KR101884410B1 - 전지팩 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 음극판 및 양극판 사이에 분리막이 개재되며, 상기 음극판 및 양극판으로부터 음극 탭 및 양극 탭이 각각 연장 형성되고, 상기 음극 탭 및 양극 탭이 외부로 노출되도록 파우치에 의해 밀봉되는 전지셀 상기 전지셀이 적어도 두개 이상 적층되어 내부에 수용되며, 상기 전지셀의 둘레방향으로 외주면을 감싸는 제1라벨부와 하측면을 감싸는 제2라벨부를 포함하는 라벨 상기 라벨의 하측면을 밀폐하는 하부케이스 를 포함하여 형성되며, 상기 제1라벨부, 제2라벨부 및 하부케이스가 금속 재질로 제조되는 전지팩에 관한 것이다.

Description

전지팩{Battery pack}
본 발명은 전지팩에 관한 것으로, 전지셀의 외주면을 감싸도록 형성되어 내구성을 높이는 라벨을 포함하며, 라벨의 이음 결합부가 시밍 가공처리되어 패키징 과정이 간편하며, 공간활용도가 극대화된 전지팩에 관한 것이다.
최근, 충방전이 가능한 이차전지는 와이어리스 모바일 기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있다.
또한, 이차전지는 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV) 등의 동력원으로서도 주목받고 있다.
소형 모바일 기기에서는 디바이스 1 대당 하나 또는 두서너 개의 배터리 셀들이 사용됨에 반하여, 자동차 등과 같은 중대형 디바이스에서는 고출력 대용량의 필요성으로 인해, 단위전지로서 다수의 배터리 셀을 전기적으로 연결한 중대형 전지팩이 사용된다.
중대형 전지팩은 가능하면 작은 크기와 중량으로 제조되는 것이 바람직하므로, 높은 집적도로 적층될 수 있고 용량 대비 중량이 작은 각형 전지, 파우치형 전지 등이 중대형 전지팩의 배터리 셀로서 주로 사용되고 있다. 그 중에서도, 중량이 작고 전해액의 누액 가능성이 적으며 제조비가 저렴한 파우치형 전지가 특히 많은 관심을 모으고 있다.
일반적으로, 전지팩은 양극판, 음극판 및 분리막을 포함하는 전극 조립체와 전해질이 밀봉된 상태로 내장된 전지셀, 전극 조립체의 일측으로 연장형성되는 전극 탭, 전지셀이 수용되도록 하여 전지팩의 외면을 감싸 보호하는 라벨을 포함하여 형성된다.
미국공개특허 제2009-0081539호(공개일 2009.03.26, 명칭 :Battery pack)에는 베어셀의 외면에 부착되는 라벨을 포함하는 전지팩이 개시된 바 있다.
하지만, 종래의 전지팩은 라벨에 의해 감싸질 때, 패키징 방법이 복잡하며, 결합되는 영역이 외측으로 돌출되어 있어 공간활용도가 저하될 수 있다는 문제점을 갖고 있었다.
따라서, 패키징과정을 간편하게 개선하면서도 공간활용도를 극대화할 수 있는 전지팩의 패키징 방법에 대한 개발이 필요한 실정이다.
미국공개특허 제2009-0081539호(공개일 2009.03.26, 명칭 : Battery pack)
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 라벨의 패키징 과정이 간편하며, 공간활용도가 극대화된 전지팩을 제공하는 것이다.
본 발명의 전지팩은 음극판 및 양극판 사이에 분리막이 개재되며, 상기 음극판 및 양극판으로부터 음극 탭 및 양극 탭이 각각 연장 형성되고, 상기 음극 탭 및 양극 탭이 외부로 노출되도록 파우치에 의해 밀봉되는 전지셀; 및 상기 전지셀이 적어도 두개 이상 적층되어 내부에 수용되며, 상기 전지셀의 외주면을 감싸는 라벨; 을 포함하며, 상기 라벨의 이음새가 시밍(seaming) 가공에 의해 접합된다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 라벨은 상기 전지셀에 대응되는 형태로 내측으로 함몰되는 전지셀 수납부가 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 라벨은 시밍 가공으로 접혀지는 영역에서 내측에 위치한 제1절곡부와, 외측에 위치한 제2절곡부를 포함하여 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 라벨은 상기 제1절곡부 및 제2절곡부가 두번 절곡되어 더블 시밍(double seaming) 가공될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 라벨은 상기 제1절곡부는 한번 절곡되고, 상기 제2절곡부는 두번 절곡되어 싱글 시밍(single seaming) 가공될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 라벨은 상기 제2절곡부가 상기 제1절곡부보다 길게 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 전지팩은 상기 라벨의 이음새가 너비방향으로 양측면 또는 양측 모서리에 위치될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 라벨은 0.1~0.5mm 두께의 금속 플레이트일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 라벨은 최외측면에 절연부재로 코팅되는 절연층이 더형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 절연층은 캐스트 폴리프로필렌(CPP)층, 나일론층 및 PET 층 중 적어도 어느 하나 이상이 적층되어 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 라벨은 적어도 하나 이상의 개구부를 포함하며, 상기 개구부에 온도 센서가 설치될 수 있다.
본 발명의 전지팩은 라벨의 이음새가 시밍 가공으로 접합됨으로써, 라벨의 패키징 과정이 간편하며, 공간 활용도가 높아져 가볍고 컴팩트할 뿐만 아니라, 생산속도가 빨라져 생산성이 향상된다는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 전지팩은 시밍 가공으로 라벨에 전지셀과 대응되는 형태로 전지셀 수납부가 형성됨으로써, 전지셀과 라벨의 밀착도가 향상되어 단단하게 고정될 수 있고, 안전성이 개선될 수 있다는 장점이 있다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 전지셀이 적층된 상태를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명에 실시예에 따른 전지팩을 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 라벨을 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전지팩을 나타낸 분해사시도.
도 5 및6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전지팩에서 라벨의 이음새를 나타낸 단면도.
이하, 상술한 바와 같은 특징을 가지는 본 발명에 따른 전지팩을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 전지셀이 적층된 상태를 나타낸 사시도이며, 도 2는 본 발명에 실시예에 따른 전지팩을 나타낸 단면도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 라벨을 나타낸 사시도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전지팩을 나타낸 분해사시도이고, 도 5 및 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전지팩에서 라벨의 이음새를 나타낸 단면도이다.
본 발명의 실시예에 따른 전지팩(1)은 크게 전지셀(100) 및 라벨(200)을 포함하여 형성된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 전지셀(100)은 음극판 및 양극판 사이에 분리막이 개재되며, 음극판으로부터 음극 탭(110)이 연장 형성되고, 양극판으로부터 양극 탭(120)이 연장형성되며, 음극 탭(110) 및 양극 탭(120)을 포함하는 전극 탭이 외부로 노출되도록 파우치(130)에 의해 밀봉되어 형성된다.
전지셀(100)은 적어도 두 개이상의 전지셀(100)이 나란하게 적층되는데, 이 때, 전극 탭이 서로 마주보도록 나란하게 적층되어 직렬 또는 병렬 연결될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전지팩(1)은 두 개 이상의 전지셀(100)이 적층되어 내부에 수용되며, 전지셀(100)의 둘레방향으로 외주면을 감싸는 라벨(200)을 포함하여 형성된다.
이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 전지팩(1)은 음극 탭(110) 및 양극 탭(120)이 돌출된 측면을 제외하고, 전지셀(100)의 외주면이 라벨(200)에 의해 감싸져 외부충격으로부터 보호될 수 있다.
이 때, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전지팩(1)은 편평한 시트(sheet) 형태의 라벨(200)에 전지셀(100)과 대응되는 형태로 내측으로 함몰되는 전지셀 수납부(210)가 포밍(forming)될 수도 있다.
이 경우, 종래에 편평한 시트 형태로 형성되어 전지셀(100)의 외주면을 감싸는 것보다, 전지셀(100)에 대응되는 형태로 형성된 전지셀 수납부(210)에 전지셀(100)이 수납됨으로써, 전지셀(100)과 라벨(200)의 밀착도가 크게 향상될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 전지팩(1)은 하나의 라벨(200)로 전지셀(100)의 외주면을 감싼 다음 일측에서 라벨(200)의 양측 단부가 서로 접합되어 이어질 수도 있으며, 두 개의 라벨(200)로 전지셀(100)의 높이방향 또는 길이방향으로 양측면을 감싼 다음, 만나는 양측 단부에서 서로 접합되어 이어질 수도 있다.
특히, 본 발명의 실시예에 따른 전지팩(1)은 라벨(200)의 양단부가 서로 만나는 이음새를 접어서 굽히거나 말아넣는 시밍(seaming)가공으로 접합시킨다.
도 2, 5 및 6과 같이, 라벨(200)은 시밍 가공으로 접혀지는 이음새 부분, 즉 시밍가공부(300)에서 내측에 위치한 제1절곡부(310)와, 외측에 위치한 제2절곡부(320)를 포함하여 형성될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 라벨(200)은 제1절곡부(310) 및 제2절곡부(320)가 밀착된 상태에서 접어서 굽혀지되, 제1절곡부(310) 및 제2절곡부(320)가 동일한 형태로 두번 절곡되는 더블 시밍(double seaming) 가공될 수 있다.
이 경우, 제1절곡부(310) 및 제2절곡부(320)는 동일한 길이일 수도 있으며, 제1절곡부(310)가 제2절곡부(320)보다 약간 짧게 형성될 수도 있다.
또 다른 실시예로, 도 6에 도시된 바와 같이, 라벨(200)은 제1절곡부(310) 및 제2절곡부(320)가 밀착된 상태에서 접어서 굽혀지되, 제1절곡부(310)는 한 번 절곡되고, 제2절곡부(320)는 두번 절곡되어 싱글 시밍(single seaming) 가공될 수 있다.
다시 말해, 제1절곡부(310)는 상측으로 한번 절곡되고, 제2절곡부(320)는 제1절곡부(310)와 같이 상측으로 한번 절곡된 다음, 제2절곡부(320)가 절곡된 부분을 따라 하측으로 한번 더 절곡된다.
따라서, 제1절곡부(310)는 제2절곡부(320)의 길이와 두께만큼 더 길게 형성되는 것이 바람직하다.
이 때, 라벨(200)은 0.1~0.5mm 두께의 금속 플레이트일 수 있는데, 너무 얇으면 전지셀(100)을 외부충격으로부터 보호할 수 없으며, 너무 두꺼우면 제작비용이 많이 소요될 뿐만 아니라, 무게가 많이 나가고, 시밍가공이 제대로 이루어지지 않는다,
한편, 본 발명의 실시예에 따른 전지팩(1)은 시밍가공부(300)가 너비방향으로 양측면 또는 양측 모서리에 위치되도록 하여, 복수개의 전지팩(1)이 적층되거나, 다른 시스템에 적용 시, 공간활용도가 높아지도록 할 수 있다..
본 발명의 실시예에 따른 전지팩(1)은 외측으로 돌출되는 시밍가공부(300)가 높이방향으로 일측 또는 양측면에 형성될 경우, 적층되는 또 다른 전지팩(1)과 간섭이 발생될 수 있으므로, 너비방향으로 양측면 또는 양측 모서리에 시밍가공부(300)가 형성되도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 라벨(200)은 적어도 하나 이상의 개구부를 포함하여 형성됨으로써, 상기 개구부에 온도 센서가 설치되도록 할 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 전지팩(1)은 온도 센서를 통해 전지셀(100)에 의한 발열량을 체크할 수 있어, 스웰링과 같은 문제를 방지하고, 안전성을 향상시킬 수 있다.
한편, 라벨(200)은 최외측면에 절연부재로 코팅되는 절연층이 형성되도록 함으로써, 라벨(200)의 내부에 수용된 전지셀(100)과 라벨(200)의 외부면이 안전하게 차폐될 수 있도록 한다.
절연층은 캐스트 폴리프로필렌(CPP)층, 나일론층 및 PET 층과 같은 절연부재로 형성되며, 이 중 어느 하나로 이루어질 수도 있으며, 둘 이상이 중첩되어 다층으로 형성될 수도 있다.
이 때, 절연층은 캐스트 폴리프로필렌(CPP)층, 나일론층 및 PET 층 이외에도 다른 절연부재로 얼마든지 변경실시 가능하다.
도 2 및 3을 참고로, 본 발명의 실시예에 따른 전지팩(1)을 다시 설명하면,
먼저, 두 개의 전지셀(100)이 서로 마주보도록 적층되며, 전극 탭은 병렬 또는 직렬연결된다.
라벨(200)은 적층된 상태의 전지셀(100)을 감싸거나, 미리 형성된 전지셀 수납부(210)에 전지셀(100)이 수용되도록 한 다음, 양측 또는 일측에서 서로 이음결합된다.
이 때, 본 발명의 실시예에 따른 전지팩(1)은 제1절곡부(310) 및 제2절곡부(320)의 길이에 따라 더블시밍 또는 싱글시밍 가공방법을 통해 접혀 구부림으로써 라벨(200)의 이음새가 접착되도록 한다.
이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 전지팩(1)은 라벨(200)의 이음새가 시밍 가공으로 접합됨으로써, 라벨(200)의 패키징 과정이 간편하며, 공간 활용도가 높아져 가볍고 컴팩트할 뿐만 아니라, 생산속도가 빨라져 생산성이 향상된다는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 전지팩(1)은 시밍 가공으로 라벨(200)에 전지셀(100)과 대응되는 형태로 전지셀 수납부(210)가 형성됨으로써, 전지셀(100)과 라벨(200)의 밀착도가 향상되어 단단하게 고정될 수 있고, 안전성이 개선될 수 있다는 장점이 있다.
본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
1 : 전지팩
100 : 전지셀
110 : 음극 탭 120 : 양극 탭
130 : 파우치
200 : 라벨 210 : 전지셀 수납부
300 : 시밍가공부
310 : 제1절곡부 320 : 제2절곡부

Claims (11)

  1. 음극판 및 양극판 사이에 분리막이 개재되며, 상기 음극판 및 양극판으로부터 음극 탭 및 양극 탭이 각각 연장 형성되고, 상기 음극 탭 및 양극 탭이 외부로 노출되도록 파우치에 의해 밀봉되는 전지셀;
    상기 전지셀이 적어도 두개 이상 적층되어 내부에 수용되며, 상기 전지셀의 외주면을 감싸는 라벨; 을 포함하며,
    상기 라벨은 상기 전지셀에 대응되는 형태로 내측으로 함몰되어 상기 전지셀과 상기 라벨의 밀착도를 높이는전지셀 수납부;가 형성되고,
    상기 라벨의 이음새가 시밍(seaming) 가공에 의해 접합되는 전지팩
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 라벨은
    시밍 가공으로 접혀지는 영역에서 내측에 위치한 제1절곡부와, 외측에 위치한 제2절곡부를 포함하여 형성되는 전지팩.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 라벨은
    상기 제1절곡부 및 제2절곡부가 두번 절곡되어 더블 시밍(double seaming) 가공되는 전지팩.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 라벨은
    상기 제1절곡부는 한번 절곡되고,
    상기 제2절곡부는 두번 절곡되어 싱글 시밍(single seaming) 가공되는 전지팩.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 라벨은
    상기 제2절곡부가 상기 제1절곡부보다 길게 형성되는 전지팩.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 전지팩은
    상기 라벨의 이음새가 너비방향으로 양측면 또는 양측 모서리에 위치되는 전지팩.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 라벨은
    0.1~0.5mm 두께의 금속 플레이트인 전지팩.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 라벨은
    최외측면에 절연부재로 코팅되는 절연층이 더 형성되는 전지팩.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 절연층은
    캐스트 폴리프로필렌(CPP)층, 나일론층 및 PET 층 중 적어도 어느 하나 이상이 적층되어 형성되는 전지팩.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 라벨은
    적어도 하나 이상의 개구부를 포함하며, 상기 개구부에 온도 센서가 설치되는 전지팩.
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