WO2013062256A1 - 신규한 구조의 탑 캡 어셈블리 - Google Patents

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WO2013062256A1
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top cap
cap assembly
pcb
pcm
terminal
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PCT/KR2012/008358
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정직한
김정환
백주환
송석진
손영호
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주식회사 엘지화학
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a top cap assembly having a novel structure, and more particularly, an electrode assembly is sealed inside an battery case together with an electrolyte solution, and a first electrode terminal and a second electrode terminal are formed on an upper end of the battery case.
  • a top cap assembly mounted on a battery cell comprising a protection circuit module (PCM) and an electrically insulating top cap housing mounted on an upper end of the battery cell while surrounding the outer surface of the PCM.
  • the PCM includes a protection circuit.
  • a protection circuit board (PCB) formed with a mechanical coupling portion formed with the following terminal block; Connection parts connected to the first and second electrode terminals; And a terminal block mounted on the PCB and including a safety device and a connector.
  • lithium secondary batteries with high energy density, high operating voltage, and excellent storage and life characteristics are used for various mobile devices as well as various electronic products. It is widely used as an energy source.
  • a lithium secondary battery has a PTC (Positive Temperature Coefficient) element and a protection circuit module (PCM) connected to the battery cell as a safety device that can effectively control abnormal conditions such as overcharge and overcurrent. It is mounted.
  • PTC Physical Temperature Coefficient
  • PCM protection circuit module
  • PCM is inserted into the top cap housing and joined by welding or soldering. That is, the battery pack is manufactured by connecting the PCM to the top cap assembly by coupling the PCM to the top cap housing in which the connector is assembled and then welding or soldering them to the top cap assembly.
  • the soldering tolerance is inevitable, and thus the pack length should be formed long, and as a result, the capacity of the battery cell is reduced.
  • the present invention aims to solve the problems of the prior art as described above and the technical problems that have been requested from the past.
  • Still another object of the present invention is to provide a rechargeable battery pack capable of minimizing stable assembly structure and manufacturing cost by a simplified assembly process of a top cap assembly.
  • a top cap assembly in which an electrode assembly having a cathode / separation membrane / cathode structure is sealed inside an battery case together with an electrolyte solution, and the first electrode terminal and the second electrode terminal are mounted on a battery cell formed at an upper end of the battery case.
  • a protective circuit module (PCM) and an electrically insulating top cap housing mounted on the top of the battery cell while surrounding the outer surface of the PCM,
  • a protection circuit board having a protection circuit formed thereon and coupled with a mechanical coupling portion of the terminal block;
  • a terminal block mounted on the PCB and including a connector
  • Consists of a structure comprising a.
  • the top cap assembly according to the present invention can be achieved by a simple assembly process of the connection of the terminal block on the PCM, thereby minimizing the flow between the parts to form a very stable overall structure.
  • the first electrode terminal may be a positive electrode terminal and the second electrode terminal may be a negative electrode terminal.
  • the rectangular battery cell has a structure in which an electrode terminal and a battery case protruding from the upper surface thereof form a negative electrode terminal and a positive electrode terminal, respectively, and are interposed between insulating members such as a gasket therebetween. . Therefore, in the rectangular battery cell structure, the first electrode terminal may be a positive electrode terminal which is an upper surface of the battery case, and the second electrode terminal may be a negative electrode terminal which protrudes on the upper surface of the battery case.
  • connection parts may be a structure formed on a lower surface of the PCB, and may be a structure formed at positions corresponding to the first electrode terminal and the second electrode terminal, respectively.
  • the mechanical coupling part includes a fastening protrusion protruding downward from one side lower end of the terminal block
  • the PCB may have a structure in which a fastening groove is formed at a position corresponding to the fastening protrusion.
  • the terminal block can be easily mounted on the PCB by mutual coupling of the fastening protrusion and the fastening groove, which can contribute to simplifying the assembly process and improving mechanical stability.
  • the terminal block in order to ensure a more stable coupling state, may be a structure in which one or more hooks protrude downward to surround and fix the outer surface of the PCB while the fastening protrusion is inserted into the fastening groove.
  • Protruding height of the fastening protrusion may be preferably the same as the thickness of the PCB. If the height is too low, it is difficult to perform the role of the fastening protrusion, the coupling force may be low, on the contrary, if the height is too high, the volume of the top cap assembly is not preferable because it is large. Therefore, in consideration of these points, it is possible to appropriately determine the protruding height of the fastening protrusion, which is more preferable when the same as the thickness of the PCB as described above.
  • one surface of the terminal block may be a guide lip for mechanical fastening with the top cap housing, and hooks are formed on both sides of the guide lip, respectively.
  • the top cap housing may have a terminal lip and a pair of slit openings between the guide lip and the hook and corresponding taper.
  • a protruding terminal lip is formed between the taper, so that when the top cap housing is mounted on the PCM, the hook and guide lip can be fastened to the terminal lip and the slit opening.
  • the terminal block is coupled to the top cap housing by interference fit, and thus a stable coupling state of the cap assembly can be secured.
  • the hook and guide lip are fastened to the terminal lip and the slit opening. Therefore, minimizing the flow between the top cap housing, the terminal block and the PCM at the time of mutual fastening improves the assembly accuracy, and by omitting the soldering process, the overall length of the battery cell can be increased to maximize the capacity.
  • the coupling of the safety element and the connector of the terminal block can be achieved in a variety of ways, preferably, it may be mounted on the PCB by a surface mount technology (SMT) method.
  • SMT surface mount technology
  • This SMT method is preferable because it prevents the paste from remaining on the lower surface of the PCM during soldering or the lower surface of the PCM during welding, and can be mutually coupled more accurately and reliably than conventional welding or soldering methods.
  • SMT is widely used to mount surface-mount components on an electromagnetic board such as a printed circuit board (PCB).
  • the safety device is a device in which the resistance increases as the temperature rises, preferably a PTC device.
  • the PTC device serves to block a current connected to the top of the battery pack by a connection member coupled to the battery pack.
  • the safety device is not limited to only the PTC device, and for example, bimetals, fuses, and the like can also be used.
  • the top cap housing may be formed with an opening having a size corresponding to the terminal block mounted on the PCB, so that the terminal block can be easily mounted.
  • the top cap assembly provides a secondary battery pack in which an electrode assembly having a cathode / separation membrane / cathode structure is mounted on an upper end of a battery cell in which an electrode assembly is sealed together with an electrolyte.
  • the secondary battery pack may be variously applied regardless of the type and appearance of the battery cell, and may be preferably applied to a battery pack including a rectangular lithium secondary battery as a battery cell.
  • the present invention also provides a method of manufacturing a top cap assembly
  • It provides a method of manufacturing a top cap assembly comprising a.
  • the coupling groove and the engaging projection in the process (a), the guide lip and hook formed on the inner surface of the top cap housing in the process (b) and the tapered and slit opening formed in the rear of the terminal block Is fastened.
  • Such a manufacturing method may be omitted at the level of those skilled in the art as necessary, and other processes may be additionally included.
  • FIG. 1 is an exploded view of a top cap assembly according to one embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a perspective view of the PCM of FIG. 1;
  • FIG. 3 is a perspective view of the terminal block of FIG. 1;
  • FIG. 4 is a front perspective view of the top cap housing of FIG. 1.
  • FIG. 1 is an exploded view of a top cap assembly according to one embodiment of the present invention.
  • the top cap assembly 400 includes a PCM 100 and an electrically insulating top cap housing 300 mounted on a top of a battery cell (not shown) while surrounding the outer surface of the PCM 100. do.
  • the PCM 100 includes a PCB 110 in which a protection circuit is formed and a mechanical coupling part (not shown) of the terminal block 200 is formed; Connection parts 120 and 130 formed on the bottom surface of the PCB 110; The terminal block 200 including the PTC device 140 and the connector 210 mounted on the PCB 110 is included.
  • the connector 210 of the terminal block 200 is mounted on the upper surface of the PCB 110 by a surface mount technology (SMT) method.
  • SMT surface mount technology
  • FIG. 2 schematically shows a perspective view of the PCM of FIG. 1.
  • the mechanical coupling part (not shown) includes a fastening protrusion 221 protruding downward from one side lower end of the terminal block 200, and a fastening protrusion (PCB) in the PCB 110.
  • the fastening groove 111 is formed at a position corresponding to the 221.
  • the protruding height of the fastening protrusion 221 is approximately equal to the thickness of the PCB 110.
  • FIG. 3 is a perspective view of the terminal block of FIG. 3
  • FIG. 4 is a front perspective view of the top cap housing of FIG. 1.
  • one surface of the terminal block 200 includes a guide lip 230 for mechanical fastening with the top cap housing 300 and a hook to both sides of the guide lip 230. 240 are formed respectively.
  • the top cap housing 300 is formed with a terminal lip 330 and a pair of slit openings 320 between the guide lip 230 and the hook 240 and the corresponding taper 310.
  • the hook 240 and the guide lip 230 are fastened to the terminal lip 330 and the slit opening 320 by interference fit.
  • an opening 340 having a size corresponding to the terminal block 200 mounted on the upper surface of the PCB 110 is formed in the top cap housing 300, so that the terminal block 200 can be easily mounted.
  • the PCM as shown in FIG. 2 is mounted in an electrically connected state to a rectangular battery cell (not shown), and the top cap housing as shown in FIG. 4 is mounted on the PCM to manufacture a battery pack. do. Since the electrical connection between the square battery cell and the PCM is known in the art, a detailed description thereof is omitted herein.
  • the top cap assembly according to the present invention has improved stability by a simpler assembly process by mounting a terminal block of a specific structure on a PCB and mechanically coupling the PCM to the top cap housing. It can be manufactured in a structure.

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Abstract

양극/분리막/음극 구조의 전극조립체가 전해액과 함께 전지케이스의 내부에 밀봉되어 있고, 제 1 전극단자 및 제 2 전극단자가 전지케이스의 상단에 형성되어 있는 전지셀에 장착되는 탑 캡 어셈블리로서, 보호회로모듈(PCM)과, 상기 PCM의 외면을 감싸면서 전지셀 상단에 장착되는 전기 절연성의 탑 캡 하우징을 포함하고 있고, 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 탑 캡 어셈블리를 제공한다.

Description

신규한 구조의 탑 캡 어셈블리
본 발명은 신규한 구조의 탑 캡 어셈블리에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 전극조립체가 전해액과 함께 전지케이스의 내부에 밀봉되어 있고, 제 1 전극단자 및 제 2 전극단자가 전지케이스의 상단에 형성되어 있는 전지셀에 장착되는 탑 캡 어셈블리로서, 보호회로모듈(PCM)과, 상기 PCM의 외면을 감싸면서 전지셀 상단에 장착되는 전기 절연성의 탑 캡 하우징을 포함하고 있고, 상기 PCM은, 보호회로가 형성되어 있고 하기 단자블록과의 기계적 결합부가 형성되어 있는 보호회로기판(PCB); 상기 제 1 및 제 2 전극단자들에 접속되는 접속부들; 및 상기 PCB 상에 탑재되어 있고, 안전소자 및 커넥터를 포함하고 있는 단자블록;을 포함하는 탭 캡 어셈블리에 관한 것이다.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요의 증가로, 이차전지의 수요 또한 급격히 증가하고 있으며, 그 중에서도 에너지 밀도와 작동전압이 높고 보존과 수명 특성이 우수한 리튬 이차전지는 각종 모바일 기기는 물론 다양한 전자제품의 에너지원으로 널리 사용되고 있다.
그러나, 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 전지셀에 접속된 상태로 탑재되어 있다.
일반적으로 PCM 등은 탑 캡 하우징에 삽입되어 용접 또는 솔더링 방식으로 결합된다. 즉, 커넥터가 조립되어 있는 탑 캡 하우징에 PCM을 삽입한 다음 각각 용접 또는 솔더링하는 방법으로 PCM을 탑 캡 어셈블리에 연결하여 전지셀 상에 결합함으로써 전지팩을 제조한다.
그러나, 상기 용접 또는 솔더링을 수행하는 과정에서, 이차전지의 작은 구조로 인해 더욱 정밀한 작업을 요구하게 되므로, 그만큼 불량의 가능성이 높다. 또한, 솔더링, 세척, 솔더 외관 검사 등 솔더링과 관련 공정으로 인해 전지팩의 조립과정이 복잡해지는 문제점이 있다.
더욱이, 솔더링 공차가 불가피하여 팩 전장길이를 길게 형성해야 하며 결과적으로 전지셀의 용량이 줄어드는 문제점이 있다.
따라서, 전지셀 상단부에 탑재되는 부재들에 솔더링을 수행하지 않고 상호간 안정적으로 결합시킴과 동시에, 조립공정을 간소화하여 제조비용을 최소화시킬 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
구체적으로, 본 발명의 목적은 PCM 상에 신규한 구조의 단자블록을 형성하는 탑 캡 어셈블리를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 탑 캡 어셈블리의 간소화된 조립 공정에 의해 안정적인 조립 구조 및 제조비용을 최소화할 수 있는 이차전지 팩을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 탑 캡 어셈블리는,
양극/분리막/음극 구조의 전극조립체가 전해액과 함께 전지케이스의 내부에 밀봉되어 있고, 제 1 전극단자 및 제 2 전극단자가 전지케이스의 상단에 형성되어 있는 전지셀에 장착되는 탑 캡 어셈블리로서,
보호회로모듈(PCM)과, 상기 PCM의 외면을 감싸면서 전지셀 상단에 장착되는 전기 절연성의 탑 캡 하우징을 포함하고 있고,
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 포함하는 구조로 구성되어 있다.
따라서, 본 발명에 따른 탑 캡 어셈블리는 PCM 상에 단자블록의 결합을 간소한 조립 공정에 의해 달성할 수 있으며, 부품 간의 유동을 최소화하여 전반적으로 매우 안정적인 구조를 형성하게 된다.
하나의 바람직한 예에서, 상기 제 1 전극단자는 양극단자이고 제 2 전극단자는 음극단자일 수 있다. 예를 들어, 각형 전지셀은 그것의 상단면에 돌출된 전극단자와 전지케이스가 각각 음극단자와 양극단자를 형성하는 구조로 이루어져 있고, 이들 사이에는 가스켓 등의 절연부재가 개재되어 상호 절연을 이루고 있다. 따라서, 이러한 각형 전지셀 구조에서, 제 1 전극단자는 전지케이스의 상단면인 양극단자이고 제 2 전극단자는 상기 전지케이스 상단면에 돌출된 음극단자일 수 있다.
상기 접속부들은 바람직하게는, PCB의 하면에 형성되어 있는 구조일 수 있으며, 각각 제 1 전극단자 및 제 2 전극단자에 대응하는 위치에 형성되어 있는 구조일 수 있다.
또 다른 바람직한 예에서, 상기 기계적 결합부는 단자 블록의 일측 하단에 하향 돌출되어 있는 체결돌기를 포함하고 있으며, PCB에는 상기 체결돌기에 대응하는 위치에 체결홈이 형성되어 있는 구조일 수 있다.
따라서, 상기 체결돌기와 체결홈의 상호 결합에 의해 PCB 상에 단자 블록을 용이하게 장착시킬 수 있으며, 이는 조립 공정의 간소화와 기계적 안정성 향상에 기여할 수 있다.
상기 구조에서, 더욱 안정적인 결합 상태를 확보할 수 있도록, 상기 단자 블록에는 체결돌기가 체결홈에 삽입된 상태에서 PCB의 외측면을 감싸면서 체결 고정하기 위한 하나 이상의 후크가 하향 돌출되어 있는 구조일 수 있다.
상기 체결돌기의 돌출 높이는 바람직하게는 PCB의 두께와 동일한 것일 수 있다. 상기 높이가 지나치게 낮으면 체결돌기의 역할을 수행하기 어려워 결합력이 낮아질 수 있으며, 이와는 반대로 상기 높이가 지나치게 높이면 탑 캡 어셈블리의 부피가 커지므로 바람직하지 않다. 따라서, 이러한 점들을 고려하여 체결돌기의 돌출 높이를 적절히 결정할 수 있으며, 상기와 같이 PCB의 두께와 동일하게 하는 경우에 더욱 바람직하다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 단자 블록의 일면에는, 탑 캡 하우징과의 기계적 체결을 위한 가이드 립과, 상기 가이드 립의 양측으로 후크들이 각각 형성되어 있는 구조일 수 있다.
또한, 탑 캡 하우징에는 상기 가이드 립 및 후크와 대응하는 테이퍼 사이의 단자 립과 한 쌍의 슬릿 개구들이 형성되어 있을 수 있다. 특히, 상기 테이퍼 사이에는 돌출된 단자 립이 형성되어 있어서, PCM에 탑 캡 하우징이 장착될 때, 후크 및 가이드 립이 단자 립 및 슬릿 개구에 억지끼움에 의해 체결될 수 있다.
이러한 상호 결합 방식에 의해, 탑 캡 하우징에 대한 단자 블록의 결합이 억지끼움에 의해 이루어지므로, 캡 어셈블리의 안정적인 결합 상태를 확보할 수 있다.
이러한 구조에서, PCM에 탑 캡 하우징이 장착될 때, 상기 후크 및 가이드 립이 단자 립 및 슬릿 개구에 체결된다. 따라서, 상호 체결시 탑 캡 하우징, 단자 블록 및 PCM 간의 유동을 최소화하여 조립 정밀도를 향상시키고, 솔더링 공정을 생략함으로써 전지셀의 전장이 늘어나 용량을 극대화할 수 있으므로 매우 바람직하다.
한편, 단자블록의 안전소자와 커넥터의 결합은 다양한 방법으로 달성될 수 있으며, 바람직하게는, PCB 상에 표면실장기술(SMT) 방식으로 탑재되어 있을 수 있다.
이러한 SMT 방식은 솔더링시 페이스트가 PCM의 하면에 남아 있거나 용접시 PCM의 하면이 열에 의해 파손되는 것을 방지하고, 종래의 용접 또는 솔더링 방식보다 정확하고 신뢰성있게 상호간 결합할 수 있으므로 바람직하다. 참고로, SMT는 인쇄회로기판(PCB)과 같은 전자기판 위에 표면실장형 부품을 장착하는데 많이 사용되고 있다.
하나의 예에서, 상기 안전소자는 온도 상승에 따라 저항이 증가하는 소자로서, 바람직하게는 PTC 소자일 수 있다. 이러한 PTC 소자는, 전지팩이 내부 단락 등의 원인으로 온도가 급상승할 경우, PTC 소자와 결합된 접속부재가 전지팩의 상단에서 전류를 차단하는 역할을 수행한다. 그러나, 안전소자가 PTC 소자 만으로 한정되지 않음은 물론이며, 예를 들어, 바이메탈, 퓨즈 등의 사용도 가능하다.
또 다른 예에서, 상기 탑 캡 하우징에는 PCB 상에 탑재되어 있는 단자블록에 대응하는 크기의 개구가 형성되어 있을 수 있어서, 단자블록의 장착이 용이하다.
본 발명에 따른 탑 캡 어셈블리는, 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체가 전해액과 함께 전지케이스의 내부에 밀봉되어 있는 전지셀의 상단에 장착되어 있는 이차전지 팩을 제공한다.
상기 이차전지 팩은, 전지셀의 종류 및 외형에 관계없이 다양하게 적용 가능하며, 바람직하게는 각형의 리튬 이차전지를 전지셀로서 포함하는 전지팩에 적용될 수 있다.
본 발명은 또한, 탑 캡 어셈블리를 제조하는 방법으로서,
(a) PCB의 상면에 단자블록을 기계식 체결방식으로 결합하여 PCM을 제조하는 과정; 및
(b) 상기 PCM에 상에 절연성 탑 캡 하우징을 장착하는 과정;
을 포함하는 것으로 이루어진 탑 캡 어셈블리의 제조방법을 제공한다.
하나의 바람직한 예에서, 상기 과정(a)에서 체결홈과 체결돌기가 결합하고, 상기 과정(b)에서 탑 캡 하우징의 내면에 형성된 가이드 립 및 후크가 단자블록의 후면에 형성된 테이퍼 및 슬릿 개구와 체결된다.
따라서, 종래의 탑 캡 어셈블리의 공정과 비교하여, 조립 공정성이 매우 간소하고, 기계적 강성 및 안정성이 크게 향상된 전지팩을 제조할 수 있다.
이러한 제조방법은 당업자의 수준에서 일부 공정이 필요에 따라 생략될 수 있고, 기타 공정이 부가적으로 포함될 수 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 탑 캡 어셈블리의 분해도이다;
도 2는 도 1의 PCM의 사시도이다;
도 3은 도 1의 단자 블록 사시도이다;
도 4는 도 1의 탑 캡 하우징의 정면 사시도이다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
도 1에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 탑 캡 어셈블리의 분해도가 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 탑 캡 어셈블리(400)는 PCM(100)과, PCM(100)의 외면을 감싸면서 전지셀(도시하지 않음) 상단에 장착되는 전기 절연성의 탑 캡 하우징(300)을 포함한다.
PCM(100)은, 보호회로가 형성되어 있고 단자블록(200)의 기계적 결합부(도시하지 않음)가 형성되어 있는 PCB(110); PCB(110) 하면에 형성되어 있는 접속부들(120, 130); PTC 소자(140) 및 PCB(110) 상면에 탑재되어 있는 커넥터(210)를 포함하고 있는 단자블록(200)을 포함한다.
단자블록(200)의 커넥터(210)는 PCB(110) 상면에 표면실장기술(SMT) 방식으로 탑재되어 있다.
도 2에는 도 1의 PCM의 사시도가 모식적으로 도시되어 있다.
도 2를 도 1과 함께 참조하면, 기계적 결합부(도시하지 않음)는 단자 블록(200)의 일측 하단에 하향 돌출되어 있는 체결돌기(221)를 포함하고 있으며, PCB(110)에는 체결돌기(221)에 대응하는 위치에 체결홈(111)이 형성되어 있다.
체결돌기(221)의 돌출 높이는 PCB(110)의 두께와 대략 동일하다.
또한, 단자 블록(200)에는 체결돌기들(221)이 체결홈들(111)에 삽입된 상태에서 PCB(110)의 외측면을 감싸면서 체결 고정하기 위한 후크(222)가 하향 돌출되어 있다.
도 3의 단자 블록 사시도가 도시되어 있으며, 도 4에는 도 1의 탑 캡 하우징의 정면 사시도가 도시되어 있다.
이들 도면을 도 1 및 도 2와 함께 참조하면, 단자 블록(200)의 일면에는, 탑 캡 하우징(300)과의 기계적 체결을 위한 가이드 립(230)과, 가이드 립(230)의 양측으로 후크(240)들이 각각 형성되어 있다.
탑 캡 하우징(300)에는 가이드 립(230) 및 후크(240)와 대응하는 테이퍼(310) 사이의 단자 립(330) 및 한 쌍의 슬릿 개구들(320)이 형성되어 있다. 따라서, PCM(100)에 탑 캡 하우징(300)이 장착될 때, 후크(240) 및 가이드 립(230)이 단자 립(330) 및 슬릿 개구(320)에 억지끼움에 의해 체결된다.
또한, 탑 캡 하우징(300)에는 PCB(110) 상면에 탑재되어 있는 단자블록(200)에 대응하는 크기의 개구(340)가 형성되어 있어서, 단자블록(200)의 장착이 용이하다.
도면으로 별도로 도시하지는 않았지만, 도 2에서와 같은 PCM이 각형 전지셀(도시하지 않음)에 전기적으로 연결된 상태로 탑재되고, 이러한 PCM 상에 도 4에서와 같은 탑 캡 하우징이 장착되어 전지팩이 제작된다. 각형 전지셀과 PCM의 전기적 연결 방식 등은 당업계에 공지되어 있으므로, 그에 대한 자세한 설명은 본 명세서에서 생략한다.
이상 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 탑 캡 어셈블리는 특정한 구조의 단자블록을 PCB 상에 장착하는 공정 및 탑 캡 하우징에 PCM을 기계적으로 결합하는 공정에 의해 보다 간소화된 조립 공정에 의해 안정성이 향상된 구조로 제조될 수 있다.

Claims (14)

  1. 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체가 전해액과 함께 전지케이스의 내부에 밀봉되어 있고, 제 1 전극단자 및 제 2 전극단자가 전지케이스의 상단에 형성되어 있는 전지셀에 장착되는 탑 캡 어셈블리로서,
    보호회로모듈(PCM)과, 상기 PCM의 외면을 감싸면서 전지셀 상단에 장착되는 전기 절연성의 탑 캡 하우징을 포함하고 있고,
    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 탑 캡 어셈블리.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 전극단자는 양극단자이고 제 2 전극단자는 음극단자인 것을 특징으로 하는 탑 캡 어셈블리.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 접속부들은 PCB의 하면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 탑 캡 어셈블리.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 기계적 결합부는 단자 블록의 일측 하단에 하향 돌출되어 있는 체결돌기를 포함하고 있으며, PCB에는 상기 체결돌기에 대응하는 위치에 체결홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 탑 캡 어셈블리.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 단자 블록에는 체결돌기가 체결홈에 삽입된 상태에서 PCB의 외측면을 감싸면서 체결 고정하기 위한 하나 이상의 후크가 하향 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 탑 캡 어셈블리.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 체결돌기의 돌출 높이는 PCB의 두께와 동일한 것을 특징으로 하는 탑 캡 어셈블리.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 단자 블록의 일면에는, 탑 캡 하우징과의 기계적 체결을 위한 가이드 립과, 상기 가이드 립의 양측으로 후크들이 각각 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 탑 캡 어셈블리.
  8. 제 7 항에 있어서, 탑 캡 하우징에는 상기 가이드 립 및 후크와 대응하는 테이퍼 사이의 단자 립 및 한 쌍의 슬릿 개구들이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 탑 캡 어셈블리.
  9. 제 1 항에 있어서, PCM에 탑 캡 하우징이 장착될 때, 상기 후크 및 가이드 립이 단자 립 및 슬릿 개구에 체결되는 것을 특징으로 하는 탑 캡 어셈블리.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 단자블록의 커넥터는 PCB 상에 표면실장기술(SMT) 방식으로 탑재되어 있는 것을 특징으로 하는 탑 캡 어셈블리.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 안전소자는 PTC 소자인 것을 특징으로 하는 탑 캡 어셈블리.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 탑 캡 하우징에는 PCB 상에 탑재되어 있는 단자블록에 대응하는 크기의 개구가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 탑 캡 어셈블리.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 하나에 따른 탑 캡 어셈블리가, 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체가 전해액과 함께 전지케이스의 내부에 밀봉되어 있는 전지셀의 상단에 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 전지셀은 각형의 리튬 이차전지 셀인 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.
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