(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集合体が、密封された状態の電解質と共に電槽内に設置され、前記電槽の上部に第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、メタルクラッドが前記第1の電極端子に取り付けられ、前記第2の電極端子が前記電槽の前記上部の中心から突出する構造を有するように構成された電池セルと、
基板上に保護回路が形成された保護回路基板(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た接続部材AおよびB、ならびに安全素子を備える保護回路モジュール(PCM)と、
前記PCMを囲繞するように前記電池セルの上部に装着された、電気的に絶縁された上部キャップであって、前記一対の結合溝それぞれと連通する貫通孔を有する、上部キャップと、
を具備し、
前記接続部材Aの一方の端部が、前記PCBの底部に形成された端子接続部に結合され、
前記接続部材Bのうちの前記電池セルの前記第2の電極端子に接続される接続部分が、前記PCBの前記底部に位置し、前記接続部材Bが、前記安全素子を介して前記PCBの前記底部に電気的に接続され、
結合部材が、前記PCMおよび前記上部キャップが前記電池セルの前記上部に配置された状態で、前記上部キャップの前記貫通孔を通って前記電池セルの前記一対の結合溝それぞれに結合され、前記接続部材Aの一方の端部が、前記接続部材Aの他方の端部に対して垂直に曲がって前記第1の電極端子に溶接によって電気的に接続されており、前記接続部材Aの前記他方の端部が、前記PCBの前記底部に形成された前記端子接続部に結合されており、
絶縁テープが、前記接続部材AおよびBのうちの前記電池セルの前記電極端子に接続される部分を露出させた状態で、前記PCBの前記底部に取り付けられ、前記PCMおよび前記絶縁テープが、前記上部キャップ内に設置されており、
前記絶縁テープが、前記接続部材Aのうちの前記第1の電極端子に面した端部および前記接続部材Bのうちの前記第2の電極端子に面した端部を除いた残りの部分に取り付けられる、二次電池パック。
【請求項２】
前記電槽が金属製容器である、請求項1に記載の二次電池パック。
【請求項３】
前記第1の電極端子がカソード端子であり、前記第2の電極端子がアノード端子である、請求項1に記載の二次電池パック。
【請求項４】
前記一対の結合溝が、前記電槽の上部の両端部に位置する、請求項1に記載の二次電池パック。
【請求項５】
前記接続部材Aの前記垂直に曲がった端部の平面形状が、
【数１】
0005509320.tif 000004
字形に形成される、請求項1に記載の二次電池パック。
【請求項６】
前記接続部材Aが、前記PCBの前記端子接続部に結合したPCB結合部と、前記PCB結合部に対して垂直に曲がり前記電池セルの上部に結合された電池セル結合部とを備える、請求項1に記載の二次電池パック。
【請求項７】
前記PCB結合部が、前記PCBの前記底部に形成された前記端子接続部にはんだ付けによって結合され、前記電池セル結合部が、前記電池セルの前記上部にスポット溶接によって結合される、請求項6に記載の二次電池パック。
【請求項８】
前記電池セルの前記第2の電極端子に接続された接続端子が、前記PCBの前記底部における前記接続部材Aの反対側の位置に形成され、前記第2の電極端子に溶接によって結合された前記接続部材Bが、前記安全素子を介して前記接続端子に電気的に接続される、請求項1に記載の二次電池パック。
【請求項９】
前記安全素子が正温度係数(PTC)素子である、請求項1に記載の二次電池パック。
【請求項１０】
前記接続部材Aおよび前記接続部材Bがニッケル製の板から作製される、請求項1に記載の二次電池パック。
【請求項１１】
前記結合部材がねじである、請求項1に記載の二次電池パック。
【請求項１２】
前記電槽の外側に取り付けられる被覆フィルムをさらに備える、請求項1に記載の二次電池パック。
【請求項１３】
前記電池セルが、角形リチウム二次電池セルである、請求項1に記載の二次電池パック。
【請求項１４】
カソード/セパレータ/アノード構造の電極集合体が、密封された状態の電解質と共に電槽内に設置され、前記電槽の上部に第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た構造を有するように構成された電池セルに装着される保護回路モジュール(PCM)アセンブリであって、
基板上に保護回路が形成された保護回路基板(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た接続部材AおよびB、ならびに安全素子を備えるPCMと、
前記PCMが前記上部キャップ内に設置された状態で前記電池セルの上部に装着される、電気的に絶縁された上部キャップであって、前記一対の結合溝それぞれと連通する貫通孔を有する上部キャップと、
を具備し、
前記接続部材Aの一方の面が、前記PCBの底部に形成された端子接続部に結合され、
前記接続部材Bのうちの前記電池セルの前記第2の電極端子に接続される接続部分が、前記PCBの前記底部に位置し、前記接続部材Bが、前記安全素子を介して前記PCBの前記底部に電気的に接続され、
絶縁テープが、前記接続部材AおよびBのうちの前記電池セルの前記電極端子に接続される部分を露出させた状態で、前記PCBの前記底部に取り付けられ、前記PCMおよび前記絶縁テープが、前記上部キャップ内に設置されており、
前記絶縁テープが、前記接続部材Aのうちの前記第1の電極端子に面した端部および前記接続部材Bのうちの前記第2の電極端子に面した端部を除いた残りの部分に取り付けられる、PCMアセンブリ。
【請求項１５】
(a)安全素子の一方の側に接続部材Bを結合し、前記安全素子の反対側に絶縁テープを取り付けるステップと、
(b)前記安全素子の他方の側を、基板上に保護回路が形成された保護回路基板(PCB)の底部に結合するステップと、
(c)接続部材Aの一方の端部を、前記PCBの底部に形成された端子接続部にはんだ付けによって結合して、保護回路モジュール(PCM)を製造するステップと、
(d)前記PCMを絶縁性の上部キャップ内に設置するステップと、
(e)前記PCMの前記底部において、前記接続部材Aのうちの電池セルの第1の電極端子に接続される部分および前記接続部材Bのうちの前記電池セルの第2の電極端子に接続される部分を除いた残りの部分を、絶縁テープに取り付けるステップと、
(f)前記接続部材Aおよび前記接続部材Bをそれぞれ前記第1の電極端子および前記第2の電極端子に溶接によって結合し、上部キャップを前記電池セルの上部に装着するために前記接続部材Aおよび前記接続部材Bを曲げるステップと、
(g)前記上部キャップを前記電池セルにねじ結合によって結合するステップと、
(h)絶縁性の底部キャップを前記電池セルの底部に接着によって結合するステップと、
(i)ねじ結合構造を有するように構成された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シール部材を挿入するステップと、
(j)前記電池パックの外側に被覆フィルムを巻き付けるステップと
を含み、
前記安全素子の反対側は、前記安全素子の前記PCBの底部側である、請求項１に記載の二次電池パック製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新規の構造の二次電池パックに関し、より詳細には、カソード/セパレータ/アノード構造の電極集合体が、密封状態の電解質と共に電槽内に装着され、その電槽の上部に第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、メタルクラッドが第1の電極端子に取り付けられ、第2の電極端子が電槽の上部の中心から突出する構造を有するように構成された電池セルと、基板上に保護回路が形成された保護回路基板(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た接続部材AおよびB、ならびに安全素子を備える保護回路モジュール(PCM)と、PCMを囲繞するように電池セルの上部に装着された、電気的に絶縁された上部キャップであって、一対の結合溝それぞれと連通する貫通孔を有する、上部キャップとを具備し、接続部材Aの一方の端部が、PCBの底部に形成された端子接続部に結合され、接続部材Bのうちの電池セルの第2の電極端子に接続される接続部分が、PCBの底部に位置し、接続部材Bが、安全素子を介して第2の電極端子に電気的に接続され、結合部材が、PCMおよび上部キャップが電池セルの上部に配置された状態で、上部キャップの貫通孔を通って電池セルの一対の結合溝それぞれに結合され、接続部材Aの一方の端部が、接続部材Aのもう一方の端部に対して垂直に曲がって第1の電極端子に溶接によって電気的に接続されており、接続部材Aの他方の端部が、PCBの底部に形成された端子接続部に結合されており、絶縁テープが、接続部材AおよびBのうちの電池セルの電極端子に接続される部分を露出させた状態で、PCBの底部に取り付けられ、PCMおよび絶縁テープが、上部キャップ内に設置される、二次電池パックに関する。
【背景技術】
【０００２】
モバイル機器の開発が進み、その需要が増大するにつれて、二次電池の需要も急速に増大している。こうした二次電池の中では、リチウム二次電池が、エネルギー密度および動作電圧が高く、保存および耐用年数特性が優れているという特徴を呈し、様々な電気製品ならびにモバイル機器に対するエネルギー源として広く使用されている。
【０００３】
しかし、リチウム二次電池には、様々な可燃性材料が含まれている。その結果、過充電、過電流、または外部の物理的衝撃によってリチウム二次電池が過熱または破裂することがあるという点で、危険である可能性がある。言い換えると、リチウム二次電池の安全性は低い。したがって、過充電または過電流など、リチウム二次電池の異常な状態を効果的に制御するために、正温度係数(PTC)素子および保護回路モジュール(PCM)などの安全素子が、リチウム二次電池の電池セルに接続された状態でリチウム二次電池内に装着される。
【０００４】
一般に、PCMは、導電性のニッケル製の板を介して電池セルに、溶接またははんだ付けによって接続されている。すなわち、ニッケル製の板を、PCMの電極タブに溶接またははんだ付けによって接続し、電池セルの電極端子に溶接またははんだ付けによって接続して、PCMを電池セルに接続し、絶縁性の上部キャップを電池セルの上部に嵌め、それにより、電池パックが製造される。
【０００５】
こうしたPCMを含む安全素子が、電池セルの電極端子と電気接続した状態に維持され、同時に、電池セルの他の部品から電気的に絶縁されることが必要である。こうした接続を実現するには、複数の絶縁性の装着部材が必要であり、その結果、電池パックの組立てプロセスが複雑になり、電池セルを受容する空間のサイズが縮小される。
【０００６】
さらに、PCMをニッケル製の板を介して電池セルに接続し、絶縁性の上部キャップを電池セルの上部に結合して、電池パックを製造する、上記の方法は、連続したプロセスによって構成されている。こうした理由から、あるプロセスで生じた不具合は、別のプロセスの不具合につながり、その結果、不具合の割合を低下させアウトソーシングで電池パックを製造することが難しい。
【０００７】
したがって、従来の電池セルおよび従来の組立て方法を最大限に利用しながら、PCM、上部キャップ、および絶縁性の装着部材などの構成要素を組み込み、それにより、電池セルの上部に配置された部材間の安定した結合を実現し電池セルの容量を増大するように、電池パックの品質を改善する技術の必要性が高い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、本発明は、上記の問題および未だ解決していない他の技術的問題を解決するためになされたものである。
【０００９】
具体的には、本発明の目的は、電池セルの上部に装着される部材が組み込まれた構造を有するように構成された二次電池パックを提供することであり、それにより、電池パックの組立てプロセスが単純になり、電池パックの製造コストが削減される。
【００１０】
本発明の別の目的は、従来の電池セルおよび従来の組立て方法を最大限に利用して電池パックを製造する構造を有するように構成された二次電池パックを提供することであり、その電池パックの品質および安定性が改善される。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一態様によれば、上記のおよび他の目的を、カソード/セパレータ/アノード構造の電極集合体が、密封された状態の電解質と共に電槽内に設置され、その電槽の上部に第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、メタルクラッドが第1の電極端子に取り付けられ、第2の電極端子が電槽の上部の中心から突出する構造を有するように構成された電池セルと、基板上に保護回路が形成された保護回路基板(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た接続部材AおよびB、ならびに安全素子を備える保護回路モジュール(PCM)と、PCMを囲繞するように電池セルの上部に装着された、電気的に絶縁された上部キャップであって、一対の結合溝それぞれと連通する貫通孔を有する、上部キャップとを具備し、接続部材Aの一方の端部が、PCBの底部に形成された端子接続部に結合され、接続部材Bのうちの電池セルの第2の電極端子に接続される接続部分が、PCBの底部に位置し、接続部材Bが、安全素子を介して第2の電極端子に電気的に接続され、結合部材が、PCMおよび上部キャップが電池セルの上部に配置された状態で、上部キャップの貫通孔を通って電池セルの結合溝それぞれに結合され、接続部材Aの一方の端部が、接続部材Aの他方の端部に対して垂直に曲がって第1の電極端子に溶接によって電気的に接続されており、接続部材Aの他方の端部が、PCBの底部に形成された端子接続部に結合されており、絶縁テープが、接続部材AおよびBのうちの電池セルの電極端子に接続される部分を露出させた状態で、PCBの底部に取り付けられ、PCMおよび絶縁テープが、上部キャップ内に設置される、二次電池パックを提供することによって実現することができる。
【００１２】
すなわち、本発明による二次電池パックでは、接続部材Aの一方の端部は、接続部材Aのもう一方の端部に対して垂直に曲がり、第1の電極端子に溶接によって電気的に接続されており、接続部材Aの他方の端部は、PCBの底部に形成された端子接続部に結合されており、それにより、落下試験中に接続部分が壊れる現象が起きるのが防止され、したがって、電池パックの品質および安定性が改善される。
【００１３】
さらに、接続部材Bは、第2の電極端子に安全素子を介して電気的に接続され、それにより、電池パックの安全性が改善される。さらに、電池セルの構造を大幅に変更することなしに、電池パックの製造の加工可能性を大幅に改善することが可能である。
【００１４】
電池パックを組み立てる通常のプロセスでは、上記で説明したように、PCMアセンブリを構成する接続部材、絶縁性の装着部材、およびPCMは、順次、電池セルに結合されるか、または配置され、上部キャップは電池セルに装着される。このようにして、PCMアセンブリが電池セルに装着される。したがって、PCMアセンブリを電池セルに装着するには、複数の溶接またははんだ付けプロセス、および複数の装着動作が必要である。その結果、不具合の割合が高くなり、さらに、アセンブリおよび配置のための空間が必要になる。
【００１５】
一方、本発明による二次電池パックでは、接続部材AおよびBは、PCMおよび絶縁テープが上部キャップ内に装着された状態で、接続され、曲がり、電池セルに結合部材によって結合され、それにより、接続される部分の不具合の割合を大幅に低下させ、電池パックの製造プロセスを大幅に単純化する。
【００１６】
さらに、絶縁テープは、接続部材AおよびBのうちの電池セルの電極端子に接続される部分を露出させた状態でPCBの底部に取り付けられる。したがって、絶縁テープによって、接続部材AおよびBのうちの電池セルの電極端子に接続された部分を除く接続部材AおよびBの残りの部分とPCBとの間の電気絶縁を維持することが可能である。
【００１７】
さらに、絶縁テープの厚さは、従来の絶縁性の装着部材の厚さよりも小さい。したがって、電池セルの上部の配置空間を最小限に抑えて、動作の容易さを改善し製造コストを削減することが可能である。
【００１８】
電槽が簡単に製造され所定のレベルよりも高い機械的強度を呈することが必要である。こうした理由から、電槽は、金属製容器、好ましくはアルミニウム製容器またはステンレス鋼製容器でよい。
【００１９】
好ましい例では、第1の電極端子はカソード端子でよく、第2の電極端子はアノード端子でよい。例えば、角形電池セルの構成は、電池セルの上部から突出する電極端子および電槽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性の部材がそれらの間に挿入され、それにより、互いからの絶縁が実現される構造を有することができる。したがって、こうした角形電池セルでは、第1の電極端子は、電槽の上部、すなわちカソード端子でよく、第2の電極端子は、電槽の上部から突出するアノード端子でよい。
【００２０】
好ましくは、一対の結合溝は、電槽の上部の両端部に位置する。結合溝のうちの一方は、第1の電極端子に形成されてよい。あるいは、2つの結合溝は両方とも第1の電極端子に形成されてよい。
【００２１】
接続部材Aの垂直に曲がった端部は、平面形状が
【数２】
0005509320.tif 000002
字形に形成されてよい。
【００２２】
一方、接続部材AとPCBとの間の結合(電気接続)を、様々な手法で実現することができる。好ましくは、接続部材Aは、PCBの底部にはんだ付けによって結合される。
【００２３】
具体例では、接続部材Aは、PCBの端子接続部に結合されたPCB結合部と、PCB結合部に対して垂直に曲がり電池セルの上部に結合した電池セル結合部とを含むことができる。
【００２４】
上記の構造では、PCB結合部は、PCBの底部に形成された端子接続部にはんだ付けによって結合され、電池セル結合部は、電池セルの上部にスポット溶接によって結合される。したがって、接続部材Aと電池セル結合部との間の結合力を増強させることが可能である。
【００２５】
別の具体例では、第2の電極端子に接続された接続端子を、PCBの底部における接続部材Aの反対側の位置に形成することができ、第2の電極端子に溶接によって結合された接続部材Bを、安全素子を介して接続端子に電気的に接続することができる。この構造では、安全素子と一緒にPCMに含まれる接続部材Bは、接続部材Bが絶縁性のキャップに装着される状態で電池セルの第2の電極端子に溶接によって結合され、それにより、それらの間に電気接続が実現される。接続部材Bは、接続部材が電池セルの上部で装着されるように曲がっている。
【００２６】
一例では、安全素子は、温度の上昇に従ってその抵抗が上昇する素子、好ましくは、正温度係数(PTC)素子でよい。PTC素子に結合された接続部材Bは、内部短絡によって電池パックの内部の温度が急上昇するときに、電池パックの上部において電流の供給を遮断するように働く。
【００２７】
具体的には、本発明による二次電池パックでは、PTC素子は、電池セルとPCBとの間の回路上に位置する接続部材Bに直接接続される。したがって、PTC素子は、電池セルの温度により敏感に応答し、それにより、電池パックの安全性が大幅に改善される。
【００２８】
接続部材Aおよび接続部材Bの材料は、それらが導電性の材料から形成される限り、特別に限定されるものではない。例えば、接続部材Aおよび接続部材Bは、ニッケル製の板から作製することができる。
【００２９】
好ましくは、上記で説明したように絶縁テープがPCBの底部に取り付けられる構造では、絶縁テープは、接続部材Aの電池セル結合部のうち第1の電極端子に面する部分、および接続部材Bの一方の面のうちの第2の電極端子に面する部分を除いた残りの部分に取り付けられる。したがって、全体の絶縁状態を維持しながら、電池セルの電極端子とPCBの電極端子との間の電気接続を安定して実現することが可能である。
【００３０】
様々な結合部材を、上部キャップの貫通孔を通して電池セルの結合溝中に結合することができる。例えば、結合部材はねじでよいが、それに限定されるものではない。
【００３１】
上部キャップは、電池セルの上部に上記の結合によって結合され、それにより、電池パックの組立てが簡単に実現され、より安定した結合が確保される。
【００３２】
結合部材が貫通孔に嵌められた状態では、接着剤を上部キャップの貫通孔に注入することができる。あるいは、シール部材を上部キャップの貫通孔に挿入することができる。
【００３３】
電池セルの上部に結合された絶縁性の上部キャップに加えて、追加の絶縁性の底部キャップを電池セルの底部に装着することができ、被覆フィルムを電池セルの電槽の外側に取り付けることができる。したがって、電池セルを外部の衝撃から保護し、電池セルの電気絶縁を維持することが可能である。
【００３４】
本発明による二次電池パックでは、電池セルの種類および形状に関わらず、任意の電池セルを様々な方式で使用することができる。好ましくは、角形リチウム二次電池セルが使用される。
【００３５】
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集合体が、密封された状態の電解質と共に電槽内に設置され、前記電槽の上部に第1の電極端子、第2の電極端子、および1対の結合溝が設けられた構造を有するように構成された電池セルに装着される保護回路モジュール(PCM)アセンブリであって、基板上に保護回路が形成された保護回路基板(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B、ならびに安全素子を備えるPCMと、前記PCMが前記上部キャップ内に設置された状態で前記電池セルの上部に装着される、電気的に絶縁された上部キャップであって、前記一対の結合溝それぞれと連通する貫通孔を有する上部キャップとを具備し、前記接続部材Aの一方の面が、前記PCBの前記底部に形成された端子接続部に結合され、前記接続部材Bのうちの前記電池セルの前記第2の電極端子に接続される接続部分が、前記PCBの前記底部に位置し、前記接続部材Bが、前記安全素子を介して前記第2の電極端子に電気的に接続され、絶縁テープが、前記接続部材AおよびBのうちの前記電池セルの前記電極端子に接続される部分を露出させた状態で、前記PCBの前記底部に取り付けられ、前記PCMおよび前記絶縁テープが、前記上部キャップ内に設置される、PCMアセンブリが提供される。
【００３６】
したがって、本発明によるPCMアセンブリでは、接続部材AおよびBは、PCMおよび絶縁テープが上部キャップの中に設置された状態で、接続され、曲がり、電池セルに結合部材によって結合され、それにより、接続される部分の不具合の割合を大幅に低下させ、電池パックの製造プロセスを大幅に単純化する。
【００３７】
PCMアセンブリは、本発明が属する技術分野では新しい。
【００３８】
本発明のさらなる態様によれば、(a)安全素子の一方の側に接続部材Bを結合し、その安全素子の反対側に絶縁テープを取り付けるステップと、(b)安全素子のもう一方の側を、保護回路がその上に形成された保護回路基板(PCB)の底部に結合するステップと、(c)接続部材Aの一方の端部を、PCBの底部に形成された端子接続部にはんだ付けによって結合して、保護回路モジュール(PCM)を製造するステップと、(d)PCMを絶縁性の上部キャップ内に設置するステップと、(e)PCMの底部において、接続部材Aのうちの電池セルの第1の電極端子に接続される部分および接続部材Bのうちの電池セルの第2の電極端子に接続される部分を除いた残りの部分を、絶縁テープに取り付けるステップと、(f)接続部材Aおよび接続部材Bをそれぞれ第1の電極端子および第2の電極端子に溶接によって結合し、上部キャップを電池セルの上部に装着するために接続部材Aおよび接続部材Bを曲げるステップと、(g)上部キャップを電池セルにねじ結合によって結合するステップと、(h)絶縁性の底部キャップを電池セルの底部に接着によって結合するステップと、(i)ねじ結合構造を有するように構成された上部キャップの貫通孔に、接着剤を注入するかまたはシール部材を挿入するステップと、(j)電池パックの外側に被覆フィルムを巻き付けるステップとを含む、二次電池パックの製造方法が提供される。
【００３９】
PCM、絶縁テープ、および上部キャップは、二次電池パックを製造する従来の方法と比較すると、ステップ(a)から(e)に組み込まれている。したがって、アウトソーシングで二次電池パックを製造し、電池パックの機械的な試験性能を改善し、加工の難しさを軽減することが可能であり、それにより、よりコンパクトな電池パックが製造される。
【発明の効果】
【００４０】
上記の説明から明らかなように、本発明による二次電池パックは、電池セルの上部に装着される部材を組み込んだ構造を有するように構成されており、それにより、電池パックの組立てプロセスが単純化され、電池パックの製造コストが削減される。さらに、電池パックは、従来の電池セルおよび従来の組立て方法を最大限に利用して製造され、電池パックの品質および安定性が改善される。
【００４１】
本発明の上記および他の目的、特徴、および利点は、添付の図面と併せた以下の詳細な説明からより明確に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施形態による、電池セルの上部および絶縁性の上部キャップを例示する分解斜視図である。
【図２】上部キャップ内に装着された保護回路モジュール(PCM)および絶縁テープを例示する典型的な図である。
【図３】図2の分解斜視図である。
【図４】電池セルの上部に装着された絶縁性の上部キャップおよび結合部材を例示する典型的な図である。
【図５】図1の接続部材Aを典型的に例示する垂直部分断面図である。
【図６】正温度係数(PTC)素子および接続部材Bを例示する分解斜視図である。
【図７】正温度係数(PTC)素子を例示する分解斜視図であり、接続部材Bが保護回路基板(PCB)の底部および絶縁テープに結合している。
【図８】電池セル、底部キャップ、および被覆フィルムを例示する分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
次に、本発明の好ましい実施形態を、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、例示の実施形態によって本発明の範囲が限定されないことに留意されたい。
【００４４】
図1は、本発明の実施形態による、電池セルの上部および絶縁性の上部キャップを例示する分解斜視図であり、図2は、上部キャップに装着された保護回路モジュール(PCM)および絶縁テープを例示する典型的な図である。
【００４５】
これらの図面を参照すると、二次電池パック100が、電池セル110と、保護回路モジュール(PCM)120と、上部キャップ130とを含み、その上部キャップ130はPCM120を囲繞するように電池セル110の上部に装着されている。
【００４６】
電池セル110の構成は、電極集合体が、密封された状態の電解質と共に電槽内に装着され、カソード端子111、アノード端子112、ならびに一対の結合溝113および114が、電槽の上部に形成された構造を有する。さらに、メタルクラッド115が、カソード端子111の上側端部に取り付けられている。
【００４７】
PCM120は、保護回路がその上に形成された保護回路基板(PCB)123、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122、ならびに正温度係数(PTC)素子124を有する。
【００４８】
上部キャップ130は、電気的に絶縁性のある材料から形成されている。上部キャップ130は、その両端に貫通孔133および134を備え、それらの貫通孔133および134は、それぞれ結合溝113および114と連通する。
【００４９】
さらに、絶縁テープ141が、接続部材A121のうちのカソード端子111に接続される部分、および接続部材B122のうちのアノード端子112に接続される部分を露出させた状態で、PCB123の底部に取り付けられ、PCM120および絶縁テープ141は、上部キャップ130内に装着される。
【００５０】
アノード端子112は、金属製容器から形成された電槽からアノード端子112が絶縁された状態で上向きに突出し、電池セル110の上部に形成されており、アノード端子112以外の残りの部分がカソード端子111を構成する。電池セル110は、その上部の一方に電解質注入ポート116備え、その電解質注入ポート116は、金属の球またはポリマー樹脂によってシールされる。
【００５１】
図3は、図2の分解斜視図であり、図4は、電池セルの上部に装着された絶縁性の上部キャップおよび結合部材を例示する典型的な図であり、図5は、電池セルに結合する図1の接続部材Aを典型的に例示する垂直部分断面図である。
【００５２】
これらの図面を図1と共に参照すると、接続部材A121は、PCBの端子接続部(図示せず)に
結合したPCB結合部1212と、PCB結合部1212に対して垂直に曲がり電池セルの上部に結合し
た電池セル結合部1213とを含む。電池セル結合部1213、すなわち、接続部材A121の垂直に
曲がった端部は、平面形状が
【数３】
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字形に形成されている。
【００５３】
さらに、PCB結合部1212は、PCB123の底部に形成された端子接続部にはんだ付けによって結合され、電池セル結合部1213は、電池セルの上部に取り付けられたメタルクラッド115にスポット溶接によって結合される。
【００５４】
結合部材151および152は、PCM120および上部キャップ130が電池セル110の上部に配置された状態で、上部キャップ130の貫通孔133および134を通って電池セル110の結合溝113および114に結合される。
【００５５】
図6は、PTC素子および接続部材Bを典型的に例示する分解斜視図であり、図7は、PTC素子を典型的に例示する分解斜視図であり、接続部材BがPCBの底部および絶縁テープに結合している。
【００５６】
これらの図面を図1と共に参照すると、接続部材B122は、PTC素子124の一方の面1241に溶接によって結合しており、絶縁テープ142が、PTC素子124の反対側の面、すなわちPCB123の底面に取り付けられており、PTC素子124のもう一方の面1242は、溶接によってPCB123の底部1231に結合している。
【００５７】
すなわち、絶縁テープは、接続部材B122のうちのアノード端子112に接続される方の面に取り付けられており、PCB123は、PTC素子124を介して電池セル110のアノード端子112に電気的に接続される。
【００５８】
図8は、電池セル、絶縁性の底部キャップ、および被覆フィルムを典型的に例示する分解図である。
【００５９】
図8を参照すると、絶縁性の底部キャップ150が、電池セル110の底部に結合され、被覆フィルム160が、電池セル110の電槽の外側に巻き付くように電池セル110の電槽の外側に取り付けられている。
【００６０】
被覆フィルム160は、外側からの電池セル110の電気絶縁を維持し製品情報を表示するように、電槽の外側に取り付けられる。被覆フィルム160は、熱収縮可能な材料から作製されており、チューブの形状に形成される。被覆フィルム160は、電池セル110に巻き付くように配置され、次いで、被覆フィルム160に熱が加えられ、したがって、被覆フィルム160が収縮し、電池セル110の電槽の外側と密着する。
【００６１】
本発明の好ましい実施形態を例示の目的で開示してきたが、添付の特許請求の範囲に開示されている本発明の範囲および趣旨から逸脱することなしに、様々な改変、追加、および代用が可能であることを当業者なら理解するであろう。
【符号の説明】
【００６２】
100  二次電池パック
110  電池セル
111  カソード端子
112  アノード端子
113  結合溝
114  結合溝
115  メタルクラッド
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A
122  接続部材B
123  保護回路基板(PCB)
124  正温度係数(PTC)素子
130  上部キャップ
133  貫通孔
134  貫通孔
141  絶縁テープ
142  絶縁テープ
150  絶縁性の底部キャップ
151  結合部材
152  結合部材
160  被覆フィルム
1212  PCB結合部
1213  電池セル結合部
1241  PTC素子124の一方の面
1242  PTC素子124のもう一方の面
【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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