KR20090030706A - 보호회로기판 및 그를 이용한 이차전지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 보호회로기판 및 그를 이용한 이차전지에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 베어 셀과 보호회로기판의 전기접속 구조가 단순화되어 전지의 크기 축소 또는 전지의 크기 대비 용량 증가가 구현되는 보호회로기판 및 그를 이용한 이차전지에 관한 것이다.
본 발명의 이차전지는 일측이 개방된 캔과, 캔의 개방된 일측을 통해 수용되는 전극조립체와, 캔의 개방된 일측을 커버하는 캡 플레이트와, 캡 플레이트에 절연된 상태로 결합되어 전극조립체의 어느 한 극성과 전기적으로 연결되는 전극단자를 포함하는 베어 셀 및, 베어 셀의 전극단자가 인입되는 단자 수용부를 갖는 베이스 기판과 단자 수용부에 배치되어 전극단자와 전기적으로 연결되는 제 1 접속리드를 포함하는 보호회로기판을 포함하는 것을 특징으로 한다.
베어 셀, 보호회로기판, 이차전지, 전극단자, 제 1 접속리드

Description

보호회로기판 및 그를 이용한 이차전지{Protection circuit module and secondary battery using the same}
본 발명은 보호회로기판 및 그를 이용한 이차전지에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 베어 셀과 보호회로기판의 전기접속 구조가 단순화되어 전지의 크기 축소 또는 전지의 크기 대비 용량 증가가 구현되는 보호회로기판 및 그를 이용한 이차전지에 관한 것이다.
리튬 이차전지를 일예로 이차전지의 구성을 간략하게 설명하면, 이차전지는 통상 베어 셀과 보호회로기판 및 상기 베어 셀과 보호회로기판의 전기접속 부분을 커버하는 성형 수지의 몰딩부나 케이스를 포함해 이루어진다. 여기서, 베어 셀과 보호회로기판의 전기접속은 통상 리드 플레이트라 지칭되는 도전성 기구에 의해 이루어진다.
그러나 상기와 같은 종래의 이차전지는 베어 셀과 보호회로기판을 전기적으로 연결하기 위하여 리드 플레이트와 같은 별도의 도전성 기구가 사용되기 때문에 리드 플레이트의 크기만큼 이차전지의 크기가 증가된다. 또한, 상기 리드 플레이트는 이차전지의 충·방전 용량과는 무관하므로, 이차전지의 전체 크기 대비 충·방 전 용량을 상대적으로 감소시키는 작용을 한다.
그리고 상기 리드 플레이트는 이차전지의 생산 원가를 상승시키는 원인이 된다. 또한, 상기 리드 플레이트는 베어 셀과 별도의 공정에 의하여 결합되기 때문에 이차전지의 전체 제조 공정을 상대적으로 복잡하게 하는 원인이 된다.
본 발명은 베어 셀과 보호회로기판의 전기접속 구조가 단순화되어, 전지의 전체적인 길이 축소 또는 전지의 크기 대비 전지 용량의 증가를 가져오는 보호회로기판 및 그를 이용한 이차전지를 제공한다.
또한, 본 발명은 전지의 제작공정이 단순화되어, 생산성의 향상 및 제조 원가의 절감이 이루어지도록 하는 보호회로기판 및 그를 이용한 이차전지를 제공한다.
또한, 본 발명은 외력에 의한 비틀림이나 굽힘이 감소되어, 구조적 안전성이 향상되는 이차전지를 제공한다.
본 발명은 이차전지용 베어셀에 전기적으로 연결되는 이차전지용 보호회로기판에 있어서, 베어셀의 전극단자가 인입되는 단자 수용부를 갖는 베이스 기판 및 상기 단자 수용부에 배치되어, 상기 전극단자와 전기적으로 연결되는 제 1 접속리드를 포함할 수 있다. 이때, 상기 단자 수용부는 상기 베이스 기판의 상면과 상기 베이스 기판의 하면 사이를 관통하여 이루어지며, 상기 제 1 접속리드는 상기 단자 수용부의 상부를 덮도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 베어셀은 상기 전극단자의 둘레를 감싸는 절연가스켓을 포함하며, 상기 단자 수용부는 상기 절연가스켓의 평면 형상에 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 단자 수용부는 상부에 단차부가 형성되며, 상기 제 1 접속리드는 상기 단차부에 수용될 수 있다. 이러한 상기 단자 수용부는, 상기 베이스 기판의 하면으로부터 상기 베이스 기판의 상면으로 파여진 홈 형상으로 이루어지며, 상기 제 1 접속리드는 상기 단자 수용부의 내측 상면에 위치할 수 있다. 또한, 상기 베어셀은 상기 전극단자의 둘레를 감싸는 절연가스켓을 포함하며, 상기 단자 수용부는 상기 절연가스켓의 평면 형상에 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. 한편, 상기 베어 셀은 일측에 상기 전극단자와 반대되는 극성을 갖는 단자부를 포함하며, 상기 베이스 기판에는 상기 단자부에 대응하는 위치에 단자홀이 더 형성되고, 상기 단자홀의 내측에 결합되며 상기 단자부와 전기적으로 연결되는 제 2 접속 리드를 더 포함할 수 있다. 반면, 상기 베어 셀은 일측에 상기 전극단자와 반대되는 극성을 갖는 단자부를 포함하며, 상기 베이스 기판에는 상기 단자부에 대응하는 위치에 단자홀이 더 형성되고, 상기 단자홀의 상부에서 상기 단자홀을 덮도록 형성되며, 상기 단자부와 전기적으로 연결되는 제 2 접속 리드를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 이차전지는 일측이 개방된 캔과, 상기 캔에 개방된 일측을 통해 수용되는 전극조립체와, 상기 캔의 개방된 일측을 커버하는 캡 플레이트와, 상기 캡 플레이트에 절연된 상태로 결합되어 상기 전극조립체의 어느 한 극성과 전기적으로 연결되는 전극단자를 포함하는 베어 셀 및 상기 베어셀의 전극단자 가 인입되는 단자 수용부를 갖는 베이스 기판과, 상기 단자 수용부에 배치되어 상기 전극단자와 전기적으로 연결되는 제 1 접속리드를 포함하는 보호회로기판을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다. 여기서, 상기 단자 수용부는 상기 베이스 기판의 상면과 상기 베이스 기판의 하면 사이를 관통하여 이루어지며, 상기 제 1 접속리드는 상기 단자 수용부의 상부를 덮도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 단자 수용부는 상기 베이스 기판의 하면으로부터 상기 베이스 기판의 상면으로 파여진 홈 형상으로 이루어지며, 상기 제 1 접속리드는 상기 단자 수용부의 내측 상면에 위치하는 것을 특징으로 할 수 있다. 이때, 상기 제 1 접속리드는 상기 베어 셀의 상기 전극단자와 도전성 접착제에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 상기 베어 셀은 상기 캡 플레이트에 형성되는 절연성 접착층을 더 포함하며, 상기 보호회로기판은 상기 절연성 접착층을 매개로 상기 캡 플레이트와 결합될 수 있다. 또한, 상기 베어 셀은 일측에 상기 전극단자와 반대되는 극성을 갖는 단자부를 포함하며, 상기 베이스 기판에는 상기 단자부에 대응하는 위치에 단자홀이 더 형성되며, 상기 보호회로기판은 상기 단자홀의 내측에 결합되며 상기 단자부와 전기적으로 연결되는 제 2 접속 리드를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 베어 셀은 일측에 상기 전극단자와 반대되는 극성을 갖는 단자부를 포함하며, 상기 베이스 기판에는 상기 단자부에 대응하는 위치에 단자홀이 더 형성되며, 상기 보호회로기판은 상기 단자홀의 상부에서 상기 단자홀을 덮도록 형성되며, 상기 단자부와 전기적으로 연결되는 제 2 접속 리드를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 보호회로기판 및 그를 이용한 이차전지에 의하면, 베어 셀과 보호회로기판의 전기접속 구조가 단순화되어 전지의 전체적인 길이가 축소되고, 전지의 크기 대비 전지의 용량이 증가된다.
또한, 이차전지의 제작공정이 단순화되어 이차전지의 생산성이 향상되고 또한 제조 원가가 절감된다.
또한, 이차전지가 외력에 의한 비틀림이나 굽힘에 대해 잘 저항하여 구조적 안전성이 확보되고 그에 따른 제품의 신뢰도가 향상된다.
이하에서 첨부된 도면과 실시예를 참조하여 본 발명에 따른 보호회로기판 및 그를 이용한 이차전지에 대해 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 사용하여 설명하기로 한다.
먼저, 본 발명의 일실시예에 따른 보호회로기판에 대해서 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 보호회로기판을 나타내는 사시도이고,
도 2는 도 1의 보호회로기판의 평면도이며, 도 3은 도 3 도 2를 A-A선에 따라 자른 단면도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 보호회로기판(100)은, 도 1 내지 도 3을 참조하면, 베이스 기판(110), 제 1 접속리드(120), 복수의 전자소자(130), 외부접속리드(140) 및 제 2 접속리드(150)를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 베이스 기판(110)은 베어 셀(10)의 전극단자(14)를 인입하기 위한 단자 수용부(111)를 갖는다. 또한, 베이스 기판(110)의 길이방향 일단는 단자홀(112)이 형성될 수 있다. 베이스 기판(110)은 통상적으로 인쇄회로기판(PCB)의 형태로 이루어질 수 있다. 이러한 베이스 기판(110)에는 PTC(Positive Temperature Coefficient) 소자 등 복수의 전자소자(130)가 실장될 수 있다. 상기 단자 수용부(111)는 베이스 기판(110)의 상면과 하면 사이를 관통하여 이루어질 수 있다. 이때, 베이스 기판(110)의 하면은 베어 셀(10)의 전극단자(14)와 대향하는 면이 된다. 단자 수용부(111)는 전극단자(14)의 둘레에 위치하는 절연가스켓(15)의 평면 형상과 대응되는 형상으로 이루어질 수 있다. 이에 따라 베이스 기판(110)은 단자 수용부(111)의 내면을 절연가스켓(15)의 둘레에 지지하여, 결과적으로 베어 셀(10)의 전극단자(14)를 중심으로 발생할 수 있는 유동 현상을 방지할 수 있다. 단자홀(112)은 베이스 기판(110)의 하면으로부터 상면까지 관통되는 형태로 이루어지며, 베어 셀(11)의 단자부(13a)가 인입되도록 단자부(13a)에 대응하는 위치에 형성된다. 여기서, 단자부(13a)는 베어 셀(10)의 캡 플레이트(13)로부터 돌출되어 형성되며, 전극단자(14)와 반대 극성을 가진다.
상기 제 1 접속리드(120)는 베이스 기판(110)의 단자 수용부(111) 상부에 배치된다. 제 1 접속리드(120)는 하면이 단자 수용부(111)에 삽입된 전극단자(14)의 상면과 접촉된다. 이에 따라 제 1 접속리드(120)와 단자 수용부(111)가 전기적으로 연결된다. 여기서, 제 1 접속리드(120)와 전극단자(14)는 용접되어 서로 접촉된 상태로 고정된다. 또한, 제 1 접속리드(120)와 전극단자(14)는 도전성 접착제에 의해 서로 전기적으로 연결되는 동시에 고정되는 형태일 수 있다. 또한, 베이스 기판(110)의 상면 일부에는 제 1 접속리드(120)를 외부와 절연하는 절연막(미도시)이 형성될 수 있고, 절연막의 소재로 실리콘이 사용될 수 있다.
상기 보호회로기판(100)은 하면이 베어 셀(10)의 캡 플레이트(13)에 결합된다. 이때, 보호회로기판(100)의 제 1 접속리드(120)와 베어 셀(10)의 전극단자(14)가 서로 접촉되면서 전기적으로 연결된다. 이에 따라, 보호회로기판(100)과 베어 셀(10)을 전기적으로 연결하기 위해 필요한 공간이 크게 줄어든다. 또한, 보호회로기판(100)과 베어 셀(10)의 전기 접속시에 리드 플레이트와 같은 별도의 리드 기구가 필요 없게된다. 즉, 보호회로기판(100)과 베어 셀(10)을 전기적으로 연결하는 작업이 비교적 단순화된다. 이에 대해서는 후술되는 이차전지에 대한 설명에서 더 설명키로 한다.
상기 제 2 접속리드(150)는 베이스 기판(110)의 단자홀(112) 내측에 결합된다. 이때, 제 2 접속리드(150)는 베어 셀(10)의 단자부(13a)와 전기적으로 연결되도록 형성된다. 즉, 제 2 접속리드(150)는 베어 셀(10)의 단자부(13a)와 전기적으로 연결되도록 단자홀(112)에 결합된다.
상술한 본 발명에 의하면, 제 1 접속리드(120) 및 제 2 접속리드(150)가 단자 수용부(111) 및 단자홀(112)에 각각 인입되는 형태로 베어 셀(10)의 전극들과 직접 접촉되면서 전기적으로 연결된다. 제 1 접속리드(120)는 베어 셀(10)의 전극단자(14)와 전기적으로 연결되며, 제 2 접속리드(150)는 베어 셀(10)의 단자부(13a)에 전기적으로 연결된다. 이때, 보호회로기판(100)은 캡 플레이트(13)에 단 순히 조립되는 형태로 이루어진다. 따라서 제 1 접속리드(120) 및 제 2 접속리드(150)를 각각 베어 셀(10)의 전극단자(14)와 단자부(13a)에 연결하기 위한 별도의 리드 플레이트 등의 리드용 기구가 필요하지 않게 된다. 이에 따라, 보호회로기판(100)과 베어 셀(10)을 전기적으로 연결하기 위해 필요한 공간을 더욱 줄일 수 있다.
다음으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 보호회로기판에 대하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 보호회로기판을 나타내는 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 보호회로기판(200)은 베이스 기판(210), 제 1 접속리드(220), 복수의 전자소자(130), 외부접속단자(140) 및 제 2 접속리드(150)을 포함하여 이루어질 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 보호회로기판(200)은 도 1 내지 도 3의 보호회로기판(100) 중 베이스 기판(110) 및 제 1 접속리드(120)를 제외한 나머지 구성이 유사하다. 따라서, 이하의 다른 실시예에 따른 보호회로기판(200)은 도 1 내지 도 3의 보호회로기판(100)과 다른 점을 위주로 설명하기로 한다. 도 4의 보호회로기판(200)에서 도 1 내지 도 3에 따른 보호회로기판(100)과 동일 또는 유사한 부분은 동일한 도면부호를 사용하도록 하며, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
상기 베이스 기판(210)은 전극단자(14)가 인입되는 단자 수용부(211) 및 길이방향 일측에 형성되어 단자부(13a)를 수용하기 위한 단자홀(212)을 포함하여 이루어진다. 단자 수용부(211)는 상부의 내경이 하부의 내경에 비하여 상대적으로 크 게 형성되어, 단자 수용부(211)의 상부에 제 1 접속리드(220)가 수용될 수 있도록 형성된 단차부(213)를 포함하여 이루어진다. 이에 따라, 제 1 접속리드(220)는 단차부(213)에 수용되면서 그 둘레 부분이 단차부(213)에 지지될 수 있다. 단차부(213)는 내부의 측면 높이가 제 1 접속리드(220)의 두께 대비 동일하거나 크게 형성된다. 따라서, 단차부(213)에 수용된 제 1 접속리드(220)의 상면이 베이스 기판(210)의 상면으로 돌출되지 않는다. 즉, 제 1 접속리드(220)의 상면은 베이스 기판(210)의 상면과 동일한 평면상에 이루어지거나 또는 상대적으로 낮은 높이로 이루어진다. 도시하지는 않았으나, 베이스 기판(210)은 제 1 접속리드(220)의 상부 영역을 절연하는 절연막(미도시)을 포함하여 형성될 수 있다.
상술한 본 발명에 따르면, 제 1 접속리드(220)가 단차부(213)의 내면에 수용되고, 제 1 접속리드(220)의 둘레 면이 단차부(213)에 의해 지지됨으로써, 베어 셀(10)의 전극단자(14)에 제 1 접속리드(220)가 보다 용이하게 결합될 수 있다. 또한, 제 1 접속리드(220)는 단차부(212)에 수용되어 베이스 기판(210)의 상면으로 돌출되지 않으므로, 제 1 접속리드(220)를 외부의 충격으로부터 보호하고 제 1 접속리드(220)가 전극단자(14)와 더 안정적으로 접촉될 수 있도록 한다.
다음은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 보호회로기판을 설명한다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 보호회로기판을 나타내는 사시도이고, 도 6은 도 5의 보호회로기판의 배면을 나타내는 사시도이며, 도 7은 도 5를 B-B선에 따라 자른 단면도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 보호회로기판(300)은, 도 5 내지 도 7을 참조하면, 베이스 기판(310), 제 1 접속리드(320), 복수의 전자소자(130), 외부접속단자(140) 및 제 2 접속리드(150)를 포함하여 이루어질 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 보호회로기판(300)은 도 1 내지 도 3의 보호회로기판(100) 중 베이스 기판(110) 및 제 1 접속리드(120)를 제외한 나머지 구성이 유사하다. 따라서, 이하의 또 다른 실시예에 따른 보호회로기판(300)은 도 1 내지 도 3의 보호회로기판(100)과 다른 점을 위주로 설명하기로 한다. 또한, 도 5 내지 도 7의 보호회로기판(300)에서 도 1 내지 도 3에 따른 보호회로기판(100)과 동일 또는 유사한 부분은 동일한 도면부호를 사용하도록 하며, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
상기 베이스 기판(310)은 전극단자(14)가 인입되는 단자 수용부(311) 및 길이방향 일측에 형성되어 단자부(13a)를 수용하기 위한 단자홀(312)을 포함하여 이루어진다. 단자 수용부(311)는 하면으로부터 상면을 향하여 오목하게 파여진 홈 형상으로 이루어질 수 있다. 이러한 단자 수용부(311)의 내측 상면에는 제 1 접속리드(320)가 수용될 수 있다. 제 1 접속리드(320)는 전극단자(14)와 전기적으로 연결되며, 보다 상세하게는 제 1 접속리드(320)의 하면이 전극단자(14)의 상면과 접촉하도록 결합된다.
상술한 본 발명에 따르면, 제 1 접속리드(320)가 베이스 기판(310)의 상면에 노출되지 않으면서 베어 셀(10)의 전극단자(14)와 전기적으로 연결된다. 이에 따라, 제 1 접속리드(320)는 베이스 기판(310)의 상면에 실장된 복수의 전자소자(130)와 전기적으로 더 잘 절연될 수 있다. 또한, 제 1 접속리드(320)가 베이스 기판(310)의 상면에 노출되지 않음에 따라, 베이스 기판(310)의 상면에 제 1 접속리드(320)와 복수의 전자소자(130)를 절연하기 위한 절연막을 생략할 수 있다.
다음은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 보호회로기판에 대하여 설명한다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 보호회로기판을 보인 평면도이고, 도 9는 도 8을 C-C선에 따라 자른 단면도이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 보호회로기판(400)은, 도 8 내지 도 9를 참조하면, 베이스 기판(110), 제 1 접속리드(120), 복수의 전자소자(130), 외부접속단자(140) 및 제 2 접속리드(450)를 포함하여 이루어질 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 보호회로기판(400)은 도 1 내지 도 3의 보호회로기판(100) 중 제 2 접속리드(150)를 제외한 나머지 구성이 유사하다. 따라서, 이하의 또 다른 실시예에 따른 보호회로기판(300)은 도 1 내지 도 3의 보호회로기판(100)과 다른 점을 위주로 설명하기로 한다. 또한, 도 5 내지 도 7의 보호회로기판(300)에서 도 1 내지 도 3에 따른 보호회로기판(100)과 동일 또는 유사한 부분은 동일한 도면부호를 사용하도록 하며, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
상기 제 2 접속리드(450)는 베이스 기판(110)의 일단에 형성되는 단자홀(112)의 상부에 위치하도록 베이스 기판(110)의 상면에 결합된다. 제 2 접속리드(450)는 베어 셀(10)의 단자부(13a)와 전기적으로 연결된다. 즉, 베어 셀(10)의 캡 플레이트(13)에 돌출된 형태로 형성된 단자부(13a)가 단자홀(112)에 삽입되고, 단자홀(112)에 의해 노출된 단자부(13a)의 상면과 제 2 접속리드(450)와 전기적으 로 연결된다.
상술한 본 발명에 따르면, 제 2 접속리드(450)가 표면 실장 기술(SMT: Surface Mount Technology) 등의 방법을 통하여 베이스 기판(110)의 상면에 상대적으로 용이하게 장착될 수 있다.
다음으로 본 발명의 실시예에 따른 이차전지에 대하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 10은 도 1 내지 도 3의 실시예에 따른 보호회로기판이 적용된 이차전지의 일 실시예를 보인 분해사시도고, 도 11은 도 10의 이차전지의 결합사시도이다. 또한, 도 12는 도 11을 D-D선에 따라 자른 단면도이고, 도 13은 도 11을 E-E선에 따라 자른 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지(1)는, 도 10 내지 도 13을 참조하면, 베어 셀(10), 보호회로기판(100), 외부케이스(20)를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 베어 셀(10)은 일측이 개방된 캔(11)과, 캔(11)의 개방 측을 통해 수용되는 전극조립체(12)와, 캔(11)의 개방 측을 커버하는 캡 플레이트(13), 그리고 캡 플레이트(13)에 절연 상태로 결합되어 전극조립체(12)의 어느 한 극성과 전기적으로 연결되는 전극단자(14)를 포함하여 이루어진다. 캡 플레이트(13)는 전극단자(14)와 반대의 극성을 가지는 단자부(13a)를 포함한다. 즉, 단자부(13a)는 캡 플레이트(13)의 길이 방향 일측에 돌출되어 형성되며, 전극조립체(12)의 양극과 음극 중 전극단자(14)와 전기 접속되지 않은 다른 극성과 전기적으로 연결된다.
상기 전극조립체(12)는 금속 기재에 음극활물질이 적층되는 음극판과, 금속 기재에 양극활물질이 적층되는 양극판, 그리고 이와 같은 양극판과 음극판의 사이에 개재되는 세퍼레이터를 포함하여 이루어진다. 여기서 통상 양·음극판과 세퍼레이터는 권취되어 롤 형태를 이루게 된다. 이러한 전극조립체(12)는 통상의 이차전지에 사용되는 전극조립체의 구성이며, 따라서 본 실시예에서 전극조립체(12)에 대한 상세한 설명과 도시는 생략하기로 한다.
상기 보호회로기판(100)은 상술한 도 1 내지 도 3의 실시예에 따른 보호회로기판과 동일한 구성이므로, 본 실시예에서 보호회로기판(100)의 구성에 대해 상세한 설명은 생략한다.
상기 보호회로기판(100)은 베어 셀(10)의 캡 플레이트(13) 상면에 결합된다. 이때, 캡 플레이트(13)의 상면에는 절연성 접착층(16)이 더 포함될 수 있다. 보호회로기판(100)은 절연성 접착층의 접착력에 의해 캡 플레이트(13)와 결합된다. 한편, 절연성 접착층(16)에는 베어 셀(10)의 전극단자(14)를 통과시키는 홀(16a)과 단자부(13a)를 통과시키는 홀(16b)이 형성될 수 있다. 보호회로기판(100)은 단자 수용부(111)와 단자홀(112) 각각에 베어 셀(10)의 전극단자(14)와 단자부(13a)를 각각 인입시키는 상태로 캡 플레이트(13)의 상면에 결합된다. 이때, 전극단자(14) 및 단자부(13a) 각각은, 단자 수용부(111) 상부에 배치된 제 1 접속리드(120) 및 단자홀(112) 내측에 형성된 제 2 접속리드(150) 각각에 전기적으로 연결된다. 접극 단자(14) 및 단자부(13a)는 각각 제 1 접속리드(120) 및 제 2 접속리드(150) 각각과 용접이나 도전성 접착제에 의해 접촉된 상태로 결합될 수 있다. 예를 들어, 전 극단자(14)는 제 1 접속리드(120)에 접촉된 상태에서 도전성 접착제(17a)에 의해 고정될 수 있으며, 단자부(13a)는 제 2 접속리드(150)에 접촉된 상태에서 도전성 접착제(17b)에 의해 고정될 수 있다.
상기 외부케이스(20)는 보호회로기판(100)을 커버하는 형태로 베어 셀(10)에 결합된다. 외부케이스(20)에는 보호회로기판(100)의 외부접속단자(140)를 노출시키는 외부접속단자홀(22)이 형성될 수 있다. 여기서, 외부케이스(20)는 주물 성형법에 의해 성형되는 수지성형물일 수 있다. 또한, 외부케이스(20)는 보호회로기판(100) 및 보호회로기판(100)과 베어 셀(10)의 결합 부분을 감싸도록 이루어지는 수지 몰딩부의 형태로 대체될 수 있다.
상술한 본 발명에 따르면, 보호회로기판(100)의 하면과 캡 플레이트(13)의 상면이 면 접촉 방식으로 결합될 수 있다. 이에 따라, 베어 셀(10)의 전극단자(14) 및 단자부(13a) 각각이 보호회로기판(10)의 제 1 접속리드(130) 및 제 2 접속리드(150) 각각에 직접 접촉되는 방식으로 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 베어 셀(10)과 보호회로기판(100)을 전기적으로 연결하기 위해 필요한 공간을 크게 줄일 수 있다. 즉, 베어 셀(10)과 보호회로기판(100)이 별도의 전기접속용 리드 기구 없이 직접 결합되는 방식을 통하여 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 이차전지(1)는 베어 셀(10)과 보호회로기판(100)의 전기 접속 공간을 줄임으로써 크기를 줄일 수 있다. 또한, 이에 따라 이차전지(1)의 전체 크기 대비 충·방전 용량이 커지게 된다. 또한, 베어 셀(10)이나 보호회로기판(100)이 별도의 리드 기구를 사용하지 않고 전기적으로 결합될 수 있어, 결합 과정이 단순화된다. 또한, 베어 셀(10)과 보호회로기판(100)이 직접 접하는 상태로 전기적으로 연결되기 때문에, 베어 셀(10)과 보호회로기판(100)의 전기 접속 부분이 거의 공간을 갖지 않게 되어 외력에 대한 굽힘이나 비틀림에 크게 영향을 받지 않게 된다.
다음으로 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지에 대하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지를 보인 단면도로서, 도 8 및 도 9에 따른 보호회로기판을 베어 셀에 적용한 형태이다.
도 14를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지는 보호회로기판(400)과 베어 셀(10)의 구성 및 상호 간의 결합 구조에 대해 상술한 도 8 및 도 9의 실시예에서 이미 설명되었으므로 상세 설명은 생략하기로 한다. 또한, 본 발명에 다른 실시예에 따른 이차전지의 작용은 도 8 및 도 9의 실시예를 참조하기 바란다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형의 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 특허청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 보호회로기판의 사시도이다.
도 2는 도 1의 보호회로기판의 평면도이다.
도 3은 도 2을 A-A선에 따라 자른 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 보호회로기판의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 보호회로기판의 사시도이다.
도 6은 도 5의 보호회로기판의 배면을 나타내는 사시도이다.
도 7은 도 5를 B-B선에 따라 자른 단면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 보호회로기판의 평면도이다.
도 9는 도 8을 C-C선에 따라 자른 단면도이다.
도 10은 도 1 내지 도 3의 실시예에 따른 보호회로기판이 적용된 이차전지의 일 실시예를 보인 분해사시도이다.
도 11은 도 10의 이차전지의 결합사시도이다.
도 12는 도 11을 D-D선에 따라 자른 단면도이다.
도 13은 도 11을 E-E선에 따라 자른 단면도이다.
도 14는 도 8 및 도 9의 실시예에 따른 보호회로기판이 적용된 이차전지의 다른 실시예를 보인 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100, 200, 300, 400 : 보호회로기판 110, 210, 310 : 베이스 기판
111, 211, 311 : 단자 수용부 112, 212, 312 : 단자홀
120, 220, 320 : 제 1 접속리드 130 : 전자소자
140 : 외부접속단자 150, 450 : 제 2 접속리드

Claims (15)

  1. 이차전지용 베어셀에 전기적으로 연결되는 이차전지용 보호회로기판에 있어서,
    베어셀의 전극단자가 인입되는 단자 수용부를 갖는 베이스 기판; 및,
    상기 단자 수용부에 배치되어, 상기 전극단자와 전기적으로 연결되는 제 1 접속리드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 보호회로기판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 단자 수용부는 상기 베이스 기판의 상면과 상기 베이스 기판의 하면 사이를 관통하여 이루어지며,
    상기 제 1 접속리드는 상기 단자 수용부의 상부를 덮도록 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 보호회로기판.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 베어셀은 상기 전극단자의 둘레를 감싸는 절연가스켓을 포함하며,
    상기 단자 수용부는 상기 절연가스켓의 평면 형상에 대응되는 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 보호회로기판.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 단자 수용부는 상부에 단차부가 형성되며,
    상기 제 1 접속리드는 상기 단차부에 수용되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 보호회로기판.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 단자 수용부는,
    상기 베이스 기판의 하면으로부터 상기 베이스 기판의 상면으로 파여진 홈 형상으로 이루어지며,
    상기 제 1 접속리드는 상기 단자 수용부의 내측 상면에 위치하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 보호회로기판.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 베어셀은 상기 전극단자의 둘레를 감싸는 절연가스켓을 포함하며,
    상기 단자 수용부는 상기 절연가스켓의 평면 형상에 대응되는 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 보호회로기판.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 베어 셀은 일측에 상기 전극단자와 반대되는 극성을 갖는 단자부를 포함하며,
    상기 베이스 기판에는 상기 단자부에 대응하는 위치에 단자홀이 더 형성되 고,
    상기 단자홀의 내측에 결합되며 상기 단자부와 전기적으로 연결되는 제 2 접속 리드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 보호회로기판.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 베어 셀은 일측에 상기 전극단자와 반대되는 극성을 갖는 단자부를 포함하며,
    상기 베이스 기판에는 상기 단자부에 대응하는 위치에 단자홀이 더 형성되고,
    상기 단자홀의 상부에서 상기 단자홀을 덮도록 형성되며, 상기 단자부와 전기적으로 연결되는 제 2 접속 리드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 보호회로기판.
  9. 일측이 개방된 캔과, 상기 캔에 개방된 일측을 통해 수용되는 전극조립체와, 상기 캔의 개방된 일측을 커버하는 캡 플레이트와, 상기 캡 플레이트에 절연된 상태로 결합되어 상기 전극조립체의 어느 한 극성과 전기적으로 연결되는 전극단자를 포함하는 베어 셀; 및
    상기 베어셀의 전극단자가 인입되는 단자 수용부를 갖는 베이스 기판과, 상기 단자 수용부에 배치되어 상기 전극단자와 전기적으로 연결되는 제 1 접속리드를 포함하는 보호회로기판;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 단자 수용부는 상기 베이스 기판의 상면과 상기 베이스 기판의 하면 사이를 관통하여 이루어지며,
    상기 제 1 접속리드는 상기 단자 수용부의 상부를 덮도록 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 단자 수용부는,
    상기 베이스 기판의 하면으로부터 상기 베이스 기판의 상면으로 파여진 홈 형상으로 이루어지며,
    상기 제 1 접속리드는 상기 단자 수용부의 내측 상면에 위치하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 접속리드는 상기 베어 셀의 상기 전극단자와 도전성 접착제에 의해 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 베어 셀은 상기 캡 플레이트에 형성되는 절연성 접착층을 더 포함하며,
    상기 보호회로기판은 상기 절연성 접착층을 매개로 상기 캡 플레이트와 결합되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 베어 셀은 일측에 상기 전극단자와 반대되는 극성을 갖는 단자부를 포함하며,
    상기 베이스 기판에는 상기 단자부에 대응하는 위치에 단자홀이 더 형성되며,
    상기 보호회로기판은 상기 단자홀의 내측에 결합되며 상기 단자부와 전기적으로 연결되는 제 2 접속 리드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  15. 제 9 항에 있어서,
    상기 베어 셀은 일측에 상기 전극단자와 반대되는 극성을 갖는 단자부를 포함하며,
    상기 베이스 기판에는 상기 단자부에 대응하는 위치에 단자홀이 더 형성되며,
    상기 보호회로기판은 상기 단자홀의 상부에서 상기 단자홀을 덮도록 형성되며, 상기 단자부와 전기적으로 연결되는 제 2 접속 리드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
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