特許 6185659 保護回路モジュール、電池パック、モバイルデバイス、及び電池パックの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6185659

(24)【登録日】2017年8月4日

(45)【発行日】2017年8月23日

(54)【発明の名称】保護回路モジュール、電池パック、モバイルデバイス、及び電池パックの製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 2/10 20060101AFI20170814BHJP

   H01M 2/30 20060101ALI20170814BHJP

   H01M 2/20 20060101ALI20170814BHJP

   H01M 2/34 20060101ALI20170814BHJP

   H01M 2/02 20060101ALI20170814BHJP

【ＦＩ】

   H01M2/10 Y

   H01M2/30 B

   H01M2/20 A

   H01M2/34 A

   H01M2/10 M

   H01M2/02 K

【請求項の数】22

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2016-517542(P2016-517542)

(86)(22)【出願日】2014年9月22日

(65)【公表番号】特表2016-532247(P2016-532247A)

(43)【公表日】2016年10月13日

(86)【国際出願番号】KR2014008768

(87)【国際公開番号】WO2015046832

(87)【国際公開日】20150402

【審査請求日】2016年3月25日

(31)【優先権主張番号】10-2013-0116472

(32)【優先日】2013年9月30日

(33)【優先権主張国】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】500239823

【氏名又は名称】エルジー・ケム・リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100122161

【弁理士】

【氏名又は名称】渡部 崇

(72)【発明者】

【氏名】ソ・ジュン・アン

(72)【発明者】

【氏名】ホ・チョル・ナム

(72)【発明者】

【氏名】ヒョン・ク・ユン

【審査官】 浅野 裕之

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−０３８０６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−３０２６６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０５０３３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１２−５０６１０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１１−５０４６４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２５１８６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−０３１４８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／０１３５９７１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｍ ２／１０

Ｈ０１Ｍ ２／０２

Ｈ０１Ｍ ２／２０

Ｈ０１Ｍ ２／３０

Ｈ０１Ｍ ２／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

正極と負極との間に分離膜が介在している構造の電極組立体が電解液と共に電池ケースの内部に密封されており、密封余剰部を含む一面に電極端子が形成されている板状型の電池セルを含み、前記密封余剰部に保護回路モジュール（ＰＣＭ）が装着されている構造の電池パックであって、
前記電池セルの電極端子は板状型の導電性部材からなっており、
前記ＰＣＭは、ＰＣＢ（保護回路印刷基板）、電池セルの一側の電極端子とＰＣＢとの間に電気的に接続されているか、または前記ＰＣＢ上に搭載された安全素子、及び前記ＰＣＢ及び安全素子を取り囲んでいる電気絶縁性のモジュールケースを含んでおり、
前記モジュールケースは、ＰＣＢ及び安全素子が収納される組立式締結構造の上部ケース及び下部ケースを含み、
前記モジュールケース、ＰＣＢ及び電極端子には、第１接続締結部材及び第２接続締結部材が貫通できる大きさの第１開口部及び第２開口部がそれぞれ形成されており、
前記ＰＣＢは、上部ケース及び下部ケースに収納された状態で電池セルの密封余剰部上に搭載されており、前記第１接続締結部材及び第２接続締結部材によって電池セルの電極端子と結合されて電気的に接続されていることを特徴とする、電池パック。

【請求項2】

前記密封余剰部は、電池ケースの熱融着密封によって形成された上端シーリング部であることを特徴とする、請求項１に記載の電池パック。

【請求項3】

前記板状型電池セルは、密封余剰部の一側面または両側面に、電極端子が露出するための開口が形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の電池パック。

【請求項4】

前記電極端子の最外側端部は、密封余剰部の外周面と一致する大きさを有することを特徴とする、請求項３に記載の電池パック。

【請求項5】

前記開口は、密封余剰部が切り取られた構造で形成されていることを特徴とする、請求項３に記載の電池パック。

【請求項6】

前記板状型電池セルは、密封余剰部を含む一側面に電極端子が外部に延びて形成されている板状型電池セルであることを特徴とする、請求項１に記載の電池パック。

【請求項7】

前記板状型電池セルは、パウチ型二次電池であって、樹脂層と金属層を含むラミネートシートの電池ケースに電極組立体が密封されている構造からなることを特徴とする、請求項１に記載の電池パック。

【請求項8】

前記安全素子は、ＰＴＣ素子、ヒューズ（ｆｕｓｅ）及びＴＣＯ（Ｔｈｅｒｍａｌ Ｃｕｔｏｆｆ、Ｃｕｔｏｕｔ）からなる群から選択される１つ以上であることを特徴とする、請求項１に記載の電池パック。

【請求項9】

前記組立式締結構造は、下部ケースの一側に形成された２つ以上の締結突起、及び前記締結突起に対応する構造で上部ケース上に形成されている２つ以上の締結溝からなることを特徴とする、請求項１に記載の電池パック。

【請求項10】

前記第１接続締結部材は第１開口部を貫通し、第２接続締結部材は第２開口部を貫通し、前記第１接続締結部材及び第２接続締結部材が、モジュールケース、ＰＣＢ及び電極端子にそれぞれ形成された第１開口部及び第２開口部を一直線に貫通できるように、モジュールケース、ＰＣＢ及び電極端子に形成された第１開口部及び第２開口部は、それぞれ一直線上に整列して形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の電池パック。

【請求項11】

前記第１接続締結部材及び第２接続締結部材は電気導電性素材で構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の電池パック。

【請求項12】

前記第１接続締結部材及び第２接続締結部材は、ボルト（ｂｏｌｔ）頭部、及び外部にねじ山が形成されているボルトボディーを含むボルト構造であり、モジュールケース、ＰＣＢ及び電極端子とボルティング（ｂｏｌｔｉｎｇ）で固定された後、前記ボルト頭部が外部入出力端子として活用されることを特徴とする、請求項１１に記載の電池パック。

【請求項13】

前記第１接続締結部材及び第２接続締結部材は、前記電池パックが装着されるデバイスの装着部までボルティングで固定することを特徴とする、請求項１２に記載の電池パック。

【請求項14】

前記外部入出力端子を除いたＰＣＭ及び電池セルの外面を覆う形態でラベルが付着していることを特徴とする、請求項１２に記載の電池パック。

【請求項15】

正極と負極との間に分離膜が介在している構造の電極組立体が電解液と共に電池ケースの内部に密封されている板状型の電池セルの密封余剰部上に搭載される保護回路モジュール（ＰＣＭ）であって、
ＰＣＢ（保護回路印刷基板）、電池セルの一側の電極端子とＰＣＢとの間に電気的に接続されているか、または前記ＰＣＢ上に搭載された安全素子、及び前記ＰＣＢ及び安全素子を取り囲んでいる電気絶縁性のモジュールケースを含み、
前記モジュールケースは、ＰＣＢ及び安全素子が収納される組立式締結構造の上部ケース及び下部ケースを含み、
前記モジュールケース、ＰＣＢ及び電極端子には、第１接続締結部材及び第２接続締結部材が貫通できる大きさの第１開口部及び第２開口部がそれぞれ形成されており、
前記ＰＣＢは、上部ケース及び下部ケースに収納された状態で電池セルの密封余剰部上に搭載され、前記第１接続締結部材及び第２接続締結部材によって電池セルの電極端子と結合されて電気的に接続されることを特徴とする、保護回路モジュール。

【請求項16】

前記第１接続締結部材は第１開口部を貫通し、第２接続締結部材は第２開口部を貫通し、前記第１接続締結部材及び第２接続締結部材が、モジュールケース、ＰＣＢ及び電極端子にそれぞれ形成された第１開口部及び第２開口部を一直線に貫通できるように、モジュールケース、ＰＣＢ及び電極端子に形成された第１開口部及び第２開口部は、それぞれ一直線上に整列して形成されていることを特徴とする、請求項１５に記載の保護回路モジュール。

【請求項17】

前記第１接続締結部材及び第２接続締結部材は電気導電性素材で構成されていることを特徴とする、請求項１５に記載の保護回路モジュール。

【請求項18】

前記第１接続締結部材及び第２接続締結部材は、ボルト（ｂｏｌｔ）頭部、及び外部にねじ山が形成されているボルトボディーを含むボルト構造であり、モジュールケース、ＰＣＢ及び電極端子とボルティング（ｂｏｌｔｉｎｇ）で固定された後、前記ボルト頭部が外部入出力端子として活用されることを特徴とする、請求項１７に記載の保護回路モジュール。

【請求項19】

請求項１〜１４のいずれかに記載の電池パックを製造する方法であって、
（ａ）ＰＣＢをモジュールケースに装着する過程と、
（ｂ）ＰＣＭを電池セルの密封余剰部上に搭載する過程と、
（ｃ）第１接続締結部材及び第２接続締結部材を第１開口部及び第２開口部にそれぞれ組立て締結する過程と、
を含むことを特徴とする、電池パックの製造方法。

【請求項20】

請求項１４に記載の電池パックを製造する方法であって、
（ａ）ＰＣＢをモジュールケースに装着する過程と、
（ｂ）ＰＣＭを電池セルの密封余剰部上に搭載する過程と、
（ｃ）第１接続締結部材及び第２接続締結部材を第１開口部及び第２開口部にそれぞれ組立て締結する過程と、
（ｄ）ＰＣＭ及び電池セルの外面を覆う形態でラベルを付着する過程と、
を含むことを特徴とする、電池パックの製造方法。

【請求項21】

請求項１〜１４のいずれかに記載の電池パックを電源として含むことを特徴とする、モバイルデバイス。

【請求項22】

前記モバイルデバイスは、携帯電話、ノートパソコン、ネットブック、タブレットＰＣまたはスマートパッドであることを特徴とする、請求項２１に記載のモバイルデバイス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、保護回路モジュールケースを含む電池パックに係り、より詳細には、密封余剰部を含む板状型の電池セルを含み、前記密封余剰部に保護回路モジュール（ＰＣＭ）が装着されている電池パックであって、前記ＰＣＭは、ＰＣＢ（保護回路印刷基板）、安全素子及び電気絶縁性のモジュールケースを含んでおり、前記モジュールケースは、ＰＣＢ及び安全素子が収納される組立式締結構造の上部ケース及び下部ケースを含み、前記モジュールケース、ＰＣＢ及び電極端子には、第１接続締結部材及び第２接続締結部材が貫通できる大きさの第１開口部及び第２開口部がそれぞれ形成されており、前記ＰＣＢは、上部ケース及び下部ケースに収納された状態で電池セルの密封余剰部上に搭載されており、前記第１接続締結部材及び第２接続締結部材によって電池セルの電極端子と結合されて電気的に接続されていることを特徴とする電池パックに関する。

【背景技術】

【0002】

エネルギー密度及び作動電圧が高く、保存及び寿命特性に優れたリチウム二次電池に代表される二次電池は、各種モバイル機器はもとより、様々な電子製品のエネルギー源として広く使用されている。

【0003】

二次電池は、それが使用される外部機器の種類によって、挿入と離脱が自由な着脱式構造で使用されたり、外部機器の内部に埋め込まれる形態の内蔵型構造で使用されたりする。例えば、ノートパソコンのようなデバイスは、使用者の必要に応じて電池の挿入及び離脱が可能である一方、一部のスマートフォン、スマートパッドなどのようなデバイスは、その構造及び容量の問題により内蔵型電池パックの使用が要求されることもある。

【0004】

一方、リチウム二次電池には各種可燃性物質が内蔵されているので、過充電、過電流、その他の物理的な外部衝撃などによって発熱、爆発などの危険性があるため、安全性において大きな欠点を有している。したがって、リチウム二次電池には、過充電、過電流などの異常な状態を効果的に制御できる安全素子として、ＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）素子、保護回路モジュール（Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｍｏｄｕｌｅ：ＰＣＭ）などが電池セルに接続されている。

【0005】

一般に、内蔵型構造の二次電池パックは、電気的接続構造に適した板状型電池セルを使用し、ＰＣＭなどは、導電性ニッケルプレートを媒介として溶接またはソルダリング方式で電池セルに接続される。すなわち、ニッケルプレートを電池セルの電極端子にそれぞれ溶接またはソルダリングし、両面テープの一側にはＦ（ｆｌｅｘｉｂｌｅ）−ＰＣＢを溶接し、他側には保護テープを付着して電池セルに密着させた状態で、Ｆ−ＰＣＢの電極タブとニッケルプレートが溶接される方法で、ＰＣＭを電池セルに接続して電池パックを製造する。

【0006】

このようなＰＣＭを含む安全素子は、電極端子と電気的接続を維持すると同時に、電池セルの他の部分とは電気的絶縁状態を維持しなければならない。

【0007】

したがって、ＰＣＭをはじめとするそれぞれの部材に対して絶縁性テープを付着し、その他にも、電池セルを内蔵している電池ケースのシーリング部の一部を折り曲げて絶縁性テープを付着したり、バーコードをプリントしたりするなどの非常に複雑な過程を経ることになる。

【0008】

このように、安全な接続形態を構成するためには多数の絶縁性テープまたは多数の部品が要求されるので、電池パックの組立工程を複雑にし、製造コストが上昇するという問題を有している。

【0009】

また、外部から衝撃が加わる場合、電池パックは、機械的剛性の低い絶縁性テープの使用により、ＰＣＭが破損したり、寸法安定性が著しく低下したりするなどの問題を引き起こすこともある。

【0010】

したがって、電池セルに装着される部材の数を減少させて組立工程を簡素化し、電池セルに搭載される部材を相互間に安定的に結合させると同時にＰＣＭを保護することができる技術に対する必要性が高いという実情がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

本発明は、上記のような従来技術の問題点及び過去から要請されてきた技術的課題を解決することを目的とする。

【0012】

具体的には、本発明の目的は、電池パックに必要とされる部品数を減少させて組立工程を簡素化し、優れた構造的安定性を発揮することができる二次電池パックを提供することである。

【0013】

本発明の他の目的は、特定の構造のモジュールケースを電池パックに適用することによって、電池パックのコンパクトな構造、及び同一規格の電池パックで電気容量を拡大できる構造の電池パックを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0014】

このような目的を達成するための本発明に係る電池パックは、
正極と負極との間に分離膜が介在している構造の電極組立体が電解液と共に電池ケースの内部に密封されており、密封余剰部を含む一面に電極端子が形成されている板状型の電池セルを含み、前記密封余剰部に保護回路モジュール（ＰＣＭ）が装着されている構造の電池パックであって、
前記電池セルの電極端子は、板状型の導電性部材からなっており、
前記ＰＣＭは、ＰＣＢ（保護回路印刷基板）、電池セルの一側の電極端子とＰＣＢとの間に電気的に接続されているか、または前記ＰＣＢ上に搭載された安全素子、及び前記ＰＣＢ及び安全素子を取り囲んでいる電気絶縁性のモジュールケースを含んでおり、
前記モジュールケースは、ＰＣＢ及び安全素子が収納される組立式締結構造の上部ケース及び下部ケースを含み、
前記モジュールケース、ＰＣＢ及び電極端子には、第１接続締結部材及び第２接続締結部材が貫通できる大きさの第１開口部及び第２開口部がそれぞれ形成されており、
前記ＰＣＢは、上部ケース及び下部ケースに収納された状態で電池セルの密封余剰部上に搭載されており、前記第１接続締結部材及び第２接続締結部材によって電池セルの電極端子と結合されて電気的に接続されている構成となっている。

【0015】

したがって、本発明の電池パックは、上部ケース、下部ケース、第１開口部及び第２開口部を含んでいる保護回路モジュールケースを電池パックに適用することによって、電池パックの部品及び結合構造を簡素化させ、電池パックの製造工程性及び安定性を向上させることができる。

【0016】

また、本発明の電池パックは、特定の構造のモジュールケースを電池パックに適用することによって、電池パックのコンパクトな構造を有すると共に、同一規格の電池パックで電気容量を増大させることができる。

【0017】

一具体例において、前記板状型電池セルは、密封余剰部の一側面または両側面に、電極端子が露出するための開口が形成されている構造であってもよく、前記電極端子の最外側端部は、密封余剰部の外周面と一致する大きさを有する構造であってもよい。また、前記開口は、密封余剰部が切り取られた構造で形成されている構造であってもよい。

【0018】

他の具体例において、前記板状型電池セルは、密封余剰部を含む一側面に電極端子が外部に延びて形成されている板状型電池セルであってもよい。

【0019】

このような板状型電池セルは、例えば、パウチ型二次電池であってもよい。

【0020】

前記パウチ型二次電池は、具体的には、樹脂層と金属層を含むラミネートシートに電極組立体が密封されている構造であってもよく、前記電極組立体は、正極、負極及び正極と負極との間に介在する分離膜構造であり、電解液と共に前記電池ケースの内部に密封されている構造であってもよい。

【0021】

前記二次電池は、好ましくは、高いエネルギー密度、放電電圧、及び出力安定性のリチウム二次電池であってもよい。このようなリチウム二次電池のその他の構成要素について、以下で詳細に説明する。

【0022】

一般に、リチウム二次電池は、正極、負極、分離膜、リチウム塩含有非水電解液などで構成されている。

【0023】

正極は、例えば、正極集電体上に正極活物質、導電材及びバインダーの混合物を塗布した後、乾燥して製造され、必要に応じて、充填剤をさらに添加することもある。負極はまた、負極集電体上に負極材料を塗布、乾燥して作製され、必要に応じて、上述したような成分がさらに含まれてもよい。

【0024】

前記分離膜は、負極と正極との間に介在し、高いイオン透過度及び機械的強度を有する絶縁性の薄い薄膜が使用される。

【0025】

リチウム塩含有非水系電解液は、非水電解液とリチウム塩からなっており、非水電解液としては、液状非水電解液、有機固体電解質、無機固体電解質などが使用される。

【0026】

前記集電体、電極活物質、導電材、バインダー、充填剤、分離膜、電解液、リチウム塩などは当業界に公知となっているので、それについての詳細な説明は本明細書では省略する。

【0027】

このようなリチウム二次電池は、当業界に公知となっている通常の方法により製造することができる。例えば、正極と負極との間に多孔性分離膜を挿入し、それに電解液を注入して製造することができる。

【0028】

正極は、例えば、活物質として、 リチウム遷移金属酸化物、導電材及びバインダーを含有したスラリーを集電体上に塗布した後、乾燥して製造することができる。同様に、負極は、例えば、 炭素活物質、導電材及びバインダーを含有したスラリーを薄い集電体上に塗布した後、乾燥して製造することができる。

【0029】

本発明において、前記密封余剰部は、電池ケースの熱融着密封によって形成された上端シーリング部を意味する。

【0030】

具体的には、電極組立体がラミネートシートの電池ケースに密封されるときに形成される密封された外周面のうち、一面に形成された余分な空間を持つ密封部を密封余剰部という。しかし、同じ意味を内包しているものであれば、前記密封余剰部は、シーリング余剰部、熱融着余剰部、シーリングテラス、密封テラスなどのような用語に代替できることは勿論である。

【0031】

一具体例において、前記安全素子は、電池パックが装着されるデバイスと電気的に接続される負極及び正極端子と、電池パックの過充電、過電流などの異常な状態を効果的に制御できる素子であって、安全素子の例としては、ＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）素子、ヒューズ（ｆｕｓｅ）またはＴＣＯ（Ｔｈｅｒｍａｌ Ｃｕｔｏｆｆ、Ｃｕｔｏｕｔ）などがある。

【0032】

他の具体例において、前記組立式締結構造は、下部ケースの一側に形成された２つ以上の締結突起、及び前記締結突起に対応する構造で上部ケース上に形成されている２つ以上の締結溝からなる構造であってもよい。

【0033】

また、前記第１接続締結部材は第１開口部を貫通し、第２接続締結部材は第２開口部を貫通し、前記第１接続締結部材及び第２接続締結部材が、モジュールケース、ＰＣＢ及び電極端子にそれぞれ形成された第１開口部及び第２開口部を一直線に貫通できるように、モジュールケース、ＰＣＢ及び電極端子に形成された第１開口部及び第２開口部は、それぞれ一直線上に整列して形成されている構造であってもよい。

【0034】

前記第１接続締結部材及び第２接続締結部材は電気導電性素材で構成され得、このような場合、第１接続締結部材及び第２接続締結部材は、モジュールケース、ＰＣＢ及び電極端子とボルティング（ｂｏｌｔｉｎｇ）で固定された後、前記ボルト頭部が外部入出力端子として活用される構造であり得る。

【0035】

また、前記第１接続締結部材及び第２接続締結部材は、モジュールケース、ＰＣＢ及び電極端子をボルティング（ｂｏｌｔｉｎｇ）で固定できるように、ボルト（ｂｏｌｔ）頭部、及び外部にねじ山が形成されているボルトボディーを含むボルト構造であってもよい。したがって、このような構造の第１接続締結部材及び第２接続締結部材は、前記電池パックが装着されるデバイスの装着部までボルティングで固定できるので、電池パックの安定した装着効果を達成することができる。

【0036】

このような構造のモジュールケースは、特定の構造の上部ケース及び下部ケースを含んでいるので、ＰＣＢ及び安全素子を内部に容易に収納固定することができる。また、モジュールケースは、追加の固定部材または保護部材を必要としない構造となっているので、簡素化された組立工程によって向上した生産効率性を達成することができる。さらに、ＰＣＢ及び安全素子は、モジュールケースの内部に収納された後、第１接続締結部材及び第２接続締結部材によって強固且つ安定的に固定されると同時に、外部から保護できるので、ＰＣＭの全体的な機械的剛性を高めることができる。

【0037】

また、内部にＰＣＢ及び安全素子を収納できる構造のモジュールケースは、例えば、外観が滑らかな直方体構造であるので、電池セルの密封余剰部上に容易に搭載することができる。

【0038】

結果的に、本発明に係る電池パックは、従来と比較して、よりコンパクトな構造を達成することができ、従来のＰＣＭ、ＰＣＭ固定部材またはＰＣＭ保護部材が占める空間を電気容量の増大のための空間として活用できるので、電池パックの電気的容量の拡大効果を達成することができる。

【0039】

一具体例において、外部入出力端子を除いたＰＣＭ及び電池セルの外面を覆う形態でラベルが付着している構造からなることができ、これによって、全般的に絶縁状態を維持しながら、電池セルの電極端子とＰＣＢとの電気的接続状態をより安定的に担保することができる。

【0040】

本発明はまた、前記電池パックの構成に使用される特定の構造の保護回路モジュールを提供する。

【0041】

具体的には、本発明に係る保護回路モジュールは、正極と負極との間に分離膜が介在している構造の電極組立体が電解液と共に電池ケースの内部に密封されている板状型の電池セルの密封余剰部上に搭載される保護回路モジュール（ＰＣＭ）であって、
ＰＣＢ（保護回路印刷基板）、電池セルの一側の電極端子とＰＣＢとの間に電気的に接続されているか、または前記ＰＣＢ上に搭載された安全素子、及び前記ＰＣＢ及び安全素子を取り囲んでいる電気絶縁性のモジュールケースを含み、
前記モジュールケースは、ＰＣＢ及び安全素子が収納される組立式締結構造の上部ケース及び下部ケースを含み、
前記モジュールケース、ＰＣＢ及び電極端子には、第１接続締結部材及び第２接続締結部材が貫通できる大きさの第１開口部及び第２開口部がそれぞれ形成されており、
前記ＰＣＢは、上部ケース及び下部ケースに収納された状態で電池セルの密封余剰部上に搭載され、前記第１接続締結部材及び第２接続締結部材によって電池セルの電極端子と結合されて電気的に接続される構成となっている。

【0042】

一般的な内蔵型電池パックの組立過程では、接続部材、Ｆ−ＰＣＭなどを結合し、各ステップ毎に絶縁性テープを付着する過程により電池セル上にＰＣＭアセンブリを設置する。したがって、多数の部品を用いてＰＣＭアセンブリを電池セル上に装着するため、多数の工程が要求され、機械的剛性だけでなく構造的安定性が低いという問題が誘発される。

【0043】

これとは異なり、本発明に係る保護回路モジュールは、安全素子がＰＣＢに結合された状態でモジュールケースに内蔵された構造となっているので、電池パックの構造的安定性が向上し、電池パックの製造工程を大きく簡素化させることができる。

【0044】

一具体例において、前記第１接続締結部材は第１開口部を貫通し、第２接続締結部材は第２開口部を貫通し、前記第１接続締結部材及び第２接続締結部材が、モジュールケース、ＰＣＢ及び電極端子にそれぞれ形成された第１開口部及び第２開口部を一直線に貫通できるように、モジュールケース、ＰＣＢ及び電極端子に形成された第１開口部及び第２開口部は、それぞれ一直線上に整列して形成されている構造であってもよい。

【0045】

前記第１接続締結部材及び第２接続締結部材は電気導電性素材で構成され得、この場合に、第１接続締結部材及び第２接続締結部材は、モジュールケース、ＰＣＢ及び電極端子とボルティング（ｂｏｌｔｉｎｇ）で固定された後、前記ボルト頭部が外部入出力端子として活用され得る。

【0046】

また、前記第１接続締結部材及び第２接続締結部材は、モジュールケース、ＰＣＢ及び電極端子をボルティング（ｂｏｌｔｉｎｇ）で固定できるように、ボルト（ｂｏｌｔ）頭部、及び外部にねじ山が形成されているボルトボディーを含むボルト構造であり得る。したがって、このような構造の第１接続締結部材及び第２接続締結部材は、前記電池パックが装着されるデバイスの装着部までボルティングで固定できるので、電池パックの安定した装着効果を達成することができる。

【0047】

本発明はまた、前記電池パックを製造する方法を提供する。

【0048】

具体的には、本発明に係る電池パックを製造する方法は、
（ａ）ＰＣＢをモジュールケースに装着する過程；
（ｂ）ＰＣＭを電池セルの密封余剰部上に搭載する過程；
（ｃ）第１接続締結部材及び第２接続締結部材を第１開口部及び第２開口部にそれぞれ組立て締結する過程；及び
（ｄ）ＰＣＭ及び電池セルの外面を覆う形態でラベルを付着する過程；
を含む方法で製造することができる。

【0049】

このような製造方法は、従来の内蔵型二次電池パックの製造工程と比較して、作業工程数を減少させ、構造的安定性が向上した電池パックを提供することができる。

【0050】

本発明はまた、前記電池パックを電源として含んでいるモバイルデバイスを提供する。

【0051】

本発明に係る電池パックを使用できるモバイルデバイスの具体的な例としては、携帯電話、ノートパソコン、ネットブック、タブレットＰＣ、スマートパッドなどのようなモバイルデバイスを挙げることができる。

【0052】

前記のようなデバイス乃至装置は当業界に公知となっているので、本明細書では、それについての具体的な説明を省略する。

【図面の簡単な説明】

【0053】

【図1】本発明の一実施例に係る電池パックの斜視図である。

【図2】図１に示された電池パックの分解斜視図である。

【図3】本発明の一実施例に係る電池パックを製造する工程を示す模式図である。

【図4】本発明の一実施例に係る電池パックを製造する工程を示す模式図である。

【図5】本発明の一実施例に係る電池パックを製造する工程を示す模式図である。

【図6】本発明の一実施例に係る電池パックを製造する工程を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0054】

以下では、本発明の実施例に係る図面を参照して説明するが、これは本発明のより容易な理解のためのものであり、本発明の範囲がそれによって限定されるものではない。

【0055】

図１には、本発明の一実施例に係る電池パックの斜視図が示されており、図２には、図１に示された電池パックの分解斜視図が示されている。

【0056】

これら図面を参照すると、電池パック６００は、密封余剰部１３０を含む一側面に電極端子１１０，１２０が形成されている板状型電池セル１００、ＰＣＢ２００を収納及び固定する電気絶縁性のモジュールケース３００、及びモジュールケース３００を密封余剰部１３０に固定させる第１接続締結部材４１０及び第２接続締結部材４２０を含み、板状型電池セル１００及びモジュールケース３００は保護ラベル５００によって覆われている。

【0057】

具体的には、モジュールケース３００は、上部ケース３１０及び下部ケース３２０で構成されており、これらの結合によって形成される内部空間にＰＣＢ２００を収納できる構造となっている。

【0058】

電池セル１００は、密封余剰部１３０の一側面に、電極端子１１０，１２０が露出するための開口が形成されている構造であって、電極端子１１０，１２０の最外側端部は、密封余剰部１３０の外周面と一致する大きさである。

【0059】

しかし、電池セルの電極端子の形状は、図２に示された形状に限定されるものではなく、密封余剰部を含む一側面に電極端子が外部に延びて形成されている板状型電池セルであってもよいことは勿論である。

【0060】

図３乃至図６には、本発明の一実施例に係る電池パックを製造する工程を示す模式図が示されている。

【0061】

まず、図３を参照すると、ＰＣＢ２００が、上部ケース３１０と下部ケース３２０との結合によって形成される内部空間に収納される。

【0062】

ＰＣＢ２００は、第１接続部２１０及び第２接続部２２０が回路基板上に形成された構造であり、第１接続部２１０及び第２接続部２２０には、それぞれ第１開口部２１１及び第２開口部２１２が形成されている。また、上部ケース３１０及び下部ケース３２０にも、第１開口部３１１，３２１及び第２開口部３１２，３２２がそれぞれ形成されている。

【0063】

具体的には、これら第１開口部３１１，２１１，３２１及び第２開口部３１２，２１２，３２２は、それぞれ一直線上に整列（点線矢印参照）して形成されている。

【0064】

また、モジュールケース３００は、上部ケース３１０と下部ケース３２０の組立式締結構造によって組み立てられ、このような組立式締結構造は、下部ケース３２０の一側に形成された締結突起３２３と、締結突起３２３に対応する構造で上部ケース３１０上に形成されている締結溝３１３と、からなる構造である。

【0065】

図４を参照すると、内部にＰＣＢ２００を収納したモジュールケース３００が、電池セル１００の密封余剰部１３０上に搭載されている。

【0066】

電池セル１００の密封余剰部１３０上に形成された電極端子１１０，１２０には、第１開口部１１１及び第２開口部１２１が形成されており、これら第１開口部１１１及び第２開口部１２１は、モジュールケース３００に形成された第１開口部３１１及び第２開口部３１２と一直線上に整列（点線参照）して形成されている。

【0067】

図５を参照すると、第１接続締結部材４１０及び第２接続締結部材４２０が、それぞれ第１開口部３１１及び第２開口部３１２を介してボルティング（ｂｏｌｔｉｎｇ）で締結されている。

【0068】

第１接続締結部材４１０及び第２接続締結部材４２０は、電気導電性素材で構成されており、ボルト（ｂｏｌｔ）頭部４１１，４２１、及び外部にねじ山が形成されているボルトボディー４１２，４２２で構成されている。したがって、このような構造の第１接続締結部材４１０及び第２接続締結部材４２０は、ＰＣＢ２００を収納したモジュールケース３００を電池セル１００の密封余剰部１３０上に強固に固定すると同時に、電池セル１００の電極端子１１０，１２０とＰＣＢ２００の第１接続部２１０及び第２接続部２２０とを電気的に接続する。

【0069】

場合によっては、第１接続締結部材４１０及び第２接続締結部材４２０のボルトボディー４１２，４２２の長さをさらに長くし、電池パック６００が装着されるデバイス（図示せず）の装着部までボルティングで固定することもできる。

【0070】

一方、電池セル１００の密封余剰部１３０上に搭載されたモジュールケース３００の高さは、電池セル１００の厚さと実質的に同一の形態を備えるようになる。

【0071】

したがって、このような構造を含むモジュールケース３００は、外観が滑らかな直方体構造であるので、電池セル１００の密封余剰部１３０上に容易に搭載することができ、電池パック６００の滑らかな外部面を形成できるので、正確な寸法の電池パックを具現することができ、これと同時に外部の美麗さを達成することができる。

【0072】

図６を参照すると、第１接続締結部材４１０及び第２接続締結部材４２０のボルト頭部４１１，４２１を除いた、電池セル１００の外部面及びモジュールケース３００の外部面が保護ラベル５００によって覆われている。

【0073】

製品の情報を表示するラベル５００は、電池セル１００と絶縁状態を維持しながら、電池セル１００の電極端子１１０，１２０とＰＣＢ２００との電気的接続状態をより安定的に担保する。

【0074】

また、第１開口部３１１及び第２開口部３１２にそれぞれボルティングで固定された第１接続締結部材４１０及び第２接続締結部材４２０のボルト頭部４１１，４２１の上部面が外部に露出している。外部に露出したボルト頭部４１１，４２１は、電池パック６００と外部デバイス（図示せず）を電気的に接続させることができるように、外部入出力端子の役割を果たす。

【0075】

以上、本発明の実施例に係る図面を参照して説明したが、本発明の属する分野における通常の知識を有する者であれば、上記内容に基づいて本発明の範囲内で様々な応用及び変形を行うことが可能であろう。

【産業上の利用可能性】

【0076】

以上で説明したように、本発明に係る二次電池パックは、上部ケース、下部ケース、第１開口部及び第２開口部を含んでいる保護回路モジュールケースを電池パックに適用することによって、作業工程を簡素化することができ、構造的安定性を向上させることができ、電池パックのコンパクトな構造を可能にし、同一規格の二次電池パックで電気容量を増大させることができる。

【符号の説明】

【0077】

１００ 電池セル
１１０，１２０ 電極端子
１１１，２１１，３１１，３２１ 第１開口部
１２１，２１２，３１２，３２２ 第２開口部
１３０ 密封余剰部
２１０ 第１接続部
２２０ 第２接続部
３００ モジュールケース
３１０ 上部ケース
３１３ 締結溝
３２０ 下部ケース
３２３ 締結突起
４１０ 第１接続締結部材
４１１，４２１ ボルト頭部
４１２，４２２ ボルトボディー
４２０ 第２接続締結部材
５００ ラベル
５００ 保護ラベル
６００ 電池パック

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】