(57)【要約】      （修正有）【課題】ベアセルと保護回路基板との間に樹脂を充填する必要がなくて、パッキングが完了した状態でも安全ベントが適切に作動し、また、製造工程中、ＰＴＣサーミスタの特性を低下させないバッテリパック及びその製造方法を提供する。【解決手段】保護回路基板１３０及びＰＴＣサーミスタ１７０が装着されたベアセル１５０に一体のケース１１０を被せて、そのケース１１０の開放された領域を樹脂１２０で仕上げる。この際、ベアセル１５０に形成された安全ベント１５１ｄにはリード１６０が位置するようにして、樹脂充填工程中、高圧の樹脂１２０が安全ベント１５１ｄを破壊しないようにする。また、樹脂１２０が保護回路基板１３０及びＰＴＣサーミスタ１７０にまで侵入しないようにすることによって、樹脂１２０の温度（略１５０℃）がその保護回路基板１３０及びＰＴＣサーミスタ１７０に伝えられないようにする。【選択図】  図２
2006093132.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベアセルと、
前記ベアセルに電気的に接続される保護回路基板と、
前記ベアセル及び保護回路基板に一体的に結合され、前記ベアセルの一定の領域が外部に露出するようにするケースと、
前記ケースを通じて露出したベアセルの表面を覆いつつ、前記ケースとベアセルとの間に充填された樹脂と、
を含んでなることを特徴とするバッテリパック。
【請求項２】
前記ベアセルと保護回路基板との間には、リードがさらに連結されていることを特徴とする請求項１に記載のバッテリパック。
【請求項３】
前記ベアセルと保護回路基板との間には、ＰＴＣサーミスタがさらに連結されていることを特徴とする請求項１に記載のバッテリパック。
【請求項４】
前記保護回路基板には少なくとも一つ以上の外部端子が形成され、前記外部端子と対応するケースには開口が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のバッテリパック。
【請求項５】
前記保護回路基板とベアセルとの間には、一定の厚さを有する絶縁リングがさらに介されていることを特徴とする請求項１に記載のバッテリパック。
【請求項６】
前記樹脂は、前記ベアセルとケースとの間の隙間に沿って、前記ケースの全体の高さ中、５０〜９０％の高さまで充填されていることを特徴とする請求項１に記載のバッテリパック。
【請求項７】
前記ケースを通じて露出したベアセルには相対的に厚さが薄い安全ベントが形成され、前記安全ベントには保護回路基板に連結されるリードが位置することを特徴とする請求項１に記載のバッテリパック。
【請求項８】
正極と負極を有して充放電可能なベアセルと、
前記ベアセルの一側に位置した保護回路基板と、
前記ベアセルの正極または負極中から選択されたいずれかの一つと保護回路基板とを電気的に接続するリードと、
前記リードと連結されたベアセルの他の極と保護回路基板とを電気的に接続するＰＴＣサーミスタと、
前記ベアセル、保護回路基板、リード及びＰＴＣサーミスタに一体的に結合し、前記保護回路基板の一側及びベアセルの一側が各々外部に露出するようにするケースと、
前記ケースを通じて露出したベアセルに充填された樹脂と、
を含んでなることを特徴とするバッテリパック。
【請求項９】
前記ベアセルは、
正極または負極中から選択されたいずれかの一つの極性を有する缶と、
前記缶の一側に位置し、前記缶と異なる極性を有する電極端子と、
からなることを特徴とする請求項８に記載のバッテリパック。
【請求項１０】
前記缶は、
相互に一定の距離で離隔して一定の面積を有して形成された長辺領域と、
前記長辺領域の縁部に相互に一定の距離で離隔して一定の面積を有して形成された短辺領域と、
前記長辺領域と短辺領域との共通の縁部に一定の面積を有して形成された下辺領域と、
を含んでなることを特徴とする請求項９に記載のバッテリパック。
【請求項１１】
前記缶の下辺領域には、相対的に厚さが薄い安全ベントが形成されていることを特徴とする請求項１０に記載のバッテリパック。
【請求項１２】
前記安全ベントは、表面にリードが位置することを特徴とする請求項１１に記載のバッテリパック。
【請求項１３】
前記リードは、安全ベントの外側の下辺領域または短辺領域中のいずれかの一つに熔接されていることを特徴とする請求項１２に記載のバッテリパック。
【請求項１４】
前記缶は、下辺がケースの外部に露出すると共に、前記下辺に樹脂が充填されていることを特徴とする請求項１０に記載のバッテリパック。
【請求項１５】
前記樹脂は、下辺からケースの全体の高さ中、５０〜９０％の高さまで缶の長辺領域及び短辺領域とケースとの間の隙間に充填されていることを特徴とする請求項１０に記載のバッテリパック。
【請求項１６】
前記保護回路基板には少なくとも一つ以上の外部端子が形成され、前記外部端子と対応する領域のケースには開口が形成されていることを特徴とする請求項８に記載のバッテリパック。
【請求項１７】
前記ベアセルと保護回路基板との間には、一定の厚さの絶縁リングがさらに介されていることを特徴とする請求項８に記載のバッテリパック。
【請求項１８】
前記ケースは、
互いに一定の距離が離隔して一定の面積を有して形成された長辺領域と、
前記長辺領域の縁部に、互いに一定の距離で離隔して一定の面積を有して形成された短辺領域と、
前記長辺領域と短辺領域との共通の縁部に一定の面積を有し、かつ、複数の開口を有する上辺領域と、
からなることを特徴とする請求項８に記載のバッテリパック。
【請求項１９】
前記ケースは、長辺領域と短辺領域に一定の半径を有するラウンド部がさらに形成されていることを特徴とする請求項１８に記載のバッテリパック。
【請求項２０】
充放電可能なベアセルを準備するステップと、
前記ベアセルにリード及びＰＴＣサーミスタを連結し、かつ、前記リード及びＰＴＣサーミスタを保護回路基板に電気的に接続するステップと、
前記保護回路基板及びベアセルに一側が開放されたケースを被せるステップと、
前記ケースを通じて露出したベアセルの一側を樹脂で充填するステップと、
を含んでなることを特徴とするバッテリパックの製造方法。
【請求項２１】
前記保護回路基板とベアセルとの間には、保護回路基板がベアセルに接触して短絡しないように絶縁リングがさらに介されることを特徴とする請求項２０に記載のバッテリパックの製造方法。
【請求項２２】
前記ケースを通じて開放されたベアセルの一定の領域には、相対的に厚さが薄い安全ベントが形成され、前記安全ベントには、保護回路基板に連結されるリードが位置することによって、モールディング工程中、樹脂が前記安全ベントの外部に充填されるようにすることを特徴とする請求項２０に記載のバッテリパックの製造方法。
【請求項２３】
前記樹脂は、ベアセルとケースとの間の隙間に沿ってケースの全体の高さの５０〜９０％の高さまで充填されることを特徴とする請求項２０に記載のバッテリパックの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリパック及びその製造方法に関し、より詳しくは、ベアセルと保護回路基板との間に樹脂を充填する必要がなくて、パッキングが完了した状態でも安全ベントが適切に作動し、また、製造工程中、ＰＴＣサーミスタの特性を低下させないバッテリパック及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、バッテリパックは充放電可能なベアセルと、前記ベアセルに電気的に接続されて充放電を制御し、また、過充放電の際、回路を遮断する保護回路基板と、前記ベアセルと保護回路基板との間の隙間に充填されて保護回路基板がベアセルから分離しないようにする樹脂と、前記ベアセル、保護回路基板及び樹脂をパックキングして外部セットに装着可能な形態にするケースとからなっている。
【０００３】
このようなバッテリパックを製造するために、まず、ベアセルの正極にリードを接続し、また、負極にＰＴＣサーミスタ（ＰＴＣ  ｔｈｅｒｍｉｓｔｏｒ）を接続した状態で、さらに保護回路基板を前記リード及びＰＴＣサーミスタに電気的に接続する。次に、前記保護回路基板がベアセルから分離しないように保護回路基板とベアセルとの間の隙間に樹脂を充填して機械的に固定し、また、外部装置に装着可能な形態になるようにケースを備えて、前記ベアセル及び保護回路基板をパックキングする。ここで、前記ケースは、前記ベアセル、保護回路基板及び樹脂と共に他の樹脂にモールディングされて一体的に形成され、または、上部ケース及び下部ケースを各々準備して、その間に前記一体のベアセル及び保護回路基板を受納した後、上部ケース及び下部ケースを相互結合させる。
【０００４】
しかしながら、このような従来のバッテリパックは、上述のように、保護回路基板とベアセルを機械的に固定するために樹脂を利用してモールディングしなければならない不便な問題がある。即ち、前記ベアセルと保護回路基板との間の隙間は非常に小さいのに、その隙間に高温高圧の樹脂を充填しなければならないため、保護回路基板の各種電子部品が破損しやすく、また、予め接続したリード及びＰＴＣサーミスタを分離させやすい。
【０００５】
また、前記ＰＴＣサーミスタは略７０〜８０℃前後に温度が上昇すれば抵抗値が増加して回路に流れる電流を遮断する素子であって、高温で一度作動すれば元の常温に戻るとしてもＰＴＣサーミスタの抵抗値が最初の値まで低下しなかったり、または、素子特性が悪くなる。ところが、上述のように、ベアセルと保護回路基板との間に樹脂を充填する際の樹脂の温度はほとんど１５０℃に近いために、前記ＰＴＣサーミスタが作動して特性が変化する危険が大きい。
【０００６】
勿論、このような問題を解決するために、ＰＴＣサーミスタをベアセルと保護回路基板との間でないベアセルの他の外郭に形成する構造も考えることができるが、この場合は、ＰＴＣサーミスタがベアセルの外郭に位置することによって、製造工程中、他の物体に衝突して破損しやすく、また、ＰＴＣサーミスタの厚さを勘案してケースを製造しなければならないため、提供工程が複雑になり、かつ、コストが高くなる問題がある。
【０００７】
併せて、上記のように、保護回路基板とベアセルとの間に樹脂を充填するために、別途の金型が更に必要であり、従ってバッテリパックの製造費用がより増加するだけでなく、工程の複雑化によって不良率も高まる問題がある。
【０００８】
一方、ベアセルには内圧増加の際、内部のガスを外部に放出するために、通常は保護回路基板の反対側であるベアセルの底面に安全ベントが形成される。このような安全ベントは相対的に厚さを薄くすることにより、内圧増加の際、破断しながらベアセルの内部の高圧ガスを外部に放出する。しかしながら、従来のバッテリパックでは前記ベアセルを樹脂で覆いかぶせてケースを形成する場合、前記高温高圧の樹脂が安全ベントを貫通して一定の部分がベアセルの内部に侵入する場合がある。従って、このような場合にはベアセルの内圧の増加時にも前記安全ベントが作動しない問題がある。
【０００９】
このように、安全ベントが適切に作動しない場合には、非常に高い圧力まで前記ベアセルが耐えた後、結局、臨界圧で爆発したり、または、発火したりする危険が大きくなるため、バッテリパックの信頼性を大きく低下させることになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上述の従来の問題を克服するためのものであって、本発明の目的は、ベアセルと保護回路基板との間の隙間に樹脂を充填しなくてもよく、従って、費用の低減は勿論、ＰＴＣサーミスタの特性を低下させないバッテリパック及びその製造方法を提供することにある。
【００１１】
本発明の他の目的は、ベアセルに形成された安全ベントにリードが位置するようにして、樹脂が前記安全ベントを貫通しないようにすることによって、ベアセルの膨張発生の際、安全ベントが正常に作動するバッテリパック及びその製造方法を提供することにある。
【００１２】
本発明の他の目的は、ケース形成の際、従来のように、ベアセル及び保護回路基板の全体をモールディングしなくてもよいため、ＰＴＣサーミスタに高温が伝えられないようにしてＰＴＣサーミスタの特性を低下させないバッテリパック及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記の目的の達成のために、本発明には、ベアセルと、ベアセルに電気的に連結される保護回路基板と、ベアセル及び保護回路基板に一体的に結合し、ベアセルの一定の領域が外部に露出するようにするケースと、ケースを通じて露出したベアセルに充填された樹脂を含んでなるバッテリパックが開示される。
【００１４】
ここで、前記ベアセルと保護回路基板との間には、ＰＴＣサーミスタが電気的に接続される。
【００１５】
また、前記ベアセルには安全ベントが形成され、前記安全ベントの表面にはリードが位置して保護回路基板に電気的に接続される。
【００１６】
また、前記の目的の達成のために、本発明には、充放電可能なベアセルを準備するステップと、ベアセルにリード及びＰＴＣサーミスタを連結し、かつ、リード及びＰＴＣサーミスタを保護回路基板に電気的に接続するステップと、保護回路基板及びベアセルに一側が開放されたケースを被せるステップと、ケースを通じて露出したベアセルの一側を樹脂で充填するステップと、からなるバッテリパックの製造方法が開示される。
【発明の効果】
【００１７】
上述のように、本発明に係るバッテリパック及びその製造方法は、ベアセル及び保護回路基板をケースで被せて一体的に固定した後、そのケースを通じて露出した部分のみに樹脂を充填することにより、ベアセルと保護回路基板との間の隙間に樹脂を充填しなくてもよく、従って、費用の低減は勿論、保護回路基板及びＰＴＣサーミスタの損傷を防止できる効果がある。
【００１８】
また、本発明はベアセルに形成された安全ベントの表面にリードが位置することにより、樹脂充填による安全ベントの破損を防止できる。即ち、高温高圧の樹脂充填工程中、樹脂がリードにより安全ベントを貫通できないことにより、安全ベントが樹脂の圧力により破損しない。従って、膨張発生の際、安全ベントが正常に作動して爆発の危険を最小化する効果がある。
【００１９】
併せて、本発明は保護回路基板の反対方向であるベアセルの表面に高温高圧の樹脂を充填することにより、その樹脂の温度がその反対方向の保護回路基板またはＰＴＣサーミスタにまで伝えられないことになる。従って、高温高圧の樹脂充電にもかかわらず保護回路基板またはＰＴＣサーミスタが安全に保護される効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が本発明を容易に実施できる程度で、本発明の望ましい実施の形態を添付の図面を参照しつつ詳細に説明すれば次の通りである。
【００２１】
図１を参照すれば、本発明に係るバッテリパックの斜視図が図示されている。
【００２２】
図示のように、本発明によるバッテリパック１００の見掛けは略六面体形態のケース１１０が覆いかぶせている。このようなケース１１０は、互いに一定の距離が離隔しており、一定の面積を有する長辺領域１１１を含む。また、前記長辺領域１１１の縁部にも一定の面積を有して互いに一定の距離が離隔している短辺領域１１２が形成されている。ここで、前記短辺領域１１２は前記長辺領域１１１に比べて小さな面積を有する。また、前記長辺領域１１１と短辺領域１１２との境界領域には一定の半径を有するラウンド部１１５がさらに形成されることができるが、このような構造に本発明を限定するものではない。即ち、前記長辺領域１１１と短辺領域１１２は略直角で折り曲げられた形態にすることもできる。併せて、前記長辺領域１１１と短辺領域１１２の共通の縁部には一定の面積を有する上辺領域１１３が形成されており、前記上辺領域１１３には複数の開口１１４が形成されている。
【００２３】
一方、このようなケース１１０は通常のＰＣ（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）、ＰＥＴＧ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ  Ｇｌｙｃｏｌ）、ＰＥ（ＰｏｌｙＥｔｈｙｌｅｎｅ）、ＰＰ（ＰｏｌｙＰｒｏｐｙｌｅｎｅ）、または、その等価物中のいずれかの一つを利用して成形することができるが、このような材質及びその製造方法に本発明を限定するものではない。
【００２４】
併せて、前記ケース１１０の下部には、樹脂１２０が充填されて前記ケース１１０の内部に位置したベアセル（図示していない）などが外部に離脱しないようになっている。このような樹脂１２０は、通常約１５０℃の熔融点を有するポリアミド（Ｐｏｌｙａｍｉｄｅ）、ナイロン、または、その等価物が利用されることができるが、ここに、その材質を限定するものではない。
【００２５】
図面中、未説明の符号１３１は下記する保護回路基板の外部端子である。
【００２６】
図２を参照すれば、本発明に係るバッテリパックの分解斜視図が図示されている。
【００２７】
図示のように、本発明に係るバッテリパック１００は、ケース１１０、樹脂１２０、保護回路基板１３０、絶縁リング１４０及びベアセル１５０からなっている。ここで、前記保護回路基板１３０とベアセル１５０は、リード１６０及びＰＴＣサーミスタ１７０に各々連結されている。
【００２８】
まず、前記ケース１１０は前記で詳細に説明したので、ここではその説明を省略する。また、前記樹脂１２０は下記で詳細に説明する。
【００２９】
前記保護回路基板１３０は、図示のように、略四角板形態となっており、表面には複数の外部端子１３１が形成されている。勿論、このような外部端子１３１は上述したケース１１０の開口１１４を通じて外部に露出する領域である。また、前記保護回路基板１３０は対応する両側に導電パターン１３２、１３３が各々形成されている。即ち、一側の導電パターン１３２には上述したリード１６０が電気的にはんだ付けまたは熔接される。また、他側の導電パターン１３３には上述したＰＴＣサーミスタ１７０が電気的にはんだ付けまたは熔接される。一方、前記保護回路基板１３０には図示していない複数の電子部品が実装されており、このような保護回路基板１３０はベアセル１５０の充放電を制御し、また、ベアセル１５０の過充放電の際、回路を開く役割をする。
【００３０】
前記絶縁リング１４０は、前記保護回路基板１３０とベアセル１５０との間に介されている。また、前記絶縁リング１４０は、前記保護回路基板１３０及びベアセル１５０の表面に沿って略直四角態様をなす。また、前記絶縁リング１４０は一定の厚さを有することによって、前記保護回路基板１３０の各種電子部品がベアセル１５０の表面に直接短絡しないようにする。勿論、本発明は前記絶縁リング１４０の代わりに前記保護回路基板１３０とベアセル１５０との間に絶縁紙を位置させても良い。
【００３１】
前記ベアセル１５０は、前記絶縁リング１４０の下部に位置している。このようなベアセル１５０は、実際に一定のエネルギーで充電、または、放電されるエネルギー源である。前記ベアセル１５０をより細分化して説明すれば、正極または負極中から選択されたいずれかの一つの極性を有する缶１５１と、前記缶１５１の上部に位置したキャッププレート１５２と、前記キャッププレート１５２の中央に絶縁ガスケット１５３で覆いかぶせられた電極端子１５４とからなっている。例えば、前記缶１５１及びキャッププレート１５２が正極であれば、前記電極端子１５４は負極になる。逆に、前記缶１５１及びキャッププレート１５２が負極であれば、前記電極端子１５４は正極になる。併せて、前記缶１５１は、相互一定の距離で離隔して一定の面積を有して形成された長辺領域１５１ａを含む。また、前記長辺領域１５１ａの縁部には、相互一定の距離で離隔して一定の面積を有する短辺領域１５１ｂが形成されている。また、前記長辺領域１５１ａと短辺領域１５１ｂとの共通の縁部には、一定の面積を有する下辺領域１５１ｃが形成されている。ここで、前記長辺領域１５１ａと短辺領域１５１ｂとの境界には、ラウンド部が形成されることができるが、このような態様に本発明を限定するものではない。即ち、前記長辺領域１５１ａと短辺領域１５１ｂは略直角方向に折り曲げられることができる。また、前記缶１５１の下辺領域１５１ｃには、相対的に薄い厚さを有する安全ベント１５１ｄが形成されることができる。
【００３２】
上述した樹脂１２０は、前記ケース１１０を通じて露出するベアセル１５０、即ち、缶１５１の下辺領域１５１ｃを塞ぐ役割をする。即ち、ケース１１０からベアセル１５０が外部に離脱しないようにする。ここで、前記樹脂１２０は、前記ケース１１０の全体の高さ中、略５０〜９０％の高さまで充填されることにより、前記ケース１１０またはベアセル１５０との接着力を高めて、また、樹脂１２０の充填工程中、高温の温度（略１５０℃）が保護回路基板１３０またはＰＴＣサーミスタ１７０まで伝えられないようにする。これは下記でより詳細に説明する。
【００３３】
前記リード１６０は、前記ベアセル１５０と保護回路基板１３０とを相互に電気的に接続する役割をする。図示のように、前記リード１６０は略“Ｌ”字形態で折り曲げられている。さらに、前記リード１６０は、前記缶１５１中、下辺領域１５１ｃに形成された安全ベント１５１ｄを塞ぐ形態となる。従って、上述した樹脂１２０の充填工程中、樹脂１２０が前記安全ベント１５１ｄを貫通できなくなり、高温高圧の樹脂１２０の充填工程でも安全ベント１５１ｄが安全に保護される。勿論、前記リード１６０は、前記安全ベント１５１ｄを除外した缶１５１の下辺領域１５１ｃまたは短辺領域１５１ｂ中、任意の領域に熔接される。即ち、前記リード１６０が安全ベント１５１ｄで熔接されれば、前記安全ベント１５１ｄがリード１６０により完全に塞がれることにより、ベアセル１５０の膨張発生の際、適切に作動できないためである。併せて、前記リード１６０は、前記保護回路基板１３０に形成された導電パターン１３２にはんだ付けまたは熔接される。
【００３４】
前記ＰＴＣサーミスタ１７０は、一側が上述した電極端子１５４に熔接され、他側の前記保護回路基板１３０の導電パターン１３３に熔接またははんだ付けされる。このようなＰＴＣサーミスタ１７０は、前記ベアセル１５０の温度が許容温度以上に高まると、抵抗値が大きくなって回路に流れる電流を遮断する素子である。一方、上述のように、前記ＰＴＣサーミスタ１７０には製造工程中に樹脂１２０の温度（略１５０℃）が伝えられないことにより、製造工程中、その特性が変化しなくなる。即ち、初期に設定された低い抵抗値をそのまま維持する。従って、初期の低い抵抗値をそのまま維持することによって、ベアセル１５０の充放電工程中、消費される電力が小さくてバッテリパック１００の充放電の効率を最初の設計値のままに維持できることになる。
【００３５】
図３ａを参照すれば、図１の１ａ−１ａ線に沿う一部断面図が図示されており、図３ｂを参照すれば、図１の１ｂ−１ｂ線に沿う断面図が図示されている。
【００３６】
図示のように、保護回路基板１３０の外部端子１３１はケース１１０に形成された開口１１４を通じて外部に露出し、また、残りの領域の保護回路基板１３０、絶縁リング１４０、ベアセル１５０（即ち、キャッププレート１５２及び缶１５１）は、ケース１１０により外部環境から保護される。また、ベアセル１５０の下部に形成された安全ベント１５１ｄにはリード１６０が位置していることにより、樹脂１２０が前記安全ベント１５１ｄを貫通しないようになっている。勿論、前記安全ベント１５１ｄとリード１６０は熔接された状態でないため、前記安全ベント１５１ｄはベアセル１５０の膨張発生の際、正常に作動する。
【００３７】
併せて、前記樹脂１２０は、ケース１１０の下部で一定の厚さを有しており、前記ベアセル１５０、即ち、缶１５１の表面とケース１１０との隙間にも一定の高さまで充填されている。即ち、前記樹脂１２０は、前記ケース１１０の全体の高さの略５０〜９０％の高さまで充填されている。前記樹脂１２０の充填の高さがケース１１０の全体の高さの５０％以下であれば、前記樹脂１２０と缶１５１及びケース１１０間の接着力が低下して望ましくない。また、前記樹脂１２０の充填の高さがケース１１０の全体の高さの９０％以上であれば、その上部のＰＴＣサーミスタ１７０に高温の温度を提供することによって、ＰＴＣサーミスタ１７０の特性を低下させるので望ましくない。
【００３８】
図面中未説明の符号１５５は、ベアセル１５０の内部に装着される電極組立体である。
【００３９】
図４を参照すれば、本発明に係るバッテリパックの一構成要素であるベアセルの分解斜視図が図示されている。通常、バッテリパックでベアセルといえば、上述した保護回路基板などが装着されない状態をいう。従って、図面でも保護回路基板などが図示されていない。また、前記のようなベアセルは本発明によるバッテリパックの全体的な理解のための一例に過ぎないのであり、ここに開示されたベアセルの構成に本発明を限定するものではない。即ち、本発明で開示されたケース及び樹脂は図示されたベアセルのみに適用できるのではなく、図示していない多様な形態の他のベアセルにも適用されることができる。
【００４０】
図示のように、ベアセル１５０は、所定のエネルギーで充電されたり、これを放出する電極組立体１５５、前記電極組立体１５５が受納される缶１５１、前記缶１５１の上部に組立てられて前記電極組立体１５５が離脱しないようにするキャッププレート１５２、前記缶１５１に注入されて電極組立体１５５間でイオン移動可能にする電解液（図示していない）を含むことができる。
【００４１】
前記電極組立体１５５は、正極活物質（例えば、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）、ニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ２）、マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎ２Ｏ４）、または、その等価物）が付着された正極電極板１５５ａ、負極活物質（例えば、黒鉛またはその等価物）が付着された負極電極板１５５ｂ、及び正極電極板１５５ａと負極電極板１５５ｂとの間に位置して短絡を防止し、リチウムイオンの移動のみ可能にするセパレータ１５５ｃからなることができ、上記の正極電極板１５５ａ、負極電極板１５５ｂ及びその間に介されたセパレータ１５５ｃは、略ゼリーロール（ｊｅｌｌｙ  ｒｏｌｌ）形態で巻き取られて缶１５１に受納されることができる。ここで、前記正極電極板１５５ａはアルミニウム（Ａｌ）ホイル、前記負極電極板１５５ｂは銅（Ｃｕ）ホイル、前記セパレータ１５５ｃはポリエチレン（ＰＥ）またはポリプロピレン（ＰＰ）であることができるが、本発明では上記の材質に限定するものではない。また、前記正極電極板１５５ａには上部に一定の長さが突出した正極リード１５６ｂが熔接されることができ、前記負極電極板１５５ｂにも上部に一定の長さが突出した負極リード１５６ａが熔接されることができる。前記正極リード１５６ｂはアルミニウム（Ａｌ）材質、前記負極リード１５６ａはニッケル（Ｎｉ）材質であることができるが、本発明では上記の材質に限定するものではない。
【００４２】
前記缶１５１は、上述のように、一定の面積を有して相互に対向する位置に形成された長辺領域１５１ａと、前記長辺領域１５１ａの間であって、相互に対向する位置に形成されると共に、前記長辺領域１５１ａの面積より小さな面積を有する短辺領域１５１ｂと、前記長辺領域１５１ａと短辺領域１５１ｂを塞ぐ下辺領域１５１ｃとからなることができ、前記下辺領域１５１ｃの反対方向は開放されている。
【００４３】
一方、前記電極組立体１５５の上部であって前記缶１５１の上部には、順次に絶縁ケース１５７、端子プレート１５８及び絶縁プレート１５９がさらに結合することができる。勿論、前記絶縁ケース１５７、端子プレート１５８及び絶縁プレート１５９は、電極端子１５４が上部で貫通結合できるように通孔１５７ａ、１５８ａ、１５９ａが各々形成されることができる。
【００４４】
前記絶縁ケース１５７、端子プレート１５８及び絶縁プレート１５９は、前記缶１５１の上部に組立てることができる。そして、前記絶縁プレート１５９の上部には、略板状のキャッププレート１５２が位置して長辺領域１５１ａ及び短辺領域１５１ｂの縁部に熔接される。また、前記キャッププレート１５２の中央には、一定の大きさの通孔１５２ａが形成され、その側部には、電解液の注入のための電解液注入口１５２ｂが形成されることができる。勿論、前記電解液注入口１５２ｂには、電解液注入後、ボール１５２ｃが結合して熔接される。また、前記キャッププレート１５２の通孔１５２ａには、絶縁ガスケット１５３が結合し、前記絶縁ガスケット１５３には、電極端子１５４が結合することができる。勿論、前記電極端子１５４は前記負極リード１５６ａと熔接されて、放電または充電の際、負極の役割をすることができる。また、前記正極リード１５６ｂが前記キャッププレート１５２に直接熔接されることによって、前記缶１５１及びキャッププレート１５２は正極の役割を遂行することができる。勿論、前記電極端子１５４には正極リード１５６ｂが結合して正極の役割をし、前記キャッププレート１５２には負極リード１５６ｂが熔接されて負極の役割をすることもできる。
【００４５】
一方、図示していない電解液は、充放電の際、電池の内部の正極及び負極で電気化学的反応により生成されるリチウムイオンの移動媒体の役割をし、これはリチウム塩と高純度有機溶媒類の混合物である非水溶性有機電解液でありうる。併せて、前記電解液は、高分子電解質を利用したポリマーであることもできる。
【００４６】
図５ａ乃至図５ｄを参照すれば、本発明に係るバッテリパックの製造方法が順次に図示されている。これを参照して、本発明によるバッテリパックの製造方法を説明し、ここでバッテリパックの構造は上記で詳細に説明したので、製造方法を中心にして説明する。
【００４７】
まず、図５ａに示すように、保護回路基板などが全く装着されていないベアセル１５０を準備する。即ち、缶１５１の一側には安全ベント１５１ｄが形成され、他側にはキャッププレート１５２が装着されたベアセル１５０を準備する。勿論、前記キャッププレート１５２の中央には絶縁ガスケット１５３が介されて電極端子１５４が結合している。このようなベアセル１５０は前記缶１５１及びキャッププレート１５２が正極で、電極端子１５４が負極でありうる。また、反対に、前記缶１５１及びキャッププレート１５２が負極で、電極端子１５４が正極でありうる。
【００４８】
次に、図５ｂに示すように、前記ベアセル１５０に保護回路基板１３０、リード１６０、ＰＴＣサーミスタ１７０及び絶縁リング１４０を結合する。まず、ＰＴＣサーミスタ１７０の一側を電極端子１５４に熔接し、他側を保護回路基板１３０の一側導電パターン１３３に熔接またははんだ付けする。次に、前記保護回路基板１３０とベアセル１５０との間に絶縁リング１４０を位置させて、前記保護回路基板１３０とベアセル１５０の不要な短絡を防止する。勿論、絶縁リング１４０を先に位置させた後、前記ＰＴＣサーミスタ１７０の連結作業をすることもできるが、このような作業順序を本発明に限定するものではない。次に、リード１６０の一側を缶１５１に熔接し、他側を保護回路基板１３０の導電パターン１３２に熔接またははんだ付けする。ここで、前記リード１６０は一側が前記缶１５１の一側に形成された安全ベント１５１ｄに重なって位置するようにする。即ち、下記する樹脂の充填工程で樹脂が前記安全ベント１５１ｄを貫通しないように、前記安全ベント１５１ｄの表面にリード１６０が位置するようにする。
【００４９】
次に、図５ｃに示すように、前記一体化した保護回路基板１３０、絶縁リング１４０及びベアセル１５０などに一つのケース１１０を被せる。ここで、前記ケース１１０の一側には少なくとも一つ以上の開口１１４が形成されているため、前記保護回路基板１３０に形成された外部端子１３１はそのまま外部に露出。また、上記のように、ケース１１０を被せると、前記保護回路基板１３０が前記ベアセル１５０に自然に固定されることによって、保護回路基板１３０がベアセル１５０から分離しなくなる。即ち、前記保護回路基板１３０とベアセル１５０との間の隙間に樹脂を充填しなくてもよい。勿論、この際、前記ベアセル１５０の下部は前記ケース１１０を通じて外部に露出する状態となる。
【００５０】
最後に、図５ｄに示すように、前記一体化したベアセル（図示していない）が内蔵されたケース１１０を一定の形態の金型１９０に載置する。勿論、前記金型１９０には一定の深さのキャビティ１９１が形成されており、前記キャビティ１９１にケース１１０が位置する。ここで、前記キャビティ１９１の長さは前記ケース１１０の長さより大きいか等しくすることができるが、このような構造を本発明に限定するものではない。また、前記キャビティ１９１にはゲート１９２及びランナー１９３が形成されている。従って、前記ランナー１９３を通じて高温高圧の樹脂１２０を注入することになれば、樹脂１２０はゲート１９２に沿って前記ケース１１０の内部に充填される。この際、前記樹脂１２０の圧力または充填時間を適切に制御して前記樹脂１２０がケース１１０の全体の高さの略５０〜９０％高さまでしか充填されないようにする。上述のように、樹脂１２０の充填の高さがケース１１０の全体の高さの５０％未満であれば、ケース１１０とベアセル１５０に対する樹脂１２０の接着強度が低下して望ましくない。また、樹脂１２０の充填の高さがケース１１０の全体の高さの９０％以上であれば、ケース１１０の内部に装着された保護回路基板（図示していない）及びＰＴＣサーミスタ（図示していない）に樹脂１２０の温度（略１５０℃）が伝えられて破損しやすくて望ましくない。
【００５１】
このような工程後、前記金型１９０からケース１１０を分離すれば、ケース１１０の開口（図示していない）を通じて外部端子（図示していない）が露出し、その反対方向には樹脂１２０が充填された構造のバッテリパックが完成される。
【００５２】
以上の説明は、本発明に係るバッテリパック及びその製造方法を実施するための一実施の形態に過ぎないものであって、本発明は前記の実施の形態に限定するものではなく、特許請求の範囲により請求するように、本発明の要旨を外れない範囲で当該発明が属する分野で通常の知識を有する者であれば誰でも多様な変更実施が可能な範囲まで本発明の技術的思想がある。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明に係るバッテリパックを示す斜視図である。
【図２】本発明に係るバッテリパックを示す分解斜視図である。
【図３ａ】図１の１ａ−１ａ線に沿う一部断面図である。
【図３ｂ】図１の１ｂ−１ｂ線に沿う断面図である。
【図４】本発明に係るバッテリパックでベアセルを示す分解斜視図である。
【図５ａ】本発明に係るバッテリパックの製造方法を順次に示す図面である。
【図５ｂ】本発明に係るバッテリパックの製造方法を順次に示す図面である。
【図５ｃ】本発明に係るバッテリパックの製造方法を順次に示す図面である。
【図５ｄ】本発明に係るバッテリパックの製造方法を順次に示す図面である。
【符号の説明】
【００５４】
１００    本発明によるバッテリパック、
１１０    ケース、
１１１    長辺領域、
１１２    短辺領域、
１１３    上辺領域、
１１４    開口、
１１５    ラウンド部、
１２０    樹脂、
１３０    保護回路基板、
１３１    外部端子、
１３２、１３３    導電パターン、
１４０    絶縁リング、
１５０    ベアセル、
１５１    缶、
１５１ａ    長辺領域、
１５１ｂ    短辺領域、
１５１ｃ    下辺領域、
１５１ｄ    安全ベント、
１５２    キャッププレート、
１５３    絶縁ガスケット、
１５４    電極端子、
１６０    リード、
１７０    ＰＴＣサーミスタ、
１９０    金型、
１９１    キャビティ、
１９２    ゲート、
１９３    ランナー。
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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【図５ｄ】
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