KR101264519B1 - 이차 전지 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는 보호 회로 모듈의 형성시 공간 제약을 줄이고, 양성 온도 소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 이차 전지 및 그 제조 방법이 개시된다.
일 예로, 셀탭을 갖는 배터리 셀, 및 상부로 외부 단자가 노출된 회로 기판과, 상기 회로 기판의 하부에 구비되어 일단이 상기 셀탭과 연결되고 타단이 연장된 제 1 단자와, 일단이 상기 외부 단자와 연결되고 타단이 연장된 제 2 단자와, 상기 제 1 단자 및 제 2 단자의 사이에 형성되고 상기 회로 기판의 하부에 위치하는 양성 온도 소자를 포함하는 보호 회로 모듈을 포함하는 이차 전지가 개시된다.

Description

이차 전지 및 그 제조 방법{Secondary Battery and Fabricating Method Thereof}
본 발명은 이차 전지 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 배터리 팩은 재충전이 가능한 배터리 셀과, 배터리 셀의 과충전 또는 과방전을 방지하는 보호 회로 모듈을 포함하여 이루어진다. 최근에는 배터리 셀로 주로 리튬 이온 전지 또는 리튬 폴리머 전지가 이용되고 있다. 그리고 보호 회로 모듈은 과충전이나 과방전을 방지하기 위한 다수의 회로 소자를 갖는다.
리튬 폴리머 전지는 유기 전해액을 함유하지 않는 완전 고체형 리튬 이온 폴리머 전지와, 유기 전해액을 함유하는 겔(gel)형 고분자 전해질을 사용하는 리튬 이온 폴리머 전지로 분류된다.
리튬 이온 폴리머 전지의 경우 액체 전해질을 사용하는 리튬 이온 전지와 비교할 때, 전해액의 누출 현상이 작거나 발생하지 않는다. 따라서, 리튬 이온 폴리머 전지에서는 금속 캔 대신 금속 포일과 절연층으로 이루어진 파우치를 외장재로 이용할 수 있다.
본 발명은 보호 회로 모듈의 형성시 공간 제약을 줄이고, 양성 온도 소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 이차 전지 및 그 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 이차 전지는 셀탭을 갖는 배터리 셀, 및 상부로 외부 단자가 노출된 회로 기판, 상기 회로 기판의 하부에 구비되어 일단이 상기 셀탭과 연결되고 타단이 연장된 제 1 단자, 일단이 상기 외부 단자와 연결되고 타단이 연장된 제 2 단자, 상기 제 1 단자 및 제 2 단자의 사이에 형성되고 상기 회로 기판의 하부에 위치하는 양성 온도 소자를 포함하는 보호 회로 모듈을 포함할 수 있다.
또한, 상기 회로 기판과 양성 온도 소자의 사이에는 적어도 하나의 절연 테이프가 더 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 이차 전지의 제조 방법은 보호 회로 모듈의 회로 기판에 위치한 제 1 단자와 제 2 단자의 단부에 양성 온도 소자를 결합하는 단계, 상기 제 1 단자와 제 2 단자에 타단부에 배터리 셀의 셀탭을 결합하는 단계, 상기 온도 소자를 상기 회로 기판의 하부에 위치시키도록 상기 제 1 단자 및 제 2 단자를 절곡하는 단계, 및 상기 보호 회로 모듈이 상기 배터리 셀의 상면과 평행하도록 상기 셀탭을 절곡하는 단계를 포함한다.
또한, 제 1 단자 및 제 2 단자를 절곡하는 단계의 이전에는 상기 제 1 단자 및 제 2 단자의 단부를 덮도록 절연 테이프를 부착하는 단계가 더 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시예에 의한 이차 전지는 배터리 셀의 셀탭과 연결되는 제 1 단자와, 제 1 단자에 연결되는 제 2 단자를 회로 기판의 측부로 돌출하여 연장되도록 구비하고, 제 1 단자 및 제 2 단자의 사이에 양성 온도 소자를 형성하며, 제 1 단자 및 제 2 단자를 절곡하여 양성 온도 소자가 회로 기판의 하부에 위치하도록 함으로써, 양성 온도 소자의 위치 제약을 줄일 수 있고 보호 회로 모듈의 공간을 확보할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의한 이차 전지는 양성 온도 소자의 상면이 배터리 셀의 상면과 마주보면서 인접하도록 형성하여, 양성 온도 소자의 신뢰성을 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지의 분해 사시도이다.
도 3은 도 2에서 배터리 셀과 보호 회로 모듈의 결합을 확대한 사시도이다.
도 4는 도 2의 보호 회로 모듈을 상부로 절곡하여 도시한 것이다.
도 5는 도 4에서 배터리 셀과 보호 회로 모듈의 결합을 확대한 사시도이다.
도 6은 도 5의 양성 온도 소자를 상부로 절곡하고 절연 테이프를 제거하여 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지의 제조 방법을 설명하기 위한 플로우챠트이다.
도 8a 내지 도 8k는 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지의 구성을 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지의 사시도이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지의 분해 사시도이다. 도 3은 도 2의 배터리 셀과 보호 회로 모듈의 결합을 확대하여 도시한 것이다. 도 4는 도 2의 보호 회로 모듈을 상부로 절곡하여 도시한 것이다. 도 5는 도 4의 배터리 셀과 보호 회로 모듈의 결합을 확대하여 도시한 것이다. 도 6은 도 5의 양성 온도 소자를 상부로 절곡하고 절연 테이프를 제거하여 도시한 것이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지(100)는 배터리 셀(110), 보호 회로 모듈(120), 프레임 케이스(130), 탑 커버(140) 및 라벨(150)을 포함한다.
상기 배터리 셀(110)은 전하를 저장하거나 방출하며, 전극 조립체(미도시)를 감싸는 재질에 따라 캔형 또는 파우치형 등으로 구분될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지(100)에서는 상기 배터리 셀(110)이 파우치형으로 이루어진 것을 예로써 설명하도록 한다.
상기 배터리 셀(110)은 양극, 음극 및 양극과 음극 사이에 개재되는 세퍼레이터를 포함하는 전극 조립체(미도시)와, 상기 전극 조립체를 수용하는 파우치 케이스(111)와, 상기 전극 조립체의 양극 및 음극 각각에 연결되고 상기 파우치 케이스(111)의 일면으로 노출된 제 1 셀탭(112), 제 2 셀탭(113)을 포함한다. 또한, 상기 셀탭(112, 113)이 상기 파우치 케이스(111)와 접촉하는 부분에는 전기적인 단락을 방지하기 위해 절연 테이프(114, 115)가 더 형성될 수도 있다.
상기 배터리 셀(110)은 보호 회로 모듈(120)이 배치되는 상측부(110a), 상기 상측부(110a)와 연결되는 한 쌍의 단측부(110b, 110c)와 한 쌍의 장측부(110d, 110e) 및 상기 상측부(110a)와 마주보며 측부들(110b, 110c, 110d, 110e)과 연결되는 하측부(110f)를 포함한다. 여기서, 상기 단측부(110b, 110c)는 상기 배터리 셀(110)의 상측부(110a)와 연결되는 측부들(110b, 110c, 110d, 110e) 중 폭이 좁은 측부들이며, 상기 장측부(110d, 110e)는 배터리 셀(110)의 측부들(110b, 110c, 110d, 110e) 중 폭이 넓은 측부들이다.
상기 보호 회로 모듈(120)은 상기 배터리 셀(110)의 상측부(110a)에 배치된다. 상기 보호 회로 모듈(120)은 상기 배터리 셀(110)과 전기적으로 연결되어, 상기 배터리 셀(110)의 충방전 상태를 제어한다. 상기 보호 회로 모듈(120)은 회로 기판(121), 외부 단자(122), 내부 단자(123 내지 125), 양성 온도 소자(128), 절연 테이프(129)를 포함한다. 또한, 상기 보호 회로 모듈(120)은 충방전 스위치 소자(126), 제어 소자(127)를 더 포함할 수 있다.
상기 회로 기판(121)은 판상의 절연층을 기본으로 형성된다. 상기 회로 기판(121)은 내부의 배선 패턴(미도시)을 통해 상기 외부 단자(122)와 내부 단자(123 내지 125)를 전기적으로 연결시킨다. 이 때, 상기 외부 단자(122)는 상기 회로 기판(121)의 상면에 설치되며, 회로 기판(121)과 외부 장치(미도시)를 전기적으로 연결시킨다. 또한, 상기 회로 기판(121)은 상기 프레임 케이스(130)와 결합하기 위해 길이 방향의 양측에 체결홀(121a)을 구비할 수 있다.
도 4는 상기 회로 보호 모듈(120)의 하면을 도시하기 위해, 상기 회로 보호 모듈(120)을 수직 방향(도 4의 z방향)으로 절곡한 것을 도시한 것이다. 도 5는 도 4의 배터리 셀(110)과 보호 회로 모듈(120)의 결합을 확대한 것이다. 도 6은 도 5의 양성 온도 소자(128)를 수직 방향(도 6의 z방향)으로 절곡하고 절연 테이프(129)를 제거하여 도시한 것이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 상기 내부 단자(123 내지 125)는 상기 회로 기판(121)의 하부로 노출된다. 상기 내부 단자(123 내지 125)는 니켈로 형성될 수 있고 상기 회로 기판(121)의 하부로부터 상기 배터리 셀(110)의 제 1 셀탭(112)에 연결되는 제 1 단자(123)와, 상기 양성 온도 소자(128)를 통해 상기 제 1 단자(123)와 연결된 제 2 단자(124)와, 상기 제 2 셀탭(113)에 연결되는 제 3 단자(125)를 포함한다.
상기 제 1 단자(123) 및 제 2 단자(124)의 일단은 상기 회로 기판(121)의 하면에 형성되며, 타단은 상기 회로 기판(121)의 측부(도 3의 z방향)로 연장되어 형성된다. 상기 제 1 단자(123)의 일단은 상기 제 1 셀탭(112)과 결합되고, 상기 제 1 단자(123) 및 제 2 단자(124)의 타단은 상기 양성 온도 소자(128)와 결합된다.
다만, 상기 제 1 단자(123) 및 제 2 단자(124)의 타단은 상기 양성 온도 소자(128)가 연결된 상태에서, 상기 회로 기판(121)의 하면(도 4의 y방향)을 향해 절곡되어 형성된다. 즉, 일단이 상기 회로 기판(121)의 하면에 결합된 상기 제 1 단자(123) 및 제 2 단자(124)는 상기 회로 기판(121)의 측부(도 4의 z방향)로 돌출된 타단을 통해 상기 양성 온도 소자(128)와 결합되고, 상기 양성 온도 소자(128)의 하면이 상기 회로 기판(121)의 하면을 마주하도록 타단이 대략 180도로 절곡되어 상기 회로 기판(121)의 하부(도 3의 y방향)에 위치한다. 따라서, 상기 제 1 단자(123)가 상기 제 1 셀탭(112)과 연결된 부분의 하부에 상기 제 1 단자(123)가 상기 양성 온도 소자(128)와 연결된 부분이 절곡되어 위치한다. 결국, 상기 보호 회로 모듈(120)의 내부에서 상기 양성 온도 소자(128)의 위치 제약을 줄일 수 있고, 상기 보호 회로 모듈(120)에 대한 공간 제약을 줄일 수 있다. 또한, 상기 제 1 단자(123)에 인가된 상기 제 1 셀탭(112)의 전압은 상기 양성 온도 소자(128)를 통해 상기 제 2 단자(124)에 전달되고, 상기 회로 기판(121)의 배선을 통해 상기 외부 단자(122)에 전달된다.
상기 제 3 단자(125)는 상기 제 2 셀탭(113)을 전후에서 감싸도록 형성되며, 상기 제 3 셀탭(113)과 용접되어 결합될 수 있다.
상기 충방전 스위칭 소자(126) 및 제어 소자(127)는 상기 회로 기판(121)의 하부(도 3의 y방향)에 형성된다. 상기 제어 소자(127)는 집적 IC로 구비될 수 있고, 상기 배터리 셀(110)의 충전 전압, 방전 전압 및 전류를 감지한다. 또한, 상기 충방전 스위칭 소자(126)는 과충전 전압, 과방전 전압 또는 과전류시에 상기 배터리 셀(110)에 인가되는 전류를 차단한다.
상기 양성 온도 소자(128)는 상기 회로 기판(121)의 하부(도 3의 y방향)에 형성된다. 또한, 상기 양성 온도 소자(128)는 상기 제 1 단자(123) 및 제 2 단자(124)의 사이에 결합된다. 상기 양성 온도 소자(128)는 상기 배터리 셀(110)의 온도가 허용 온도 이상이 되면, 전류를 차단하여, 상기 배터리 셀(110)의 발열로 인한 이상 현상을 방지한다. 상기 양성 온도 소자(128)는 칩 PTC 써미스터로 형성될 수 있으나, 본 발명의 내용을 한정하는 것은 아니다. 상기 양성 온도 소자(128)는 상기 제 1 단자(123) 및 제 2 단자(124)에 결합된 상태에서, 상기 제 1 단자(123) 및 제 2 단자(124)가 절곡됨에 따라, 상면이 상기 배터리 셀(110)의 상면을 향하도록 형성된다. 또한, 상기 양성 온도 소자(128)는 상기 배터리 셀(110)의 상면과 인접하도록 형성되기 때문에, 상기 배터리 셀(110)을 통한 열을 용이하게 전달받을 수 있다. 따라서, 상기 제 1 단자(123) 및 제 2 단자(124)의 절곡을 통해 상기 양성 온도 소자(128)의 신뢰성이 확보될 수 있다.
상기 절연 테이프(129)는 상기 제 1 단자(123) 및 제 2 단자(124)의 절곡된 사이에 위치한다. 상기 절연 테이프(129)는 상기 제 1 단자(123)로부터 제 2 단자(125)까지 연장되어 횡방향(도 4의 x방향)으로 형성된 제 1 절연 테이프(129a), 상기 제 2 단자(124)의 길이 방향(도 4의 -z방향)을 따라 형성된 제 2 절연 테이프(129b)를 포함한다. 여기서, 상기 제 2 절연 테이프(129b)는 상기 양성 온도 소자(128)의 두께에 대응하는 두께로 형성되어, 상기 양성 온도 소자(128)의 양 단에 결합되는 상기 제 1 단자(123)와 제 2 단자(124)간의 높이차를 지지한다. 즉, 상기 제 1 절연 테이프(129a) 및 제 2 절연 테이프(129b)는 상기 제 1 단자(123) 및 제 2 단자(124)의 절곡시, 절곡된 내부에 위치하여, 상기 제 1 단자(123) 및 제 2 단자(124)의 절곡된 형태를 지지한다. 또한, 상기 제 1 절연 테이프(129a) 및 제 2 절연 테이프(129b)는 상기 양성 온도 소자(128)의 하면을 상기 회로 기판(121)과 전기적으로 절연시킨다.
상기 프레임 케이스(130)는 상기 배터리 셀(110)과 보호 회로 모듈(120)의 사이에 형성된다. 상기 프레임 케이스(130)는 상기 배터리 셀(110)의 상측부(110a)와, 하측부(110f)와, 한 쌍의 단측부(110b, 110c)를 각각 커버하되, 상기 배터리 셀(110) 중 한 쌍의 장측부(110d, 110e)의 측면 모서리부를 덮도록 형성된다. 이러한 구성에 의해 상기 프레임 케이스(130)는 상기 배터리 셀(110)의 수용 공간(S1)을 갖는다.
구체적으로, 상기 프레임 케이스(130)는 상기 배터리 셀(110)의 상측부(110a), 단측부(110b, 110c), 하측부(110f)를 커버하는 평면부(131, 132, 133, 134)와, 상기 배터리 셀(110) 모서리를 커버하도록 상기 평면부(131, 132, 133, 134)로부터 절곡되어 상기 배터리 셀(110)을 향해 연장된 연장부(131a, 132a, 133a, 134a)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 프레임 케이스(130)는 상기 평면부(131)로부터 수직하게 돌출된 지지부(135), 상기 지지부(135)로부터 수직하게 돌출된 체결 돌기(136), 상기 지지부(135)의 측부로 돌출된 리브(137)를 포함할 수 있다. 상기 지지부(135)는 상기 평면부(131)로부터 돌출되어, 그 상부에 결합하는 상기 보호 회로 모듈(120)을 지지한다. 상기 체결 돌기(136)는 상기 지지부(135)로부터 돌출되어 상기 회로 기판(121)의 체결홀(121a)과 결합한다. 또한, 상기 리브(137)는 상기 보호 회로 모듈(120)의 상부에서 결합하는 탑 커버(140)의 리브 결합홀(144)과 결합된다.
상기 탑 커버(140)는 상기 배터리 셀(110)의 상측에 결합되며, 내부 공간에 상기 보호 회로 모듈(120)을 수용한다. 상기 탑 커버(140)는 커버 플레이트(141)와 측벽(142)을 포함한다.
상기 커버 플레이트(141)는 상기 회로 기판(121)과 대략 유사한 형상으로 형성될 수 있다. 상기 커버 플레이트(141)는 상기 보호 회로 모듈(120)의 외부 단자(122)와 대응되는 영역에 관통홀(143)을 갖는다. 상기 관통홀(143)은 상기 외부 단자(122)를 노출시켜, 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지(100)와 외부 장치(미도시)가 전기적으로 연결될 수 있도록 한다.
상기 측벽(142)은 상기 보호 회로 모듈(120)을 수용하기 위해 상기 커버 플레이트(141)로부터 상기 보호 회로 모듈(120)의 방향으로 연장된다. 또한, 상기 측벽(142)은 상기 프레임 케이스(130)의 리브(137)와 대응되는 영역에 리브 결합홀(144)를 구비한다. 그리고 상기 리브(137)와 상기 리브 결합홀(144)이 결합되어, 상기 프레임 케이스(130)와 탑 커버(140)가 결합될 수 있다.
상기 라벨(150)은 상기 배터리 셀(110)의 측부들(110b, 110c, 110d, 110e)을 감싸도록 부착된다. 또한, 상기 라벨(150)은 상기 탑 커버(140)의 하부를 덮는다. 상기 라벨(150)은 상기 배터리 셀(110), 프레임 케이스(130) 및 탑 커버(140)의 결합력을 높일 수 있다.
상기와 같이 하여, 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지(100)는 배터리 셀(110)의 제 1 셀탭(112)과 연결되는 제 1 단자(123)와, 제 1 단자(123)에 연결되는 제 2 단자(124)를 회로 기판(121)의 측부로 돌출하여 연장되도록 구비하고, 제 1 단자(123) 및 제 2 단자(124)의 사이에 양성 온도 소자(128)를 형성하며, 제 1 단자(123) 및 제 2 단자(124)를 절곡하여 양성 온도 소자(128)가 제 1 셀탭(112)과 제 1 단자(123)의 결합된 상부에 위치하도록 함으로써, 보호 회로 모듈(120)의 내에서 양성 온도 소자(128)의 위치 제약을 줄일 수 있다. 또한, 양성 온도 소자(128)의 상면이 배터리 셀(110)의 상면에 인접하도록 하여, 양성 온도 소자(128)의 신뢰성을 확보할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지의 제조 방법을 설명하도록 한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지의 제조 방법을 설명하기 위한 플로우챠트이다. 도 8a 내지 도 8f는 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지(100)의 제조 방법은 보호 회로 모듈 구비 단계(S1), 양성 온도 소자 결합 단계(S2), 배터리 셀 결합 단계(S3), 절연 테이프 부착 단계(S4), 1차 절곡 단계(S5), 2차 절곡 단계(S6)를 포함한다. 또한, 상기 2차 절곡 단계(S6)의 이후에는 프레임 케이스 결합 단계(S7), 탑 커버 결합 단계(S8), 라벨 부착 단계(S9)가 더 이루어질 수 있다. 이하에서는 도 7의 각 단계들을 도 8a 내지 8f를 함께 참조하여 설명하도록 한다.
도 7 및 도 8a를 함께 참조하면, 상기 보호 회로 모듈 구비 단계(S1)는 회로 기판(121)의 하면에 제 1 단자(123), 제 2 단자(124), 제 3 단자(125), 충방전 스위칭 소자(126),제어 소자(127)가 형성된 보호 회로 모듈을 구비하는 단계이다. 이 때, 상기 제 1 단자(123) 및 제 2 단자(124)의 일단은 상기 회로 기판(121)의 하부에 형성되며, 타단은 연장되어 상기 회로 기판(121)의 측부를 통해 돌출된다. 또한, 상기 제 1 단자(123) 및 제 2 단자(124)는 이후 결합될 양성 온도 소자(128)의 두께에 대응되는 높이차를 갖도록 형성될 수 있다.
도 7 및 도 8b를 함께 참조하면, 상기 양성 온도 소자 결합 단계(S2)는 상기 제 1 단자(123) 및 제 2 단자(124)에 양성 온도 소자(128)를 결합하는 단계이다. 상기 양성 온도 소자(128)의 일단은 상기 제 1 단자(123)와 결합되고, 상기 양성 온도 소자(128)의 타단은 상기 제 2 단자(124)와 결합된다. 또한, 상기 결합은 통상의 용접 방식을 통해 이루어질 수 있다. 상기 양성 온도 소자(128)를 통해 상기 제 1 단자(123)와 제 2 단자(124)는 전기적으로 연결될 수 있다.
도 7 및 도 8c를 함께 참조하면, 상기 배터리 셀 결합 단계(S3)는 상기 보호 회로 모듈(120)의 제 1 단자(123) 및 제 2 단자(124)에 각각 배터리 셀(110)의 제 1 셀탭(112) 및 제 2 셀탭(113)을 결합하는 단계이다. 상기 결합은 통상의 용접 방식을 통해 이루어질 수 있다. 이 때, 상기 제 1 단자(123)는 상기 제 1 셀탭(112)에 결합된 상태에서 용접이 수행되어 상기 제 1 셀탭(112)과 결합할 수 있다. 그리고 상기 제 3 단자(125)는 상기 제 2 셀탭(113)을 감싼 상태에서 용접이 수행되어 상기 제 2 셀탭(113)과 결합할 수 있다.
도 7 및 도 8d를 함께 참조하면, 상기 절연 테이프 부착 단계(S4)는 상기 제 1 단자(123) 및 제 2 단자(124)에 절연 테이프(129)를 부착하는 단계이다. 상기 절연 테이프(129)는 상기 제 1 단자(123)로부터 상기 제 2 단자(124)까지 연결되어 형성된 제 1 절연 테이프(129a)와, 상기 제 2 단자(124)의 길이 방향을 따라 형성된 제 2 절연 테이프(129b)를 포함한다. 상기 절연 테이프 부착 단계(S4)에서는 먼저, 상기 제 1 절연 테이프(129a)가 상기 제 1 셀탭(112)과 제 1 단자(123)가 용접된 부분을 덮으면서 상기 제 2 단자(124)까지 연장되어 부착된다. 그리고 상기 제 2 절연 테이프(129b)가 상기 제 2 단자(124)의 길이 방향을 따라서, 상기 제 1 절연 테이프(129a)에 수직하게 부착된다. 이 때, 상기 제 2 절연 테이프(129b)의 두께는 상기 양성 온도 소자(128)의 두께에 대응되어 형성된다.
도 7 및 도 8e를 함께 참조하면, 상기 1차 절곡 단계(S5)는 상기 제 1 단자(123) 및 제 2 단자(124)를 절곡하는 단계이다. 상기 제 1 단자(123) 및 제 2 단자(124)는 상기 양성 온도 소자(128)의 하면이 상기 회로 기판(121)의 하면을 마주하도록 절곡된다. 즉, 상기 제 1 단자(123) 및 제 2 단자(124)는 대략 180도가 절곡되며, 그 결과 상기 양성 온도 소자(128)의 하면은 상기 절연 테이프(129)에 접하고, 상기 회로 기판(121)의 하면과 마주하게 된다.
도 7 및 도 8f를 함께 참조하면, 상기 2차 절곡 단계(S6)는 상기 셀탭(112, 113)을 절곡하는 단계이다. 상기 셀탭(112, 113)은 상기 보호 회로 모듈(120)의 상면이 상기 배터리 셀(110)의 상면과 나란하게 되도록 절곡된다. 즉, 상기 셀탭(112, 113)은 대략 90도가 절곡된다. 그리고 상기 제 1 셀탭(112)과 제 1 단자(123) 사이의 용접 영역과, 상기 제 1 단자(123)와 양성 온도 소자(128) 사이의 용접 영역이 수직적으로 중첩된다. 따라서, 상술한 바와 같이, 상기 보호 회로 모듈(120)의 내에서 상기 양성 온도 소자(128)의 부착에 필요한 공간의 제약을 줄일 수 있다.
또한, 상기 셀탭(112, 113)이 절곡됨에 따라, 상기 제 1 단자(123) 및 제 2 단자(124)에 연결되어 있는 상기 양성 온도 소자(128)의 상면이 상기 배터리 셀(110)의 상면과 인접하게 된다. 따라서, 상술한 바와 같이, 상기 양성 온도 소자(128)의 동작 신뢰성이 향상될 수 있다.
도 7을 참조하면, 상기 프레임 케이스 결합 단계(S7)는 상기 배터리 셀(110)과 보호 회로 모듈(120)의 사이에 프레임 케이스(130)가 결합되는 단계이다. 상기 프레임 케이스(130)는 상기 배터리 셀(110)의 전면으로부터 결합된다. 그 결과, 상기 프레임 케이스(130)의 내부에 상기 배터리 셀(110)이 삽입되어 안착된다. 상기 프레임 케이스(130)는 상기 지지부(135)가 상기 보호 회로 모듈(120)의 회로 기판(121)을 지지하고, 상기 돌기부(136)가 상기 회로 기판(121)의 체결홀(121a)과 결합하여 고정된다.
도 7을 참조하면, 상기 탑 커버 결합 단계(S8)는 상기 프레임 케이스(130)의 상부에 탑 커버(140)가 결합되는 단계이다. 상기 탑 커버(140)는 리브 결합홀(144)에 상기 프레임 케이스(130)의 리브(137)가 결합되도록 하여 고정될 수 있으며, 상기 탑 커버(140)의 관통홀(143)을 통해 상기 보호 회로 모듈(120)의 외부 단자(122)가 외부로 노출될 수 있다.
도 7을 참조하면, 상기 라벨 부착 단계(S9)는 상기 프레임 케이스(130)의 외주면에 라벨(150)을 부착하여 형성하는 단계이다. 상기 라벨(150)은 상기 배터리 셀(110)의 측면을 감싸도록 상기 프레임 케이스(130)의 외부에 부착되며, 상기 탑 커버(140)의 하부 영역을 함께 감싼다. 결과적으로 상기 배터리 셀(110), 보호 회로 모듈(120), 프레임 케이스(130) 및 탑 커버(140)의 결합이 공고하게 이루어질 수 있다.
상기와 같이 하여, 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지(100)가 제조될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지(100)는 두 번의 절곡 단계(S5, S6)를 통해 상기 보호 회로 모듈(120) 내에서 상기 양성 온도 소자(128)를 제 1 셀탭(112)과 제 1 단자(123)의 결합된 위치에 형성함으로써, 양성 온도 소자(128)의 위치 제약을 줄일 수 있다. 또한, 양성 온도 소자(128)의 상면이 배터리 셀(110)의 상면과 인접하도록 하여, 양성 온도 소자(128)의 신뢰성을 확보할 수 있다.
100; 이차 전지 110; 배터리 셀
120; 보호 회로 모듈 121; 회로 기판
122; 외부 단자 123; 제 1 단자
124; 제 2 단자 125; 제 3 단자
126; 충방전 스위칭 소자 127; 제어 소자
128; 양성 온도 소자 129; 절연 테이프
130; 프레임 케이스 140; 탑 커버
150; 라벨

Claims (20)

  1. 적어도 하나의 셀 탭을 포함하는 배터리 셀; 및
    상부로 노출된 외부 단자를 포함하는 회로 기판과, 상기 회로 기판의 하부에 형성되고 제 1 셀탭에 연결된 일단을 갖는 제 1 단자와, 상기 회로 기판의 하부에 형성되고 상기 회로 기판에 연결된 일단을 갖는 제 2 단자와, 상기 제 1 단자와 제 2 단자의 사이에 형성되고 상기 회로 기판의 하부에 형성된 양성 온도 소자(PTC)및;
    상기 제 1 단자 및 제 2 단자의 일단을 감싸도록 형성된 제 1 절연 테이프와, 상기 양성 온도 소자의 두께에 대응되고 상기 제 1 절연 테이프의 일측에 형성된 제 2 절연 테이프를 포함하는 절연 테이프를 포함하여,
    상기 양성 온도 소자는 상기 제 1 단자 및 제 2 단자가 절곡됨에 따라 하면이 상기 절연 테이프에 접하도록 형성되는 보호 회로 모듈을 포함하는 이차 전지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 단자는 상기 회로 기판을 통해 상기 외부 단자에 연결된 이차 전지.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 양성 온도 소자는 PTC 써미스터(thermistor)를 포함하는 이차 전지.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 전지는 리튬 이온 전지인 이차 전지.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 리튬 이온 전지는 리튬 이온 폴리머 전지인 이차 전지.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 절연 테이프는 상기 제 1 단자와 제 2 단자의 단부를 커버하는 이차 전지.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 절연 테이프는 상기 양성 온도 소자를 커버하는 이차 전지.
  9. 삭제
  10. 제 1 항에 있어서,
    제 3 단자와 제 2 셀탭을 더 포함하는 이차 전지.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 3 단자는 상기 제 2 셀탭에 연결된 이차 전지.
  12. 회로 기판을 포함하는 보호 회로 모듈을 제공하는 단계;
    상기 보호 회로 모듈의 회로 기판상에 형성된 제 1 단자 및 제 2 단자의 일단에 양성 온도 소자를 결합하는 단계;
    상기 제 1 단자의 타단에 배터리 셀의 셀탭을 결합하는 단계;
    상기 회로 기판의 하부에 상기 양성 온도 소자를 위치시키기 위해 상기 제 1 단자 및 제 2 단자를 절곡하는 단계;
    상기 양성 온도 소자의 상면이 상기 배터리 셀의 상면에 대해 나란하도록 상기 셀탭을 절곡하는 단계를 포함하는 이차 전지의 제조 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 양성 온도 소자는 PTC 써미스터를 포함하는 이차 전지의 제조 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 배터리는 리튬 이온 전지인 이차 전지의 제조 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 리튬 이온 전지는 리튬 이온 폴리머 전지인 이차 전지의 제조 방법.
  16. 제 12 항에 있어서,
    제 1 절연 테이프와 제 2 절연 테이프를 포함하는 절연 테이프를 적용하는 단계를 더 포함하는 이차 전지의 제조 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 1 절연 테이프는 상기 제 1 단자와 제 2 단자의 단부를 커버하는 이차 전지의 제조 방법.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 2 절연 테이프는 상기 양성 온도 소자를 커버하는 이차 전지의 제조 방법.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 2 절연 테이프의 두께는 상기 양성 온도 소자의 두께에 대응되는 이차 전지의 제조 방법.
  20. 제 12 항에 있어서,
    상기 보호 회로 모듈의 제 3 단자와 제 2 셀탭을 결합하는 단계를 더 포함하는 이차 전지의 제조 방법.
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