KR100388913B1 - 배터리 패키지 - Google Patents

Abstract

배터리 패키지가 개시된다. 본 발명 배터리 패키지는, 양극 리드와 음극 리드를 가지는 전극조립체, 상기 전극조립체를 감싸 밀봉하는 것으로, 가장자리에 밀봉 후 절곡되어 측면에 밀착되는 접합부를 구비하여 된 케이스, 및 상기 접합부가 절곡된 방향에 위치하는 케이스의 하면에 밀착되는 FPCB(Flexible Printed Circuit Board)를 구비하여 된 것을 특징으로 한다.

Description

배터리 패키지{Battery package}

본 발명은 배터리 패키지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 FPCB의 적층 순서를 변경함으로써 전체 패키지의 두께를 감소시킬 수 있고, 에너지 효율을 증대할 수 있는 배터리 패키지에 관한 것이다.

도 1은 종래에 사용되는 배터리 패키지의 일 예를 보인 분해 사시도이다.

도면을 참조하면 배터리 패키지(10)는 전극조립체(11)와 이를 내장하는 케이스(20)를 구비한다. 상기 케이스(20)는 상면(21) 및 하면(25)의 가장자리를 따라 서로 접합되어 상기 전극조립체(11)가 내장된 케이스(20)를 밀봉하는 접합부(22,26)를 구비한다. 상기 전극조립체(11)의 일 측단에는 양극 및 음극 리드(13,15)가 구비되며, 이들은 케이스(20)의 일 가장자리의 밀봉된 접합부(22,26) 사이로 뻗어나온다.

상기 케이스(20)의 위에는 소정의 회로 패턴이 형성된 FPCB(Flexible Printed Circuit Board,40)가 적층되고 상기 FPCB의 연결리드들(41,45)은 상기 전극 리드(13,15)와 전기적으로 연결된다. 상기 전극조립체(11)가 내장된 케이스(20) 및 FPCB(40)가 상판(50) 및 하판(60)으로 된 배터리 케이스에 봉입되어 배터리 패키지(10)가 완성된다.

상기 케이스(20)는 밀봉력을 강화하고 배터리 케이스 내부에서 점유공간을 줄이기 위해 가장자리 접합부(22,26)를 접어서 감고 절곡시켜 케이스(20)의 측면에 밀착시킨 후 배터리 케이스 하판(60)에 장착된다.

도 2는 도 1의 A-A를 따라 절개된 배터리 패키지(10)의 개략적인 단면도로서, 각 구성요소들이 결합된 상태를 나타낸 것이다. 단면은 좌우가 대칭되므로 일면만 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 케이스(20)의 가장자리에 있는 접합부(22,26)는 각각 서로 접합되고 한 번 접어 감은 후 아래로 절곡시켜 케이스(20)의 측면에 밀착시킨다.따라서 상기 접합부(22,26)의 감긴 단면 형상은 케이스(20)의 상하로 긴 형태가 된다.

케이스(20) 봉합의 안정성을 고려하면 접합부(22,26)의 폭(도 2의 접합부의 감긴 총 길이와 같다)을 짧게 하는 것은 한계가 있으며, 따라서 상기 접합부(22,26)의 감긴 두께(t1)는 통상적으로 케이스(20)의 두께(t2)보다 커진다. 또한 상기 케이스(20)의 위에는 두께 t3의 FPCB(40)가 적층되므로 배터리 케이스(50,60) 내부에 안치되는 삽입물(20,40)의 총 두께는 t1과 t3를 합한 값이 된다. 이에 따라 배터리 케이스 내부 공간의 두께(t4)는 상기 값 이상으로 결정되어야 하므로 배터리 케이스의 두께를 줄이는데 어려움이 야기된다.

또한 케이스 하면(25)과 배터리 케이스 하판(60) 사이의 공간(DS)은 배터리 케이스 내부 공간에서 에너지를 발생시키는데 기여하지 못하는 이른바 '데드 스페이스(dead space)'로 남아 전지의 에너지 밀도를 증대시키는데 방해가 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래와 동일한 제원의 전극조립체, 케이스, 및 FPCB를 사용하면서도 그 적층 두께를 감소시킬 수 있는 배터리 패키지를 제공하는 것이다.

또한 상기한 소위 '데드 스페이스'를 줄여 전지의 에너지 밀도가 증대될 수 있는 배터리 패키지를 제공하는 것이다.

도 1은 종래 배터리 패키지의 분해 사시도.

도 2는 도 1의 A-A를 따른 개략적인 단면도.

도 3은 본 발명 배터리 패키지의 분해 사시도.

도 4는 도 3의 B-B를 따른 개략적인 단면도.

도 5는 도 3의 C-C를 따른 개략적인 단면도.

<도면의 주요부분에 관한 부호의 간단한 설명>

10,100 ...배터리 패키지 11,101 ...전극조립체

13,103 ...양극 리드 15,105 ...음극 리드

20,110 ...케이스 40,130 ...FPCB

50,140 ...배터리 케이스 상판 60,150 ...배터리 케이스 하판

상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명 배터리 패키지는, 양극 리드와 음극 리드를 가지는 전극조립체, 상기 전극조립체를 감싸 밀봉하는 것으로, 가장자리에 밀봉 후 절곡되어 측면에 밀착되는 접합부를 구비하여 된 케이스, 및 상기 접합부가 절곡된 방향에 위치하는 케이스의 하면에 밀착되는 FPCB(Flexible Printed Circuit Board)를 구비하여 된 것을 특징으로 한다.

본 발명 배터리 패키지의 상기 접합부는 접어 감긴 후 절곡되는 것을 특징으로 한다.

본 발명 배터리 패키지에서 상기 접합부의 절곡 방향의 단부는 상기 케이스에 밀착된 FPCB의 하면과 실질적으로 동일 평면상에 위치하는 것을 특징으로 한다.

본 발명 배터리 패키지는 상기 전극조립체가 내장된 케이스 및 FPCB를 내장하는 배터리 케이스를 더 구비하여 된 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명 배터리 패키지의 일 예를 도시한 분해 사시도로서, 이와 같은 배터리 패키지는 주로 이동전화에서 사용된다.

도면을 참조하면, 배터리 패키지(100)는 애노드, 세퍼레이터, 및 캐소드가 소정 순서로 적층되어 형성된 전극조립체(101)와 이를 내장하는 케이스(110)를 구비한다. 상기 케이스(110)는 상면(111) 및 하면(115)이 일체로 형성된 파우치이며, 접음선(119)을 중심으로 상면(111)을 접어 올리고 상면 및 하면의 가장자리에 있는 접합부(112,116)는 서로 접합된다. 상기 전극조립체(101)의 각각의 캐소드 및 애노드에는 그 단부로부터 연장된 전극 탭(102,104)이 마련되고, 이들이 연합하여 된양극 및 음극 리드(103,105)가 구비된다. 상기 전극 리드들(103,105)은 케이스(110)의 일 가장자리의 접합된 접합부(112,116) 사이로 뻗어나온다.

상기 케이스(110)의 아래에는 상기 전극조립체(101)에서 생성되는 전압 안정화를 위해 소정의 회로 패턴이 형성된 FPCB(Flexible Printed Circuit Board,130)가 적층된다. 상기 FPCB(130)의 일 측단에는 상기 전극조립체의 전극 리드들(103,105)과의 전기적 연결을 위해 연결 리드들(131,135)이 연장 형성된다. 상기 전극조립체(101)가 내장된 케이스(110) 및 FPCB(130)가 상판(140) 및 하판(150)으로 된 배터리 케이스에 내장되어 배터리 패키지(100)가 완성된다.

상기 케이스(110)는 접합부(112,116)의 밀봉력을 강화하고 배터리 케이스 내부에서 점유공간을 줄이기 위해, 상기 접합부(112,116)를 접어서 감고 아래로 절곡시켜 케이스(110)의 측면에 밀착시킨 후 배터리 케이스 하판(150)에 장착된다.

도 4는 도 3의 B-B를 따라 절개된 배터리 패키지(100)의 개략적인 단면도로서, 각 구성요소들이 결합된 상태를 나타낸 것이다. 단면은 좌우가 대칭되므로 일면만 도시되어 있다.

도면을 참조하면 케이스(110)의 상면 및 하면 가장자리의 접합부(112,116)는 각각 서로 접합시키고, 견고한 밀봉을 위해 한 번 접어(f1) 감은 후 아래로 절곡시켜(f2) 케이스(110)의 측면에 밀착시킨다. 배터리 케이스(140,150)에 장착되기 전 케이스(110)의 전체 폭은 배터리 케이스의 폭(도 3의 w10) 이하로 설정되어야 하므로 상기 접합부(112,116)의 감긴 형태는 X 방향으로 길고 Y 방향으로 납작한 형태가 된다. 케이스(110) 봉합의 안정성을 고려하면 접합부(112,116)의 폭(도 2의 접합부의 감긴 총 길이와 같다)을 짧게 하는 것은 한계가 있으며, 따라서 상기 접합부(112,116) 감긴 부분의 두께(t10)는 통상적으로 케이스(110)의 두께(t20)보다 커진다. 상기 케이스 하면(115) 아래에는 FPCB(130)가 적층되어 도 2에서 설명한 배터리 케이스 내의 소위 '데드 스페이스'가 생기는 것을 막아주거나 최소한 이를 상당히 감소시켜 준다. 따라서 배터리 케이스 내부에 장치되는 삽입물(110,130)의 총 두께는 케이스의 두께(t20)와 FPCB의 두께(t30)의 합이 되거나, 또는 감긴 접합부의 두께(t10)가 상기 합보다 크면 상기 접합부의 두께(t10)만이 된다. 바람직한 경우로서 본 실시예에서는, 상기 접합부의 두께(t10)가 상기 케이스의 두께(t20)와 FPCB의 두께(t30)의 합과 같다. 결과적으로 도 2에서 설명한 종래와 동일한 제원의 전극조립체, 케이스, 및 FPCB를 사용하는 경우라도 배터리 케이스에 삽입되는 삽입물의 총 두께는 종래의 경우보다 작아진다. 따라서 배터리 케이스 내부공간의 두께(t40)도 종래의 경우보다 줄일 수 있다. 바람직한 경우로서 본 실시예에서는 배터리 케이스 내부공간의 두께(t40)가 상기 접합부의 두께(t10)와 같다.

도 5는 도 3의 C-C를 따라 절개된 배터리 패키지(100)의 개략적인 단면도로서, 각 구성요소들이 결합된 상태를 나타낸 것이다.

도면을 참조하면 전극 리드(103)를 구비한 전극조립체(101)는 케이스(110)에 내장되고 케이스의 하면(115)과 일체로 형성된 상면(111)이 접음선(119)을 기준으로 접혀지며 가장자리의 접합부(112,116)가 접합된다. 상기 전극 리드(103)는 접합부(112,116) 사이로 뻗어나온다. FPCB(130)는 상기 케이스(110)의 아래에 적층되고, 연결 리드(131)는 유연한 휨 특성을 가지고 있어 케이스 하면의 접합부(116)를따라 연장된다. 상기 외부에 노출된 전극 리드(103)가 상기 연결 리드(131)와 접촉하여 전기적으로 연결된다. 견고한 연결을 위해 연결부가 용접에 의해 형성될 수도 있다. 도시되진 않았으나 상기 전극 리드(103) 및 연결 리드(131)와 각각 한 쌍으로 구비되는 전극 리드(105) 및 연결 리드(135)도 동일한 방법으로 연결됨은 당연하다. 도시된 바와 같이 상기 연결된 리드들(103,131)을 먼저 접어 감고, 상기 접합부(112,116)와 함께 접고 절곡시켜 케이스(110)의 측면에 밀착된 상태에서 배터리 케이스(140,150)에 내장된다. 접합부(112,116)를 접어 감는 방법은 도 4에서 나타난 바와 같고 상술되었으므로 생략한다.

이상에서 설명한 배터리 패키지는 종래와 동일한 제원의 전극조립체, 파우치, 및 FPCB를 사용하면서도 적층 두께를 감소시킬 수 있어 배터리 패키지의 박형화가 가능하다.

또한 종래에 소위 '데드 스페이스'로 남겨진 공간에 FPCB를 적층하여 공간 활용도를 높임으로써 배터리 패키지의 에너지 밀도가 증대될 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (4)

1. 양극 리드와 음극 리드를 가지는 전극조립체,

   상기 전극조립체를 감싸 밀봉하는 것으로, 가장자리에 밀봉 후 절곡되어 측면에 밀착되는 접합부를 구비하여 된 케이스, 및

   상기 접합부가 절곡된 방향에 위치하는 케이스의 하면에 밀착되는 FPCB를 구비하여 된 것을 특징으로 하는 배터리 패키지.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 접합부는 접어 감긴 후 절곡되는 것을 특징으로 하는 배터리 패키지.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 접합부의 절곡 방향의 단부는 상기 케이스에 밀착된 FPCB의 하면과 실질적으로 동일 평면상에 위치하는 것을 특징으로 하는 배터리 패키지.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 전극조립체가 내장된 케이스 및 FPCB를 내장하는 배터리 케이스를 더 구비하여 된 것을 특징으로 하는 배터리 패키지.