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KR101303477B1 - 배터리 어셈블리 - Google Patents

배터리 어셈블리 Download PDF

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KR101303477B1
KR101303477B1 KR1020100085951A KR20100085951A KR101303477B1 KR 101303477 B1 KR101303477 B1 KR 101303477B1 KR 1020100085951 A KR1020100085951 A KR 1020100085951A KR 20100085951 A KR20100085951 A KR 20100085951A KR 101303477 B1 KR101303477 B1 KR 101303477B1
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백운성
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Abstract

본 발명은 보호회로 모듈을 표준화하여 다양한 종류의 베어셀에 공용으로 사용할 수 있는 배터리 어셈블리에 관한 것이다. 본 발명에 따른 배터리 어셈블리는 캡 플레이트를 구비한 베어셀; 상기 베어셀에 대한 보호회로가 형성되며, 표준화된 형상을 가지는 보호회로모듈; 및 상기 보호회로모듈이 안착되는 안착부를 형성하고, 상기 베어셀의 상부에 위치되어 상기 보호회로모듈과 상기 베어셀을 전기적으로 연결시키는 어뎁터 부재를 포함하는 배터리 어셈블리를 제공한다.

Description

배터리 어셈블리{Battery assembly}
본 발명은 배터리 어셈블리에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 다양한 종류의 베어셀에 표준화된 보호회로 모듈(PCM:Protective Circuit Module)을 적용함으로써, 생산성 및 경쟁력을 향상시킬 수 있는 배터리 어셈블리에 관한 것이다.
최근, 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 보호회로 모듈을 표준화하여 다양한 종류의 베어셀에 공용으로 사용할 수 있는 배터리 어셈블리를 제공하는 데 있다.
본 발명에 따른 배터리 어셈블리는 일측에 위치한 캡 플레이트를 구비한 베어셀; 상기 캡 플레이트 상에 위치한 어뎁터 부재; 및 보호회로를 포함하고 표준화된 형상을 가지는 보호회로모듈을 포함하는 배터리 어셈블리를 제공한다.
본 발명에서 상기 어뎁터 부재는 보호회로모듈이 수용되는 안착부를 포함한다. 또한, 상기 보호회로모듈의 외표면은 상기 어뎁터 부재의 외표면과 대응되고, 상기 안착부는 단차진 형상일 수 있다.
상기 베어셀은 캔, 캔내에 수용된 전극조립체, 상기 캔의 일단을 실링하는 캡조립체 및 상기 캡조립체로부터 돌출된 전극단자를 포함할 수 있다.
본 발명에서 어뎁터 부재는 상기 보호회로모듈과 상기 베어셀을 전기적으로 연결하기 위한 제1리드와 제2리드를 내부에 구비하고, 상기 제1리드는 상기 베어셀의 캡조립체를 외부 입출력 단자부에 전기적으로 연결하고, 상기 제2리드는 상기 베어셀의 전극단자를 외부 입출력 단자부에 연결한다.
본 발명에서 캡 플레이트는 상기 전극조립체의 제1전극에, 상기 상기 전극단자는 상기 전극조립체의 제2전극에 각각 전기적으로 연결되고, 상기 절연시트는 상기 제2리드와 캡 플레이트 사이에 형성될 수 있다.
본 발명에서 어뎁터 부재는 상기 제1리드와 대응되는 위치로서 상기 베어셀과 마주하는 표면상에 제1홈이 구비되고, 상기 제2리드와 대응되는 위치로서 상기 베어셀과 마주하는 표면상에 제2홈이 형성되어 상기 베어셀과 상기 제2리드가 연결되는 공간을 제공한다.
본 발명에서 보호회로모듈은 상기 어뎁터 부재와 마주하는 보호회로모듈의 측면상에 제1접속단자와 제2접속단자를 포함하고, 상기 제1접속단자와 제2접속단자는 각각 상기 어뎁터 부재의 내부에 구비된 제1리드, 제2리드와 각각 연결된다.
본 발명에서 어뎁터 부재는 제1연결홈과 제2연결홈을 포함하되, 상기 제1연결홈은 상기 제1리드와 제1접속단자와 대응되는 위치로서 상기 보호회로모듈과 마주하는 어뎁터 부재의 표면상에 형성되고,상기 제2연결홈은 상기 제2리드와 제2접속단자와 대응되는 위치로서 상기 보호회로모듈과 마주하는 어뎁터 부재의 표면상에 형성되어 상기 제2리드와 제2접속단자가 전기적으로 연결되도록 하는 공간을 제공한다.
본 발명에서 보호회로모듈은 복수개의 베어셀에 연결가능한 표준화된 타입이며, 상기 복수개의 베어셀은 원통형, 각형, 원형 또는 파우치타입의 베어셀을 포함한다.
본 발명에서 상기 어뎁터 부재 내부에는 안전소자를 더 포함하고, 상기 안전소자는 휴즈, 바이메탈, PTC중의 어느 하나일 수 있다. 또한, 상기 안전소자는 상기 베어셀의 전극단자와 보호회로모듈 사이에 연결된 제2리드에 전기적으로 연결된 다.
본 발명에서 어뎁터 부재는 몰딩재료로 형성되되, 상기 어뎁터 부재는 케이스로 형성가능하다.
본 발명에서 보호회로모듈은 상기 어뎁터 부재와 기계적, 전기적으로 연결되고, 상기 어뎁터 부재와 마주하는 보호회로모듈 일영역상에 결합돌기와 상기 보호회로모듈과 마주하는 상기 어뎁터 부재 일영역상에 결합홈을 형성하고, 상기 결합돌기는 상기 결합홈에 연결되어 상기 보호회로모듈과 상기 어뎁터 부재는 서로 연결된다.
본 발명에서 보호회로모듈상에는 외부 입출력단자부가 형성되어 외부로 노출되거나, 상기 외부 입출력단자부는 상기 어뎁터 부재상에 형성되어 외부로 노출될 수 있다.
본 발명에서 어뎁터 부재는 내부에 보조기판을 더 포함하고, 상기 보조기판의 일측은 상기 어뎁터 부재의 외측에 노출된 외부 입출력 단자부로 형성되고, 상기 보조기판의 타측은 어뎁터 부재 내부에 구비된 연결부재를 통하여 상기 보호회로모듈과 연결가능하다.
본 발명에서 상기 보호회로모듈과 어뎁터 부재를 덮는 케이스를 더 포함한다.
본 발명에서 상기 어뎁터 부재와 보호회로모듈의 어느 하나에 형성된 외부 입출력 단자부와; 상기 외부 입출력 단자부와 접촉하는 케이스의 일영역에 형성된 패드부를 포함하고, 상기 패드부는 상기 외부 입출력 단자부와 전기적으로 연결가능하다.
본 발명에 의하면 보호회로 모듈을 표준화하는 것이 가능하므로, 다양한 형태와 크기의 베어셀에 적용가능하여 배터리 어셈블리의 생산효율성을 증가시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 어셈블리를 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 어셈블리를 나타내는 분해사시도.
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ에 따른 단면도.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 배터리 어셈블리를 나타내는 분해사시도.
도 5는 도 4의 Ⅳ-Ⅳ에 따른 단면도.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 배터리 어셈블리를 나타내는 사시도.
도 7은 본 발명에 제4실시예에에 따른 배터리 어셈블리를 나타내는 개략도.
이하 첨부한 도면을 참고 하여 본 발명의 실시예 및 그 밖에 당업자가 본 발명의 내용을 쉽게 이해하기 위하여 필요한 사항에 대하여 상세히 기재한다. 다만, 본 발명은 청구범위에 기재된 범위 안에서 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로 하기에 설명하는 실시예는 표현 여부에 불구하고 예시적인 것에 불과하다.
본 실시예를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고 도면에서 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호 및 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 아울러, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장될 수 있으며 실제의 층 두께나 크기와 다를 수 있다.
한편 본 발명에서 이러한 이차전지는 케이스에 장착된 형태에 따라 일반적으로 외장형 배터리 팩(hard pack)과 내장형 배터리 팩(inner pack)으로 분류된다. 이 중, 내장형 배터리 팩은 외부기기의 내부에 장착한 상태에서 외부기기의 일부를 형성하는 덮개를 덮어 사용하므로, 장착이 상대적으로 번거로운 단점이 있기는 하지만, 설계가 용이하고 저렴하며 호환성이 좋다는 장점이 있다.
일반적으로, 내장형 배터리 팩은 충방전이 가능한 베어셀과, 베어셀에 전기적으로 결합되어 충방전을 제어하고, 과충방전 시 회로를 차단하는 보호회로 모듈을 포함한다. 그리고, 베어셀과 보호회로 모듈 사이의 틈에 충진되는 수지와, 베어셀과 보호회로 모듈 및 수지를 팩킹하여 외부기기에 장착가능한 형태로 성형되는 외부프레임을 포함하여 이루어진다.
이 중, 보호회로 모듈은 베어셀의 외측에 마련되며, 베어셀의 전극단자와 전기적으로 접속되는 보호회로가 마련된 기판과, 이러한 기판의 반대편에 마련되어 외부기기와 접속되는 외부 입출력 단자로 이루어진다.
이러한 보호회로 모듈은 배터리 팩의 종류에 따라 다양한 형태로 제작되어야 한다. 즉, 원통형, 각형, 원형, 그리고 파우치타입과 같은 다양한 형태에 적합하게 제조되어야 한다. 그리고 같은 종류의 베어셀을 사용하더라도 고객의 신뢰성 조건 및 외곽 디자인이 다르므로, 각각의 사양에 맞추어 보호회로 모듈을 설계하여야 한다. 이와 같은 다양한 변수에 의해 실제 양산에서 무수히 많은 종류의 보호회로 모듈을 관리해야 하므로, 많은 시간을 소비하게 되어 생산성이 저하된다는 문제점이 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 어셈블리를 나타내는 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 어셈블리는 베어셀(10), 보호회로모듈(30) 및 베어셀(10)의 상부에 위치되며, 보호회로모듈(30)이 안착되는 공간부로서 안착부(29)가 형성된 어뎁터 부재(20)을 포함한다.
도면에는 도시되지 않았지만, 베어셀(10)은 전극조립체와, 전극조립체가 수용되는 캔과, 캔의 상단 개구부를 밀봉하며, 전극단자가 돌출된 캡조립체로 이루어진다. 여기서, 전극단자와 캡조립체는 다른 극성을 띠므로, 서로 절연되어 있다.
그리고, 보호회로모듈(30)은 표준화된 형상을 갖는데, 외부로 노출되는 일면에 외부 입출력 단자부(31)가 형성되며, 도면에는 도시되지 않았지만, 어뎁터 부재(20)에 안착되는 타면에는 베어셀(10)에 대한 보호회로가 형성된다. 여기서, 어뎁터 부재(20)에 형성된 보호회로모듈(30)이 안착되는 안착부(29)는 항상 일정한 형상이며, 어뎁터부재(20)은 베어셀(10)과 보호회로모듈(30)을 전기적으로 연결시키는 역할을 한다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 보호회로모듈(30)과 베어셀(10)의 전기적인 연결구조에 대해서는 도 2 내지 도 3을 통하여 후술한다.
이와 같이 본 발명에 따르면, 전지의 종류 또는 사이즈가 변경되는 경우, 베어셀(10) 상부에 위치되는 어뎁터 부재(20)의 종류 또는 사이즈만 변경하고, 어뎁터 부재(20)에 안착된 보호회로모듈(30)이 안착되는 공간인 안착부(29)는 항상 일정한 형상을 띠도록 한다. 이에 따라, 어뎁터 부재(20)에 표준화된 보호회로모듈(30)을 결합하여, 다양한 종류의 전지에 보호회로모듈(30)을 공용으로 사용할 수 있다. 이는 복잡한 보호회로모듈(30)을 다양한 종류의 전지에 따라 다르게 제조하지 않아도 되므로, 전지의 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 어셈블리를 나타내는 분해사시도이다. 도 3는 상기 도 1의 Ⅲ-Ⅲ을 따라 절단된 단면도이다.
도 2를 참조하면, 베어셀(10)은 전극조립체(미도시)를 수용하는 캔(12)과, 캔(12)을 밀봉하는 캡조립체(13)를 포함한다. 여기서, 베어셀(10)은 캔(12)을 밀봉하는 캡조립체(13)가 전극조립체의 양극과 전기적으로 접속되고, 캡조립체(13)에 절연가스켓(미도시)을 통해 절연된 상태로 결합된 전극단자(11)가 전극조립체의 음극과 전기적으로 접속되는 구성을 예로 하였다.
보호회로모듈(30)이 안착되는 어뎁터 부재(20)의 내부에는 제1 리드(22a) 및 제2 리드(22b)가 형성되어 베어셀(10)과 보호회로모듈(30)을 전기적으로 연결시킨다. 즉, 어뎁터 부재(20) 내부의 제1 리드(22a) 및 제2 리드(22b)의 일측은 베어셀(10)의 캡조립체(13) 및 전극단자(11)와 연결되고, 타측은 보호회로모듈(30)의 외부 입출력 단자부(31)와 전기적으로 연결된다. 제1 리드(22a) 및 제2 리드(22b)의 타측이 노출되는 어뎁터 부재(20)의 상부에는 각각 제1 연결홈(21a) 및 제2 연결홈(21b)이 형성되어 보호회로모듈(30)과, 제1 리드(22a) 및 제2 리드(22b)가 연결되는 공간을 제공한다. 이때, 제2 리드(22b)는 절연시트(17)를 개재한 상태로 전극단자(11)와 연결될 수 있는데, 이는 제2 리드(22b)가 캡조립체(13)와 닿아서 쇼트가 발생하는 것을 방지하기 위한 것이다.
추가로 상기 어뎁터 부재(20)의 하부 표면적(202)는 실질적으로 캡 플레이트(13)의 상부측 표면적과 동일할 수 있다. 보호회로모듈(30)의 외표면(301)은 어뎁터 부재(20)의 외표면과 대응되며, 또한 보호회로모듈(30)의 베이스(302)는 어뎁터 부재(20)의 하부 표면적(202)보다 실질적으로 작은 면적을 가질 수 있다.
그리고, 어뎁터 부재(20)은 내부에 안전소자(23, 도 3 참조)가 인서트 성형된 몰딩재 또는 내부에 안전소자가 형성되는 공간을 구비한 케이스일 수 있다. 여기서, 안전소자는 배터리에 대해 안정적인 레벨에 의해 충전이 이루어지도록 하기 위하여 사용된다. 안전소자는 과충전 등의 비정상적인 외부 상황에서 전류를 통제하는 스위칭 소자로서의 전계 효과 트랜지스터(FET:field effect transister)를 주축으로, 전압 디텍터, 저항 및 커페시터 등의 수동 소자로 구성된다.
또한, 보호회로모듈(30)과 어뎁터 부재(20)은 착탈부재에 의해 기계적으로 결합된다. 예를 들면, 보호회로모듈(30)의 하부에 형성된 결합돌기(41)와, 결합돌기(41)와 맞닿는 어뎁터 부재(20)의 상부에 형성된 결합홈(25)에 의해 결합 및 분리 가능하도록 보호회로모듈(30)과 어뎁터 부재(20)이 결합될 수 있다.
도 3을 참조하면, 캔(12)은 대략 직육면체 형상을 가진 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성되며, 개방된 상단을 통해 전극조립체(미도시)가 수용되어 전극조립체 및 전해액의 용기 역할을 한다. 또한, 캔(12)은 그 자체가 단자 역할을 수행할 수 있다.
캔(12)의 내부에 대해 간략하게 설명하면, 캔(12)의 개방된 상단에는 캡조립체(13, 도 1 참조)가 구비되어 캔(12) 내부를 밀봉한다. 보다 상세하게 캔(12)의 개방된 상단을 밀봉하는 것은 캡플레이트(13`)이다. 캡플레이트(13`)의 중앙부에 형성된 단자통공을 관통하는 전극단자(11)와 캡플레이트(13`) 사이에는 전기적 절연을 위해 튜브 형상의 절연가스켓(14)이 설치된다. 또한, 캡플레이트(13`) 하면에 절연플레이트(15)가 배치되어 있으며, 절연플레이트(15)의 하면에는 단자플레이트(16)가 설치되어 있다. 전극단자(11)의 저면부는 단자플레이트(16)와 전기적으로 연결된다.
이때, 캡플레이트(13`) 하면에는 양극판으로부터 인출된 양극탭이 용접되어 있으며, 전극단자(11)의 하단은 음극판으로부터 인출된 음극탭이 용접된다. 이와 같이, 캡플레이트(13`)는 양극과 전기적으로 접속되고, 전극단자(11)는 음극과 전기적으로 접속된다.
그리고, 베어셀(10)의 상부에 위치되는 어뎁터 부재(20)은 보호회로모듈(30)이 안착되는 안착부(29)가 형성되며, 보호회로모듈(30)의 결합돌기(41)와 어뎁터 부재(20)의 결합홈(25)에 의해 기계적으로 결합된다. 그리고, 어뎁터 부재(20) 내부에 형성된 제1 리드(22a) 및 제2 리드(22b)의 일측에 의해 베어셀(10)과 전기적으로 연결된다.
제1 리드(22a) 및 제2 리드(22b)의 일측은 베어셀(10) 측으로 노출되고, 타측은 보호회로모듈(30) 측으로 노출된다. 이와 같이 베어셀(10) 측으로 노출된 제1 리드(22a)는 베어셀(10)의 캡플레이트(13`)와, 그리고 제2 리드(22b)는 전극단자(11)와 각각 납땜, 스폿, 레이저 등의 접합방식에 의해 전기적으로 연결된다. 이때, 어뎁터부재(20)의 하부면에는 베어셀(10)과 리드(22a, 22b)가 연결되는 공간을 제공하기 위하여 제1 홈(24a) 및 제2 홈(24b)이 형성될 수 있다. 또한, 제2 리드(22b)의 일 영역에는 앞서 설명한 안전소자(23)가 연결될 수 있다.
보호회로모듈(30)은 보호회로기판(32)과, 보호회로기판(32)의 일측에 외부 입출력 단자부(31)가 외부로 노출되도록 형성되고, 어뎁터부재(20)과 마주하는 타측에는 보호회로(미도시)가 형성되어 있다. 보호회로와 외부 입출력 단자부(31)는 보호회로기판(32)을 통과하는 도전구조에 의해 전기적으로 접속된다.
이러한 보호회로모듈(30)의 타측에는 외부 입출력 단자부(31)와 전기적으로 연결된 제1 접속단자(33a) 및 제2 접속단자(33b)가 더 형성된다. 제1 접속단자(33a) 및 제2 접속단자(33b)는 양극을 띠는 제1 리드(22a) 및 음극을 띠는 제2 리드(22b)와 각각 연결될 수 있다. 이때, 제1 리드(22a) 및 제2 리드(22b)가 노출되는 어뎁터 부재(20)의 상부면에는 제1 연결홈(21a) 및 제2 연결홈(21b)이 형성되어 보호회로모듈(30)과, 제1 리드(22a) 및 제2 리드(22b)가 연결되는 공간을 제공한다. 이에 의해 보호회로모듈(30)과 어뎁터 부재(20)이 밀착되게 결합될 수 있다.
제1 리드(22a) 및 제2 리드(22b)는 통상 니켈 재질로 이루어지며, 베어셀(10)과 보호회로모듈(30)을 용이하게 연결한다. 즉, 제1 리드(22a)는 보호회로모듈(30)의 양극이 일측에 연결되고, 캡플레이트(13`)가 타측에 연결된다. 또한, 제2 리드(22b)는 보호회로모듈(30)의 음극이 일측에 연결되고, 전극단자(11)가 타측에 연결된다. 이때, 제1 리드(22a) 및 제2 리드(22b)는 통상 L자형 구조 또는 평면적 구조로 이루어진다. 한편, 음극을 연결하는 제2 리드(22b)와 양극이 되는 캡플레이트(13`) 사이를 절연하기 위하여 절연시트(17)가 설치된다.
제2 리드(22b)의 일 영역에 연결된 안전소자(23)는 이차전지의 과전류, 과충전, 과방전으로부터 전지를 안전하게 보호하기 위해 설치된다. 안전소자(23)로 퓨즈, 바이메탈, 양성온도소자(PTC:Positive Temperature Coefficient) 등이 설치될 수 있는데, 본 발명의 제1 실시예에 따른 안전소자(23)는 일정온도의 범위를 초과하면 전류의 흐름을 차단하고, 다시 해당 온도범위로 들어오면 전류의 흐름을 신속히 재개하는 양성온도소자로 이루어진다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 배터리 어셈블리를 나타내는 분해사시도이고, 도 5는 도 4의 B-B`에 따른 단면도이다. 도 4 및 도 5에서는 앞서 설명한 도 1 내지 도 3에서 설명한 본 발명의 제1 실시예와 동일한 구성요소에 대한 설명은 생략한다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 배터리 어셈블리는 베어셀(10)과, 베어셀(10)에 대한 보호회로가 형성되며, 표준화된 형상을 가지는 보호회로모듈(30), 및 보호회로모듈(30)이 안착되는 공간이 형성되며, 베어셀(10)의 상부에 위치되어 보호회로모듈(30)과 베어셀(10)을 전기적으로 연결시키는 어뎁터 부재(20)을 포함한다.
여기서, 외부기기와 접속되는 외부 입출력 단자부(26)는 어뎁터 부재(20) 외부로 노출되도록 형성된다. 그리고, 보호회로모듈(30)이 안착되는 어뎁터 부재(20)의 상부면에는 제3 연결홈(21`)이 형성된다. 이러한 제3 연결홈(21`)으로 일측이 어뎁터 부재(20) 내부에 몰딩된 연결부재(27)의 타측이 노출되며, 보호회로모듈(30)과 어뎁터 부재(20) 내부의 보조기판(28, 도 5 참조)을 연결시킨다.
도 5를 참조하면, 어뎁터 부재(20)은 보호회로(미도시)가 실장된 보호회로기판(32)이 안착되는 안착부(29)가 형성되고, 보호회로기판(32) 안착 안착부(29)에 보호회로기판이 어뎁터 부재(20)과 전기적, 기계적으로 연결되어 있다. 보호회로(미도시)가 형성된 보호회로기판(32)과 보조기판(28)은 연결부재(27)에 의해 연결되어, 보호회로기판(27)에 형성된 보호회로와 외부 입출력 단자부(26)는 보호회로기판(32)을 통과하는 도전구조에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.
그리고, 어뎁터 부재(20) 내부에 위치된 보조기판(28)의 일측면은 외부 입출력 단자부(26)가 외부로 노출되도록 형성되며, 타측면은 제1 리드(22a) 및 제2 리드(22b)와 연결된다. 제1 리드(22a) 및 제2 리드(22b)는 각각 캡플레이트(13`) 및 전극단자(11)와 전기적으로 연결되며, 제2 리드(22b)의 일 영역에는 안전소자(23)가 형성된다. 여기서, 어뎁터 부재(20)은 내부에 안전소자(23) 및 제1 리드(22a), 제2 리드(22b)가 인서트 성형된 몰딩재로 설명하였으나, 내부에 공간을 구비한 케이스일 수 있다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 배터리 어셈블리를 나타내는 사시도이다.
도 6을 참조하면, 보호회로모듈(30)이 안착된 어뎁터 부재(20)이 베어셀(10)의 상단부 둘레보다 작게 형성되고, 베어셀(10)의 상단부 둘레에는 체결부(18)가 형성된다. 이러한 체결부(18)에는 보호회로모듈(30) 및 어뎁터 부재(20)을 커버하는 상부케이스(50)가 체결될 수 있다. 상부케이스(50)에는 보호회로모듈(30)의 외부 입출력 단자부(31)와 맞닿는 영역에 패드부(51)가 형성되고, 패드부(51)와 외부 입출력 단자부(31)를 용접함에 의해 보호회로모듈(30)과 상부케이스(50)가 전기적으로 연결될 수 있다.
여기서, 외부 입출력 단자부는 구조물에 형성될 수도 있으며, 이 경우 패드부도 구조물 측에 형성되어야 함은 물론이다. 또한, 본 발명의 실시예에서는 전극단자가 음극, 캡조립체가 양극을 띠는 전지에 대하여 설명하였지만, 극성이 바뀌어도 됨은 물론이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 배터리 어셈블리의 개략도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 베터리 어셈블리는 베어셀(10'), 보호회로모듈(30')과 어뎁터 부재(20')를 포함한다. 어뎁터 부재(20')는 베어셀(10')의 상부에 위치하고, 보호회로모듈(30')이 위치하는 안착부(29')를 포함한다. 베어셀(10')은 원통형 타입이다. 따라서 베어셀(10')의 단면도는 원형이다. 어뎁터 부재(20')는 베어셀(10')의 형태와 상응하는 형상을 가지며 베어셀(10')상에 장착가능하다. 추가로 어뎁터 부재(20')는 여러가지 타입의 베어셀에 공통적으로 적용가능한 표준화된 타입의 보호회로모듈(30)을 수용하는 안착부(29')를 구비할 수 있다. 본 실시예에서 외부 입출력 단자부(31)는 보호회로모듈(30)의 표면에 성형될 수 있고 보호회로모듈(30)의 외부로 노출될 수 있다. 또는 외부 입출력 단자부는 어뎁터 부재(20')의 표면에 형성가능하며 어뎁터 부재(20')의 외부로 노출가능하다.
보호회로모듈(30)은 다양한 배터리에 적용가능한 표준화된 형태를 갖는다. 그리고 외부 입출력 단자부(31)는 보호회로모듈(30)의 표면상에 형성되어 외부로 노출가능하다. 안착부(29)는 다양한 보호회로모듈(30)의 형태에 적합하게 적용가능한 형상을 갖는다. 어뎁터 부재(20)는 전기적으로 베어셀(10)과 보호회로모듈(30)을 전기적으로 연결한다. 보호회로모듈(30)의 외측부(30a)는 어뎁터 부재(20')와 동일하거나 유사하다.
도 2 및 도 7에 도시된 바와 같이 원통형 베어셀(10')의 형상이 서로 상이하더라도 베어셀(10)의 상부에 장착된 어뎁터 부재의 안착부(29)는 원통형 베어셀(10') 이건 각형 베어셀(10)이건 관계없이 동일할 수 있다. 따라서 표준화된 보호회로모듈(30)이 다양한 형태와 크기의 배터리 어셈블리에 적용될 수 있다.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 변형예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
전술한 발명에 대한 권리범위는 이하의 특허청구범위에서 정해지는 것으로써, 명세서 본문의 기재에 구속되지 않으며, 청구범위의 균등 범위에 속하는 변형과 변경은 모두 본 발명의 범위에 속할 것이다.
10 : 베어셀
12 : 캔
13 : 캡 조립체
20 : 어뎁터 부재
21a, 21b : 제1연결홈, 제2연결홈
22a, 22b : 제1리드, 제2리드
29 : 안착부
30 : 보호회로모듈
31 : 외부 입출력 단자부

Claims (21)

  1. 일측에 배치된 캡 플레이트를 포함하는 베어셀;
    상기 캡 플레이트상에 배치된 어뎁터 부재; 및
    상기 베어셀에 연결되며 보호회로를 포함하는 보호회로모듈을 포함하고,
    상기 어뎁터 부재는 상기 보호회로모듈을 수용하는 안착부를 포함하며,
    상기 보호회로모듈의 외표면은 상기 어뎁터 부재의 외표면과 대응되고,
    상기 안착부는 단차진 형상인 것을 특징으로 하는 배터리 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 베어셀은 캔;
    상기 캔내에 수용된 전극조립체;
    상기 캔의 일단을 실링하는 캡조립체; 및
    상기 캡조립체로부터 돌출된 전극단자를 포함하는 배터리 어셈블리.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 어뎁터 부재는 상기 보호회로모듈과 상기 베어셀을 전기적으로 연결하기 위한 제1리드와 제2리드를 내부에 구비하는 배터리 어셈블리.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1리드는 상기 베어셀의 캡조립체를 외부 입출력 단자부에 전기적으로 연결하고, 상기 제2리드는 상기 베어셀의 전극단자를 외부 입출력 단자부에 연결하는 배터리 어셈블리.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 캡 플레이트는 상기 전극조립체의 제1전극에, 상기 상기 전극단자는 상기 전극조립체의 제2전극에 각각 전기적으로 연결되고, 상기 제2리드와 상기 캡 플레이트 사이에는 절연시트가 형성되는 배터리 어셈블리.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 어뎁터 부재는 상기 제1리드와 대응되는 위치로서 상기 베어셀과 마주하는 표면상에 제1홈이 구비되고,
    상기 제2리드와 대응되는 위치로서 상기 베어셀과 마주하는 표면상에 제2홈이 형성되어 상기 베어셀과 상기 제2리드가 연결되는 공간을 제공하는 배터리 어셈블리.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 보호회로모듈은 상기 어뎁터 부재와 마주하는 보호회로모듈의 측면상에 제1접속단자와 제2접속단자를 포함하고, 상기 제1접속단자와 제2접속단자는 각각 상기 어뎁터 부재의 내부에 구비된 제1리드, 제2리드와 각각 연결되는 배터리 어셈블리.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 어뎁터 부재는 제1연결홈과 제2연결홈을 포함하되,
    상기 제1연결홈은 상기 제1리드와 제1접속단자와 대응되는 위치로서 상기 보호회로모듈과 마주하는 어뎁터 부재의 표면상에 형성되고,
    상기 제2연결홈은 상기 제2리드와 제2접속단자와 대응되는 위치로서 상기 보호회로모듈과 마주하는 어뎁터 부재의 표면상에 형성되어 상기 제2리드와 제2접속단자가 전기적으로 연결되도록 하는 공간을 제공하는 배터리 어셈블리.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 보호회로모듈은 복수개의 베어셀에 연결가능하며, 상기 복수개의 베어셀은 원통형, 각형, 원형 또는 파우치타입의 어느 하나를 포함하는 배터리 어셈블리.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 어뎁터 부재는 내부에 안전소자를 더 포함하는 배터리 어셈블리.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 안전소자는 휴즈, 바이메탈, PTC중의 어느 하나인 배터리 어셈블리.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 안전소자는 상기 베어셀의 전극단자와 보호회로모듈 사이에 연결된 제2리드에 전기적으로 연결된 배터리 어셈블리.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 어뎁터 부재는 몰딩재료로 형성된 배터리 어셈블리.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 어뎁터 부재는 케이스로 형성된 배터리 어셈블리.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 보호회로모듈은 상기 어뎁터 부재와 기계적, 전기적으로 연결된 배터리 어셈블리.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 어뎁터 부재와 마주하는 보호회로모듈 일영역상에 결합돌기와 상기 보호회로모듈과 마주하는 상기 어뎁터 부재 일영역상에 결합홈을 형성하고, 상기 결합돌기는 상기 결합홈에 연결되어 상기 보호회로모듈과 상기 어뎁터 부재는 서로 연결되는 배터리 어셈블리.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 보호회로모듈상에는 외부 입출력단자부가 형성되어 외부로 노출되는 배터리 어셈블리.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 어뎁터 부재상에는 외부 입출력단자부가 형성되어 외부로 노출되는 배터리 어셈블리.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 어뎁터 부재는 내부에 보조기판을 더 포함하고,
    상기 보조기판의 일측은 상기 어뎁터 부재의 외측에 노출된 외부 입출력 단자부로 형성되고, 상기 보조기판의 타측은 어뎁터 부재 내부에 구비된 연결부재를 통하여 상기 보호회로모듈과 연결되는 배터리 어셈블리.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 보호회로모듈과 어뎁터 부재를 덮는 케이스를 더 포함하는 배터리 어셈블리.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 어뎁터 부재와 보호회로모듈의 어느 하나에 형성된 외부 입출력 단자부; 및 상기 외부 입출력 단자부와 접촉하는 케이스의 일영역에 형성된 패드부를 포함하고, 상기 패드부는 상기 외부 입출력 단자부와 전기적으로 연결되는 배터리 어셈블리.
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