(57)【要約】  電極アセンブリーがバッテリーケース中に電解質と共に取り付けられているバッテリーセル、該バッテリーケースは、トップキャップにより密封される開いた開口部を有し、該バッテリーセルの過充電、過放電、及び過電流を制御するための保護回路を有する保護回路モジュール、絶縁性取付部材、該絶縁性取付部材は、該保護回路モジュールが該絶縁性取付部材の上部に搭載され、該絶縁性取付部材が該バッテリーセルの該トップキャップに取り付けられる構造に構築され、及び該保護回路モジュールが該絶縁性取付部材上に搭載された状態で、該絶縁性取付部材を覆うために、該バッテリーセルの上側末端に連結された絶縁性キャップを包含する二次バッテリーパックであって、該トップキャップが、該電極アセンブリーのカソード及びアノードにそれぞれ接続された一対の突起型電極端子(第一突起型電極端子及び第二突起型電極端子)を備え、該絶縁性取付部材が、該突起型電極端子に対応する通し孔を備え、該保護回路モジュールが、突起型電極端子に対応する通し孔を備え、該絶縁性取付部材及び該保護回路モジュールの該バッテリーセルに対する連結が、該突起型電極端子を該絶縁性取付部材及び該保護回路モジュールの該通し孔を通して順次挿入して固定することにより、達成される、二次バッテリーパックを開示する。
2011504645.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次バッテリーパックであって、
バッテリーセルと、保護回路モジュールと、絶縁性取付部材と、絶縁性キャップとを備えてなるものであり、
前記バッテリーセルが、電解質と共にバッテリーケース中に取り付けられている電極アセンブリーを有してなるものであり、前記バッテリーケースが、トップキャップにより密封される開いた開口トップを有してなり、
保護回路モジュールが、前記バッテリーセルの、過充電、過放電、及び過電流を制御するための保護回路を有してなり、
前記絶縁性取付部材が、前記保護回路モジュールが前記絶縁性取付部材の上部に搭載され、前記絶縁性取付部材が、前記バッテリーセルの前記トップキャップに取り付けられた構造に、構築されてなるものであり、
前記絶縁性キャップが、前記保護回路モジュールが前記絶縁性取付部材上に搭載された状態で、前記バッテリーセルの上側末端に連結され、前記絶縁性取付部材を覆うものであり、
前記トップキャップが、前記電極アセンブリーのカソード及びアノードにそれぞれ接続された一対の突起型電極端子(第一突起型電極端子及び第二突起型電極端子)を備えてなり、
前記絶縁性取付部材が、前記突起型電極端子に対応する通し孔を備え、前記保護回路モジュールが、突起型電極端子に対応する通し孔を備えてなり、
前記絶縁性取付部材及び前記保護回路モジュールの前記バッテリーセルに対する連結が、前記絶縁性取付部材及び前記保護回路モジュールの前記通し孔を通して、前記突起型電極端子を順次挿入して固定することによりなされるものである、二次バッテリーパック。
【請求項２】
前記突起型電極端子が導電性リベットの構造で構築されてなる、請求項１に記載の二次バッテリーパック。
【請求項３】
前記突起型電極端子の末端が、前記保護回路モジュールの上部から予め決められた長さだけ突き出し、前記突起型電極端子の前記末端を圧泊して前記保護回路モジュールに固定してなる、請求項１に記載の二次バッテリーパック。
【請求項４】
前記突起型電極端子の末端が、前記保護回路モジュールの上部から予め決められた長さだけ突き出し、前記突起型電極端子の前記突き出た末端を前記保護回路モジュールに機械的連結様式で固定してなる、請求項１に記載の二次バッテリーパック。
【請求項５】
前記突起型電極端子の少なくとも一個が、前記バッテリーケースの内側と連絡する通し通路を包含すなる中空構造に構築されてなる、請求項３又は４に記載の二次バッテリーパック。
【請求項６】
前記通し通路が、電解質注入口として使用した後、金属ボールにより密封されてなる、請求項５に記載の二次バッテリーパック。
【請求項７】
前記突起型電極端子のそれぞれが、対応する前記突起型電極端子を容易に圧迫できるように、前記突起型電極端子の上側末端から窪んだ溝を有してなる、請求項３に記載の二次バッテリーパック。
【請求項８】
前記第一突起型電極端子が、前記トップキャップと一体的に形成された下側末端を有してなる、請求項１に記載の二次バッテリーパック。
【請求項９】
二次バッテリーパックであって、
前記トップキャップが通し孔を備えてなり、
前記第二突起型電極端子が、板形状の本体と、上側延長部と、及び下側延長部とを包含してなり、
前記上側延長部が、前記本体から上向きに伸びて、前記上側延長部が前記本体から直角となってなり、
前記下側延長部が、前記本体から下向きに伸び、前記下側延長部が前記本体から直角になってなり、
前記下側延長部が、前記トップキャップの前記通し孔を通して挿入されるように構築されてなり、
前記第二突起型電極端子が、前記下側延長部の末端を圧迫することにより、前記トップキャップに連結されてなる、請求項１に記載の二次バッテリーパック。
【請求項１０】
電気的絶縁性ガスケットをさらに備えてなるものであり、
電気的絶縁性ガスケットが、前記第二突起型電極端子と前記トップキャップの前記通し孔との間の界面に取り付けられて、前記第二突起型電極端子と前記トップキャップとの間の絶縁性を達成するものである、請求項９に記載の二次バッテリーパック。
【請求項１１】
前記上側延長部及び／または前記下側延長部が、前記延長部の末端から窪んだ溝を有して、前記上側延長部及び／または前記下側延長部を容易に圧迫できるようにしてなる、請求項１０に記載の二次バッテリーパック。
【請求項１２】
前記絶縁性取付部材が、前記絶縁性取付部材の上部に、少なくとも一個の上向きに突き出た連結部材を備えてなり、
前記絶縁性キャップが前記連結部材に対応する連結孔を備えてなり、かつ、前記絶縁性キャップを、前記バッテリーセル上に搭載された前記絶縁性取付部材に取り付ける時、前記絶縁性キャップの前記連結孔を通して前記絶縁性取付部材の前記連結部材を挿入し、次いで、
前記連結孔から突き出た前記連結部材の末端を変形させ、前記絶縁性キャップの前記絶縁性取付部材に対する連結が達成されてなる、請求項１に記載の二次バッテリーパック。
【請求項１３】
前記連結部材の前記突き出た末端を、熱溶接、振動溶接、または超音波溶接により、可塑的に変形させ、前記連結部材の前記突き出た末端が前記連結孔の中に連結されてなる、請求項１２に記載の二次バッテリーパック。
【請求項１４】
前記絶縁性キャップが、前記絶縁性キャップの上側末端に、予め決められた深さだけ下方に窪んだ窪み部分を備えてなり、かつ、前記窪み部分が連結孔を有してなる、請求項１２に記載の二次バッテリーパック。
【請求項１５】
前記絶縁性取付部材が、前記絶縁性取付部材の上部に、少なくとも一個の上向きに突き出た連結部材を備えてなり、
前記絶縁性キャップが、前記突き出た連結部材に対応する連結孔を備えてなり、かつ、前記絶縁性キャップを、前記バッテリーセル上に搭載した前記絶縁性取付部材に取り付ける時、前記絶縁性取付部材の前記連結部材を前記絶縁性キャップの前記連結孔を通して挿入し、次いで
前記連結部材を前記連結孔に機械的連結様式で連結させることにより、前記絶縁性キャップの前記絶縁性取付部材に対する連結が達成されてなる、請求項１に記載の二次バッテリーパック。
【請求項１６】
前記連結部材が、前記絶縁性取付部材上に、前記絶縁性取付部材の前記連結部材を前記絶縁性キャップの前記連結孔を通して挿入する時に、前記連結部材が弾性的に変形し、前記絶縁性キャップの前記連結孔の中に連結される構造に形成されてなる、請求項１５に記載の二次バッテリーパック。
【請求項１７】
前記連結孔がスリットの形状に形成され、前記連結部材がくさびの形状に形成される、請求項１５に記載の二次バッテリーパック。
【請求項１８】
前記連結部材及び前記連結孔が同じ水平断面形状を有してなり、かつ、前記連結部材を捩る際に、前記連結部材の前記水平断面形状が前記連結孔の前記水平断面形状と一致し、次いで
前記連結孔を通して挿入した時、前記連結部材が前記連結部材の本来の形状に弾性的に戻ることにより、前記連結部材が前記連結孔の中に連結されてなる、請求項１５に記載の二次バッテリーパック。
【請求項１９】
前記連結部材及び前記連結孔が、「＋」、「Ｉ」、または「Ｙ」の水平断面形状を有する、請求項１８に記載の二次バッテリーパック。
【請求項２０】
前記連結部材が、キノコの垂直断面形状を有する上向きテーパー構造に構築され、前記連結部材が前記連結孔を通して下から容易に挿入されてなる、請求項１８に記載の二次バッテリーパック。
【請求項２１】
前記絶縁性取付部材が、上向きに突き出た対向する縦方向末端を有し、前記保護回路モジュールを前記絶縁性取付部材に確実に安定して取り付けてなる、請求項１に記載の二次バッテリーパック。
【請求項２２】
前記連結部材が、前記絶縁性取付部材の各縦方向末端から上向きに突き出てなる、請求項２１に記載の二次バッテリーパック。
【請求項２３】
前記バッテリーセルがプリズム形リチウム二次バッテリーである、請求項１に記載の二次バッテリーパック。
【発明の詳細な説明】
【発明の分野】
【０００１】
本発明は、優れた生産性及び構造的安定性を与える二次バッテリーパックに関し、より詳しくは、バッテリーセル、保護回路モジュール、該保護回路モジュールを上に搭載した絶縁性取付部材、及び絶縁性キャップを包含する二次バッテリーパックであって、該バッテリーセルのトップキャップが、電極アセンブリーのカソード及びアノードにそれぞれ接続された一対の突起型電極端子を備え、該絶縁性取付部材が、該突起型電極端子に対応する通し孔を備え、該保護回路モジュールが、該突起型電極端子に対応する通し孔を備え、該絶縁性取付部材及び該保護回路モジュールの該バッテリーセルに対する連結が、該突起型電極端子を該絶縁性取付部材及び該保護回路モジュールの該通し孔を通して順次挿入して固定することにより、達成される、二次バッテリーパックに関する。
【発明の背景】
【０００２】
可動装置の開発が進み、そのような可動装置の需要が増加するにつれて、二次バッテリーの需要も急速に増加している。特に、高いエネルギー密度及び作動電圧及び優れた保存及び耐用寿命特性を有するリチウム二次バッテリーが、様々な電子製品ならびに可動装置用のエネルギー供給源として広く使用されている。
【０００３】
二次バッテリーは、その外部及び内部構造に基づいて、円筒形バッテリー、プリズム形バッテリー、及び小袋形バッテリーに分類することができる。特に、高集積度で積み重ねることができ、幅と長さの比が小さいプリズム形バッテリー及び小袋形バッテリーに大きな関心が集まっている。
【０００４】
また、二次バッテリーは、化石燃料を使用する既存のガソリン及びディーゼル車両により引き起こされる大気汚染のような問題を解決するために開発された電気自動車及びハイブリッド電気自動車用のエネルギー供給源としても非常に大きな関心を集めている。その結果、二次バッテリーを使用する用途の種類は、二次バッテリーの長所のために増加しており、今後、二次バッテリーは、現在よりも多くの用途及び製品に応用されると期待されている。
【０００５】
しかし、リチウム二次バッテリーには様々な可燃性材料が含まれる。その結果、リチウム二次バッテリーが、過充電、過電流、または他の外部の物理的衝撃により、加熱されるか、または爆発する危険性がある。つまり、リチウム二次バッテリーの安全性は低い。そのため、リチウム二次バッテリーの異常、例えば過充電、を効果的に制御するための保護回路モジュール(PCM)がリチウム二次バッテリーに取り付けられるが、そのPCMは、リチウム二次バッテリーのバッテリーセルに接続される。
【０００６】
PCMは、電流伝導を制御するための切換素子として機能する電界効果トランジスタ(FET)、電圧検出器、及び受動素子、例えば抵抗、及びキャパシタを包含する。PCMは、バッテリーセルの過充電、過放電、過電流、短絡、及び逆電圧を遮断し、バッテリーセルの爆発または過熱、バッテリーセルからの液体の漏れ、及びバッテリーセルの充電及び放電特性の劣化を防止し、バッテリーセルの電気的効率低下及びバッテリーセルの異常な物理化学的挙動を抑制し、それによって、バッテリーセルから危険なファクターを取り除き、バッテリーセルの耐用寿命を増加する。
【０００７】
一般的に、PCMは、導電性のニッケル板を経由して溶接またははんだ付けによりバッテリーセルに接続する。すなわち、ニッケル板をPCMの接続リード線に溶接またははんだ付けにより接続し、次いでニッケル板をバッテリーセルの対応する電極端子に溶接またははんだ付けにより接続する。このようにして、PCMをバッテリーセルに接続し、バッテリーパックを製造する。
【０００８】
この場合、バッテリーパックの構築には数多くの溶接またははんだ付け工程が必要になり、二次バッテリーの構造が小さいために、溶接またははんだ付け工程を高い精度で行う必要がある。その結果、欠陥の可能性は大きい。さらに、製品の製造工程の際に溶接またははんだ付け工程が加わり、このために製造コストが増加する。
【０００９】
また、PCMを包含する安全素子は、バッテリーセルの電極端子と電気的に接続した状態に維持し、同時に、バッテリーセルの他の部分からは電気的に隔離する必要がある。従って、そのような接続を達成するために複数の絶縁性取付部材が必要になるので、バッテリーセルの組立工程が複雑になる。他方、安全素子と絶縁性取付部材との間の連結を達成するのに、安全素子と絶縁性取付部材との間に接着剤を塗布することができる。しかし、この連結方法は、バッテリーセルの強度を弱める。従って、連結強度が弱くなるために、バッテリーセルに外部衝撃が作用した時に、バッテリーセル内で電気的な短絡が起こることがあり、その結果、バッテリーセルが発火または爆発することがある。言い換えれば、安全性に関連する問題が生じることがある。
【００１０】
従って、絶縁性取付部材及びバッテリーセルの上部に搭載された安全素子を簡単に組み立て、同時に、バッテリーパックの機械的強度を増加させるための様々な技術が鋭意研究されている。
【００１１】
この問題に関して、例えば、韓国特許出願公開第2006−0060801号明細書は、セパレータ及びセパレータの反対側に配置されたカソードプレート及びアノードプレートからなる電極群、電極群が取り付けられるケース、ケースを密封するためにケースに連結されるキャップアセンブリー、このキャップアセンブリーは、電極群に電気的に接続された外部端子を有する、キャップアセンブリーに形成された対応する外部端子通し孔の中に配置されたガスケット、該ガスケットは対応する外部端子と対応する通し孔との間に配置される、及び外部端子上に取り付けた連結部材、該連結部材は、対応する外部端子に、ガスケットと緊密に接触して連結される、を包含する二次バッテリーを開示している。
【００１２】
しかし、キャップアセンブリーに形成され、電極群に電気的に接続された2個の外部端子が、バッテリーセルの上部に搭載された保護回路モジュールを包含する安全素子を堅く連結することは不可能であり、その結果、バッテリーセルの上部の機械的強度を増加することは困難である。
【００１３】
また、韓国特許出願公開第2004−0054232号明細書は、カソードプレート、アノードプレート、カソードプレートとアノードプレートとの間に配置されたセパレータからなる電極アセンブリー、電極アセンブリーが電解質と共に受け入れられる容器、該容器は、導電性金属材料から製造され、該容器は、その底部に少なくとも一個の固定突起を備えている、容器に形成された開口部中に取り付けられたキャッププレート、該キャッププレートは、その上側部分の片側に少なくとも一個の溝を備えている、キャッププレートを通して挿入されたキャップアセンブリー、該キャップアセンブリーは、キャッププレートからガスケットにより隔離され、該キャップアセンブリーは、カソード及びアノードプレートから引き出したタブのいずれか一個に接続された電極端子を有する、及びキャッププレートの溝の中に連結されたリードプレート、該連結は、リードプレートを溝の中に挿入し、リードプレートを圧迫することにより達成され、該リードプレートは安全装置に接続されている、を包含する二次バッテリーを開示している。
【００１４】
圧迫によりキャッププレート中に連結されるリードプレートは、バッテリーセルの上部に配置された安全装置を確実に固定し、それによって、バッテリーパックの機械的強度を幾分増加するのに役立つ。しかし、保護回路モジュールは、依然として、バッテリーセルの電極端子に溶接またははんだ付けにより連結されるので、バッテリーパックの組立工程は複雑である。
【００１５】
従って、バッテリーセルの上部に取り付ける部材の数を少なくし、組立工程を簡素化し、保護回路モジュールと絶縁性取付部材との間の接続を、それらの間の連結強度を安定して確保しながら、非溶接様式で達成できる技術が強く求められている。
【発明の概要】
【００１６】
従って、本発明は、上記の問題及び他の未解決の技術的問題を解決するためになされたものである。
【００１７】
上記の問題を解決するための、様々な広範囲で集中的な研究及び実験の結果、本発明者らは、バッテリーセルのトップキャップ及び保護回路モジュール及びバッテリーセルの上側末端に取り付けられた絶縁性取付部材が、特殊な連結構造を通して互いに連結される二次バッテリーパックを開発し、上記の構造を有する二次バッテリーパックの組立方法を大幅に簡素化できること、及びこの二次バッテリーパックが、連結強度の増加により、優れた構造的安定性を示すことを見出した。
【００１８】
そこで、本発明の目的は、バッテリーセル及び保護回路モジュール及びバッテリーセルの上部に取り付けられた絶縁性取付部材が特殊な連結構造を通して互いに連結された二次バッテリーパックを提供することである。
【００１９】
本発明の一態様により、上記の、及び他の目的は、電極アセンブリーがバッテリーケース中に電解質と共に取り付けられているバッテリーセル、該バッテリーケースは、トップキャップにより密封される開いた開口部を有し、該バッテリーセルの過充電、過放電、及び過電流を制御するための保護回路を有する保護回路モジュール、絶縁性取付部材、該絶縁性取付部材は、該保護回路モジュールが該絶縁性取付部材の上部に搭載され、該絶縁性取付部材が該バッテリーセルの該トップキャップに取り付けられる構造に構築され、及び該保護回路モジュールが該絶縁性取付部材上に搭載された状態で、該絶縁性取付部材を覆うために、該バッテリーセルの上側末端に連結された絶縁性キャップを包含する二次バッテリーパックであって、該トップキャップが、該電極アセンブリーのカソード及びアノードにそれぞれ接続された一対の突起型電極端子(第一突起型電極端子及び第二突起型電極端子)を備え、該絶縁性取付部材が、該突起型電極端子に対応する通し孔を備え、該保護回路モジュールが、突起型電極端子に対応する通し孔を備え、該絶縁性取付部材及び該保護回路モジュールの該バッテリーセルに対する連結が、該突起型電極端子を該絶縁性取付部材及び該保護回路モジュールの該通し孔を通して順次挿入して固定することにより、達成される、二次バッテリーパックを提供することにより、達成される。
【００２０】
すなわち、本発明の二次バッテリーパックは、バッテリーセル、保護回路モジュール、絶縁性取付部材、及び絶縁性キャップにより構成され、絶縁性取付部材及び保護回路モジュールのバッテリーセルに対する連結が、突起型電極端子を絶縁性取付部材及び保護回路モジュールの通し孔を通して順次挿入して固定することにより、達成される。従って、二次バッテリーパックの組立が簡単な連結様式で達成される。
【００２１】
また、本発明の二次バッテリーパックでは、絶縁性取付部材及び保護回路モジュールが、絶縁性取付部材と保護回路モジュールとの間の機械的連結が容易に達成される構造に構築されている。従って、幾つかの溶接またははんだ付け工程を必要とする構造に構築された従来の二次バッテリーパックと比較して、製造工程が簡素化され、外部衝撃または振動に対して非常に安定した連結構造が得られる。
【００２２】
突起型電極端子は、様々な様式で、絶縁性取付部材及び保護回路モジュールの通し孔を通して挿入し、固定することができる。突起型電極端子の、絶縁性取付部材及び保護回路モジュールの通し孔を通す挿入固定には、突起型電極端子と、絶縁性取付部材及び保護回路モジュールの対応する通し孔との間の連結強度が増加し、電極端子と保護回路モジュールとの間の電気的接続が達成される限り、特に制限は無い。
【００２３】
代表的な例では、突起型電極端子を導電性リベットの構造に構築することができる。この場合、リベット構造を有する突起型電極端子の末端は、保護回路モジュールの上部から予め決められた長さだけ突き出すので、突起型電極端子の末端を圧泊して保護回路モジュールに固定する。具体的には、絶縁性取付部材及び保護回路モジュールの、バッテリーセルに対する連結及び保護回路モジュールと電極端子との間の電気的接続は、導電性リベットが電極アセンブリーのカソード及びアノードにそれぞれ接続されるように、一対の導電性リベットをトップキャップに形成すること、リベットを、絶縁性取付部材及び保護回路モジュールの対応する通し孔を通して順次挿入すること、及び保護回路モジュールの上部から突き出た電極端子の末端を圧迫することを包含する、一連の簡単な工程により、同時に達成される。突起型電極端子の末端を圧迫することにより、絶縁性取付部材及び保護回路モジュールのバッテリーセルに対する連結の強度がさらに増加する。
【００２４】
別の例では、突起型電極端子を、絶縁性取付部材及び保護回路モジュールの対応する通し孔を通して挿入した時に、突起型電極端子の末端が保護回路モジュールの上部から予め決められた長さだけ突き出る構造に、突起型電極端子を構築し、次いで、突起型電極端子の末端を保護回路モジュールに機械的連結様式で固定することができる。突起型電極端子と保護回路モジュールの機械的連結には、特に制限は無い。代表的な例では、突起型電極端子と保護回路モジュールとの間の連結は、雌ネジと雄ネジ構造に基づくネジ山の噛み合わせにより達成することができる。
【００２５】
他方、突起型電極端子が、保護回路モジュール及び絶縁性取付部材をバッテリーセルの上側末端に連結固定することに加えて、突起型電極端子は、バッテリーセルを容易に製造し、バッテリーセルの構造を簡素化することができる構造に構築することができる。
【００２６】
例えば、突起型電極端子の少なくとも一個を、バッテリーケースの内側と連絡する通し通路を包含する中空構造に構築することができる。通し通路は、バッテリーセルを製造する際の、電極アセンブリーをバッテリーケース中に取り付けた後に、電解質注入口として使用し、そこを通して電解質を注入することができる。すなわち、突起型電極端子の少なくとも一個を電解質注入口として使用することができるので、従来のバッテリーセルと異なり、トップキャップに追加の電解質注入口を形成する必要が無い。従って、通し通路は、電解質注入口として使用した後、例えば金属ボールにより密封することができる。
【００２７】
突起型電極端子は、様々な形状に形成することができる。例えば、電極端子の末端を圧泊して保護回路モジュールに固定する構造では、前に説明したように、突起型電極端子のそれぞれが、対応する突起型電極端子を容易に圧迫できるように、その上側末端から窪んだ溝を有することができる。
【００２８】
また、電極端子の末端が保護回路モジュールに機械的連結様式で固定される構造では、例えば、突起型電極端子のそれぞれが、それらの末端に、ネジ山部分を備えることができる。この場合、各突起型電極端子の末端を、突起型電極端子の末端が保護回路モジュールの上部から突き出た状態で、ナットの中に噛み合わせ、それによって、突起型電極端子と保護回路モジュールとの間の機械的連結を達成することができる。
【００２９】
突起型電極端子は、バッテリーセルの種類及び外側形状に関係なく、様々に使用できる。例えば、プリズム形バッテリーセルでは、第一突起型電極端子を、トップキャップに電気的に接続した状態で、バッテリーセルのカソードに接続することができ、第二突起型電極端子を、トップキャップから電気的に絶縁した状態で、バッテリーセルのアノードに接続することができる。従って、第一突起型電極端子はカソード端子として作用し、第二突起型電極端子はアノード端子として作用することができる。
【００３０】
上記の構造では、第一突起型電極端子は、トップキャップと一体的に形成することができる。すなわち、第一突起型電極端子は、トップキャップをプレス加工する時に同時に形成することができる。しかし、無論、突起型電極端子を別に製造し、次いで突起型電極端子をトップキャップに連結することもできる。例えば、突起型電極端子をトップキャップに溶接により連結することができる。しかし、生産性を考えると、前者の方法を使用して突起型電極端子を形成する、すなわちトップキャップをプレス加工する時に突起型電極端子を同時に形成する方が、より好ましい。
【００３１】
別の例では、トップキャップが通し孔を備え、第一突起型電極端子及び第二突起型電極端子が、それぞれ
板形状の本体と、
上側延長部と、及び
上側延長部が該本体から直角になるように該本体から上向きに伸び、
下側延長部とを包含し、
下側延長部が本体から直角になるように本体から下向きに伸び、下側延長部が、トップキャップの通し孔を通して挿入されるように構築され、各突起型電極端子の下側延長部がトップキャップの通し孔を通して挿入された状態で、下側延長部の末端を圧迫することにより、各突起型電極端子をトップキャップに連結することができる。
【００３２】
上記のようなトップキャップと突起型電極端子との間の連結構造では、電極端子をトップキャップに、より容易に、安定して連結することができる。また、各突起型電極端子の上側延長部及び下側延長部は、保護回路モジュール及び絶縁性取付部材のバッテリーセルに対する連結を、より確実に、安定して維持する。
【００３３】
他方、第二突起型電極端子がアノードとして作用する構造では、例えば絶縁性ガスケットを第二突起型電極端子とトップキャップの通し孔との間の界面に取り付け、第二突起型電極端子と、カソードとして作用するトップキャップとの間の絶縁性を達成することができる。
【００３４】
上側延長部及び／または下側延長部は、容易に圧迫される構造に構築することができる。例えば、上側延長部及び／または下側延長部がそれらの末端から窪んだ溝を有し、上側延長部及び／または下側延長部を容易に圧迫することができる。
【００３５】
突起型電極端子の形状には、突起型電極端子が保護回路モジュール及び絶縁性取付部材の通し孔を通して容易に挿入される限り、特に制限は無い。例えば、突起型電極端子は、円形、長円形、または長方形の平面形状に形成することができる。
【００３６】
また、突起型電極端子用の材料には、突起型電極端子が高導電性材料から製造される限り、特に制限は無い。好ましくは、突起型電極端子は、銅(Ｃｕ)、ニッケル(Ｎｉ)、及び／またはクロム(Ｃｒ)で被覆された鋼、ステンレス鋼、アルミニウム(Ａｌ)、Ａｌ合金、Ｎｉ合金、Ｃｕ合金、またはＣｒ合金から製造する。突起型電極端子をトップキャップと一体的に形成する場合、無論、突起型電極端子をトップキャップと同じ材料から製造する。
【００３７】
上記の構造を有する二次バッテリーパックでは、絶縁性キャップは絶縁性取付部材に様々な様式で、好ましくは様々な連結様式で固定できるが、その幾つかの例を以下に説明する。
【００３８】
第一の実施態様では、絶縁性取付部材が、その上部に、少なくとも一個の上向きに突き出た連結部材を備え、絶縁性キャップがその連結部材に対応する連結孔を備え、絶縁性キャップを、バッテリーセル上に搭載した絶縁性取付部材に取り付ける時、絶縁性取付部材の連結部材を絶縁性キャップの連結孔を通して挿入し、次いで連結孔から突き出た連結部材の末端を変形させ、それによって、絶縁性キャップの絶縁性取付部材に対する連結が達成される。
【００３９】
この構造では、絶縁性キャップの絶縁性取付部材に対する連結は、絶縁性取付部材の連結部材を絶縁性キャップの連結孔を通して挿入し、連結部材の末端を変形させることにより、達成される。従って、絶縁性キャップと絶縁性取付部材との間の組立を簡単な連結様式で達成することができる。
【００４０】
上記の構造では、連結部材の突き出た末端は、様々な方法により可塑的に変形させることができる。例えば、連結部材の突き出た末端が連結孔の中に連結されるように、連結部材の突き出た末端を熱溶接、振動溶接、または超音波溶接により、可塑的に変形させることができる。これらの方法は、バッテリーパックのシース部分の強度が増加し、可塑的変形は、容易で簡単に達成できるので、好ましい。
【００４１】
好ましくは、絶縁性取付部材の連結部材を絶縁性キャップの連結孔を通して挿入した時に、連結部材の末端が連結孔の上側末端から突き出るように、連結部材は、絶縁性キャップに形成された連結孔の深さよりも大きくなるように形成する。例えば、連結部材は、連結孔の下側末端から、連結孔の深さの120〜250％に等しい高さだけ突き出ることができる。
【００４２】
状況に応じて、絶縁性キャップは、その上側末端に、予め決められた深さだけ下方に窪んだ窪み部分を備えることができ、その窪み部分は、連結孔を有することができる。この構造では、窪み部分を様々な平面形状で形成することができる。例えば、窪み部分は、半円または半長円の平面形状に形成することができる。
【００４３】
また、絶縁性キャップの対向する末端に形成された窪み部分は、絶縁性取付部材の突き出た対向する末端に対応する形状を有することができる。例えば、絶縁性取付部材の突き出た対向する末端が半円の平面形状に形成される場合、絶縁性キャップの窪み部分も半円の平面形状に形成することができる。
【００４４】
第二の実施態様では、絶縁性取付部材が、その上部に、少なくとも一個の上向きに突き出た連結部材を備え、絶縁性キャップが、その突き出た連結部材に対応する連結孔を備え、絶縁性キャップを、バッテリーセル上に搭載した絶縁性取付部材に取り付ける時、絶縁性取付部材の連結部材を絶縁性キャップの連結孔を通して挿入し、次いで連結部材を連結孔に機械的連結様式で連結させ、それによって、絶縁性キャップの絶縁性取付部材に対する連結が達成される。
【００４５】
この構造では、絶縁性キャップの絶縁性取付部材に対する連結は、絶縁性取付部材の連結部材を絶縁性キャップの連結孔を通して挿入し、連結部材を連結孔の中に機械的連結様式で連結することにより、達成される。従って、絶縁性キャップと絶縁性取付部材との間の組立を簡単な連結様式で達成することができる。
【００４６】
好ましくは、連結部材は、絶縁性取付部材上に、絶縁性取付部材の連結部材を絶縁性キャップの連結孔を通して挿入する時に連結部材が弾性的に変形し、絶縁性キャップの連結孔の中に連結される構造に形成する。すなわち、絶縁性取付部材の上部に形成された連結部材が、弾性的に変形し、絶縁性キャップの連結孔を通して挿入され、連結部材の末端が弾性的に復元し、それによって、絶縁性キャップと絶縁性取付部材との間の連結が達成される。
【００４７】
この構造では、連結部材及び連結孔を、連結部材及び連結孔が互いに弾性的に連結される様々な構造に形成することができる。代表的な例では、連結孔をスリットの形状に形成し、連結部材をくさびの形状に形成することができる。
【００４８】
具体的な例では、絶縁性キャップが、長さと幅の比が大きいスリット構造に構築された連結孔を備え、連結孔の形状に対応する形状を有する、すなわちその水平部分で長さと幅の比が大きく、その垂直部分でくさび形状を有する連結部材を、絶縁性取付部材に形成し、連結部材が絶縁性取付部材から上向きに突き出るようにすることができる。この場合、くさび形状の連結部材をスリット形状の連結孔を通して挿入した時、連結部材の末端が、くさび構造により弾性的に復元し、それによって、絶縁性キャップと絶縁性取付部材との間の連結が容易に達成される。
【００４９】
別の例では、連結部材及び連結孔を、連結部材及び連結孔が同じ水平断面形状を有する構造に構築することができ、連結部材の水平断面形状が連結孔の水平断面形状と一致するように連結部材を捩り、次いで連結孔を通して挿入した時、連結部材がその本来の形状に弾性的に戻り、それによって、連結部材が連結孔の中に連結される。
【００５０】
この構造の具体的な例として、連結部材が、連結部材の中央軸から水平断面で放射状に伸びる連結突起を備え、連結孔を、連結部材の水平断面形状に対応する形状に形成する。
【００５１】
この場合、連結突起が連結孔を通して挿入される前は、連結突起及び連結孔は、予め決められた角度だけ相互からずれている。従って、連結部材の連結突起は、連結突起が捻れた状態で、連結孔を通して挿入される。連結孔を通して連結突起を挿入した後、連結部材の捻れた連結突起が弾性によりその本来の形状に戻り、連結孔中に固定される。従って、連結部材と連結孔との間の分離は阻止される。すなわち、連結部材と連結孔との間の連結が安定して達成される。
【００５２】
上記の弾性的連結構造を達成するための連結部材及び連結孔の水平断面形状には、特に制限は無い。例えば、連結部材及び連結孔は、「＋」、「Ｉ」、または「Ｙ」の水平断面形状を有することができる。
【００５３】
また、連結部材は、連結孔を通して連結部材を下から容易に挿入できるように、キノコの垂直断面形状を有する上向きテーパー構造に構築することもできる。すなわち、上記の構造では、連結孔を通して連結部材を挿入する時に、その本来の形状から連結孔に対応する形状に捻る間に、連結部材が弾性的に変形する。連結孔を通して連結部材を挿入した後、前に説明したように、連結部材はその本来の形状に戻る。
【００５４】
また、前に説明したように、絶縁性キャップは、その上側末端に、少なくとも一個の、予め決められた深さだけ下方に窪んだ窪み部分を備え、連結孔を窪み部分に形成することができる。
【００５５】
この構造は、連結部材と連結孔との間の連結を行う時に、連結部材の末端が窪み部分に位置し、そのため、その連結を、連結孔を通して挿入した後、連結部材の末端が連結孔の上側末端から突き出ることがなく、従って、バッテリーパックの総体積増加を阻止できるので、好ましい。
【００５６】
一方、本発明では、絶縁性取付部材を形成する時に、連結部材を絶縁性取付部材と一体的に形成することができる。あるいは、連結部材を別に製造し、次いで連結部材を絶縁性取付部材に連結することもできる。生産性及び連結部材と絶縁性取付部材との間の連結強度を考えると、前者の方法がより好ましい。絶縁性取付部材を、予め決められた弾性率を示す材料から製造する場合、絶縁性取付部材の弾性的変形及び復元は、絶縁性取付部材と連結孔との間の連結を行う時に達成される。
【００５７】
本発明の二次バッテリーパックでは、バッテリーセルのバッテリーケースが、容易に加工でき、予め決められたレベル以上の機械的強度を示す必要がある。この理由から、バッテリーケースは、金属容器でよい。好ましくは、バッテリーケースは、アルミニウム容器である。
【００５８】
絶縁性取付部材用の材料には、絶縁性取付部材がトップキャップから絶縁される限り、特に制限は無い。例えば、絶縁性取付部材は、弾性及び機械的強度を同時に示す重合体樹脂から製造することができる。好ましくは、熱可塑性樹脂、例えばポリエチレンまたはポリプロピレン、を絶縁性取付部材用の材料として使用する。
【００５９】
前に説明したように、連結孔は、絶縁性キャップの窪み部分に形成され、連結部材は、絶縁性取付部材の、連結孔に対応する区域に形成され、それによって、連結孔と連結部材との間の連結が容易に達成される。好ましくは、連結部材及び連結孔は、保護回路モジュール及び電極端子の位置を考慮して、バッテリーセルの上側末端の対向する末端に形成する。
【００６０】
従って、絶縁性取付部材は、保護回路モジュールを絶縁性取付部材に確実に安定して取り付けるために、対向する縦方向末端が上向きに突き出し、連結部材が、絶縁性取付部材の各縦方向末端から上向きに突き出ることができる。
【００６１】
一方、絶縁性取付部材がトップキャップに安定して取り付けられるように、絶縁性取付部材は、バッテリーセルに、好ましくは接着剤を使用する接着方法により連結することができる。
【００６２】
絶縁性キャップは、バッテリーセルを外部衝撃から保護し、バッテリーセルの上部に取り付けた部材の機械的強度を補完し、部材間の電気的絶縁性を維持するのに役立つ。好ましくは、絶縁性キャップがバッテリーセルの上側末端に取り付けられた状態で、絶縁性キャップの少なくとも一部がバッテリーセルの上側末端の外側表面を覆うように、絶縁性キャップは、予め決められた長さだけ下方に伸びることができ、それによって、バッテリーセルに対する連結が改良される。そのような効果を最大限にするために、絶縁性キャップの下方延長部は、好ましくは、バッテリーセルの上側末端の外側表面に接着または機械的連結により接合する。
【００６３】
バッテリーセルの上側末端に連結された絶縁性キャップに加えて、別の絶縁性キャップ(底部キャップ)もバッテリーセルの下側末端に取り付けることができる。また、シースフィルムをバッテリーセルのバッテリーケースの外側表面に取り付けることもできる。シースフィルムを備えることにより、バッテリーセルは外部衝撃から保護され、バッテリーセルの電気的絶縁性が維持される。好ましくは、シースフィルムが絶縁性キャップの下側延長部を覆うように、シースフィルムをバッテリーケースの外側表面に取り付ける。
【００６４】
本発明の二次バッテリーパックは、バッテリーセルの種類及び外観に関係なく、様々な様式で応用できる。好ましくは、バッテリーセルはカソード/セパレータ/アノード構造の電極アセンブリーをプリズム形金属容器中に取り付けたプリズム形バッテリーである。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
本発明の上記の、及び他の目的、特徴及び利点は、添付の図面を参照しながら記載する下記の詳細な説明により、より深く理解される。
【図１】図１は、本発明の一実施態様による二次バッテリーパックを例示する分解組立透視図である。
【図２】図２は、第一突起型電極端子の様々な変形を典型的に例示する垂直断面図である。
【図３】図３は、第一突起型電極端子の様々な変形を典型的に例示する垂直断面図である。
【図４】図４は、第一突起型電極端子の様々な変形を典型的に例示する垂直断面図である。
【図５】図５は、第一突起型電極端子の様々な変形を典型的に例示する垂直断面図である。
【図６】図６は、第一突起型電極端子の様々な変形を典型的に例示する垂直断面図である。
【図７】図７は、第二突起型電極端子を典型的に例示する垂直断面図である。
【図８】図８は、本発明の二次バッテリーパックの上側部分を典型的に例示する垂直断面図である。
【図９】図９は、本発明の一実施態様による二次バッテリーパックの上側部分を典型的に例示する垂直断面図である。
【図１０】図１０は、図９の区域Ａを典型的に例示する拡大垂直断面図である。
【図１１】図１１は、超音波溶接により連結部材の末端を変形させた後の、区域Ａを典型的に例示する垂直断面図である。
【図１２】図１２は、本発明の別の実施態様による二次バッテリーパックを例示する分解組立透視図である。
【図１３】図１３は、図１２に示す二次バッテリーパックの上側部分を典型的に例示する垂直断面図である。
【図１４】図１４は、図１３の区域Ａ’をそれぞれ典型的に例示する拡大垂直断面図及び拡大平面図である。
【図１５】図１５は、図１３の区域Ａ’をそれぞれ典型的に例示する拡大垂直断面図及び拡大平面図である。
【図１６】図１６Ａ〜１６Ｄは、本発明の別の実施態様による連結孔と連結部材との間の様々な連結構造を例示する典型的な図である。
【図１７】図１７及び１８は、本発明の別の実施態様による連結孔構造の変形を例示する典型的な図である。
【図１８】図１８は、本発明の別の実施態様による連結孔構造の変形を例示する典型的な図である。
【図１９】図１９は、本発明の別の実施態様による二次バッテリーパックの上側部分を典型的に例示する垂直断面図である。
【図２０】図２０は、図１９のトップキャップ、電気的絶縁性ガスケット、及び第二突起型電極端子をそれぞれ例示する透視図である。
【図２１】図２１は、図１９のトップキャップ、電気的絶縁性ガスケット、及び第二突起型電極端子をそれぞれ例示する透視図である。
【図２２】図２２は、図１９のトップキャップ、電気的絶縁性ガスケット、及び第二突起型電極端子をそれぞれ例示する透視図である。
【好ましい実施態様の詳細な説明】
【００６６】
ここで、添付の図面を参照しながら、本発明の好ましい実施態様を詳細に説明する。しかし、本発明の範囲は、例示する実施態様に限定されるものではない。
【００６７】
図1は、本発明の一実施態様による二次バッテリーパックを典型的に例示する分解組立透視図である。
【００６８】
図1に関して、この実施態様による二次バッテリーパック100は、バッテリーケース中に電解質と共に受け入れた電極アセンブリーを有するバッテリーセル130、バッテリーケースの開いている上部を密封するためのトップキャップ120、保護回路が上に形成されている板形状保護回路モジュール150、バッテリーセル130のトップキャップ120に取り付けた絶縁性取付部材140、保護回路モジュール150が絶縁性取付部材140上に搭載された状態で絶縁性取付部材140を覆うための、バッテリーセル130の上側末端に連結された絶縁性キャップ160、及びバッテリーセル130の下側末端に取り付ける底部キャップ170を包含する。
【００６９】
一対の突起型電極端子112及び114、すなわち第一突起型電極端子112及び第二突起型電極端子114、が、トップキャップ120の上側末端の対向する側部から上向きに突き出ている。絶縁性取付部材140は、突起型電極端子112及び114の下側末端に対応する形状及びサイズを有する通し孔142及び144を備えている。保護回路モジュール150は、突起型電極端子112及び114の上側末端に対応する形状及びサイズを有する通し孔152及び154を備えている。
【００７０】
第一突起型電極端子112は、トップキャップ120に電気的に接続された状態で、バッテリーセル130のカソード(図には示していない)に接続される。第二突起型電極端子114は、トップキャップ120から電気的に絶縁された状態で、バッテリーセル130のアノード(図には示していない)に接続されている。
【００７１】
絶縁性取付部材140及び保護回路モジュール150の、バッテリーセル130に対する連結は、突起型電極端子112及び114を、絶縁性取付部材140の対向する側部に配置された通し孔142及び144、及び保護回路モジュール150の対向する側部に配置された通し孔152及び154を通して挿入し、突起型電極端子112及び114の末端を圧迫することにより、達成される。また、絶縁性取付部材140の、トップキャップ120に対する連結は、接着剤により達成することができる。
【００７２】
絶縁性キャップ160は、保護回路モジュール150が絶縁性取付部材140上に搭載された状態で、絶縁性取付部材140を覆うために、バッテリーセル130の上側末端に連結する。絶縁性キャップ160は、下向きに予め決められた長さだけ伸び、バッテリーセル130の上側部分の外側を覆う。底部キャップ170は、バッテリーセル150の下側末端に取り付ける。
【００７３】
図2〜6は、第一突起型電極端子の様々な変形を典型的に例示する垂直断面図である。
【００７４】
これらの図ならびに図1に関して、図2に示す第一突起型電極端子112は、板形状のヘッド1122及びヘッド1122から直角に伸びる本体1124を包含する導電性リベットである。
【００７５】
図3に示す絶縁性取付部材及び保護回路モジュールのバッテリーセルに対する連結突起型電極端子112aは、その中央区域に形成された中空部分1126のために、容易に圧迫することができる。中空部分1126は、バッテリーセル130の内側と連絡する。従って、中空部分1126は、電解質注入口として使用することができる。
【００７６】
図4に示す第一突起型電極端子112bは、その中央区域に、本体1124の上側末端から予め決められた深さhだけ窪んだ窪み溝1128を備えている。従って、本体1124は、本体1124の末端を圧迫した時に、容易に外側に広がる。
【００７７】
また、図5に示す第一突起型電極端子112cは、本体1124の末端にネジ山部分1125を備えている。従って、第一突起型電極端子112cを絶縁性取付部材140の通し孔142及び144、及び保護回路モジュール150の通し孔152及び154を順次通して挿入した後、第一突起型電極端子112cを、本体1124の末端に設けたネジ山部分1125により、ナット(図には示していない)の中にネジで噛み合わせることができる。
【００７８】
図6に示す第一突起型電極端子112dでは、ヘッド1122の下側末端にトップキャップ120が一体的に形成されている。従って、バッテリーパック100を製造する時の部品数を少なくすることができる。また、ヘッド1122及び本体1124の中央部分に通し通路1121が形成されている。通し通路1121は、電解質注入口として使用することができる。トップキャップ120と一体的に形成されている第一突起型電極端子112dは、トップキャップ120をプレス加工する時に、同時に形成することができる。
【００７９】
図7は、第二突起型電極端子を典型的に例示する垂直断面図である。
【００８０】
図7に関して、第二突起型電極端子114は、板形状本体1142、本体1142から直角に、上向きに突き出た上側延長部1144、及び本体1142から直角に、下向きに突き出た下側延長部1146を包含する。下側延長部1146は、トップキャップ120の通し孔122(図8)を通して挿入されるように構築されている。
【００８１】
また、窪み溝1143及び1145が、上側延長部1144及び下側延長部1146の末端にそれぞれ形成されている。従って、上側延長部1144及び下側延長部1146の末端は、窪み溝1143及び1145を設けることにより、容易に圧迫することができる。
【００８２】
図8は、本発明の二次バッテリーパックの上側部分を典型的に例示する垂直断面図である。
【００８３】
図8ならびに図1に関して、絶縁性取付部材140及び保護回路モジュール150を、二次バッテリーパック100の上部で、第一突起型電極端子112と一体的に形成されたトップキャップ120に順次取り付ける。
【００８４】
前に説明したように、中を通して電解質を注入する通し通路1121が、第一突起型電極端子112の中央部分に形成されている。また、第一突起型電極端子112は、トップキャップ120と一体的に形成されている。
【００８５】
他方、第二突起型電極端子114の下側延長部1146は、トップキャップ120の通し孔122を通して挿入される。第二突起型電極端子114とトップキャップ120との間の界面には、電気的絶縁性のガスケット124が取り付けられ、第二突起型電極端子114とトップキャップ120との間の絶縁を達成する。また、窪み溝1143及び1145が、第二突起型電極端子114の上側延長部1144及び下側延長部1146の末端に形成される。
【００８６】
この構造では、第一突起型電極端子112及び第二突起型電極端子114が保護回路モジュール150の回路に電気的に接続される。
【００８７】
図9は、本発明の一実施態様による二次バッテリーパックの上側部分を典型的に例示する垂直断面図である。
【００８８】
図9に関して、各突起型電極端子112及び114の末端は、圧迫され、保護回路モジュール150に電気的に接続され、同時に、保護回路モジュール150に機械的に連結されている。トップキャップ120は、その中央区域に、予め決められた深さＣだけ下方に窪んだ窪み空間122を備えている。保護回路モジュール150の底部に搭載された素子152は、この窪み空間122の中に位置する。トップキャップ120の上部に取り付けた絶縁性取付部材140の対向する末端に形成された連結部材148は、絶縁性キャップ160の連結孔164に適合する。
【００８９】
図10は、図9の区域Ａを典型的に例示する拡大垂直断面図であり、図11は、図10に示す連結部材の末端を超音波溶接により変形させた後の、区域Ａを典型的に例示する垂直断面図である。
【００９０】
これらの図に関して、絶縁性取付部材140の上部に形成された連結部材148は、絶縁性キャップ160の対応する連結孔164の高さの約200％に等しい高さＨを有する。従って、連結部材148を、連結孔164を通して挿入した時、連結部材148の末端は、連結孔164の上側末端から上向きに突き出る。連結部材148の突き出た末端を超音波溶接Ｕにより可塑的に変形させ、その結果、連結部材148の末端は連結孔164の幅ｗより大きい幅Ｗを有する。従って、図11に示すように、連結孔164は連結部材148により密封され、固定される。
【００９１】
絶縁性キャップ160の、下方に窪んだ窪み部分162は、予め決められた深さＤを有する。従って、連結部材148の末端が絶縁性キャップ160の上部166から突き出ることはない。
【００９２】
図12は、本発明の別の実施態様による二次バッテリーパックを例示する分解組立透視図である。
【００９３】
図12に関して、二次バッテリーパック100aは、バッテリーケース中に電解質と共に受け入れた電極アセンブリーを有するバッテリーセル130、バッテリーケースの開いている上部を密封するためのトップキャップ120、保護回路が上に形成されている板形状保護回路モジュール150、バッテリーセル130のトップキャップ120に取り付けた絶縁性取付部材140a、保護回路モジュール150が絶縁性取付部材140a上に搭載された状態で絶縁性取付部材140aを覆うための、バッテリーセル130の上側末端に連結された絶縁性キャップ160a、及びバッテリーセル130の下側末端に取り付ける底部キャップ170を包含する。
【００９４】
絶縁性取付部材140aは、上方向Ｘに突き出た対向する末端146を有する。保護回路モジュール150は、絶縁性取付部材140aの対向する末端146同士の間に位置し、それによって、保護回路モジュール150は安定して取り付けられる。また、連結部材148aは、連結部材148aが、絶縁性取付部材140aの対向する末端146から上方向Ｘに突き出るように、絶縁性取付部材140aの突き出た対向する末端146に形成されている。
【００９５】
絶縁性キャップ160aは、その、絶縁性取付部材140aの突き出た対向する末端146に対応する、対向する末端に、半円平面形状に形成された窪み部分162を備えている。窪み部分162には、連結孔164aが形成されており、その連結孔を通して、絶縁性取付部材140aの連結部材148aが挿入される。
【００９６】
従って、二次バッテリーパック100aを組み立てる時、絶縁性取付部材140aの連結部材148aが、絶縁性キャップ160aの対応する連結孔164aを通して挿入され、連結部材148aが、対応する連結孔164a中に機械的に連結される。その結果、絶縁性取付部材140aと絶縁性キャップ160aとの間の連結が容易に達成される。
【００９７】
また、バッテリーセル130は、トップキャップ120の上側末端の対向する側部から上方向Ｘに突き出た第一突起型電極端子112及び第二突起型電極端子114を包含する。絶縁性取付部材140ａは、突起型電極端子112及び114の下側末端に対応する形状及びサイズを有する通し孔142及び144を備えている。保護回路モジュール150は、突起型電極端子112及び114の上側末端に対応する形状及びサイズを有する通し孔152及び154を備えている。
【００９８】
第一突起型電極端子112は、トップキャップ120に電気的に接続された状態で、バッテリーセル130のカソード(図には示していない)に接続される。第二突起型電極端子114は、トップキャップ120から電気的に絶縁された状態で、バッテリーセル130のアノード(図には示していない)に接続されている。
【００９９】
絶縁性取付部材140a及び保護回路モジュール150の、バッテリーセル130に対する連結は、突起型電極端子112及び114を、絶縁性取付部材140aの対向する側部に配置された通し孔142及び144、及び保護回路モジュール150の対向する側部に配置された通し孔152及び154を通して挿入し、突起型電極端子112及び114の末端を圧迫することにより、達成される。また、絶縁性取付部材140aの、トップキャップ120に対する連結は、接着剤により達成することができる。
【０１００】
絶縁性キャップ160aは、保護回路モジュール150が絶縁性取付部材140a上に搭載された状態で、絶縁性取付部材140aを覆うために、バッテリーセル130の上側末端に連結する。絶縁性キャップ160aは、下向きに予め決められた長さだけ伸び、バッテリーセル130の上側部分の外側を覆う。底部キャップ170は、バッテリーセル150の下側末端に取り付ける。
【０１０１】
図13は、図12に示す二次バッテリーパックの上側部分を典型的に例示する垂直断面図である。
【０１０２】
図13に関して、各突起型電極端子112及び114の末端は、圧迫され、保護回路モジュール150に電気的に接続され、同時に、保護回路モジュール150に機械的に連結されている。トップキャップ120は、その中央区域に、予め決められた深さＣだけ下方に窪んだ窪み空間122を備えている。保護回路モジュール150の底部に搭載された素子152は、この窪み空間122の中に位置する。従って、この窪み空間122により、同じ標準を有する他のバッテリーパックと比較して、保護回路モジュール150の設置高さをさらに減少させ、それによって、バッテリーパックの容量を増加させることができる。
【０１０３】
トップキャップ120の上部に取り付けた絶縁性取付部材140aの対向する末端に形成された連結部材148aは、絶縁性キャップ160aの連結孔164aに適合し、それによって、安定した連結構造を達成する。
【０１０４】
図14及び15は、図13の区域Ａ'をそれぞれ典型的に例示する拡大垂直断面図及び拡大平面図である。
【０１０５】
これらの図に関して、絶縁性取付部材140aの各連結部材148aをくさび形状に形成し、絶縁性キャップ160aの連結孔164aをスリット形状に形成する。絶縁性取付部材140aの上部に形成されたくさび形状の連結部材148aは、絶縁性キャップ160aの対応する連結孔164aを通して挿入され、連結部材148aのくさび形状を有する一端は、連結部材148aの復元力により、絶縁性キャップ160aの連結孔164aの上側末端に引っ掛かる。従って、絶縁性キャップ160aの対応する連結孔164aを通して挿入された連結部材148aは、連結部材148aのくさび構造のために、連結孔164aから分離することはない。
【０１０６】
また、連結部材148aは、キノコの垂直断面形状を有する上向きテーパー構造に構築される。従って、連結部材148aは、対応する連結孔164aを通して下から容易に挿入することができる。さらに、絶縁性キャップ160aの下方に窪んだ窪み部分162は、予め決められた深さＤを有し、連結部材148aの末端が絶縁性キャップ160aの上部166から上に突き出ることはない。
【０１０７】
図16A〜16Dは、本発明の別の実施態様による連結孔と連結部材との間の様々な連結構造を例示する典型的な図である。
【０１０８】
図16A〜16Dに関して、絶縁性キャップ160aの一端に形成された窪み部分163に形成された十字形状、すなわち「＋」形状の連結孔167を典型的な平面図(図16A)に例示し、十字形状連結孔167に対応する、4個の連結突起149を有する連結部材148'を典型的な正面図(図16B)及び典型的な平面図(図16C)に例示し、連結部材148'が窪み部分163中に連結された構造を典型的な平面図(図16D)に例示する。
【０１０９】
従って、連結部材148'を、絶縁性キャップ(図には示していない)の連結孔167を通して挿入した時、可塑性樹脂から製造された連結突起149がそれらの弾性により捻れ、その結果、連結突起149は、十字形状連結孔167を通して挿入される。連結突起149を、十字形状連結孔167を通して挿入した後、連結突起149は、それらの復元力により、それらの本来の形状に戻り、その結果、連結孔と連結部材との間の堅い連結が達成される。
【０１１０】
図17及び18は、本発明の別の実施態様による連結孔構造の変形を例示する典型的な図である。
【０１１１】
これらの図に関して、「Ｙ」形状連結孔168または「Ｉ」形状連結孔169を絶縁性キャップ160aの窪み部分162に形成する。連結孔168または169に対応する連結部材(図には示していない)は、これらの連結部材が、図14または16の連結部材148または148'の連結突起149の数と異なった数の連結突起を有する以外、図14または16に例示する連結部材と連結原理においては同じである。従って、連結部材の詳細な説明は行わない。
【０１１２】
図19は、本発明の別の実施態様による二次バッテリーパックの上側部分を典型的に例示する垂直断面図であり、図20〜22は、図19のトップキャップ120a、電気的絶縁性ガスケット124a、及び第二突起型電極端子114aをそれぞれ例示する透視図である。
【０１１３】
これらの図に関して、電気的絶縁性ガスケット124a及び第二突起型電極端子114aは、電気的絶縁性ガスケット124a及び第二突起型電極端子114aが、図8に示す電気的絶縁性ガスケット124及び第二突起型電極端子114と僅かに形状が異なっていること以外は、電気的絶縁性ガスケット124及び第二突起型電極端子114と構造的には同じである。従って、電気的絶縁性ガスケット124a及び第二突起型電極端子114aの詳細な説明は行わない。
【産業上の利用可能性】
【０１１４】
上記の説明から明らかなように、本発明の二次バッテリーパックは、バッテリーパックの上部における絶縁性取付部材と保護回路モジュールとの間の連結が、特殊な構造の突起型電極端子を使用して達成されることを特徴とする。従って、本発明には、組立工程を大きく簡素化し、優れた連結強度によりバッテリーパックの構造的安定性を改良するという効果がある。また、突起型電極端子は、バッテリーから外には露出しない。従って、本発明には、外観における製品の信頼性を向上させ、短絡の発生を防止するという効果がある。
【０１１５】
本発明の好ましい実施態様を例示のために開示したが、当業者には明らかなように、請求項に記載する本発明の範囲及び精神から離れることなく、様々な修正、追加、及び置き換えが可能である。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６（ａ）】
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【図１６（ｂ）】
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【図１６（ｃ）】
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【図１６（ｄ）】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【国際調査報告】
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