(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カソード／セパレータ／アノード構造の電極組立体が電解質と一緒に密閉された状態でバッテリーケース内に取り付けられる構造を有するように構成されたバッテリーセルであって、
前記バッテリーケースはその上部に第１の電極端子、第２の電極端子、および一対の結合溝が設けられ、前記結合溝のうちの１つは前記第１の電極端子に形成され、前記第２の電極端子は前記バッテリーケースの上部の中央から突出する、バッテリーセルと、
保護回路が上に形成されているプリント回路基板（ＰＣＢ）、前記第１の電極端子および前記第２の電極端子にそれぞれ接続される接続部材Ａおよび接続部材Ｂ、ならびに安全要素を含む保護回路モジュール（ＰＣＭ）と、
前記ＰＣＭを囲むように前記バッテリーセルの上部に取り付けられる電気的に絶縁された上部キャップであって、それぞれの前記結合溝に通じる貫通孔を有する、電気的に絶縁された上部キャップと、
を含み、
前記接続部材Ａは、前記バッテリーセルの前記第１の電極端子に接続される前記接続部材Ａの接続部が、前記上部キャップに形成された前記貫通孔のうちの対応する１つを通じて露出されるように、前記接続部材Ａが前記ＰＣＢの一端から横方向に突出する状態で前記ＰＣＢの底部に結合され、結合孔が、前記接続部材Ａの突出部分に形成され、前記バッテリーセルの前記第２の電極端子に接続される前記接続部材Ｂの接続部は、前記接続部材Ｂが前記安全要素を介して前記ＰＣＢに電気的に接続されるように前記ＰＣＢの底部に位置付けられ、
結合部材が、前記ＰＣＭおよび前記上部キャップが前記バッテリーセルの上部に配設されている状態で前記上部キャップの前記貫通孔を通じて前記バッテリーセルのそれぞれの前記結合溝に結合され、前記接続部材Ａは、前記結合部材のうちの対応する１つによって前記第１の電極端子に機械的に結合され、電気的に接続され、
前記バッテリーセルの前記電極端子に接続される前記接続部材Ａおよび接続部材Ｂの一部分が露出された状態で、絶縁テープが前記ＰＣＢの底部に取り付けられ、
前記絶縁テープは、前記第１の電極端子に面する前記接続部材Ａのバッテリーセル結合部及び前記第２の電極端子に面する前記接続部材Ｂの１つの面を除く、前記ＰＣＢの底部の残りの部分全体に取り付けられる、二次バッテリーパック。
【請求項２】
バッテリーケースは、金属容器である請求項１に記載の二次バッテリーパック。
【請求項３】
前記第１の電極端子はカソード端子であり、前記第２の電極端子はアノード端子である請求項１に記載の二次バッテリーパック。
【請求項４】
前記結合溝は、前記バッテリーケースの上部の両端に位置付けられる請求項１に記載の二次バッテリーパック。
【請求項５】
前記接続部材Ａは、半田付けによって前記ＰＣＢの底部に結合される請求項１に記載の二次バッテリーパック。
【請求項６】
前記接続部材Ａは、前記ＰＣＢの底部に結合されるＰＣＢ結合部と、前記バッテリーセルの上部に結合されるバッテリーセル結合部と、を含み、前記バッテリーセル結合部は、前記上部キャップの前記貫通孔のうちの対応する１つを通じて前記バッテリーセル結合部が露出されるように前記ＰＣＢの一端から横方向に突出する請求項１に記載の二次バッテリーパック。
【請求項７】
前記第２の電極端子に接続される接続端子が、前記ＰＣＢの底部における前記接続部材Ａと反対側の部分に形成され、溶接によって前記第２の電極端子に結合される前記接続部材Ｂが、前記安全要素を介して前記接続端子に電気的に接続される請求項１に記載の二次バッテリーパック。
【請求項８】
前記安全要素は、正の温度係数（ＰＴＣ）要素である請求項１に記載の二次バッテリーパック。
【請求項９】
前記接続部材Ａおよび前記接続部材Ｂは、ニッケル板から作られる請求項１に記載の二次バッテリーパック。
【請求項１０】
前記結合部材は、ねじである請求項１に記載の二次バッテリーパック。
【請求項１１】
前記バッテリーセルの前記バッテリーケースの外側に取り付けられる被覆フィルムをさらに含む請求項１に記載の二次バッテリーパック。
【請求項１２】
前記バッテリーセルは、角型リチウム二次バッテリーセルである請求項１に記載の二次バッテリーパック。
【請求項１３】
カソード／セパレータ／アノード構造の電極組立体が電解質と一緒に密閉された状態でバッテリーケース内に取り付けられる構造を有するように構成されたバッテリーセルに取り付けられる保護回路モジュール（ＰＣＭ）組立体において、前記バッテリーケースには上部に第１の電極端子、第２の電極端子、および一対の結合溝が設けられる、保護回路モジュール（ＰＣＭ）組立体であって、
保護回路が上に形成されているプリント回路基板（ＰＣＢ）、前記第１の電極端子および前記第２の電極端子にそれぞれ接続される接続部材Ａおよび接続部材Ｂ、ならびに安全要素を含むＰＣＭと、
前記ＰＣＭが中に取り付けられている状態で前記バッテリーセルの上部に取り付けられる電気的に絶縁された上部キャップであって、それぞれの前記結合溝に通じる貫通孔を有する、電気的に絶縁された上部キャップと、
を含み、
前記接続部材Ａは、前記バッテリーセルの前記第１の電極端子に接続される前記接続部材Ａの接続部が、前記上部キャップに形成された前記貫通孔のうちの対応する１つを通じて露出されるように、前記接続部材Ａが前記ＰＣＢの一端から横方向に突出する状態で前記ＰＣＢの底部に結合され、結合孔が、前記接続部材Ａの突出部分に形成され、前記バッテリーセルの前記第２の電極端子に接続される前記接続部材Ｂの接続部は、前記接続部材Ｂが前記安全要素を介して前記ＰＣＢに電気的に接続されるように、前記ＰＣＢの底部に位置付けられ、
前記バッテリーセルの前記電極端子に接続される前記接続部材Ａおよび前記接続部材Ｂの一部が露出される状態で、絶縁テープが、前記ＰＣＢの底部に取り付けられ、
前記絶縁テープは、前記第１の電極端子に面する前記接続部材Ａのバッテリーセル結合部及び前記第２の電極端子に面する前記接続部材Ｂの１つの面を除く、前記ＰＣＢの底部の残りの部分全体に取り付けられる、保護回路モジュール（ＰＣＭ）組立体。
【請求項１４】
（ａ）安全要素の１つの面に接続部材Ｂを結合するとともに、前記安全要素の反対側の面に絶縁テープを取り付けるステップと、
（ｂ）保護回路が上に形成されているプリント回路基板（ＰＣＢ）の底部に、前記安全要素のもう１つの面を結合するステップと、
（ｃ）結合孔が中に形成されている接続部材Ａを、前記接続部材Ａが前記ＰＣＢの底部の一端から横方向に突出する状態で前記ＰＣＢの底部に結合して保護回路モジュール（ＰＣＭ）を製造するステップと、
（ｄ）前記ＰＣＭを絶縁上部キャップの中に取り付けるステップと、
（ｅ）絶縁テープを、前記ＰＣＭの底部における、バッテリーセルの第１の電極端子に接続される前記接続部材Ａの一部および前記バッテリーセルの第２の電極端子に接続される前記接続部材Ｂの一部を除く残りの部分全体に取り付けるステップと、
（ｆ）溶接によって前記第２の電極端子に前記接続部材Ｂを結合するとともに、前記接続部材Ｂを曲げて前記バッテリーセルの上部に前記上部キャップを取り付けるステップと、
（ｇ）ねじ止めによって前記バッテリーセルに前記上部キャップを結合して、前記第１の電極端子と前記接続部材Ａとの間の電気的接続および機械的結合を実現するステップと、
（ｈ）接着によって前記バッテリーセルの底部に絶縁底部キャップを結合するステップと、
（ｉ）ねじ止め構造を有するように構成されている前記上部キャップの貫通孔に、接着剤を注入するか、または封止部材を挿入するステップと、
（ｊ）被覆フィルムで前記バッテリーパックの外側を包むステップと、
を含む、二次バッテリーパックを製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新規の構造の二次バッテリーパックに関し、より具体的には、カソード/セパレータ/アノード構造の電極組立体が電解質と一緒に密閉された状態でバッテリーケース内に取り付けられる構造を有するように構成されたバッテリーセルであって、バッテリーケースはその上部に第1の電極端子と、第2の電極端子と、一対の結合溝と、が設けられ、結合溝のうちの1つは第1の電極端子に形成され、第2の電極端子はバッテリーケース上部の中央から突出する、バッテリーセルと、保護回路が上に形成されているプリント回路基板(PCB)、第1の電極端子および第2の電極端子にそれぞれ接続される接続部材Aおよび接続部材B、ならびに安全要素を含む保護回路モジュール(PCM)と、PCMを囲むようにバッテリーセルの上部に取り付けられる電気的に絶縁された上部キャップであって、それぞれの結合溝に通じる貫通孔を有する電気的に絶縁された上部キャップと、を含む。接続部材Aは、バッテリーセルの第1の電極端子に接続される接続部材Aの接続部が、上部キャップに形成された貫通孔のうちの対応する1つを通じて露出されるように、接続部材AがPCBの一端から横方向に突出する状態で、PCBの底部に結合される。結合孔は、接続部材Aの突出部分に形成される。バッテリーセルの第2の電極端子に接続される接続部材Bの接続部は、接続部材Bが安全要素を介して第2の電極端子に電気的に接続されるようにPCBの底部に位置付けられる。結合部材は、PCMおよび上部キャップがバッテリーセルの上部に配設されている状態で上部キャップの貫通孔を通じてバッテリーセルのそれぞれの結合溝に結合される。接続部材Aは、結合部材のうちの対応する1つによって第1の電極端子に機械的に結合され且つ電気的に接続される二次バッテリーパックに関する。
【背景技術】
【０００２】
移動体デバイスが続々と開発され、そのような移動体デバイスの需要が増すにつれて、二次バッテリーの需要もまた急激に増加した。そのような二次バッテリーの中でも、リチウム二次バッテリーは、高エネルギー密度および高動作電圧、ならびに優れた保存性および優れた耐用寿命特性を示しており、さまざまな電子製品および移動体デバイスの電源として広く使用されてきた。
【０００３】
しかしながら、リチウム二次バッテリーにはさまざまな可燃物質が含まれている。その結果、リチウム二次バッテリーは、過充電、過電流、または何らかの他の外部からの物理的衝撃によって加熱または爆発するという点で危険の可能性がある。つまり、リチウム二次バッテリーは、安全性が低い。結果として、過充電または過電流などのリチウム二次バッテリーの異常な状態を効果的に制御するために、正の温度係数(PTC)要素および保護回路モジュール(PCM)などの安全要素は、その安全要素がリチウム二次バッテリーのバッテリーセルに接続されている状態で、リチウム二次バッテリーに取り付けられる。
【０００４】
概して、PCMは、溶接または半田付けによって、導電性のニッケル板を介してバッテリーセルに接続される。つまり、ニッケル板は、溶接または半田付けによってPCMの電極タブに接続され、そして次に、ニッケル板は、溶接または半田付けによって、バッテリーセルの電極端子に接続される。このようにしてPCMはバッテリーセルに接続され、それによってバッテリーパックを製造する。
【０００５】
このようなPCMを含む安全要素は、バッテリーセルの電極端子との電気的接続が維持されると同時に、バッテリーセルの他の部分から電気的に絶縁される必要がある。このような接続を実現するためには、複数の絶縁取り付け部材または複数のパーツが必要であり、その結果、バッテリーパックを組み立てるプロセスが複雑化され、バッテリーセルを受け入れるスペースの大きさが小さくされる。
【０００６】
また、複数の溶接または半田付けプロセスがバッテリーパックを組み立てるために必要とされる。そのような溶接プロセスは、二次バッテリーの構造が非常に小さいために高精度で行われなければならず、その結果、欠陥率が大きくなることがある。さらに、そのようなプロセスが製品を製造するために追加されるので、結果として、製品の製造コストが上がる。
【０００７】
したがって、電極端子がPCMに機械的に結合され、かつ電気的に接続されるようにバッテリーセルの上部構造を修正することが可能である。この場合、バッテリーセルの上部に配設されるパーツの数を削減することが可能であり、PCMおよび上部キャップが突出電極端子に順番に接続される構造のバッテリーパックを製造することができる。
【０００８】
しかしながら、電極端子が修正される構造は、バッテリーセルが新たに設計されることを要求する。そのため、通常のバッテリーセルの製造プロセスおよび通常のバッテリーパックの製造プロセスは、変更させなければならず、その結果、製造コストが増加する。
【０００９】
したがって、通常のバッテリーセルを使用し、かつ通常の組立方法を最大限に利用しながら、バッテリーセルの上部に取り付けられる部材の数を削減して、それによって組立プロセスを簡単化し、溶接プロセス数を減らして、それによってバッテリーセルの組立中の欠陥率を最小化し、バッテリーセルの上部に配設された部材間の安定した結合を実現し、バッテリーセルの容量を向上させる技術に対する高い要求がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって、本発明は、上記の問題、および未だに解決されていない他の技術的問題を解決するためになされた。
【００１１】
具体的には、本発明の目的は、バッテリーパックを製造するために必要なパーツの数が削減され、バッテリーパックを組み立てるプロセスが簡略化され、それによってバッテリーパックの製造コストを削減する構造を有するように構成された二次バッテリーパックを提供することにある。
【００１２】
本発明の別の目的は、一般的なバッテリーセルおよび一般的な組立方法を最大限に用いてバッテリーパックが製造される構造を有するように構成された二次バッテリーパックを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一態様によれば、上記目的およびその他の目的は、カソード/セパレータ/アノード構造の電極組立体が電解質と一緒に密閉された状態でバッテリーケース内に取り付けられる構造を有するように構成されたバッテリーセルであって、バッテリーケースはその上部に第1の電極端子、第2の電極端子、および一対の結合溝が設けられ、結合溝のうちの1つが第1の電極端子に形成され、第2の電極端子がバッテリーケース上部の中央から突出するバッテリーセルと、保護回路が上に形成されているプリント回路基板(PCB)、第1の電極端子および第2の電極端子にそれぞれ接続される接続部材Aおよび接続部材B、ならびに安全要素を含む保護回路モジュール(PCM)と、PCMを囲むようにバッテリーセルの上部に取り付けられる電気的に絶縁された上部キャップであって、それぞれの結合溝に通じる貫通孔を有する電気的に絶縁された上部キャップと、を含み、接続部材Aは、バッテリーセルの第1の電極端子に接続される接続部材Aの接続部が上部キャップに形成された貫通孔のうちの対応する1つを通じて露出されるように、接続部材AがPCBの一端から横方向に突出する状態で、PCBの底部に結合され、結合孔が接続部材Aの突き出した部分に形成され、バッテリーセルの第2の電極端子に接続される接続部材Bの接続部は、接続部材Bが安全要素を介して第2の電極端子に電気的に接続されるようにPCBの底部に位置付けられ、結合部材は、PCMおよび上部キャップがバッテリーセルの上部に配設されている状態で上部キャップの貫通孔を通じてバッテリーセルのそれぞれの結合溝に結合され、接続部材Aは、結合部材のうちの対応する1つによって第1の電極端子に機械的に結合されるとともに電気的に接続される二次バッテリーパックを提供することによって達成される。
【００１４】
すなわち、本発明に係る二次バッテリーパックにおいて、PCBの一端から横方向に突出する接続部材Aは、結合部材のうちの対応する1つによってバッテリーセルの第1の電極端子に電気的に接続されるとともに機械的に結合される。したがって、シンプルな接続方法によって所定の組立プロセスを実行し、バッテリーパックを容易に製造し、それによって製造処理のしやすさを大幅に向上させることができる。
【００１５】
また、接続部材Bは、安全要素を介して第2の電極端子に電気的に接続され、それによってバッテリーパックの安全性を向上させる。さらに、一般的なバッテリーセルが、バッテリーパックの製造のために使用される。したがって、バッテリーセルの構造を大きく変更することなく、バッテリーパックの製造処理のしやすさを大幅に向上させることができる。
【００１６】
バッテリーケースは、容易に製造され、所定のレベルよりも優れた機械的強度を示すことが要求される。そのため、バッテリーケースは、金属容器であってよく、好ましくはアルミニウム容器またはステンレス鋼容器であってよい。
【００１７】
好ましい実施例において、第1の電極端子はカソード端子とすることができ、第2の電極端子はアノード端子とすることができる。例えば、角型バッテリーセルは、バッテリーセルの上部から突出する電極端子、およびバッテリーケースが、それぞれアノード端子およびカソード端子を形成し、ガスケットなどの絶縁部材が、アノード端子とカソード端子との間に置かれ、それによって互いを絶縁する構造を有するように構成される。したがって、そのような角型バッテリーセルにおいて、第1の電極端子は、バッテリーケースの上部とすることができ、すなわちカソード端子とすることができ、第2の電極端子は、バッテリーケースの上部から突出するアノード端子とすることができる。
【００１８】
好ましくは、結合溝は、バッテリーケースの上部の両端に位置付けられる。結合溝のうちの1つは、第1の電極端子に形成される。あるいは、2つの結合溝の両方が、第1の電極端子に形成されてもよい。しかしながら、第1の電極端子に位置付けられる結合溝のうちの1つは、結合部材のうちの対応する1つによってバッテリーセルに機械的に結合され、それによって接続部材Aを介したPCMとの電気的接続を実現する。
【００１９】
すでに説明されたように、接続部材Aは、接続部材AがPCBの回路に接続されている状態で接続部材がPCBの一端から横方向に突出するようにPCBの底部に結合させることができる。接続部材AとPCBとの間の結合(電気的接続)は、さまざまな方法で実現される。好ましくは、接続部材Aは、半田付けによってPCBの底部に結合される。
【００２０】
具体的な実施例において、接続部材Aは、PCBの底部に結合されるPCB結合部と、バッテリーセルの上部に結合されるバッテリーセル結合部と、を含むことができ、バッテリーセル結合部は、上部キャップの貫通孔のうちの対応する1つを通じてバッテリーセル結合部が露出されるようにPCBの一端から横方向に突出することができる。
【００２１】
接続部材Aは、PCBの一端から横方向に突出するバッテリーセル結合部によって、貫通孔のうちの対応する1つを有する上部キャップの上から結合部材の対応する1つを介してバッテリーセルに結合され、それによってバッテリーパックの製造処理のしやすさを向上させる。
【００２２】
また、第2の電極端子に接続される接続端子を、PCBの底部の、接続部材Aと反対側の部分に形成することができ、溶接によって第2の電極端子に結合される接続部材Bが、安全要素を介して接続端子に電気的に接続される。この構造において、安全要素とともにPCMに含まれる接続部材Bは、接続部材Bが絶縁キャップに取り付けられている状態で溶接によってバッテリーセルの第2の電極端子に結合され、それによってそれらの間の電気的接続を実現する。接続部材Bは、接続部材がバッテリーセルの上部に取り付けられるように曲げられる。
【００２３】
一の実施例において、安全要素は、正の温度係数(PTC)要素（positive temperature coefficient (PTC) element）であってよい。PTC要素に結合された接続部材Bは、バッテリーパックの内部温度が内部の短絡によって急激に上昇する場合に、バッテリーパックの上部で電流の供給を妨げるように機能する。
【００２４】
特に、本発明の二次バッテリーパックにおいて、PTC要素は、バッテリーセルとPCBとの間の回路上に位置付けられた接続部材Bに直接接続される。したがって、PTC要素は、バッテリーセルの温度により敏感に反応し、それによってバッテリーパックの安全性を大幅に向上させる。
【００２５】
また、接続部材Aおよび接続部材Bの材料は、接続部材Aおよび接続部材Bが導電性材料で形成される限りは特に限定されない。好ましくは、接続部材Aおよび接続部材Bは、ニッケル板で作成される。
【００２６】
好ましくは、バッテリーセルの電極端子に接続される接続部材Aおよび接続部材Bの一部分が露出される状態で、絶縁テープが、PCBの底部に取り付けられる。したがって、バッテリーセルの電極端子に接続される接続部材Aおよび接続部材Bの一部を除く残りの部分が、絶縁テープによってPCMから電気的に絶縁される。
【００２７】
具体的には、上記の構造において、絶縁テープは、第1の電極端子に面する接続部材Aのバッテリーセル結合部と第2の電極端子に面する接続部材Bの1つの面とを除く、残りの部分に取り付けられる。結果として、全体的な絶縁状態を維持しながら、バッテリーセルの電極端子とPCBとの間の電気的接続を安定的に実現することができる。
【００２８】
上部キャップの貫通孔を通じてバッテリーセルの結合溝に結合される結合部材は、さまざまなものであってよい。例えば、結合部材はねじであってよいが、結合部材はねじに限定されない。
【００２９】
上部キャップはバッテリーセルの上部に結合され、同時に、接続部材Aは上記結合によってバッテリーセルに電気的に接続され、それによってバッテリーパックの組立を容易に実現し、より安定した結合を確実にする。
【００３０】
結合部材が貫通孔にはめ込まれている状態で、接着剤は、上部キャップの貫通孔に注入される。あるいは、封止部材は、上部キャップの貫通孔に挿入される。
【００３１】
バッテリーセルの上部に結合される絶縁上部キャップに加えて、追加的な絶縁底部キャップをバッテリーセルの底部に取り付けることができ、被覆フィルムをバッテリーセルのバッテリーケースの外側に取り付けることができる。結果として、バッテリーセルを外部からの衝撃から保護し、バッテリーセルの電気的絶縁を維持することができる。
【００３２】
本発明に係る二次バッテリーパックにおいて、任意のバッテリーセルが、バッテリーセルの種類および形状にかかわらず、種々の手法で使用される。好ましくは、角型リチウム二次バッテリーセルが使用される。
【００３３】
本発明の別の態様によれば、カソード/セパレータ/アノード構造の電極組立体が電解質と一緒に密閉された状態でバッテリーケース内に取り付けられる構造を有するように構成されたバッテリーセルに取り付けられる保護回路モジュール(PCM)組立体において、バッテリーケースはその上部に第1の電極端子、第2の電極端子、および一対の結合溝が設けられる、保護回路モジュール(PCM)組立体であって、保護回路が上に形成されているプリント回路基板(PCB)、第1の電極端子および第2の電極端子にそれぞれ接続される接続部材Aおよび接続部材B、ならびに安全要素を含むPCMと、PCMが中に取り付けられている状態でバッテリーセルの上部に取り付けられる電気的に絶縁された上部キャップであって、それぞれの結合溝に通じる貫通孔を有する、電気的に絶縁された上部キャップと、を含み、接続部材Aは、バッテリーセルの第1の電極端子に接続される接続部材Aの接続部が、上部キャップに形成された貫通孔のうちの対応する1つを通じて露出されるように接続部材AがPCBの一端から横方向に突出する状態で、PCBの底部に結合され、結合孔が、接続部材Aの突出部分に形成され、バッテリーセルの第2の電極端子に接続される接続部材Bの接続部は、接続部材Bが安全要素を介して第2の電極端子に電気的に接続されるようにPCBの底部に位置付けられ、絶縁テープは、バッテリーセルの電極端子に接続される接続部材Aおよび接続部材Bの一部が露出される状態で、PCBの底部に取り付けられる、保護回路モジュール(PCM)組立体が提供される。
【００３４】
バッテリーパックの一般的な組立プロセスにおいて、PCMはバッテリーセルに結合されるか又は配設され、上部キャップはバッテリーセルに取り付けられる。このようにして、PCM組立体は、バッテリーセルに取り付けられる。したがって、複数の溶接または半田付けプロセスが、バッテリーセルにPCM組立体を取り付けるために、必要とされる。結果として、欠陥率が高く、加えて、組立および配設のためのスペースが必要とされる。
【００３５】
一方、本発明に係るPCM組立体において、接続部材Bは、PCMが上部キャップに取り付けられている状態で結合されるとともに曲げられ、PCMが結合部材を用いた結合によってバッテリーセルに取り付けられ、それによって接続される部分の欠陥率を大幅に減らし、バッテリーパックの製造プロセスを大幅に簡素化する。
【００３６】
前記PCM組立体は、本発明が属する技術分野において新規である。
【００３７】
本発明の更なる態様によれば、(a)安全要素の1つの面に接続部材Bを結合するとともに、前記安全要素の反対側の面に絶縁テープを取り付けるステップと、(b)保護回路が上に形成されているプリント回路基板(PCB)の底部に安全要素のもう1つの面を結合するステップと、(c)結合孔が中に形成されている接続部材Aを、接続部材AがPCBの底部の一端から横方向に突出する状態でPCBの底部に結合して、保護回路モジュール(PCM)を製造するステップと、(d)PCMを絶縁上部キャップの中に取り付けるステップと、(e)絶縁テープを、PCMの底部の、バッテリーセルの第1の電極端子に接続される接続部材Aの一部およびバッテリーセルの第2の電極端子に接続される接続部材Bの一部を除く残りの部分に取り付けるステップと、(f)溶接によって第2の電極端子に接続部材Bを結合するとともに、接続部材Bを曲げてバッテリーセルの上部に上部キャップを取り付けるステップと、(g)ねじ止めによってバッテリーセルに上部キャップを結合して、第1の電極端子と接続部材Aとの間の電気的接続および機械的結合を実現するステップと、(h)接着によってバッテリーセルの底部に絶縁底部キャップを結合するステップと、(i)ねじ止め構造を有するように構成されている上部キャップの貫通孔に、接着剤を注入するか又は封止部材を挿入するステップと、(j)被覆フィルムでバッテリーパックの外側を包むステップと、を含む、二次バッテリーパックを製造する方法が提供される。
【００３８】
その結果、二次バッテリーパックを製造する従来の方法と比較して、製造プロセスの数を削減し、よりコンパクトなバッテリーパックを製造することができる。
【００３９】
本発明の上記のおよびその他の目的、特徴、ならびにその他の利点は、以下の詳細な説明を添付の図面と併せて理解することによってより明確に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施形態に係るバッテリーセルの上部および絶縁上部キャップを示す分解斜視図である。
【図２】上部キャップに取り付けられた保護回路モジュール(PCM)および絶縁テープを示す代表的な図である。
【図３】図2の分解斜視図である。
【図４】バッテリーセルの上部に取り付けられた絶縁上部キャップおよび結合部材を示す代表的な図である。
【図５】図1の接続部材Aを代表的に示す垂直断面図である。
【図６】正の温度係数(PTC)要素および接続部材Bを示す分解斜視図である。
【図７】接続部材Bがプリント回路基板(PCB)の底部および絶縁テープに結合される、正の温度係数(PTC)要素を示す分解斜視図である。
【図８】バッテリーセル、底部キャップ、および被覆フィルムを示す分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
ここから、本発明の好ましい実施形態が、添付の図面を参照して詳細に説明される。しかしながら、本発明の範囲は、示される実施形態によって限定されないことに留意されたい。
【００４２】
図1は、本発明の一実施形態に係るバッテリーセルの上部および絶縁上部キャップを示す分解斜視図であり、図2は、上部キャップに取り付けられた保護回路モジュール(PCM)および絶縁テープを示す代表的な図である。
【００４３】
これらの図を参照すると、二次バッテリーパック100は、バッテリーセル110、ならびに上部キャップ130が保護回路モジュール(PCM)120を囲むようにバッテリーセル110の上部に取り付けられたPCM120および上部キャップ130を含む。
【００４４】
バッテリーセル110は、電極組立体が電解質と一緒に密閉された状態でバッテリーケース内に取り付けられ、カソード端子111、アノード端子112、ならびに結合溝113および結合溝114の対がバッテリーケースの上部に形成されている構造を有するように構成される。
【００４５】
PCM120は、保護回路が上に形成されているプリント回路基板(PCB)123と、カソード端子111およびアノード端子112にそれぞれ接続される接続部材121および接続部材122と、正の温度係数(PTC)要素124と、を含む。
【００４６】
上部キャップ130は、電気絶縁材料で形成される。上部キャップ130には、結合溝113および結合溝114にそれぞれ通じる貫通孔133および貫通孔134が両端に設けられている。
【００４７】
絶縁テープ141は、上部キャップ130、およびカソード端子111に接続される接続部材A 121の一部が露出されている状態で、PCB123の底部に取り付けられる。
【００４８】
アノード端子112は、バッテリーセル110の上部に形成される。アノード端子112は、金属容器で形成されたバッテリーケースからアノード端子112が絶縁されている状態で、上方に突出する。アノード端子112を除く残りの部分は、カソード端子111を構成する。バッテリーセル110には、その上部の片側に、金属球またはポリマー樹脂によって密封される電解質注入ポート116が設けられている。
【００４９】
図3は、図2の分解斜視図であり、図4は、バッテリーセルの上部に取り付けられた絶縁上部キャップおよび結合部材を示す代表的な図であり、図5は、バッテリーセルに結合された図1の接続部材A 121を代表的に示す垂直断面図である。
【００５０】
これらの図を図1と一緒に参照すると、接続部材A 121は、PCB123の底部に結合されるPCB結合部1211と、バッテリーセル110の上部に結合されるバッテリーセル結合部1212と、を含む。バッテリーセル結合部1212は、上部キャップ130の貫通孔133を通じてバッテリーセル結合部1212が露出されるように、PCB123の一端から横方向に突出する。
【００５１】
その結果、PCM120および上部キャップ130がバッテリーセル110の上部に配設されている状態で、結合部材151および結合部材152は、上部キャップ130の貫通孔133および貫通孔134を通じてバッテリーセル110の結合溝113および結合溝114に結合される。接続部材A 121は、結合部材151によって電極端子111に接続される。
【００５２】
その結果、接続部材A 121のPCB結合部1211は、溶接によってPCB123の底部に結合され、バッテリーセル結合部1212は、バッテリーセル110の上部に形成された結合溝113に、物理的接触によって電気的に接続され、結合部材(図示せず)は、バッテリーセル110の上部に形成された結合溝113に、上部キャップ130の貫通孔133および接続部材A 121の結合孔1213を通じて結合され、それによって機械的結合および電気的接続を同時に実現する。
【００５３】
図6は、PTC要素および接続部材Bを代表的に示す分解斜視図であり、図7は、接続部材BがPCBの底部および絶縁テープに結合される、PTC要素を代表的に示す分解斜視図である。
【００５４】
これらの図を図1と一緒に参照すると、接続部材B 122は溶接によってPTC要素124の1つの面に結合され、絶縁テープはPTC要素124の反対側の面に取り付けられ、PTC要素124のもう1つの面は、溶接によってPCB123の底部に結合される。
【００５５】
すなわち、絶縁テープは、アノード端子112に接続される接続部材B 122の1つの面と接続部材A 121のバッテリーセル接続部とを除く、残りの部分に取り付けられ、PCB123は、PTC要素124を介してバッテリーセル110のアノード端子112に電気的に接続される。
【００５６】
図8は、バッテリーセル、絶縁底部キャップ、および被覆フィルムを示す分解斜視図である。
【００５７】
図8を参照すると、絶縁底部キャップ150はバッテリーセル110の底部に結合され、被覆フィルム160は、被覆フィルム160がバッテリーセル110のバッテリーケースの外側を包むように、バッテリーセル110のバッテリーケースの外側に取り付けられる。
【００５８】
被覆フィルム160は、バッテリーセル110の外部との電気的絶縁を維持するため、および製品情報を示すため、バッテリーケースの外側に取り付けられる。熱収縮性の素材で作られる被覆フィルム160は、チューブ状に形成される。被覆フィルム160は、バッテリーセル110を包むように配設され、次に、熱が被覆フィルム160に加えられ、その結果、被覆フィルム160は、縮んでバッテリーセル110のバッテリーケースの外側に密着する。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
上記の説明から明らかなように、本発明に係る二次バッテリーパックは、バッテリーセル、プリント回路基板(PCB)、および上部キャップの特定の構造に基づいて、シンプルな製造プロセスによって、コンパクトな構造を持つように製造される。
【００６０】
本発明の好ましい実施形態が例示の目的で開示されたが、当業者は、添付の特許請求の範囲に開示された本発明の範囲および精神から逸脱することなしに種々の修正、追加、および置換が可能であることを理解するであろう。
【符号の説明】
【００６１】
100  二次バッテリーパック
110  バッテリーセル
111  カソード端子
112  アノード端子
113  結合溝
114  結合溝
116  電解質注入ポート
120  保護回路モジュール(PCM)
121  接続部材、接続部材A
1211  PCB結合部
1212  バッテリーセル結合部
1213  結合孔
122  接続部材、接続部材B
123  プリント回路基板(PCB)
124  正の温度係数(PTC)要素
130  上部キャップ
133  貫通孔
134  貫通孔
141  絶縁テープ
150  絶縁底部キャップ
151  結合部材
152  結合部材
160  被覆フィルム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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