KR20220124477A - 리튬이온배터리 카트리지 - Google Patents

리튬이온배터리 카트리지 Download PDF

Info

Publication number
KR20220124477A
KR20220124477A KR1020210028151A KR20210028151A KR20220124477A KR 20220124477 A KR20220124477 A KR 20220124477A KR 1020210028151 A KR1020210028151 A KR 1020210028151A KR 20210028151 A KR20210028151 A KR 20210028151A KR 20220124477 A KR20220124477 A KR 20220124477A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
battery
battery cells
substrate
coupled
lithium
Prior art date
Application number
KR1020210028151A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102490876B1 (ko
Inventor
허웅구
허주혁
백종우
김동현
김연철
Original Assignee
(주)코미트
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)코미트 filed Critical (주)코미트
Priority to KR1020210028151A priority Critical patent/KR102490876B1/ko
Publication of KR20220124477A publication Critical patent/KR20220124477A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102490876B1 publication Critical patent/KR102490876B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/213—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for cells having curved cross-section, e.g. round or elliptic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/488—Cells or batteries combined with indicating means for external visualization of the condition, e.g. by change of colour or of light density
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/247—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders specially adapted for portable devices, e.g. mobile phones, computers, hand tools or pacemakers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/262—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/30—Batteries in portable systems, e.g. mobile phone, laptop
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Primary Cells (AREA)
  • Heterocyclic Compounds That Contain Two Or More Ring Oxygen Atoms (AREA)
  • Steroid Compounds (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

"리튬이온배터리 카트리지"가 개시된다. 본 발명에 의한 "리튬이온배터리 카트리지"는, 내부에 복수개의 리튬이온배터리가 착탈가능하게 수용되며 전방과 후방 하부에 각각 전방커넥터(323)와 후방커넥터(333)가 형성된 복수개의 배터리셀(300,300a,300b)과; 상면에 상기 복수개의 배터리셀(300,300a,300b)의 전방커넥터(323)와 후방커넥터(333)가 각각 끼움결합되는 전방슬롯(210,210a,210b) 및 후방슬롯(220)이 나란하게 복수개 구비되며, 상기 복수개의 배터리셀(300,300a,300b)을 직렬로 연결하는 기판(200)을 포함한다.
또한, 내부에 상기 기판(200)과, 상기 기판(200)에 결합된 상기 복수개의 배터리셀(300,300a,300b)을 수용하는 케이싱(100)을 포함한다.
그리고, 상기 케이싱(100)의 상면에는 상기 기판(200)에 결합된 복수개의 배터리셀(300,300a,300b)의 잔여 충전량이 표시되는 잔류전원표시창(121)이 구비되는 것이 바람직하다.

Description

리튬이온배터리 카트리지{Lithium-ion battery cartridge}
본 발명은 리튬이온배터리 카트리지에 관한 것으로서 보다 자세히는 리튬이온배터리가 수용된 배터리셀을 슬롯타입으로 간편하게 착탈하며 선별적으로 교체하여 사용할 수 있는 리튬이온배터리 카트리지에 관한 것이다.
최근 무선 전자기기 사용이 증가하면서 충전하여 반복사용이 가능한 리튬이온배터리 사용이 증가하고 있다.
종래 리튬이온배터리는 니켈 용접으로 복수개의 리튬이온배터리셀을 직렬 또는 병렬 연결하여 사용한다. 그런데, 이렇게 용접으로 리튬이온배터리셀이 결합되는 경우 리튬이온배터리셀의 수명이 다하면 교체할 수 없어 폐기해야만 했다.
또한, 복수개의 배터리셀의 밸런싱 불량이 발생되는 경우 불량 배터리셀만 선별하여 교체하지 못하고 전체 배터리셀을 모두 교체해야만 하는 아쉬움이 있었다.
문헌 1. 대한민국특허청, 등록실용신안 제20-0429544호, "충전용 배터리의 착탈이 용이한 휴대용 충전장치" 문헌 2. 미국특허청, US6677078 "BATTERY CARTRIDGE"
본 발명의 목적은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 수명이 다하거나 불량인 배터리셀만 선별하여 교체가 가능한 리튬이온배터리 카트리지를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 슬롯타입으로 배터리셀의 교체가 용이한 리튬이온배터리 카트리지를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 외부에서 분리버튼의 조작에 의해 원터치방식으로 배터리셀을 간편하게 분리할 수 있는 리튬이온배터리 카트리지를 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 목적은 리튬이온배터리 카트리지에 의해 달성될 수 있다. 본 발명의 리튬이온배터리 카트리지는, 내부에 복수개의 리튬이온배터리가 착탈가능하게 수용되며 전방과 후방 하부에 각각 전방커넥터(323)와 후방커넥터(333)가 형성된 복수개의 배터리셀(300,300a,300b)과; 상면에 상기 복수개의 배터리셀(300,300a,300b)의 전방커넥터(323)와 후방커넥터(333)가 각각 끼움결합되는 전방슬롯(210,210a,210b) 및 후방슬롯(220)이 나란하게 복수개 구비되며, 상기 복수개의 배터리셀(300,300a,300b)을 직렬로 연결하는 기판(200)을 포함한다.
또한, 내부에 상기 기판(200)과, 상기 기판(200)에 결합된 상기 복수개의 배터리셀(300,300a,300b)을 수용하는 케이싱(100)을 포함한다.
그리고, 상기 케이싱(100)의 상면에는 상기 기판(200)에 결합된 복수개의 배터리셀(300,300a,300b)의 잔여 충전량이 표시되는 잔류전원표시창(121)이 구비되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 리튬이온배터리 카트리지는 리튬이온배터리가 내부에 고정되지 않고 기판에 슬롯방식으로 착탈가능하게 결합되는 배터리셀에 수용된다. 이에 따라 리튬이온배터리의 수명이 다하거나 불량이 발생되면, 해당 리튬이온배터리가 수용된 배터리셀만 기판으로부터 간편하게 분리한 후 새것으로 교체하여 사용할 수 있다.
이 때, 배터리셀을 분리버튼을 이용해 원터치방식으로 기판으로부터 분리할 수 있어 사용자의 사용편의가 높아질 수 있다.
또한, 상부커버가 닫혀진 상태에서는 배터리셀이 분리되지 않으므로 안정적으로 사용할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 리튬이온배터리 카트리지의 구성을 도시한 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 리튬이온배터리 카트리지의 구성을 분해하여 도시한 분해사시도,
도 3은 본 발명에 따른 리튬이온배터리 카트리지의 단면구성을 도시한 단면도,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 리튬이온배터리 카트리지의 구성을 도시한 사시도,
도 5와 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 리튬이온배터리 카트리지의 배터리셀 분리과정을 도시한 예시도이고,
도 7과 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 리튬이온배터리 카트리지의 구성을 도시한 도면들이다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예 및 첨부하는 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하되, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭함을 전제하여 설명하기로 한다.
발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에서 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 당해 구성요소만으로 이루어지는 것으로 한정되어 해석되지 아니하며, 다른 구성요소들을 더 포함할 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 리튬이온배터리 카트리지(1)의 외부 구성을 도시한 사시도이고, 도 2는 리튬이온배터리 카트리지(1)의 구성을 분해하여 도시한 분해사시도이고, 도 3은 리튬이온배터리 카트리지(1)의 단면구성을 도시한 단면도이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 리튬이온배터리 카트리지(1)는 케이싱(100)과, 케이싱(100)의 하부에 고정결합된 기판(200)과, 기판(200)에 슬롯타입으로 착탈가능하게 결합되는 복수개의 배터리셀(300,300a,300b)을 포함한다.
복수개의 배터리셀(300,300a,300b)들은 각각 기판(200)의 결합공간에 구비된 슬롯(210,220)에 착탈가능하게 결합되어 분리 및 결합이 용이하게 이루어질 수 있다. 이에 따라 각 배터리셀(300,300a,300b)의 수명과 밸런싱 불량여부에 따라 선별적으로 배터리셀(300,300a,300b)을 교체할 수 있다.
케이싱(100)은 기판(200)이 고정결합되는 하부케이싱(110)과, 하부케이싱(110)의 상부를 덮는 상부커버(120)를 포함한다. 하부케이싱(110)은 상부가 개방된 함체 형상으로 형성되며 내부에 기판(200)이 고정결합된다.
하부케이싱(110)의 테두리영역에는 볼트(127)가 체결되는 하부볼트체결공(111)이 구비된다. 볼트(127)는 상부커버(120)의 상부볼트체결공(125)을 통해 하부볼트체결공(111)에 체결되어 하부케이싱(110)과 상부커버(120)가 고정되게 한다.
하부케이싱(110)의 바닥면에는 기판결합볼트체결공(113)이 형성된다. 기판결합볼트체결공(113)에는 기판결합볼트(미도시)가 체결된다. 기판결합볼트(미도시)는 기판(200)의 기판볼트삽입공(240)을 통해 기판결합볼트체결공(113)에 체결되어 기판(200)을 하부케이싱(110)에 고정시킨다.
하부케이싱(110)의 외부측면에는 결합소켓(130)이 구비된다. 결합소켓(130)은 리튬이온배터리 카트리지(1)의 전원을 공급하는 전원공급기기(미도시)와 전기적으로 결합된다.
상부커버(120)는 하부케이싱(110)의 상부를 덮어 내부를 은폐한다. 사용자는 상부커버(120)를 개방하고 기판(200)에 배터리셀(300,300a,300b)을 결합시키거나 분리시키고 상부커버(120)를 다시 결합시켜 사용한다.
상부커버(120)에는 현재 각 배터리셀(300,300a,300b)의 잔류전원을 표시하는 잔류전원표시창(121)과, 전원공급 신호를 인가하는 스위치(123)가 구비된다. 잔류전원표시창(121)은 기판(200)에 결합된 복수개의 배터리셀(300,300a,300b)의 잔류전원을 각각 표시한다. 사용자는 잔류전원표시창(121)에 표시된 잔류전원을 확인하고 수명이 다한 배터리셀(300,300a,300b) 또는 불량 배터리셀(300,300a,300b)은 교체하게 된다.
기판(200)은 하부케이싱(110)의 내부에 수용되며 복수개의 배터리셀(300,300a,300b)과 슬롯방식에 의해 착탈가능하게 결합된다. 기판(200)에는 복수개의 배터리셀(300,300a,300b)에 대응되게 복수개의 전방슬롯(210,210a,210b)과 후방슬롯(220)이 나란하게 복수개 구비된다. 전방슬롯(210,210a,210b)에는 배터리셀(300,300a,300b)의 전방커넥터(323)가 끼움결합되고 후방슬롯(220)에는 배터리셀(300,300a,300b)의 후방커넥터(333)가 끼움결합된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 리튬이온배터리 카트리지(1)는 기판(200)에 세 개의 배터리셀(300,300a,300b)이 착탈가능하게 결합되도록 세 쌍의 전방슬롯(210,210a,210b)과 후방슬롯(220)이 구비된다. 그러나, 이는 일례일 뿐이며 전방슬롯(210,210a,210b)과 후방슬롯(220)의 개수는 결합되는 배터리셀(300,300a,300b)의 개수에 대응되게 가감될 수 있다.
여기서, 세 쌍의 전방슬롯(210,210a,210b)과 후방슬롯(220)은 전기적으로 직렬형태로 연결되어 복수개의 배터리셀(300,300a,300b)을 직렬로 결합시킨다.
기판(200)의 일측에는 제어회로(230)가 구비된다. 제어회로(230)는 복수개의 전방슬롯(210,210a,210b)과 후방슬롯(220)에 결합된 배터리셀(300,300a,300b)에 충전된 전원을 해당 전원공급기기(미도시)로 공급되게 하거나, 배터리셀(300,300a,300b)로 전원이 충전되게 한다.
기판(200)의 상부에는 도 3에 도시된 바와 같이 잔류전원표시창(121)에 잔류전원이 표시되게 하는 LED 표시기판(250)이 구비된다. LED 표시기판(250)은 제어회로(230)의 제어신호에 의해 배터리셀(300,300a,300b)의 잔류전원이 잔류전원표시창(121)에 표시되게 한다.
한편, 기판(200)의 전방슬롯(210,210a,210b)과 후방슬롯(220) 사이에는 배터리셀(300,300a,300b)이 수용되었을 때 위치를 고정시키는 셀고정돌기(260)가 구비된다. 셀고정돌기(260)는 도 3에 도시된 바와 같이 배터리셀(300,300a,300b)의 배터리하우징(310)의 하부에 삽입되어 배터리셀(300,300a,300b)의 결합위치가 고정되게 한다.
배터리셀(300,300a,300b)은 기판(200)의 슬롯(210,220)에 착탈가능하게 결합된다. 배터리셀(300,300a,300b)은 도 2에 도시된 바와 같이 내부에 리튬이온배터리(A)가 수용되는 배터리하우징(310)과, 배터리하우징(310)의 전방과 후방에 각각 결합되어 배터리하우징(310)을 밀폐시키는 전면커버(320) 및 후면커버(330)를 포함한다.
배터리하우징(310)의 내부에는 복수개의 리튬이온배터리(A)가 수용된다. 이를 위해 배터리하우징(310)의 내부에는 리튬이온배터리(A)가 수용되는 배터리수용관(311)이 형성된다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배터리셀(300,300a,300b)은 하나의 배터리하우징(310)에 6개의 리튬이온배터리(A)가 수용되나, 이는 일실시예일 뿐이며 내부에 수용되는 리튬이온배터리(A)의 수는 가감될 수 있다.
배터리하우징(310)의 전면과 후면은 개방형성된다. 개방된 배터리하우징(310)의 전면과 후면에 전면커버(320)와 후면커버(330)가 결합된다. 전면커버(320)와 후면커버(330)는 각각 결합볼트(미도시)에 의해 착탈가능하게 결합된다.
전면커버(320)와 후면커버(330)의 판면에는 각각 리튬이온배터리(A)의 양극과 음극에 전기적으로 결합되는 양극단자(321)와 음극단자(331)가 구비된다. 전면커버(320)와 후면커버(330)의 하부에는 하부로 돌출형성되어 기판(200)의 전방슬롯(210,210a,210b)과 후방슬롯(220)에 끼워져 전기적으로 결합되는 전방커넥터(323) 및 후방커넥터(333)가 구비된다.
도 3에 확대도시된 바와 같이 전방커넥터(323)와 후방커넥터(333)는 전방슬롯(210,210a,210b)과 후방슬롯(220)에 삽입되어 전기적으로 기판(200)과 연결된다. 사용자는 상부커버(120)를 개방한 후 배터리셀(300,300a,300b)을 비어있는 전방슬롯(210,210a,210b)과 후방슬롯(220)에 가압하여 전방커넥터(323)와 후방커넥터(333)를 끼움결합하는 것에 의해 용이하게 배터리셀(300,300a,300b)을 결합할 수 있다.
또한, 배터리셀(300,300a,300b)이 불량이거나 수명이 다해 교체가 필요한 경우 해당 배터리셀(300,300a,300b)만 상부로 가압하여 해당 전방슬롯(210,210a,210b)과 후방슬롯(220)으로부터 분리하고, 새로운 배터리셀(300,300a,300b)을 결합시켜 교체할 수 있다.
여기서, 도 4는 본 발명의 리튬이온배터리 카트리지(1a)의 변형예를 도시한 사시도이다. 변형예에 따른 리튬이온배터리 카트리지(1a)는 바람직한 실시예의 리튬이온배터리 카트리지(1)와 비교할 때 배터리셀(300,300a,300b)의 분리를 더욱 용이하게 하기 위해 케이싱(100)에 배터리셀분리부(140)가 구비된다.
앞서 설명한 바람직한 실시예의 리튬이온배터리 카트리지(1)는 사용자가 상부커버(120)를 개방한 후 직접 배터리셀(300,300a,300b)을 손으로 분리하는 방향으로 가압하여 분리하거나, 슬롯(210,220)에 배터리셀(300,300a,300b)을 끼우는 방향으로 가압하여 결합하였다.
반면, 변형예에 따른 리튬이온배터리 카트리지(1a)는 상부커버(120)를 개방한 후 하부케이싱(110)에 구비된 분리버튼(141)을 누르는 원터치 동작만으로 배터리셀(300,300a,300b)을 기판(200)으로부터 분리할 수 있는 장점이 있다.
도 5와 도 6은 변형예에 따른 리튬이온배터리 카트리지(1a)가 배터리셀(300,300a,300b)을 분리하는 과정을 도시한 예시도들이다.
도 5의 (a)는 상부커버(120)가 닫혀진 상태를 도시한 단면예시도이고, 도 5의 (b)는 상부커버(120)가 개방된 상태를 도시한 단면예시도이다.
배터리셀분리부(140)는 하부케이싱(110)의 바닥면 외측에 복수개의 배터리셀(300,300a,300b)의 수용위치에 대응되게 구비되는 복수개의 분리버튼(141)과, 하부케이싱(110)의 바닥면으로부터 배터리셀(300,300a,300b)의 측면까지 돌출되게 형성되어 배터리셀(300,300a,300b)의 측면에 걸림결합되는 고정레버(143)와, 분리버튼(141)과 고정레버(143) 사이에 결합되어 분리버튼(141)의 가압을 고정레버(143)의 회동으로 변환하는 레버회동축(145)과, 기판(200)의 바닥면에 구비되어 배터리셀(300,300a,300b)을 탄성적으로 지지하는 배터리탄성지지부재(148)를 포함한다.
분리버튼(141)은 도 4에 도시된 바와 같이 하부케이싱(110)의 외측 바닥에 각 배터리셀(300,300a,300b)의 위치에 대응되게 복수개가 구비된다. 분리버튼(141)과 하부케이싱(110) 사이에는 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 버튼지지탄성부재(142)가 구비된다.
분리버튼(141)는 사각함체 형태로 형성되어 하부케이싱(110)의 바닥에 관통 삽입되고, 분리버튼(141)의 내부에는 버튼지지탄성부재(142)가 수용된다. 분리버튼(141)의 상단에는 도 6의 (a)에 확대도시된 바와 같이 돌기수용홈(141a)이 일정 높이 관통형성된다. 돌기수용홈(141a)에는 레버회동축(145)의 가압돌기(145a)가 수용된다.
한 쌍의 고정레버(143)는 하부케이싱(110)의 바닥면으로부터 배터리하우징(310)의 측면 가운데 높이에 닿을 수 있는 높이로 형성된다. 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 배터리하우징(310)의 측면에는 내측으로 함몰형성된 후크걸림홈(313)이 형성되고, 고정레버(143)의 상단에는 후크걸림홈(313)에 걸림결합되는 걸림후크(143a)가 형성된다.
도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 한 쌍의 고정레버(143)의 걸림후크(143a)가 배터리하우징(310)의 양측 후크걸림홈(313)에 걸림결합되어 배터리셀(300,300a,300b)이 전방슬롯(210,210a,210b)과 후방슬롯(220)에 결합된 상태가 구속된다.
여기서, 고정레버(143)의 하부에는 레버회동축(145)이 하부케이싱(110)의 바닥면에 회동가능하게 결합되어 고정레버(143)가 회동되도록 지지한다. 레버회동축(145)에는 가압돌기(145a)가 돌출형성되어 분리버튼(141)의 돌기수용홈(141a)에 끼워진다.
도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 사용자가 분리버튼(141)을 가압하지 않은 경우 가압돌기(145a)가 돌기수용홈(141a)에 수평하게 삽입되고 레버회동축(145)은 회동되지 않고 고정레버(143)는 수직한 상태를 유지한다. 이 때, 고정레버(143)의 걸림후크(143a)는 배터리하우징(310)의 후크걸림홈(313)에 걸림결합된다.
도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 사용자가 분리버튼(141)을 가압하면 분리버튼(141)의 상단이 하부케이싱(110)의 바닥면 상부로 상승되고, 돌기수용홈(141a)에 수용된 가압돌기(145a)도 함께 상방향으로 상승된다.
가압돌기(145a)의 상승에 의해 고정레버(143)도 배터리하우징(310)과 멀어지는 방향으로 회동되고 걸림후크(143a)는 후크걸림홈(313)으로부터 이격된다.
이 때, 기판(200)의 상면에 압축된 상태의 배터리탄성지지부재(148)가 초기상태로 신장되며 배터리셀(300,300a,300b)을 상방향으로 탄성적으로 가압하고, 배터리셀(300,300a,300b)은 배터리탄성지지부재(148)의 탄성력에 의해 전방슬롯(210,210a,210b)과 후방슬롯(220)으로부터 전방커넥터(323)와 후방커넥터(333)가 분리되며 상부로 튀어오르게 된다.
이에 의해 사용자가 별도로 배터리셀(300,300a,300b)을 분리하기 위해 힘을 들이지 않더라도 분리버튼(141)을 가압하는 원터치 동작만으로 배터리셀(300,300a,300b)을 기판(200)으로부터 분리할 수 있다.
여기서, 돌기수용홈(141a)의 높이(d)는 가압돌기(145a)의 두께(W) 보다 1.5 배 이상 크게 형성되어 가압돌기(145a)의 회전반경에 간섭을 가하지 않게 구비되는 것이 바람직하다.
분리버튼(141)의 가압에 의해 배터리셀(300,300a,300b)이 분리된 후 사용자가 분리버튼(141)의 가압을 해제하면 버튼지지탄성부재(142)의 탄성력에 의해 분리버튼(141)은 초기 위치로 복귀되고, 레버회동축(145)과 고정레버(143)도 초기 위치로 복귀된다.
한편, 도 5에 도시된 바와 같이 상부커버(120)에는 각 배터리셀(300,300a,300b)의 수용위치에 대응되게 레버회동제한바(147)가 하부로 일정길이 연장형성된다. 레버회동제한바(147)의 길이(ℓ)는 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 상부커버(120)가 하부케이싱(110)에 결합되었을 때 고정레버(143)와 일정길이 겹쳐질 수 있는 길이로 형성된다.
또한, 레버회동제한바(147)는 상부커버(120)가 닫혀졌을 때 한 쌍의 고정레버(143)의 외측에 고정레버(143)와 닿을 수 있는 위치에 구비된다.
도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 사용자가 배터리셀(300,300a,300b)을 기판(200)으로 삽입하면 배터리하우징(310)이 한 쌍의 고정레버(143) 사이로 삽입되고 전방슬롯(210,210a,210b)과 후방슬롯(220)에 전방커넥터(323)와 후방커넥터(333)가 삽입되며 끼워진다.
이 때, 전방슬롯(210,210a,210b) 및 후방슬롯(220)이 전방커넥터(323)와 후방커넥터(333)에 결합되고 고정레버(143)의 걸림후크(143a)는 후크걸림홈(313)에 끼워진다. 이러한 결합구속력에 의해 배터리탄성지지부재(148)는 압축된 상태로 유지된다.
도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 상부커버(120)가 하부케이싱(110)에 결합되면 레버회동제한바(147)가 배터리하우징(310)의 양측에 결합된 고정레버(143)의 외측에 고정레버(143)와 일정길이 겹쳐지게 배치된다.
이에 의해 상부커버(120)가 닫힌 상태에서 사용자가 분리버튼(141)을 가압하더라도 고정레버(143)가 레버회동제한바(147)에 접촉되며 회동이 제한되어 배터리셀(300,300a,300b)이 기판(200)에 결합된 상태가 안정적으로 유지된다.
한편, 하부케이싱(110)의 외측에는 도 4와 도 5에 도시된 바와 같이 분리버튼(141)의 상하이동을 안내하는 버튼가이드프레임(146)이 구비된다. 이에 의해 사용자가 분리버튼(141)을 다양한 각도에서 가압하더라도 분리버튼(141)이 수직방향으로 이동이 안내되어 레버회동축(145)의 회동으로 전달될 수 있다.
한편, 도 7은 본 발명의 또 다른 변형예의 리튬이온배터리 카트리지의 구성을 분해하여 도시한 분해사시도이고, 도 8은 또 다른 변형예의 리튬이온배터리 카트리지의 리튬이온배터리 분리과정을 도시한 예시도이다.
도시된 바와 같이 또 다른 변형예의 리튬이온배터리 카트리지는 기판(200)의 상부에 기판(200)에 결합된 복수개의 배터리셀(300,300a,300b)의 결합상태를 구속하는 배터리고정밴드부(150)가 구비된다.
배터리고정밴드부(150)는 복수개의 배터리셀(300,300a,300b)의 좌측영역을 감싸게 배치되는 좌측밴드(151)와, 우측영역을 감싸게 배치되는 우측밴드(155)와, 좌측밴드(151)와 우측밴드(155) 사이의 상부와 하부에 배치되는 상부중앙밴드(153) 및 하부중앙밴드(157)을 포함한다.
좌측밴드(151)와 우측밴드(155)는 "ㄷ"자 형태로 형성되어 복수개의 배터리셀(300,300a,300b)의 좌측 또는 우측을 감싸게 형성된다. 상부중앙밴드(153) 및 하부중앙밴드(157)는 좌측밴드(151)와 우측밴드(155)의 가운데 영역을 연결하며 복수개의 배터리셀(300,300a,300b)의 상부 중앙영역과 하부 중앙영역을 감싸게 배치된다.
여기서, 복수개의 밴드(151,153,155,157)은 양단부영역에 서로 맞물려 결합되는 돌기(153a)와 홈(151a)이 형성된다. 이에 의해 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이 복수개의 밴드(151,153,155,157)들의 단부들이 서로 맞물려 복수개의 배터리셀(300,300a,300b)의 결합상태가 구속되게 된다.
여기서, 하부중앙밴드(157)의 하부에는 가압버튼(159)가 결합된다. 가압버튼(159)은 하부케이싱(110)의 외부에서 기판(200)을 향해 돌출되어 하부중앙밴드(157)에 고정된다.
도 8의 (b)에 도시된 바와 같이 사용자가 가압버튼(159)을 가압하면 하부중앙밴드(157)가 함께 상부로 들려지며 가운데에 위치된 배터리셀(300a)이 상부로 들어올려지며 기판(200)으로부터 분리된다. 이와 동시에 상부중앙밴드(153)도 좌측밴드(151) 및 우측밴드(155)와 분리되고, 전체 밴드(151,153,155,157)이 모두 분리되게 된다.
반대로 복수개의 배터리셀(300,300a,300b)를 기판(200)에 결합시킬 때는 좌측밴드(151), 하부중앙밴드(157), 우측밴드(155)를 먼저 결합시킨 후, 복수개의 배터리셀(300,300a,300b)을 기판(200)의 슬롯(210,220)에 끼워 고정하고, 상부중앙밴드(153)를 끼워 결합을 마무리하게 된다.
이러한 본 발명의 배터리고정밴드부(150)에 의해 기판(200)과 복수개의 배터리셀(300,300a,300b)를 보다 안정적으로 결합시켜 사용할 수 있게 된다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 리튬이온배터리 카트리지는 리튬이온배터리가 내부에 고정되지 않고 기판에 슬롯방식으로 착탈가능하게 결합되는 배터리셀에 수용된다. 이에 따라 리튬이온배터리의 수명이 다하거나 불량이 발생되면, 해당 리튬이온배터리가 수용된 배터리셀만 기판으로부터 간편하게 분리한 후 새것으로 교체하여 사용할 수 있다.
이 때, 배터리셀을 분리버튼을 이용해 원터치방식으로 기판으로부터 분리할 수 있어 사용자의 사용편의가 높아질 수 있다.
또한, 상부커버가 닫혀진 상태에서는 배터리셀이 분리되지 않으므로 안정적으로 사용할 수 있는 장점이 있다.
이상 몇 가지의 실시예를 통해 본 발명의 기술적 사상을 살펴보았다.
본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기재사항으로부터 상기 살펴본 실시예를 다양하게 변형하거나 변경할 수 있음은 자명하다. 또한, 비록 명시적으로 도시되거나 설명되지 아니하였다 하여도 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기재사항으로부터 본 발명에 의한 기술적 사상을 포함하는 다양한 형태의 변형을 할 수 있음은 자명하며, 이는 여전히 본 발명의 권리범위에 속한다. 첨부하는 도면을 참조하여 설명된 상기의 실시예들은 본 발명을 설명하기 위한 목적으로 기술된 것이며 본 발명의 권리범위는 이러한 실시예에 국한되지 아니한다.
1 : 리튬이온배터리 카트리지 100 : 케이싱
110 : 하부케이싱 111 : 하부볼트체결공
113 : 기판결합볼트체결공 120 : 상부커버
121 : 잔류전원표시창 123 : 스위치
125 : 상부볼트체결공 127 : 볼트
130 : 결합소켓 140 : 배터리셀분리부
141 : 분리버튼 141a : 돌기수용홈
142 : 버튼지지탄성부재 143 : 고정레버
143a : 걸림후크 145 : 레버회동축
145a : 가압돌기 146 : 버튼가이드프레임
147 : 레버회동제한바 148 : 배터리탄성지지부재
150 : 배터리고정밴드부 151 : 좌측밴드
151a : 결합홈 153 : 상부중앙밴드
153a : 결합돌기 155 : 우측밴드
157 : 하부중앙밴드 159 : 가압버튼
200 : 기판 210 : 전방슬롯
220 : 후방슬롯 230 : 제어회로
240 : 기판볼트삽입공 250 : LED 표시기판‘
260 : 셀고정돌기 300 : 배터리셀
310 : 배터리하우징 311 : 배터리수용관
313 : 후크걸림홈 320 : 전면커버
321 : 양극단자 323 : 전방커넥터
330 : 후면커버 331 : 음극단자
333 :후방커넥터 340 : 밴드끼움홈
A : 리튬이온배터리

Claims (5)

  1. 내부에 복수개의 리튬이온배터리가 착탈가능하게 수용되며 전방과 후방 하부에 각각 전방커넥터(323)와 후방커넥터(333)가 형성된 복수개의 배터리셀(300,300a,300b)과;
    상면에 상기 복수개의 배터리셀(300,300a,300b)의 전방커넥터(323)와 후방커넥터(333)가 각각 끼움결합되는 전방슬롯(210,210a,210b) 및 후방슬롯(220)이 나란하게 복수개 구비되며, 상기 복수개의 배터리셀(300,300a,300b)을 직렬로 연결하는 기판(200)과;
    내부에 상기 기판(200)과, 상기 기판(200)에 결합된 상기 복수개의 배터리셀(300,300a,300b)을 수용하는 케이싱(100)을 포함하며,
    상기 케이싱(100)의 상면에는 상기 기판(200)에 결합된 복수개의 배터리셀(300,300a,300b)의 잔여 충전량이 표시되는 잔류전원표시창(121)이 구비되는 것을 특징으로 하는 리튬이온배터리 카트리지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배터리셀(300,300a,300b)은 각각,
    내부에 복수개의 리튬이온배터리가 수용되는 배터리수용관(311)이 형성되며 전면과 후면이 개방형성된 배터리하우징(310)과;
    상기 배터리하우징(310)의 전면에 결합되며 상기 전방커넥터(323)가 구비된 전면커버(320)와;
    상기 배터리하우징(310)의 후면에 결합되며 상기 후방커넥터(333)가 구비된 후면커버(330)를 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬이온배터리 카트리지.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 케이싱(100)은 상기 기판(200)이 고정결합되는 하부케이싱(110)과, 상기 하부케이싱(110)에 착탈가능하게 결합되는 상부커버(120)를 포함하며,
    상기 하부케이싱(110)에는 상기 복수개의 배터리셀(300,300a,300b)의 결합위치에 대응되게 구비되어 배터리셀(300,300a,300b)을 상기 하부케이싱(110)으로부터 분리되게 하는 배터리셀분리부(140)가 구비되며,
    상기 배터리셀분리부(140)는,
    상기 하부케이싱(110)의 외측 하부에 구비된 복수개의 분리버튼(141)과;
    상기 하부케이싱(110)의 바닥면에 상기 분리버튼(141)의 양측 상단과 결합되어 상기 분리버튼(141)이 하부에서 상방향으로 가압되면 회동되는 한 쌍의 레버회동축(145)과;
    상기 한 쌍의 레버회동축(145)으로부터 상기 배터리셀(300,300a,300b)의 측면까지 연장되어 상기 배터리셀(300,300a,300b)의 측면에 걸림결합되며 상기 배터리셀(300,300a,300b)을 고정하고, 상기 한 쌍의 레버회동축(145)이 회동되면 상기 배터리셀(300,300a,300b)로부터 회동되며 이격되는 고정레버(143)를 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬이온배터리 카트리지.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 배터리셀(300,300a,300b)의 배터리하우징(310)에는 측면에 후크걸림홈(313)이 형성되고,
    상기 고정레버(143)의 상단에는 상기 후크걸림홈(313)에 걸림결합되는 걸림후크(143a)가 구비되며,
    상기 기판(200)의 바닥면에는 상기 배터리셀(300,300a,300b)을 탄성적으로 지지하며 상기 고정레버(143)가 상기 배터리하우징(310)으로부터 이격되면 상기 배터리셀(300,300a,300b)을 상부로 탄성적으로 가압하여 상기 배터리셀(300,300a,300b)이 상기 전방슬롯(210,210a,210b)과 상기 후방슬롯(220)으로부터 분리되게 하는 배터리탄성지지부재(148)가 구비되는 것을 특징으로 하는 리튬이온배터리 카트리지.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 케이싱(100)은 상기 기판(200)이 고정결합되는 하부케이싱(110)과, 상기 하부케이싱(110)에 착탈가능하게 결합되는 상부커버(120)를 포함하며,
    상기 기판(200)에는 상기 복수개의 배터리셀(300,300a,300b)의 결합상태를 구속하는 배터리셀고정밴드부(150)가 구비되며,
    상기 배터리셀고정밴드부(150)는,
    상기 복수개의 배터리셀(300,300a,300b)의 외주연을 감싸게 배치되는 복수개의 밴드(151,153,155,157)와, 상기 하부케이싱(110)을 통해 외부에서 가압가능하게 구비되며 상기 복수개의 밴드(151,153,155,157) 중 적어도 하나를 상부로 밀어올려 상기 복수개의 밴드(151,153,155,157)의 구속상태를 해제시키는 가압버튼(159)를 포함하며,
    상기 복수개의 밴드(151,153,155,157)의 양단부에는 이웃하는 밴드와 걸림결합되는 요철이 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬이온배터리 카트리지.
KR1020210028151A 2021-03-03 2021-03-03 리튬이온배터리 카트리지 KR102490876B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210028151A KR102490876B1 (ko) 2021-03-03 2021-03-03 리튬이온배터리 카트리지

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210028151A KR102490876B1 (ko) 2021-03-03 2021-03-03 리튬이온배터리 카트리지

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220124477A true KR20220124477A (ko) 2022-09-14
KR102490876B1 KR102490876B1 (ko) 2023-01-20

Family

ID=83279421

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210028151A KR102490876B1 (ko) 2021-03-03 2021-03-03 리튬이온배터리 카트리지

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102490876B1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200429544Y1 (ko) 2006-05-30 2006-10-24 김윤수 충전용 배터리의 착탈이 용이한 휴대용 충전장치
KR20120124254A (ko) * 2011-05-03 2012-11-13 국민대학교산학협력단 전기 자동차용 배터리의 탈착장치
JP5546433B2 (ja) * 2010-12-02 2014-07-09 株式会社三社電機製作所 バッテリートレイ
KR20150058808A (ko) * 2013-11-21 2015-05-29 삼성에스디아이 주식회사 배터리 케이스
KR102098946B1 (ko) * 2019-09-25 2020-04-09 주식회사 이엔에스앤씨 가정용 에너지 저장장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200429544Y1 (ko) 2006-05-30 2006-10-24 김윤수 충전용 배터리의 착탈이 용이한 휴대용 충전장치
JP5546433B2 (ja) * 2010-12-02 2014-07-09 株式会社三社電機製作所 バッテリートレイ
KR20120124254A (ko) * 2011-05-03 2012-11-13 국민대학교산학협력단 전기 자동차용 배터리의 탈착장치
KR20150058808A (ko) * 2013-11-21 2015-05-29 삼성에스디아이 주식회사 배터리 케이스
KR102098946B1 (ko) * 2019-09-25 2020-04-09 주식회사 이엔에스앤씨 가정용 에너지 저장장치

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
문헌 2. 미국특허청, US6677078 "BATTERY CARTRIDGE"

Also Published As

Publication number Publication date
KR102490876B1 (ko) 2023-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2419922C1 (ru) Аккумуляторная батарея и аккумуляторная ручная машина с ее использованием
CN101950814B (zh) 包括多个单元电池的电池组
US5736271A (en) Battery pack for portable electronic device
CN105934839B (zh) 电池组
CN1278661A (zh) 电池组件
KR101664944B1 (ko) 가압 트레이
JP2013140686A (ja) 電源装置
JP2007236027A (ja) 充電装置
KR20220124477A (ko) 리튬이온배터리 카트리지
KR20140140381A (ko) 배터리 팩
CN215498300U (zh) 一种充电装置
KR20050054800A (ko) 휴대폰 및 모바일기기용 2차 전지 배터리 팩
JP2010063318A (ja) 充電台
US6763594B2 (en) Cordless alignment system having conveniently interchangeable batteries
CN210745521U (zh) 一种无线蓝牙耳机
KR20150058808A (ko) 배터리 케이스
CN218648076U (zh) 电池模组及充电盒
JP7404100B2 (ja) 電気機器
CN212587565U (zh) 一种电池组的改进结构
CN217134547U (zh) 供电模块及场记板
CN220367866U (zh) 一种电源可拆式断路器
CN219832860U (zh) 一种具有灯显电量的电池组件
JP3458061B2 (ja) 充電器
JP2002254355A (ja) コードレス工具
JP6924640B2 (ja) バッテリ、携帯端末および充電器

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant