal connection plate and the second electrode terminal connection plate are both coupled to the upper end of the cap assembly so that the lower end portion of the cylindrical battery cells opposed to the upper end of the cap assembly , And other components constituting the battery pack can be positioned, so that the structure of the battery pack can be confirmed. The present invention has been accomplished on the basis of the fact that the present invention has been made in view of the above circumstances.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 원통형 전지팩은,According to an aspect of the present invention, there is provided a cylindrical battery pack,
원통형 캔의 개방된 일면에 캡 어셈블리가 결합되어 클램핑부를 형성하고, 상기 클램핑부의 상단면 및 캡 어셈블리의 상단 중앙부위에 각각 제 1 전극단자 및 제 2 전극단자를 형성하는 복수의 원통형 전지셀들; 및A plurality of cylindrical battery cells that form a clamping portion by being coupled to a cap assembly on an open side of the cylindrical can, and form first and second electrode terminals on the upper surface of the clamping portion and the upper center portion of the cap assembly, respectively; And
상기 원통형 전지셀들의 캡 어셈블리들이 동일한 방향을 향하도록 원통형 전지셀들이 측면 배열된 상태에서, 상기 전지셀들의 클램핑부 상단면들에 동시에 결합되는 제 1 전극단자 접속 플레이트;A first electrode terminal connection plate which is simultaneously coupled to the upper end surfaces of the clamping portions of the battery cells with the cylindrical battery cells side-arranged so that the cap assemblies of the cylindrical battery cells face in the same direction;
를 포함하고 있고,And,
상기 클램핑부의 상단 내주에는, 적어도 둘 이상의 부위에서, 상기 제 1 전극단자 접속 플레이트에 용접되도록, 내측으로 돌출된 용접용 돌기부가 형성되어 있는 구조일 수 있다.The inner periphery of the upper end of the clamping portion may have a structure in which welding protrusions protruded inward are formed on at least two portions so as to be welded to the first electrode terminal connection plate.
따라서, 상기 용접용 돌기부를 통해, 클램핑부 상단면들에 대한 제 1 전극단자 접속 플레이트의 용접을 보다 용이하게 수행할 수 있으며, 이에 따라 상기 용접 과정에서 발생하는 용접 불량을 없애거나 최소화함으로써, 전지팩의 안전성을 향상시킬 수 있고, 캡 어셈블리의 상단에 대해, 제 1 전극단자 접속 플레이트와 제 2 전극단자 접속 플레이트를 모두 결합하도록 구성함으로써, 상기 캡 어셈블리의 상단에 대향하는 원통형 전지셀들의 하단 부위에, 전지팩을 구성하는 기타 구성 요소들을 위치시킬 수 있으므로, 전지팩의 구조를 보다 유연하게 구성할 수 있으며, 이에 따라, 디바이스 탑재부의 다양한 형상에 대한 제약을 용이하게 해소할 수 있다.Therefore, it is possible to more easily perform welding of the first electrode terminal connection plate with respect to the upper end surfaces of the clamping portion through the welding projection, thereby eliminating or minimizing the weld defect occurring in the welding process, The first electrode terminal connection plate and the second electrode terminal connection plate are coupled to the upper end of the cap assembly so that the lower end portion of the cylindrical battery cells opposed to the upper end of the cap assembly It is possible to configure the structure of the battery pack more flexibly so that restrictions on various shapes of the device mounting portion can be easily solved.
하나의 구체적인 예에서, 상기 제 1 전극단자 접속 플레이트는, 판상형 구조로 이루어져 있고, 상기 원통형 전지셀의 제 2 전극단자를 제외한 클램핑부 상단면에 결합되도록, 상기 제 2 전극단자에 대응되는 부위에 제 1 관통홀이 천공되어 있는 구조일 수 있다.In one specific example, the first electrode terminal connection plate is formed in a plate-like structure, and is connected to the upper surface of the clamping portion except for the second electrode terminal of the cylindrical battery cell, And the first through hole may be formed in the structure.
따라서, 상기 제 1 전극단자 접속 플레이트는 상기 원통형 전지셀의 제 2 전극단자 또는, 상기 제 1 관통홀을 통과해, 제 2 전극단자에 접속 및 결합되는 제 2 전극단자 접속 플레이트와 서로 접촉 내지 간섭하지 않으며, 이에 따라, 상기 접촉 내지 간섭으로 인해 발생할 수 있는 내부 단락과 같은 문제점을 예방할 수 있다.Therefore, the first electrode terminal connection plate is connected to the second electrode terminal of the cylindrical battery cell or the second electrode terminal connection plate which is connected to and coupled to the second electrode terminal through the first through hole, Thereby preventing problems such as an internal short circuit that may occur due to the contact or interference.
이때, 상기 제 1 관통홀은 그것의 내주변 부위가 용접용 돌기부를 제외한 클램핑부 상단면에 접하도록, 상기 클램핑부의 상단 내주에 대응하는 크기로 이루어질 수 있다.At this time, the first through hole may have a size corresponding to the inner circumference of the upper end of the clamping portion so that the inner peripheral portion of the first through hole is in contact with the upper end surface of the clamping portion excluding the welding projection.
따라서, 제 1 전극단자 접속 플레이트는 제 1 관통홀의 내주변 부위가, 용접용 돌기부를 제외한 클램핑부 상단면의 전체 면적에 대면하여 접할 수 있으며, 이에 따라 상기 클램핑부 상단면에 대한 접촉 면적을 최대화함으로써 안정적인 전기적 연결 상태를 유지할 수 있다.Therefore, the inner peripheral portion of the first through-hole can be brought into contact with the entire area of the upper end surface of the clamping portion excluding the welding projection, thereby maximizing the contact area with respect to the upper end surface of the clamping portion Whereby a stable electrical connection state can be maintained.
한편, 상기 클램핑부는 원통형 캔의 개방된 일면에 캡 어셈블리가 안착된 상태에서, 상기 개방된 일면의 단부 부위가 내측으로 절곡되어 형성되고; Meanwhile, the clamping portion may be formed by bending an end portion of the open side of the cylindrical can in a state where the cap assembly is seated on one opened side of the cylindrical can,
상기 개방된 일면의 단부 부위는, 상기 제 1 전극단자 접속 플레이트에 용접되는 용접용 돌기부를 형성하도록, 적어도 둘 이상의 부위가 캡 어셈블리의 결합 방향으로 연장 돌출되어 있는 구조일 수 있다.The open end portion of the one surface may have a structure in which at least two portions are extended and protruded in the coupling direction of the cap assembly so as to form a welding protrusion to be welded to the first electrode terminal connection plate.
다시 말해, 상기 용접용 돌기부는 원통형 캔의 개방된 일면 단부 부위에 돌출된 형태로서, 상기 원통형 캔의 개방된 일면 단부 부위가 내측으로 절곡되어 클램핑부를 형성함으로써, 상기 클램핑부의 상단면 내주로부터 내측으로 돌출된 구조로 형성될 수 있다.In other words, the welding protrusions protrude from the open end portion of the cylindrical can, and the open end portion of the cylindrical can is bent inward to form a clamping portion, so that the clamping portion is formed inward from the inner periphery of the upper surface of the clamping portion And may be formed as a protruded structure.
따라서, 상기 용접용 돌기부는 원통형 캔과 일체형 구조로 이루어져 있어, 우수한 구조적 안정성을 발휘할 수 있으며, 상기 클램핑부의 형성 과정에서, 별도의 공정 없이 보다 용이하게 형성될 수 있다.Therefore, the welding protrusions are integrally formed with the cylindrical can, so that they can exhibit excellent structural stability and can be easily formed without any additional process in the process of forming the clamping portion.
하나의 구체적인 예에서, 상기 용접용 돌기부가 돌출된 길이는, 제 2 전극단자에 접하지 않는 범위에서, 제 1 관통홀의 직경에 대해 0.1% 내지 10%의 크기일 수 있다.In one specific example, the protruding length of the welding protrusion may be 0.1% to 10% of the diameter of the first through hole within a range not contacting the second electrode terminal.
만일, 상기 용접용 돌기부의 돌출된 길이가 제 1 관통홀의 직경에 대해 0.1% 미만일 경우에는, 상기 용접용 돌기부의 길이가 지나치게 짧아, 제 1 전극단자 접속 플레이트의 제 1 관통홀 내주변 부위에 대한 용접이 용이하지 않을 수 있다.If the protruding length of the welding protrusion is less than 0.1% with respect to the diameter of the first through hole, the length of the welding protrusion is excessively short, Welding may not be easy.
이와 반대로, 상기 용접용 돌기부의 돌출된 길이가 제 1 관통홀의 직경에 대해 10%를 초과할 경우에는, 상기 돌출된 용접용 돌기부의 단부가 제 2 전극단자, 또는 상기 제 2 전극단자에 접속되는 제 2 전극단자 접속 플레이트에 접해 내부 단락을 일으킬 수 있다. On the contrary, when the protruding length of the welding protrusion exceeds 10% of the diameter of the first through hole, the end of the protruding welding protrusion is connected to the second electrode terminal or the second electrode terminal It may cause an internal short circuit in contact with the second electrode terminal connection plate.
또한, 상기 용접용 돌기부가 돌출된 방향에 수직인 폭은, 클램핑부의 내주의 길이를 기준으로 1% 내지 10%의 크기일 수 있다.The width perpendicular to the direction in which the welding projection protrudes may be 1% to 10% of the length of the inner circumference of the clamping portion.
만일, 상기 용접용 돌기부의 폭이 클램핑부의 내주의 길이를 기준으로 1% 미만일 경우에는, 상기 용접용 돌기부의 폭이 지나치게 작아, 제 1 전극단자 접속 플레이트의 제 1 관통홀 내주변 부위에 대한 용접이 용이하지 않을 수 있다.If the width of the projection for welding is less than 1% based on the length of the inner circumference of the clamping portion, the width of the projection for welding is too small to weld the peripheral portion of the first electrode terminal connection plate in the first through- May not be easy.
이와 반대로, 상기 용접용 돌기부의 폭이 클램핑부의 내주의 길이를 기준으로 10%를 초과할 경우에는, 상기 용접용 돌기부의 폭이 불필요하게 커져 다른 구성 요소들에 대한 간섭을 일으킬 수 있고, 이로 인해 전지팩의 구성이 용이하지 않을 수 있다.On the contrary, when the width of the welding projection exceeds 10% based on the length of the inner circumference of the clamping portion, the width of the welding projection becomes unnecessarily large and can cause interference to other components, The configuration of the battery pack may not be easy.
한편, 상기 둘 이상의 용접용 돌기부들은, 평면상으로 클램핑부의 내주 중심을 기준으로, 대칭 구조를 이루도록 위치하는 구조일 수 있다.The two or more welding protrusions may be arranged to be symmetrical with respect to the center of the inner periphery of the clamping portion in a plan view.
따라서, 상기 제 1 전극단자 접속 플레이트에 용접된 용접용 돌기부들에 인가되는 물리적 응력이 일측의 용접용 돌기부에 집중되는 현상을 방지할 수 있으며, 이에 따라 상기 용접 구조에 대한 안정성을 향상시킬 수 있다.Accordingly, it is possible to prevent the physical stress applied to the welding protrusions welded to the first electrode terminal connection plate from concentrating on the welding protrusions on one side, thereby improving the stability of the welding structure .
또한, 상기 제 1 전극단자 접속 플레이트는 구리, 알루미늄, 니켈, 구리 합금, 알루미늄 합금, 및 니켈 합금으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 금속으로 이루어질 수 있다.The first electrode terminal connection plate may be made of at least one metal selected from the group consisting of copper, aluminum, nickel, a copper alloy, an aluminum alloy, and a nickel alloy.
그러나, 상기 클램핑부의 용접용 돌기부들에 용이하게 용접에 의해 결합될 수 있고, 원통형 전지셀의 제 1 전극단자들을 접속함으로써 원활한 통전을 이룰 수 있는 것이라면, 상기 제 1 전극단자 접속 플레이트의 소재가 이에 제한되는 것은 아니며, 보다 상세하게는 경제성, 취급의 용이성, 성형성 등을 고려하여 적절히 선택될 수 있다.However, if the first electrode terminal connection plate can be easily welded to the welding protrusions of the clamping portion and smooth electricity can be obtained by connecting the first electrode terminals of the cylindrical battery cell, It is not limited and can be appropriately selected in consideration of economy, ease of handling, moldability, and the like.
하나의 구체적인 예에서, 상기 전지팩은,In one specific example, the battery pack includes:
상기 원통형 전지셀의 캡 어셈블리에 대향하는 제 1 전극단자 접속 플레이트의 상면에 위치하며, 상기 캡 어셈블리의 상단 중앙부위에 형성된 제 2 전극단자들을 접속하도록, 캡 어셈블리의 상단 중앙부위에 동시에 결합되는 제 2 전극단자 접속 플레이트; 및A first electrode terminal connection plate disposed on an upper surface of the cap assembly, and a second electrode terminal connection plate disposed on an upper surface of the first electrode terminal connection plate opposite to the cap assembly of the cylindrical battery cell, A two-electrode terminal connection plate; And
상기 제 1 전극단자 접속 플레이트와 제 2 전극단자 접속 플레이트를 절연시키도록, 상기 제 1 전극단자 접속 플레이트와 제 2 전극단자 접속 플레이트 사이에 개재되는 절연 부재; An insulating member interposed between the first electrode terminal connection plate and the second electrode terminal connection plate to insulate the first electrode terminal connection plate and the second electrode terminal connection plate;
를 더 포함하는 구조일 수 있다.As shown in Fig.
다시 말해, 상기 전지팩은 제 1 전극단자 접속 플레이트와 동일한 캡 어셈블리의 상단에서 접속되는 제 2 전극단자 접속 플레이트를 포함함으로써, 상기 캡 어셈블리의 상단에 대향하는 원통형 전지셀들의 하단 부위에, 전지팩을 구성하는 기타 구성 요소들을 위치시킬 수 있으며, 이에 따라, 상기 전지팩의 구조를 보다 유연하게 구성할 수 있으므로, 디바이스 탑재부의 다양한 형상에 대한 제약을 용이하게 해소할 수 있다.In other words, the battery pack includes a second electrode terminal connection plate connected to the upper end of the same cap assembly as the first electrode terminal connection plate, so that the battery pack can be mounted on the lower end portion of the cylindrical battery cells facing the upper end of the cap assembly, So that the structure of the battery pack can be made more flexible, so that restrictions on various shapes of the device mounting portion can be easily solved.
이러한 경우에, 상기 제 2 전극단자 접속 플레이트는 캡 어셈블리의 상단 중앙부위에 형성된 제 2 전극단자에 대응되는 접속 부위가, 상기 제 2 전극단자에 대면하여 결합되도록, 하향 돌출되어 있는 구조일 수 있다.In this case, the second electrode terminal connection plate may have a structure in which the connection portion corresponding to the second electrode terminal formed at the upper center portion of the cap assembly protrudes downward so as to be coupled to the second electrode terminal .
따라서, 상기 캡 어셈블리의 상단 중앙부위에 형성된 제 2 전극단자에 대응되는 제 2 전극단자 접속 플레이트의 접속 부위는 제 1 전극단자 접속 플레이트에 천공된 제 1 관통홀을 통해 하향 돌출되어, 캡 어셈블리의 상단 중앙부위에 형성된 제 2 전극단자에 보다 용이하게 대면하여 결합될 수 있다.Therefore, the connection portion of the second electrode terminal connection plate corresponding to the second electrode terminal formed at the upper center portion of the cap assembly is protruded downward through the first through-hole drilled in the first electrode terminal connection plate, The second electrode terminal formed on the upper central portion can be more easily coupled to the second electrode terminal.
이때, 상기 제 2 전극단자 접속 플레이트는, 수평 단면상으로 캡 어셈블리의 상단 중앙부위에 형성된 제 2 전극단자에 대응되는 접속 부위의 크기가, 제 1 전극단자 접속플레이트에 천공된 제 1 관통홀의 내주 부위의 크기에 대해, 50% 내지 90%일 수 있다.At this time, the second electrode terminal connection plate has a horizontal cross-sectional shape in which a size of a connection portion corresponding to a second electrode terminal formed at an upper center portion of the cap assembly is larger than an inner peripheral portion of a first through- To 50% to 90% of the size of the substrate.
만일, 상기 캡 어셈블리의 상단 중앙부위에 형성된 제 2 전극단자에 대응되는 제 2 전극단자 접속 플레이트의 접속 부위의 크기가 상기 범위를 벗어나, 지나치게 작을 경우에는, 상기 제 2 전극단자에 대한 안정적인 용접 강도를 발휘하지 못할 수 있으며, 이에 따라 전지팩의 구조적 안정성이 저하될 수 있다.If the size of the connection portion of the second electrode terminal connection plate corresponding to the second electrode terminal formed at the upper center portion of the cap assembly is too small beyond the above range, the stable welding strength to the second electrode terminal So that the structural stability of the battery pack may be deteriorated.
이와 반대로, 상기 캡 어셈블리의 상단 중앙부위에 형성된 제 2 전극단자에 대응되는 제 2 전극단자 접속 플레이트의 접속 부위의 크기가 상기 범위를 벗어나, 지나치게 클 경우에는, 상기 하향 돌출된 제 2 전극단자 접속 플레이트의 접속 부위가 제 1 전극단자 접속 플레이트의 제 1 관통홀의 내주변 부위와 직접 접촉함으로써, 내부 단락이 발생할 수 있는 문제점이 있다.On the contrary, when the size of the connection portion of the second electrode terminal connection plate corresponding to the second electrode terminal formed at the upper center portion of the cap assembly is out of the above range and excessively large, the downwardly protruding second electrode terminal connection There is a problem that an internal short circuit may occur due to the contact portion of the plate directly contacting the inner peripheral portion of the first through hole of the first electrode terminal connection plate.
하나의 구체적인 예에서, 상기 절연 부재는 평면 구조가 제 1 전극단자 접속 플레이트와 동일한 구조로 이루어진 전기절연성 시트일 수 있다.In one specific example, the insulating member may be an electrically insulating sheet whose planar structure has the same structure as the first electrode terminal connecting plate.
더욱 구체적으로, 상기 절연 부재는 제 1 전극단자 접속 플레이트의 제 1 관통홀에 대응되는 부위에, 상기 제 1 관통홀과 연통되는 제 2 관통홀이 천공되어 있으며;More specifically, the insulating member has a second through-hole communicating with the first through-hole at a portion corresponding to the first through-hole of the first electrode terminal connection plate;
상기 제 2 관통홀의 크기는 제 1 관통홀의 크기에 대해 50% 내지 90%일 수 있다.The size of the second through hole may be 50% to 90% with respect to the size of the first through hole.
즉, 상기 절연 부재는 전기절연성 시트로서, 평면 구조가 제 1 전극단자 접속 플레이트와 동일한 구조로 이루어져 있으며, 보다 상세하게는, 상기 제 1 전극단자 접속 플레이트의 제 1 관통홀에 연통되는 제 2 관통홀이 천공되어 있는 구조일 수 있다.That is, the insulating member is an electrically insulating sheet having a planar structure in the same structure as the first electrode terminal connecting plate, and more specifically, a second through-hole communicating with the first through- The hole may be a perforated structure.
이때, 상기 절연 부재에 천공되어 있는 제 2 관통홀은, 상기 제 1 관통홀을 통한 제 1 전극단자 접속 플레이트와 제 2 전극단자 접속 플레이트의 직접적인 접촉 및 이로 인한 내부 단락을 방지할 수 있도록, 상기 제 1 전극단자 접속 플레이트의 제 1 관통홀에 비해 작은 크기로 이루어질 수 있으며, 보다 상세하게는, 상기 절연 부재에 천공되어 있는 제 2 관통홀의 크기는, 캡 어셈블리의 상단 중앙부위에 형성된 제 2 전극단자와 접속하도록 하향 돌출된 제 2 전극단자 접속 플레이트의 접속 부위를 간섭하지 않는 범위에서, 상기 제 1 전극단자 접속 플레이트의 제 1 관통홀의 크기에 대해 50 내지 90%의 크기일 수 있다.In this case, the second through-hole formed in the insulating member may be formed to prevent direct contact between the first electrode terminal connection plate and the second electrode terminal connection plate through the first through-hole, The size of the second through hole formed in the insulating member may be smaller than that of the first through hole formed in the first electrode terminal connecting plate. The first electrode terminal connection plate may have a size ranging from 50 to 90% of the size of the first through-hole, so long as the first electrode terminal connection plate does not interfere with the connecting portion of the downwardly projecting second electrode terminal connection plate.
또한, 상기 절연성 시트는, 제 1 전극단자 접속 플레이트 및 제 2 전극단자 접속 플레이트에 각각 대면하는 양면 중에서, 적어도 일면에 접착성 물질이 부가되어 있는 구조일 수 있다.The insulating sheet may have a structure in which an adhesive material is added to at least one surface of the both surfaces facing the first electrode terminal connection plate and the second electrode terminal connection plate.
따라서, 상기 절연성 시트는 제 1 전극단자 접속 플레이트와 제 2 전극단자 접속 플레이트 사이에서의 유동을 억제할 수 있으며, 상기 절연성 시트의 유동으로 인한 전극단자 접속 플레이트들의 직접적인 접촉 및 이에 따른 내부 단락을 보다 효과적으로 예방할 수 있다.Therefore, the insulating sheet can suppress the flow between the first electrode terminal connection plate and the second electrode terminal connection plate, and the direct contact of the electrode terminal connection plates due to the flow of the insulating sheet, Can be effectively prevented.
상기 구성 내지 구조를 제외한 전지팩의 나머지 구성 내지 구조는 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.The remaining structure and structure of the battery pack other than the above-described structure and structure are well known in the art, so a detailed description thereof will be omitted herein.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 원통형 전지팩은, 클램핑부의 상단 내주에, 제 1 전극단자 접속 플레이트에 용접되도록, 내측으로 돌출된 용접용 돌기부가 형성되도록 구성함으로써, 상기 용접용 돌기부를 통해, 클램핑부 상단면들에 대한 제 1 전극단자 접속 플레이트의 용접을 보다 용이하게 수행할 수 있으며, 이에 따라 상기 용접 과정에서 발생하는 용접 불량을 없애거나 최소화함으로써, 전지팩의 안전성을 향상시킬 수 있고, 캡 어셈블리의 상단에 대해, 제 1 전극단자 접속 플레이트와 제 2 전극단자 접속 플레이트를 모두 결합하도록 구성함으로써, 상기 캡 어셈블리의 상단에 대향하는 원통형 전지셀들의 하단 부위에, 전지팩을 구성하는 기타 구성 요소들을 위치시킬 수 있으므로, 전지팩의 구조를 보다 유연하게 구성할 수 있으며, 이에 따라, 디바이스 탑재부의 다양한 형상에 대한 제약을 용이하게 해소할 수 있는 효과가 있다.As described above, the cylindrical battery pack according to the present invention is configured such that a welding projection protruding inward is formed on the inner periphery of the upper end of the clamping portion so as to be welded to the first electrode terminal connection plate, , Welding of the first electrode terminal connection plate to the upper end surfaces of the clamping portion can be performed more easily, thereby eliminating or minimizing the weld defect occurring in the welding process, thereby improving the safety of the battery pack And the first electrode terminal connection plate and the second electrode terminal connection plate are both coupled to the upper end of the cap assembly so that the other electrode terminal connection plate is connected to the lower end of the cylindrical battery cells facing the upper end of the cap assembly, Since the components can be positioned, the structure of the battery pack can be made more flexible, Depending on, there is an effect capable of easily eliminating the restrictions on the variety of the shape of the mounting device.
도 1은 종래의 원통형 전지셀의 구조를 개략적으로 나타낸 수직 단면도이다;
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지팩의 구조를 개략적으로나타낸 모식도이다;
도 3은 도 2의 제 1 전극단자 접속 플레이트가 원통형 전지셀들의 캡어셈블리들에 결합된 구조를 개략적으로 나타낸 평면도이다;
도 4는 도 2의 전지팩의 구조를 개략적으로 나타낸 수직 단면도이다.1 is a vertical cross-sectional view schematically showing the structure of a conventional cylindrical battery cell;
2 is a schematic view schematically showing a structure of a battery pack according to an embodiment of the present invention;
3 is a plan view schematically illustrating the structure in which the first electrode terminal connection plate of FIG. 2 is coupled to the cap assemblies of the cylindrical battery cells;
4 is a vertical cross-sectional view schematically showing the structure of the battery pack of FIG.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 도면들을 참조하여 본 발명을 더욱 상술하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings according to the embodiments of the present invention, but the scope of the present invention is not limited thereto.
도 2에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지팩의 구조를 개략적으로나타낸 모식도가 도시되어 있다.2 is a schematic view schematically showing the structure of a battery pack according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 전지팩(200)은 원통형 전지셀(210)의 캡 어셈블리(211)가 위치하는 상단에 제 1 전극단자 접속 플레이트(210), 제 2 전극단자 접속 플레이트(240) 및 절연 부재(250)가 결합됨으로써 형성된다.2, the
제 1 전극단자 접속 플레이트(210)는 판상형 구조로서, 원통형 전지셀(210)의 캡 어셈블리(211)의 상단 중앙부위에 형성되는 제 2 전극단자에 대응되는 부위에 복수의 제 1 관통홀(221)이 천공되어 있다.The first electrode
절연 부재(240)는 제 1 전극단자 접속 플레이트(210)의 제 1 관통홀(221)에 대응되는 부위에 동일한 형상의 제 2 관통홀(241)이 천공되어 있는 시트 형상으로 이루어져 있다.The insulating
제 2 전극단자 접속 플레이트(230)는 절연 부재(240)를 사이에 두고 제 1 전극단자 접속 플레이트(220)의 상면에 결합된다.The second electrode
원통형 전지셀(210)은 원통형 캔(212)의 개방된 상면에 캡 어셈블리(211)가 결합되어 밀봉되는 구조로서, 원통형 캔(212)의 개방된 상면 단부 부위에는 2개의 용접용 돌기부(212a)가 서로 대칭되는 위치에서 상향 돌출되어 있다.The
따라서, 원통형 캔(212)의 개방된 상면에 캡 어셈블리(211)가 결합되어 클램핑부를 형성하는 과정에서, 용접용 돌기부(212a)는 원통형 캔(212)의 개방된 상면의 단부 부위와 함께 절곡되어, 클램핑부의 상단 내주로부터 내측으로 돌출된 구조로 형성된다.Therefore, in the process of forming the clamping portion by coupling the
도 3에는 도 2의 제 1 전극단자 접속 플레이트가 원통형 전지셀들의 캡어셈블리들에 결합된 구조를 개략적으로 나타낸 평면도가 도시되어 있다.FIG. 3 is a plan view schematically illustrating a structure in which the first electrode terminal connection plate of FIG. 2 is coupled to cap assemblies of cylindrical battery cells.
도 3을 참조하면, 원통형 전지셀(210)의 캡 어셈블리(211)의 상단 중앙부위에는 제 2 전극단자(213)가 형성되어 있으며, 제 2 전극단자(213)를 제외한 나머지 부위 중에서, 클램핑부의 상단면(214)에는 제 1 전극단자가 형성되어 있다.3, a
제 1 전극단자 접속 플레이트(220)는 제 2 전극단자(213)에 대응되는 부위에 원형의 제 1 관통홀(221)이 천공되어 있다.The first electrode
제 1 전극단자 접속 플레이트(220)에 천공된 제 1 관통홀(221)은 클램핑부의 상단면(214) 내주에 대응되는 크기로 이루어져 있으며, 용접용 돌기부(212a)는 클램핑부의 상단면(214) 내주로부터 제 2 전극단자(213)를 향해 내측으로 돌출되어 있다.The first through
따라서, 제 1 전극단자 접속 플레이트(220)에 천공된 제 1 관통홀(221)의 내주변 부위는 용접용 돌기부(212a)를 제외한 클램핑부 상단면(214)에 접하는 구조로 이루어지며, 이에 따라, 용접용 돌기부(212a)를 통해 클램핑부 상단면(214)에 대한 제 1 전극단자 접속 플레이트(220)의 용접이 보다 용이하게 이루어질 수 있다.The inner peripheral portion of the first through
도 4에는 도 2의 전지팩의 구조를 개략적으로 나타낸 수직 단면도가 도시되어 있다.4 is a vertical cross-sectional view schematically showing the structure of the battery pack of FIG.
도 4를 참조하면, 제 1 전극단자 접속 플레이트(220)는 원통형 전지셀(210)의 제 1 전극단자를 형성하는 클램핑부 상단면(214)에 접해 있으며, 제 1 관통홀(221)은 내주변 부위가 클램핑부 상단면(214)의 내주에 대응되는 크기로 형성되어 있다.4, the first electrode
클램핑부 상단면(214)의 내주에 형성되어 있는 용접용 돌기부(212a)는 제 1 전극단자 접속 플레이트(220)의 제 1 관통홀(221)에 비해 내측으로 돌출되어 있다.The
따라서, 제 1 전극단자 접속 플레이트(220)의 제 1 관통홀(221)의 내주변 부위는 용접용 돌기부(212a)를 통해, 클램핑부 상단면(214)에 대해, 보다 용이하게 용접을 수행할 수 있다.Therefore, the inner peripheral portion of the first through
절연 부재(240)는 제 1 전극단자 접속 플레이트(220)의 상면에서, 제 2 전극단자 접속 플레이트(230)와의 사이에 개재되어 있으며, 제 1 전극단자 접속 플레이트(220)의 제 1 관통홀(221)에 비해 상대적으로 작은 크기로 이루어진 제 2 관통홀(241)을 포함하고 있다.The insulating
따라서, 제 2 전극단자 접속 플레이트(230)와 제 1 전극단자 접속 플레이트(220) 사이를 안정적으로 절연시킬 수 있다.Therefore, the second electrode
제 2 전극단자 접속 플레이트(230)는 원통형 전지셀(210)의 제 2 전극단자(213)에 결합되는 접속 부위(231)가 절연 부재(240)의 제 2 관통홀(241) 및 제 1 전극단자 접속 플레이트(220)의 제 1 관통홀(221)을 통해 하향 돌출되어, 원통형 전지셀(210)의 제 2 전극단자(213)에 접속된 구조로 이루어져 있다.The second electrode
이상 본 발명의 실시예 및 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 상기 내용을 바탕을 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation, It will be possible.
Claims (14)
상기 원통형 전지셀들의 캡 어셈블리들이 동일한 방향을 향하도록 원통형 전지셀들이 측면 배열된 상태에서, 상기 전지셀들의 클램핑부 상단면들에 동시에 결합되는 제 1 전극단자 접속 플레이트;
를 포함하고 있고,
상기 클램핑부의 상단 내주에는, 적어도 둘 이상의 부위에서, 상기 제 1 전극단자 접속 플레이트에 용접되도록, 내측으로 돌출된 용접용 돌기부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.A plurality of cylindrical battery cells that form a clamping portion by being coupled to a cap assembly on an open side of the cylindrical can, and form first and second electrode terminals on the upper surface of the clamping portion and the upper center portion of the cap assembly, respectively; And
A first electrode terminal connection plate which is simultaneously coupled to the upper end surfaces of the clamping portions of the battery cells with the cylindrical battery cells side-arranged so that the cap assemblies of the cylindrical battery cells face in the same direction;
And,
Wherein a welding protrusion protruding inward is formed on the inner periphery of the upper end of the clamping portion so as to be welded to the first electrode terminal connection plate in at least two or more portions.
상기 클램핑부는 원통형 캔의 개방된 일면에 캡 어셈블리가 안착된 상태에서, 상기 개방된 일면의 단부 부위가 내측으로 절곡되어 형성되고;
상기 개방된 일면의 단부 부위는, 상기 제 1 전극단자 접속 플레이트에 용접되는 용접용 돌기부를 형성하도록, 적어도 둘 이상의 부위가 캡 어셈블리의 결합 방향으로 연장 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.The method according to claim 1,
Wherein the clamping portion is formed by bending an end portion of the one open side inwardly with the cap assembly being seated on one open side of the cylindrical can;
Wherein at least two portions of the open end of the one surface extend to protrude in the coupling direction of the cap assembly so as to form a welding protrusion to be welded to the first electrode terminal connection plate.
상기 원통형 전지셀의 캡 어셈블리에 대향하는 제 1 전극단자 접속 플레이트의 상면에 위치하며, 상기 캡 어셈블리의 상단 중앙부위에 형성된 제 2 전극단자들을 접속하도록, 캡 어셈블리의 상단 중앙부위에 동시에 결합되는 제 2 전극단자 접속 플레이트; 및
상기 제 1 전극단자 접속 플레이트와 제 2 전극단자 접속 플레이트를 절연시키도록, 상기 제 1 전극단자 접속 플레이트와 제 2 전극단자 접속 플레이트 사이에 개재되는 절연 부재;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전지팩.The battery pack according to claim 1,
A first electrode terminal connection plate disposed on an upper surface of the cap assembly, and a second electrode terminal connection plate disposed on an upper surface of the first electrode terminal connection plate opposite to the cap assembly of the cylindrical battery cell, A two-electrode terminal connection plate; And
An insulating member interposed between the first electrode terminal connection plate and the second electrode terminal connection plate to insulate the first electrode terminal connection plate and the second electrode terminal connection plate;
Wherein the battery pack further comprises:
상기 절연 부재는 제 1 전극단자 접속 플레이트의 제 1 관통홀에 대응되는 부위에, 상기 제 1 관통홀과 연통되는 제 2 관통홀이 천공되어 있으며;
상기 제 2 관통홀의 크기는 제 1 관통홀의 크기에 대해 50% 내지 90%인 것을 특징으로 하는 전지팩.13. The method of claim 12,
Wherein the insulating member has a second through-hole communicating with the first through-hole at a portion corresponding to the first through-hole of the first electrode terminal connecting plate;
And the size of the second through hole is 50% to 90% with respect to the size of the first through hole.
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110120487A (en) * | 2019-05-17 | 2019-08-13 | 河南顺之航能源科技有限公司 | A kind of single fillet welded battery modules and preparation method thereof |
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2017
- 2017-02-13 KR KR1020170019245A patent/KR102265846B1/en active IP Right Grant
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