KR101973055B1 - 회로보호모듈 일체형 캡 조립체, 캡 조립체의 제조 방법, 및 이차 전지 - Google Patents

회로보호모듈 일체형 캡 조립체, 캡 조립체의 제조 방법, 및 이차 전지 Download PDF

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Abstract

캡 조립체는 관통공을 구비한 캡 플레이트와, 회로 패턴을 구비하며 일측 단부는 캡 플레이트에 연결되고 타측 단부는 캡 플레이트의 관통공을 통과하여 캡 플레이트의 타면으로 돌출되는 배선부와, 회로 패턴의 공간에 충전된 제1 절연부와, 캡 플레이트의 관통공과 배선부의 타측 단부의 사이에 충전된 제2 절연부와, 배선부의 회로 패턴에 장착되는 전기 부품을 구비한다.

Description

회로보호모듈 일체형 캡 조립체, 캡 조립체의 제조 방법, 및 이차 전지{Protection circuit module integrated cap assembly, manufacturing method of cap assembly, and battery assembly}
실시예들은 이차 전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 회로보호모듈과 일체형으로 제조되는 캡 조립체, 캡 조립체의 제조 방법, 및 회로보호모듈 일체형 캡 조립체를 구비하는 이차 전지에 관한 것이다.
이차 전지는 충전 및 방전이 가능한 전지이며 충전이 불가능한 일차 전지와 구별된다. 이차 전지는 휴대전화, 스마트폰, 태블릿 피씨, 노트북 컴퓨터, 디지털 카메라, 전기 자동차, 전기 자전거, 무정전 전원장치(UPS)등과 같은 전자 기기 분야에서 널리 사용된다.
이차 전지는 전지부가 수용되는 케이스의 형상에 따라서 원통형 및 각형으로 제작되는 캔형 전지와, 유연성을 갖는 파우치형 전지로 구분할 수 있다.
한국 공개특허공보 제2011-0016394호에 개시된 것과 같은 각형 이차 전지의 경우에는 셀에 캡 조립체가 결합된다. 캡 조립체에는 회로보호모듈 조립체가 결합된다. 회로보호모듈(PCM) 조립체는 캡 조립체와 기계적으로 및 전기적으로 연결되어야 하므로, PCM 조립체와 캡 조립체의 연결을 위해 용접 공정이나 볼트 체결 공정 등이 적용된다. PCM 조립체와 캡 조립체를 연결하는 용접 공정을 위해서는 특수한 용접 장비가 사용되어야 하며 볼트 체결 공정에도 볼트와 같은 추가 부품 및 추가 작업이 필요하므로, 작업성 및 비용과 시간 면에서 비효율적이었다.
한국 공개특허공보 제2011-0016394호 (2011.02.17)
실시예들의 목적은 회로보호모듈 일체형 캡 조립체, 캡 조립체의 제조 방법, 및 이차 전지를 제공하는 데 있다.
실시예들의 다른 목적은 캡 조립체와 회로보호모듈을 연결하기 위해 용접 공정이나 볼트 체결 공정과 같은 별도의 연결 작업이 필요 없는 캡 조립체, 캡 조립체의 제조 방법 및 캡 조립체를 구비한 이차 전지를 제공하는 데 있다.
일 실시예에 관한 회로보호모듈 일체형 캡 조립체는, 일면에서 타면으로 관통하며 형성된 관통공을 구비한 전기 전도성 소재의 캡 플레이트와, 회로 패턴을 구비하여 캡 플레이트의 일면을 향하도록 배치되며 일측 단부는 캡 플레이트에 연결되고 타측 단부는 캡 플레이트의 관통공을 통과하여 캡 플레이트의 타면으로 돌출되는 전기 전도성 소재의 배선부와, 배선부의 회로 패턴의 적어도 일부 공간에 충전된 제1 절연부와, 캡 플레이트의 관통공과 배선부의 타측 단부의 사이에 충전된 제2 절연부와, 배선부의 회로 패턴에 장착되는 적어도 하나의 전기 부품을 구비한다.
캡 플레이트와 배선부는 전기 전도성 소재의 판을 절곡하여 형성될 수 있다.
배선부의 일측 단부는 캡 플레이트의 일측 단부에서 절곡된 연결부에 연결될 수 있다.
배선부의 회로 패턴은 배선부에 에칭 공정을 적용하여 형성될 수 있다.
캡 플레이트의 외측 모서리는 곡면을 형성하도록 모따기 가공될 수 있다.
제2 절연부는 배선부의 타측 단부를 둘러싸도록 캡 플레이트의 타면으로 연장할 수 있고, 회로보호모듈 일체형 캡 조립체는, 캡 플레이트의 타면으로 연장한 제2 절연부에 배치되며 배선부의 타측 단부에 연결되는 전기 전도성 소재의 단자 플레이트를 더 구비할 수 있다.
배선부의 타측 단부는 배선부의 일부분을 캡 플레이트의 방향으로 절곡하여 형성된 절곡부의 단부일 수 있다.
배선부의 회로 패턴은 상측을 향하여 노출된 복수 개의 단자부를 구비할 수 있다.
다른 실시예에 관한 이차 전지는, 개구를 구비한 캔과, 개구를 통해 캔의 내부에 수용된 전극 조립체와, 일면에서 타면으로 관통하며 형성된 관통공을 구비한 전기 전도성 소재의 캡 플레이트와 회로 패턴을 구비하여 캡 플레이트의 일면을 향하도록 배치되며 일측 단부는 캡 플레이트에 연결되고 타측 단부는 캡 플레이트의 관통공을 통과하여 캡 플레이트의 타면으로 돌출되는 전기 전도성 소재의 배선부와 배선부의 회로 패턴의 적어도 일부 공간에 충전된 제1 절연부와 캡 플레이트의 관통공과 배선부의 타측 단부의 사이에 충전된 제2 절연부와 배선부의 회로 패턴에 장착되는 적어도 하나의 전기 부품을 구비하며 캔의 개구에 결합되는 캡 조립체를 구비한다.
이차 전지는 단자 플레이트와 전극 조립체의 전극의 사이에 전기적으로 연결된 온도보호소자를 더 구비할 수 있다.
이차 전지는 캡 조립체를 덮도록 개구에 결합되며 단자부에 대응하는 단자 구멍을 구비하는 상부 커버를 더 구비할 수 있다.
또 다른 실시예에 관한 캡 조립체의 제조 방법은, 전기 전도성 소재의 기판을 준비하는 단계와, 기판의 일부분을 제거함으로써 캡 플레이트와 배선부와 캡 플레이트 및 배선부의 일측 단부를 연결하는 연결부를 형성하며 캡 플레이트의 일면에서 타면으로 관통하는 관통공을 형성하는 단계와, 배선부에 에칭 공정을 적용하여 회로 패턴을 형성하는 단계와, 배선부와 캡 플레이트가 서로 대향하도록 연결부를 절곡하며 배선부의 타측 단부를 절곡하여 캡 플레이트의 관통공을 통과시키는 단계와, 배선부의 회로 패턴의 적어도 일부 공간에 제1 절연부를 충전하고 캡 플레이트의 관통공과 배선부의 타측 단부의 사이에 제2 절연부를 충전하는 단계를 포함한다.
캡 조립체의 제조 방법은 배선부의 모서리에 곡면을 형성하는 모따기 가공 단계를 더 포함할 수 있다.
상술한 바와 같은 실시예들에 관한 캡 조립체와 캡 조립체의 제조 방법과 이차 전지에서는, 캡 조립체에 회로보호모듈이 일체로 형성되는 구조로 인하여 캡 조립체와 회로보호모듈의 연결을 위해 필수적으로 요구되었던 용접 공정과 같은 별도의 연결 작업이 필요 없으므로 이차 전지의 제작이 간편하며 제조 비용과 시간이 절감될 수 있다.
또한 캡 플레이트와 배선부가 일체로 형성된 캡 조립체를 이용함으로써 이차 전지의 전체적인 구조가 안정화되므로, 캡 조립체와 회로보호모듈의 정밀한 연결이 어려웠던 종래의 결합 방식을 이용하는 경우에 비해 제품의 신뢰도가 향상된다.
도 1은 일 실시예에 관한 이차 전지의 구성 요소들의 결합 관계를 개략적으로 나타낸 분리 사시도이다.
도 2는 도 1의 이차 전지가 구비하는 캡 조립체를 제작하는 공정의 일부분을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 2의 캡 기판의 측면 단면도이다.
도 4는 도 1의 캡 조립체의 제작 공정의 일부분을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 5는 도 4의 캡 조립체의 측면 단면도이다.
도 6a는 도 1의 이차 전지가 구비하는 캡 조립체를 제작하는 방법의 일부 공정을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 6b는 도 6a의 캡 기판에 일부 공정을 적용한 상태를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 6c는 도 6b의 캡 기판에 일부 공정을 적용한 상태를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
본 발명은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
도 1은 일 실시예에 관한 이차 전지의 구성 요소들의 결합 관계를 개략적으로 나타낸 분리 사시도이다.
도 1에 나타난 실시예에 관한 이차 전지(100)는 베어셀(110)과 캔(194)의 개구(194a)에 결합되는 회로보호모듈 일체형 캡 조립체를 구비한다. 베어셀(110)은 개구(194a)를 구비한 전기 전도성 소재의 캔(194)과, 캔(194)의 내부에 수용되는 전극 조립체(112)를 구비한다.
캔(194)은 전극 조립체(112)가 삽입될 수 있도록 상부에 개구(102)를 구비한다. 캔(194)은 알루미늄과 같은 전기 전도성 소재로 제작되어 외부 충격으로부터 전극 조립체(112)를 보호하고 전극 조립체(112)의 충전 및 방전 동작에 수반하여 발생하는 열을 외부로 방출시키는 기능을 수행한다.
베어셀(110)의 캔(194)의 내부에는 표면에 전극 활물질이 도포된 제1 전극(112a) 및 제2 전극(112b)과, 제1 전극(112a)과 제2 전극(112b)의 사이에 배치된 세퍼레이터(112c)를 구비하는 전극 조립체(112)가 수용된다.
전극 조립체(112)는 도 1에 도시된 것과 같이 젤리-롤(Jelly-Roll) 타입으로 권취되어 제작될 수 있다. 그러나 실시예는 이러한 전극 조립체(112)의 구조에 의해 한정되는 것은 아니며, 전극 조립체(112)는 제1 전극, 세퍼레이터 및 제2 전극이 적층하능 방식으로 제작될 수 있다.
전극 조립체(112)의 제1 전극(112a)은 음극이고 제2 전극(112b)은 양극일 수 있다. 또는 이와 반대로 제1 전극(112a)이 양극이고, 제2 전극(112b)이 음극일 수 있다. 이하에서는 제1 전극(112a)이 음극이고, 제2 전극(112b)이 양극으로 제작되었을 때를 기준으로 설명한다.
전극 조립체(112)는 제1 전극(112a)에 전기적으로 연결된 제1 전극탭(112d) 및 제2 전극(112b)에 전기적으로 연결된 제2 전극탭(112e)을 구비한다.
전극 조립체(112)는 전해질(미도시)에 함침된 상태로 캔(194)의 내부에 수용된다. 전극 조립체(112)가 캔(194)에 수납된 이후에 캔(194)의 개구(194a)는 캡 조립체(120)에 의해 밀폐될 수 있다.
전극 조립체(112)와 캡 조립체(120)의 사이에는 절연 플레이트(115)가 배치될 수 있다. 절연 플레이트(115)는 전극 조립체(112)가 캔(194) 내부에서 유동되지 않도록 하는 기능 및 전극 조립체(112)와 캡 조립체(120)를 절연하는 기능을 수행한다. 절연 플레이트(115)는 제1 전극탭(112d) 및 제2 전극탭(112e)의 각각이 관통하는 제1 관통홀(115a) 및 제2 관통홀(115b)과 전해액이 주입되는 전해액 주입구(115c)를 구비한다.
도 2는 도 1의 이차 전지가 구비하는 캡 조립체를 제작하는 공정의 일부분을 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 3은 도 2의 캡 기판의 측면 단면도이며, 도 4는 도 1의 캡 조립체의 제작 공정의 일부분을 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 5는 도 4의 캡 조립체의 측면 단면도이다.
도 1에 도시된 회로보호모듈 일체형 캡 조립체(120)는 도 2 및 도 3에 도시된 것과 같은 캡 기판(120a)을 이용하여 제조된다. 즉 도 2 및 도 3의 캡 기판(120a)을 수지로 몰딩함으로써 도 4 및 도 5에 도시된 것과 같은 캡 조립체(120)가 완성된다.
캡 조립체(120)는 전기 전도성 소재의 캡 플레이트(10)와, 회로 패턴(21)을 구비하며 캡 플레이트(10)에 연결되는 배선부(20)와, 배선부(20)의 회로 패턴(21)에 충전된 제1 절연부(30)와, 캡 플레이트(10)와 배선부(20)의 사이에 충전된 제2 절연부(40)와, 배선부(20)의 회로 패턴(21)에 장착되는 전기 부품(50)을 구비한다.
제1 절연부(30)와 제2 절연부(40)는 몰딩 공정이 가능한 수지 소재로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 절연부(30)와 제2 절연부(40)에는 염화비닐수지(PVC), 폴리스티렌(PS), 폴리프로필렌(PP), 폴리아미드(PAM), 폴리카보네이트(PC), 폴리아릴레이트(PAR), 폴리이미드(PI), 불소 수지 또는 에폭시 수지 등이 이용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 2 및 도 3의 캡 기판(120a)은 니켈(Ni)이나, 알루미늄(Al)이나, 니켈(Ni) 도금된 알루미늄(Al)이나, 니켈(Ni) 도금된 구리(Cu)나, 니켈(Ni) 도금된 철(Fe) 등과 같은 전기 전도성 금속 소재로 형성될 수 있으나, 실시예는 이와 같은 캡 기판(120a)의 소재에 의해 한정되는 것은 아니다.
캡 기판(120a)은 전기 전도성 소재의 판을 절곡하여 제작되며, 캡 기판(120a)의 하부에는 캡 플레이트(10)가 배치되고 캡 기판(120a)의 상부에는 캡 플레이트(10)를 향하는 배선부(20)가 배치된다. 캡 플레이트(10)는 일면(10a)에서 타면(10b)으로 관통하며 형성된 관통공(11)을 구비한다.
배선부(20)는 회로 패턴(21)을 구비하며 캡 플레이트(10)의 일면을 향하도록 배치된다. 배선부(20)의 일측 단부(20a)는 캡 플레이트(10)의 일측 단부(10d)에서 절곡 형성된 연결부(13)에 연결된다.
배선부(20)의 타측 단부(20b)는 배선부(20)의 일부분을 캡 플레이트(10)의 방향으로 절곡하여 형성된 절곡부(25)의 단부에 해당한다. 배선부(20)의 타측 단부(20b)는 캡 플레이트(10)의 관통공(11)을 통과하여 캡 플레이트(10)의 타면(10b)으로 돌출된다.
배선부(20)의 회로 패턴(21)은 전기 전도성 소재의 판에 에칭 공정을 적용하여 형성될 수 있다. 에칭 공정은 전기 전도성 소재의 판에서 회로 패턴(21)이 형성될 부분 이외의 영역에 레지스터를 도포하고, 부식성 용액을 전기 전도성 소재의 판에 적용함으로써 회로 패턴(21)의 이외의 영역을 제거하는 공정이다. 도 2 등에 도시된 실시예의 회로 패턴(21)은 설명을 위해 예시적으로 나타낸 것이며, 전기 부품의 연결 관계에 따라 다양한 형태로 변형될 수 있다.
배선부(20)의 회로 패턴(21)은 제1 절연부(30)를 충전한 이후에 상측을 향하여 노출된 복수 개의 단자부(26, 27, 28)를 구비한다.
캡 플레이트(10)의 외측 모서리(10f, 10g)는 도 1의 캔(194)의 개구(194a)의 내측 모서리에 대응하여 곡면을 형성하도록 모따기 가공될 수 있다. 캡 플레이트(10)는 또한 도 1의 절연 플레이트(115)의 전해액 주입구(115c)에 대응하는 위치에 전해액 주입구(12)를 구비한다. 캡 조립체(120)가 캔(194)의 개구(194a)에 결합된 이후에 전해액이 전해액 주입구(12)를 통해 주입되며, 전해액 주입구(12)는 마개(59)에 의해 밀폐된다.
도 4 및 도 5에는 도 2 및 도 3의 캡 기판(120a)에 수지 몰딩을 적용하여 완성된 캡 조립체(120)가 도시된다. 캡 조립체(120)는 배선부(20)의 회로 패턴(21)의 사이의 적어도 일부 공간에 충전된 제1 절연부(30)를 구비한다. 제1 절연부(30)는 회로 패턴(21)을 지지하는 기능과 회로 패턴(21)을 다른 구성 요소들에 대해 전기적으로 절연하는 기능을 수행한다.
캡 조립체(120)는 또한 캡 플레이트(10)의 관통공(11)과 배선부(20)의 타측 단부(20b)의 사이의 공간에 충전된 제2 절연부(40)를 구비한다. 제2 절연부(40)는 배선부(20)의 타측 단부(20b)를 둘러싸는 개구 절연부(41)와, 캡 플레이트(10)의 타면(10b)의 적어도 일부분을 따라 연장하는 표면 절연부(42)를 구비한다.
캡 플레이트(10)의 타면(10b)의 표면 절연부(42)의 위에는 전기 전도성 소재의 단자 플레이트(60)가 배치된다. 단자 플레이트(60)는 예를 들어, 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 니켈(Ni) 도금된 알루미늄(Al), 니켈(Ni) 도금된 구리(Cu), 니켈(Ni) 도금된 철(Fe) 등으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1을 참조하면 캡 조립체(120)는 단자 플레이트(60)와 전기적으로 연결되는 온도보호소자(118)를 구비할 수 있다. 온도보호소자(118)는 베어셀(110)을 충전 또는 방전할 때, 베어셀(110)에 과전류가 흐르는 것을 방지하는 소자이다. 온도보호소자(118)는 제1 전극탭(112d)과 단자 플레이트(60)의 사이에 배치될 수 있다.
온도보호소자(118)는 제1 전극탭(112d)과 연결되는 제1 리드선(118a)과, 단자 플레이트(60)와 연결되는 제2 리드선(118b)과, 제1 리드선(118a)과 제2 리드선(118b)의 사이에 배치된 피티씨(PTC; positive temperature coefficient) 소자(118c)를 구비한다.
PTC 소자(118c)는 온도가 상승하면 전기저항이 급격하게 상승하는 소자이다. PTC 소자(118c)는 베어셀(110)에서 발생된 열을 감지한다. 한편, 온도보호소자(118)는 도시하지 않았지만 퓨즈(fuse)를 구비할 수도 있다.
캡 조립체(120)는 또한 배선부(20)의 회로 패턴(21)에 전기적으로 장착된 적어도 하나의 전기 부품(50)을 구비한다. 전기 부품(50)은 회로 패턴(21)에 전기적으로 연결된 제1 부품(51)과, 제2 부품(52)과, 제3 부품(53)을 구비하는데, 실시예는 이러한 전기 부품(50)에 포함되는 부품들의 개수와 배치 형태에 의해 한정되는 것은 아니므로 부품들의 개수와 배치 형태는 다양한 형태로 변형될 수 있다.
전기 부품(50)은 베어셀(110)을 충전 또는 방전할 때 베어셀(110)을 안정적으로 충방전하기 위한 회로보호모듈(PCM; protection circuit module)의 기능을 수행한다. 전기 부품(50)은 제어 IC 및 충방전 스위치 등의 소자들을 포함할 수 있으며, 이차 전지(100)의 충방전 동작을 제어한다.
배선부(20)의 복수 개의 단자부(26, 27, 28)는 이차 전지(100)를 외부 전원 또는 외부 소자와 연결하기 위한 기능을 수행한다.
도 1을 참조하면 이차 전지(100)는 상부 커버(190)와 하부 커버(196)를 구비한다. 상부 커버(190)는 캡 조립체(120)의 상측읖 덮는 덮개판(190a)과 덮개판(190a)으로부터 하측으로 연장된 커버측벽(190b)을 구비한다. 덮개판(190a)은 캡 조립체(120)의 복수 개의 단자부(26, 27, 28)를 노출시키는 복수 개의 단자공(192)을 구비한다. 하부 커버(196)는 베어셀(110)의 하부를 감싸 보호하는 기능을 수행한다.
전극 조립체(112)의 제1 전극탭(112d)은 온도보호소자(118)에 전기적으로 연결되고, 제2 전극탭(112e)은 캡 플레이트(10)에 전기적으로 연결된다. 따라서 전극 조립체(112)의 제1 전극탭(112d)은 온도보호소자(118)와 단자 플레이트(60)를 통해 배선부(20)에 전기적으로 연결된다.
상술한 구성의 이차 전지(100)는 캔(194)을 밀폐하는 캡 플레이트(10)와 배선부(20)가 일체로 형성된 회로보호모듈 일체형 캡 조립체(120)를 베어셀(110)에 결합하는 간단한 작업만으로 조립될 수 있다.
종래에는 회로보호모듈과 캡 조립체를 용접 공정에 의해 연결하여야 하므로 작업이 복잡하고 비용이 많이 소요되었지만, 실시예에 관한 이차 전지(100)는 종래에 필수적으로 요구되었던 용접 공정이 필요 없으므로 이차 전지(100)의 제작이 간편하여 제조 비용과 시간이 절감될 수 있다. 또한 캡 플레이트(10)와 배선부(20)가 일체로 형성된 캡 조립체(120)를 이용함으로써 이차 전지(100)의 전체적인 구조가 안정화되며, 캡 조립체와 회로보호모듈의 정밀한 연결이 어려웠던 종래의 용접 방식에 비해 제품의 신뢰도가 향상된다.
도 6a는 도 1의 이차 전지가 구비하는 캡 조립체를 제작하는 방법의 일부 공정을 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 6b는 도 6a의 캡 기판에 일부 공정을 적용한 상태를 개략적으로 나타낸 사시도이며, 도 6c는 도 6b의 캡 기판에 일부 공정을 적용한 상태를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 6a 내지 도 6c에 나타난 회로보호모듈의 캡 조립체의 제작 방법은, 도 6a에 도시된 전기 전도성 소재의 기판(200)을 준비하는 단계와, 기판(200)에 연결부(13)와 관통공(11)과 전해액 주입구(12)를 형성하여 도 6b에 도시된 1차 가공 기판(201)을 형성하는 단계와, 1차 가공 기판(201)에 모따기 가공을 적용하여 도 6c에 도시된 2차 가공 기판(202)을 형성하는 단계를 포함한다.
도 6a에 도시된 전기 전도성 소재의 기판(200)에 연결부(13)와 관통공(11)과 전해액 주입구(12)를 형성하여 도 6b에 도시된 1차 가공 기판(201)을 형성하는 단계에서는, 프레스 가공을 이용할 수 있다. 미리 제조된 금형을 이용하여 전기 전도성 소재의 기판(200)의 일부분을 제거함으로써 연결부(13)와 관통공(11)과 전해액 주입구(12)를 형성할 수 있다.
도 6b에 도시된 1차 가공 기판(201)은 캡 플레이트(10)와, 배선부(20)와, 캡 플레이트(10) 및 배선부(20)를 연결하는 연결부(13)를 구비한다.
도 6b에 도시된 1차 가공 기판(201)이 완성되면, 배선부(20)의 4 개의 모서리(20f, 20g, 20h, 20i)와 캡 플레이트(10)의 4 개의 모서리(10f, 10g, 10h, 10i)에 곡면을 형성하는 모따기 가공이 실행된다. 모따기 가공은 배선부(20)와 캡 플레이트의 모서리들을 예를 들어 연삭하여 가공할 수 있으나, 실시예는 이러한 가공 방법에 의해 한정되지 않으며 연결부(13)와 관통공(11)과 전해액 주입구(12)를 형성하는 프레스 가공 중에 모따기 가공도 함께 실행될 수도 있다.
도 6c에 도시된 것과 같은 2차 가공 기판(202)이 완성되면, 배선부(20)에 에칭 공정을 적용하는 단계와, 2차 가공 기판(202)을 절곡하여 도 2에 도시된 것과 같은 캡 기판(120a)을 형성하는 단계와, 도 4에 도시된 것과 같이 캡 기판(120a)을 수지로 몰딩하는 단계와, 캡 기판(120a)에 전기 부품(50)을 장착하는 단계가 실행될 수 있다.
상술한 바와 같은 캡 조립체의 제조 방법은 프레스 가공을 적용하는 것을 예로 들어 설명하였지만, 실시예는 이러한 프레스 가공에만 한정되는 것은 아니며 예를 들어 주물 공법을 이용하여 도 2에 도시된 것과 같은 캡 기판(120a)을 형성할 수도 있다.
상술한 실시예들에 대한 구성과 효과에 대한 설명은 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
10a: 일면 110: 베어셀
10d: 일측 단부 112c: 세퍼레이터
10: 캡 플레이트 112: 전극 조립체
10b: 타면 112a: 제1 전극
11: 관통공 112d: 제1 전극탭
12: 전해액 주입구 112b: 제2 전극
13: 연결부 112e: 제2 전극탭
20: 배선부 115a: 제1 관통홀
20a: 일측 단부 115c: 전해액 주입구
20b: 타측 단부 115: 절연 플레이트
21: 회로 패턴 118c: 소자
25: 절곡부 118: 온도보호소자
30: 제1 절연부 118a: 제1 리드선
40: 제2 절연부 118b: 제2 리드선
41: 둘러싸는 개구 절연부 120a: 캡 기판
42: 표면 절연부 120: 캡 조립체
10f, 10g, 10h, 10i: 모서리 190a: 덮개판
20f, 20g, 20h, 20i: 모서리 190: 상부 커버
50: 전기 부품 190b: 커버측벽
51: 제1 부품 192: 단자공
52: 제2 부품 194a: 개구
53: 제3 부품 194: 캔
59: 마개 196: 하부 커버
60: 단자 플레이트 200: 기판
26, 27, 28: 단자부 201: 1차 가공 기판
100: 이차 전지 202: 2차 가공 기판
102: 개구 115b: 제2 관통홀

Claims (20)

  1. 일면에서 타면으로 관통하며 형성된 관통공을 구비한 전기 전도성 소재의 캡 플레이트;
    회로 패턴을 구비하여 상기 캡 플레이트의 상기 일면을 향하도록 배치되며, 일측 단부는 상기 캡 플레이트에 연결되고 타측 단부는 상기 캡 플레이트의 상기 관통공을 통과하여 상기 캡 플레이트의 상기 타면으로 돌출되는, 전기 전도성 소재의 배선부;
    상기 배선부의 상기 회로 패턴 사이의 공간을 관통하도록 충전되어, 상기 캡 플레이트와 마주하는 회로 패턴의 하면과, 상기 하면과 반대편에 위치하는 회로 패턴의 상면을 연속적으로 덮도록 형성되는 것으로, 동일한 수지 소재로 형성된 제1 절연부;
    상기 캡 플레이트의 상기 관통공과 상기 배선부의 상기 타측 단부의 사이에 충전된 제2 절연부; 및
    상기 배선부의 상기 회로 패턴에 장착되는 적어도 하나의 전기 부품;을 구비하는, 회로보호모듈 일체형 캡 조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 캡 플레이트와 상기 배선부는 전기 전도성 소재의 판을 절곡하여 형성되는, 회로보호모듈 일체형 캡 조립체.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 배선부의 상기 일측 단부는 상기 캡 플레이트의 일측 단부에서 절곡된 연결부에 연결된, 회로보호모듈 일체형 캡 조립체.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 배선부의 상기 회로 패턴은 상기 배선부에 에칭 공정을 적용하여 형성된, 회로보호모듈 일체형 캡 조립체.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 캡 플레이트의 외측 모서리는 곡면을 형성하도록 모따기 가공된, 회로보호모듈 일체형 캡 조립체.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 절연부는 상기 배선부의 상기 타측 단부를 둘러싸도록 상기 캡 플레이트의 상기 타면으로 연장하고, 상기 캡 플레이트의 상기 타면으로 연장한 상기 제2 절연부에 배치되며 상기 배선부의 상기 타측 단부에 연결되는 전기 전도성 소재의 단자 플레이트를 더 구비한, 회로보호모듈 일체형 캡 조립체.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 배선부의 상기 타측 단부는 상기 배선부의 일부분을 상기 캡 플레이트의 방향으로 절곡하여 형성된 절곡부의 단부인, 회로보호모듈 일체형 캡 조립체.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 배선부의 상기 회로 패턴은 상측을 향하여 노출된 복수 개의 단자부를 구비한, 회로보호모듈 일체형 캡 조립체.
  9. 개구를 구비한 캔;
    상기 개구를 통해 상기 캔의 내부에 수용된 전극 조립체; 및
    일면에서 타면으로 관통하며 형성된 관통공을 구비한 전기 전도성 소재의 캡 플레이트와, 회로 패턴을 구비하여 상기 캡 플레이트의 상기 일면을 향하도록 배치되며 일측 단부는 상기 캡 플레이트에 연결되고 타측 단부는 상기 캡 플레이트의 상기 관통공을 통과하여 상기 캡 플레이트의 상기 타면으로 돌출되는 전기 전도성 소재의 배선부와, 상기 배선부의 상기 회로 패턴 사이의 공간을 관통하도록 충전되어, 상기 캡 플레이트와 마주하는 회로 패턴의 하면과, 상기 하면과 반대편에 위치하는 회로 패턴의 상면을 연속적으로 덮도록 형성되는 것으로, 동일한 수지 소재로 형성된 제1 절연부와, 상기 캡 플레이트의 상기 관통공과 상기 배선부의 상기 타측 단부의 사이에 충전된 제2 절연부와, 상기 배선부의 상기 회로 패턴에 장착되는 적어도 하나의 전기 부품을 구비하며, 상기 캔의 상기 개구에 결합되는 캡 조립체;를 구비하는, 이차 전지.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 캡 플레이트와 상기 배선부는 전기 전도성 소재의 판을 절곡하여 형성되는, 이차 전지.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 배선부의 상기 일측 단부는 상기 캡 플레이트의 일측 단부에서 절곡된 연결부에 연결된, 이차 전지.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 배선부의 상기 회로 패턴은 상기 배선부에 에칭 공정을 적용하여 형성된, 이차 전지.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 캡 플레이트의 외측 모서리는 곡면을 형성하도록 모따기 가공된, 이차 전지.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 제2 절연부는 상기 배선부의 상기 타측 단부를 둘러싸도록 상기 캡 플레이트의 상기 타면으로 연장하고, 상기 캡 플레이트의 상기 타면으로 연장한 상기 제2 절연부에 배치되며 상기 배선부의 상기 타측 단부에 연결되는 전기 전도성 소재의 단자 플레이트를 더 구비한, 이차 전지.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 배선부의 상기 타측 단부는 상기 배선부의 일부분을 상기 캡 플레이트의 방향으로 절곡하여 형성된 절곡부의 단부인, 이차 전지.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 단자 플레이트와 상기 전극 조립체의 전극의 사이에 전기적으로 연결된 온도보호소자를 더 구비하는, 이차 전지.
  17. 제9항에 있어서,
    상기 배선부의 상기 회로 패턴은 상측을 향하여 노출된 복수 개의 단자부를 구비하는, 이차 전지.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 캡 조립체를 덮도록 상기 개구에 결합되며 상기 단자부에 대응하는 단자 구멍을 구비하는 상부 커버를 더 구비하는, 이차 전지.
  19. 전기 전도성 소재의 기판을 준비하는 단계;
    상기 기판의 일부분을 제거함으로써, 캡 플레이트와, 배선부와, 상기 캡 플레이트 및 상기 배선부의 일측 단부를 연결하는 연결부를 형성하며, 상기 캡 플레이트의 일면에서 타면으로 관통하는 관통공을 형성하는 단계;
    상기 배선부에 에칭 공정을 적용하여 회로 패턴을 형성하는 단계;
    상기 배선부와 상기 캡 플레이트가 서로 대향하도록 상기 연결부를 절곡하며, 상기 배선부의 타측 단부를 절곡하여 상기 캡 플레이트의 상기 관통공을 통과시키는 단계; 및
    상기 배선부의 상기 회로 패턴 사이의 공간을 관통하여, 상기 캡 플레이트와 마주하는 회로 패턴의 하면과, 상기 하면과 반대편에 위치하는 회로 패턴의 상면을 연속적으로 덮도록, 동일한 수지 소재로 형성된 제1 절연부를 충전하고, 상기 캡 플레이트의 상기 관통공과 상기 배선부의 상기 타측 단부의 사이에 제2 절연부를 충전하는 단계;를 포함하는, 캡 조립체의 제조 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 배선부의 모서리에 곡면을 형성하는 모따기 가공 단계를 더 포함하는, 캡 조립체의 제조 방법.
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