特許 7077521 電池セルコネクタ及びこれを介して連結される電池セル構造体

(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】

(24)【登録日】2022-05-23

(45)【発行日】2022-05-31

(54)【発明の名称】電池セルコネクタ及びこれを介して連結される電池セル構造体

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/503 20210101AFI20220524BHJP

   H01M 50/258 20210101ALI20220524BHJP

   H01M 50/269 20210101ALI20220524BHJP

   H01M 50/213 20210101ALI20220524BHJP

   H01M 50/509 20210101ALI20220524BHJP

   H01M 50/291 20210101ALI20220524BHJP

   H01M 50/524 20210101ALI20220524BHJP

【ＦＩ】

H01M50/503

H01M50/258

H01M50/269

H01M50/213

H01M50/509

H01M50/291

H01M50/524

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2021500110

(86)(22)【出願日】2019-12-10

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2021-11-18

(86)【国際出願番号】 KR2019017406

(87)【国際公開番号】W WO2020130464

(87)【国際公開日】2020-06-25

【審査請求日】2021-01-14

(31)【優先権主張番号】10-2018-0164151

(32)【優先日】2018-12-18

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】521065355

【氏名又は名称】エルジー エナジー ソリューション リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110000877

【氏名又は名称】龍華国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】キム、ヨン ハン

(72)【発明者】

【氏名】パク、ピル キュ

(72)【発明者】

【氏名】スン、ジュー ファン

(72)【発明者】

【氏名】ボク、チェオン ヒー

【審査官】宮田 透

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－０８６９６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２０４７６０４６３（ＣＮ，Ｕ）

【文献】米国特許出願公開第２００８／００９０１３６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１５－１９１７３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０２１２２７２３（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開２００５－１２３０６９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ５０／２０４、５０／２５８、５０／２６９、５０／２９１、５０／５０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

全体として六面体形態の電池セルコネクタであって、
上面の内部に設けられ、円筒型電池セルの下部を装着するための下部装着部と、
下面の内部に設けられ、他の円筒型電池セルの上部を装着するための上部装着部と、
前面、後面、左面及び右面にそれぞれ設けられ、互いに異なる電池セルコネクタと電気的及び物理的に連結することができる連結部と、を備え、
前記下部装着部及び前記上部装着部は底を有し、
前記下部装着部、前記上部装着部及び前記連結部は前記電池セルコネクタの内部で電気的に連結される接続部を含み、
前記下部装着部、上部装着部及び連結部は電池セルコネクタの内部で電気的に連結される、電池セルコネクタ。

【請求項2】

前記下部装着部及び前記上部装着部の内部は円形溝の形態を有し、
前記下部装着部及び前記上部装着部の内部には、それぞれに装着される円筒型電池セルを固定するための手段を備える、請求項１に記載の電池セルコネクタ。

【請求項3】

前記下部装着部及び前記上部装着部の内部側壁には、それぞれに装着される円筒型電池セルを固定するための突出構造が形成される、請求項１又は２に記載の電池セルコネクタ。

【請求項4】

前記突出構造は、連続的な形態、又は離隔して配置される形態を有する、請求項３に記載の電池セルコネクタ。

【請求項5】

前記円形溝の内部側壁にはノンスリップ（ｎｏｎ－ｓｌｉｐ）素材を備える、請求項２に記載の電池セルコネクタ。

【請求項6】

前記上部装着部の内部には、固定用スリットが形成された円筒型電池を固定することができるスリット装着部を備える、請求項１～５のいずれか一項に記載の電池セルコネクタ。

【請求項7】

前記固定用スリットは水平線形スリットであるか又は斜線形スリットである、請求項６に記載の電池セルコネクタ。

【請求項8】

前記連結部は凹部及び凸部から構成され、前記凹部及び前記凸部は他の電池セルコネクタの対応する凸部及び凹部と結合可能であり、前後左右の全方向に継続的に結合して延びることができる形態を有する、請求項１～７のいずれか一項に記載の電池セルコネクタ。

【請求項9】

請求項１～８のいずれか一項に記載の電池セルコネクタによって連結される、電池セル構造体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は２０１８年１２月１８日付の韓国特許出願第２０１８－０１６４１５１号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示された全ての内容はこの明細書の一部として含まれる。

【0002】

本発明は一般需要者が望む電圧を設定して用いることができる電池セルコネクタ及びこれを介して連結される電池セル構造体に関するものである。

【背景技術】

【0003】

化石燃料を使う既存のガソリン車両及びディーゼル車両が主要大気汚染源として指摘されている。これに対する解決方案として、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、プラグインハイブリッド電気自動車に対する関心が高くなっている。これらのエネルギー源として高容量の自動車用二次電池に対する研究開発も活発に行われている。

【0004】

携帯可能な電子機器の高機能化につれてモバイル分野にも高容量の二次電池に対する需要が増加している。二次電池の高電圧化のためには電池パックのような構造化が必要である。電池パックを構成するためには、電池パックケース、電気接続部材などが必要であるが、重さも増加する問題がある。

【0005】

円筒型二次電池の場合には、標準化したサイズが使われているから、電池パックの構造を自由に設計しにくい。

【0006】

特許文献１は他の電池セルとの連結のために多数の連結接続部を備えた電池セルであり、電池セルの一側面に備えられた凹部及び前記一側面に対向する一側面に備えられた凸部からなる連結接続部を含んでいる。

【0007】

しかし、特許文献１は電池セルの一側面及び前記一側面に対向する一側面に備えられたフック構造を形成して容量が増加する構造を開示しているが、電圧を増加させることができる構造を具体的に開示していない。

【0008】

特許文献２は、角板形状の電池セルの側面部に連結部が形成され、平面上で隣接する電池セルは前記連結部で互いに連結される車両用バッテリーパックを開示する。

【0009】

しかし、特許文献２は角板形状の電池セルを同一平面上に実装して形成する構造であるから、円筒型二次電池の直列連結及び並列連結が自由な構造を開示していない。

【0010】

特許文献３は、底面に挿着溝が形成され、上面には挿着突起が形成されたボックス状のメインブロックを備え、前記メインブロックの挿着溝及挿着突起と同じ規格の対応溝と対応突起が底面及び上面にそれぞれ形成された拡張ブロックを備える組立式ブロック構造を有する拡張型補助バッテリーを開示する。

【0011】

しかし、特許文献３は前記メインブロックの内部で並列に連結される構造であるから、個別電池セル間の並列連結が可能な構造を開示していない。

【0012】

したがって、従来に使われる二次電池をそのまま用い、多様な形態への変形が可能であり、所望の電圧の設計が可能な電池セル構造体に対する必要性が高い、というのが実情である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0013】

【文献】韓国公開特許第２０１１－００３７５４３号公報

【文献】特開２００２－３５２７８６号公報

【文献】韓国公開特許第２０１８－００３７４０９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0014】

本発明は前記のような問題を解決するためのものであり、従来に使用する電池セルを用いた自由な形態の高電圧及び高容量の電池セル構造体及びこれを組み立てることができる電池セルコネクタを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0015】

このような目的を達成するための本発明の一実施例は、全体として六面体形態の電池セルコネクタであって、上面の内部に設けられ、円筒型電池セルの下部を装着するための下部装着部と、下面の内部に設けられ、他の円筒型電池セルの上部を装着するための上部装着部と、前面、後面、左面及び右面にそれぞれ設けられ、互いに異なる電池セルコネクタと電気的及び物理的に連結することができる連結部とを備え、前記下部装着部、上部装着部及び連結部は電池セルコネクタの内部で電気的に連結される電池セルコネクタである。

【0016】

前記下部装着部及び前記上部装着部の内部は円形溝の形態を有し、前記下部装着部及び前記上部装着部の内部には、それぞれに装着される円筒型電池セルを固定するための手段を備えることができる。

【0017】

前記下部装着部及び前記上部装着部の内部側壁には、それぞれに装着される円筒型電池セルを固定するための突出構造が形成されることができる。

【0018】

前記突出構造は、連続的な形態、又は離隔して配置される形態を有することができる。

【0019】

前記円形溝の内部側壁にはノンスリップ（ｎｏｎ－ｓｌｉｐ）素材を備えることができる。

【0020】

前記上部装着部の内部には、固定用スリットが形成された円筒型電池を固定することができるスリット装着部を備えることができる。

【0021】

前記固定用スリットは水平線形スリットであるか又は斜線形スリットであることができる。

【0022】

前記連結部は凹部及び凸部から構成され、前記凹部及び前記凸部は他の電池セルコネクタの対応する凸部及び凹部と結合可能であり、前後左右の全方向に継続的に結合して延びることができる形態を有することができる。

【0023】

また、本発明は、前記電池セルコネクタによって連結される電池セル構造体を提供する。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】第１実施例による電池セルコネクタの上面斜視図である。

【図2】第１実施例による電池セルコネクタの下面斜視図である。

【図3】第２実施例による電池セルコネクタの上面斜視図である。

【図4】第２実施例による電池セルコネクタの下面斜視図である。

【図5】第３実施例による電池セルコネクタの上面斜視図である。

【図6】第４実施例による電池セルコネクタの上面斜視図である。

【図7】第５実施例による電池セルトップキャップの斜視図である。

【図8】電池セル構造体を形成する過程を示す図である。

【図9】第６実施例による電池セルトップキャップの斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、添付図面に基づいて本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が本発明を容易に実施することができる実施例を詳細に説明する。ただ、本発明の好適な実施例に対する動作原理を詳細に説明するに当たり、関連の公知機能又は構成についての具体的な説明が本発明の要旨を不必要にあいまいにする可能性があると判断される場合にはその詳細な説明を省略する。

【0026】

また、図面全般にわたって類似の機能及び作用をする部分に対しては同じ図面符号を付ける。明細書全般で、ある部分が他の部分と連結されていると言うとき、これは直接的に連結されている場合だけではなく、その中間に他の素子を挟んで間接的に連結されている場合も含む。また、ある構成要素を含むとは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。

【0027】

本発明を図面に基づいて詳細な実施例とともに説明する。

【0028】

図１は第１実施例による電池セルコネクタの上面斜視図、図２は第１実施例による電池セルコネクタの下面斜視図である。

【0029】

図１及び図２を参照すると、電池セルコネクタ１００は全体として六面体形態を有し、上面の内部に設けられ、円筒型電池セルの下部を装着するための下部装着部１１０、下面の内部に設けられ、他の円筒型電池セルの上部を装着するための上部装着部１１３、及び他の電池セルコネクタと電気的及び物理的に連結することができる連結部１２０が形成された構造を有する。

【0030】

電池セルコネクタ１００は短絡を引き起こさない範囲内で導電性素材からなることができ、又は下部装着部１１０、上部装着部１１３及び連結部１２０は電池セルコネクタ１００の内部で電気的に連結される接続部を含み、前記接続部は円筒型電池セルの電極端子と連結されるとともに複数の電池セルを互いに電気的に連結することができる。

【0031】

下部装着部１１０及び上部装着部１１３の内部は円形溝の形態を有し、下部装着部１１０の内部側壁には円筒型電池セルを固定するための突出構造１１１が形成されている。

【0032】

図１の突出構造１１１はリング状のような連続的な形態を有する。

【0033】

連結部１２０には凹部１２１ａと凸部１２１ｂが繰り返し形成されている連結構造１２１が形成されているので、電池セルコネクタ１００は前後左右の全方向に位置する他の電池セルコネクタと電気的に連結されることができる。

【0034】

したがって、複数の電池セルコネクタが連結部を介して水平方向に連結され、円筒型電池セルが前記複数の電池セルコネクタの下部装着部及び／又は上部装着部に装着されることにより、水平方向に並列に連結された電池セル構造体を形成することができる。

【0035】

スリット装着部１３０は、円筒型電池セルのトップキャップに結合するための掛け部が上部装着部１１３の円形溝の底に平行な構造を有するように形成される。

【0036】

図３は第２実施例による電池セルコネクタの上面斜視図、図４は第２実施例による電池セルコネクタの下面斜視図である。

【0037】

図３及び図４を参照すると、電池セルコネクタ２００は全体として六面体形態を有し、上面の内部に設けられ、円筒型電池セルの下部を装着するための下部装着部２１０、下面の内部に設けられ、他の円筒型電池セルの上部を装着するための上部装着部２１３、及び他の電池セルコネクタと電気的及び物理的に連結することができる連結部２２０が形成された構造を有する。

【0038】

下部装着部２１０及び上部装着部２１３の内部は円形溝の形態を有し、下部装着部２１０の内部側壁には、円筒型電池セルを固定するための突出構造２１１が形成されている。

【0039】

円形溝の内部側壁において突出構造２１１の下側にはノンスリップ素材２１２が設けられているので、円形溝の内部に円筒型電池セルを装着した場合、円筒型電池セルが離脱することを防止することができる。

【0040】

電池セルコネクタ２００は、前後左右の全方向に配置されることができる他の電池セルコネクタと電気的に連結されるように、連結部２２０には凹部と凸部が繰り返し形成された連結構造２２１が設けられるので、前後左右の全方向に他の電池セルコネクタと電気的に連結されることができる。

【0041】

スリット装着部２３０は、円筒型電池セルのトップキャップに結合するための掛け部が上部装着部２１３の円形溝の底に対して傾いた構造を有する。

【0042】

図２及び図４は４個のスリット装着部１３０、２３０が形成された構造を示しているが、これとは異なり、前記スリット装着部は３個以上からなることができ、円筒型電池セルとの安定的な結合のために、同じ間隔で離隔するように位置することが好ましい。

【0043】

図５は第３実施例による電池セルコネクタの上面斜視図、図６は第４実施例による電池セルコネクタの上面斜視図である。

【0044】

図５を参照すると、電池セルコネクタ３００は全体として六面体形態を有し、上面の内部に、円筒型電池セルの下部を装着するための下部装着部３１０が形成され、他の電池セルコネクタと電気的及び物理的に連結するように凹部及び凸部からなる連結構造３２１が形成された連結部３２０を備える。

【0045】

図５の下部装着部３１０の内部側壁には円筒型電池セルを固定するための突出構造３１１が形成され、突出構造３１１は互いに離隔して配置された形態を有する。

【0046】

図６を参照すると、電池セルコネクタ４００は全体として六面体形態を有し、上面の内部に、円筒型電池セルの下部を装着するための下部装着部４１０が形成され、他の電池セルコネクタと電気的及び物理的に連結するように凹部及び凸部からなる連結構造４２１が形成された連結部４２０を備える。

【0047】

下部装着部４１０の円形溝の内部側壁において円筒型電池セルを固定するための突出構造４１１の下側にはノンスリップ素材４１２が設けられているので、前記円形溝の内部に円筒型電池セルを装着した場合、円筒型電池セルが離脱することを防止することができる。

【0048】

図７は第５実施例による電池セルトップキャップの斜視図、図８は電池セル構造体を形成する過程を示す。

【0049】

図７及び図８を参照すると、電池セルのトップキャップ５１０は、中心に突出部５１４があり、突出部５１４の側壁には、スリット装着部が挿入される貫通口５１１及びスリット装着部がスライド締結される固定用スリット５１２からなる結合部５１３を備える。

【0050】

図７の固定用スリット５１２は水平線形スリットであり、図２のスリット装着部１３０のように、円筒型電池セルのトップキャップに結合するための掛け部が上部装着部の円形溝の底に平行な構造のスリット装着部と結合される。

【0051】

すなわち、図８に示すように、円筒型電池セル６１０の陰極と円筒型電池セル６２０の陽極が連結された直列連結をなすために、（ａ）のように電池セルコネクタ１００の下部装着部に円筒型電池セル６１０を装着した後、これらを円筒型電池セル６２０の陽極端子であるトップキャップ５１０の上面に位置させる。

【0052】

その後、（ｂ）のように、電池セルコネクタ１００のスリット装着部１３０をトップキャップ５１０の貫通口５１１に挿入し、矢印方向に電池セルコネクタ１００を回転させる。

【0053】

前記回転によってスリット装着部１３０の掛け部が固定用スリット５１２にスライド締結されるので、（ｃ）のように、円筒型電池セル６１０の陰極と円筒型電池セル６２０の陽極が電池セルコネクタを介して電気的に連結される。

【0054】

図９は第６実施例による電池セルトップキャップの斜視図である。

【0055】

図９を参照すると、電池セルのトップキャップ５２０は、中心に突出部５２４が設けられ、突出部５２４の側壁には、スリット装着部が挿入される貫通口５２１及びスリット装着部がスライド締結される固定用スリット５２２からなる結合部５２３を備える。

【0056】

図９の固定用スリット５２２は、図７の固定用スリット５１２とは違い、斜線形スリット形態を有し、図４のスリット装着部２３０のように、円筒型電池セルのトップキャップに結合するための掛け部が上部装着部の円形溝の底に対して傾いた構造を有するスリット装着部と結合されることができる。

【0057】

このような構造の固定用スリット５２２を使う場合、スリット装着部が固定用スリット５２２から離脱することを効果的に防止することができる。

【0058】

一方、図面に示していないが、電池セルコネクタに結合された電池セルは電池セルコネクタの水平方向結合によって並列に連結されるので、高容量の電池セル構造体を提供することができる。

【0059】

また、前記並列に連結された状態で層状構造を形成することにより、上層と下層との間に直列連結をなすことができ、前記層状構造を繰り返すほど高電圧の電池セル構造体を形成することができる。

【0060】

このように、簡単な構造を有する電池セルコネクタを使うことにより、従来に使用する円筒型電池セルを用いた高電圧及び高容量の電池セル構造体を容易な方法で形成することができる。

【0061】

本発明が属する分野で通常の知識を有する者であれば前記内容に基づいて本発明の範疇内で多様な応用及び変形が可能であろう。

【産業上の利用可能性】

【0062】

以上で説明したように、本発明による電池セルコネクタは従来に使用していた電池セルに直接適用することができる構造を有する。

【0063】

また、前記電池セルコネクタは、複数の電池セル間の直列連結用のみならず並列連結用にも使用可能である。

【0064】

また、前記電池セルコネクタを用いて多様な形態の電池セル構造体を形成することができる。

【0065】

また、高電圧及び／又は高容量の電池セル構造体を容易に製造することができる。

【符号の説明】

【0066】

１００、２００、３００、４００ 電池セルコネクタ
１１０、２１０、３１０、４１０ 下部装着部
１１１、２１１、３１１、４１１ 突出構造
１１３、２１３ 上部装着部
１２０、２２０、３２０、４２０ 連結部
１２１ａ 凹部
１２１ｂ 凸部
１２１、２２１、３２１、４２１ 連結構造
１３０、２３０ スリット装着部
２１２、４１２ ノンスリップ素材
５１０、５２０ トップキャップ
５１１、５２１ 貫通口
５１２、５２２ 固定用スリット
５１３、５２３ 結合部
５１４、５２４ 突出部
６１０、６２０ 円筒型電池セル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】