(57)【要約】【課題】新規な構造を採用して小型化、軽量化が可能であり、かつ、安全性に優れたバッテリーパックを提供する。【解決手段】第１面に溝を備えるベアセル１１０と、ベアセル１１０の第１面上に位置される保護回路モジュール１２０と、保護回路モジュール１２０に結合される端子部１５０と、を含み、溝の少なくとも一部は、端子部１５０が保護回路モジュール１２０に結合される結合部に対応するように位置される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面に溝を備えるベアセルと、
前記ベアセルの前記第１面上に位置される保護回路モジュールと、
前記保護回路モジュールに結合される端子部と、を含み、
前記溝の少なくとも一部は、前記端子部が前記保護回路モジュールに結合される結合部に対応するように位置されることを特徴とするバッテリーパック。
【請求項２】
前記結合部は、半田部を含むことを特徴とする請求項１に記載のバッテリーパック。
【請求項３】
前記保護回路モジュールは、前記端子部に対応する位置に開口部を備えることを特徴とする請求項１に記載のバッテリーパック。
【請求項４】
前記端子部は、前記開口部を貫通して延長されることを特徴とする請求項３に記載のバッテリーパック。
【請求項５】
前記開口部は、複数で構成することを特徴とする請求項３に記載のバッテリーパック。
【請求項６】
前記溝は、前記結合部と離隔されることを特徴とする請求項１に記載のバッテリーパック。
【請求項７】
前記溝に位置される絶縁部材をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のバッテリーパック。
【請求項８】
前記絶縁部材は、一面テープまたは両面テープを含むことを特徴とする請求項７に記載のバッテリーパック。
【請求項９】
前記ベアセルは、キャッププレートを含み、前記溝は、前記キャッププレートの厚さの２０％の深さを持つことを特徴とする請求項１に記載のバッテリーパック。
【請求項１０】
前記溝は、前記キャッププレートに形成されることを特徴とする請求項９に記載のバッテリーパック。
【請求項１１】
前記溝は、複数で構成されることを特徴とする請求項１に記載のバッテリーパック。
【請求項１２】
前記結合部は複数で構成され、それぞれの前記溝は、それぞれの前記結合部の少なくとも一部に対応されることを特徴とする請求項１１に記載のバッテリーパック。
【請求項１３】
前記ベアセルの前記第１面に隣接する第２面に位置されたベント部をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のバッテリーパック。
【請求項１４】
前記保護回路モジュールをカバーするトップケースをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のバッテリーパック。
【請求項１５】
前記トップケースには結合部材が挿入される結合溝が形成されることを特徴とする請求項１４に記載のバッテリーパック。
【請求項１６】
前記トップケース及び前記ベアセルには、結合溝が形成され、それぞれの前記結合溝に挿入され、前記トップケース及び前記ベアセルを結合する結合部材をさらに含むことを特徴とする請求項１４に記載のバッテリーパック。
【請求項１７】
前記トップケースには開口部が設けられ、前記端子部は、前記開口部を介して外部に露出することを特徴とする請求項１４に記載のバッテリーパック。
【請求項１８】
前記結合部は、前記溝に向かって前記保護回路モジュールから突出することを特徴とする請求項１に記載のバッテリーパック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリーパックに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯用電子機器の電源として二次電池が多様に使用されている。また、携帯用電子機器が様々な分野で使用され、これに伴って二次電池の需要が急増している。このような二次電池は充放電して複数回の使用が可能であり、これにより、経済及び環境的にも効果的であるためその使用が奨励されている。
【０００３】
また、電子機器の小型化、軽量化が要求されつつ、二次電池に対しても小型化、軽量化が求められている。しかしながら、二次電池は、内部にリチウムなどのような反応性の大きい物質が含まれているので、安全性の側面から小型化および軽量化させるのに制約となってきた。このため、二次電池の安全性を向上させると同時に、小型化および軽量化の可能なバッテリーパックを開発するための様々な研究が進められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】日本特許公開第 2 0 0 5 - 2 7 6 5 7 5号
【特許文献２】日本特許公開第 2 0 1 0 - 0 2 7 3 3 9号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、上記問題を解決するために案出されたもので、その目的は、新規な構造を採用して小型化、軽量化が可能であり、かつ、安全性に優れた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】
【０００６】
上記目的を達成するために本発明の実施例によるバッテリーパックは、第１面に溝を備えるベアセルと、前記ベアセルの前記第１面上に位置される保護回路モジュールと、前記保護回路モジュールに結合される端子部と、を含み、前記溝の少なくとも一部は、前記端子部が前記保護回路モジュールに結合される結合部に対応するように位置することができる。ここで、前記結合部は、半田部を含むことができる。
【０００７】
また、前記保護回路モジュールは、前記端子部に対応する位置に開口部を備えることができる。
【０００８】
また、前記端子部は、前記開口部を貫通して延長することができる。
【０００９】
また、前記開口部は、複数で構成することができる。
【００１０】
また、前記溝は、前記結合部と離隔することができる。
【００１１】
また、前記溝に位置された絶縁部材をさらに含むことができる。
【００１２】
また、前記絶縁部材は、一面テープまたは両面テープを含むことができる。
【００１３】
また、前記ベアセルは、キャッププレートを含み、前記溝は、前記キャッププレートの厚さの２０％の深さを持つことができる。
【００１４】
また、前記溝は、前記キャッププレートに形成することができる。
【００１５】
また、前記溝は、複数で構成することができる。
【００１６】
また、前記結合部は複数で構成され、それぞれの前記溝は、それぞれの前記結合部の少なくとも一部に対応することができる。
【００１７】
また、前記ベアセルの前記第１面に隣接する第２面に位置されたベント部をさらに含むことができる。
【００１８】
また、前記保護回路モジュールをカバーするトップケースをさらに含むことができる。
【００１９】
また、前記トップケースには結合部材が挿入される結合溝が形成することができる。
【００２０】
また、前記トップケース及び前記ベアセルには、結合溝が形成され、それぞれの前記結合溝に挿入され、前記トップケース及び前記ベアセルを結合する結合部材をさらに含むことができる。
【００２１】
また、前記トップケースには開口部が設けられ、前記端子部は、前記開口部を介して外部に露出することができる。
【００２２】
また、前記結合部は、前記溝に向かって前記保護回路モジュールから突出することができる。
【発明の効果】
【００２３】
以上、説明したように本発明のバッテリーパックによれば、端子部が保護回路モジュールに結合されて形成される結合部に対応するようにベアセルに溝を形成するので、結合部と溝との間の離隔距離を充分に確保し、バッテリーパックの安全性を向上させながら、バッテリーパックの小型化を実現することができる。
【００２４】
また、本発明によれば、溝上に絶縁部材を位置させることで、結合部とベアセルとの間の不要な短絡現象をより効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施例によるバッテリーパックの斜視図である。
【図２】図１に示したバッテリーパックの分解斜視図である。
【図３】図１に示したＡ１−Ａ１´線を基準としたバッテリーパックの断面図である。
【図４】図１に示したＢ１−Ｂ１´線を基準としたバッテリーパックの断面図である。
【図５】図３に示したバッテリーパックの逃げ溝に絶縁部材がさらに含まれた場合を示した断面図である。
【図６】本発明の他の実施例によるバッテリーパックの斜視図である。
【図７】図６に示したバッテリーパックの分解斜視図である。
【図８】図６に示したＡ２−Ａ２´線を基準としたバッテリーパックの断面図である。
【図９】図６に示したＢ２−Ｂ２´線を基準としたバッテリーパックの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、添付した図面を参照して本発明の実施例について詳細に説明する。
【００２７】
図１は、本発明の一実施例によるバッテリーパック１００の斜視図で、図２は図１に示したバッテリーパック１００の分解斜視図である。以下、これを参照して、本実施例によるバッテリーパック１００について説明する。
【００２８】
図１及び図２に示したように、本実施例によるバッテリーパック１００は、逃げ溝１１１が形成されたベアセル１１０、保護回路モジュール１２０、保護回路モジュール１２０をカバーするトップケース１３０、および保護回路モジュール１２０に例えば、半田付けによって結合された端子部１５０を含み、端子部１５０が保護回路モジュール１２０に結合されて形成された結合部の一例である半田部１５３（図３及び図４を参照）の対応される位置に逃げ溝１１１が形成されることができる。
【００２９】
ここで、本実施例では、結合部の一例として、半田部１５３を説明するが、本発明の結合部は、これに限定されず、例えば、ねじ結合、溶接など様々に具現することができるのである。本実施例における半田部１５３は、結合部の一つの例であり、これからの説明では、便宜上結合部を半田部１５３と指称して説明する。また、本発明では逃げ溝１１１を表現しているが、「逃げ」という用語によって逃げ溝１１１の機能と位置が制限されるものではない。
【００３０】
ベアセル１１０は、イオンまたは電子の移動による電気化学的エネルギーを発生する部材である。ここで、ベアセル１１０は、電池ケースに陽極板、陰極板及びこれらの極板との間に介在されるセパレータを巻取りまたは積層して形成される電極組立体と、電解液をともに収納して製造することができる。電極組立体は、電解液との電気化学的反応によってエネルギーを発生し、前記エネルギーは、電極タブなどを介して外部に供給される。例えば、電池ケースはパウチ型、角型または円筒形でありえる。
【００３１】
一方、ベアセル１１０の第１面、例えば一面には逃げ溝１１１が形成されることができる。ここで、逃げ溝１１１は、ベアセル１１０と保護回路モジュール１２０が向き合うベアセル１１０の一面に形成することができる。また、逃げ溝１１１は、ベアセル１１０の一面に対して陥没した形状を有することができる。また、ベアセル１１０には、安全手段として内部で発生するガスを外部に放出する通路として作用するベント部１１３がさらに具備されることができるが、このようなベント部１１３は、ベアセル１１０の面のうち逃げ溝１１１が形成された面（第１面）の隣接した第２面、例えば、ベアセル１１０の側面に形成することができる。この時、ベント部１１３が図２のように線形になることを考慮すると、ベアセル１１０の側面のうち広くて平らな面に位置させることが望ましい場合がある。ここで、ベント部１１３の形状は、図面に示されたものに限定されない。
【００３２】
保護回路モジュール１２０は、ベアセル１１０上に位置し、ベアセル１１０の充電及び放電時の電圧または電流を制御する部材である。ここで、保護回路モジュール１２０は、回路パターンが形成された回路基板で具現することができ、保護回路モジュール１２０の一面には、複数の電子部品１２１が具現されることができる。ここで、電子部品１２１とは、電界効果能動素子（ＦＥＴ；Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、集積回路ICなどでありえるし、このような電子部品１２１はベアセル１１０内の電極組立体を制御するか、または電極組立体の異常動作の時に回路を遮断する機能を行うことができる。
【００３３】
また、保護回路モジュール１２０の回路基板は、スイッチング回路を含めて電子部品１２１とともにバッテリーパック１００をより効率的に制御及び保護することができる。具体的には、バッテリーパック１００の過充電、過放電、過電流、短絡、逆電圧などを遮断し、バッテリーパック１００の爆発、過熱、液漏れ、および充放電特性の悪化を防止して電気的性能の低下と異常動作を抑制することにより、危険要素を除去し、使用寿命を延長させることができる。
【００３４】
一方、保護回路モジュール１２０は、逃げ溝１１１の形成されたベアセル１１０の面と対向するように位置することができる。また、保護回路モジュール１２０には、開口部１２２が形成することができ、開口部１２２を介して端子部１５０の一側１５１が保護回路モジュール１２０を貫通することができる。
【００３５】
トップケース１３０は、ベアセル１１０に結合されて保護回路モジュール１２０をカバーするための部材である。ここで、トップケース１３０は逃げ溝１１１の形成されたベアセル１１０の一面に結合されるように位置されることができる。したがって、トップケース１３０によって逃げ溝１１１、保護回路モジュール１２０などが外部に露出しないことができる。一方、トップケース１３０には、開口部１３１が形成することができ、開口部１３１を介して端子部１５０の他側１５２が外部に露出することができる。このとき、開口部１３１は、端子部１５０の個数にとって複数で具現することができ、例えば、端子部１５０が三つの場合、開口部１３１をも三つで構成することができる。
【００３６】
一方、トップケース１３０は、ベアセル１１０と結合部材１４０により結合することができる。この時、トップケース１３０とベアセル１１０の両側には、対応する位置にそれぞれ結合溝１１２、１３２が形成することができ、結合溝１１２、１３２に結合部材１４０が挿入されてベアセル１１０とトップケース１３０が結合されることができる。たとえば、結合溝１１２、１３２の内側にねじ線が形成することができ、結合部材１４０は、ボルトで具現されて結合溝１１２、１３２にネジ結合されることができる。また、結合部材１４０の上部には、結合部材１４０が外部に露出しないように結合部材１４０のヘッド部をカバーするボンディング部材１４１がさらに位置することができる。
【００３７】
端子部１５０は、バッテリーパック１００と外部機器を電気的に連結させるための部材である。ここで、端子部１５０は、保護回路モジュール１２０の一面に位置することができるが、端子部１５０の一側１５１は、保護回路モジュール１２０の開口部１２２を貫通して保護回路モジュール１２０の他面に半田付けすることができる。この時、端子部１５０の一側１５１は、保護回路モジュール１２０の開口部１２２を貫通して逃げ溝１１１に向かって延長することができ、逃げ溝１１１とは離隔されるように位置することができる。また、端子部１５０の一側１５１は、保護回路モジュール１２０の他面に半田付けられて保護回路モジュール１２０の他面に形成された回路パターンと電気的に連結されることができる。
【００３８】
また、端子部１５０は、複数（例えば、三つ）で構成することができ、端子部１５０の一側１５１は、保護回路モジュール１２０に半田付け連結され、他側１５２は、トップケース１３０に形成された開口部１３１を介して外部に露出することができる。したがって、開口部１３１を介して露出された端子部１５０に外部機器を連結することにより、バッテリーパック１００と外部機器とを電気的に連結することができる。一方、図面に図示した端子部１５０の形状は一例に過ぎないものであって、本発明はこれに限定されず、公知の様々な形状に端子部１５０を具現することができる。
【００３９】
本実施例によるバッテリーパック１００は、追加的に保護素子１６０、ボトムケース１７０、ラベル１８０などを含むことができる。ここで、保護素子１６０は、保護回路モジュール１２０とベアセル１１０との間に介在され、温度が上昇すると抵抗が上昇して電流を断線させる部材である。
【００４０】
保護素子１６０は、このような機能を果たすことができるように例えばＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）素子を利用することができる。一方、保護素子１６０は、保護素子テープ１６１によりベアセル１１０に連結されることができる。
【００４１】
ボトムケース１７０は、ベアセル１１０のトップケース１３０が結合される面の反対側に結合される部材であり、ベアセル１１０を保護するための部材である。本実施例では、ボトムケース１７０は、例えば、接着部材１７１によりベアセル１１０と結合することができる。
【００４２】
ラベル１８０は、トップケース１３０及びボトムケース１７０が結合されたベアセル１１０の側面を包み込んでトップケース１３０、ボトムケース１７０、およびベアセル１１０との間の結合を強固にし、外部からベアセル１１０を保護するための部材であり、バッテリーパック１００に関する情報、製造メーカー等を記入することができる。
【００４３】
図３は、図１に示したＡ１−Ａ１´線を基準としたバッテリーパック１００の断面図で、図４は、図１に示したＢ１-Ｂ１´線を基準にしたバッテリーパック１００の断面図である。以下、これを参照して本実施例によるバッテリーパック１００の逃げ溝１１１と半田部１５３との関係をさらに具体的に説明する。
【００４４】
図３及び図４に示したように、端子部１５０は、保護回路モジュール１２０の開口部１２２を貫通して一側１５１が保護回路モジュール１２０の他面に半田付けすることができる。また、端子部１５０が半田付けされた半田部１５３は、保護回路モジュール１２０の他面から突出した形態で具現することができる。従って、半田部１５３は、保護回路モジュール１２０の他面に位置され、半田部１５３の対応する位置に形成された逃げ溝１１１と向き合う状態で離隔することができる。
【００４５】
ここで、半田部１５３は、保護回路モジュール１２０の他面から突出した形態で具現されるため、外部からの衝撃などにより半田部１５３がベアセル１１０に直接当接するような状況が発生しうる。したがって、このような直接当接を減らすために、半田部１５３とベアセル１１０との間に充分な離隔空間を置くことが重要である。一般的に、このような半田部１５３とベアセル１１０との間の離隔空間の高さは１.１mm程度である。しかし、半田部１５３とベアセル１１０との間に離隔空間を大きく置くほどバッテリーパック１００のサイズは増加されうるし、バッテリーパック１００のサイズが大きくならなければ、比較的ベアセル１１０のサイズが小さくなり、このため、バッテリーパック１００の容量が減少するような問題が発生しえる。従って、バッテリーパック１００の全体のサイズ及びベアセル１１０の容量を維持しつつ、半田部１５３とベアセル１１０との間の空間を充分に置く方案が必要であるのが実状である。
【００４６】
ところが、本実施例のようにベアセル１１０に逃げ溝１１１を形成する場合、バッテリパック１００のサイズを大きくすることなくとも追加空間を提供することができる。具体的には、半田部１５３の対応する位置に逃げ溝１１１を形成すると、半田部１５３とベアセル１１０との間の間隔を比較的大きく確保することができ、半田部１５３とベアセル１１０とが当接する可能性が減少することができる。また、逃げ溝１１１を除いたベアセル１１０と半田部１５３との間の間隔を狭くすることができるので、バッテリパック１００の全体のサイズが増える恐れがなく、ベアセル１１０の容量を維持こともできる。この際、逃げ溝１１１の深さは、ベアセル１１０のキャッププレート１１５の厚さの約２０％程度を持つことができ、例えば、キャッププレート１１５の厚さが約１mmのとき、逃げ溝１１１の深さは約０.２mmでありえる。
【００４７】
一方、本実施例では、端子部１５０は、複数で具現することができ、半田部１５３をも複数で具現され、各端子部１５０の一側１５１に位置することができる。この際、逃げ溝１１１は、複数の半田部１５３全体に対応できる程度のサイズ、例えば、端子部１５０が三つで具現される場合は、三つの半田部１５３全体に対応できほどのサイズで具現することができる。したがって、逃げ溝１１１によってどの半田部１５３においてもベアセル１１０と充分に離隔された状態でありうる。
【００４８】
図５は、図３に示したバッテリーパック１００の逃げ溝１１１に絶縁部材１１４がさらに含まれた場合を示した断面図である。図５を参照すれば、逃げ溝１１１には、絶縁部材１１４がさらに位置することができ、これにより端子部１５０とベアセル１１０と間の短絡現象をより効果的に防止することができる。この際、絶縁部材１１４は、例えば、一面または両面テープ等で具現することができ、逃げ溝１１１よりも小さい幅を有することもできる。
【００４９】
図６は、本発明の他の実施例によるバッテリーパック２００の斜視図で、図７は、図６に示したバッテリーパック２００の分解斜視図で、図８は、図６に示したＡ２−Ａ２´線を基準にしたバッテリーパック２００の断面図で、図９は、図６に示したＢ２−Ｂ２´線を基準としたバッテリーパック２００の断面図である。
【００５０】
以下、図６ないし図９を参照して本実施例によるバッテリーパック２００について詳細に説明する。本実施例によるバッテリーパック２００は、逃げ溝２１１の形成されたベアセル２１０、保護回路モジュール２２０、保護回路モジュール２２０をカバーするトップケース２３０、および保護回路モジュール２２０に半田付けされた端子部２５０を含み、端子部２５０が半田付けされて形成された半田部２５３（図８及び図９を参照）の対応する位置に逃げ溝２１１がそれぞれ複数で形成することができる。
【００５１】
すなわち、本実施例によるバッテリーパック２００の逃げ溝２１１は、図２に示した逃げ溝２１１のように一つの大きな逃げ溝１１１で具現されるものではなく、複数の半田部２５３にそれぞれ対応するように複数で具現されることを特徴とする。例えば、半田部２５３が三つで具現される場合、逃げ溝２１１をもそれぞれの半田部２５３に対応するように三つで具現することができる。
【００５２】
本実施例のように逃げ溝２１１が、各半田部２５３に対応するように具現される場合、半田部２５３とベアセル２１０と間の短絡防止、バッテリーパック２００のサイズの増加防止、ベアセル２１０の容量減少の防止効果のほかに、トップケース２３０をベアセル２１０に設けるとき、整列基準を設定することができるような特長点がある。具体的には、各逃げ溝２１１が、各半田部２５３に対応するように具現されるため、トップケース２３０をベアセル２１０に設けるとき、各半田部２５３の下部に各逃げ溝２１１が位置するようにトップケース２３０をベアセル２１０上に整列させることができる。以後、結合部材２４０を結合溝２１２、２３２に挿入して固定することにより、トップケース２３０とベアセル２１０とを容易に結合させることができる。
【００５３】
以上説明したように、本発明の最も好ましい実施例について説明したが、本発明は、前記記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載され、又は明細書に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能なのはもちろんであり、斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００５４】
１１０、２１０  ベアセル
１１１、２１１  逃げ溝
１２０、２２０  保護回路モジュール
１３０、２３０  トップケース
１３１、２３１  開口部
１４０、２４０  結合部材
１５０、２５０  端子部
１５３、２５３  半田部
【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】
2014127469.tif 000007
【図６】
2014127469.tif 000008
【図７】
2014127469.tif 000009
【図８】
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【図９】
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