KR20180115485A - 후크식 체결구조를 구비한 탑-캡 하우징을 포함한 전지팩 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 적어도 1 이상의 양극, 분리막, 음극을 포함하고 있는 전극조립체가 전해액과 함께 전지케이스의 내부에 밀봉되어 있고 상단면에 제 1 및 제 2 전극단자들이 형성되어 있는 전지셀; 상기 전지셀의 제 2 전극단자가 노출될 수 있도록 개구가 형성되어 있고, 전지셀의 상단면에 장착되는 전기절연성의 미들-캡(middle cap); 보호회로가 형성되어 있고 상기 미들-캡 상에 탑재되는 보호회로 기판(PCB)을 구비하고 있는 보호회로모듈(PCM); 및 상기 미들-캡에 탑재된 보호회로 기판과 미들-캡의 측면들을 감싸면서 전지셀의 상단부를 덥도록 구성된 탑-캡 하우징(top cap housing);을 포함하고,
상기 미들-캡은 상단의 중심축에 대한 수평 단면 상으로, 제 1 장변, 제 2 장변, 제 1 단변 및 제 2 단변을 포함하고 있고, 상기 각각의 제 1 장변 및 제 2 장변으로부터 연장되어 있는 제 1 측면 및 제 2 측면이 형성되어 있으며, 상기 각각의 제 1 단변 및 제 2 단변으로부터 연장되어 있는 제 3 측면 및 제 4 측면이 형성되어 있고,
상기 미들-캡의 각각의 제 3 측면 및 제 4 측면과 대면하고 있는 탑-캡 하우징의 내면에는 미들-캡과의 결합을 위한 체결 구조가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지팩을 제공한다.
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Description
본 발명은 후크식 체결구조를 구비한 탑-캡 하우징을 포함한 전지팩 에 관한 것이다.
최근, 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.
한편, 최근 사용량이 증가하고 있는 이차전지는, 전지의 형상 면에서 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.
또한, 이차전지는 전지케이스의 형상에 따라, 전극조립체가 원통형의 금속 캔에 내장되어 있는 원통형 전지, 각형의 금속 캔에 내장되어 있는 각형 전지, 및 전극조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장되어 있는 파우치형 전지로 분류된다.
구체적으로, 도 1에는 종래의 각형 전지팩의 분해 사시도가 모식적으로 도시되어 있다.
도 1를 참조하면, 각형 전지팩(10)은, 전극조립체(도시하지 않음)가 전해액과 함께 전지케이스(18) 내부에 밀봉되어 있는 전지셀(11), 전지케이스(18)의 개방 상단에 결합되어 있는 탑 플레이트(17), 과충전 등의 비정상인 상태를 효과적으로 제어하는 PCM 어셈블리(12), 상부에 PCM 어셈블리(12)가 탑재되며 전지셀(11)의 탑 플레이트(17)의 상단면에 장착되는 절연성 장착부재(13), PCM 어셈블리(12)가 탑재된 상태에서 절연성 장착부재(13)를 감싸면서 전지셀(11)의 상단부에 결합되는 절연성 탑 캡(14), 전지셀(11)의 하단부에 결합되는 절연성 하단 캡(15), 및 전지셀(11)의 외면을 감싸며 부착되는 외장 필름(16)을 포함하는 구조로 이루어져 있다.
한편, 최근 두께가 얇은 휴대폰이 인기가 높아짐에 따라, 휴대폰에 구비되는 구성들의 소형화에 대한 기술들이 개발되고 있다. 그 중, 휴대폰에 큰 부피를 차지하는 전지팩은 휴대폰과 유사한 판상형 형태를 가지고 있는 바, 이러한 전지팩의 두께를 줄이는 것이 휴대폰의 두께를 줄이는데 주요 요소로 작용하게 되었다. 이처럼, 휴대폰이 점점 얇아지는 경향에 따라 종래기술의 각형 전지팩의 경우에도 두께가 얇은 전지팩의 요구가 높아지고 있다.
도 2에는 종래의 각형 전지팩의 상단부를 나타낸 일측 단면도가 도시되어 있다.
도 2를 참조하면, 종래기술의 전지팩(20)은 전지셀(21)의 상단면에 위치한 절연성 장착부재(23), 및 PCM 어셈블리(22)가 탑재된 상태에서 절연성 장착부재(23)를 감싸면서 전지셀(21)의 상단부에 결합되는 절연성 탑 캡(24)을 포함하고 있다. 또한, 종래기술의 절연성 장착부재(23)에는 절연성 탑 캡(24)과 결합하기 위해 결합 돌기들(26, 27)이 형성되어 있었고, 이러한 결합 돌기들(26, 27)과 맞물려 결합되기 위한 체결홈들(28, 29)이 절연성 상단 캡(24)에 형성되어 있었다.
그러나, 종래기술의 절연성 탑 캡과 절연성 장착부재에 안정적인 결합력을 발휘하기 위해서는 절연성 장착부재의 외부 방향으로 소정 길이로 돌출된 결합 돌기와 이와 대응되는 내면을 가진 소정 깊이의 체결홈이 구비될 필요가 있었고, 이러한 체결구조를 형성하기 위해서는 전지팩의 두께 방향에서의 절연성 탑 캡의 측벽들의 두께를 일정 이상 얇게 형성시키는 것이 어려웠고, 이에 따라, 절연성 상단 캡의 전지팩의 두께 방향의 크기를 축소시키는데 한계를 가지게 되어 좀더 얇은 전지팩을 구현하는데 제한을 가져다 주었다.
따라서, 이러한 종래기술의 문제점을 해소하면서, 전지셀 상단부에 탑재되는 부재들을 상호간 안정적으로 결합시킴과 동시에 전지팩의 두께를 효과적으로 줄일 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 출원의 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, 이후 설명하는 바와 같이, 본 발명의 전지팩은, 미들-캡의 각각의 제 1 단변 및 제 2 단변으로부터 연장되어 있는 제 3 측면 및 제 4 측면과 대면하고 있는 탑-캡 하우징의 내면에는 미들-캡과의 결합을 위한 체결 구조가 형성되어 있을 경우, 전지셀 상단부에 탑재되는 부재들을 상호간 안정적으로 결합하는 동시에 전지팩의 두께를 효과적으로 줄일 수 있는 것을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
상기한 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 따른 전지팩은,
적어도 1 이상의 양극, 분리막, 음극을 포함하고 있는 전극조립체가 전해액과 함께 전지케이스의 내부에 밀봉되어 있고 상단면에 제 1 및 제 2 전극단자들이 형성되어 있는 전지셀;
상기 전지셀의 제 2 전극단자가 노출될 수 있도록 개구가 형성되어 있고, 전지셀의 상단면에 장착되는 전기절연성의 미들-캡(middle cap);
보호회로가 형성되어 있고 상기 미들-캡 상에 탑재되는 보호회로 기판(PCB)을 구비하고 있는 보호회로모듈(PCM); 및
상기 미들-캡에 탑재된 보호회로 기판과 미들-캡의 측면들을 감싸면서 전지셀의 상단부를 덥도록 구성된 탑-캡 하우징(top cap housing);
을 포함하고,
상기 미들-캡은 상단의 중심축에 대한 수평 단면 상으로, 제 1 장변, 제 2 장변, 제 1 단변, 및 제 2 단변을 포함하고 있고, 상기 각각의 제 1 장변 및 제 2 장변으로부터 연장되어 있는 제 1 측면 및 제 2 측면이 형성되어 있으며, 상기 각각의 제 1 단변 및 제 2 단변으로부터 연장되어 있는 제 3 측면 및 제 4 측면이 형성되어 있고,
상기 미들-캡의 각각의 제 3 측면 및 제 4 측면과 대면하고 있는 탑-캡 하우징의 내면에는 미들-캡과의 결합을 위한 체결 구조가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명에 따른 전지팩은, 상기 미들-캡의 각각의 제 1 단변 및 제 2 단변으로부터 연장되어 있는 제 3 측면 및 제 4 측면과 대면하고 있는 탑-캡 하우징의 내면에 미들-캡과의 결합을 위한 체결 구조를 형성시킴으로써, 미들-캡과 탑-캡 하우징 간의 안정적인 결합을 이루는 동시에 전지팩의 두께를 효과적으로 줄일 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 전지셀은 각형의 금속 캔에 전극조립체가 내장되어 있는 각형 전지셀일 수 있다. 구체적으로, 상기 제 1 전극단자는 양극단자이고, 및 제 2 전극단자는 음극단자일 수 있으며, 또한, 상기 제 2 전극단자는 전지케이스의 상단면 중앙에 형성되어 있을 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 탑-캡 하우징에는 상단의 중심축에 대한 수평 단면 상으로, 제 1 장변, 제 2 장변, 제 1 단변 및 제 2 단변을 포함하고 있고, 상기 제 1 장변 및 제 2 장변으로부터 하부 방향으로 연장되고 서로 대응하는 제 1 측벽 및 제 2 측벽이 형성되어 있고, 상기 제 1 단변 및 제 2 단변으로부터 하부 방향으로 연장되고 서로 대응하는 제 3 측벽 및 제 4 측벽이 형성되어 있는 구조일 수 있다.
또한, 상기 탑-캡 하우징의 제 3 측벽 및 제 4 측벽에는 수직 단면상으로 단차 구조가 형성되어 있는 구조일 수 있다.
한편, 종래기술의 전지팩의 탑-캡의 제 1 측벽 및 제 2 측벽의 두께는 상기 측벽들에 형성된 체결 구조로 인해 0.4 mm 내지 0.45 mm 정도였으나, 본 발명의 탑-캡 하우징의 제 1 측벽 및 제 2 측벽에는 미들-캡과의 체결 구조가 형성되어 있지 않아, 제 1 측벽 및 제 2 측벽의 두께를 기존 대비 25% 내지 33% 감소시킬 수 있으며, 구체적으로, 상기 탑-캡 하우징의 제 1 측벽 및 제 2 측벽의 두께는 0.3 mm 내지 0.35 mm일 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 체결 구조는 하향 돌출되어 있는 후크(hook)일 수 있고, 상기 미들-캡에는 탑-캡 하우징의 후크와 맞물려 결합되는 체결홈이 형성되어 있을 수 있다.
구체적으로, 상기 후크에는 미들-캡이 위치한 방향으로 돌출된 돌기가 형성되어 있을 수 있으며, 상기 돌기는 수직 단면 상으로, 반원형, 사각형 또는 삼각형일 수 있고, 더욱 상세하게는, 상기 돌기는 수직 단면 상으로 사다리꼴일 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 PCM은,
보호회로가 형성되어 있고 하기 단자블록의 기계적 결합부와 결합되는 보호회로기판(PCB);
상기 제 1 및 제 2 전극단자들에 접속되는 접속부들;
안전소자; 및
상기 PCB 상에 탑재되어 있고, 커넥터를 포함하고 있는 단자블록;
을 포함할 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 전지셀은 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 및 출력 안정성의 리튬 이차전지일 수 있다. 본 발명에 따른 리튬 이차전지의 기타 구성 요소들에 대하여 이하에서 상세히 설명한다.
일반적으로 리튬 이차전지는 양극, 음극, 분리막, 리튬염 함유 비수 전해액 등으로 구성되어 있다.
상기 양극은, 예를 들어, 양극 집전체 상에 양극 활물질, 도전재 및 바인더의 혼합물을 도포한 후 건조하여 제조될 수 있으며, 필요에 따라서는, 상기 혼합물에 충진제를 더 첨가하기도 한다.
상기 양극 활물질은 전기화학적 반응을 일으킬 수 있는 물질로서, 리튬 전이금속 산화물로서, 2 이상의 전이금속을 포함하고, 예를 들어, 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2) 등의 층상 화합물; 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 리튬 망간 산화물; 화학식 LiNi1-yMyO2 (여기서, M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B, Cr, Zn 또는 Ga이고 상기 원소 중 하나 이상의 원소를 포함, 0.01≤y≤0.7 임)으로 표현되는 리튬 니켈계 산화물; Li1+zNi1/3Co1/3Mn1/3O2, Li1+zNi0.4Mn0.4Co0.2O2 등과 같이 Li1+zNibMncCo1-(b+c+d)MdO(2-e)Ae (여기서, -0.5≤z≤0.5, 0.1≤b≤0.8, 0.1≤c≤0.8, 0≤d≤0.2, 0≤e≤0.2, b+c+d<1 임, M = Al, Mg, Cr, Ti, Si 또는 Y 이고, A = F, P 또는 Cl 임)으로 표현되는 리튬 니켈 코발트 망간 복합산화물; 화학식 Li1+xM1-yM'yPO4-zXz(여기서, M = 전이금속, 바람직하게는 Fe, Mn, Co 또는 Ni 이고, M' = Al, Mg 또는 Ti 이고, X = F, S 또는 N 이며, -0.5≤x≤+0.5, 0≤y≤0.5, 0≤z≤0.1 임)로 표현되는 올리빈계 리튬 금속 포스페이트 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
상기 도전재는 통상적으로 양극 활물질을 포함한 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 20 중량%로 첨가된다. 이러한 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다.
상기 충진제는 양극의 팽창을 억제하는 성분으로서 선택적으로 사용되며, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 섬유상 재료라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올리핀계 중합체; 유리섬유, 탄소섬유 등의 섬유상 물질이 사용된다.
또한, 상기 음극은, 예를 들어, 음극 집전체 상에 음극 활물질, 도전재 및 바인더의 혼합물을 도포한 후 건조하여 제조되며, 필요에 따라서는, 상기 혼합물에 충진제를 더 첨가하기도 한다. 또한, 상기 음극 활물질은 흑연계 탄소, 코크스계 탄소 및 하드 카본으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다.
앞서 설명한 리튬 이차전지의 구성들은 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 자세한 설명을 생략한다.
이상의 설명과 같이, 본 발명에 따른 전지팩은, 미들-캡의 각각의 제 1 단변 및 제 2 단변으로부터 연장되어 있는 제 3 측면 및 제 4 측면과 대면하고 있는 탑-캡 하우징의 내면에 미들-캡과의 결합을 위한 체결 구조를 형성시킬 경우, 미들-캡과 탑-캡 하우징 간의 안정적인 결합을 이루는 동시에 전지팩의 두께를 효과적으로 줄일 수 있는 효과를 발휘한다.
도 1은 종래의 각형 전지팩의 일반적인 구조에 대한 분해 사시도이다;
도 2는 종래기술의 각형 전지팩의 상단부를 나타낸 일측 단면도다;
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지팩의 상단부를 나타낸 타측 단면도이다;
도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지팩의 미들-캡을 나타낸 모식적인 사시도이다;
도 5는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지팩의 탑-캡 하우징을 나타낸 모식적인 사시도이다;
도 6은 도 3의 전지팩의 상단부의 일 부위(A)를 나타낸 확대도이다;
도 7은 도 3의 전지팩의 상단부의 일 부위(B)를 나타낸 확대도이다;
도 8은 도 3의 각형 전지팩의 상단부를 나타낸 일측 단면도이다.
도 2는 종래기술의 각형 전지팩의 상단부를 나타낸 일측 단면도다;
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지팩의 상단부를 나타낸 타측 단면도이다;
도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지팩의 미들-캡을 나타낸 모식적인 사시도이다;
도 5는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지팩의 탑-캡 하우징을 나타낸 모식적인 사시도이다;
도 6은 도 3의 전지팩의 상단부의 일 부위(A)를 나타낸 확대도이다;
도 7은 도 3의 전지팩의 상단부의 일 부위(B)를 나타낸 확대도이다;
도 8은 도 3의 각형 전지팩의 상단부를 나타낸 일측 단면도이다.
이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 내용을 더욱 상술하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
도 3에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지팩의 상단부를 나타낸 타측 단면도가 도시되어 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 전지팩(100)은, 상단면에 제 1 및 제 2 전극단자들(111, 112)이 형성되어 있는 전지셀(110), 이러한 전지셀(110)의 제 2 전극단자(112)가 노출될 수 있도록 개구(125)가 형성되어 있고, 전지셀(110)의 상단면에 장착되는 전기절연성의 미들-캡(120), 보호회로가 형성되어 있고 미들-캡(120) 상에 탑재되는 보호회로 기판(PCB, 142)을 구비하고 있는 보호회로모듈(PCM, 140), 및 이러한 미들-캡(120)에 탑재된 보호회로 기판(142)과 미들-캡(120)의 측면들을 감싸면서 전지셀(110)의 상단부를 덥도록 구성된 탑-캡 하우징(130)을 포함하고 있다.
이때, 전지셀(110)은 각형의 금속 캔으로 이루어진 전지케이스(115)에 전극조립체(도시되지 않음)가 내장되어 있는 각형 전지셀(110)일 수 있다. 또한, 제 1 전극단자(111)는 양극단자이고, 및 제 2 전극단자(112)는 음극단자이며, 제 2 전극단자(112)는 전지케이스(115)의 상단면 중앙에 형성되어 있다.
도 4에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지팩의 미들-캡을 나타낸 모식적인 사시도가 도시되어 있다.
도 3과 함께 도 4를 참조하면, 미들-캡(120)은 상단의 중심축(P)에 대한 수평 단면 상으로, 제 1 장변(126), 제 2 장변(127), 제 1 단변(128) 및 제 2 단변(129)을 포함하고 있고, 각각의 제 1 장변(126) 및 제 2 장변(127)으로부터 연장되어 있는 제 1 측면(166) 및 제 2 측면(167)이 형성되어 있으며, 각각의 제 1 단변(128) 및 제 2 단변(129)으로부터 연장되어 있는 제 3 측면(168) 및 제 4 측면(169)이 형성되어 있다.
이때, 미들-캡(120)의 각각의 제 3 측면(168) 및 제 4 측면(169)과 대면하고 있는 탑-캡 하우징(130)의 내면에는 미들-캡(120)과의 결합을 위한 체결 구조들(132, 135)이 형성되어 있다.
도 5에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지팩의 탑-캡 하우징을 나타낸 모식적인 사시도가 도시되어 있다.
도 3과 함께 도 5를 참조하면, 탑-캡 하우징(130)에는 상단의 중심축(P)에 대한 수평 단면 상으로, 제 1 장변(171), 제 2 장변(172), 제 1 단변(173) 및 제 2 단변(174)을 포함하고 있다. 이때, 제 1 장변(171) 및 제 2 장변(172)으로부터 하부 방향으로 연장되고 서로 대응하는 제 1 측벽(175) 및 제 2 측벽(176)이 형성되어 있고, 제 1 단변(173) 및 제 2 단변(174)으로부터 하부 방향으로 연장되고 서로 대응하는 제 3 측벽(177) 및 제 4 측벽(178)이 형성되어 있다.
또한, 탑-캡 하우징(130)의 제 3 측벽(177) 및 제 4 측벽(178)에는 수직 단면상으로 단차 구조(131)가 형성되어 있는 구조이다.
도 6에는 도 3의 전지팩의 상단부의 일 부위(A)를 나타낸 확대도가 도시되어 있고, 도 7에는 도 3의 전지팩의 상단부의 일 부위(B)를 나타낸 확대도가 도시되어 있다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 탑-캡 하우징(130)의 체결 구조들(132, 135)은 하향 돌출되어 있는 후크(132)이고, 미들-캡(120)에는 탑-캡 하우징(130)의 후크(132)와 맞물려 결합되는 체결홈(122)이 형성되어 있다. 또한, 후크(132)에는 미들-캡(120)이 위치한 방향으로 돌출된 돌기(133)가 형성되어 있으며, 이러한 돌기(133)는 수직 단면 상으로 사다리꼴이다.
도 8에는 도 3의 각형 전지팩의 상단부를 나타낸 일측 단면도가 도시되어 있다.
도 2, 도 5 및 도 8을 참조하면, 도 2의 종래기술의 전지팩(20)의 탑캡(24)의 제 1 측벽(31) 및 제 2 측벽(32)의 두께(T1)는 측벽에 형성된 체결 구조들(26, 27)로 인해 0.4 mm 내지 0.45 mm 정도인 반면에, 도 8의 본 발명의 탑-캡 하우징(130)의 제 1 측벽(175) 및 제 2 측벽(176)에는 미들-캡(120)과의 체결 구조가 형성되어 있지 않아, 탑-캡 하우징(130)의 제 1 측벽 및 제 2 측벽의 두께(T2)는 0.3 mm 내지 0.35 mm 정도로 종래기술의 탑 캡(24)과 비교하여 탑-캡 하우징의 측벽들의 두께를 효과적으로 줄이는 것이 가능하고, 결과적으로 전지팩의 전체 두께를 효과적으로 줄일 수 있다.
앞서 설명하였듯이, 본 발명에 따른 전지팩은, 미들-캡의 각각의 제 1 단변 및 제 2 단변으로부터 연장되어 있는 제 3 측면 및 제 4 측면과 대면하고 있는 탑-캡 하우징의 내면에 미들-캡과의 결합을 위한 체결 구조를 형성시킬 경우, 미들-캡과 탑-캡 하우징 간의 안정적인 결합을 이루는 동시에 전지팩의 두께를 효과적으로 줄일 수 있는 효과를 발휘한다.
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.
Claims (14)
- 적어도 1 이상의 양극, 분리막, 음극을 포함하고 있는 전극조립체가 전해액과 함께 전지케이스의 내부에 밀봉되어 있고 상단면에 제 1 및 제 2 전극단자들이 형성되어 있는 전지셀;
상기 전지셀의 제 2 전극단자가 노출될 수 있도록 개구가 형성되어 있고, 전지셀의 상단면에 장착되는 전기절연성의 미들-캡(middle cap);
보호회로가 형성되어 있고 상기 미들-캡 상에 탑재되는 보호회로 기판(PCB)을 구비하고 있는 보호회로모듈(PCM); 및
상기 미들-캡에 탑재된 보호회로 기판과 미들-캡의 측면들을 감싸면서 전지셀의 상단부를 덥도록 구성된 탑-캡 하우징(top cap housing);
을 포함하고,
상기 미들-캡은 상단의 중심축에 대한 수평 단면 상으로, 제 1 장변, 제 2 장변, 제 1 단변 및 제 2 단변을 포함하고 있고, 상기 각각의 제 1 장변 및 제 2 장변으로부터 연장되어 있는 제 1 측면 및 제 2 측면이 형성되어 있으며, 상기 각각의 제 1 단변 및 제 2 단변으로부터 연장되어 있는 제 3 측면 및 제 4 측면이 형성되어 있고,
상기 미들-캡의 각각의 제 3 측면 및 제 4 측면과 대면하고 있는 탑-캡 하우징의 내면에는 미들-캡과의 결합을 위한 체결 구조가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지팩. - 제 1 항에 있어서, 상기 전지셀은 각형의 금속 캔에 전극조립체가 내장되어 있는 각형 전지셀인 것을 특징으로 하는 전지팩.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 전극단자는 양극단자이고, 및 제 2 전극단자는 음극단자인 것을 특징으로 하는 전지팩.
- 제 3 항에 있어서, 상기 제 2 전극단자는 전지케이스의 상단면 중앙에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.
- 제 1 항에 있어서, 상기 탑-캡 하우징에는 상단의 중심축에 대한 수평 단면 상으로, 제 1 장변, 제 2 장변, 제 1 단변 및 제 2 단변을 포함하고 있고, 상기 제 1 장변 및 제 2 장변으로부터 하부 방향으로 연장되고 서로 대응하는 제 1 측벽 및 제 2 측벽이 형성되어 있고, 상기 제 1 단변 및 제 2 단변으로부터 하부 방향으로 연장되고 서로 대응하는 제 3 측벽 및 제 4 측벽이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.
- 제 5 항에 있어서, 상기 탑-캡 하우징의 제 3 측벽 및 제 4 측벽에는 수직 단면상으로 단차 구조가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.
- 제 5 항에 있어서, 상기 탑-캡 하우징의 제 1 측벽 및 제 2 측벽의 두께는 0.3 mm 내지 0.35 mm인 것을 특징으로 하는 전지팩.
- 제 1 항에 있어서, 상기 체결 구조는 하향 돌출되어 있는 후크(hook)인 것을 특징으로 하는 전지팩.
- 제 8 항에 있어서, 상기 미들-캡에는 탑-캡 하우징의 후크와 맞물려 결합되는 체결홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.
- 제 8 항에 있어서, 상기 후크에는 미들-캡이 위치한 방향으로 돌출된 돌기가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.
- 제 10 항에 있어서, 상기 돌기는 수직 단면 상으로, 반원형, 사각형 또는 삼각형인 것을 특징으로 하는 전지팩.
- 제 11 항에 있어서, 상기 돌기는 수직 단면 상으로 사다리꼴인 것을 특징으로 하는 전지팩.
- 제 1 항에 있어서,
상기 PCM은,
보호회로가 형성되어 있고 하기 단자블록의 기계적 결합부와 결합되는 보호회로기판(PCB);
상기 제 1 및 제 2 전극단자들에 접속되는 접속부들;
안전소자; 및
상기 PCB 상에 탑재되어 있고, 커넥터를 포함하고 있는 단자블록;
을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전지팩. - 제 1 항에 있어서, 상기 전지셀은 리튬 이차전지인 것을 특징으로 하는 전지팩.
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| CN115280584A (zh) * | 2020-08-17 | 2022-11-01 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电池单体、电池、制备电池单体的方法和装置 |
Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| KR20090055812A (ko) * | 2007-11-29 | 2009-06-03 | 주식회사 엘지화학 | 우수한 제조 공정성의 이차전지 팩 |
| KR20150038914A (ko) * | 2013-10-01 | 2015-04-09 | 주식회사 엘지화학 | 후크식 보호회로모듈 케이스를 포함하는 전지팩 |
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| KR20150038914A (ko) * | 2013-10-01 | 2015-04-09 | 주식회사 엘지화학 | 후크식 보호회로모듈 케이스를 포함하는 전지팩 |
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| CN115280584A (zh) * | 2020-08-17 | 2022-11-01 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电池单体、电池、制备电池单体的方法和装置 |
| CN115280584B (zh) * | 2020-08-17 | 2024-04-12 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电池单体、电池、制备电池单体的方法和装置 |
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