KR20200145297A - 배터리 팩 - Google Patents

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KR20200145297A
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along
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Abstract

본 발명에서는, 배터리 팩이 개시된다. 상기 배터리 팩은, 다수의 배터리 셀과, 서로 이웃한 배터리 셀 사이에 개재되는 절연성 접착 테이프를 포함하되, 절연성 접착 테이프는, 절연성 필름과, 절연성 필름 상에 부착된 것으로, 길이 방향을 따라 다수의 절개선이 형성된 양면 접착 필름을 포함한다.
본 발명에 의하면, 구동의 안정성이 향상되며 경량화에 유리하면서도, 서로 이웃한 배터리 셀 사이에 개재되는 절연성 접착 테이프의 구조를 개선함으로써, 절연성 접착 테이프의 절단이나 부착 시에 야기되는 불량이 방지될 수 있는 배터리 팩이 제공된다.

Description

배터리 팩{Battery pack}
본 발명은 배터리 팩에 관한 것이다.
통상적으로 이차 전지는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리, 충전 및 방전이 가능한 전지이다. 이차 전지는 모바일 기기, 전기 자동차, 하이브리드 자동차, 전기 자전거, 무정전 전원공급장치(uninterruptible power supply) 등의 에너지원으로 사용되며, 적용되는 외부기기의 종류에 따라 단일 전지의 형태로 사용되기도 하고, 다수의 전지들을 연결하여 하나의 단위로 묶은 모듈 형태로 사용되기도 한다.
휴대폰과 같은 소형 모바일 기기는 단일 전지의 출력과 용량으로 소정시간 동안 작동이 가능하지만, 전력소모가 많은 전기 자동차, 하이브리드 자동차와 같이 장시간 구동, 고전력 구동이 필요한 경우에는 출력 및 용량의 문제로 다수의 전지를 포함하는 모듈 형태가 선호되며, 내장된 전지의 개수에 따라 출력전압이나 출력전류를 높일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태는, 구동의 안정성이 향상되며 경량화에 유리한 배터리 팩을 포함한다.
본 발명의 일 실시형태는, 서로 이웃한 배터리 셀 사이에 개재되는 절연성 접착 테이프의 구조를 개선함으로써, 절연성 접착 테이프의 절단이나 부착 시에 야기되는 불량이 방지될 수 있는 배터리 팩을 포함한다.
상기와 같은 과제 및 그 밖의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 배터리 팩은,
다수의 배터리 셀; 및
서로 이웃한 배터리 셀 사이에 개재되는 절연성 접착 테이프를 포함하되,
상기 절연성 접착 테이프는,
절연성 필름; 및
상기 절연성 필름과 배터리 셀 사이에 부착된 것으로, 일 방향을 따라 연장되는 적어도 하나의 양면 접착 필름을 포함하고,
상기 양면 접착 필름에는 다수의 절개선이 형성된다.
예를 들어, 상기 절개선은 양면 접착 필름의 폭 방향에 대해 경사 방향을 따라 비스듬하게 연장되는 일 직선 상으로 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 절개선은 양면 접착 필름의 폭 방향에 대해 일정한 경사각으로 연장될 수 있다.
예를 들어, 상기 절개선은 양면 접착 필름의 길이 방향을 따라 일정한 피치 간격으로 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 피치 간격은 20~30mm 범위에서 설정될 수 있다.
예를 들어, 상기 양면 접착 필름의 길이 방향을 따라 서로 이웃하는 절개선 사이의 최단 거리는, 적어도 0 보다 큰 값을 가질 수 있다.
예를 들어, 상기 서로 이웃하는 절개선 사이의 최단 거리는, 10mm ~ 15mm 범위에서 설정될 수 있다.
예를 들어, 상기 양면 접착 필름의 폭 방향을 따라 절개선은 서로 반대되는 제1, 제2 단부를 포함하고,
상기 이웃하는 절개선 사이의 최단 거리는, 서로 이웃하는 절개선의 서로 반대되는 제1, 제2 단부 사이의 거리에 해당될 수 있다.
예를 들어, 상기 절개선은 양면 접착 필름의 길이 방향을 따라 일정한 피치 간격으로 형성되며,
상기 이웃하는 절개선 사이의 최단 거리는, 상기 피치 간격의 절반으로 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 양면 접착 필름의 폭 방향을 따라 절개선은 서로 반대되는 제1, 제2 단부를 포함하고,
상기 피치 간격은 서로 이웃하는 절개선의 같은 제1 단부 사이의 거리 또는 같은 제2 단부 사이의 거리에 해당될 수 있다.
예를 들어, 상기 절개선은 상기 양면 접착 필름의 전체 두께 중에서 일부분에 해당되는 절취 두께에 걸쳐서 제한적으로 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 절연성 필름 상에 부착되는 양면 접착 필름의 부착 면적은, 상기 절연성 필름의 면적 보다 작을 수 있다.
예를 들어, 상기 양면 접착 필름은, 상기 절연성 필름을 가로지르는 일 방향을 따라 연장되는 스트라이프 패턴으로 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 양면 접착 필름은, 상기 배터리 셀의 높이 방향을 따라 연장될 수 있다.
예를 들어, 상기 양면 접착 필름은, 상기 배터리 셀의 폭 방향을 따라 서로로부터 이격된 쌍으로 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 배터리 셀의 배열 방향을 따라, 상기 절연성 필름의 전면 및 배면에는 상기 양면 접착 필름이 각각 부착될 수 있다.
본 발명에 의하면, 서로 이웃한 배터리 셀을 절연성 접착 테이프를 이용하여 서로로부터 절연시키고 구조적으로 결속시킴으로써 구동의 안정성이 향상되며 경량화에 유리한 배터리 팩을 제공할 수 있고, 연속적으로 공급되는 절연성 접착 테이프를 낱개로 절단하는 과정에서 야기되는 절단 불량을 피할 수 있고, 절연성 접착 테이프의 구겨짐이나 주름이 방지되어 절연성 접착 테이프의 부착 작업이 수월하게 이루어질 수 있으며, 배터리 셀 사이의 부착력이 견고하게 유지될 수 있는 배터리 팩이 제공될 수 있다.
도 1에는 본 발명의 일 실시형태에 따른 배터리 팩의 사시도가 도시되어 있다.
도 2에는 도 1에 도시된 배터리 팩의 분해 사시도가 도시되어 있다.
도 3에는, 도 2에 도시된 배터리 팩의 일부에 관한 분해 사시도가 도시되어 있다.
도 4 및 도 5에는 각각 도 3에 도시된 절연성 접착 테이프의 평면 구조 및 단면 구조가 도시되어 있다.
도 6에는 양면 접착 필름의 절개선의 구조를 설명하기 위한 도면이 도시되어 있다.
도 7에는 도 6에 도시된 양면 접착 필름의 변형된 실시형태를 보여주는 도면이 도시되어 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 배터리 팩에 대해 설명하기로 한다.
도 1에는 본 발명의 일 실시형태에 따른 배터리 팩의 사시도가 도시되어 있다. 도 2에는 도 1에 도시된 배터리 팩의 분해 사시도가 도시되어 있다.
도면들을 참조하면, 상기 배터리 팩은, 다수의 배터리 셀(C)과, 상기 다수의 배터리 셀(C)을 전기적으로 연결하기 위한 버스 바(200)와, 상기 버스 바(200)와 배터리 셀(C) 사이에서 전기적인 절연을 제공하기 위한 버스바 홀더(150)를 포함할 수 있다.
상기 배터리 셀(C)은, 전극 조립체(미도시)와, 상기 전극 조립체(미도시)를 수용하는 케이스(10)를 포함할 수 있고, 상기 케이스(10) 상에는 전극 조립체(미도시)의 서로 다른 전극판과 각각 전기적으로 연결되는 제1, 제2 전극 단자(11,12)가 형성될 수 있다. 상기 제1, 제2 전극 단자(11,12)는 케이스(10) 상에 조립될 수 있는데, 제1, 제2 전극 단자(11,12) 중에서 어느 일 전극 단자, 예를 들어, 제1 전극 단자(11)는 케이스(10)와 도전성 연결을 형성하며 케이스(10)와 같은 극성을 가질 수 있다. 이때, 상기 제1 전극 단자(11)는 생략될 수 있고, 케이스(10)가 제1 전극 단자(11)의 역할을 할 수도 있다. 한편, 상기 제2 전극 단자(12)는 케이스(10)와 절연성 연결을 형성할 수 있다.
상기 버스 바(200)는 서로 이웃한 한 쌍의 배터리 셀(C)의 같은 극성끼리를 병렬로 연결할 수 있으며, 서로 이웃한 한 쌍의 배터리 셀(C)을 서로 병렬 연결하여 병렬 모듈(PM)을 형성할 수 있다. 상기 버스 바(200)는, 병렬 연결된 한 쌍의 배터리 셀(C, 병렬 모듈 PM)과, 병렬 연결된 또 다른 한 쌍의 배터리 셀(C, 또 다른 병렬 모듈 PM)을 서로 반대 극성끼리 직렬로 연결할 수 있다. 이때, 상기 버스 바(200)는, 병렬 연결된 한 쌍의 배터리 셀(C, 병렬 모듈 PM)과, 병렬 연결된 또 다른 한 쌍의 배터리 셀(C, 또 다른 병렬 모듈 PM)을 전기적으로 연결하되(직렬 연결), 상기 버스 바(200)에 의해 연결되는 한 쌍의 배터리 셀(C, 병렬 모듈 PM)과, 또 다른 한 쌍의 배터리 셀(C, 또 다른 병렬 모듈 PM)은 서로 이웃하지 않을 수 있다. 이와 같이, 버스 바(200)가 서로 이웃하지 않는 배터리 셀(C), 그러니까, 서로 이웃하지 않는 병렬 모듈(PM)을 직렬 연결하는 방식을 통하여 배터리 팩의 제1, 제2 출력 단자(501,502)는, 배터리 팩의 어느 일 측에 집중되어 형성될 수 있다.
상기 버스바 홀더(150)는 배터리 셀(C)과 버스 바(200) 사이의 절연을 제공할 수 있으며, 배터리 셀(C)에 형성된 제1, 제2 전극 단자(11,12)와 버스 바(200) 간의 결합을 허용하기 위한 단자 홀(150`)을 포함할 수 있다. 버스바 홀더(150)의 단자 홀(150`) 주위로는 버스 바(200)의 조립 위치를 정렬하기 위한 위치 정렬 리브(R)가 형성될 수 있다.
도 3에는, 도 2에 도시된 배터리 팩의 일부에 관한 분해 사시도가 도시되어 있다. 도 4 및 도 5에는 각각 도 3에 도시된 절연성 접착 테이프의 평면 구조 및 단면 구조가 도시되어 있다.
도 3을 참조하면, 열을 이루어 배열된 다수의 배터리 셀(C) 사이에는 절연성 접착 테이프(100)가 개재될 수 있다. 상기 절연성 접착 테이프(100)는, 서로 이웃한 배터리 셀(C) 사이에서 전기적 간섭 및 열적 간섭을 차단하는 역할을 할 수 있다. 예를 들어, 상기 배터리 셀(C)의 케이스(10)는 전기적으로 극성을 가질 수 있으며, 전극 조립체(미도시)의 일 전극판과 같은 극성을 띨 수 있다. 이때, 상기 절연성 접착 테이프(100)는, 이웃하는 배터리 셀(C) 사이에 개재되어, 이들 사이의 전기적 간섭을 차단할 수 있다.
상기 절연성 접착 테이프(100)는, 이웃하는 배터리 셀(C)을 서로 구조적으로 결합하고, 다수의 배터리 셀(C)을 하나의 팩 형태로 결속시킬 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시형태에서, 배터리 팩을 형성하는 다수의 배터리 셀(C)은 절연성 접착 테이프(100)를 통하여 서로 결합될 수 있고, 다수의 배터리 셀(C)을 결속시키기 위한 별도의 결속 구조는 생략될 수 있다. 즉, 다수의 배터리 셀(C)을 하나의 팩 형태로 결합하기 위한 결속 구조로서, 일 열의 배터리 셀(C)을 둘러싸는 다수의 금속 플레이트들, 예를 들어, 엔드 플레이트(미도시)와 사이드 플레이트(미도시)가 적용될 필요가 없고, 이에 따라, 이들 금속 플레이트들은 생략될 수 있다. 이와 같이, 절연성 접착 테이프(100)를 통하여 다수의 배터리 셀(C)을 하나의 팩 형태로 결속시킴으로써, 저 중량의 배터리 팩이 제공될 수 있고, 금속 소재의 결속 구조를 생략함으로써, 배터리 팩의 부피와 중량이 감소될 수 있다.
상기 절연성 접착 테이프(100)는 서로 이웃한 배터리 셀(C) 사이에 개재되는데, 배터리 셀(C)의 중앙 영역에 배치될 수 있다. 상기 배터리 셀(C)은 충, 방전 동작에 따라 부피가 팽창하는 스웰링을 경험할 수 있는데, 스웰링을 제한할 수 있는 케이스(10)의 벤딩이나 절곡이 형성된 배터리 셀(C)의 가장자리 보다는 중앙 영역에서 스웰링이 집중될 수 있다. 이때, 배터리 셀(C)의 중앙 영역에 절연성 접착 테이프(100)를 배치함으로써, 스웰링에 따라 서로에 대해 접근하는 방향으로 변형될 수 있는 이웃한 배터리 셀(C) 사이에서 전기적 간섭 및 열적 간섭을 차단할 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에서, 상기 절연성 접착 테이프(100)는 배터리 셀(C)의 중앙 영역을 포함하여 배터리 셀(C)의 대부분의 영역에 걸쳐서 배치될 수 있다.
상기 절연성 접착 테이프(100)는, 절연성 필름(110)과 상기 절연성 필름(110) 상에 부착된 양면 접착 필름(120)을 포함할 수 있다. 상기 절연성 필름(110)은, 서로 이웃한 배터리 셀(C) 사이에서 전기적 절연성 및 열적 절연성을 제공하도록 절연 소재로 형성될 수 있으며, 배터리 셀(C)의 중앙 영역을 포함하여 배터리 셀(C)의 대부분의 영역을 커버할 수 있도록 충분한 크기로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 절연성 필름(110)은, 장방형 시트 형태로 형성될 수 있으며, MICA와 같은 세라믹 소재로 형성될 수 있다.
상기 양면 접착 필름(120)은, 상기 절연성 필름(110)을 배터리 셀(C)에 대해 부착시키도록 일면 및 타면의 양면으로 접착성을 가질 수 있다. 즉, 상기 양면 접착 필름(120)의 일면은 절연성 필름(110)에 부착되고, 타면은 배터리 셀(C)에 대해 부착될 수 있다. 상기 양면 접착 필름(120)은 절연성 필름(110)의 일부 영역에 제한적으로 부착되며, 절연성 필름(110)의 대부분의 영역에 걸쳐서 부착되지 않을 수 있다. 즉, 상기 절연성 필름(110)과 양면 접착 필름(120) 간의 부착 면적은, 적어도 절연성 필름(110)의 전체 면적 보다는 작을 수 있다.
상기 양면 접착 필름(120)은, 절연성 필름(110)과 배터리 셀(C) 간의 부착력을 제공하기에 충분한 면적으로 형성될 수 있으며 과도한 면적으로 형성될 경우, 절연성 필름(110)의 구겨짐이나 주름을 야기할 수 있으므로, 양면 접착 필름(120)의 부착 면적은 적정 수준으로 제한되는 것이 바람직하다.
만일 양면 접착 필름(120)이 절연성 필름(110)의 대부분의 영역에 걸쳐서 과도하게 부착되면, 절연성 필름(110)의 구겨짐이나 주름을 야기하게 되므로, 절연성 접착 테이프(100)의 부착 작업이 어려워질 수 있다. 예를 들어, 상기 절연성 접착 테이프(100)의 형성에 대해, 평편한 절연성 필름(110) 상에 양면 접착 필름(120)을 부착하여 절연성 접착 테이프(100)를 형성하고, 이렇게 형성된 절연성 접착 테이프(100)는, 롤 형태로 권취되어 납품될 수 있다. 그리고, 롤 형태로 납품된 절연성 접착 테이프(100)는, 언롤러(unroller)에 끼워 장착된 상태에서 일 방향으로 이송되며 다시 평편하게 펴지면서 일정한 크기로 낱개 절단된 후에 배터리 셀(C) 사이에 부착될 수 있다. 이와 같이, 상기 절연성 접착 테이프(100)는, 롤 형태로 휘어짐과 평편하게 펴짐을 반복하며, 서로에 대해 끈적끈적하게 부착되어 있는 절연성 필름(110)과 양면 접착 필름(120) 사이의 부착면적에서는 이들 사이의 움직임이 제한되는 만큼 응력이 축적될 수 있다. 이때, 상기 양면 접착 필름(120)의 부착 면적이 적정 수준을 넘어서 과도한 면적으로 형성되면, 양면 접착 필름(120)이 절연성 필름(110)의 움직임을 제한하면서 절연성 필름(110)의 구겨짐이나 주름을 야기할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 양면 접착 필름(120)은, 절연성 필름(110)을 가로지르는 일 방향을 따라 연장되는 스트라이프 패턴으로 형성될 수 있고, 서로 나란하게 연장되는 한 쌍의 양면 접착 필름(120)을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 양면 접착 필름(120)은, 배터리 셀(C)의 높이 방향(Z2)을 따라 스트라이프 패턴으로 형성될 수 있고, 배터리 셀(C)의 폭 방향(Z3)을 따라 서로로부터 이격되도록 한 쌍으로 형성될 수 있다. 이러한 실시형태에서, 상기 양면 접착 필름(120)의 길이 방향(Z2)은, 배터리 셀(C)의 높이 방향(Z2)에 해당될 수 있고, 양면 접착 필름(120)의 폭 방향(Z3)은, 배터리 셀(C)의 폭 방향(Z3)에 해당될 수 있다. 본 명세서를 통하여, 배터리 셀(C)의 높이 방향(Z2)이란, 제1, 제2 전극 단자(11,12)가 형성된 배터리 셀(C)의 전극 면이 바라보는 면 방향을 의미할 수 있고, 배터리 셀(C)의 폭 방향(Z3)이란 제1, 제2 전극 단자(11,12)가 서로 마주하는 방향을 의미할 수 있다. 배터리 셀(C)의 높이 방향(Z2)과 배터리 셀(C)의 폭 방향(Z3)은 서로 수직으로 교차하는 방향에 해당될 수 있다.
상기 양면 접착 필름(120)은 배터리 셀(C)의 폭 방향(Z3)을 따라 서로로부터 이격된 쌍으로 형성됨으로써, 배터리 셀(C)과 절연성 필름(110) 간의 균형적인 부착력을 제공할 수 있다. 이때, 상기 양면 접착 필름(120)은 배터리 셀(C)의 배열 방향(Z1)을 따라 절연성 필름(110)의 전면 및 배면에 각각 형성되어, 전방의 배터리 셀(C)과 후방의 배터리 셀(C)을 서로 부착시킬 수 있고, 배터리 셀(C)의 폭 방향(Z3)을 따라 균형적인 위치에서 쌍으로 형성된 양면 접착 필름(120)을 통하여 전후방으로 서로 이웃한 배터리 셀(C)이 서로에 대해 견고하게 부착될 수 있다. 본 명세서를 통하여, 전후 방향이란 배터리 셀(C)이 배열된 배열 방향(Z1)을 의미할 수 있다.
상기 양면 접착 필름(120)은 배터리 셀(C)의 폭 방향(Z3)을 따라 서로로부터 이격된 쌍으로 형성됨으로써, 배터리 셀(C)의 중앙 영역에 집중되는 스웰링의 부피 팽창을 흡수할 수 있는 여분의 공간을 제공할 수 있다. 한편, 본 발명의 다른 실시형태에서, 상기 양면 접착 필름(120)은, 배터리 셀(C)의 폭 방향(Z3)을 따라 스트라이프 패턴으로 형성될 수 있고, 배터리 셀(C)의 높이 방향(Z2)을 따라 서로로부터 이격되도록 한 쌍으로 형성될 수도 있다. 이러한 실시형태에서, 상기 양면 접착 필름(120)의 길이 방향(Z3)은, 배터리 셀(C)의 폭 방향(Z3)에 해당될 수 있고, 양면 접착 필름(120)의 폭 방향(Z2)은, 배터리 셀(C)의 높이 방향(Z2)에 해당될 수 있다.
상기 양면 접착 필름(120)에는 절개선(121)이 형성될 수 있다. 상기 절개선(121)은 양면 접착 필름(120)과 절연성 필름(110) 간의 상대적인 변형이나 위치 이동을 허용함으로써, 양면 접착 필름(120)과 절연성 필름(110) 사이의 응력을 해소할 수 있고, 이에 따라 절연성 필름(110)의 구겨짐이나 주름을 방지할 수 있다.
앞서 설명된 바와 같이, 상기 절연성 접착 테이프(100)의 형성에 대해, 평편한 절연성 필름(110) 상에 양면 접착 필름(120)을 부착하여 절연성 접착 테이프(100)를 형성하고, 이렇게 형성된 절연성 접착 테이프(100)는, 롤 형태로 권취되어 납품된 후에 언롤러(unroller)에 끼워 장착된 상태에서 일 방향으로 이송되며 다시 평편하게 펴지면서 일정한 크기로 낱개 절단된 후에 배터리 셀(C)에 대해 부착될 수 있다. 이때, 평편한 상태의 절연성 필름(110) 상에 부착된 양면 접착 필름(120)은, 롤 형태로 권취되면서 절연성 필름(110)의 구겨짐이나 주름을 야기할 수 있고, 반대로, 롤 형태로 권취된 절연성 접착 테이프(100)가 언롤러(unroller)에 끼워져 다시 평편한 상태로 펴지면서 양면 접착 필름(120)은 절연성 필름(110)의 구겨짐이나 주름을 야기할 수 있다. 즉, 상기 절연성 접착 테이프(100)는, 롤 형태로 휘어짐과 평편하게 펴짐을 반복하게 되고, 이때, 서로에 대해 끈적끈적하게 부착되어 있는 절연성 필름(110)과 양면 접착 필름(120) 사이의 움직임이 제한되면서 이들 절연성 필름(110)과 양면 접착 필름(120) 사이에는 응력이 축적될 수 있고, 응력의 축적은 절연성 필름(110)의 구겨짐이나 주름을 야기할 수 있다.
본 발명에서는 양면 접착 필름(120)에 절개선(121)을 형성함으로써, 양면 접착 필름(120)과 절연성 필름(110) 사이에 상대적인 변형이나 위치 이동을 허용함으로써, 양면 접착 필름(120)과 절연성 필름(110) 사이의 응력을 해소할 수 있고, 이에 따라, 양면 접착 필름(120)과 절연성 필름(110) 사이의 응력 축적에 따른 절연성 필름(110)의 구겨짐을 방지할 수 있다.
도 5를 참조하면, 상기 절개선(121)은 양면 접착 필름(120)의 전체 두께(T) 중에서 일부에 해당되는 절취 두께(Tc)에만 제한적으로 형성될 수 있으며, 나머지 잔존 두께(Tr)에는 절개선(121)이 형성되지 않을 수 있다. 즉, 상기 양면 접착 필름(120)의 잔존 두께(Tr)에는 절개선(121)이 형성되지 않고 절단되지 않은 온전한 형태의 양면 접착 필름(120)이 형성될 수 있다. 만일 절개선(121)이 양면 접착 필름(120)의 전체 두께(T)에 걸쳐서 형성될 경우, 양면 접착 필름(120)이 절개선(121) 단위로 분리됨으로써, 양면 접착 필름(120)을 부착하는 과정에서 연속적인 작업이 이루어지지 않고, 절개선(121) 단위로 분리된 양면 접착 필름(120)의 조각 조각에 대한 개별적인 부착이 진행될 필요가 있으며, 양면 접착 필름(120)의 부착 이후에도 조각난 양면 접착 필름(120)의 탈락이 우려되므로, 부착 작업의 효율성과 양면 접착 필름(120)의 견고한 부착을 위하여 양면 접착 필름(120)에 형성되는 절개선(121)은, 양면 접착 필름(120)의 전체 두께(T) 중에서 일부의 절취 두께(Tc)에만 제한적으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 양면 접착 필름(120)의 전체 두께(T) 중에서, 절개선(121)이 형성되지 않고 절단되지 않은 온전한 형태의 양면 접착 필름(120)이 형성되는 잔존 두께(Tr)는 적어도 0.1mm 이상으로 형성될 수 있다. 만일 양면 접착 필름(120)의 잔존 두께(Tr)가 0.1mm 보다 얇게 형성되면, 작은 충격이나 진동에도 양면 접착 필름(120)이 절개선(121) 단위로 분리될 수 있기 때문이다.
한편, 상기 양면 접착 필름(120)의 절개선(121)은, 양면 접착 필름(120)과 절연성 필름(110) 사이에 상대적인 변형이나 위치 이동을 허용함으로써, 양면 접착 필름(120)과 절연성 필름(110) 사이의 응력을 해소하기 위한 것으로, 절개선(121)의 절취 두께(Tc)는 충분한 두께로 형성되는 것이 바람직하며, 절개선(121)의 절취 두께(Tc)가 너무 얇게 형성되면, 양면 접착 필름(120)과 절연성 필름(110) 사이의 응력을 해소하기 충분하지 않고 절연성 필름(110)의 구겨짐을 방지하기 어려울 수 있다.
도 6에는 양면 접착 필름의 절개선의 구조를 설명하기 위한 도면이 도시되어 있다.
도 6을 참조하면, 상기 절개선(121)은 양면 접착 필름(120)의 길이 방향(Z2)을 따라 피치 간격(P)을 사이에 두고 다수로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 절개선(121)은 양면 접착 필름(120)의 길이 방향(Z2)을 따라 일정한 피치 간격(P)으로 형성될 수 있다. 상기 절개선(121)은, 양면 접착 필름(120)의 폭 방향(Z3)을 따라 서로 반대되는 제1, 제2 단부(121a,121b)를 포함할 수 있고, 상기 피치 간격(P)은 서로 이웃하는 제1, 제2 절개선(1211,1212)의 동일한 제1 단부(121a) 사이의 거리 또는 서로 이웃하는 제1, 제2 절개선(1211,1212)의 동일한 제2 단부(121b) 사이의 거리에 해당될 수 있다. 본 명세서를 통하여, 양면 접착 필름(120)의 폭 방향(Z3)이란 양면 접착 필름(120)의 길이 방향(Z2)과 수직으로 교차하는 방향을 의미할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시형태에서, 상기 양면 접착 필름(120)의 길이 방향(Z2)과 폭 방향(Z3)은 각각 배터리 셀(C)의 높이 방향(Z2)과 폭 방향(Z3)에 해당될 수 있다.
상기 피치 간격(P)의 설정에 대해, 상기 양면 접착 필름(120)의 길이 방향(Z2)을 따라 서로 이웃하는 제1 절개선(1211)과 제2 절개선(1212)이, 양면 접착 필름(120)의 폭 방향(Z3)을 따라 서로 겹쳐지지 않도록 충분한 피치 간격(P)으로 이격되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 양면 접착 필름(120)의 폭 방향(Z3)을 따라 제1, 제2 절개선(1211,1212)의 투영(도 6의 빗금친 영역)이 서로 겹쳐지지 않도록 충분한 피치 간격(P)을 사이에 두고, 제1, 제2 절개선(1211,1212)이 서로 이격되는 것이 바람직하다. 본 발명의 일 실시형태에서, 상기 피치 간격(P)은 20mm ~ 30mm 범위 내에서 설정될 수 있다. 서로 이웃하는 절개선(121) 사이의 피치 간격(P)은, 후술하는 서로 이웃하는 절개선(121) 사이의 최단 거리(D)와의 관계에서 설정되는 것이 바람직하며, 이하에서 상기 피치 간격(P) 및 최단 거리(D)의 설정에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
상기 양면 접착 필름(120)의 길이 방향(Z2)을 따라 서로 이웃하는 제1, 제2 절개선(1211,1212) 사이의 최단 거리(D, 또는 이웃하는 절개선 121 사이의 최단 거리 D)는 적어도 0(zero) 보다 큰 값으로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 제1, 제2 절개선(1211,1212)은, 양면 접착 필름(120)의 폭 방향(Z3)을 따라 일정한 경사각(θ)으로 비스듬하게 연장될 수 있다. 이때, 양면 접착 필름(120)의 길이 방향(Z2)을 따라 제1, 제2 절개선(1211,1212) 사이의 최단 거리(D, 또는 이웃하는 절개선 121 사이의 최단 거리 D)는, 서로 이웃하는 제1, 제2 절개선(1211,1212) 중에서 폭 방향(Z3)을 따라 서로 반대되는 제1, 제2 단부(121a,121b) 사이의 거리에 해당될 수 있다.
보다 구체적으로, 제1, 제2 절개선(1211,1212) 사이의 최단 거리(D, 또는 이웃하는 절개선 121 사이의 최단 거리 D)는, 양면 접착 필름(120)의 길이 방향(Z2)을 따라 제1 절개선(1211)의 제2 단부(121b)로부터 제2 절개선(1212)의 제1 단부(121a)까지의 거리에 해당될 수 있다. 여기서, 제1 절개선(1211)의 제2 단부(121b)와 제2 절개선(1212)의 제1 단부(121a)는, 양면 접착 필름(120)의 길이 방향(Z2)을 따라 서로 인접하는 단부로서, 그 사이의 거리는 제1, 제2 절개선(1211,1212) 사이의 최단 거리(D)에 해당될 수 있다. 반대로, 제1 절개선(1211)의 제1 단부(121a)와 제2 절개선(1212)의 제2 단부(121b)는, 양면 접착 필름(120)의 길이 방향(Z2)을 따라 서로로부터 멀리 배치된 단부로서, 그 사이의 거리는 제1, 제2 절개선(1211,1212) 사이의 최장 거리에 해당될 수는 있으나, 최단 거리(D)에 해당되지는 않는다.
앞서 설명된 바와 같이, 서로 이웃하는 제1, 제2 절개선(1211,1212) 사이의 최단 거리(D)와 달리, 제1, 제2 절개선(1211,1212)의 피치 간격(P, 또는 절개선 121의 피치 간격 P)은, 폭 방향(Z3)을 따라 제1, 제2 절개선(1211,1212)의 서로 동일한 제1 단부(121a) 사이의 거리 또는 제2 단부(121b) 사이의 거리에 해당될 수 있다.
상기 제1, 제2 절개선(1211,1212) 사이의 최단 거리(D)는, 연속적으로 형성된 절연성 접착 테이프(100 또는 양면 접착 필름 120)를 낱개로 분리하기 위하여 양면 접착 필름(120)의 폭 방향(Z3)으로 절단 날이 통과하는 절단 패스(B)의 여유 폭을 형성할 수 있다. 즉, 상기 절연성 접착 테이프(100 또는 양면 접착 필름 120)는 길이 방향(Z2)을 따라 적정의 크기로 낱개 절단되어 배터리 셀(C)에 대해 부착될 수 있는데, 만일 절단 패스(B)와 절개선(121)이 서로 맞닿게 되면, 절단 패스(B)와 절개선(121)이 서로 맞닿으면서 양면 접착 필름(120)의 일부 조각이 양면 접착 필름(120)으로부터 떨어져 나가게 되므로, 접착의 공백이 생길 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 절단 패스(B)와 절개선(121)이 서로 맞닿지 않도록 절단 패스(B)의 여유 폭, 그러니까, 제1, 제2 절개선(1211,1212) 사이의 최단 거리(D)를 충분히 확보하는 것이 바람직하다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에서 제1, 제2 절개선(1211,1212) 사이의 최단 거리(D, 또는 이웃하는 절개선 121 사이의 최단 거리 D)는, 제1, 제2 절개선(1211,1212)의 피치 간격(P, 또는 절개선 121의 피치 간격 P) 중에서 제1, 제2 절개선(1211,1212)의 투영(도 6의 빗금친 영역)을 제외한 남는 여분의 길이에 해당될 수 있다. 만일 절연성 접착 테이프(100 또는 양면 접착 필름 120)를 낱개로 절단하기 위하여 폭 방향(Z3)으로 통과하는 절단 날의 절단 패스(B)가 상기 제1, 제2 절개선(1211,1212)의 투영(도 6의 빗금친 영역) 안쪽으로 형성되면, 절단 패스(B)와 제1, 제2 절개선(1211,1212)이 서로 맞닿으면서 양면 접착 필름(120)이 조각나게 되므로, 절단 패스(B)는 제1, 제2 절개선(1211,1212)의 피치 간격(P, 또는 절개선 121의 피치 간격 P) 중에서 제1, 제2 절개선(1211,1212)의 투영(도 6의 빗금친 영역)을 제외한 남는 여분의 길이, 또는 제1, 제2 절개선(1211,1212) 사이의 최단 거리(D)를 통과하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 제1, 제2 절개선(1211,1212) 사이의 최단 거리(D), 그러니까, 절단 패스(B)의 여유 폭은, 제1, 제2 절개선(1211,1212)의 피치 간격(P)의 절반 정도로 설정될 수 있다. 이와 같이, 제1, 제2 절개선(1211,1212) 사이의 최단 거리(D)를 제1, 제2 절개선(1211,1212)의 피치 간격(P)의 절반 정도로 여유 있게 설정함으로써, 절단 패스(B)가 어느 정도의 공정 마진을 가질 수 있고, 양면 접착 필름(120)의 길이 방향(Z2)을 따라 다소 오차가 있더라도 절단 날이 제1, 제2 절개선(1211,1212)의 투영(도 6의 빗금친 영역)을 가로질러 제1, 제2 절개선(1211,1212)과 맞닿으면서 양면 접착 필름(120)의 조각이 떨어져 나가는 접착의 공백을 막을 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 절개선(121)의 피치 간격(P)은 20~30mm 정도로 형성될 수 있고, 서로 이웃하는 제1, 제2 절개선(1211,1212) 사이의 최단 거리(D 또는 절단 패스 B의 여유 폭)는, 상기 절개선(121)의 피치 간격(P)의 절반인 10~15mm 정도로 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에서, 상기 절개선(121)의 피치 간격(P)은 25mm로 형성될 수 있고, 서로 이웃하는 제1, 제2 절개선(1211,1212) 사이의 최단 거리(D, 또는 절단 패스 B의 여유 폭)는, 상기 절개선(121)의 피치 간격(P)의 절반인 12.5mm로 형성될 수 있다.
이와 같이, 상기 절개선(121)의 피치 간격(P)은, 서로 이웃하는 제1, 제2 절개선(1211,1212) 사이의 최단 거리(D, 또는 절단 패스 B의 여유 폭)를 결정하게 되므로, 만일 절개선(121)의 피치 간격(P)이 상기 하한치(20mm) 보다 작게 형성될 경우에는 절개선(121)과 절단 패스(B)가 서로 맞닿으면서 양면 접착 필름(120)이 조각나 떨어져 나가면서 접착의 공백이 형성될 수 있다. 또한, 절개선(121)의 피치 간격(P)이 상기 상한치(30mm) 보다 크게 형성될 경우, 그러니까, 양면 접착 필름(120)의 길이 방향(Z2)을 따라 절개선(121)이 성기게 형성될 경우에는, 절개선(121)에 의해 양면 접착 필름(120)과 절연성 필름(110) 간의 상대적인 변형이나 위치 이동을 허용함으로써, 이들 사이의 응력을 해소하고 절연성 필름(110)의 구겨짐이나 주름을 제거하기 위한 목적을 달성하기 어렵게 된다.
본 발명의 다른 실시형태에서, 서로 이웃하는 제1, 제2 절개선(1211,1212) 사이의 최단 거리(D, 또는 절단 패스 B의 여유 폭)는, 절단 날(미도시)의 두께와의 관계에서 설정될 수 있다. 예를 들어, 서로 이웃하는 제1, 제2 절개선(1211,1212) 사이의 최단 거리(D, 또는 절단 패스 B의 여유 폭)는, 절단 날(미도시)의 두께의 1배~3배 정도로 형성될 수 있고, 바람직하게, 절단 날(미도시)의 두께의 2배 정도로 형성될 수 있다. 만일 서로 이웃하는 제1, 제2 절개선(1211,1212) 사이의 최단 거리(D, 또는 절단 패스 B의 여유 폭)가, 절단 날(미도시)의 두께의 1배 보다 작게 형성될 경우, 절개선(121)과 절단 패스(B)가 서로 맞닿으면서 양면 접착 필름(120)이 조각나며 접착의 공백이 형성될 수 있다. 또한, 서로 이웃하는 제1, 제2 절개선(1211,1212) 사이의 최단 거리(D, 또는 절단 패스 B의 여유 폭)가, 절단 날(미도시)의 두께의 3배 보다 크게 형성될 경우에는 결과적으로 절개선(121)의 피치 간격(P)이 넓게 형성되는 것과 같게 되므로, 절개선(121)에 의해 양면 접착 필름(120)과 절연성 필름(110) 간의 상대적인 변형이나 위치 이동을 허용함으로써, 이들 사이의 응력을 해소하고 절연성 필름(110)의 구겨짐이나 주름을 제거하기 위한 목적을 달성하기 어렵게 된다.
도 6을 참조하면, 상기 절개선(121)은 양면 접착 필름(120)의 길이 방향(Z2)을 따라 다수로 형성될 수 있는데, 다수의 절개선(121)은 일정한 경사각(θ)으로 나란하게 형성되는 것이 바람직할 수 있다. 만일 다수의 절개선(121)이 서로 다른 경사각으로 형성될 경우, 앞서 설명된 바와 같이 서로 이웃하는 제1, 제2 절개선(1211,1212) 사이의 최단 거리(D)를 확보함으로써, 연속적으로 형성된 절연성 접착 테이프(100 또는 양면 접착 필름 120)를 낱개로 절단하는 과정에서 절단 날이 통과하는 절단 패스(B)의 여유 폭을 확보하는 것이 어려워질 수 있다. 즉, 서로 이웃하는 제1, 제2 절개선(1211,1212)이 서로 나란하게 연장되는 경우 보다, 서로 다른 각도로 연장되는 경우에, 이들 사이의 최단 거리(D)가 더 좁아질 수 있기 때문이다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 절개선(121)은 양면 접착 필름(120)의 폭 방향(Z3)에 대해 일정한 경사각(θ)으로 기울어진 사선 방향을 따라 비스듬하게 연장되는 일 직선 상으로 형성될 수 있다. 본 발명의 다른 실시형태에서 상기 절개선(121)은 다양한 형태로 변형될 수 있다. 예를 들어, 도 7에 도시된 양면 접착 필름(120`)에서 볼 수 있듯이, 상기 절개선(121`)은 사선 방향을 따라 비스듬하게 연장되는 일 직선 상이 아닌, 서로 다른 각도로 연장되는 두 개의 직선이 서로 맞닿는 형태의 V자 형상이나 또는 역 V자 형상으로 형성될 수도 있다. 다만, 절개선(121`)의 V자 형상 또는 역 V자 형상에서, 수분과 같은 이물질(W)이 축적될 수 있는 골 부분을 형성할 수 있다는 점에서, 도 6에 도시된 바와 같이, 사선 방향을 따라 비스듬하게 연장되는 일 직선 상의 절개선(121)이 선호될 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다.
10: 케이스 11,12: 제1, 제2 전극 단자
100: 절연성 접착 테이프 110: 절연성 필름
120,120`: 양면 접착 필름 121,121`: 절개선
121a: 제1 단부 121b: 제2 단부
1211: 제1 절개선 1212: 제2 절개선
150: 버스바 홀더 200: 버스 바
P: 피치 간격
D: 서로 이웃한 절개선 사이의 최단 거리
B: 절단 패스 θ: 경사각

Claims (16)

  1. 다수의 배터리 셀; 및
    서로 이웃한 배터리 셀 사이에 개재되는 절연성 접착 테이프를 포함하되,
    상기 절연성 접착 테이프는,
    절연성 필름; 및
    상기 절연성 필름과 배터리 셀 사이에 부착된 것으로, 일 방향을 따라 연장되는 적어도 하나의 양면 접착 필름을 포함하고,
    상기 양면 접착 필름에는 다수의 절개선이 형성된 배터리 팩.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 절개선은 양면 접착 필름의 폭 방향에 대해 경사 방향을 따라 비스듬하게 연장되는 일 직선 상으로 형성되는 것을 특징으로 배터리 팩.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 절개선은 양면 접착 필름의 폭 방향에 대해 일정한 경사각으로 연장되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 절개선은 양면 접착 필름의 길이 방향을 따라 일정한 피치 간격으로 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 피치 간격은 20~30mm 범위에서 설정되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 양면 접착 필름의 길이 방향을 따라 서로 이웃하는 절개선 사이의 최단 거리는, 적어도 0 보다 큰 값을 갖는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 서로 이웃하는 절개선 사이의 최단 거리는, 10mm ~ 15mm 범위에서 설정되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 양면 접착 필름의 폭 방향을 따라 절개선은 서로 반대되는 제1, 제2 단부를 포함하고,
    상기 이웃하는 절개선 사이의 최단 거리는, 서로 이웃하는 절개선의 서로 반대되는 제1, 제2 단부 사이의 거리에 해당되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 절개선은 양면 접착 필름의 길이 방향을 따라 일정한 피치 간격으로 형성되며,
    상기 이웃하는 절개선 사이의 최단 거리는, 상기 피치 간격의 절반으로 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 양면 접착 필름의 폭 방향을 따라 절개선은 서로 반대되는 제1, 제2 단부를 포함하고,
    상기 피치 간격은 서로 이웃하는 절개선의 같은 제1 단부 사이의 거리 또는 같은 제2 단부 사이의 거리에 해당되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 절개선은 상기 양면 접착 필름의 전체 두께 중에서 일부분에 해당되는 절취 두께에 걸쳐서 제한적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 절연성 필름 상에 부착되는 양면 접착 필름의 부착 면적은, 상기 절연성 필름의 면적 보다 작은 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 양면 접착 필름은, 상기 절연성 필름을 가로지르는 일 방향을 따라 연장되는 스트라이프 패턴으로 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 양면 접착 필름은, 상기 배터리 셀의 높이 방향을 따라 연장되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 양면 접착 필름은, 상기 배터리 셀의 폭 방향을 따라 서로로부터 이격된 쌍으로 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 셀의 배열 방향을 따라, 상기 절연성 필름의 전면 및 배면에는 상기 양면 접착 필름이 각각 부착되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
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