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KR100601529B1 - 접속 리이드 솔더링 방법 및 이를 이용한 파우치형 리튬폴리머 전지 - Google Patents

접속 리이드 솔더링 방법 및 이를 이용한 파우치형 리튬폴리머 전지 Download PDF

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KR100601529B1
KR100601529B1 KR1020040068425A KR20040068425A KR100601529B1 KR 100601529 B1 KR100601529 B1 KR 100601529B1 KR 1020040068425 A KR1020040068425 A KR 1020040068425A KR 20040068425 A KR20040068425 A KR 20040068425A KR 100601529 B1 KR100601529 B1 KR 100601529B1
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pouch
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lithium polymer
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허종화
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삼성에스디아이 주식회사
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Abstract

양극판과, 음극판과, 상기 양극판과 음극판 사이에 게재되는 세퍼레이터가 젤리롤 형태로 권취된 전극 조립체와 상기 전극 조립체가 수납는 파우치와 상기 양극판과 상기 음극판에 연결되어 상기 파우치의 외부로 연장되는 리이드와 배선패턴이 구비되는 보호회로 기판과 상기 리이드와 상기 보호회로 기판을 연결하는 접속 리이드를 포함하는 파우치형 리튬 폴리머 전지에 있어서, 상기 배선패턴은 상기 접속 리이드와 접촉되는 영역의 일부가 제거되어 형성되는 접착제 도포부를 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 폴리머 전지를 제공한다.
본 발명에 따르면, 보호회로 기판상의 배선패턴의 일부분을 제거하여 제거된 부분에 접착제를 도포함으로써, 접속 리이드가 배선패턴에 솔더링시 안정적으로 고정될 수 있다.
이차전지, 접속 리이드

Description

접속 리이드 솔더링 방법 및 이를 이용한 파우치형 리튬 폴리머 전지{Method for Soldering connecting lead and Pouch type lithium polymer battery using the same}
도 1은 일반적인 파우치형 리튬 폴리머 전지에 대한 단면도.
도 2는 일반적인 파우치형 리튬 폴리머 전지의 접속 리이드와 보호회로 기판의 평면도.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 파우치형 리튬 폴리머 전지의 접속 리이드와 보호회로 기판의 분해 사시도.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 파우치형 리튬 폴리머 전지의 접속 리이드와 보호회로 기판의 평면도.
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 파우치형 리튬 폴리머 전지의 접속 리이드와 보호회로 기판의 평면도.
도 6은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 파우치형 리튬 폴리머 전지의 접속 리이드와 보호회로 기판의 평면도.
도 7은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 파우치형 리튬 폴리머 전의 접속 리이드와 보호회로 기판의 평면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
20; 전극 조립체 30; 전극탭
40; 리이드 48; 접속 리이드
49; 배선패턴 50; 보호회로 기판
본 발명은 파우치형 리튬 폴리머 전지에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 설명하면 양극판, 음극판과 전기적으로 연결된 리이드와 연결되는 접속 리이드가 보호회로 기판에 흔들림 없이 안정되게 고정될 수 있도록 접착제를 도포하기 위해 배선패턴의 일부분을 제거한 파우치형 리튬 폴리머 전지에 관한 것이다.
최근에는 비디오 카메라, 휴대용 전화, 휴대용 PC 등의 휴대용 전기제품이 경량화 및 고기능화됨에 따라, 그 구동용 전원으로 사용되는 2차 전지에 대해서 중요성이 증가되고 있고, 많은 연구가 이루어지고 있다.
특히, 리튬 2차 전지는 기존의 납 축전지, 니켈-카드뮴 전지, 니켈-수소전지, 니켈-아연전지 등과 비교하여 단위 중량당 에너지 밀도가 높고 급속 충적이 가능하기 때문에 연구 개발이 활발하게 진행되고 있다. 상기 리튬 이차전지는 액체 전해질을 사용하는 리튬 금속 전지와, 리튬 이온 전지 및 고분자 고체 전해질을 사용하는 리튬 폴리머 전지로 구별된다. 또한, 상기 리튬 폴리머 전지는 고분자 고체 전해질의 종류에 따라 유기 전해액이 함유되어 있는 않은 완전 고체형 리튬 폴리머 전지와 유기 전해액을 함유하고 있는 겔형 고분자 전해질을 사용하는 리튬 이온 폴 리머 전지로 나눌 수 있다.
일반적으로 리튬 폴리머 전지는 양극 집전체와 음극 집전체 사이의 세퍼레이터가 리튬 이온 전지에서의 분리 역할 외에 이온전도의 매개체, 즉, 전해질의 역할을 하는 전지를 말한다. 이러한 세퍼레이터는 겔형 고분자 전해질로 형성되는데, 이는 이온 전도도를 향상시키기 위해 고분자를 전해액에 함침한 상태에서 제조하고 있다.
또한, 이러한 리튬 폴리머 전지는 전해질이 겔형이기 때문에, 외부로 누액될 염려가 거의 없어, 통상은 얇은 파우치에 수납한 후 밀봉처리 하고 있다. 이러한 파우치는 얇은 금속박과 그 양쪽면에 코팅된 변성 폴리프로필렌 및 비닐로 이루어져 있다.
도 1은 일반적인 파우치형 리튬 폴리머 전지에 대한 단면도이다. 도 2는 일반적인 파우치형 리튬 폴리머 전지의 접속 리이드와 보호회로 기판의 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 양극판, 음극판 및 전해질의 역할을 하는 세퍼레이터를 구비하는 전극 조립체(10)와 이 전극 조립체(10)를 감싸서 밀봉하는 파우치(11)를 구비하여 이루어진다. 그리고 상기 전극 조립체(10)와 외부의 전기적 통로 역할을 하는 리이드(13)는 양극판 및 음극판에 마련된 전극탭(12)에 각각 연결되며, 이 리이드(13)는 파우치(11) 밖으로 소정길이 노출된다.
또한, 상기 전극 조립체(10)의 과충전 전압 및 전류, 과방전 전압 및 전류 그리고 쇼트 등을 제어하기 위한 보호회로(15)를 구비하며 통상은 파우치의 소정 영역에 설치된다. 상기 전극탭(12)에 연결된 상기 리이드(13)와 연결되는 접속 리 이드(14)는 상기 보호회로(15) 기판상에 솔더링되어 상기 전극 조립체(10)와 전기적으로 연결된다. 상기 접속 리이드(14)는 상기 보호회로(15) 기판상의 배선패턴(16)상에 솔더링된다.
그러나 상기 접속 리이드(14)가 상기 보호회로 기판(15)의 배선패턴(16) 상에 솔더링될 때, 일시적으로 솔더링시 사용되는 납이 녹게 되므로 상기 접속 리이드(14)가 움직여 상기 배선패턴(16) 상에 정확하게 솔더링 되지 않는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 양극판, 음극판과 전기적으로 연결된 리이드와 연결되는 접속 리이드가 보호회로 기판에 흔들림 없이 안정되게 고정될 수 있도록 접착제를 도포하기 위해 배선패턴의 일부분을 제거한 파우치형 리튬 폴리머 전지를 제공하는 데 그 목적이 있다.
양극판과, 음극판과, 상기 양극판과 음극판 사이에 게재되는 세퍼레이터가 젤리롤 형태로 권취된 전극 조립체와 상기 전극 조립체가 수납는 파우치와 상기 양극판과 상기 음극판에 연결되어 상기 파우치의 외부로 연장되는 리이드와 배선패턴이 구비되는 보호회로 기판과 상기 리이드와 상기 보호회로 기판을 연결하는 접속 리이드를 포함하는 파우치형 리튬 폴리머 전지에 있어서, 상기 배선패턴은 상기 접속 리이드와 접촉되는 영역의 일부가 제거되어 형성되는 접착제 도포부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 배선패턴은 'ㄴ'자 형으로 형성될 수 있으며, 상기 배선패턴은 'ㄷ'자 형으로 형성될 수 있다. 또 상기 배선패턴은 'ㅁ'자 형으로 형성될 수 있으며, 'T'자 형으로 형성될 수 있으며, '+'자 형으로 형성될 수 있다.
본 발명에서 상기 접속 리이드는 'L'자형으로 형성될 수 있다.
본 발명에서 양극판과, 음극판과, 상기 양극판과 음극판 사이에 게재되는 세퍼레이터가 젤리롤 형태로 권취된 전극 조립체와 상기 전극 조립체가 수납는 파우치와 상기 양극판과 상기 음극판에 연결되어 상기 파우치의 외부로 연장되는 리이드와 배선패턴이 구비되는 보호회로 기판과 상기 리이드와 상기 보호회로 기판을 연결하는 접속 리이드를 포함하는 파우치형 리튬 폴리머 전지에서, 상기 보호회로 기판에 상기 접속 리이드를 솔더링 하는 방법에 있어서, 상기 배선패턴의 일정 영역에 접착제를 도포한 후, 상기 접속 리이드를 상기 배선패턴에 접촉시켜 솔더링 할 수 있다.
본 발명에서 상기 접착제는 상기 배선패턴의 일정 영역을 제거하여 형성된 접착제 도포부에 도포될 수 있다. 또한, 상기 접착제 도포부는 'ㄴ'자 형으로 형성될 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여, 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 파우치형 리튬 폴리머 전지의 접속 리이드와 보호회로 기판의 분해 사시도이다.
도 3을 참조하면, 파우치형 리튬 폴리머 전지는 전극 조립체(20)와 상기 전 극 조립체(20)가 수용되는 파우치(60)와 상기 전극 조립체(20)의 일측에 마련된 전극탭(30)과 상기 전극탭과 연결되는 리이드(40)와 상기 전극 조립체(20)의 충방전을 제어하기 위한 보호회로(50)와 상기 리이드(40)와 상기 보호회로(50)를 연결하기 위한 접속 리이드(48)를 구비한다.
상기 전극 조립체(20)는 음극판과 양극판 사이에 전해액이 함침된 세퍼레이터를 배치하여 권취되어 원통형 형상으로부터 변형되어 납작한 젤리롤 형태로 구성되어 있다. 그리고 상기 전극 조립체(20)는 파우치(60)에 의해 감싸져서 밀봉된다.
상기 파우치(60)는 파우치 형태로서 상기 전극 조립체(20)가 안착되는 하부 파우치(62)와 상기 하부 파우치(62)를 밀봉시키는 상부 파우치(61)로 이루어져 있다. 상기 하부 파우치(62)내에 전극 조립체(20)가 안착된 후, 상하부 파우치(61,62)의 각 내측 가장자리면(63)에 위치된 열접착성 물질이 열에 의해 용융되어 상호 융착됨으로써, 상기 상하부 파우치(61,62)가 상호 결합이 되고, 이에 따라 전지가 밀봉될 수 있다.
상기 전극 조립체(20)의 일측에 마련된 양극탭(31)과 음극탭(32)은 전극 조립체(20) 밖으로 돌출되어 있으며, 상기 양극탭(31)과 음극탭(32)은 하부 파우치(62)내에서 하방으로 절곡된 형태를 가진다. 상기 양극탭(31)과 음극탭(32)은 일정한 간격을 두고 나란하게 배치되어, 양극탭(31)과 음극탭(32)을 형성하게 된다.
상기 리이드(40)의 일단이 상기 양극탭(31)의 끝단에 용접되어 결합된 양극 리이드(41)와, 상기 음극탭(32)의 끝단에 용접되어 결합된 음극 리이드(42)로 이루어져 있다. 상기 리이드(40)의 타단은 파우치(60) 밖으로 노출되며, 상기 양극 리 이드(41)는 양극 접속 리이드(45)에, 상기 음극 리이드(42)는 음극 접속 리이드(46)에 연결된다.
상기 접속 리이드(48)의 일단은 상기 리이드(40)에 용접되고, 타단은 상기 보호회로(50)에 솔더링 되어 상기 전극 조립체(20)와의 전기적 통로 역할을 하게 된다. 상기 접속 리이드(48)는 'L'자 형으로 구성된다.
상기 보호회로 기판(50)은 전극 조립체(20)의 충방전을 제어하기 위한 것으로서, 예를 들어 전극 조립체(20)로부터 과전류가 흘렀을 때, 이러한 과전류를 차단시키게 된다. 상기 보호회로 기판(50) 상의 배선패턴(49)은 상기 파우치(60) 밖으로 노출된 상기 접속 리이드(48) 타단과 전기적으로 연결된다.
상기 배선패턴(49)은 상기 접속 리이드(48)가 솔더링될 때 움직이지 않도록 접착제를 도포하기 위해 'ㄴ'자 형상으로 형성되어 있다. 즉, 상기 보호회로(50) 기판의 내측 방향으로 상기 배선패턴(49)의 모서리의 상단이 제거되어 접착제 도포부(51)가 형성되어 구성된다. 또한 상기 배선패턴(49)의 모서리 하단이 제거된 형태로 구성될 수 있으며, 나아가 상기 보호회로(50) 기판의 외측 방향으로 상기 배선패턴(49) 모서리의 상단 또는 하단이 제거된 형태로 구성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 파우치형 리튬 폴리머 전지의 접속 리이드와 보호회로 기판의 평면도이다.
도 4를 참조하면, 상기 배선패턴(53)은 'ㅁ'자 형상으로 형성되어 있다. 즉, 상기 배선패턴(53) 중앙 부분을 제거하여 형성된 접착제 도포부(54)에 접착제를 도포한다.
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 파우치형 리튬 폴리머 전지의 접속 리이드와 보호회로 기판의 평면도이다.
도 5를 참조하며, 상기 배선패턴(55)은 'ㄷ'자 형상으로 형성되어 있다. 즉, 상기 배선패턴(55)은 상기 보호회로(50) 기판의 내측방향으로 상기 배선패턴(55)의 내부에서 외부로 일정 부분이 제거되어 접착제 도포부(56)가 형성되어 구성된다. 또한, 상기 배선패턴(55)은 보호회로(50) 기판의 외측, 상측 또는 하측 방향으로 상기 배선패턴(55)의 내부에서 외부로 일정 부분이 제거될 수 있다. 배선패턴이 제거되어 형성된 접착제 도포부(56)에 접착제가 도포된다.
도 6은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 파우치형 리튬 폴리머 전지의 접속 리이드와 보호회로 기판의 평면도이다.
도 6을 참조하면, 상기 배선패턴(57)은 'T'자 형상으로 형성되어 있다. 즉, 상기 보회회로(50) 기판의 외측 및 내측 방향으로 하단 모서리가 제거되어 접착제 도포부(58)가 형성되어 구성되어 있으며, 상단 모서리가 제거되어 형성될 수도 있다. 또한, 상기 보호회로(50) 기판의 상측 및 하측 방향으로 상기 배선패턴(57)의 상단 또는 하단 모서리가 제거되어 형성될 수 있다. 배선패턴이 제거되어 형성된 접착제 도포부(58)에 접착제가 도포된다.
도 7은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 파우치형 리튬 폴리머 전의 접속 리이드와 보호회로 기판의 평면도이다.
도 7을 참조하면, 상기 배선패턴(59)은 '+'자 형상으로 형성되어 있다. 즉, 상기 배선패턴(59)의 각 모서리가 모두 제거되어 접착제 도포부(60)가 형성되어 구 성된다. 배선패턴이 제거되어 형성된 접착제 도포부(60)에 접착제가 도포된다.
다음은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 일정 영역에 접착제를 도포한 배선패턴 상에 접속 리이드를 솔더링 하는 방법에 대하여 설명한다.
전극탭(30)과 전기적으로 연결되는 리이드(40)를 보호회로 기판상에 연결하기 위해 접속 리이드(48)를 사용한다. 상기 접속 리이드(48)의 일단은 상기 리이드(30)에 연결되며, 타단은 보호회로(50) 기판상의 배선패턴(52)에 솔더링 된다.
상기 배선패턴(49)의 일정 영역에 접착제를 도포 후, 상기 접속 리이드(48)를 상기 배선패턴(49) 상에 배치시켜 일시적으로 고정시킨다. 일시적으로 고정된 상기 접속 리이드(48)를 상기 배선패턴(49)상에 솔더링 시킨다.
상기 배선패턴(49)은 일정 영역이 제거되어 'ㄴ'자로 형성될 수 있으며, 'ㅁ'자 또는 'ㄷ'자 또는 'T'자 또는 '+'자 형으로도 형성될 수 있다. 이와 같은 형태로 배선패턴(49)이 형성된 후 상기 배선패턴(49)이 제거된 접착제 도포부(51)에 접착제를 도포시킨다. 상기 접속 리이드(48)를 상기 접착제가 도포된 상기 배선패턴(49)에 솔더링 시킨다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형의 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 특허청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
본 발명에 따르면, 보호회로 기판상의 배선패턴의 일부분을 제거하여 제거된 접착제 도포부에 접착제를 도포함으로써, 접속 리이드가 배선패턴에 솔더링시 안정되게 고정될 수 있다.

Claims (11)

  1. 양극판과, 음극판과, 상기 양극판과 음극판 사이에 게재되는 세퍼레이터가 젤리롤 형태로 권취된 전극 조립체와 상기 전극 조립체가 수납는 파우치와 상기 양극판과 상기 음극판에 연결되어 상기 파우치의 외부로 연장되는 리이드와 배선패턴이 구비되는 보호회로 기판과 상기 리이드와 상기 보호회로 기판을 연결하는 접속 리이드를 포함하는 파우치형 리튬 폴리머 전지에 있어서,
    상기 배선패턴은 상기 접속 리이드와 접촉되는 영역의 일부가 제거되어 형성되는 접착제 도포부를 포함하며, 상기 접착제 도포부에는 접착제가 도포되는 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 폴리머 전지.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 배선패턴은 'ㄴ'자 형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 폴리머 전지.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 배선패턴은 'ㄷ'자 형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 폴리머 전지.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 배선패턴은 'ㅁ'자 형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 폴리머 전지.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 배선패턴은 'T'자 형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 폴리머 전지.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 배선패턴은 '+'자 형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 폴리머 전지.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 접속 리이드는 'L'자형인 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 폴리머 전지.
  8. 양극판과, 음극판과, 상기 양극판과 음극판 사이에 게재되는 세퍼레이터가 젤리롤 형태로 권취된 전극 조립체와 상기 전극 조립체가 수납는 파우치와 상기 양극판과 상기 음극판에 연결되어 상기 파우치의 외부로 연장되는 리이드와 배선패턴이 구비되는 보호회로 기판과 상기 리이드와 상기 보호회로 기판을 연결하는 접속 리이드를 포함하는 파우치형 리튬 폴리머 전지에서, 상기 보호회로 기판에 상기 접속 리이드를 솔더링 하는 방법에 있어서,
    상기 배선패턴의 일정 영역에 접착제를 도포한 후, 상기 접속 리이드를 상기 배선패턴에 접촉시켜 솔더링하는 접속 리이드 솔더링 방법.
  9. 제 9항에 있어서,
    상기 접착제는 상기 배선패턴의 일정 영역을 제거하여 형성된 접착제 도포부에 도포되는 것을 특징으로 하는 접속 리이드 솔더링 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 패선패턴은 'ㄴ'자 또는 'ㅁ'자 또는 'ㄷ'또는 'T' 또는 '+' 형으로 형성하는 것을 특징으로 하는 접속 리이드 솔더링 방법.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 접속 리이드는 'L'자형인 것을 특징으로 하는 접속 리이드 솔더링 방법.
KR1020040068425A 2004-08-30 2004-08-30 접속 리이드 솔더링 방법 및 이를 이용한 파우치형 리튬폴리머 전지 KR100601529B1 (ko)

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