KR20180137313A

KR20180137313A - 배터리 팩

Info

Publication number: KR20180137313A
Application number: KR1020170076824A
Authority: KR
Inventors: 이상주
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2017-06-16
Filing date: 2017-06-16
Publication date: 2018-12-27
Also published as: KR102332332B1; CN211404549U; WO2018230805A1

Abstract

본 발명은 배터리 팩의 내구성 및 안전성 향상을 위하여, 전극조립체, 상기 전극조립체를 수용하는 밀봉 케이스 및 서로 다른 극성을 갖는 제1 셀 탭 및 제2 셀 탭을 포함하는, 배터리 셀, 배터리 셀의 일측에 배치되며, 상기 제1 셀 탭 및 상기 제2 셀 탭과 전기적으로 연결되는, 보호회로모듈 및 일측이 개방된 개구를 갖고, 상기 개구를 통해 상기 보호회로모듈을 수용하며, 상기 개구의 길이 방향과 수직인 방향의 폭에 있어서 양 끝 단부의 폭이 중앙부에 폭 보다 좁은 형상을 갖는, 모듈 케이스를 구비하는, 배터리 팩을 제공한다.

Description

배터리 팩{Battery pack}

본 발명은 내구성이 향상된 배터리 팩에 관한 것이다.

에너지 밀도와 작동전압이 높고 보존과 수명 특성이 우수한 리튬 이차전지로 대표되는 이차전지는 각종 모바일 기기는 물론 다양한 전자제품의 에너지원으로 널리 사용되고 있다. 이차전지는 그것이 사용되는 외부기기의 종류에 따라, 삽입과 이탈이 자유로운 탈착식 구조로 사용되기도 하고, 또는 외부기기의 내부에 매립되는 형태의 내장형 구조로 사용되기도 한다. 예를 들어, 노트북과 같은 디바이스는 사용자의 필요에 따라 전지의 삽입과 이탈이 가능한 반면에, 일부 휴대폰 등과 같은 디바이스는 그 구조 및 용량의 문제로 내장형 배터리 팩의 사용이 요구되기도 한다.

한편, 리튬 이차전지에는 각종 가연성 물질들이 내장되어 있어서, 과충전, 과전류, 기타 물리적 외부 충격 등에 의해 발열, 폭발 등의 위험성이 있으므로, 안전성에 큰 단점을 가지고 있다. 따라서, 리튬 이차전지에는 과충전, 과전류 등의 비정상인 상태를 효과적으로 제어할 수 있는 안전소자로서 PTC(Positive Temperature Coefficient) 소자, 보호회로 모듈(Protection Circuit Module: PCM) 등이 배터리 셀에 접속되어 있다.

일반적으로, 내장형 구조의 이차배터리 팩은 전기적 연결 구조에 적합한 판상형 배터리 셀을 사용하며, PCM 등은 도전성 니켈 플레이트를 매개로 하여 용접 또는 솔더링 방식으로 배터리 셀에 연결된다. 즉, 니켈 플레이트를 배터리 셀의 전극단자에 각각 용접 또는 솔더링 하고, 양면 테이프의 일측에는 F(flexible)-PCB를 용접하고 타측에는 보호 테이프를 부착하여 배터리 셀에 밀착시킨 상태에서, F-PCB의 전극탭과 니켈 플레이트가 용접되는 방법으로 PCM을 배터리 셀에 연결하여 배터리 팩을 제조한다.

이러한 배터리 팩은 외부에서 충격이 가해질 경우 기계적 강성이 낮은 PCM 이 파손되거나, 치수 안정성이 현저히 떨어지는 등의 문제점이 있었다. 따라서 배터리 셀에 탑재되는 부재들을 상호간 안정적으로 결합시킴과 동시에 PCM을 보호할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 내구성이 향상된 배터리 팩을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 전극조립체, 상기 전극조립체를 수용하는 밀봉 케이스 및 서로 다른 극성을 갖는 제1 셀 탭 및 제2 셀 탭을 포함하는, 배터리 셀; 배터리 셀의 일측에 배치되며, 상기 제1 셀 탭 및 상기 제2 셀 탭과 전기적으로 연결되는, 보호회로모듈; 및 일측이 개방된 개구를 갖고, 상기 개구를 통해 상기 보호회로모듈을 수용하며, 상기 개구의 길이 방향과 수직인 방향의 폭에 있어서 양 끝 단부의 폭이 중앙부에 폭 보다 좁은 형상을 갖는, 모듈 케이스를 구비하는, 배터리 팩이 제공된다.

본 실시예에 따르면, 상기 밀봉 케이스는 일측에 상기 전극조립체를 외부로부터 밀봉하는 밀봉 테라스를 포함하고, 상기 밀봉 테라스의 양 끝 모서리에 모따기 형태를 갖도록 접힌 중첩부를 포함할 수 있다.

본 실시예에 따르면, 상기 모듈 케이스의 양 끝 단부는 상기 밀봉 테라스의 중첩부에 대응하도록 위치할 수 있다.

본 실시예에 따르면, 상기 모듈 케이스는 외부로 노출되는 외측면과, 상기 보호회로모듈이 삽입되는 내측면을 가지며, 상기 내측면에는 상기 보호회로모듈를 지지하는 락커부를 포함할 수 있다.

본 실시예에 따르면, 상기 모듈케이스의 상기 내측면은 상기 제1 면에 대향하는 제1 내측면과 상기 제2 면에 대향하는 제2 내측면을 가지며, 상기 락커부는 상기 제1 내측면에 위치할 수 있다.

본 실시예에 따르면, 상기 모듈 케이스는 상기 제1 내측면을 포함하는 상단부 및 상기 제2 내측면을 포함하는 하단부를 포함하고, 상기 상단부는 제1 홈을 가질 수 있다.

본 실시예에 따르면, 상기 하단부는 제2 홈을 가질 수 있다.

본 실시예에 따르면, 상기 제2 홈의 폭은 상기 제1 홈의 폭보다 넓을 수 있다.

본 실시예에 따르면, 상기 제2 홈들의 폭은 상기 제1 셀 탭 또는 상기 제2 셀 탭의 폭 과 동일하거나 더 클 수 있다.

본 실시예에 따르면, 상기 모듈 케이스는 상기 양 끝 단부에 외측으로 돌출된 돌출부를 각각 포함할 수 있다.

본 실시예에 따르면, 상기 배터리 셀과 상기 모듈 케이스 사이에는 개재되는 절연부재를 더 포함할 수 있다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 배터리 팩의 내구성이 향상된 배터리 팩을 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

아울러 본 발명의 효과는 상술한 내용 이외에도, 도면을 참조하여 이하에서 설명할 내용으로부터 도출될 수도 있음은 물론이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 배터리 팩을 개략적으로 도시하는 정면도이다.
도 2는 도 1의 배터리 팩을 개력적으로 도시하는 분해사시도이다.
도 3은 도 1의 배터리 팩의 조립 과정을 개략적으로 도시하는 정면도이다.
도 4는 도 1의 배터리 팩의 A-A선을 따라 취한 단면을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 5는 도 1의 배터리 팩의 모듈 케이스를 개략적으로 도시하는 정면도이다.
도 6은 도 1의 배터리 팩의 모듈 케이스를 포함한 일부를 개략적으로 도시하는 정면도이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.

이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.

이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 다른 부분의 "바로 위에" 또는 "바로 상에" 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.

이하의 실시예에서, x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.

도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 배터리 팩을 개략적으로 도시하는 정면도이고, 도 2는 도 1의 배터리 팩을 개략적으로 도시하는 분해사시도이며, 도 3은 도 1의 배터리 팩의 조립 과정을 개략적으로 도시하는 정면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은 배터리 셀(100), 배터리 셀(100)과 전기적으로 연결되는 보호회로모듈(200) 및 보호회로모듈(200)을 수용하는 모듈 케이스(300)를 포함한다. 배터리 셀(100)은 전극 조립체(미도시), 전극 조립체를 수용하는 밀봉 케이스(110) 및 셀 탭(102)을 포함할 수 있다.

전극 조립체는 전극 활물질이 도포된 제1 전극판, 제2 전극판 및 이들 사이에 개재된 세퍼레이터를 포함할 수 있다. 제1 전극판과 제2 전극판은 서로 다른 극성을 갖는다. 전극 조립체는 제1 전극판, 세퍼레이터 및 제2 전극판이 순차적으로 적층된 후 젤리롤(jelly-roll) 형태가 되도록 권취하여 제작될 수 있다. 다른 실시예로서, 전극 조립체는 제1 전극판, 세퍼레이터 및 제2 전극판이 순차적으로 적층된 적층형 전극 조립체일 수 있다.

밀봉 케이스(110)는 전극 조립체를 수용할 수 있는 수납공간을 구비할 수 있다. 밀봉 케이스(110)는 일측에 개구를 포함하며, 개구를 통해 전극 조립체가 내부에 수용될 수 있다. 이러한 밀봉 케이스(110)는 금속재로 형성될 수 있으며, 예컨대 알루미늄 박막을 포함할 수 있다. 상세하게는, 밀봉 케이스(110)는 통상적으로 금속 재질의 박막의 상면과 하면에 나일론, 폴리프로필렌이나 폴리에틸렌 등의 합성수지로 덮어진 적층구조를 가지도록 형성되고, 밀봉을 위해 내면은 열접착성 수지로 이루어진다. 따라서, 밀봉 케이스(110)는 내면에 코팅된 열접착성 수지가 가열, 가압에 의하여 상호 융착되어 밀봉될 수 있다. 본 실시예에서 밀봉 케이스(110)는 전극 조립체 및 전해액을 수용할 수 있으며, 유연성을 가지는 파우치형(Pouched-case)일 수 있다.

본 실시예에 따른 밀봉 케이스(110)는 일측에 밀봉 테라스(110a)를 구비할 수 있다. 밀봉 테라스(110a)는 전극 조립체가 라미네이트 시트의　밀봉 케이스(110)에　밀봉될 때 형성되는　밀봉된 외주면들 중, 일 면에 형성된 여분의 공간을 지닌 부분으로 이해될 수 있다.

본 실시예에 따른 밀봉 케이스(110)는 일측에 전극조립체를 외부로부터 밀봉하는 밀봉 테라스(110a)를 포함하고, 밀봉 테라스(110a)의 양 끝 모서리는 모따기 형태를 갖도록 접힌 중첩부(110b)를 구비할 수 있다.

도 2를 참조하면, 셀 탭(102)은 서로 극성이 다른 제1 셀 탭(102a) 및 제2 셀 탭(102b)을 포함할 수 있다. 도시되어 있지는 않으나, 제1 셀 탭(102a) 및 제2 셀 탭(102b)은 각각 전극 조립체와 연결될 수 있고, 예컨대 제1 셀 탭(102a)은 제1 전극판과 연결되고 제2 셀 탭(102b)은 제2 전극판과 연결되어, 제1 셀 탭(102a)은 양극을 갖고, 제2 셀 탭(102b)은 음극을 가질 수 있다. 이러한 제1 셀 탭(102a) 및 제2 셀 탭(102b)은 보호회로모듈(200)과 전기적으로 연결될 수 있다.

보호회로모듈(200)은 배터리 셀(100)의 일측에 배치되며, 배터리 셀(100)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 보호회로모듈(200)은 배터리 셀(100)과 전기적으로 연결되어 배터리 셀(100)의 충방전을 제어할 수 있으며, 과충전, 과방전 또는 과전류로 인해 발생되는 과열 및 폭발을 방지할 수 있다. 보호회로모듈(200)은 외측으로 길게 연장된 외부 단자(204)를 포함할 수 있다. 외부 단자(204)는 배터리 팩을 외부 디바이스와 전기적으로 연결하는 기능을 할 수 있으며, 외부 단자(204)의 끝 단에는 외부 디바이스와 연결되는 커넥터(205)가 위치할 수 있다.

보호회로모듈(200)은 일면에 리드탭(202)을 포함할 수 있으며, 리드탭(202)이 각각 배터리 셀(100)의 제1 셀 탭(102a) 및 제2 셀 탭(102b)과 연결될 수 있다. 보호회로모듈(200)의 리드탭(202)과 배터리 셀(100)의 셀 탭(102)은, 예컨대 스팟 용접(spot welding)에 의해 접속될 수 있다.

보호회로모듈(200)은 도시되어 있지는 않으나, 회로기판, 회로기판에 마운트된 보호소자들 및 온도센서를 포함할 수 있다. 회로기판은 배터리 셀(100)의 일 측면을 따르는 길이 방향으로 연장될 수 있다. 보호소자는 회로기판의 저항 및 콘덴서와 같은 수동소자나 전계트랜지스터와 같은 능동소자로 이루어지는 안전 소자, 또는 집적 회로들이 선택적으로 형성될 수 있다.

모듈 케이스(300)는 보호회로모듈(200)을 수용할 수 있도록 일측이 개방된 개구(OP)를 구비할 수 있다. 보호회로모듈(200)은 모듈 케이스(300)의 개구(OP)를 통해 모듈 케이스(300) 내에 안착될 수 있다. 모듈 케이스(300)는 보호회로모듈(200)을 외부의 충격으로부터 보호하는 기능을 할 수 있다. 모듈 케이스(300)에 관하여는 도 3 내지 도 5에서 자세히 설명하도록 한다.

한편, 도 2에 도시된 것과 같이, 배터리 셀(100)을 보호하고 외부로부터 절연시키기 위하여, 배터리 셀(100) 외면에 절연필름들(511, 512, 513, 514, 515, 516)이 부착될 수 있다. 예컨대, 절연필름들(511, 512, 513, 514, 515, 516)은 일면에 접착력을 갖는 접착 테이프일 수 있다. 각각의 절연필름들(511, 512, 513, 514, 515, 516)은 배터리 셀(100)의 앞, 뒤, 좌, 우, 상, 하를 커버하도록 배치되며, 특히 배터리 셀(100)의 상부에 배치되는 절연필름(515)은 배터리 셀(100)에 모듈 케이스(300)를 고정시키는 기능을 할 수 있다.

도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 배터리 팩은 먼저, 배터리 셀(100)에 보호회로모듈(200)이 전기적으로 연결될 수 있다. 배터리 셀(100)은 제1 셀 탭(102a) 및 제2 셀 탭(102b)을 구비하며, 제1 셀 탭(102a) 및 제2 셀 탭(102b)이 각각 보호회로모듈(200)의 리드탭(202)에 연결될 수 있다. 즉, 도 2에 도시된 것과 같이, 보호회로모듈(200)은 외부 단자(204)가 제1 방향(-z 방향)을 향하도록 배치되어 셀 탭(102)들과 연결될 수 있다.

보호회로모듈(200)은 배터리 셀(100)의 셀 탭(102)들과 연결된 상태로 모듈 케이스(300)에 삽입된다. 모듈 케이스(300)는 일측에 개방된 개구(OP)를 구비하는데, 보호회로모듈(200)이 모듈 케이스(300)에 삽입되는 과정에서, 모듈 케이스(300)는 일측에 개방된 개구(OP)가 제1 방향(-z 방향)을 향하도록 위치하며, 그 상태로 보호회로모듈(200)이 모듈 케이스(300)에 삽입될 수 있다.

상술한 것과 같이 조립된 배터리 셀(100), 보호회로모듈(200) 및 모듈 케이스(300)는 도 3과 같이 구비될 수 있다. 그 후, 모듈 케이스(300)는 양 측에 배치된 지그(Z)를 통해 고정되며, 회전축(RAX)을 중심으로 180° 회전하게 된다. 본 실시예에 따른 모듈 케이스(300)는 양 끝 단부에 외측으로 돌출된 돌출부(310)를 각각 포함할 수 있으며, 이러한 돌출부(310)는 지그(Z)가 모듈 케이스(300)를 회전시키는 공정을 용이하기 수행할 수 있도록, 지그(Z)의 손잡이 역할을 할 수 있다.

이와 같이 회전된 모듈 케이스(300)는 도 1에 도시된 것과 같이 배터리 셀(100)의 밀봉 테라스(110a)에 안착할 수 있다. 따라서 모듈 케이스(300)의 개구(OP)는 제2 방향(+z 방향)을 향하도록 최종적으로 배치될 수 있으며, 보호회로모듈(200)의 탭 역시 제2 방향(+z 방향)을 향하도록 배치될 수 있다.

도 4는 도 1의 배터리 팩의 A-A선을 따라 취한 단면을 개략적으로 도시하는 단면도이다.

도 1 및 도 4를 함께 참조하면, 전술한 조립 과정을 거쳐 패키징된 본 실시예에 따른 배터리 팩은 배터리 셀(100)의 밀봉 테라스(110a) 상에 위치한 모듈 케이스(300)를 구비할 수 있다. 모듈 케이스(300)는 도 4의 단면도에서 도시된 것과 같이 단면이 'ㄷ'자 형태를 가질 수 있으며, 일측에 개구(OP)는 배터리 셀(100)과 반대 방향인 제2 방향(+z 방향)을 향하도록 개방될 수 있다.

일 실시예로, 모듈 케이스(300)와 배터리 셀(100) 사이에는 절연부재(520)가 개재될 수 있다. 예컨대, 절연부재(520)는 절연필름일 수 있다. 절연부재(520)는 배터리 셀(100)에서 발생한 열이 모듈 케이스(300) 및 보호회로모듈(200)과 전달되는 것을 방지하고, 모듈 케이스(300)와 배터리 셀(100)을 절연 시키는 기능을 할 수 있다. 도 4에서는, 모듈 케이스(300)가 절연부재(520)와 소정 간격 이격된 것으로 도시되어 있으나, 모듈 케이스(300)는 절연부재(520)와 직접 접촉하도록 배치될 수도 있다.

한편, 모듈 케이스(300) 상에는 상부 절연필름(515)이 위치할 수 있다. 상부 절연필름(515)은 예컨대, 일면에 접착력을 구비한 절연 테이프일 수 있으며, 모듈 케이스(300)를 덮도록 모듈 케이스(300) 상에 위치할 수 있다. 상부 절연필름(515)은 도 1 및 도 4에 도시된 것과 같이, 일부가 배터리 셀(100) 측으로 연장되어 구비될 수 있으며, 모듈 케이스(300)와 배터리 셀(100)의 일부를 덮도록 배치되어 모듈 케이스(300)를 배터리 셀(100)에 고정하는 기능을 할 수 있다.

도 5는 도 1의 배터리 팩의 모듈 케이스(300)를 개략적으로 도시하는 정면도이고, 도 6은 도 1의 배터리 팩의 모듈 케이스(300)를 포함한 일부를 개략적으로 도시하는 정면도이다. 도 5는 모듈 케이스(300)만을 별도로 도시하고 있으며, 도 6은 보호회로모듈(200) 및 모듈 케이스(300)가 배터리 셀(100)에 장착된 구조를 도시하고 있다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 모듈 케이스(300)는 일측이 개방된 개구(OP)를 구비하고, 개구(OP)의 길이 방향과 수직인 방향의 폭에 있어서, 양 끝 단부(300e)의 폭(we)이 중앙부(300c)의 폭(wc) 보다 좁은 형상을 가질 수 있다. 모듈 케이스(300)의 양 끝 단부(300e)는 도 6에 도시된 것과 같이, 밀봉 테라스(110a)의 중첩부(110b)에 대응하도록 위치할 수 있다.

도 2에 도시된 것과 같이, 본 실시예에 따른 밀봉 케이스(110)는 일측에 전극조립체를 외부로부터 밀봉하는 밀봉 테라스(110a)를 포함하고, 밀봉 테라스(110a)의 양 끝 모서리는 모따기 형태를 갖도록 접힌 중첩부(110b)를 구비할 수 있다. 모듈 케이스(300)는 상기 밀봉 테라스(110a)에 장착되는데, 모듈 케이스(300)에 있어서 밀봉 테라스(110a)의 중첩부(110b)를 회피하여 설계하는 것이 중요하다. 모듈 케이스(300)를 중첩부(110b)를 회피하여 설계하지 않으면, 모듈 케이스(300)가 밀봉 테라스(110a) 상에 컴팩트하기 안착될 수 없으며, 모듈 케이스(300)가 들뜨게 되어 보호회로모듈(200)이 배터리 셀(100)과 안정적으로 연결되기 어렵다.

모듈 케이스(300)의 양 끝 단부(300e)의 폭(we)이 중앙부(300c)의 폭(wc)보다 좁게 형성됨에 따라, 모듈 케이스(300)의 양 끝 단부(300e)에는 잉여 공간(s)이 발생된다. 이러한 잉여 공간(s)은 밀봉 테라스(110a)의 양 끝 모서리에 대응하도록 위치할 수 있다. 본 실시예에 따른 배터리 셀(100)은 밀봉 케이스(110)의 일측에 밀봉 테라스(110a)를 구비하고, 밀봉 테라스(110a)의 모서리를 외부 간섭을 줄이고, 컴팩트하게 형성하기 위해 밀봉 테라스(110a)의 양 끝 모서리를 모따기 형태를 갖도록 접은 중첩부(110b)를 구비할 수 있다. 이러한 중첩부(110b)는 밀봉 테라스(110a)의 양 끝 모서리를 접어서 형성하기 때문에, 밀봉 테라스(110a)의 다른 부분에 비하여 두껍게 형성될 수 있다. 따라서 모듈 케이스(300)의 양 끝 단부(300e)의 폭(we)을 중앙부(300c)의 폭(wc)보다 좁게 형성하여 상기 중첩부(110b)를 회피하도록 설계함에 따라, 모듈 케이스(300)를 밀봉 테라스(110a)에 더욱 안정적으로 안착시킬 수 있으며 컴팩트한 구조를 갖는 배터리 팩을 구현할 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 모듈 케이스(300)는 외부로 노출되는 외측면(300u)과, 보호회로모듈(200)이 삽입되는 내측면(300i)을 가질 수 있다. 모듈 케이스(300)의 내측면(300i)에는 보호회로모듈(200)을 지지하는 락커부(320)가 위치할 수 있다.

전술한 것과 같이, 보호회로모듈(200)은 판상 형태의 회로 기판 상에 여러 소자들 및 부재들이 집적되어 형성되므로, 보호회로모듈(200)은 회로 기판을 기준으로 제1 면(200a) 및 제2 면(200b)을 가질 수 있다. 보호회로모듈(200)은 제1 면(200a) 및 제2 면(200b)을 포함하며, 모듈 케이스(300)의 내측면(300i)은 보호회로모듈(200)의 제1 면(200a)에 대향하는 제1 내측면(300ia)과 보호회로모듈(200)의 제2 면(200b)에 대향하는 제2 내측면(300ib)을 가질 수 있다. 도 5를 참조하면, 락커부(320)는 모듈 케이스(300)의 상단부에 대응하는 제1 내측면(300ia)에 위치할 수 있다. 이러한 락커부(320)는 보호회로모듈(200)을 지지하여 보호회로모듈(200)이 모듈 케이스(300)로부터 이탈하는 것을 방지할 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 모듈 케이스(300)는 제1 내측면(300ia)을 포함하는 상단부(300a) 및 제2 내측면(300ib)을 포함하는 하단부(300b)를 가질 수 있다. 모듈 케이스(300)의 상단부(300a)에는 제1 홈(330)이 위치할 수 있다. 일 실시예로서, 제1 홈(330)은 락커부(320)의 양측에 각각 형성되어, 락커부(320)와 보호회로모듈(200)의 체결을 용이하게 할 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 모듈 케이스(300)의 하단부(300b)에는 제2 홈(340)이 위치할 수 있다. 일 실시예로서, 제2 홈(340)은 대칭적으로 각각 하단부(300b)에 일측 및 타측에 배치될 수 있다. 이러한 제2 홈(340)은 보호회로모듈(200)과 배터리 셀(100)을 연결하는 셀 탭(102)이 보호회로모듈(200)이 삽입된 모듈 케이스(300)와의 간섭을 회피하기 위한 구조로 이해될 수 있다.

본 실시예에서, 제2 홈(340)의 폭(w4)은 제1 홈(330)의 폭(w3)보다 넓게 구비될 수 있다. 제2 홈(340)은 상술한 것과 같이 셀 탭(102)의 간섭을 회피하기 위한 것으로, 셀 탭(102)과 동일하거나 더 큰 폭을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 일부 제조 공정을 개략적으로 도시하는 도면이다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은 보호회로모듈(200)을 먼저 모듈 케이스(300)에 삽입한 후, 배터리 셀(100)과 연결할 수 있다. 즉, 전술한 실시예에서는 배터리 셀(100)에 보호회로모듈(200)을 선 연결한 후, 보호회로모듈(200)을 모듈 케이스(300)에 삽입하여 제조하는 것이었다면, 본 실시예에서는 보호회로모듈(200)을 모듈 케이스(300)에 삽입하여 일체화 시킨 후, 이를 배터리 셀(100)과 연결하는 방식으로 제조할 수 있다. 이때, 배터리 셀(100)의 셀 탭(102)과 보호회로모듈(200)의 리드탭(202)은 용접 방식을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.

먼저, 도 7의 (a)와 같이 A방향을 따라 보호회로모듈(200)을 모듈 케이스(300)에 삽입할 수 있다. 모듈 케이스(300)에 삽입된 보호회로모듈(200)은 도 7의 (b)와 같이 일체화될 수 있다. 그 후, 배터리 셀(100)의 셀 탭(102)과 보호회로모듈(200)의 리드탭(202)을 용접하여 연결할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것 이다.

100: 배터리 셀
102: 셀 탭
110a: 밀봉 테라스
110b: 중첩부
110: 케이스
200: 보호회로모듈
202: 리드탭
204: 외부 단자
300: 모듈 케이스
300e: 모듈 케이스 양 끝단부
300c: 모듈 케이스 중앙부
310: 돌출부
320: 락커부
330: 제1 홈
340: 제2 홈
511, 512, 513, 514, 515, 516: 절연필름들

Claims

전극조립체, 상기 전극조립체를 수용하는 밀봉 케이스 및 셀 탭을 포함하는, 배터리 셀;
배터리 셀의 일측에 배치되며, 상기 제1 셀 탭 및 상기 제2 셀 탭과 전기적으로 연결되는, 보호회로모듈; 및
일측이 개방된 개구를 갖고, 상기 개구를 통해 상기 보호회로모듈을 수용하며, 상기 개구의 길이 방향과 수직인 방향의 폭에 있어서 양 끝 단부의 폭이 중앙부에 폭 보다 좁은 형상을 갖는, 모듈 케이스;
를 구비하는, 배터리 팩.
제1항에 있어서,
상기 밀봉 케이스는 일측에 상기 전극조립체를 외부로부터 밀봉하는 밀봉 테라스를 포함하고, 상기 밀봉 테라스의 양 끝 모서리에 모따기 형태를 갖도록 접힌 중첩부를 포함하는, 배터리 팩.
제2항에 있어서,
상기 모듈 케이스의 양 끝 단부는 상기 밀봉 테라스의 중첩부에 대응하도록 위치하는, 배터리 팩.
제1항에 있어서,
상기 모듈 케이스는 외부로 노출되는 외측면과, 상기 보호회로모듈이 삽입되는 내측면을 가지며,
상기 내측면에는 상기 보호회로모듈를 지지하는 락커부를 포함하는, 배터리 팩.
제4항에 있어서,
상기 모듈케이스의 상기 내측면은 상기 제1 면에 대향하는 제1 내측면과 상기 제2 면에 대향하는 제2 내측면을 가지며,
상기 락커부는 상기 제1 내측면에 위치하는, 배터리 팩.
제4항에 있어서,
상기 모듈 케이스는 상기 제1 내측면을 포함하는 상단부 및 상기 제2 내측면을 포함하는 하단부를 포함하고,
상기 상단부는 제1 홈을 갖는, 배터리 팩,
제6항에 있어서,
상기 모듈 케이스는 상기 제1 내측면을 포함하는 상단부 및 상기 제2 내측면을 포함하는 하단부를 포함하고,
상기 하단부는 제2 홈을 갖는, 배터리 팩.
제7항에 있어서,
상기 제2 홈의 폭은 상기 제1 홈의 폭보다 넓은, 배터리 팩.
제7항에 있어서,
상기 제2 홈들의 폭은 상기 제1 셀 탭 또는 상기 제2 셀 탭의 폭 과 동일하거나 더 큰, 배터리 팩.
제1항에 있어서,
상기 모듈 케이스는 상기 양 끝 단부에 외측으로 돌출된 돌출부를 각각 포함하는, 배터리 팩.
제1항에 있어서,
상기 배터리 셀과 상기 모듈 케이스 사이에는 개재되는 절연부재를 더 포함하는, 배터리 팩.
제1항에 있어서,
상기 제1 셀 탭 또는 상기 제2 셀 탭과 대응하는 상기 모듈 케이스의 일 면은 오픈부를 갖는, 배터리 팩.