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WO2015046745A1 - 보호회로 모듈을 포함하는 이차전지 팩 - Google Patents

보호회로 모듈을 포함하는 이차전지 팩 Download PDF

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WO2015046745A1
WO2015046745A1 PCT/KR2014/007262 KR2014007262W WO2015046745A1 WO 2015046745 A1 WO2015046745 A1 WO 2015046745A1 KR 2014007262 W KR2014007262 W KR 2014007262W WO 2015046745 A1 WO2015046745 A1 WO 2015046745A1
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WO
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pcm
battery cell
secondary battery
battery pack
pcb
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PCT/KR2014/007262
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안수준
이동철
김태욱
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LG Chem Ltd
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LG Chem Ltd
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Publication date
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Priority to JP2016515399A priority patent/JP6166462B2/ja
Priority to EP14848055.1A priority patent/EP3035415B1/en
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Definitions

  • the present invention relates to a secondary battery pack including a protection circuit module (PCM), and more particularly, a negative electrode terminal and a positive electrode terminal of the battery cell consisting of a plate-shaped conductive member, connected to the protection circuit module, the negative electrode Terminals and anode terminals are formed at one end, respectively, a battery cell having a thermally fused excess at the end, a protection circuit board (PCB) having a protection circuit formed therein, and an external input / output connected to the protection circuit of the PCB.
  • PCB protection circuit board
  • an electrically insulating PCM case having a terminal and a hollow structure in which the PCB is embedded, and having a slit into which the electrode terminals of the battery cell are introduced, wherein the row of battery cells is electrically connected to the battery cell.
  • a secondary battery pack comprising a PCM mounted on a fusion excess portion.
  • 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.
  • the secondary battery may be used as a removable structure that can be inserted and detached freely depending on the type of external device in which the secondary battery is used, or may be used as a built-in structure that is embedded in an external device.
  • a device such as a notebook can be inserted and removed from a battery according to a user's needs
  • some devices such as a mobile phone may require the use of an internal battery pack due to its structure and capacity.
  • the lithium secondary battery has a variety of combustible materials are built, there is a risk of overheating, explosion, etc. due to overcharge, overcurrent, other physical external shocks, etc., has a big disadvantage in safety. Therefore, in the lithium secondary battery, a PTC (Positive Temperature Coefficient) element, a protection circuit module (PCM), or the like is connected to the battery cell as a safety device capable of effectively controlling abnormal states such as overcharge and overcurrent.
  • PTC Physical Temperature Coefficient
  • PCM protection circuit module
  • a secondary battery pack having a built-in structure uses a plate-shaped battery cell suitable for an electrical connection structure, and the PCM is connected to the battery cell by welding or soldering through a conductive nickel plate.
  • the nickel plate is welded or soldered to the electrode terminals of the battery cell
  • the PCB is welded to one side
  • the protective tape is attached to the other side to be in close contact with the battery cell.
  • PCM is connected to the battery cell to manufacture a battery pack.
  • the conventional PCM case is formed of two unit members consisting of an upper case and a lower case, and has a structure in which the upper case is coupled in a state where a PCB and a safety device are mounted on the lower case.
  • the insulating tape is attached to each member including the PCM, and a portion of the battery case including the battery cell is bent to attach the insulating tape, or the barcode is printed. do.
  • the battery pack may cause problems such as damage to the PCM, significantly reduced dimensional stability due to the use of an insulating tape having a low mechanical rigidity.
  • 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.
  • an object of the present invention is to provide a secondary battery pack that can reduce the number of parts required for the battery pack, simplify the manufacturing process, and exhibit excellent structural stability.
  • Still another object of the present invention is to provide a battery pack having a structure capable of mounting a PCB in a PCM case in a simple process.
  • a negative electrode terminal and a positive electrode terminal of a battery cell made of a plate-shaped conductive member and connected to a protection circuit module (PCM);
  • PCM protection circuit module
  • a battery cell in which the negative electrode terminal and the positive electrode terminal are respectively formed at one end, and a heat fusion surplus is formed at the end;
  • a protection circuit board in which a protection circuit is formed, an external input / output terminal connected to the protection circuit of the PCB, and a hollow structure in which the PCB is embedded, and a slit into which the electrode terminals of the battery cell are introduced is formed.
  • a PCM case comprising an electrically insulating PCM case, the PCM mounted on the heat fusion surplus of the battery cell in an electrically connected state to the battery cell;
  • Consists of a structure comprising a.
  • the secondary battery pack according to the present invention has a structure in which a PCM having a structure in which a PCM case in which a slit is formed is mounted on a PCB or the like is mounted on a thermally fused surplus of a battery cell, a conventional embedded secondary battery pack Compared to this, the PCB can be effectively protected and the number of parts can be significantly reduced, thereby reducing the manufacturing cost.
  • the secondary battery pack according to the present invention includes a PCM case including one member, the manufacturing processability can be greatly improved as compared to the assembly process of a PCM formed by a conventional assembly fastening structure, and automation is easy. It has the effect of providing a structure.
  • Battery cells that can be used in the secondary battery pack of the present invention can be a variety of types, for example, the positive electrode, the negative electrode, and the electrode assembly of the separator structure interposed between the positive electrode and the negative electrode laminate including a metal layer and a resin layer It may be a pouch type secondary battery having a thin thickness and a low weight sealed in the battery case of the sheet.
  • the PCM case may be formed in a structure surrounding the PCM except for an external input / output terminal.
  • the PCM case is not particularly limited as long as it has a hollow structure in which the PCB is embedded and a slit into which the electrode terminals of the battery cell are introduced, and may be formed, for example, in the shape of a polygonal column, a circular column, or an elliptic column. have. As one specific example, the PCM case may be formed in a rectangular pillar shape of a hollow structure.
  • the PCM case having various slit-shaped columnar shapes may have a structure in which one end thereof is open, the other end is closed, or both ends are open.
  • the slit of the PCM case may be formed on the side of the column shape.
  • it may be a structure in which a slit is formed on one side edge of the PCM case having a rectangular pillar shape.
  • the process of mounting the PCB to the PCM case may be simply performed by the structure of the PCM case.
  • the negative electrode terminal, the positive electrode terminal, and the external input / output terminal may be inserted into the slit from one end of the PCM case and the PCB may be mounted inside the PCM case.
  • the PCM case is open, and the PCB may be inserted into the open one end and mounted in a sliding manner.
  • the negative electrode terminal and the positive electrode terminal connecting the PCB and the battery cell can be slid in the state spanning the slit.
  • the external input and output terminals for connecting the PCB and the outside may also form a structure coupled to the PCM case by sliding in a slit across the cathode and the positive terminal.
  • the closed other end serves as a stopper to stop sliding at an appropriate position when the PCB is slid into the PCM case. Perform.
  • the outer surface of the PCM and the battery cell, except the external input and output terminals may be formed in a structure that the label is attached, specifically, the label is heat-sealed on the side of the PCM and the battery cell except the external input and output terminals It may be made of a structure surrounding the outer circumferential surface. Accordingly, while maintaining the overall insulation state, it is possible to stably fix the heat-sealed outer circumferential surface on the battery cell body and to more stably secure the electrical connection state between the electrode terminal of the battery cell and the PCB.
  • the battery cell is not particularly limited in kind, and may be, for example, a lithium secondary battery having a large amount of energy storage per volume.
  • the present invention also provides a device including the secondary battery pack as a power source.
  • the device may be, for example, one selected from a mobile phone, a portable computer, a smartphone, a smart pad, a tablet PC, and a netbook. The scope of application is not limited to these alone.
  • the present invention also provides a method of manufacturing the secondary battery pack.
  • It may be prepared by a method comprising a.
  • This manufacturing method simplifies the process of assembling the PCM in the manufacturing process of the secondary battery pack, thereby improving productivity.
  • the manufacturing method using a method of coupling the upper case in the state where the PCB is mounted on the lower case the method is PCM
  • the method is PCM
  • the manufacturing method of the secondary battery pack according to the present invention since the PCB can be simply mounted inside the PCM case by the sliding method, the manufacturing processability is excellent and the automation process is easily implemented.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of a rechargeable battery pack according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is an enlarged view of the PCM case of FIG. 1;
  • FIG. 3 is a perspective view of a PCM case according to another embodiment
  • FIG. 4 to 6 are perspective views illustrating a process of manufacturing the rechargeable battery pack of FIG. 1;
  • FIG. 7 is a perspective view of a structure in which an external input / output terminal is added to the structure of FIG. 6.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of a rechargeable battery pack according to an embodiment of the present invention.
  • the secondary battery pack 100 includes a battery cell 110 having a negative electrode terminal 114 and a positive electrode terminal 112 protruding at one end thereof, a protection circuit module (PCM) 120, and a label 140. Consists of
  • the negative electrode terminal 114 and the positive electrode terminal 112 of the battery cell 110 are plate-shaped conductive members, and are electrically connected to the protection circuit board 122 of the PCM 120.
  • the battery cell 110 is a pouch type secondary battery in which an electrode assembly having a cathode / separation membrane / cathode structure is sealed in a battery case of a laminate sheet including a metal layer and a resin layer, and the negative electrode terminal 114 and the positive electrode terminal 112 are It is formed in one side end part, and the heat-sealing surplus part 115 is formed in the upper case extension part which is an end part.
  • the PCM 120 includes a PCB 122 having a protection circuit formed thereon, an external input / output terminal 128 electrically connected to the protection circuit of the PCB 122, and a PCM case 124 coupled to surround the PCB 122. ) Is included.
  • the PCM 120 is mounted on the heat fusion surplus portion 115 of the battery cell 110 while being electrically connected to the battery cell 110.
  • the PCM case 124 has a hollow structure to allow the PCB 122 to be embedded therein, and a slit 125 into which the electrode terminals 112 and 114 of the battery cell 110 are introduced is formed.
  • the external input / output terminal 128 has a plate structure in which a connector is mounted at an end thereof.
  • the PCM 120 having the structure of the PCM case 124 wrapped around the PCB 122 electrically connected to the positive electrode terminal 112 and the negative electrode terminal 114 of the battery cell 110 is the upper case of the battery cell 110. Since it is mounted on the heat-sealing surplus portion 115 located in the extension part, as well as the conventional built-in secondary battery pack, not only can effectively protect the PCM 120, but also reduce the number of parts, and form a more compact structure can do.
  • the PCM case 124 made of a single member is configured to be mounted on the PCB 122 by a sliding insertion method, the effect of improving the manufacturing processability To provide.
  • FIG. 2 shows an enlarged view of the PCM case of FIG. 1.
  • the PCM case 124 has a shape of a square pillar having both ends open, and a hollow structure is formed to mount the PCB 122 therein.
  • a slit 125 is formed at one corner portion of the square pillar shape, such that the negative electrode terminal 114, the positive electrode terminal 112, and the external input / output terminal 128 of the battery cell 110 have one end of the PCM case 124. Is inserted into the slit 125 from the PCB 122 is made of a structure that is mounted inside the PCM case 124.
  • FIG 3 is a perspective view of a PCM case according to another embodiment.
  • the PCM case 124 ′ is formed in a structure in which one end is open and the other end 126 is closed, unlike the PCM case 124 of FIG. 2 in which both ends are open.
  • the other end 126 that is closed is formed in a structure that serves as a stopper to stop sliding at an appropriate position when the PCB 122 slides on the PCM case 124 '.
  • FIG. 4 to 6 are perspective views sequentially illustrating a process of manufacturing the secondary battery pack of FIG. 1.
  • the nickel plate 132 is welded to the upper surface of the positive electrode terminal 112 of the battery cell 110 coupled with the positive electrode terminal connecting portion 123a of the PCB 122 by ultrasonic welding. Thereafter, the negative electrode terminal 114 and the positive electrode terminal 112 of the battery cell 110 are welded by spot welding to the negative electrode terminal connecting portion 123b and the positive electrode terminal connecting portion 123a formed on the PCB 122. The cell 110 and the PCB 122 are electrically connected to each other.
  • FIG. 5 illustrates a structure in which the PCM case 124 is mounted on the PCB 122, and the PCB 122 is introduced into the slit 125 by introducing the anode terminal 112 and the cathode terminal 114 of the battery cell 110.
  • the secondary battery pack 100 is manufactured by carrying out a process of wrapping the outer surface of the heat-sealed outer fusion of the PCM 120 and the battery cell 110 with the label 140 except for the external input / output terminal 128.
  • the label 140 maintains an insulation state with the battery cell 110 and tightly fixes the outer fusion circumferential surface on the main body of the battery cell 110, and the positive electrode terminal 112 and the negative electrode terminal 114 of the battery cell 110. ) And the electrical connection state of the PCB 122 is more securely secured.
  • FIG. 7 is a perspective view illustrating a structure in which an external input / output terminal is added to the structure of FIG. 6.
  • the external input / output terminal 128 is connected to the PCB 122 inside the PCM case 124 through the slit 125.
  • a connector 129 for coupling with the outside is formed at the end of the external input / output terminal 128, a connector 129 for coupling with the outside is formed.
  • FIG. 7 illustrates a structure in which the external input / output terminal 128 is connected to protrude between the positive electrode terminal 112 and the negative electrode terminal 114
  • the structural diagram protrudes from the open side of the PCM case 124. Can be formed.
  • the external input and output terminal 128 may be formed in a structure to protrude to the outside. have. That is, the electrode terminals 112 and 114 are bent so that the slit 125 of the PCM case 124 faces the outward direction of the battery cell 110 so that the PCM 120 is thermally fused to the battery cell 110.
  • the external input / output terminal 128 protrudes outward can be formed.
  • the secondary battery pack according to the present invention has a structure in which a PCM having a structure in which a PCM case in which a slit is formed is mounted on a PCB is mounted on a thermal fusion surplus of a battery cell.
  • the PCB can be effectively protected and the number of parts can be significantly reduced, thereby reducing the manufacturing cost.
  • the secondary battery pack according to the present invention is composed of a structure in which the PCM case consisting of a single member is mounted on the PCB by sliding insertion method, compared to the assembly process of the PCM formed by a conventional assembly fastening structure compared to the manufacturing process There is an effect of providing a structure that can be greatly improved and that is easy to automate.

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Abstract

본 발명은 판상형의 도전성 부재로 이루어져 있고, 보호회로 모듈(PCM)에 연결되어 있는 전지셀의 음극단자와 양극단자, 상기 음극단자 및 양극단자가 일측 단부에 각각 형성되어 있고, 상기 단부에 열융착 잉여부가 형성되어 있는 전지셀, 및 보호회로가 형성되어 있는 보호회로 기판(PCB), 상기 PCB의 보호회로에 연결되어 있는 외부 입출력 단자, 및 상기 PCB가 내장되는 중공형 구조로 이루어져 있고 전지셀의 전극단자들이 도입되는 슬릿이 형성되어 있는 전기절연성의 PCM 케이스를 포함하고 있으며, 전지셀에 전기적으로 연결된 상태로 전지셀의 상기 열융착 잉여부 상에 탑재되어 있는 PCM을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 이차전지 팩을 제공한다.

Description

보호회로 모듈을 포함하는 이차전지 팩
본 발명은 보호회로 모듈(PCM)을 포함하는 이차전지 팩에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 판상형의 도전성 부재로 이루어져 있고, 보호회로 모듈에 연결되어 있는 전지셀의 음극단자와 양극단자, 상기 음극단자 및 양극단자가 일측 단부에 각각 형성되어 있고, 상기 단부에 열융착 잉여부가 형성되어 있는 전지셀, 및 보호회로가 형성되어 있는 보호회로 기판(PCB), 상기 PCB의 보호회로에 연결되어 있는 외부 입출력 단자, 및 상기 PCB가 내장되는 중공형 구조로 이루어져 있고 전지셀의 전극단자들이 도입되는 슬릿이 형성되어 있는 전기절연성의 PCM 케이스를 포함하고 있으며, 전지셀에 전기적으로 연결된 상태로 전지셀의 상기 열융착 잉여부 상에 탑재되어 있는 PCM을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 이차전지 팩에 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.
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 전지팩의 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 전지셀에 접속되어 있다.
일반적으로, 내장형 구조의 이차전지 팩은 전기적 연결 구조에 적합한 판상형 전지셀을 사용하며, PCM 등은 도전성 니켈 플레이트를 매개로 하여 용접 또는 솔더링 방식으로 전지셀에 연결된다. 즉, 니켈 플레이트를 전지셀의 전극단자에 각각 용접 또는 솔더링하고, 일측에는 PCB를 용접하고 타측에는 보호 테이프를 부착하여 전지셀에 밀착시킨 상태에서, PCB의 전극탭과 니켈 플레이트가 용접되는 방법으로 PCM을 전지셀에 연결하여 전지팩을 제조한다.
종래의 PCM 케이스는 상부 케이스 및 하부 케이스로 구성된 2 단위의 부재들로 형성되어 있으며, 하부 케이스에 PCB 및 안전소자 등을 탑재한 상태에서 상부 케이스가 결합되는 구조로 이루어져 있다.
이러한 PCM을 포함한 안전소자들은 전극단자와 전기적 접속을 유지하면서 동시에 전지셀의 다른 부분과는 전기적 절연상태를 유지하여야 한다.
따라서, PCM을 비롯한 각각의 부재에 대해 절연성 테이프를 부착하고, 그 외에도 전지셀을 내장하고 있는 전지 케이스의 실링부 일부를 절곡하여 절연성 테이프를 부착하거나, 바코드를 프린트하는 등의 매우 복잡한 과정을 거치게 된다.
이와 같이, 안전한 접속 형태를 구성하기 위해서는 다수의 절연성 테이프 또는 다수의 부품들이 요구되므로, 전지팩의 조립공정을 복잡하게 만들고 제조비용이 상승하게 되는 문제점을 가지고 있다.
또한, 외부에서 충격이 가해질 경우, 전지팩은 기계적 강성이 낮은 절연성 테이프의 사용으로 인해, PCM이 파손되거나, 치수 안정성이 현저히 떨어지는 등의 문제점을 야기할 수도 있다.
따라서, 전지셀에 장착되는 부재들의 수를 감소시켜 조립공정을 간소화하고, 전지셀에 탑재되는 부재들을 상호간 안정적으로 결합시킴과 동시에 PCM을 안전하게 보호할 수 있는 구조의 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
구체적으로, 본 발명의 목적은 전지팩에 소요되는 부품 수를 줄이고 제조 공정을 간소화 하며, 우수한 구조적 안정성을 발휘할 수 있는 이차전지 팩을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 간단한 공정으로 PCM 케이스에 PCB를 장착할 수 있는 구조의 전지팩을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차전지 팩은,
판상형의 도전성 부재로 이루어져 있고, 보호회로 모듈(PCM)에 연결되어 있는 전지셀의 음극단자와 양극단자;
상기 음극단자 및 양극단자가 일측 단부에 각각 형성되어 있고, 상기 단부에 열융착 잉여부가 형성되어 있는 전지셀; 및
보호회로가 형성되어 있는 보호회로 기판(PCB), 상기 PCB의 보호회로에 연결되어 있는 외부 입출력 단자, 및 상기 PCB가 내장되는 중공형 구조로 이루어져 있고 전지셀의 전극단자들이 도입되는 슬릿이 형성되어 있는 전기절연성의 PCM 케이스를 포함하고 있으며, 전지셀에 전기적으로 연결된 상태로 전지셀의 상기 열융착 잉여부 상에 탑재되어 있는 PCM;
을 포함하는 구조로 구성되어 있다.
따라서, 본 발명에 따른 이차전지 팩은, PCB 등에, 슬릿이 형성되어 있는 PCM 케이스를 장착한 구조의 PCM을 전지셀의 열융착 잉여부 상에 탑재한 구조로 이루어져 있으므로, 종래의 내장형 이차전지 팩과 비교하여, PCB를 효과적으로 보호할 수 있고, 부품수가 현저히 줄어들어 제조 비용을 절감할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 이차전지 팩은 하나의 부재로 이루어진 PCM 케이스를 포함하고 있으므로, 종래의 조립 체결 구조로 형성되는 PCM의 조립 공정과 비교하여 제조 공정성을 크게 향상시킬 수 있고, 또한 자동화가 용이한 구조를 제공하는 효과가 있다.
본 발명의 이차전지 팩에 사용될 수 있는 전지셀은 다양한 종류가 가능하며, 예를 들어, 양극, 음극, 및 상기 양극과 음극 사이에 개재된 분리막 구조의 전극조립체가 금속층 및 수지층을 포함하는 라미네이트 시트의 전지케이스에 밀봉되어 있는 얇은 두께와 낮은 중량의 파우치형 이차전지일 수 있다.
상기 PCM 케이스는 외부 입출력 단자를 제외하고 PCM을 감싸고 있는 구조로 형성될 수 있다.
이러한 PCM 케이스는 상기 PCB가 내장되는 중공형 구조를 가지면서 전지셀의 전극단자들이 도입되는 슬릿이 형성된 구조라면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 다각형 기둥, 원 기둥, 또는 타원 기둥 형상으로 이루어질 수 있다. 하나의 구체적인 예로, 상기 PCM 케이스는 중공 구조의 사각 기둥 형상으로 이루어질 수 있다.
상기와 같이 슬릿이 형성된 다양한 기둥 형상의 PCM 케이스는 그것의 일측 단부가 개방되어 있고, 타측 단부가 폐쇄되어 있거나, 또는 양 단부가 개방되어 있는 구조로 이루어질 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 PCM 케이스의 슬릿은 기둥 형상의 측면에 형성될 수 있다. 구체적인 예로, 사각 기둥 형상으로 이루어진 PCM 케이스의 일측 모서리에 슬릿이 형성되어 있는 구조일 수 있다.
이러한 구조에서 PCB가 PCM 케이스에 장착되는 과정은 상기 PCM 케이스의 구조에 의해 간단하게 수행될 수 있다. 구체적으로, 상기 음극단자, 양극단자 및 외부 입출력 단자가 PCM 케이스의 일측 단부로부터 슬릿에 삽입되면서 PCB가 PCM 케이스의 내부에 장착될 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 상기 PCM 케이스는 적어도 일측 단부가 개방되어 있고, 이러한 개방된 일측 단부에 상기 PCB이 삽입되어 슬라이딩 방식으로 장착될 수 있다. 이 때, 상기 PCB와 전지셀을 연결하는 음극단자 및 양극단자는 상기 슬릿에 걸친 상태에서 슬라이딩될 수 있다. 또한, PCB와 외부를 연결하는 외부 입출력 단자도 상기 음극 및 양극단자와 함께 슬릿에 걸친 상태에서 슬라이딩되어 PCM 케이스에 결합되는 구조를 이룰 수 있다.
또한, PCM 케이스가, 일측 단부가 개방되어 있고 타측 단부가 폐쇄되어 있는 구조일 경우, 상기 폐쇄되어 있는 타측 단부는 PCB가 PCM 케이스에 슬라이딩될 때 적절한 위치에서 슬라이딩이 멈추도록 스토퍼(stopper) 역할을 수행한다.
한편, 상기 외부 입출력 단자를 제외한 PCM과 전지셀의 외면을 감싸는 형태로 라벨이 부착되어 있는 구조로 이루어질 수 있으며, 구체적으로는, 상기 라벨은 외부 입출력 단자를 제외한 PCM과 전지셀의 측면의 열융착 외주면을 감싸는 구조로 이루어질 수 있다. 이에 따라, 전반적으로 절연 상태를 유지하면서, 열융착 외주면을 전지셀 본체 상에 안정적으로 고정하며, 전지셀의 전극단자와 PCB의 전기적 연결 상태를 더욱 안정적으로 담보할 수 있다.
상기 전지셀은 그것의 종류가 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 체적당 에너지 저장량이 큰 리튬 이차전지일 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 이차전지 팩을 전원으로 포함하는 디바이스를 제공한다. 상기 디바이스는 예를 들어 휴대폰, 휴대용 컴퓨터, 스마트폰, 스마트 패드, 태블릿 PC, 및 넷북으로부터 선택되는 하나 일 수 있지만. 적용 범위가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
본 발명은 또한 상기 이차전지 팩을 제조하는 방법을 제공한다.
구체적으로, 본 발명에 따른 이차전지 팩은,
(a) 전지셀의 양극단자 및 음극단자에 각각 니켈 플레이트를 용접하는 과정;
(b) PCB에 형성되어 있는 음극단자 접속부와 양극단자 접속부에 전지셀의 음극단자와 양극단자를 용접하는 과정;
(c) 전지셀의 전극단자들을 슬릿에 도입하면서 PCB을 PCM 케이스의 내부에 슬라이딩 방식으로 장착하는 과정:
(e) 전지셀의 전극단자들을 절곡하여 PCM을 전지셀의 열융착 잉여부 상에 장착하는 과정; 및
(f) 상기 외부 입출력 단자 및 PCM의 상단면을 제외한 PCM과 전지셀을 라벨로 감싸는 과정;
을 포함하는 방법으로 제조될 수 있다.
이러한 제조방법은, 이차전지 팩의 제조공정에서 PCM을 조립하는 과정을 단순화하여 생산성을 향상시킨다. 구체적으로, 상부 케이스 및 하부 케이스로 구성된 PCM 케이스에 PCB가 장착되는 종래의 PCM의 구조에서는, 하부 케이스에 상기 PCB가 탑재된 상태에서 상부 케이스를 결합시키는 방법을 사용하며 제조되며, 이러한 방법은 PCM의 조립 시 다수의 단계와 정밀한 제어를 필요로 하는 단점이 있었다.
그러나, 본 발명에 따른 이차전지 팩의 제조 방법에서는 PCB를 PCM 케이스의 내부에 슬라이딩 방식으로 간단하게 장착이 가능하므로 제조 공정성이 뛰어나며, 자동화 과정을 구현하기 용이하다는 장점을 제공한다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 이차전지 팩의 분해 사시도이다;
도 2는 도 1의 PCM 케이스의 확대도이다;
도 3은 또 다른 실시예에 따른 PCM 케이스의 사시도이다;
도 4 내지 도 6은 도 1의 이차전지 팩을 제조하는 과정을 나타내는 사시도들이다;
도 7은 도 6의 구조에 외부 입출력 단자가 추가된 구조의 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 이차전지 팩의 분해 사시도가 모식적으로 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 이차전지 팩(100)은 음극단자(114)와 양극단자(112)가 일측 단부에 돌출된 전지셀(110), 보호회로 모듈(PCM: 120), 및 라벨(140)로 구성되어 있다.
전지셀(110)의 음극단자(114)와 양극단자(112)는 판상형의 도전성 부재로서, PCM(120)의 보호회로 기판(PCB: 122) 상에 전기적으로 연결되어 있다.
전지셀(110)은 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체가 금속층 및 수지층을 포함하는 라미네이트 시트의 전지케이스에 밀봉되어 있는 파우치형 이차전지로서, 음극단자(114) 및 양극단자(112)가 일측 단부에 각각 형성되어 있고, 단부인 상단 케이스 연장부에 열융착 잉여부(115)가 형성되어 있다.
PCM(120)은 보호회로가 형성되어 있는 PCB(122), PCB(122)의 보호회로에 전기적으로 연결되어 있는 외부 입출력 단자(128), 및 PCB(122)를 감싸면서 결합되는 PCM 케이스(124)를 포함하고 있다.
또한, PCM(120)은 전지셀(110)에 전기적으로 연결된 상태로 전지셀(110)의 열융착 잉여부(115) 상에 탑재된다.
PCM 케이스(124)는 PCB(122)가 내장될 수 있도록 중공형 구조로 이루어져 있고, 전지셀(110)의 전극단자들(112, 114)가 도입되는 슬릿(125)이 형성되어 있다.
또한, 외부 입출력 단자(128)는 단부에 커넥터가 장착되어 있는 플레이트 구조로 이루어져 있다.
따라서, 전지셀(110)의 양극단자(112)와 음극단자(114)에 전기적으로 연결된 PCB(122)를 PCM 케이스(124)가 감싼 구조의 PCM(120)을 전지셀(110)의 상단 케이스 연장부에 위치한 열융착 잉여부(115) 상에 탑재하므로, 종래의 내장형 이차전지 팩과 비교하여, PCM(120)을 효과적으로 보호할 뿐만 아니라, 부품 수를 줄일 수 있고, 더욱 콤팩트한 구조를 형성할 수 있다.
또한, 다수의 부품들이 조립되는 구조의 종래의 PCM 케이스와 달리 하나의 부재로 이루어진 PCM 케이스(124)가 PCB(122)에 슬라이딩 삽입 방식으로 장착되는 구조로 구성되어 있으므로, 제조 공정성을 향상시키는 효과를 제공한다.
도 2에는 도 1의 PCM 케이스의 확대도가 도시되어 있다.
도 2를 도 1과 함께 참조하면, PCM 케이스(124)는 양 단부가 개방되어 있는 사각 기둥의 형상으로 이루어져 있고, 내부에 PCB(122)를 장착할 수 있도록 중공 구조가 형성되어 있다. 사각 기둥 형상의 일측 모서리 부위에는 슬릿(125)이 형성되어 있어서, 전지셀(110)의 음극단자(114), 양극단자(112) 및 외부 입출력 단자(128)가 PCM 케이스(124)의 일측 단부로부터 슬릿(125)에 삽입되면서 PCB(122)가 PCM 케이스(124)의 내부에 장착되는 구조로 이루어져 있다.
도 3에는 또 다른 실시예에 따른 PCM 케이스의 사시도가 도시되어 있다.
도 3을 참조하면, PCM 케이스(124’)는, 양 단부가 개방되어 있는 도 2의 PCM 케이스(124)와는 달리, 일측 단부가 개방되어 있고, 타측 단부(126)가 폐쇄되어 있는 구조로 형성되어 있으며, 폐쇄되어 있는 타측 단부(126)는 PCB(122)가 PCM 케이스(124’)에 슬라이딩될 때 적절한 위치에서 슬라이딩이 멈추도록 스토퍼(stopper) 역할을 수행하는 구조로 형성되어 있다.
도 4 내지 도 6에는 도 1의 이차전지 팩을 제조하는 과정을 나타내는 사시도들이 순차적으로 도시되어 있다.
이들 도면을 도 1과 함께 참조하여 설명하면 하기와 같다.
우선 도 4를 참조하면, PCB(122)의 양극단자 접속부(123a)와 결합되는 전지셀(110)의 양극단자(112) 상면에 초음파 용접에 의해 니켈 플레이트(132)를 용접한다. 그런 다음, PCB(122)에 형성되어 있는 음극단자 접속부(123b)와 양극단자 접속부(123a)에 스팟 용접에 의해 전지셀(110)의 음극단자(114)와 양극단자(112)를 용접하여 전지셀(110)과 PCB(122)를 전기적으로 연결한다.
도 5에는 PCB(122)에 PCM 케이스(124)가 장착되는 구조가 도시되어 있으며, 전지셀(110)의 양극단자(112) 및 음극단자(114)를 슬릿(125)에 도입하면서 PCB(122)를 PCM 케이스(124) 내부에 슬라이딩 방식으로 장착한 후, 도 6에서와 같이 전지셀(110)의 전극단자들(112, 114)을 절곡하여 PCM(120)을 전지셀(110)의 열융착 잉여부(115) 상에 장착한다.
그 후, 외부 입출력 단자(128)를 제외한 PCM(120)과 전지셀(110)의 측면의 열융착 외주면을 라벨(140)로 감싸는 과정을 수행하여 이차전지 팩(100)을 제조한다.
라벨(140)은 전지셀(110)과 절연 상태를 유지하면서, 열융착 외주면을 전지셀(110)의 본체 상에 밀착 고정하고, 전지셀(110)의 양극단자(112) 및 음극단자(114)와 PCB(122)의 전기적 연결 상태를 더욱 안정적으로 담보한다.
도 7에는 도 6의 구조에 외부 입출력 단자가 추가된 구조의 사시도가 도시되어 있다.
도 7을 참조하면, PCM 케이스(124) 내부의 PCB(122)에 슬릿(125)을 통하여 외부 입출력 단자(128)가 연결되어 있는 구조로 이루어져 있다. 외부 입출력 단자(128)의 단부에는 외부와 결합하는 커넥터(129)가 형성되어 있다.
한편, 도 7에서는 외부 입출력 단자(128)가 양극단자(112) 및 음극단자(114) 사이에 돌출되도록 연결되어 있는 구조가 도시되어 있지만, PCM 케이스(124)의 개방된 측면으로부터 돌출된 구조도로 형성될 수 있다.
또한, 양극단자(112) 및 음극단자(114)와 함께 PCB(122)에 연결되어, 도 4 내지 도 6의 과정을 통하여, 외부 입출력 단자(128)가 외측으로 돌출되도록 하는 구조로 형성될 수 있다. 즉, PCM 케이스(124)의 슬릿(125)이 전지셀(110)의 외측 방향을 향하도록 전극단자들(112, 114)을 절곡하여 PCM(120)을 전지셀(110)의 열융착 잉여부(115) 상에 장착함으로써, 외부 입출력 단자(128)가 외측으로 돌출되는 구조가 형성될 수 있다.
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 이차전지 팩은, PCB 등에, 슬릿이 형성되어 있는 PCM 케이스를 장착한 구조의 PCM을 전지셀의 열융착 잉여부 상에 탑재한 구조로 이루어져 있으므로, 종래의 내장형 이차전지 팩과 비교하여, PCB를 효과적으로 보호할 수 있고, 부품수가 현저히 줄어들어, 제조 비용을 절감할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 이차전지 팩은 하나의 부재로 이루어진 PCM 케이스가 PCB에 슬라이딩 삽입 방식으로 장착되는 구조로 구성되어 있으므로, 종래의 조립 체결 구조로 형성되는 PCM의 조립 공정과 비교하여 제조 공정성을 크게 향상시킬 수 있고, 또한 자동화가 용이한 구조를 제공하는 효과가 있다.

Claims (15)

  1. 판상형의 도전성 부재로 이루어져 있고, 보호회로 모듈(PCM)에 연결되어 있는 전지셀의 음극단자와 양극단자;
    상기 음극단자 및 양극단자가 일측 단부에 각각 형성되어 있고, 상기 단부에 열융착 잉여부가 형성되어 있는 전지셀; 및
    보호회로가 형성되어 있는 보호회로 기판(PCB), 상기 PCB의 보호회로에 연결되어 있는 외부 입출력 단자, 및 상기 PCB가 내장되는 중공형 구조로 이루어져 있고 전지셀의 전극단자들이 도입되는 슬릿이 형성되어 있는 전기절연성의 PCM 케이스를 포함하고 있으며, 전지셀에 전기적으로 연결된 상태로 전지셀의 상기 열융착 잉여부 상에 탑재되어 있는 PCM;
    을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 전지셀은 양극과 음극 사이에 분리막이 개재되어 있는 전극조립체가 금속층 및 수지층을 포함하는 라미네이트 시트의 전지케이스에 밀봉되어 있는 이차전지인 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 PCM 케이스는 외부 입출력 단자를 제외하고 PCM을 감싸고 있는 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 PCM 케이스는 중공 구조의 사각 기둥 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 PCM 케이스는 사각 기둥 형상의 양 단부가 개방되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지 하는 이차전지 팩.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 PCM 케이스는 사각 기둥 형상의 일측 단부가 개방되어 있고, 타측 단부가 폐쇄되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지 하는 이차전지 팩.
  7. 제 4 항에 있어서, 상기 PCM 케이스는 사각 기둥 형상의 일측 모서리에 슬릿이 형성되어 있는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 음극단자, 양극단자 및 외부 입출력 단자가 PCM 케이스의 일측 단부로부터 슬릿에 삽입되면서 PCB가 PCM 케이스의 내부에 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 PCB는 PCM 케이스에 슬라이딩 방식으로 장착되는 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 외부 입출력 단자를 제외한 PCM과 전지셀을 감싸는 형태로 라벨이 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 라벨은 외부 입출력 단자를 제외한 PCM과 전지셀의 측면의 열융착 외주면을 감싸는 구조로 부착되는 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 전지셀은 리튬 이차전지인 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 하나에 따른 전지팩을 전원으로 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 디바이스는 휴대폰, 휴대용 컴퓨터, 스마트폰, 스마트 패드, 태블릿 PC, 및 넷북으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  15. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 하나에 따른 이차전지 팩을 제조하는 방법으로서,
    (a) 전지셀의 양극단자에 니켈 플레이트를 용접하는 과정;
    (b) PCB 에 형성되어 있는 음극단자 접속부와 양극단자 접속부에 전지셀의 음극단자와 양극단자를 용접하는 과정;
    (c) 전지셀의 전극단자들을 슬릿에 도입하면서 PCB을 PCM 케이스의 내부에 슬라이딩 방식으로 장착하는 과정:
    (e) 전지셀의 전극단자들을 절곡하여 PCM을 전지셀의 열융착 잉여부 상에 장착하는 과정; 및
    (f) 상기 외부 입출력 단자 및 PCM의 상단면을 제외한 PCM과 전지셀을 라벨로 감싸는 과정;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 팩의 제조방법.
PCT/KR2014/007262 2013-09-27 2014-08-06 보호회로 모듈을 포함하는 이차전지 팩 Ceased WO2015046745A1 (ko)

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US15/023,868 US10388938B2 (en) 2013-09-27 2014-08-06 Secondary battery pack having PCM
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101619926B1 (ko) * 2013-09-27 2016-05-12 주식회사 엘지화학 보호회로모듈 케이스를 포함하는 전지팩
KR102183995B1 (ko) 2016-10-31 2020-11-27 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
KR102172516B1 (ko) 2016-12-14 2020-10-30 주식회사 엘지화학 조립 구조가 개선된 공냉식 배터리 팩
KR102429345B1 (ko) * 2016-12-23 2022-08-04 삼성전자주식회사 피씨엠 케이스 및 그것을 포함하는 전자 장치
KR102362074B1 (ko) 2017-03-10 2022-02-11 삼성전자주식회사 방열 플레이트를 포함하는 배터리 및 이를 포함하는 전자 장치
KR102331066B1 (ko) * 2017-04-06 2021-11-25 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
KR102331065B1 (ko) * 2017-04-06 2021-11-25 삼성에스디아이 주식회사 베터리 팩
DE102017218920A1 (de) 2017-10-24 2019-04-25 Gs Yuasa International Ltd. Elektrisches Überbrückungselement, elektrischer Energiespeicher und Vorrichtung
DE102017218939A1 (de) 2017-10-24 2019-04-25 Gs Yuasa International Ltd. Elektrisches Überbrückungselement, Energiespeicher und Vorrichtung
DE102017218923A1 (de) 2017-10-24 2019-04-25 Robert Bosch Gmbh Elektrisches Überbrückungselement, elektrischer Energiespeicher und Vorrichtung
CN107808942A (zh) * 2017-12-07 2018-03-16 合肥国盛电池科技有限公司 自保护车载电动叉车用电池管理系统
KR20210144183A (ko) * 2020-05-21 2021-11-30 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
KR20220035592A (ko) * 2020-09-14 2022-03-22 현대자동차주식회사 고정자 어셈블리의 제조 시스템 및 제조 방법
KR20250139095A (ko) * 2024-03-14 2025-09-23 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008103324A (ja) * 2006-10-19 2008-05-01 Samsung Sdi Co Ltd 二次電池及びその製造方法
KR20130018127A (ko) * 2011-08-12 2013-02-20 주식회사 엘지화학 프레임을 포함하는 이차전지 팩
KR20130018097A (ko) * 2011-08-12 2013-02-20 주식회사 엘지화학 신규한 구조의 이차전지 팩
KR20130030285A (ko) * 2011-08-09 2013-03-26 주식회사 엘지화학 이차전지 팩
KR20130038143A (ko) * 2011-10-07 2013-04-17 삼성에스디아이 주식회사 이차전지

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4424773B2 (ja) 1999-03-19 2010-03-03 三洋電機株式会社 密閉式電池
CN1147957C (zh) 1999-03-25 2004-04-28 三洋电机株式会社 矩形电池
TW504854B (en) 1999-08-27 2002-10-01 Toshiba Battery Flat non-aqueous electrolyte secondary cell
KR100553753B1 (ko) 2003-10-16 2006-02-20 삼성에스디아이 주식회사 파우치형 이차전지
JP3922281B2 (ja) * 2003-11-14 2007-05-30 ソニー株式会社 電池パックおよび電池パックの製造方法
US20060057458A1 (en) * 2004-09-15 2006-03-16 O'dea Michael J Battery with integrated protection circuit
KR100857021B1 (ko) 2004-12-10 2008-09-05 주식회사 엘지화학 결착식 전지팩
KR100878703B1 (ko) * 2005-11-28 2009-01-14 주식회사 엘지화학 측면 실링부에 ｐｃｍ이 장착되어 있는 소형 전지팩
KR101367653B1 (ko) 2006-05-23 2014-03-06 나믹스 가부시끼가이샤 전 고체 이차 전지
CN101622749B (zh) 2007-02-13 2012-06-13 Iom技术公司 全固体二次电池
KR20110002616A (ko) * 2009-07-02 2011-01-10 삼성에스디아이 주식회사 보호회로 기판 및 이차 전지 및 전지 팩
US8574753B2 (en) 2009-08-27 2013-11-05 Kabushiki Kaisha Toshiba Battery comprising a conductive nipping member
KR20130016034A (ko) 2011-08-04 2013-02-14 주식회사 엘지화학 안전성이 향상된 이차전지 팩
KR20130016035A (ko) 2011-08-04 2013-02-14 주식회사 엘지화학 신규한 구조의 이차전지 팩
KR101905080B1 (ko) 2011-12-09 2018-10-05 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008103324A (ja) * 2006-10-19 2008-05-01 Samsung Sdi Co Ltd 二次電池及びその製造方法
KR20130030285A (ko) * 2011-08-09 2013-03-26 주식회사 엘지화학 이차전지 팩
KR20130018127A (ko) * 2011-08-12 2013-02-20 주식회사 엘지화학 프레임을 포함하는 이차전지 팩
KR20130018097A (ko) * 2011-08-12 2013-02-20 주식회사 엘지화학 신규한 구조의 이차전지 팩
KR20130038143A (ko) * 2011-10-07 2013-04-17 삼성에스디아이 주식회사 이차전지

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3035415A4 *

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