[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

KR100824876B1 - 배터리 팩 - Google Patents

배터리 팩 Download PDF

Info

Publication number
KR100824876B1
KR100824876B1 KR1020060095135A KR20060095135A KR100824876B1 KR 100824876 B1 KR100824876 B1 KR 100824876B1 KR 1020060095135 A KR1020060095135 A KR 1020060095135A KR 20060095135 A KR20060095135 A KR 20060095135A KR 100824876 B1 KR100824876 B1 KR 100824876B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
case
battery pack
bent
pouch
core pack
Prior art date
Application number
KR1020060095135A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20080029287A (ko
Inventor
김형신
이성준
Original Assignee
삼성에스디아이 주식회사
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 삼성에스디아이 주식회사 filed Critical 삼성에스디아이 주식회사
Priority to KR1020060095135A priority Critical patent/KR100824876B1/ko
Priority to JP2006314507A priority patent/JP4856521B2/ja
Priority to EP07116084A priority patent/EP1906469A1/en
Priority to CN2007101538401A priority patent/CN101154719B/zh
Priority to US11/854,775 priority patent/US9040190B2/en
Publication of KR20080029287A publication Critical patent/KR20080029287A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100824876B1 publication Critical patent/KR100824876B1/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
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • 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
    • H01M10/46—Accumulators structurally combined with charging apparatus
    • 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
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/103—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure prismatic or rectangular
    • 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
    • H01M50/211—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for pouch cells
    • 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)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

본 발명은 외부 케이스의 주벽의 일부를 금속판으로 형성하여 케이스의 강도를 확보하면서 전체 케이스의 두께를 최소화할 수 있고 전지의 용량을 확보할 수 있는 배터리 팩에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩은 전극 조립체 및 상기 전극 조립체를 수용하는 홈을 가지는 파우치 케이스를 포함하여 이루어지는 파우치형 베어셀과, 상기 파우치형 베어셀의 상부에 외부 입출력 단자부를 가지고 전기적으로 연결된 보호 회로 부재를 포함하는 코어팩; 상기 코어팩의 넓은 일면을 커버하며, 주변부가 제 1 수지 몰딩부로 형성되는 전방 케이스; 및 상기 코어팩의 넓은 다른 일면을 커버하며 주변부가 제 2 수지 몰딩부로 형성되는 후방 케이스를 구비하고, 상기 제 1 수지 몰딩부의 단부 및 상기 제 2 수지 몰딩부의 단부를 융착하여 상기 전방 케이스 및 상기 후방 케이스를 결합시키는 것을 특징으로 한다.

Description

배터리 팩{Battery Pack}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 배터리 팩을 부분 분해한 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 파우치형 베어셀에서 파우치 케이스가 밀봉되기전 상태를 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 3의 파우치형 베어셀에서 파우치 케이스가 밀봉된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 5는 도 2의 전방 케이스와 후방케이스가 결합되기 위한 구조를 보여주는 사시도이다.
도 6은 도 2의 코어팩을 사이에 두고 전방 케이스와 후방 케이스가 결합되기 전 상태의 일부를 보여주는 부분 단면도이다.
도 7은 도 6의 전방 케이스와 후방 케이스의 결합된 상태를 보여주는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩을 나타내는 사시도이다.
도 9는 도 8의 배터리 팩을 부분 분해한 분해 사시도이다.
도 10은 도 9에서 A-A'를 따라 절취한 전방 케이스의 부분 단면도이다.
도 11은 도 9에서 B-B'를 따라 절취한 전방 케이스의 부분 단면도이다.
도 12는 도 9의 코어팩을 사이에 두고 전방 케이스와 후방케이스가 결합되기 전 상태의 일부를 보여주는 부분 단면도이다.
도 13은 도 12의 전방 케이스와 후방 케이스의 결합된 상태를 보여주는 단면도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1: 전극 조립체 2: 양극판
3: 세퍼레이터 4: 음극판
5, 105: 양극탭 6, 106: 음극탭
7: 절연 테이프 10: 파우치형 베어셀
11, 111: 파우치 케이스 12, 112: 파우치 케이스의 전면
13, 113: 파우치 케이스의 후면 14: 홈
15, 115: 가장자리 20, 120: 보호 회로 부재
30, 130: 외부 입출력 단자부 31, 131: 금속부
32, 132: 하우징부 40, 140: 코어팩
50, 150: 전방 케이스 51, 151: 제 1 금속판
51a, 151a: 제 1 평면 51b, 151b: 제 1 절곡부
51ba, 151ba: 대각면 51bb, 151bb: 수평면
52, 152: 제 1 수지부 53, 153: 제 2 수지부
53a, 153a, 154a: 제 1 돌출부 53b, 154b: 융착살
55, 155: 제 1 수지 몰딩부 56, 156: 개구부
60, 160: 후방 케이스 61, 161: 제 2 금속판
61a, 161a: 제 2 평면 61b, 161b: 제 2 절곡부
65, 165: 제 2 수지 몰딩부 65a, 165a: 제 2 돌출부
100, 200: 배터리 팩
본 발명은 배터리 팩에 관한 것으로, 보다 상세하게는 외부 케이스의 주벽의 일부를 금속판으로 형성하여 케이스의 강도를 확보하면서 전체 케이스의 두께를 최소화할 수 있고 전지의 용량을 확보할 수 있는 배터리 팩에 관한 것이다.
일반적으로, 이차 전지는 충전이 불가능한 일차 전지와 달리 충전과 방전이 가능한 전지로서, 배터리 팩 형태로 제작되어 셀룰러 폰, 노트북 컴퓨터 및 캠코더와 같은 휴대용 전자기기의 전원으로 널리 사용되고 있다.
특히 이차 전지 가운데 리튬 이차 전지는 작동 전압과 단위 중량당 에너지 밀도가 높아 휴대용 전자기기 분야에 더욱 적합하며, 리튬 이차 전지 가운데 고분자 전해질을 사용하는 리튬 폴리머 전지는 유연성을 지녀 형상이 비교적 자유롭고, 무게가 가볍다는 측면에서 휴대용 전자기기의 슬림화 및 경량화에 유리하다고 할 수 있다.
통상의 배터리 팩은 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 매개로 권취된 전극 조립체와, 앙극 단자 및 음극 단자를 노출시키면서 전극 조립체를 밀봉시키는 내장 케이스를 포함하여 이루어진 베어셀을 기본 구성으로 하며, 베어셀 외면에 보호 회로 기판과 같은 안전 장치를 실장한 상태에서 베어셀 외면을 외부 케이스로 밀봉하여 완성한다.
상기 구조의 배터리 팩이 휴대용 전자기기의 전원으로 사용될 때에는 전지 자체의 고효율 특성도 매우 중요하지만, 기구적인 안정성과 견고성이 확보되어야 한다. 또한, 휴대용 전자기기의 슬림화 및 소형화를 위해서 배터리 팩 자체도 슬림화되어야 하는데, 배터리 팩의 슬림화에는 배터리 팩의 외관을 구성하는 외부 케이스의 구조가 중요한 관건이 된다.
더 자세히 설명하면, 배터리 팩의 슬림화는 베어셀 전지, 보호 회로 기판 및 외부 케이스의 각각의 두께에 의해 규정될 수 있다. 베어셀 전지의 용량이 커지는 만큼 배터리 팩의 두께가 증가하기 때문에, 배터리 팩의 고용량화 및 슬림화를 동시에 달성하기 위해서는 외부 케이스를 얇게 할 필요가 있다.
그런데, 종래의 수지제로 형성된 외부 케이스의 경우, 외부 케이스의 강도를 확보하는 관점에서 케이스 두께를 감소시키는 데는 제약이 있다. 예를 들어, 외부 케이스를 이루는 전방 및 후방 케이스 각각의 두께를 0.4mm이하로 얇게하는 것은 현실상으로 어려움이 따른다.
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 외부 케이스의 주벽의 일부를 금속판으로 형성하여 케이스의 강도를 확보하면서 전체 케이스의 두께를 최소화할 수 있고 전지의 용량을 확보할 수 있는 배터리 팩을 제공하는 것 을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 팩은 전극 조립체 및 상기 전극 조립체를 수용하는 홈을 가지는 파우치 케이스를 포함하여 이루어지는 파우치형 베어셀과, 상기 파우치형 베어셀의 상부에 외부 입출력 단자부를 가지고 전기적으로 연결되는 보호 회로 부재를 포함하는 코어팩; 상기 코어팩의 넓은 일면을 커버하며, 주변부가 제 1 수지 몰딩부로 형성되는 전방 케이스; 및 상기 코어팩의 넓은 다른 일면을 커버하며 주변부가 제 2 수지 몰딩부로 형성되는 후방 케이스를 구비하고, 상기 제 1 수지 몰딩부의 단부 및 상기 제 2 수지 몰딩부의 단부를 융착하여 상기 전방 케이스 및 상기 후방 케이스를 결합시키는 것을 특징으로 한다.
상기 파우치 케이스는 전면과 후면으로 이루어지며, 상기 전면에는 저면부와 4개의 측면부에 의해 상기 홈이 형성되고, 상기 후면은 상기 홈을 덮어 이루어질 수 있다.
상기 보호 회로 부재는 상기 코어팩의 전면에 위치할 수 있다.
상기 전방 케이스는 적어도 제 1 주벽을 이루는 제 1 금속판과, 상기 코어팩의 전면을 감싸도록 적어도 상기 제 1 측벽을 이루는 제 1 수지 몰딩부를 포함하고, 상기 후방 케이스는 적어도 제 2 주벽을 이루는 제 2 금속판과, 상기 코어팩의 후면을 감싸도록 제 2 측벽을 이루는 상기 제 2 수지 몰딩부를 포함할 수 있다.
상기 제 1 측벽의 제 1 단부와 상기 제 2 측벽의 제 2 단부가 초음파 융착됨으로 상기 전방 케이스와 상기 후방 케이스가 결합될 수 있다.
상기 제 1 측벽의 제 1 단부와 상기 제 2 측벽의 제 2 단부가 접촉되는 면이 반대형상으로 형성될 수 있다.
상기 제 1 단부의 접촉면에 형성된 제 1 돌출부와 상기 제 2 단부의 접촉면에 형성된 제 2 돌출부는 서로 맞물릴 수 있다.
상기 제 1 단부 또는 제 2 단부에 융착살이 형성될 수 있다.
상기 융착살은 수직단면 형상이 삼각형일 수 있다.
상기 외부 입출력 단자부와 대응되는 상기 전방 케이스의 제 1 수지 몰딩부에 개구부가 형성될 수 있다.
상기 파우치 케이스의 전면 중, 상기 저면부와 상기 4개의 측면부가 만나는 모서리 가운데 적어도 2개의 마주보는 모서리는 라운드 형상으로 형성될 수 있다.
상기 제 1 금속판은 상기 파우치 케이스의 전면에 형성된 상기 저면부에 대응되는 크기의 직사각형으로 상기 저면부에 대응되도록 형성되어 상기 제 1 주벽의 중심부을 이루는 제 1 평면; 및 상기 제 1 평면의 가장자리에서 일체로 상기 코어팩의 전면을 향해 절곡 신장되어 형성됨으로써 상기 제 1 주벽의 주연부를 이루는 제 1 절곡부를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 제 1 수지 몰딩부는 상기 제 1 절곡부를 감싸 제 1 주벽의 주연부를 이루는 제 1 수지부; 및 상기 제 1 주벽의 주연부에서 상기 코어팩의 전면을 향해 수직 절곡되어 형성됨으로써 상기 제 1 측벽을 이루는 제 2 수지부를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 제 1 절곡부는 상기 파우치 케이스의 전면에서 후면 방향으로 상기 라 운드진 모서리와 겹치는 부분을 가질 수 있다.
상기 제 1 절곡부를 감싸는 상기 제 1 수지부의 내측은 상기 제 1 절곡부의 형상을 따라 상기 파우치 케이스의 전면의 라운드진 모서리에 닿지 않는 두께로 형성될 수 있다.
상기 제 1 절곡부는 상기 제 1 평면의 가장자리에서 절곡된 대각면과, 상기 대각면의 가장자리에 상기 제 1 평면과 평행하도록 신장된 수평면을 포함할 수 있다.
제 1 금속판은 상기 보호 회로 부재 부분을 제외한 상기 코어팩의 전면에 대응하는 크기의 직사각형으로 상기 보호 회로 부재 부분을 제외한 상기 코어팩의 전면에 대응되어 상기 제 1 주벽의 중심부를 이루는 제 1 평면; 상기 제 1 평면 중 상기 보호 회로 부재 부분의 가장자리로부터 일체로 상기 코어팩의 전면을 향해 절곡 신장되어 형성되어 상기 제 1 주벽의 일측 주연부를 이루는 제 1 절곡부; 및 상기 제 1 평면의 나머지 가장자리로부터 일체로 상기 코어팩의 전면을 향해서 수직 절곡되어 형성됨으로써 상기 제 1 측벽을 이루는 수직 절곡부를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 제 1 수지 몰딩부는 상기 제 1 절곡부를 감싸 제 1 주벽의 일측 주연부를 이루는 제 1 수지부와 상기 제 1 주벽의 일측 주연부에서 상기 코어팩의 전면을 향해 수직 절곡되어 형성됨으로써 제 1 측벽의 일부를 이루는 제 2 수지부; 및 상기 수직 절곡부를 감싸 상기 제 1 측벽의 다른 일부를 이루는 제 3 수지부를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 수직 절곡부는 상기 파우치 케이스의 전면의 모서리 외측에 위치하도록 형성될 수 있다.
상기 제 2 금속판은 상기 코어팩의 후면에 대응하는 크기의 직사각형으로 상기 코어팩의 후면에 대응되도록 형성되는 제 2 평면; 및 상기 제 2 평면의 가장자리로부터 일체로 상기 코어팩의 후면방향으로 수직 절곡되어 형성되는 제 2 절곡부로 이루어질 수 있다.
제 2 수지 몰딩부는 상기 제 2 절곡부를 감쌀 수 있다.
상기 제 2 절곡부는 상기 파우치 케이스의 후면의 모서리 외측에 위치하도록 형성될 수 있다.
상기 제 2 절곡부는 상기 파우치 케이스의 후면부터 상기 파우치 케이스의 전면에 형성된 저면부까지의 높이의 1/3 내지 2/3인 높이로 형성될 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 금속판은 0.1 내지 0.2mm의 두께로 이루어질 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 금속판은 스테인레스 스틸(stainless steel) 재질로 형성될 수 있다.
상기 제 1 수지 몰딩부 및 제 2 수지 몰딩부는 플라스틱 수지로 형성될 수 있다.
이하 도면을 참조하면서 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 배터리 팩을 부분 분해한 분해 사시도이고, 도 3은 도 1의 파우치형 베 어셀에서 파우치 케이스가 밀봉되기전 상태를 나타내는 사시도이고, 도 4는 도 3의 파우치형 베어셀에서 파우치 케이스가 밀봉된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(100)은 파우치형 베어셀(10) 및 파우치형 베어셀(10) 상부에 외부 입출력 단자부(30)를 가지고 전기적으로 연결된 보호 회로 부재(20)를 포함하여 이루어진 코어 팩(40); 보호 회로 부재(20)가 위치하는 코어팩(40)의 전면을 감싸는 전방 케이스(50); 및 코어팩(40)의 후면을 감싸는 후방 케이스(60)를 포함한다.
도 3 및 도 4를 참조하여 코어팩(40)을 이루는 파우치형 베어셀(10)을 설명하면 다음과 같다.
도 3에 도시된 바와 같이, 파우치형 베어 셀(10)은 전극 조립체(1)와, 상기 전극 조립체(1)를 수용하는 파우치 케이스(11)를 구비하여 이루어진다.
전극 조립체(1)는 양면에 양극 활물질이 코팅된 양극판(2), 세퍼레이터(3), 및 양면에 음극 활물질이 코팅된 음극판(4)을 포함하여 이루어진다.
또한, 양극판(2)에는 일정 길이 돌출되어 양극으로 작용하는 양극탭(5)이 접합되어 있다. 음극판(4)에는 일정 길이 돌출되어 음극으로 작용하는 음극탭(6)이 접합되어 있다. 또한, 양극탭(5) 및 음극탭(6)과 파우치 케이스(11)의 사이의 단락을 방지하기 위한 절연 테이프(7)를 더 구비할 수도 있다. 또한, 상기 양극탭(5) 및 음극탭(6)은 파우치 케이스(11)의 어느 일측면을 통하여 외부로 인출되며, 이러한, 양극탭(5) 및 음극탭 (6)은 하기될 보호 회로 부재(20)와 전기적으로 연결된다. 더불어 전극 조립체(1)의 상·하부에는 전극 조립체(1)가 파우치 케이스(11)와 접촉하는 것을 방지하기 위해 상·하부 절연 플레이트(미도시)가 더 부착될 수도 있다.
한편, 본 발명에서는 파우치형 베어셀(10)의 양극탭(5) 및 음극탭(6)이 인출되는 방향을 "상부" 방향으로 명명한다.
파우치 케이스(11)는 파우치막의 중간이 접철되어 전면(12)과, 상기 전면(12)과 결합되는 후면(13)으로 이루어진다. 전면(12)에는 프레스(press)가공 등을 통해 전극 조립체(1)가 수용될 수 있는 홈(14)이 형성된다. 여기서, 홈(14)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 전면(12)의 저면부(12a)와 4개의 측면부(12b)에 의해 이루어진다.
전극 조립체(1)는 양극판(2), 세퍼레이터(3),음극판(4)이 배치된 상태에서 일방향으로 감겨져 있다. 젤리 롤(Jelly Roll)형으로 감겨진 전극 조립체(1)는 홈(14)이 마련된 파우치 케이스(11)의 전면(12)에 장착된다.
이 때, 전극 조립체(1)의 각 극판(2)(4)으로부터 인출된 양극탭(5)과 음극탭(6)의 단부는 밀봉되는 파우치 케이스(11)의 외부로 노출된다.
전극 조립체(1)가 장착된 다음에는, 파우치 케이스(11)의 후면(13)으로 전면(12)을 덮어 홈(14)의 가장자리(15)를 따라 열융착이 이루어져, 파우치 케이스(11)의 전면(12)과 후면(13)이 결합되어 밀봉됨으로써 파우치형 베어셀(10)이 완성된다. 여기서, 파우치형 베어셀(10)의 양측부에 위치하는 가장자리(15a)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 파우치형 베어셀(10)의 폭이 최소화 되도록 소정 각도 절곡될 수 있다. 이러한 파우치형 베어셀(10)은 최신 전자기기의 외부가 라운드진 형태 의 추세에 따라 홈(14)을 이루는 전면(12)의 저면부(12a)와 4개의 측면부(12b)가 만나는 모서리 가운데 적어도 2개의 마주보는 모서리가, 도 4에 도시된 바와 같이, 라운드진 형상으로 형성된다.
상기와 같이 완성된 파우치형 베어셀(10)의 상부에는 노출된 탭들(5,6)이 전지의 안전성을 위하여 설치되는 보호 회로 부재(20)와 전기적으로 접속되게 된다. 이렇게 파우치형 베어셀(10) 상부에 보호 회로 부재(20)가 안착되어 전기적으로 연결됨으로써 코어팩(40)이 형성된다. 여기서, 보호 회로 부재(20)는, 파우치형 베어셀(10)의 상부 중 파우치 케이스(11)의 전면(12)에 위치한다.
코어팩(40)을 이루는 보호 회로 부재(20)는 인쇄 회로 기판(21)을 포함한다. 인쇄 회로 기판(21)에는 전지에 대하여 충전 및 방전을 제어함으로써 충전 상태를 균일하게 하는 회로(미도시), 또는 과방전 및 과충전을 방지하는 회로(미도시)와 같은 보호회로가 형성되어 있다. 또한, 보호 회로 부재(20)는 서미스터(thermistor) 또는 온도 퓨즈와 같은 보호소자를 포함할 수 있으며, 이들도 전지의 고온 상승이나, 과도한 충방전 등으로 전지의 전압, 전류가 규정이상으로 되는 등의 경우에 전류를 차단해 전지의 파열, 발화 등 위험을 방지한다.
또한, 보호 회로 부재(20)는 파우치형 베어 셀(10)과 외부기기(미도시)와의 사이에 전기신호를 주고 받기 위한 것으로, 이를 위해 상부에 보호 회로 부재(20)와 외부 기기와의 전기적 매개체 역할을 하는 외부 입출력 단자부(30)를 더 포함한다. 이러한 외부 입출력 단자부(30)는 금속부(31와), 금속부(31)를 감싸는 하우징부(32)를 포함하여 이루어진다.
금속부(31)는 전도성 재질인 금(Au)으로 도금되어 이루어져 파우치형 베어셀(10)과 외부기기(미도시)와의 사이에 전기를 흐를 수 있게 하는 역할을 하며, 하우징부(32)는 절연성 재질인 플라스틱 재질로 이루어져 하우징부(32)에 일정간격으로 개재된 금속부(31)를 상호 절연하는 역할을 한다.
상기와 같은 구성을 가지고 형성된 코어 팩(40)을 외부로부터 보호하기 위해, 코어팩(40)을 사이에 두고 전방 케이스(50)와 후방 케이스(60)를 융착에 의해 결합시키면 배터리 팩(100)이 완성된다.
전방 케이스(50)는 코어팩(40)의 넓은 일면, 즉 전면을 커버하며, 주변부가 제 1 수지 몰딩부(55)로 형성된다. 그리고, 후방 케이스(60)는 코어팩(40)의 넓은 다른 일면, 즉 후면을 커버하며 주변부가 제 2 수지 몰딩부(65)로 형성된다.
전방 케이스(50)는 외관 형상이 한 면이 개구된 박스형태로 형성되어 이루어진다. 본 발명에서, 전방 케이스(50)가 코어팩(40)을 덮을때 코어팩(40)의 전면과 대응되는 부분을 전방 케이스(50)의 제 1 주벽이라 할 것이고, 코어팩(40)을 덮기위해 제 1 주벽으로부터 일정 두께를 갖고 수직 절곡된 부분을 제 1 측벽이라 할 것이다. 여기서, 코어팩(40)의 전면은 파우치 케이스(11)의 전면(12)과 동일한 방향에 위치한다.
마찬가지로, 후방 케이스(60)는 외관 형상이 한 면이 개구된 박스형태로 형성되어 이루어진다. 후방 케이스(60)가 코어팩(40)을 덮을때 코어팩(40)의 후면(13)과 대응되는 부분을 후방 케이스(60)의 제 2 주벽이라 할 것이고, 코어팩(40)을 덮기위해 제 2 주벽으로부터 일정 두께를 갖고 수직 절곡된 부분을 제 2 측벽이라 할 것이다. 여기서, 코어팩(40)의 후면은 파우치 케이스(11)의 후면(13)과 동일한 방향에 위치한다.
한편, 전방 케이스(50)는 도 2에 도시된 바와 같이, 외부 입출력 단자부(30)와 대응되는 제 1 수지 몰딩부(55) 일부분에 외부 입출력 단자부(30)의 노출면이 노출되도록 개구부(56)를 갖는다.
다음은 코어 팩(40)을 덮는 전방 케이스(50) 및 후방 케이스(60)의 구조 및 작용에 대해 도 5 내지 도 8을 통해 자세히 설명할 것이다.
도 5는 도 2의 전방 케이스와 후방케이스가 결합되기 위한 구조를 보여주는 사시도이고, 도 6은 도 2의 코어팩을 사이에 두고 전방 케이스와 후방 케이스가 결합되기 전 상태의 일부를 보여주는 부분 단면도이고, 도 7은 도 6의 전방 케이스와 후방 케이스의 결합된 상태를 보여주는 단면도이다.
도 5를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 전방 케이스(50)는 적어도 제 1 주벽을 이루는 제 1 금속판(51)과, 도 2의 코어팩(40)의 전면을 감싸도록 적어도 제 1 측벽을 이루는 제 1 수지 몰딩부(55)를 포함하여 이루어지며, 후방 케이스(60)는 적어도 제 2 주벽을 이루는 제 2 금속판(61)과, 코어팩(40)의 후면을 감싸도록 제 2 측벽을 이루는 제 2 수지 몰딩부(65)를 포함하여 이루어진다.
전방 케이스(50)의 제 1 금속판(51)은, 도 6을 참조하면, 제 1 주벽의 중심부를 이루는 제 1 평면(51a); 및 제 1 평면(51a)의 가장자리에서 일체로 신장되어 제 1 주벽의 주연부를 이루는 제 1 절곡부(51b)를 포함하여 이루어진다.
제 1 평면(51a)은 도 4의 파우치 케이스의 전면(12)에 형성된 저면부(12a)에 대응되는 크기의 직사각형으로 형성되며, 이러한 제 1 평면(51a)은 전방 케이스(50)가 코어팩(40)의 전면에 결합될때 파우치 케이스 전면(12)의 저면부(12a)에 대응된다.
제 1 절곡부(51b)는 제 1 평면(51a)의 가장자리에서 일체로 코어팩(40)의 전면, 즉 파우치 케이스의 전면(12)을 향해 절곡 신장되어 형성되고, 제 1 평면(51a)의 가장자리에서 절곡된 대각면(51ba)과, 대각면(51ba)의 가장자리에서 일체로 제 1 평면(51a)과 평행한 방향으로 신장된 수평면(51bb)를 포함한다. 이러한 제 1 절곡부(51b)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 전방 케이스(50)가 코어팩(40)의 전면을 덮었을때 전방 케이스(50)와 파우치 케이스의 전면(12)의 라운드진 모서리부 사이에 생긴 공간에 설치됨으로써 배터리 팩의 내측공간을 활용하는 이점이 있다. 따라서, 전체 배터리 팩의 두께를 증가시키지 않는 것이 가능하다. 여기서, 제 1 절곡부(51b)는, 전방 케이스(50)가 코어팩(40)을 덮었을 때 파우치 케이스의 전면(12)에서 후면(13) 쪽을 볼때, 상기 라운드진 모서리부와 겹치는 부분을 갖는다.
상기와 같은 구조로 이루어진 제 1 금속판(51)은 스테인레스 스틸(stainless steel) 재질, 특히 외부 케이스로서 인장강도가 높으며 내부식성이 좋은 JIS(일본공업규격; Japanese Industrial Standard) SUS 301(일본공업규격; Japanese Industrial Standard), JIS SUS 304 및 JIS SUS 430 등으로 이루어지며, 0.1 내지 0.2mm의 두께를 갖는다. 이는 제 1 금속판(51)의 두께가 0.1mm 이하일 경우에는 전방 케이스(50)의 강도를 확보하기 힘들고, 0.2mm 이상일 경우에는 전방 케이스(50)의 강도를 확보할 수 있지만 두껍고 무거워지는 단점이 있기 때문이다. 또한, 0.1 내지 0.2mm의 얇은 두께를 갖는 제 1 금속판(51)은 대략 0.5mm 두께의 플라스틱 수지의 강도 레벨을 가지기 때문에, 제 1 금속판(51)을 포함하여 이루어진 제 1 주벽을 갖는 전방 케이스(50)는 얇은 두께의 주벽을 가지면서 강도를 확보할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은 플라스틱 수지만으로 이루어진 케이스를 갖는 종래의 배터리 팩보다 얇은 두께를 가지면서 더 큰 케이스 강도를 확보할 수 있다.
제 1 수지 몰딩부(55)는, 도 6 을 참고하면, 상기 제 1 절곡부(51b)를 감싸 제 1 주벽의 주연부를 이루는 제 1 수지부(52); 및 제 1 주벽의 주연부에서 파우치 케이스의 전면(12)을 향해 수직 절곡되어 상기 제 1 측벽을 이루는 제 2 수지부(53)를 포함한다.
제 1 수지부(52)는 제 1 금속판(51)의 제 1 평면(51a)으로부터 신장 형성된 제 1 절곡부(51b)를 플라스틱 수지로 감싸 이루어지며, 외력에 대해 휨 또는 비틀리기 쉬운 제 1 금속판(51)의 제 1 절곡부(51b)를 지지하는 역할을 한다. 이러한 제 1 절곡부(51b)를 감싸는 제 1 수지부(52)의 내측은 제 1 절곡부(51b)의 형상을 따라 형성된다. 그리고 제 1 수지부(52)의 내측은 전방 케이스(50)가 코어팩(40)의 전면을 향해 덮을 때, 도 7에 도시된 바와 같이, 파우치 케이스의 전면(12)의 라운드진 모서리에 닿지 않는 두께로 이루어진다. 상기와 같이 제 1 절곡부(51b)와 함께 제 1 주벽의 주연부를 이루는 제 1 수지부(52)는, 제 1 절곡부(51b)와 마찬가지로, 전방 케이스(50)가 코어팩(40)의 전면을 향해 덮을때, 파우치 케이스의 전 면(12)의 라운드진 모서리로 인해 생긴 여유 공간에 형성되어 배터리 팩의 내측 공간을 활용함으로써 전지의 소형화를 실현할 수 있다.
제 2 수지부(53)는 코어팩(40)을 덮기 위해 제 1 주벽의 주연부에서 코어팩(40)의 전면, 즉 파우치 케이스(11)의 전면(12)을 향해 수직 절곡되어 형성된다. 여기서, 제 2 수지부(53)는 제 1 수지부(52)와 마찬가지로 플라스틱 재질로 이루어지고, 제 1 수지부(52)에 일체로 형성된다. 이렇게 제 2 수지부(53)로 이루어진 제 1 측벽의 끝단에 형성된 제 1 단부는, 하기될 제 2 측벽의 끝단에 형성되는 2 단부와 접촉될면 일측에 제 1 돌출부(53a)를 갖는다.
상기와 같은 전방 케이스(50)의 제 1 수지 몰딩부(55)는 강도 특성을 갖는 스테인레스 스틸(stainless steel)로 형성된 제 1 절곡부(51b)를 수지로 감싸 이루어져 수지로만 이루어질 경우보다 더욱 견고하다.
후방 케이스(60)의 제 2 금속판(61)은, 도 6을 참고하면, 제 2 주벽을 이루는 제 2 평면(61a) 및 제 2 평면(61a)의 가장자리에서 일체로 신장되어 제 2 측벽을 이루는 제 2 절곡부(61b)를 포함하여 이루어진다. 제 2 금속판(61)은 제 1 금속판(51)과 마찬가지로 스테인레스 스틸(stainless steel)재질로 형성된다.
제 2 평면(61a)은 도 4의 파우치 케이스의 후면(13)에 대응하는 크기의 직사각형으로 형성되며, 이러한 제 2 평면(61a)는 후방 케이스(60)가 코어팩(40)의 후면에 결합될때 파우치 케이스의 후면(13)에 대응되도록 형성된다.
제 2 절곡부(61b)는 제 2 평면(61b)의 가장자리에서 일체로 코어팩(40)의 후면, 즉 파우치 케이스의 후면(13)을 향해 수직 절곡되어 신장된다. 이러한 제 2 절 곡부(61b)는 파우치 케이스의 후면(13)의 모서리 외측에 위치하여 코어팩(40)을 외력으로부터 보호할 수 있는 강도를 확보할 수 있다. 여기서, 후방 케이스(60)가 코어팩(40)의 후면을 덮을때 파우치 케이스의 후면(13)부터 전면(12)에 형성된 저면부(12a)까지의 높이의 1/3 내지 2/3를 갖도록 한다. 이는, 제 2 절곡부(61b)의 높이가 파우치 케이스(11)의 후면(13)부터 전면(12)에 형성된 저면부(12a)까지의 높이의 1/3보다 작을 경우, 하기될 제 2 수지 몰딩부(65)가 제 2 절곡부(61b)를 감싸 후방 케이스(60)의 제 2 측벽을 이뤘을때 제 2 측벽의 강도를 충분히 강화할 수 없고, 제 2 절곡부(61b)의 높이가 파우치 케이스의 후면(13)부터 전면(12)에 형성된 저면부(12a)까지의 높이의 2/3보다 큰 경우, 제2 절곡부(61b)를 감쌀 수 있는 수지의 높이가 제한될 수 있고 제 2 절곡부(61b)의 재질인 스테인레스 스틸 재질로 인해 배터리 팩의 무게가 무거워질 수 있기 때문이다.
상기와 같이, 제 2 절곡부(61b)는 제 2 수지 몰딩부(65)가 스테인레스 스틸(stainless steel)재질로 형성된 제 2 절곡부(61b)를 감싸 후방 케이스(60)의 제 2 측벽을 이뤘을때 제 2 측벽의 강도를 더욱 강화하는 역할을 할 수 있고, 제 2 평면(61a)과 제 2 수지 몰딩부(65)간의 연결성을 높이는 역할을 할 수 있다.
상기와 같은 구조를 갖는 제 2 금속판(61)은 제 1 금속판(51)과 같이 0.1 내지 0.2mm의 두께를 갖는다. 이는 제 2 금속판(61)의 두께가 0.1mm 이하일 경우에는 후방 케이스(60)의 강도를 확보하기 힘들고, 0.2mm 이상일 경우에는 후방 케이스(60)의 강도를 확보할 수 있지만 두껍고 무거워지는 단점이 있기 때문이다. 또한, 0.1 내지 0.2mm의 두께를 갖는 제 2 금속판(61)은 대략 0.5mm 두께의 플라스틱 수지의 강도 레벨을 가지기 때문에, 제 2 금속판(61)을 포함하여 이루어진 제 2 주벽을 갖는 후방 케이스(60)는 얇은 두께의 주벽을 가지면서 강도를 확보할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은 플라스틱 수지만으로 이루어진 케이스를 갖는 종래의 팩보다 얇은 두께를 가지면서 더 큰 케이스 강도를 확보할 수 있다.
제 2 수지 몰딩부(65)는, 제 2 절곡부(61b)를 플라스틱 수지로 감싸 형성되어 제 2 절곡부(61b)와 함께 제 2 측벽을 이룬다 .
이렇게 형성된 후방 케이스(60)의 제 2 측벽의 제 2 단부는, 도 6을 참고하면, 전방 케이스(50)의 제 1 측벽의 단부와 결합되도록 제 1 측벽의 제 1 단부와 반대형상을 가지며, 본 발명에서는 제 1 단부의 일측에 제 1 돌출부(53a)를 형성하여, 제 1 단부의 타측에 대응되는 제 2 단부의 일측에 제 2 돌출부(65a)가 형성된다. 이렇게 형성된 제 1 돌출부(53a)와 제 2 돌출부(65a)는 전방 케이스(50)와 후방 케이스(60)의 결합시 서로 맞물리게 되어, 전방 케이스(50)와 후방 케이스(60)의 결합력을 높인다.
또한, 상기와 같은 전방 케이스(50)와 후방케이스(60)가 결합되기 위해서 , 전방 케이스(50) 또는 후방 케이스(60)의 단부에 융착살이 형성될 수 있다. 본 발명에서는, 도 6에 도시된 바와 같이, 전방 케이스(50)의 제 1 단부 타측에 융착살(53b)이 형성된다. 이러한 융착살(53b)은 수직단면 형상이 삼각형으로 형성되어 전방 케이스(50)에 형성된 제 1 측벽의 제 1 단부와 후방 케이스(60)에 형성된 제 2 측벽의 제 2 단부가 초음파로 융착될 때 융착을 용이하게 한다.
상기와 같은 구조를 갖는 전방 케이스(50) 및 후방 케이스(60)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 코어팩(40)을 사이에 두고 초음파로 융착되어 결합된다. 이 때, 전방 케이스(50)의 융착살(53b)은 초음파에 의해 융착되면서 후방 케이스(60)와 결합되어진다.
이렇게, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은 코어팩(40)을 덮는 전방 케이스(50)와 후방 케이스(60)의 주벽 일부가 0.1 내지 0.2mm 두께의 금속판으로 이루어져 종래의 배터리 팩에서 코어팩을 덮는 전방 케이스 및 후방 케이스의 주벽이 0.4mm 정도의 플라스틱 수지로 이루어진 경우보다 전체 배터리 팩의 두께를 0.3 내지 0.2mm 줄일 수 있다. 이에 따라, 전방 케이스(50) 및 후방 케이스(60)의 주벽의 얇아진 두께만큼 유효공간이 증가하여 그 유효공간에 따른 배터리 용량을 증가시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은 배터리 팩의 전체 두께를 줄이면서 동시에 고용량의 배터리팩을 실현할 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩을 나타내는 사시도이고, 도 9는 도 8의 배터리 팩을 부분 분해한 분해 사시도이고, 도 10은 도 9에서 A-A'를 따라 절취한 전방 케이스의 부분 단면도이고, 도 11은 도 9에서 B-B'를 따라 절취한 전방 케이스의 부분 단면도이고, 도 12는 도 9의 코어팩을 사이에 두고 전방 케이스와 후방케이스가 결합되기 전 상태의 일부를 보여주는 부분 단면도이고, 도 13은 도 12의 전방 케이스와 후방 케이스의 결합된 상태를 보여주는 단면도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩(200)은 앞서 살펴본 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(100)과 비교할때 전방 케이스(150) 및 후방케이스(160)의 구조만 다를뿐 동일한 구성요소를 갖는다. 이에 따라, 본 발명의 다른 실시예에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(100)과 동일한 구성요소에 대한 설명은 생략하기고 하고, 전방 케이스(150) 및 후방케이스(160)에 대해 중점적으로 설명하기로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩(200)은, 도 9 및 도 10을 참조하면, 파우치형 베어셀(110) 및 파우치형 베어셀(110) 상부에 외부 입출력 단자부(130)를 가지고 전기적으로 연결된 보호 회로 부재(120)를 포함하여 이루어진 코어 팩(140); 보호 회로 부재(120)가 위치하는 코어팩(140)의 전면을 감싸는 전방 케이스(150); 및 코어팩(140)의 후면을 감싸는 후방 케이스(160)를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩(200)의 전방 케이스(150)는 적어도 제 1 주벽을 이루는 제 1 금속판(151)과, 코어팩(140)의 전면을 감싸도록 적어도 제 1 측벽을 이루는 제 1 수지 몰딩부(155)를 포함하여 이루어지며, 후방 케이스(160)는 적어도 제 2 주벽을 이루는 제 2 금속판(161)과, 코어팩(140)의 후면을 감싸도록 제 2 측벽을 이루는 제 2 수지 몰딩부(165)를 포함하여 이루어진다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 전방 케이스(150)의 제 1 금속판(151)은, 제 1 주벽의 중심부를 이루는 제 1 평면(151a); 제 1 평면(151a)의 일측 가장자리에서 신장되어 제 1 주벽의 일측 주연부를 이루는 제 1 절곡부(151b); 제 1 평면(51a)의 나머지 가장자리에서 신장되어 제 1 측벽을 일부를 이루는 수직 절곡부(151c)를 포함하여 이루어진다.
제 1 평면(151a)은 도 9의 보호 회로 부재(120) 부분을 제외한 코어팩(140) 전면, 즉 파우치 케이스(111)의 전면(112)에 대응되는 크기의 직사각형으로 형성되며, 이러한 제 1 평면(151a)은 전방 케이스(150)가 코어팩(140)의 전면에 결합될때 보호 회로 부재(120) 부분을 제외한 파우치 케이스(111)의 전면(112)에 대응되도록 형성된다.
제 1 절곡부(151b)는, 도 10을 참고하면, 제 1 평면(51a) 중 보호 회로 부재(120) 부분의 가장자리로부터 일체로 코어팩(40)의 전면, 즉 파우치 케이스(111)의 전면(112)을 향해 절곡 신장되어 형성되고, 제 1 평면(151a)의 가장자리에서 절곡된 대각면(151ba)과, 대각면(151ba)의 가장자리에서 일체로 제 1 평면(151a)과 평행한 방향으로 신장된 수평면(151bb)을 포함한다.
이러한 제 1 절곡부(151b)는, 본 발명의 일시예에 따라 형성된 전방 케이스(50)의 제 1 절곡부(51b)와 같은 구조를 가지고 동일한 역할을 하므로 중복된 설명은 생략한다. 여기서, 제 1 절곡부(151b)는 코어팩(40)의 상부에만 형성된다.
수직 절곡부(151c)는, 도 11 및 도 12를 참고하면, 제 1 평면(151a)의 나머지 가장자리로부터 일체로 코어팩(40)의 전면, 즉 파우치 케이스의 전면(112)을 향해서 수직 절곡되어 제 1 측벽의 일부를 이룬다. 이러한 상기 수직 절곡부(151c)는 파우치 케이스의 모서리 외측에 위치하여 제 1 측벽의 강도를 강화하는 역할을 하면서, 제 1 평면(151a)과 하기될 제 1 수지 몰딩부(155)의 연결성을 높이는 역할을 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩에서, 수지 절곡부(151c)가 전방 케이스(150) 중 코어팩(140)의 하부 및 양측부에 대응하는 부분에 형성되어 제 1 측 벽의 일부를 이루는데, 코어팩(140)의 상부에 대응하는 제 1 측벽의 다른 일부에는 수직 절곡부(151c)가 형성되지 않는다. 이는, 코어팩(140)의 상부에 대응하는 제 1 주벽부분에 외부 입출력 단자부(130)의 노출면이 노출되도록 개구부(156)가 형성되어야 하는데, 코어팩(140)의 상부에 대응하는 제 1 측벽의 다른 일부에 수직 절곡부(151c)가 형성되도록 코어팩(140)의 상부에 대응하는 제 1 주벽부분까지 제 1 금속판(151)의 제 1 평면(151a)을 연장시키면 개구부(156)를 형성할 수 없기 때문이다. 즉, 외부 입출력 단자부(130)에 대응하는 부분의 전방 케이스(150)에는 수지로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기와 같은 구조로 이루어진 제 1 금속판(151)은 앞서 살펴본 본 발명의 일 실시예에 따른 제 1 금속판(51)과 마찬가지로 스테인레스 스틸(stainless steel) 재질로 이루어지며, 0.1 내지 0.2mm의 두께를 갖는다. 이에 따라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩은 플라스틱 수지만으로 이루어진 케이스를 갖는 종래의 배터리 팩보다 얇은 두께를 가지면서 더 큰 케이스 강도를 확보할 수 있다.
제 1 수지 몰딩부(155)는, 도 10 내지 도 13을 참고하면, 제 1 절곡부(151b)를 감싸 제 1 주벽의 일측 주연부를 이루는 제 1 수지부(152); 제 1 주벽의 일측 주연부에서 코어팩의 전면, 즉 파우치 케이스의 전면(112)을 향해 수직 절곡되는 제 2 수지부(153); 및 수직 절곡부(151c)를 감싸 수직 절곡부(151c)와 함께 제 1 측벽의 일부를 이루는 제 3 수지부(154)를 포함하여 이루어진다.
제 1 수지부(152) 및 제 2 수지부(153)는 앞서 살펴본 본 발명의 일 실시예에 따른 제 1 수지부(52) 및 제 2 수지부(53)과 같은 구조 및 재질로 형성되어 동 일한 역할을 하므로, 중복된 설명은 생략하기로 한다.
제 3 수지부(154)는 수직 절곡부(151c)를 플라스틱 수지로 감싸 수직 절곡부(151c)와 함께 제 1 측벽의 일부를 이룬다. 그리고,
제 1 수지부(152), 제 2 수지부(153), 및 제 3 수지부(154)는 일체로 형성된다. 여기서, 제 1 측벽의 일부를 이루는 제 3 수지부(154)는, 수직 절곡부(151c)를 감싸 형성되어 수직 절곡부(151c)가 전방 케이스(150)로부터 코어팩(140)의 전면, 즉 파우치 케이스의 전면(112)을 향해 연장된 길이보다는 길다. 이에, 제 1 측벽의 다른 일부를 이루는 제 2 수지부(153)도, 도 10 및 도 11을 참조하면, 제 3 수지부(154)의 길이와 같도록 형성된다.
이렇게 형성된 전방 케이스(150)의 제 1 측벽의 제 1 단부는, 하기될 제 2 측벽의 끝단에 형성되는 제 2 단부와 접촉될면 일측에 제 1 돌출부(153a,154a)를 갖는다. 그리고, 제 1 측벽의 단부와 제 2 단부의 초음파 융착이 용이하게 이루어질 수 있도록, 제 1 단부의 타측에, 도 10 및 11에 도시된 바와 같이, 융착살(153b,154b)이 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩에서, 코어팩(140)의 보호 회로 부재(120) 부분에 대응되는 전방 케이스(150)와 후방 케이스(160)의 결합은 도 5 및 도 6에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 전면 케이스(50)와 후방 케이스(60)의 결합형태와 동일하다. 이에, 도 12 및 도 13에서는, 코어팩(140)의 다른 부분의 전방 케이스(150)와 후방 케이스(160)의 결합형태만을 도시하였다.
상기와 같은 전방 케이스(150)의 제 1 수지 몰딩부(155)는 강도 특성을 갖는 스테인레스 스틸(stainless steel)로 형성된 제 1 절곡부(151b) 및 수직 절곡부(151c)를 수지로 감싸 이루어져 수지로만 이루어질 경우보다 더욱 견고하다.
후방 케이스(160)는 앞서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 후방 케이스(60)와 비교할 때, 제 2 측벽의 높이가 전방 케이스(150)의 제 1 측벽의 높이에 따라 조금 낮아진 것만 제외하고 동일하다. 이에, 중복된 설명은 생략은 생략하기로 한다.
상기와 같은 구조를 갖는 전방 케이스(150) 및 후방 케이스(160)는, 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 코어팩(140)을 사이에 두고 초음파로 융착되어 결합된다. 이때, 제 1 수지 몰딩부(155)에 형성된 융착살(154b)이 초음파에 의해 융착되면서 전방 케이스(150) 및 후방 케이스(160)를 결합시킨다
이렇게, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩은 코어팩(140)을 덮는 전방 케이스(150)와 후방 케이스(160)의 주벽 일부가 0.1 내지 0.2mm 두께의 금속판으로 이루어져 종래의 배터리 팩에서 코어팩(140)을 덮는 전방 케이스 및 후방 케이스의 주벽이 0.4mm 정도의 플라스틱 수지로 이루어진 경우보다 전체 배터리 팩의 두께를 0.3 내지 0.2mm 줄일 수 있다. 이에 따라, 전방 케이스(150) 및 후방 케이스(160)의 주벽의 얇아진 두께만큼 유효공간이 증가하여 그 유효공간에 따른 배터리 용량을 증가시킬 수 있다.배터리 팩의 고용량화를 실현할 수 있다. 따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩은 배터리 팩의 전체 두께를 줄이면서 동시에 고용량의 배터리팩을 실현할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 배터리 팩은 외부 케이스의 주벽의 일부를 금속판으로 형성하여 케이스의 강도를 확보하면서 전체 케이스의 두께를 최소화할 수 있고 전지의 용량을 확보할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 팩은 외부 케이스의 테두리체 일부를 외부 케이스의 내측에서 라운드진 모서리부를 갖는 파우치 베어셀로 인해 확보된 여유 공간에 형성함으로써 전지의 소형화를 실현할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형의 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 특허청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

Claims (26)

  1. 전극 조립체 및 상기 전극 조립체를 수용하는 홈을 가지는 파우치 케이스를 포함하여 이루어지는 파우치형 베어셀과, 상기 파우치형 베어셀의 상부에 외부 입출력 단자부를 가지고 전기적으로 연결되는 보호 회로 부재를 포함하는 코어팩;
    상기 코어팩의 넓은 일면을 커버하며, 주변부가 제 1 수지 몰딩부로 형성되는 전방 케이스; 및
    상기 코어팩의 넓은 다른 일면을 커버하며, 주변부가 제 2 수지 몰딩부로 형성되는 후방 케이스를 구비하고,
    상기 제 1 수지 몰딩부 및 상기 제 2 수지 몰딩부는 플라스틱 수지로 형성되며, 상기 제 1 수지 몰딩부의 단부 및 상기 제 2 수지 몰딩부의 단부를 융착하여 상기 전방 케이스 및 상기 후방 케이스를 결합시키는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 파우치 케이스는 전면과 후면으로 이루어지며, 상기 전면에는 저면부와 4개의 측면부에 의해 상기 홈이 형성되고, 상기 후면은 상기 홈을 덮는 것으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 보호 회로 부재는 상기 코어팩의 전면에 위치하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 전방 케이스는 적어도 제 1 주벽을 이루는 제 1 금속판과, 상기 코어팩의 전면을 감싸도록 적어도 제 1 측벽을 이루는 상기 제 1 수지 몰딩부를 포함하고,
    상기 후방 케이스는 적어도 제 2 주벽을 이루는 제 2 금속판과, 상기 코어팩의 후면을 감싸도록 제 2 측벽을 이루는 상기 제 2 수지 몰딩부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제 1 측벽의 제 1 단부와 상기 제 2 측벽의 제 2 단부가 초음파 융착됨으로 상기 전방 케이스와 상기 후방 케이스가 결합되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제 1 측벽의 제 1 단부와 상기 제 2 측벽의 제 2 단부가 접촉되는 면이 반대형상으로 형성됨을 특징으로 하는 배터리 팩.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제 1 단부의 접촉면에 형성된 제 1 돌출부와 상기 제 2 단부의 접촉면에 형성된 제 2 돌출부는 서로 맞물림을 특징으로 하는 배터리 팩.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 제 1 단부 또는 제 2 단부에 융착살이 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 융착살은 수직단면 형상이 삼각형인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  10. 제 5항에 있어서,
    상기 외부 입출력 단자부와 대응되는 상기 전방 케이스의 제 1 수지 몰딩부에 개구부가 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  11. 제 5항에 있어서,
    상기 파우치 케이스의 전면 중, 상기 저면부와 상기 4개의 측면부가 만나는 모서리 가운데 적어도 2개의 마주보는 모서리는 라운드 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 제 1 금속판은
    상기 파우치 케이스의 전면에 형성된 상기 저면부에 대응되는 크기의 직사각형으로 상기 저면부에 대응되도록 형성되어 상기 제 1 주벽의 중심부을 이루는 제 1 평면; 및
    상기 제 1 평면의 가장자리에서 일체로 상기 코어팩의 전면을 향해 절곡 신장되어 형성됨으로써 상기 제 1 주벽의 주연부를 이루는 제 1 절곡부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 제 1 수지 몰딩부는 상기 제 1 절곡부를 감싸 상기 제 1 주벽의 주연부를 이루는 제 1 수지부; 및
    상기 제 1 주벽의 주연부에서 상기 코어팩의 전면을 향해 수직 절곡되어 형성됨으로써 상기 제 1 측벽을 이루는 제 2 수지부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 제 1 절곡부는 상기 파우치 케이스의 전면에서 후면 방향으로 상기 라운드진 모서리와 겹치는 부분을 가지는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 제 1 절곡부를 감싸는 상기 제 1 수지부의 내측은 상기 제 1 절곡부의 형상을 따라 상기 파우치 케이스의 전면의 라운드진 모서리에 닿지 않는 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 제 1 절곡부는 상기 제 1 평면의 가장자리에서 절곡된 대각면과, 상기 대각면의 가장자리에 상기 제 1 평면과 평행하도록 신장된 수평면을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  17. 제 5항에 있어서,
    상기 제 1 금속판은
    상기 보호 회로 부재 부분을 제외한 상기 코어팩의 전면에 대응하는 크기의 직사각형으로 상기 보호 회로 부재 부분을 제외한 상기 코어팩의 전면에 대응되어 상기 제 1 주벽의 중심부를 이루는 제 1 평면;
    상기 제 1 평면 중 상기 보호 회로 부재 부분의 가장자리로부터 일체로 상기 코어팩의 전면을 향해 절곡 신장되어 형성되어 상기 제 1 주벽의 일측 주연부를 이루는 제 1 절곡부; 및
    상기 제 1 평면의 나머지 가장자리로부터 일체로 상기 코어팩의 전면을 향해서 수직 절곡되어 형성됨으로써 상기 제 1 측벽을 이루는 수직 절곡부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 제 1 수지 몰딩부는 상기 제 1 절곡부를 감싸 상기 제 1 주벽의 일측 주연부를 이루는 제 1 수지부와 상기 제 1 주벽의 일측 주연부에서 상기 코어팩의 전면을 향해 수직 절곡되어 형성됨으로써 상기 제 1 측벽의 일부를 이루는 제 2 수지부; 및
    상기 수직 절곡부를 감싸 상기 제 1 측벽의 다른 일부를 이루는 제 3 수지부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 수직 절곡부는 상기 파우치 케이스의 전면의 모서리 외측에 위치하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  20. 제 5항에 있어서,
    상기 제 2 금속판은 상기 코어팩의 후면에 대응하는 크기의 직사각형으로 상기 코어팩의 후면에 대응되도록 형성되는 제 2 평면; 및
    상기 제 2 평면의 가장자리로부터 일체로 상기 코어팩의 후면 방향으로 수직 절곡되어 형성되는 제 2 절곡부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  21. 제 20항에 있어서,
    상기 제 2 수지 몰딩부는 상기 제 2 절곡부를 감싸는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  22. 제 21항에 있어서
    상기 제 2 절곡부는 상기 파우치 케이스의 후면의 모서리 외측에 위치하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  23. 제 22항에 있어서,
    상기 제 2 절곡부는 상기 파우치 케이스의 후면부터 상기 파우치 케이스의 전면에 형성된 저면부까지의 높이의 1/3 내지 2/3인 높이로 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  24. 제 4항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 금속판은 0.1 내지 0.2mm의 두께로 이루어지는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  25. 제 4항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 금속판은 스테인레스 스틸(stainless steel) 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  26. 삭제
KR1020060095135A 2006-09-28 2006-09-28 배터리 팩 KR100824876B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060095135A KR100824876B1 (ko) 2006-09-28 2006-09-28 배터리 팩
JP2006314507A JP4856521B2 (ja) 2006-09-28 2006-11-21 バッテリーパック
EP07116084A EP1906469A1 (en) 2006-09-28 2007-09-11 Battery Pack
CN2007101538401A CN101154719B (zh) 2006-09-28 2007-09-13 电池组
US11/854,775 US9040190B2 (en) 2006-09-28 2007-09-13 Battery pack

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060095135A KR100824876B1 (ko) 2006-09-28 2006-09-28 배터리 팩

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080029287A KR20080029287A (ko) 2008-04-03
KR100824876B1 true KR100824876B1 (ko) 2008-04-23

Family

ID=38573342

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060095135A KR100824876B1 (ko) 2006-09-28 2006-09-28 배터리 팩

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9040190B2 (ko)
EP (1) EP1906469A1 (ko)
JP (1) JP4856521B2 (ko)
KR (1) KR100824876B1 (ko)
CN (1) CN101154719B (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150016739A (ko) * 2013-08-05 2015-02-13 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101042750B1 (ko) * 2009-01-09 2011-06-20 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
CN101894965A (zh) * 2009-05-20 2010-11-24 新普科技股份有限公司 电池组的制造方法及制造系统
JP5703293B2 (ja) 2009-05-20 2015-04-15 ジョンソン コントロールズ−サフト アドバンスト パワー ソリューションズ エルエルシー リチウム−イオンバッテリーモジュール
US8309245B2 (en) * 2009-06-06 2012-11-13 Apple Inc. Battery pack and connector
US8199469B2 (en) * 2009-06-06 2012-06-12 Apple Inc. Battery
US8673482B2 (en) * 2009-06-18 2014-03-18 Samsung Sdi Co., Ltd. Secondary battery including an extension wall
DE102009035489A1 (de) * 2009-07-31 2011-02-03 Daimler Ag Einzelzelle für eine Batterie
US20110089792A1 (en) * 2009-10-16 2011-04-21 Apple Inc. Portable computer housing
KR20110066448A (ko) * 2009-12-11 2011-06-17 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차전지
KR101093971B1 (ko) * 2010-02-10 2011-12-15 삼성에스디아이 주식회사 코어 팩 제조 장치
US8518569B2 (en) * 2010-03-01 2013-08-27 Apple Inc. Integrated frame battery cell
KR101296964B1 (ko) 2011-02-10 2013-08-14 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
KR101234242B1 (ko) * 2011-02-17 2013-02-18 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
US8637173B2 (en) 2011-02-21 2014-01-28 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery pack
TWM434313U (en) * 2012-01-06 2012-07-21 Uer Technology Corp Thin-type battery
EP2811542B1 (en) * 2013-06-04 2018-07-25 Samsung SDI Co., Ltd. Battery pack
US20150037619A1 (en) * 2013-07-30 2015-02-05 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable battery pack
CN103441226B (zh) * 2013-08-30 2015-09-30 苏州佳世达电通有限公司 组合式电池
CN104681749B (zh) * 2013-11-29 2018-11-02 神华集团有限责任公司 电池、电池组以及车辆
KR20170013591A (ko) * 2015-07-28 2017-02-07 삼성에스디아이 주식회사 다중 케이스를 포함하는 이차 전지
KR101972135B1 (ko) 2015-10-29 2019-04-24 주식회사 엘지화학 하부 케이스의 두께가 얇은 전지팩 및 이를 포함하는 노트북 컴퓨터
KR102591516B1 (ko) 2018-04-17 2023-10-19 삼성에스디아이 주식회사 배터리팩 및 이를 구비하는 전자기기
KR102289963B1 (ko) * 2018-06-29 2021-08-12 주식회사 엘지에너지솔루션 홀더를 구비한 이차전지 팩
EP4049797A1 (en) 2019-08-21 2022-08-31 Black & Decker, Inc. Battery pack
JP7491265B2 (ja) 2021-06-01 2024-05-28 トヨタ自動車株式会社 電池ケース及び電池ケースの製造方法
JP7501454B2 (ja) * 2021-06-11 2024-06-18 トヨタ自動車株式会社 電池ケース
KR20220168281A (ko) * 2021-06-16 2022-12-23 주식회사 엘지에너지솔루션 두께가 일정하지 않은 전지팩 케이스
WO2023069716A2 (en) 2021-10-21 2023-04-27 Black & Decker, Inc. Battery pack
WO2024136233A1 (ko) * 2022-12-23 2024-06-27 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100646528B1 (ko) * 2004-11-29 2006-11-15 삼성에스디아이 주식회사 파우치형 이차 전지 및 이를 이용한 제조 방법

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63205047A (ja) * 1987-02-20 1988-08-24 Sanyo Electric Co Ltd 密閉型鉛電池
EP1071147A1 (en) 1999-07-19 2001-01-24 Toshiba Battery Co., Ltd. Battery pack
JP2001093497A (ja) * 1999-07-19 2001-04-06 Toshiba Battery Co Ltd 扁平電池の収容ケース及びそれを用いた電池パック
JP4494713B2 (ja) 2001-12-04 2010-06-30 パナソニック株式会社 電池パック
US7338733B2 (en) 2002-04-30 2008-03-04 Sanyo Electric Co., Ltd. Battery pack
KR101057582B1 (ko) 2004-09-23 2011-08-17 삼성에스디아이 주식회사 리튬 폴리머 전지 팩
US8778529B2 (en) * 2004-11-29 2014-07-15 Samsung Sdi Co., Ltd. Lithium secondary battery

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100646528B1 (ko) * 2004-11-29 2006-11-15 삼성에스디아이 주식회사 파우치형 이차 전지 및 이를 이용한 제조 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150016739A (ko) * 2013-08-05 2015-02-13 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
KR102073191B1 (ko) * 2013-08-05 2020-02-04 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩

Also Published As

Publication number Publication date
CN101154719B (zh) 2012-05-30
US20080081254A1 (en) 2008-04-03
CN101154719A (zh) 2008-04-02
EP1906469A1 (en) 2008-04-02
KR20080029287A (ko) 2008-04-03
JP4856521B2 (ja) 2012-01-18
JP2008084814A (ja) 2008-04-10
US9040190B2 (en) 2015-05-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100824876B1 (ko) 배터리 팩
KR100922469B1 (ko) 배터리 팩
JP4722009B2 (ja) バッテリーパック及びその製造方法
US9083028B2 (en) Secondary battery pack of novel structure
US9219266B2 (en) Secondary battery pack of novel structure
US8936860B2 (en) Battery pack with reinforcing member
JP5947381B2 (ja) 二次電池パック
US8728640B2 (en) Battery pack and method of fabricating the same
EP2337120B1 (en) Cylindrical secondary battery pack
KR101113381B1 (ko) 배터리 팩
KR101650030B1 (ko) 보호회로 모듈을 포함하는 이차전지 팩
JP3578678B2 (ja) 電池パック
JP3643782B2 (ja) パック電池
US8399111B2 (en) Battery pack
JP3272225B2 (ja) パック電池
KR100770102B1 (ko) 배터리 팩
JP5258813B2 (ja) バッテリパック
KR102696175B1 (ko) 배터리 팩 및 이를 제조하는 방법
JP2003168409A (ja) 電池パック
KR101308169B1 (ko) 배터리 팩
CN104037366A (zh) 可再充电电池组

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120326

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130322

Year of fee payment: 6

LAPS Lapse due to unpaid annual fee