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KR20060105208A - 매우 얇은 두께의 전지팩 - Google Patents

매우 얇은 두께의 전지팩 Download PDF

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KR20060105208A
KR20060105208A KR1020050027672A KR20050027672A KR20060105208A KR 20060105208 A KR20060105208 A KR 20060105208A KR 1020050027672 A KR1020050027672 A KR 1020050027672A KR 20050027672 A KR20050027672 A KR 20050027672A KR 20060105208 A KR20060105208 A KR 20060105208A
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South Korea
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battery pack
case
battery
battery body
lower case
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KR1020050027672A
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English (en)
Inventor
용석주
이동철
백주환
Original Assignee
주식회사 엘지화학
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Publication date
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Priority to RU2007132172A priority patent/RU2355070C1/ru
Priority to CNB2006800061329A priority patent/CN100544072C/zh
Priority to JP2007556979A priority patent/JP2008532223A/ja
Priority to PCT/KR2006/001121 priority patent/WO2006104331A1/en
Priority to BRPI0608193-2A priority patent/BRPI0608193A2/pt
Priority to US11/394,544 priority patent/US20060244416A1/en
Priority to TW095111516A priority patent/TW200703747A/zh
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Abstract

본 발명은, 상부 케이스와 하부 케이스의 결합이 이들의 상단 및 하단 접촉부위에 대한 초음파 용착과, 상호 결합된 상태에서의 이들 케이스의 외면에 부착되는 필름상의 라벨로 달성되며, 상부 케이스의 상면과 하부 케이스의 하면은 전지본체가 단차없이 상기 라벨에 직접 부착될 수 있도록 개방되어 있는 전지팩을 제공하는 바, 이러한 전지팩은 종래의 어떠한 전지팩 보다도 매우 얇은 두께로 제조될 수 있고, 충방전 과정에서 전지본체의 방열을 효율적으로 이룰 수 있으며, 전지팩으로서 요구되는 구조적 안정성과 케이스 결합력을 효과적으로 발휘할 수 있는 특징이 있다.

Description

매우 얇은 두께의 전지팩 {Battery Pack Having Very Thin Thickness}
도 1은 외장형 전지팩의 사시도이다;
도 2는 각형 전지본체를 포함하고 있는 종래기술에 따른 내장형 전지팩의 사시도이다;
도 3은 도 2의 전지팩의 분해 사시도이고, 도 4는 일부 조립 상태의 사시도이다;
도 5는 파우치형 전지본체를 포함하고 있는 종래기술에 따른 내장형 전지팩의 사시도이다;
도 6은 도 5의 전지팩의 분해 사시도이고, 도 7은 일부 조립 상태의 사시도이다;
도 8은 종래기술에 따른 전지팩의 평면도이고, 도 9는 선 A-A에 따른 단면도이다;
도 10과 도 11은 도 9에서 초음파 용착전과 후의 부위 B에 대한 부분 확대도들이다;
도 12는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지팩의 분해 사시도이고, 도 13은 조립 상태의 사시도이다;
도 14는 본 발명의 또다른 실시예에 따라 1 단위의 라벨이 전지팩의 외면을 도포하는 조립 과정의 모식도이다;
도 15는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지팩의 평면도이고, 도 16은 선 C-C에 따른 단면도이며, 도 17은 부위 D에 대한 부분 확대도이다.
본 발명은 전지팩에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 상부 케이스와 하부 케이스의 결합이 이들의 상단 및 하단 접촉부위에 대한 초음파 용착과, 상호 결합된 상태에서의 이들 케이스의 외면에 부착되는 필름상의 라벨로 달성되며, 상부 케이스의 상면과 하부 케이스의 하면은 전지본체가 단차없이 상기 라벨에 직접 부착될 수 있도록 개방되어 있어서, 종래의 어떠한 전지팩 보다도 매우 얇은 두께로 제조될 수 있고, 충방전 과정에서 전지본체의 방열을 효율적으로 이룰 수 있으며, 전지팩으로서 요구되는 구조적 안정성과 케이스 결합력을 효과적으로 발휘할 수 있는 전지팩을 제공한다.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그러한 이차전지 중 높은 에너지 밀도와 방전 전압의 리튬 이차전지에 대해 많은 연구가 행해졌고 또한 상용화되어 널리 사용되고 있다.
리튬 이차전지는 그것의 외형에 따라 크게 원통형 전지, 각형 전지, 파우치형 전지 등으로 분류되며, 전해액의 종류에 따라 리튬이온 전지와 리튬이온 폴리머 전지로 분류되기도 한다. 모바일 기기의 소형화에 대한 최근의 경향으로 인해, 특히 두께가 작은 각형 전지, 파우치형 전지에 대한 수요가 증가하고 있다.
또한, 이차전지가 케이스에 장착된 형태에 따라 일반적으로 외장형 전지팩(hard pack)과 내장형 전지팩(inner pack)으로 분류된다. 외장형 전지팩의 대표적인 예가 도 1에 개시되어 있는 바, 도 1을 참조하면, 외장형 전지팩(10)은 그것이 장착되는 외부기기(12)의 외형 일부를 형성하므로 사용시 외부기기(12)에 장착하기 용이한 장점을 가지지만, 전지본체(도시하지 않음)를 내장한 상태에서 케이스(하우징: 11)를 해당 외부기기의 종류에 맞추어 설계하여야 하므로 상대적으로 고가이고 호환성이 적은 문제점을 가지고 있다.
반면에, 내장형 전지팩(20)은 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 외부기기의 내부에 장착한 상태에서 외부기기의 일부를 형성하는 덮개를 덮어 사용하므로, 장착이 상대적으로 번거로운 단점은 있지만, 설계가 용이하고 저렴하며 호환성의 장점을 가지고 있다.
각형 전지본체를 포함하고 있는 내장형 전지의 더욱 구체적인 내용은 도 3 및 도 4에서 확인할 수 있는 바, 이들 도면을 참조하면, 내장형 전지팩(20)은, 일측에 예를 들어 양극단자가 마련되어 있고 타측에 음극단자가 형성되어 있는 각형 전지본체(21)와; 전지본체(21)의 두 전극 단자 중 하나와 접속되어 과전류, 과방전 및 과충전으로부터 전지를 일차적으로 보호하는 PTC 소자(22)와; 니켈 플레이트 (23)를 통해 PTC 소자(22)측 전극 단자(양극단자 및 음극단자 중의 하나)와 니켈 플레이트(27)를 통해 나머지 전극 단자와 접속되어 전지를 이차적으로 보호하고 외측에는 해당 기기(도시되어 있지 않음)와 접속 가능하도록 외부 입출력 단자가 형성되어 있는 보호회로부(24)와; 전지본체(21), PTC 소자(22) 및 보호회로부(24)를 감싸는 상부 케이스(25) 및 하부 케이스(26)로 이루어져 있다.
전지본체(21)의 측면과 니켈 플레이트(23), 그리고 보호회로부(24)와 니켈 플레이트(27) 사이에는 절연시트(28)가 배치되어 있어서, 각 니켈 플레이트(23, 27)와 인접한 전지본체(21) 또는 보호회로부(24) 간의 불필요한 접촉으로 단락을 방지하여 준다.
또한, 전지본체(21)와 하부 케이스(26) 사이에는 양면테이프(29)가 배치되어 있어서 전지본체(21)가 하부 케이스(26)의 바닥면에 밀착되게 고정될 수 있게 된다. 따라서, 상부 및 하부 케이스(25, 26) 내에 전지본체(21)가 수용되면 전지본체(21)는 상부 및 하부 케이스(25, 26) 내에 안정되게 고정될 수 있게 된다.
전지본체(21)가 수납된 하부 케이스(26)에 상부 케이스(25)를 결합시킨 후 케이스(25, 26) 상호간의 결합력을 더욱 높이고 외부의 이물질이 결합부위 또는 케이스 내부로 유입되는 것을 막기 위하여 포장 라벨(30)을 감싸기도 한다.
도 5 내지 도 7에는 파우치형 전지본체를 포함하고 있는 종래기술에 따른 내장형 전지팩의 사시도와 그것의 분리 사시도 및 조립과정의 사시도가 각각 도시되어 있다.
이들 도면을 참조하면, 전지팩(50)은, 양극, 음극 및 분리막의 전극 조립체 와 전해액이 밀봉된 상태로 내장되어 있는 파우치형 전지본체(51), 전지본체(51)를 수납할 수 있는 내부 공간을 가진 하부 케이스(52)와, 전지본체(51)가 수납되어 있는 하부 케이스(52) 위에 결합되어 전지본체(51)를 밀봉하는 상부 케이스(53)로 이루어져 있다. 또한, 전지본체(51)와 상부 및 하부 케이스(52, 53) 사이에는 양면 테이프(54)가 개재되어 케이스(52, 53) 내부 공간에 전지본체(51)를 안정적으로 고정한다.
전지본체(51)가 수납된 하부 케이스(52)에 상부 케이스(51)를 결합시킨 후 케이스(51, 52) 간의 결합력을 더욱 높이고 외부의 이물질이 결합부위 또는 케이스 내부로 유입되는 것을 막기 위하여 포장 라벨(40)로 감싸는 과정은 도 2 내지 4의 전지팩(20)의 조립과정에서와 동일하다.
도 2의 전지팩(20)과 도 5의 전지팩(50)에서, 상부 케이스와 하부 케이스는 각각 PC, ABS 등과 같은 플라스틱 재질로 되어 있으며 초음파 용착법에 의해 상호 결합시킴으로써 조립된다. 상기 초음파 용착법(ultrasonic welding method)이란, 예를 들어, 20,000 Hz의 고주파를 이용한 진동으로 마찰열을 일으켜 두 피접착면을 용융 접착시키는 방법이다.
하부 케이스와 상부 케이스를 초음파 용착법에 의해 결합시키는 더욱 구체적인 내용은 도 8 내지 11을 참조하여 설명할 수 있다. 도 8 및 9에는 상부 케이스(60)가 하부 케이스(70) 위에 장착된 상태에서의 평면도와 그것의 수직 단면도(도 8의 A-A 단면도)가 각각 도시되어 있다. 상부 케이스(60)가 하부 케이스(70) 위에 장착된 상태에서, 상부 케이스(60)의 양단면과 하부 케이스(70)의 양단부는 서로 접촉되어 있다. 그러한 접촉 부위(B)의 확대도와 초음파 용착시의 변화도가 도 10 및 11에 각각 도시되어 있다. 도 10에 도시되어 있는 바와 같이, 상부 케이스(60)의 단부 하면에는 쇄기형의 용착산(61)이 형성되어 있고, 하부 케이스(70)의 대응 부위에는 용착산(61)이 접하는 용착면(71)이 형성되어 있다. 초음파 용착을 위해 고주파 진동을 가하면, 용착산(61)과 용착면(71)의 접촉면이 용융되면서 상호 접착이 이루어진다.
그러나, 전체적으로 작고 더욱 얇은 두께의 전지팩에 대한 수요가 늘어남에 따라 최근에는 하부 케이스(60)와 상부 케이스(70)의 두께가 각각 0.3 ~ 0.35 mm로 까지 얇아지면서, 그에 따라 금형가공 및 사출성형에 어려움이 커지고, 용착산(61) 및 용착면(71)이 작아짐으로 인해, 용착강도(결합력)가 약해지는 등 용착 불량률이 높아지고 있다.
따라서, 얇은 두께의 케이스를 사용하면서도 외부 충격에 적정한 강도를 제공하고 제조공정이 간단하여 제조비용이 저렴한 전지팩에 대한 필요성이 높은 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은 전지팩 구조에 대한 심도있는 연구를 계속한 끝에, 전지팩이 낙하하거나 또는 외부 충격이 인가될 때 외력은 케이스 상호간의 결합부위에 집중 되고, 이때 얇은 두께로 인해 결합력이 약한 측면 결합부가 우선적으로 파손되어 전지팩 본래의 기능을 상실함을 확인하였다. 또한, 전지팩의 상면(상부 케이스의 상면)과 하면(하부 케이스의 하면)은 수직의 외력이 작용하지 않는 한 크게 영향받지 않으며, 그러한 수직 외력이 인가될 가능성은 전지팩에 대한 외력의 전반적인 작용을 고려할 때 상대적으로 낮음을 확인하였다.
따라서, 계면적이 상대적으로 큰 상단 및 하단 결합부위에서 케이스 상호간의 직접적인 결합을 달성하고, 필름상의 라벨로 케이스의 외면을 랩핑하여 보조 결합력을 제공하며, 상부 및 하부 케이스의 결합부의 높이가 전지본체의 높이와 동일하도록 상부 및 하부 케이스의 상면과 하면에 각각 개구를 형성한 전지팩의 구조는 매우 얇고 작은 크기의 전지팩의 제조를 가능하게 하며, 소망하는 정도의 기계적 안정성을 제공할 수 있음을 확인하였다.
본 발명은 이러한 사실을 기반으로 하여 완성되었다.
따라서, 이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전지팩은, 양극, 음극 및 분리막의 전극 조립체와 전해액이 밀봉된 상태로 내장되어 있는 장방형의 전지본체, 상기 전지본체를 수납할 수 있는 내부 공간을 가진 하부 케이스, 및 상기 전지본체가 수납되어 있는 하부 케이스 위에 결합되어 전지본체를 밀봉하는 상부 케이스로 구성된 전지팩으로서, 상부 케이스와 하부 케이스의 결합이 이들의 상단 및 하단 접촉부위에 대한 초음파 용착과, 상호 결합된 상태에서의 이들 케이스의 외면 에 부착되는 필름상의 라벨로 달성되며, 상부 케이스의 상면과 하부 케이스의 하면은 전지본체가 단차없이 상기 라벨에 직접 부착될 수 있도록 개방되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전지팩의 특징 중의 하나는 상하부 케이스의 초음파 용착이 케이스의 상단 및 하반 접촉부위에서만 행해지고, 케이스의 측면 접촉부위에서는 행해지지 않는다는 점이다. 전지팩은 전지본체에 대한 보호회로부 등의 탑재가 안정적으로 이루어질 수 있고 또한 전지본체를 외부로부터 보호할 수 있도록 전지본체를 케이스의 내부에 내장하는 구조로 이루어져 있다. 따라서, 상호 결합된 상하부 케이스는 전지팩과 보호회로부 등을 함께 수납할 수 있는 내부 공간을 가지며, 보호회로부 등이 탑재되는 상단 접촉부위와 전지팩의 하단을 형성하는 하단 접촉부위는 측면 접촉부위에 비해 상대적으로 넓은 접촉 계면적을 가진다. 앞서 설명한 바와 같이, 초음파 용착을 위해서는, 해당 접촉부위에 용착산과 용착면의 구조가 요구되며, 넓은 계면적을 가질 때 높은 결합력을 제공한다. 케이스의 상단 및 하단 접촉부위는 이러한 측면에서 초음파 용착을 위한 바람직한 부위를 제공한다. 다만, 측면 접촉부위에 대한 초음파 용착을 생략함으로써 발생한 결합력의 감소는 케이스의 외면을 랩핑하도록 부착되는 필름상의 라벨에 의해 보충된다. 측면 접촉부위에 대해 초음파 용착을 행하지 않으므로, 케이스의 폭(양 측면 사이의 거리)을 더욱 작게 제작할 수 있으며, 그로 인해 전체적으로 작은 크기를 가진 전지팩의 제조가 가능해진다.
본 발명에 따른 전지팩의 또다른 중요한 특징은 전지본체가 단차없이 상기 라벨에 직접 부착될 수 있도록 상부 케이스의 상면과 하부 케이스의 하면이 개방되어 있다는 점이다. 상기에서, 단차가 없다 는 것은, 전지본체가 내장된 상태에서 상부 케이스와 하부 케이스가 결합되었을 때, 상하부 케이스의 전체 높이가 전지본체의 높이와 동일하도록, 상부 케이스의 상면과 하부 케이스의 하면이 전지본체와 높이 편차를 갖지 않는 구조로 개방되어 있음을 의미한다. 이러한 구조로 인해, 전지팩의 전체적인 두께는 라벨의 두께를 제외하고 전지본체의 두께와 동일하므로 매우 얇은 두께의 전지팩의 제조가 가능하다. 또한, 상하부 케이스의 이러한 개방 구조는 충방전시 전지에서 발생하는 열을 더욱 효율적으로 발산시킬 수 있는 효과도 갖는다.
하나의 바람직한 예에서, 상부 케이스는 하향 연장된 측벽을 포함하고 있는 프레임 부재로 이루어져 있고, 하부 케이스는 상향 연장된 측벽을 포함하고 있는 프레임 부재로 이루어져 있다. 따라서, 전지본체는 상하부 케이스가 결합되었을 때, 상하부 케이스의 측벽에 의해 그것의 측면이 감싸인 구조를 이룬다. 더욱 바람직하게는, 상하부 케이스의 측벽들에는 상호 조립된 상태에서 서로 맞물릴 수 있는 체결구와 체결홈이 각각 대응하여 형성되어 있다.
또다른 바람직한 예에서, 상부 케이스의 상부와 측벽이 접하는 부위(견부)는 단면상으로 곡선의 형태로 완만하게 굴곡되어 있는 구조일 수 있다. 이러한 완만한 굴곡 구조는 전체적으로 폭이 넓은 아치형 구조를 이루므로 상부 모서리 등에 외부의 충격이 가해지더라도 상대적으로 안정적이다. 이러한 완만한 굴곡 구조는 하부 케이스에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.
상부 케이스와 하부 케이스의 소재는 특별히 한정되는 것은 아니며, 적어도 초음파 용착이 행해지는 상단 및 하단 접촉부위는 Polycarbonate(PC), Polyacrylonitrile-butadiene-styrene(ABS) 등의 플라스틱 소재로 되어 있다. 따라서, 상하단 접촉부위를 포함한 케이스 전체가 플라스틱 소재로 이루어질 수도 있고, 또는 플라스틱 소재와 금속 소재를 포함하는 복합소재로 이루어질 수도 있다.
상기 라벨은 전지본체가 장착된 상태로 결합된 상하부 케이스의 외면을 완전히 감싸도록 부착됨으로써 케이스의 결합력을 더욱 놓이고 전지본체와 케이스를 외부로부터 보호하는 역할을 한다. 라벨은 1 단위의 필름 또는 2 단위 이상의 필름으로서 상하부 케이스를 완전히 감싼 후 중첩된 부위를 상호 결합함으로써 케이스와 전지본체에 부착된다. 중첩된 부위의 결합은 다양한 방법에 의해 달성될 수 있으며, 예를 들어, 접착제에 의한 접착, 열융착, 별도 접착부재 또는 체결부재의 부가 등이 사용될 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다. 또한, 라벨 및 케이스와 전지본체 사이에 부가적으로 접착제가 개재되어 부착력을 더욱 높일 수도 있다.
라벨의 소재는 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, PC, PET (polyethylene terephthalate) 등의 플라스틱 소재, 박막의 금속 소재, 플라스틱과 금속의 복합 소재 등이 사용될 수 있으며, 강도를 높이기 위하여 플라스틱 기재에 단섬유, 장섬유, 부직포, 직포 등의 섬유상 강화제가 포함되어 있는 강화 소재 등도 사용될 수 있다. 그 중 플라스틱 소재가 특히 바람직하다. 라벨의 바람직한 두께는 전지팩의 두께 및 보호용 부재로서의 작용을 고려할 때 대략 0.1 내지 0.2 mm 일 수 있지만, 그것으로 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 전지팩은 형태면에서 각형 또는 파우치형 전지본체를 내장할 수 있으며, 그러한 전지본체로는 예를 들어 리튬이온 이차전지, 리튬이온 폴리머 이차전지 등이 바람직하게 사용될 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 실시예들에 따른 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상술하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
도 12 및 도 13에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지팩의 조립전의 분해 사시도와 조립 후의 결합 사시도가 각각 도시되어 있다.
이들 도면을 참조하면, 전지팩(100)은, 양극, 음극 및 분리막의 전극 조립체와 전해액이 밀봉된 상태로 내장되어 있는 전지본체(200), 전지본체(200)를 수납하는 하부 케이스(300), 및 하부 케이스(300)에 결합되어 전지본체(200)를 밀봉하는 상부 케이스(400)로 구성되어 있다.
전지본체(200)의 상단에는 보호회로 모듈(PCM: 210), PTC(도시하지 않음) 등의 보호회로 소자가 탑재된다.
하부 케이스(300)는 전지본체(200)가 안착될 수 있도록 그것의 외면에 대응하는 형상의 내면으로 이루어져 있고, 상부 프레임(310)에는 PCM(210)의 외부 입출력 단자(212, 214)가 노출될 수 있는 단자 창(312, 314) 등이 형성되어 있다.
하부 케이스(300)와 상부 케이스(400)는 각각 상면과 하면이 개방된 프레임 구조로 이루어져 있고, 하부 케이스(300)의 양측면에는 상향 연장된 측벽(320)이 형성되어 있으며, 상부 케이스(400)의 양측면에는 하향 연장된 측벽(420)이 형성되어 있다. 또한, 케이스(300, 400)의 상면 또는 하면과 측벽(320, 420)이 만나는 견부(shoulder: 330, 430)는 단면상으로 곡선 형상의 완만한 굴곡을 이루고 있다. 따라서, 하부 케이스(300)와 상부 케이스(400)는 전체적으로 아치형의 대칭 구조를 이루며, 인가된 외력에 대해 구조적으로 안정적이다.
초음파 용착에 의한 상하부 케이스(300, 400)의 결합은 상부 케이스(400)의 상부 프레임(410) 및 하부 프레임(440)과 하부 케이스(300)의 상부 프레임(310) 및 하부 프레임(340)에서 행해진다. 구체적으로, 하부 케이스(300)의 상부 프레임(310)과 접하는 상부 케이스(400)의 상부 프레임(410)의 단부에는 용착산(412)이 형성되어 있고, 이에 대응하여 하부 케이스(300)의 상부 프레임(310)의 단부에는 용차면(316)이 형성되어 있다. 상부 프레임(310, 410)과 하부 프레임(340, 440)은 측벽(320, 420)을 이루는 측면 프레임에 비해 상대적으로 큰 두께를 가지므로, 초음파 용착을 위한 적정한 계면적을 제공한다. 용착산(412)과 용착면(316)의 형성 위치는 서로 반대일 수도 있다. 용착산(412)과 용착면(316)의 초음파 용착은 도 10 및 11에서와 동일하다.
전지본체(200)의 상면과 하면은 각각 상부 케이스(400)의 개구(450)와 하부 케이스(300)의 개구(350)를 통해 각각 노출되어 있다.
상호 결합된 상하부 케이스(300, 400)의 외면에는 한 쌍의 라벨(500, 510)이 부착되는 바, 라벨(500, 510)의 내면에는 접착제가 도포되어 있어서, 라벨(500, 510) 상호간의 중첩 부위뿐만 아니라 상하부 케이스(300, 400)와 그것의 개구(350, 450)를 통해 노출되어 있는 전지본체(200)의 외면에 견고하게 부착된다.
도 14에는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 전지팩(101)의 정면도가 도시되어 있다.
도 14를 참조하면, 라벨(501)은 상하부 케이스(301, 401)의 외면 전체를 도포할 수 있는 길이를 가진 1 단위로 이루어져 있다는 점에서 도 12의 라벨(500, 501)과 차이가 있다.
도 15 내지 도 17에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지팩(100)의 평면도가, 그것의 수직 단면도 및 측벽 부위에 대한 확대 단면도가 각각 도시되어 있다. 이해의 편의를 위하여 라벨을 도시하지 않았다.
우선, 도 15를 참조하면, 전지본체(200)의 상면은 상부 케이스(400)로부터 노출되어 있다. 따라서, 충방전 과정에서 전지본체(200)로부터 발생하는 열이 효율적으로 발산될 수 있으므로, 전지본체(200)를 최적의 작동 상태로 유지할 수 있다.
도 16 및 도 17을 참조하면, 하부 케이스(300)와 상부 케이스(400)의 측벽(320, 420)에는 서로 결합된 상태에서 맞물릴 수 있도록 각각 체결구(360)와 체결홈(460)이 형성되어 있다. 체결구(360)와 체결홈(460)의 형성 위치는 도면에서 서로 반대일 수 있으며, 경우에 따라서는 좌측와 우측 측벽에서 서로 다를 수 있다. 또한, 체결구(360)와 체결홈(460)의 형상은 특별히 제한되지 않고 다양할 수 있으며, 경우에 따라는 별도의 체결구 또는 체결홈이 형성되지 않을 수 있다. 이와 같이, 케이스(300, 400)의 측벽(320, 420) 부위에서 초음파 용착을 행하지 않으므로 얇은 두께의 측부로 이루어진 케이스의 제조가 가능하며 특별한 제한을 받지 않는다.
계속 도 17을 참조하면, 전지본체(200)는 단차를 형성하지 않은 상태로 상하부 케이스(300, 400)에 장착됨으로써, 전지본체(200)의 두께(t)는 라벨(도시하지 않음)이 부착되지 않은 조건에서 전지팩(100)의 두께(T)와 동일함을 볼 수 있다. 즉, 상하부 케이스(300, 400)의 내면 단부(370, 470)는 전지본체(200)의 표면에 완만하게 접하면서 동시에 돌출되지 않은 구조를 가진다. 따라서, 이러한 구조로 인해, 전지본체(200)는 상하부 케이스(300, 400)에 안정적으로 고정될 수 있으며, 또한 전체적으로 매우 얇은 두께를 가진 전지팩의 제조가 가능하다.
본 발명에 따른 전지팩은 내장형 전지팩에 특히 바람직하게 사용될 수 있다.
이상, 본 발명에 따른 몇몇 실시예들을 참조하여 발명의 내용을 상술하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.
이상의 설명과 같이, 본 발명에 따른 전지팩은 종래의 어떠한 전지팩 보다도 매우 얇은 두께로 제조될 수 있고, 충방전 과정에서 전지본체의 방열을 효율적으로 이룰 수 있으며, 전지팩으로서 요구되는 구조적 안정성과 케이스 결합력을 효과적으로 발휘할 수 있는 특징을 가진다.

Claims (9)

  1. 양극, 음극 및 분리막의 전극 조립체와 전해액이 밀봉된 상태로 내장되어 있는 장방형의 전지본체, 상기 전지본체를 수납할 수 있는 내부 공간을 가진 하부 케이스, 및 상기 전지본체가 수납되어 있는 하부 케이스 위에 결합되어 전지본체를 밀봉하는 상부 케이스로 구성된 전지팩으로서, 상부 케이스와 하부 케이스의 결합이 이들의 상단 및 하단 접촉부위에 대한 초음파 용착과, 상호 결합된 상태에서의 이들 케이스의 외면에 부착되는 필름상의 라벨로 달성되며, 상부 케이스의 상면과 하부 케이스의 하면은 전지본체가 단차없이 상기 라벨에 직접 부착될 수 있도록 개방되어 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 상부 케이스는 하향 연장된 측벽을 포함하고 있는 프레임 부재로 이루어져 있고, 상기 하부 케이스는 상향 연장된 측벽을 포함하고 있는 프레임 부재로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 상하부 케이스의 측벽들에는 상호 조립된 상태에서 서로 맞물릴 수 있는 체결구와 체결홈이 각각 대응하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 상부 케이스의 상단과 측벽이 접하는 부위(견부)는 단면상으로 곡선의 형태로 완만하게 굴곡되어 있는 구조로 되어 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 하부 케이스의 하단과 측벽이 접하는 부위(견부)는 단면상으로 곡선의 형태로 완만하게 굴곡되어 있는 구조로 되어 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 상부 케이스와 하부 케이스의 상단 및 하단 접촉부위는 Polycarbonate(PC), Polyacrylonitrile-butadiene-styrene(ABS) 등의 플라스틱 소재로 되어 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 라벨은 1 단위의 필름 또는 2 단위 이상의 필름으로서 상하부 케이스를 완전히 감싼 후 중첩된 부위를 상호 결합함으로써 케이스와 전지본체에 부착되는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 라벨은 PC, PET(polyethylene terephthalate) 등의 플라스틱 소재로 되어 있고 0.1 내지 0.2 mm의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 전지본체로는 리튬이온 이차전지 또는 리튬이온 폴 리머 이차전지인 것을 특징으로 하는 전지팩.
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