KR20130104489A - 연결부재, 이를 구비한 배터리 팩 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 캡형 땜납, 이를 구비한 배터리 팩 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 구체적으로 본 발명에 따른 납땜용 합금부재는 열용융성 및 전도성을 갖는 재질로 형성되는 몸체부; 및 상기 몸체부에 형성되고, 상기 연결탭 단부가 수용되는 삽입홀을 포함한다.
본 발명에 따르면 각 용접 작업시마다 일정량의 납이 사용되므로 작업자가 달라지는 경우에도 납량의 표준화가 가능하다.
본 발명에 따르면 각 용접 작업시마다 일정량의 납이 사용되므로 작업자가 달라지는 경우에도 납량의 표준화가 가능하다.
Description
본 발명은 연결부재, 이를 구비한 배터리 팩 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 보호회로 모듈과 베어셀의 연결부의 납땜에 이용되는 연결부재와 이를 이용한 배터리 팩의 제조방법에 관한 것이다.
노트북 등에 사용되는 배터리의 제조 공정 중 보호회로모듈과 다수의 베어셀은 니켈 탭을 이용하여 전기적으로 연결된다. 이 때 보호회로모듈에는 니켈 탭이 삽입되는 관통구가 형성되고 관통구에 니켈 탭이 삽입된 상태에서 납땜을 하여 고정시키게 된다. 이렇게 보호회로모듈과 다수의 베어셀을 전기적으로 연결한 것을 코어팩이라고 하며, 코어팩의 외측에 케이싱을 함으로써 배터리 팩의 조립 작업이 완료된다.
납땜 공정은 일반적으로 와이어형 땜납을 니켈 탭에 접촉시키고 전기 인두 등을 이용하여 땜납을 용융시킨다. 용융된 땜납은 니캘 탭과 보호회로모듈의 관통구 사이의 틈으로 침투되고, 니켈 탭을 중심으로 맺힌 상태에서 냉각된다. 그러나 납땜 공정은 작업자의 특성과 납 사용량에 따라서 품질에 많은 차이를 보인다. 즉, 납 사용량이 적은 경우 냉납 현상이 나타나서 작업 후 납땜부의 물리적인 신뢰성이 떨어지게 되고, 납 사용량이 많은 경우 납의 높이가 높아 케이스와의 간섭문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 일 과제는 납량 표준화를 위한 수단 및 제조방법을 제공한다.
또한 본 발명의 일 과제는 납땜 공정 중 작업자의 편의를 향상시키는 수단 및 제조방법을 제공한다.
보호회로모듈 및 연결탭을 연결하는 연결부재에 있어서, 본 발명에 따른 연결부재는 열용융성 및 전도성을 갖는 재질로 형성되는 몸체부; 및 상기 몸체부에 형성되고, 상기 연결탭 단부가 수용되는 삽입홀을 포함한다.
또한 상기 삽입홀은 상기 연결탭의 단부 형상과 대응하도록 형성될 수 있다.
나아가 상기 삽입홀은 상기 연결탭의 일 단부가 억지끼움으로 삽입되도록 형성될 수 있다.
또한 상기 삽입홀의 내측 기저면에는 적어도 하나의 돌출부가 형성될 수 있다.
또한 상기 삽입홀의 내측 측면에는 적어도 하나 이상의 돌출부가 형성될 수 있다.
또한 상기 몸체부에는 상기 삽입홀로부터 연장되어 상기 몸체부를 관통하는 관통구가 형성될 수 있다.
복수의 베어셀을 포함하는 배터리 팩에 있어서, 본 발명에 따른 배터리 팩은 보호회로모듈; 상기 베어셀과 상기 보호회로모듈을 전기적으로 연결하는 연결탭; 및 상기 연결탭의 일 단부가 삽입되는 삽입홀이 형성되고, 상기 연결탭의 일 단부와 보호회로모듈의 연결부위에 용착부가 형성되는 연결부재:를 포함한다.
또한 상기 삽입홀의 기저면, 측면 중 적어도 하나 이상의 면에는 적어도 하나 이상의 돌출부가 형성될 수 있다. 이 때 상기 용착부가 형성되는 상기 연결탭의 일 단부에는 상기 돌출부의 위치 및 수에 대응하는 홈이 형성된다.
또한 상기 돌출부는 종단면 형상이 삼각형, 사각형 또는 호형으로 돌출될 수 있다.
또한 상기 보호회로모듈에는 상기 연결탭의 일 단부가 관통되는 단자홀이 구비될 수 있다.
나아가 상기 용착부는 상기 연결탭의 일 단부가 상기 단자홀을 통과하여 노출된 부분에 형성될 수 있다.
또한 상기 보호회로모듈에는 상기 용착부의 위치를 표시하는 얼라인 마크가 형성될 수 있다.
다른 한편, 상기의 연결부재를 이용하여 상기의 배터리 팩을 제조하는 방법에 있어서, 본 발명에 따른 배터리 팩 제조 방법은 다음과 같은 단계를 포함한다. 제1 단계에서는 연결탭의 일 단부를 보호회로모듈의 단자홀에 삽입한다. 제2 단계에서는 상기 단자홀을 관통한 상기 연결탭의 일 단부를 상기 연결부재에 삽입시킨다. 제3 단계에서는 상기 연결부재를 용융 및 냉각하여 용착부를 형성한다.
본 발명에 따르면 각 용접 작업 시 마다 일정량의 납이 사용되므로 작업자가 달라지는 경우에도 납량의 표준화가 가능하다.
또한 본 발명에 따르면 용접 작업 시 작업자가 땜납의 고정을 위하여 별도의 작업을 할 필요가 없으므로 작업성이 향상되고, 작업시간이 단축되는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따르면 작업자가 한 손은 인두기, 다른 한 손은 보호회로모듈을 고정할 수 있으므로 납땜의 품질이 향상되는 효과가 있다.
도 1은 코어팩의 모습을 나타내는 분해 사시도이다.
도 2는 코어팩의 모습을 나타내는 평면도이다.
도 3은 용착부의 모습을 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 연결부재를 나타내는 사시도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 연결부재를 나타내는 저면 사시도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 연결부재를 나타내는 단면도이다.
도 7a 및 도 7b는 다른 실시예에 따른 연결부재를 나타내는 단면도이다.
도 8a 및 도 8b는 또 다른 실시예에 따른 연결부재를 나타내는 단면도이다.
도 9 및 도 10은 일 실시예에 따른 연결부재와 연결탭의 조립순서를 설명하기 위한 개략적인 사시도이다.
도 2는 코어팩의 모습을 나타내는 평면도이다.
도 3은 용착부의 모습을 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 연결부재를 나타내는 사시도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 연결부재를 나타내는 저면 사시도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 연결부재를 나타내는 단면도이다.
도 7a 및 도 7b는 다른 실시예에 따른 연결부재를 나타내는 단면도이다.
도 8a 및 도 8b는 또 다른 실시예에 따른 연결부재를 나타내는 단면도이다.
도 9 및 도 10은 일 실시예에 따른 연결부재와 연결탭의 조립순서를 설명하기 위한 개략적인 사시도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 특별한 정의나 언급이 없는 경우에 본 설명에 사용하는 방향을 표시하는 용어는 도면에 표시된 상태를 기준으로 한다. 또한 각 실시예를 통하여 동일한 도면부호는 동일한 부재를 가리킨다. 한편, 도면상에서 표시되는 각 구성은 설명의 편의를 위하여 그 두께나 치수가 과장될 수 있으며, 실제로 해당 치수나 구성간의 비율로 구성되어야 함을 의미하지는 않는다.
도 1 내지 도 3을 참조하여 배터리 팩의 전체적인 모습을 설명한다. 도 1은 코어팩의 모습을 나타내는 분해 사시도이고, 도 2는 코어팩의 모습을 나타내는 평면도이며, 도 3은 용착부의 모습을 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 의한 배터리 팩은 보호회로모듈(100) 및 보호회로모듈(100)에 전기적으로 연결된 적어도 하나 이상의 베어셀(20)을 포함한다. 먼저 본 발명에 의한 보호회로모듈(100)은 인쇄회로기판 상에 외부와의 통신을 수행할 모듈이 실장 되어 있으며, 충방전을 수행하는 과정에서의 안정성을 담보하기 위한 보호회로부(protection circuit)가 실장 된다. 또한 보호회로모듈(100)에는 각 베어셀(200)과 연결하기 위한 단자홀(105)이 구비된다. 각 베어셀(200)은 니켈 재질의 연결탭(20) 등의 전기적 도선 역할을 하는 부재를 통하여 보호회로모듈(100)에 구비된 단자홀에 전기적으로 연결된다. 또한, 도 2에 도시된 바와 같이 보호회로모듈(100)외 외측면에는 외부기기와 연결되는 별도의 커넥터(150)가 구비될 수 있다. 베어셀(200)들은 연결탭(20) 및 보호회로모듈(100)을 거쳐 커텍터(150)에 전기적으로 연결된다. 이 때 도 3에 도시된 바와 같이 연결탭(20)이 단자홀(105)을 관통하여 실장된다. 패턴부(110)는 단자홀(105)의 주위에 상기 회로 패턴의 하나로서 형성된다. 또한 패턴부(110)과 단자홀(105)을 관통한 연결탭(20)의 단부는 납땜됨으로써 용착부(10s)가 형성된다. 용착부(10s)에 의하여 패턴부(110)와 단자홀(105)은 전기적으로 연결된다. 한편, 용착부(10s)를 형성하기 위하여 일반적으로 와이어 형태의 땜납(solder)을 용착부가 형성될 부위에 밀착시킨 후 전기인두와 같은 도구를 이용하여 땜납을 용융 및 냉각시킴으로써 용착부(10s)가 형성된다. 다만 이 경우 작업자는 양손 각각에 땜납과 전기인두를 파지하여야 하므로 보호회로모듈(100)의 움직임을 별도로 고정해 주어야 한다. 또한 작업자의 숙련도에 따라 용착부(10s)의 형성에 투입되는 땜납의 양이 달라지게 되는 문제가 발생한다.
도 4 내지 도 8을 참조하여 본 실시에에 따른 연결부재와 연결탭에 대하여 설명한다. 도 4는 일 실시예에 따른 연결부재를 나타내는 사시도이고, 도 5는 일 실시예에 따른 연결부재를 나타내는 저면 사시도이다. 또한 도 6은 일 실시예에 따른 연결부재를 나타내는 단면도이고, 도 7a 및 도 7b는 다른 실시예에 따른 연결부재를 나타내는 단면도이다. 또한 도 8a 및 도 8b는 또 다른 실시예에 따른 연결부재를 나타내는 단면도이다.
본 실시예에 따른 연결부재(10a)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 몸체부(11)와 삽입홀(12)을 포함한다. 몸체부(11)는 열용융성 및 전도성을 갖는 재질로 형성된다. 몸체부(11)는 열이 가해지는 경우 용융되고, 이 후 냉각에 의하여 굳게 된다. 예를 들어 연결부재(10a)는 상온에서 냉각이 될 수 있다. 삽입홀(12)은 몸체부(11)의 하단으로부터 상부를 향하여 형성된 홀이다. 삽입홀(12)에는 도 6에 도시된 바와 같이 연결탭(21)의 일 단부가 수용될 수 있다. 삽입홀(12)의 내측은 연결탭(21)의 종단면 형상에 대응하도록 형성된다. 연결탭(21)이 사각의 형상으로 형성된 경우 삽입홀(12)의 기저면(12a)과 측면(12b)이 형성하는 종단면 형상은 사각의 형상으로 형성된다. 삽입홀(12)은 연결탭(21)의 일 단부에 끼워져서 납땜 작업 이전에 고정된 상태를 유지할 수 있도록 형성된다. 즉, 삽입홀(12)은 연결탭(21)이 억지끼움 방식으로 끼워질 수 있도록 형성될 수 있다.
한편, 삽입홀은 연결탭과의 고정력을 향상시키기 위하여 다양한 형태로 형성될 수 있다. 도 7a에 도시된 바와 같이 연결부재(10b)는 기저면(12a)에 단면 형상이 삼각형인 돌출부(13b)가 형성될 수 있다. 이 경우 연결탭(21b)의 상단에는 돌출부(13b)에 대응하는 단면형상이 삼각형인 홈(23b)이 형성된다. 연결탭(21b)이 연결부재(10b)에 삽입되면 기저면(10a)에 형성된 돌출부(13b)가 연결탭(21b) 상단의 홈(23b)으로 삽입되어 연결부재(10b)가 이탈하는 것을 최대한 억제하게 된다. 한편, 돌출부의 형상은 삼각형으로 제한되지 않는다. 즉, 도 7b에 도시된 바와 같이 종단면 형상이 사각형인 돌출부(13c)가 형성될 수 있다. 이 경우 마찬가지로 연결탭(21c)의 상단에는 돌출부(13c)에 대응하는 종단면 형상이 사각형인 홈(23c)이 형성된다. 이외에도 연결부재(10c)의 삽입홀(12)에는 원통형, 반구형 등 다양한 형상의 돌출부가 형성될 수 있다. 또한 돌출부의 형성 수에도 제한이 없다. 다양한 개수의 돌출부를 형성함으로써 연결부재의 고정력을 향상시킬 수 있다.
또한 도 8a에 도시된 바와 같이 연결부재(10d)는 내측 측면(12b)에 돌출부(13d)가 형성될 수 있다. 마찬가지로 연결탭(21d)의 단부 측면에는 돌출부(13d)의 형상, 크기 및 위치에 대응하는 홈(23d)이 형성된다. 이 경우 돌출부(13d)는 납땜용 합금부재(10d)가 상부 방향으로 이탈하는 것으로 보다 더 억제할 수 있다.
한편, 도 8b에 도시된 바와 같이 연결부재(10e)의 상하를 관통하는 관통구(12e)가 형성될 수 있다. 관통구(12e)가 형성됨으로써 연결부재(10e)와 연결탭(21d)의 결합상태를 용이하게 관찰할 수 있으며, 연결부재(10e)의 제조가 보다 용이해질 수 있다.
도 9 및 도 10을 참조하여 본 실시예에 따른 배터리 팩 및 배터리 팩의 조립방법을 설명한다. 도 9 및 도 10은 일 실시예에 따른 연결부재와 연결탭의 조립순서를 설명하기 위한 개략적인 사시도이다.
보호회로모듈(100)에는 단자홀(105)이 형성된다. 단자홀(105)을 통하여 연결탭의 일 단부(21)가 관통되고 노출된다. 연결부재(10a)를 하향(D1) 이동시킴으로써 연결부의 일 단부(21)가 삽입되도록 한다. 이 때 연결부재(10a)의 삽입위치를 용이하게 파악하기 위하여 보호회로모듈(100)에 얼라인 마크(101)를 형성할 수 있다. 도 10에 도시된 바와 같이 연결부재(10a)에 연결탭이 삽입되어 연결부재(10a)가 보호회로모듈(100) 상에 위치된 상태에서 전기인두(300) 등을 이용하여 용융시킨다. 이 후 연결부재(10a)가 냉각되면, 도 3에 도시된 바와 같이 용착부(10s)를 형성하게 된다.
이와 같이 본 실시예에 따른 연결부재(10a)를 이용하여 납땜을 수행함으로써 일정한 양의 연결부재(10a)가 단일 납땜 작업에 투입된다. 따라서 납땜의 품질이 일정해지는 효과를 얻을 수 있다. 또한 작업자가 연결부재(10a)의 고정을 위하여 별도의 작업을 할 필요가 없으므로 작업성이 향상되고, 작업시간이 단축되며, 일반적으로 배터리 팩의 제조에 사용되는 연결탭의 폭, 두께는 대부분 일치하기 때문에 3~5종의 캡 사이즈로 표준화하여 사용이 가능하다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상이 상술한 바람직한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 구체화된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주에서 다양한 캡형 땜납, 이를 구비한 배터리 팩 및 그 제조방법으로 구현될 수 있다.
10a, 10b, 10c, 10d, 10e: 연결부재
10s: 용착부 11: 몸체부
12: 삽입홀 12a: 기저면
12b: 측면 12e: 관통구
13b, 13c, 13d: 돌출부 20: 연결탭
21, 21b, 21c, 21d: 연결탭 단부
23b, 23c, 23d: 홈
10s: 용착부 11: 몸체부
12: 삽입홀 12a: 기저면
12b: 측면 12e: 관통구
13b, 13c, 13d: 돌출부 20: 연결탭
21, 21b, 21c, 21d: 연결탭 단부
23b, 23c, 23d: 홈
Claims (13)
- 보호회로모듈 및 연결탭을 연결하는 연결부재에 있어서,
열용융성 및 전도성을 갖는 재질로 형성되는 몸체부; 및
상기 몸체부에 형성되고, 상기 연결탭 단부가 수용되는 삽입홀;을 포함하는 연결부재. - 제1항에 있어서,
상기 삽입홀은 상기 연결탭의 단부 형상과 대응하도록 형성되는 연결부재. - 제2항에 있어서,
상기 연결탭의 단부는 억지끼움에 의해 상기 삽입홀에 삽입되는 연결부재. - 제1항에 있어서,
상기 삽입홀의 내측 기저면에는 적어도 하나의 돌출부가 형성되는 연결부재. - 제1항에 있어서,
상기 삽입홀의 내측면에는 적어도 하나의 돌출부가 형성되는 연결부재. - 제1항에 있어서,
상기 몸체부에는 상기 삽입홀로부터 연장되어 상기 몸체부를 관통하는 관통구가 형성되는 연결부재. - 복수의 베어셀을 포함하는 배터리 팩에 있어서,
보호회로모듈;
상기 베어셀과 상기 보호회로모듈을 전기적으로 연결하는 연결탭; 및
상기 연결탭의 일 단부가 삽입되는 삽입홀이 형성되고, 상기 연결탭의 일 단부와 보호회로모듈의 연결부위에 용착부가 형성되는 연결부재:를 포함하는 배터리 팩. - 제7항에 있어서,
상기 삽입홀의 기저면, 측면 중 적어도 하나의 면에는 적어도 하나의 돌출부가 형성되고,
상기 용착부가 형성되는 상기 연결탭의 일 단부에는 상기 돌출부와 대응하는 위치에 홈이 형성되는 배터리 팩. - 제7항에 있어서,
상기 돌출부는 종단면 형상이 삼각형, 사각형 또는 호형으로 돌출되는 배터리 팩. - 제7항에 있어서,
상기 보호회로모듈에는 상기 연결탭의 일 단부가 관통되는 단자홀이 구비되는 배터리 팩. - 제10항에 있어서,
상기 용착부는 상기 연결탭의 일 단부가 상기 단자홀을 통과하여 노출된 부분에 형성되는 배터리 팩. - 제11항에 있어서,
상기 보호회로모듈에는 상기 용착부의 위치를 표시하는 얼라인 마크가 형성되는 배터리 팩. - 제1항 내지 제6항에 기재된 연결부재를 이용하여 제7항 내지 제12항에 기재된 배터리 팩을 제조하는 방법에 있어서,
상기 연결탭의 일 단부를 상기 보호회로모듈의 단자홀에 삽입하는 제1 단계;
상기 단자홀을 관통한 상기 연결탭의 일 단부를 상기 연결부재의 삽입홀에 삽입하는 제2 단계; 및
상기 연결부재를 용융 및 냉각하여 용착부를 형성하는 제3 단계;를 포함하는 배터리 팩 제조 방법.
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