特許 7596525 電池モジュールおよびその製造方法

(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】

(24)【登録日】2024-11-29

(45)【発行日】2024-12-09

(54)【発明の名称】電池モジュールおよびその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/50 20210101AFI20241202BHJP

   H01M 50/211 20210101ALI20241202BHJP

   H01M 50/548 20210101ALI20241202BHJP

   H01M 50/557 20210101ALI20241202BHJP

   H01M 50/569 20210101ALI20241202BHJP

【ＦＩ】

H01M50/50 201A

H01M50/211

H01M50/548 301

H01M50/557

H01M50/569

【請求項の数】 20

(21)【出願番号】P 2023522528

(86)(22)【出願日】2022-02-23

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-10-27

(86)【国際出願番号】 KR2022002667

(87)【国際公開番号】W WO2022182136

(87)【国際公開日】2022-09-01

【審査請求日】2023-04-12

(31)【優先権主張番号】10-2021-0024301

(32)【優先日】2021-02-23

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(31)【優先権主張番号】10-2022-0023214

(32)【優先日】2022-02-22

(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】100188558

【弁理士】

【氏名又は名称】飯田 雅人

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(72)【発明者】

【氏名】ヒジュン・ジン

(72)【発明者】

【氏名】ホ・ジュネ・チ

(72)【発明者】

【氏名】ジン・ヨン・パク

(72)【発明者】

【氏名】ジョン・オ・ムン

【審査官】神田 和輝

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－６７６７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１１９３７７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ ５０／５０－５０／５９８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電極リードを含む複数の電池セルが積層された電池セル積層体、および
前記電池セル積層体の一側に位置するリードフレームを含み、
前記複数の電池セルのうちの第１電池セルから突出した第１電極リードおよび前記複数の電池セルのうちの第２電池セルから突出した第２電極リードが、前記リードフレームに形成されたスリットを通過した後、曲げられ重畳して電極リードアセンブリーを形成し、
前記電極リードアセンブリーにおいて、前記第１電極リードの少なくとも一部と前記第２電極リードの少なくとも一部が互いに接合され、
前記リードフレームは、前記電極リードアセンブリーが位置する第１支持部を含み、
前記第１支持部は、前記電極リードアセンブリーが位置する方向に突出した形状または前記電極リードアセンブリーが位置する方向と反対の方向に湾入した形状を有し、
前記電極リードアセンブリーの少なくとも一部が前記第１支持部の一面に密着し、
前記電極リードアセンブリーの前記第１電極リードと前記第２電極リードとが重畳している部分が、前記第１支持部の形状に対応するようにアーチ形状に曲げられている、電池モジュール。

【請求項2】

前記第１支持部は、前記電極リードアセンブリーが位置する方向に突出したアーチ形状である、請求項１に記載の電池モジュール。

【請求項3】

前記第１支持部は、前記電極リードアセンブリーが位置する方向と反対の方向に湾入したアーチ形状である、請求項１に記載の電池モジュール。

【請求項4】

前記第１支持部の中央に、空いている第１開放部が形成され、
前記第１開放部は、前記電極リードアセンブリーが位置する側が空いている、請求項１～３のいずれか一項に記載の電池モジュール。

【請求項5】

前記リードフレームは、前記第１開放部を横切る補助支持部を含み、
前記補助支持部は、前記第１支持部の形状に対応して突出または湾入した形状を有する、請求項４に記載の電池モジュール。

【請求項6】

前記第１支持部は、金属プレートまたはスプリング部材のうちの少なくとも一つが前記リードフレームに付着されて形成された、請求項１～５のいずれか一項に記載の電池モジュール。

【請求項7】

前記リードフレームに装着されるセンシング組立体をさらに含み、
前記センシング組立体は、モジュールコネクタ、前記第１電極リードと前記第２電極リードのうちの少なくとも一つに接合される接合プレート、および前記モジュールコネクタと前記接合プレートを連結する連結部材を含む、請求項１～６のいずれか一項に記載の電池モジュール。

【請求項8】

前記リードフレームは、前記第１電極リードと前記接合プレートが位置する第２支持部を含み、
前記第２支持部は、前記接合プレートが位置する方向に突出した形状または前記接合プレートが位置する方向と反対の方向に湾入した形状を有し、
前記第１電極リードと前記接合プレートが重畳した部分の少なくとも一部は、前記第２支持部の一面に密着する、請求項７に記載の電池モジュール。

【請求項9】

前記第２支持部において、前記第１電極リードと前記接合プレートが接合される、請求項８に記載の電池モジュール。

【請求項10】

前記第２支持部は、前記接合プレートが位置する方向に突出したアーチ形状である、請求項８または９に記載の電池モジュール。

【請求項11】

前記第２支持部は、前記接合プレートが位置する方向と反対の方向に湾入したアーチ形状である、請求項８または９に記載の電池モジュール。

【請求項12】

前記第２支持部の中央に、空いている第２開放部が形成され、
前記第２開放部は、前記接合プレートが位置する側が空いている、請求項８～１１のいずれか一項に記載の電池モジュール。

【請求項13】

前記接合プレートは、前記第１支持部上に位置して、前記電極リードアセンブリーに接合される、請求項７に記載の電池モジュール。

【請求項14】

前記接合プレートの少なくとも一部が、前記電極リードアセンブリーに密着する、請求項１３に記載の電池モジュール。

【請求項15】

前記第１支持部上で、前記第１電極リードが前記第２電極リードを覆ったまま接合されて前記電極リードアセンブリーを形成し、
前記第１電極リードに湾入した辺が形成され、
前記湾入した辺によって前記接合プレートが前記第２電極リードと接合される、請求項１３または１４に記載の電池モジュール。

【請求項16】

電極リードを含む複数の電池セルを積層して電池セル積層体を形成する段階、
前記電池セル積層体の一側にリードフレームを配置する段階、および
前記複数の電池セルのうちの第１電池セルから突出した第１電極リードおよび前記複数の電池セルのうちの第２電池セルから突出した第２電極リードを、前記リードフレームに形成されたスリットに通過させて曲げた後、重畳させ少なくとも一部を接合して、電極リードアセンブリーを形成する接合段階を含み、
前記リードフレームは、前記電極リードアセンブリーが位置する第１支持部を含み、
前記第１支持部は、前記電極リードアセンブリーが位置する方向に突出した形状または前記電極リードアセンブリーが位置する方向と反対の方向に湾入した形状を有し、
前記接合段階で、前記第１電極リードと前記第２電極リードが前記第１支持部に密着したまま重畳および接合されて前記電極リードアセンブリーを形成し、
前記電極リードアセンブリーの前記第１電極リードと前記第２電極リードとが重畳している部分が、前記第１支持部の形状に対応するようにアーチ形状に曲げられている、電池モジュールの製造方法。

【請求項17】

前記第１支持部は、前記第１電極リードと前記第２電極リードが位置する方向に突出したアーチ形状であるか、前記第１電極リードと前記第２電極リードが位置する方向と反対の方向に湾入したアーチ形状である、請求項１６に記載の電池モジュールの製造方法。

【請求項18】

前記接合段階で、前記第１電極リードの一部分と前記第２電極リードの一部分を覆うように溶接用ジグが配置され、
前記リードフレームと前記溶接用ジグの間で、前記第１電極リードと前記第２電極リードが互いに密着したまま接合される、請求項１６または１７に記載の電池モジュールの製造方法。

【請求項19】

前記溶接用ジグに第１ジグ開放部が形成され、
溶接装置が、前記第１ジグ開放部を通じて前記第１電極リードと前記第２電極リードが露出された部分を接合して前記電極リードアセンブリーを形成する、請求項１８に記載の電池モジュールの製造方法。

【請求項20】

前記第１支持部の中央に、空いている第１開放部が形成され、
前記第１開放部は、前記電極リードアセンブリーが位置する側が空いており、
前記接合段階で、前記第１電極リードと前記第２電極リード中の前記第１開放部が形成された領域と対応する部分が互いに溶接接合されて前記電極リードアセンブリーを形成する、請求項１６～１９のいずれか一項に記載の電池モジュールの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

［関連出願との相互引用］
本出願は２０２１年２月２３日付韓国特許出願第１０－２０２１－００２４３０１号および２０２２年２月２２日付韓国特許出願第１０－２０２２－００２３２１４号に基づいた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本明細書の一部として含まれる。

【0002】

本発明は電池モジュールおよびその製造方法に関するものであって、より具体的には、製造工程性が向上した電池モジュールおよびその製造方法に関するものである。

【背景技術】

【0003】

現代社会では携帯電話機、ノートパソコン、キャムコーダー、デジタルカメラなどの携帯型機器の使用が日常化するにつれて、前記のようなモバイル機器関連分野の技術に対する開発が活発になっている。また、充放電の可能な二次電池は化石燃料を使用する既存のガソリン車両などの大気汚染などを解決するための方案であって、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド電気自動車（Ｐ－ＨＥＶ）などの動力源として用いられているところ、二次電池に対する開発の必要性が高まっている。

【0004】

現在商用化された二次電池としてはニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、ニッケル亜鉛電池、リチウム二次電池などがある。このうちのリチウム二次電池はニッケル系列の二次電池に比べてメモリ効果がほとんど起こらなくて充放電が自由であり、自己放電率が非常に低くエネルギー密度が高いという長所で脚光を浴びている。

【0005】

このようなリチウム二次電池は主にリチウム系酸化物と炭素材をそれぞれ正極活物質と負極活物質として使用する。リチウム二次電池は、このような正極活物質と負極活物質がそれぞれ塗布された正極板と負極板がセパレータを挟んで配置された電極組立体と、電極組立体を電解液と共に密封収納する外装材、即ち、電池ケースを備える。

【0006】

一般に、リチウム二次電池は外装材の形状によって、電極組立体が金属缶に内装されている缶型二次電池と、電極組立体がアルミニウムラミネートシートのパウチに内装されているパウチ型二次電池に分類することができる。

【0007】

小型機器に用いられる二次電池の場合、二つ～三つの電池セルが配置されるが、自動車などのような中大型デバイスに用いられる二次電池の場合は、複数の電池セルを電気的に連結した電池モジュール（Ｂａｔｔｅｒｙ ｍｏｄｕｌｅ）が用いられる。このような電池モジュールは複数の電池セルが互いに直列または並列に連結されて電池セル積層体を形成することによって容量および出力が向上する。また、一つ以上の電池モジュールは、ＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）、冷却システムなどの各種制御および保護システムと共に装着されて電池パックを形成することができる。

【0008】

従来の電池モジュールで、複数の電池セル間の連結のためにバスバーおよびバスバーフレームを活用することができる。以下では、図１および図２を参照して、従来の電池モジュールで用いられるバスバーおよびバスバーフレームの構造について説明する。

【0009】

図１は、従来の電池モジュールに対する斜視図である。図２は、図１の“Ａ”部分を拡大して示した部分図面である。図１は、バスバーフレームとバスバーの様子を示すために電池モジュールを立てておいた様子を示した。

【0010】

図１および図２を参照すれば、従来の電池モジュール１０は、電池セル１１が積層された電池セル積層体２０、および電池セル積層体２０の両側に配置されたバスバーフレーム３０を含む。このようなバスバーフレーム３０にはバスバー４０とセンシング組立体５０を装着することができる。

【0011】

バスバー４０は複数の電池セル１１間の電気的連結のためのものであって、電池セル１１の電極リード１１Ｌがバスバーフレーム３０に形成されたスリットを通過した後、曲げられてバスバー４０と連結される。場合によっては、電極リード１１Ｌがバスバー４０に形成されたスリット４０Ｓを通過することもある。電極リード１１Ｌとバスバー４０の間の連結において、電気的連結が可能であればその方法に制限はなく、一例として溶接接合で連結することができる。このようにバスバー４０を通じて電池セル１１が電気的に連結された電池セル積層体２０は、外部に露出される端子バスバー（図示せず）などを通じて他の電池モジュールやＢＤＵ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｄｉｓｃｏｎｎｅｃｔ Ｕｎｉｔ）などと連結することができる。即ち、従来の電池モジュール１０はバスバー４０を通じて電池セル１１を電気的に連結し、端子バスバーなどを通じて電池モジュール１０を他の電池モジュールと電気的に連結することによって、ＨＶ（Ｈｉｇｈ Ｖｏｌｔａｇｅ）連結を実現することができる。ここで、ＨＶ連結は、電力を供給するための電源役割の連結であって、電池セル間の連結や電池モジュール間の連結を意味する。

【0012】

一方、電池モジュール１０の発火や爆発を防止するために、電池セル１１の電圧情報と温度情報を測定してＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）に伝達する必要がある。従来の電池モジュール１０は、センシング組立体５０を含むことによって電池セルの電圧情報を前記ＢＭＳに伝達することができる。具体的には、センシング組立体５０が接合部材５２を通じてバスバー４０と連結されて各電池セルの電圧を測定することができ、測定された値を連結部材５３とコネクタ（図示せず）を通じて外部ＢＭＳに伝達することができる。即ち、従来の電池モジュール１０は、バスバー４０とセンシング組立体５０を通じて電圧情報を伝達することによって、ＬＶ（Ｌｏｗ Ｖｏｌｔａｇｅ）連結を実現することができる。ここで、ＬＶ連結は、電池セルの電圧を感知し制御するためのセンシング連結を意味する。

【0013】

総合すれば、従来の電池モジュール１０は、ＨＶ連結を実現するために積層された電池セルそれぞれの電極リード１１Ｌをバスバー４０に接合し、ＬＶ連結を実現するためにセンシング組立体５０を電極リード１１Ｌが接合されたバスバー４０に連結することができる。また、このようなバスバー４０を装着するためにバスバーフレーム３０を形成することができる。

【0014】

但し、電池モジュール１０にこのようなＨＶ連結とＬＶ連結を実現するためには多くの部品が必要であり、複雑な一連の製造工程が要求されるという短所がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0015】

本発明が解決しようとする課題は、従来のＨＶ連結構造とＬＶ連結構造を改善して製造工程性が向上した電池モジュールおよびその製造方法を提供することである。

【0016】

しかし、本発明の実施形態が解決しようとする課題は上述の課題に限定されず、本発明に含まれている技術的思想の範囲で多様に拡張できる。

【課題を解決するための手段】

【0017】

本発明の一実施形態による電池モジュールは、電極リードを含む複数の電池セルが積層された電池セル積層体；および前記電池セル積層体の一側に位置するリードフレームを含む。前記複数の電池セルのうちの第１電池セルから突出した第１電極リードおよび前記複数の電池セルのうちの第２電池セルから突出した第２電極リードが、前記リードフレームに形成されたスリットを通過した後、曲げられ重畳して電極リードアセンブリーを形成する。前記電極リードアセンブリーにおいて、前記第１電極リードの少なくとも一部と前記第２電極リードの少なくとも一部が互いに接合される。前記リードフレームは前記電極リードアセンブリーが位置する第１支持部を含み、前記第１支持部は前記電極リードアセンブリーが位置する方向に突出した形状または前記電極リードアセンブリーが位置する方向と反対の方向に湾入した形状を有する。前記電極リードアセンブリーの少なくとも一部が前記第１支持部の一面に密着する。

【0018】

前記第１支持部は、前記電極リードアセンブリーが位置する方向に突出したアーチ形状であってもよい。

【0019】

前記第１支持部は、前記電極リードアセンブリーが位置する方向と反対の方向に湾入したアーチ形状であってもよい。

【0020】

前記第１支持部の中央に、空いている第１開放部を形成することができ、前記第１開放部は電極リードアセンブリーが位置する側が空いていてもよい。

【0021】

前記リードフレームは前記第１開放部を横切る補助支持部を含むことができ、前記補助支持部は前記第１支持部の形状に対応して突出または湾入した形状を有することができる。

【0022】

前記第１支持部は、金属プレートまたはスプリング部材のうちの少なくとも一つを前記リードフレームに付着して形成することができる。

【0023】

前記電池モジュールは、前記リードフレームに装着されるセンシング組立体をさらに含むことができる。前記センシング組立体は、モジュールコネクタ；前記第１電極リードと前記第２電極リードのうちの少なくとも一つに接合される接合プレート；および前記モジュールコネクタと前記接合プレートを連結する連結部材を含むことができる。

【0024】

前記リードフレームは前記第１電極リードと前記接合プレートが位置する第２支持部を含むことができ、前記第２支持部は前記接合プレートが位置する方向に突出した形状または前記接合プレートが位置する方向と反対の方向に湾入した形状を有することができる。前記第１電極リードと前記接合プレートが重畳した部分の少なくとも一部は、前記第２支持部の一面に密着することになる。

【0025】

前記第２支持部において、前記第１電極リードと前記接合プレートを接合することができる。

【0026】

前記第２支持部は、前記接合プレートが位置する方向に突出したアーチ形状であってもよい。

【0027】

前記第２支持部は、前記接合プレートが位置する方向と反対の方向に湾入したアーチ形状であってもよい。

【0028】

前記第２支持部の中央に、空いている第２開放部を形成することができ、前記第２開放部は前記接合プレートが位置する側が空いていてもよい。

【0029】

前記接合プレートは、前記第１支持部上に位置して、前記電極リードアセンブリーに接合できる。

【0030】

前記接合プレートの少なくとも一部が、前記電極リードアセンブリーに密着することになる。

【0031】

前記第１支持部上で、前記第１電極リードが前記第２電極リードを覆ったまま接合されて前記電極リードアセンブリーを形成することができ、前記第１電極リードに湾入した辺が形成され、前記湾入した辺によって前記接合プレートが前記第２電極リードと接合できる。

【0032】

本発明の一実施形態による電池モジュールの製造方法は、電極リードを含む複数の電池セルを積層して電池セル積層体を形成する段階；前記電池セル積層体の一側にリードフレームを組み立てる組立段階；および前記複数の電池セルのうちの第１電池セルから突出した第１電極リードおよび前記複数の電池セルのうちの第２電池セルから突出した第２電極リードを、前記リードフレームに形成されたスリットに通過させて曲げた後、重畳させ少なくとも一部を接合して、電極リードアセンブリーを形成する接合段階を含む。前記リードフレームは前記電極リードアセンブリーが位置する第１支持部を含み、前記第１支持部は前記電極リードアセンブリーが位置する方向に突出した形状または前記電極リードアセンブリーが位置する方向と反対の方向に湾入した形状を有する。前記接合段階で、前記第１電極リードと前記第２電極リードが前記第１支持部に密着したまま重畳および接合されて前記電極リードアセンブリーを形成する。

【0033】

前記第１支持部は、前記第１電極リードと前記第２電極リードが位置する方向に突出したアーチ形状であるか、前記第１電極リードと前記第２電極リードが位置する方向と反対の方向に湾入したアーチ形状であってもよい。

【0034】

前記接合段階で、前記第１電極リードの一部分と前記第２電極リードの一部分を覆うように溶接用ジグを配置することができ、前記リードフレームと前記溶接用ジグの間で、前記第１電極リードと前記第２電極リードが互いに密着したまま接合できる。

【0035】

前記溶接用ジグに第１ジグ開放部を形成することができる。溶接装置が、前記第１ジグ開放部を通じて前記第１電極リードと前記第２電極リードが露出された部分を接合して前記電極リードアセンブリーを形成することができる。

【0036】

前記第１支持部の中央に、空いている第１開放部を形成することができ、前記第１開放部は電極リードアセンブリーが位置する側が空いていてもよい。前記接合段階で、前記第１電極リードと前記第２電極リード中の前記第１開放部が形成された領域と対応する部分が互いに溶接接合されて前記電極リードアセンブリーを形成することができる。

【発明の効果】

【0037】

本発明の実施形態によれば、ＨＶ連結を実現することにおいて、突出または湾入した構造の支持部上で電極リード間接合が行われる。これにより、電極リード同士の密着が可能であるため、その接合が容易になる。

【0038】

また、バスバーが除去されるので、電池モジュールの空間活用率を高めることができ、費用節減の効果がある。

【0039】

また、従来のバスバーを除去する代わりに、電極リード間の接合および電極リードとセンシング組立体間の接合を一体に形成して、ＨＶ連結とＬＶ連結が同時に行われるので、生産性向上を期待することができる。

【0040】

本発明の効果は以上で言及した効果で制限されず、言及されていないまた他の効果は請求範囲の記載から当業者に明確に理解されるはずである。

【図面の簡単な説明】

【0041】

【図1】従来の電池モジュールに対する斜視図である。

【図2】図１の“Ａ”部分を拡大して示した部分図面である。

【図3】本発明の一実施形態による電池セル積層体を示した斜視図である。

【図4】本発明の一実施形態による電池モジュールを示した分解斜視図である。

【図5】図４の電池モジュールに含まれているリードフレームを示した斜視図である。

【図6】図４の切断線Ｂ－Ｂ’に沿って切断した断面を示した断面図である。

【図7】本発明の他の一実施形態による開放部を説明するための断面図である。

【図8】電極リードアセンブリーを形成する段階を説明するための平面図である。

【図9】電極リードアセンブリーの製造過程を説明するための断面図である。

【図10】電極リードアセンブリーの製造過程を説明するための断面図である。

【図11】本発明の一実施形態による接合プレートを示した斜視図である。

【図12】本発明の他の一実施形態によるリードフレームを示した斜視図である。

【図13】図１２の切断線Ｃ－Ｃ’に沿って切断した断面を示した断面図である。

【図14】本発明の変形された一実施形態による電池モジュールを示した分解斜視図である。

【図15】図１４の切断線Ｄ－Ｄ’に沿って切断した断面を示した断面図である。

【図16】本発明の変形された一実施形態による電極リードアセンブリーの製造過程を説明するための平面図である。

【図17】本発明のまた他の一実施形態による電極リードアセンブリーの製造過程を説明するための平面図である。

【図18】本発明の他の一実施形態によるリードフレームを示した斜視図である。

【図19】本発明の他の一実施形態によるリードフレームを示した斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0042】

以下、添付した図面を参照して本発明の様々な実施形態について本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施することができるように詳しく説明する。本発明は様々の異なる形態に実現することができ、ここで説明する実施形態に限定されない。

【0043】

本発明を明確に説明するために説明上不必要な部分は省略し、明細書全体にわたって同一または類似の構成要素については同一な参照符号を付けるようにする。

【0044】

また、図面に示された各構成の大きさおよび厚さは説明の便宜のために任意に示したので、本発明が必ずしも図示されたところに限定されない。図面において様々の層および領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。そして図面において、説明の便宜のために、一部層および領域の厚さを誇張して示した。

【0045】

また、層、膜、領域、板などの部分が他の部分“の上に”または“上に”あるという時、これは他の部分“の直上に”ある場合だけでなく、その中間にまた他の部分がある場合も含む。逆に、ある部分が他の部分“の直上に”あるという時には中間に他の部分がないことを意味する。また、基準となる部分“の上に”または“上に”あるというのは基準となる部分の上または下に位置することであり、必ずしも重力反対方向に向かって“の上に”または“上に”位置することを意味するのではない。

【0046】

また、明細書全体で、ある部分がある構成要素を“含む”という時、これは特に反対になる記載がない限り他の構成要素を除くのではなく他の構成要素をさらに含むことができるのを意味する。

【0047】

また、明細書全体で、“平面上”という時、これは対象部分を上から見た時を意味し、“断面上”という時、これは対象部分を垂直に切断した断面を横から見た時を意味する。

【0048】

図３は、本発明の一実施形態による電池セル積層体を示した斜視図である。図４は、本発明の一実施形態による電池モジュールを示した分解斜視図である。

【0049】

図３および図４を参照すれば、本発明の一実施形態による電池モジュール１００は、電極リード１１１、１１２を含む複数の電池セル１１０が積層された電池セル積層体２００；および電池セル積層体２００の一側に位置するリードフレーム３００ａを含む。図示していないが、電池セル積層体２００の他の一側にリードフレームを追加的に配置することができる。但し、説明の反復を避けるために一つのリードフレーム３００ａを基準にして説明する。リードフレーム３００ａは電気的に絶縁の素材を含むことが好ましく、一例として、プラスチック素材を含むことができる。

【0050】

まず、電池セル１１０はパウチ型電池セルであることが好ましく、長方形のシート型構造に形成することができる。本実施形態による電池セル１１０の電極リードは、突出した二つの電極リード１１１、１１２を含む。具体的には、本実施形態による電池セル１１０は、二つの電極リード１１１、１１２が互いに対向して突出している構造を有することができる。より詳しくは、二つの電極リード１１１、１１２は電極組立体（図示せず）と連結され、前記電極組立体（図示せず）から電池セル１１０の外部に突出する。二つの電極リード１１１、１１２は互いに異なる極性であって、一例として、そのうちの一つは正極リード１１１であり、他の一つは負極リード１１２であってもよい。即ち、一つの電池セル１１０を基準にして正極リード１１１と負極リード１１２が互いに対向する方向に突出することになる。

【0051】

一方、電池セル１１０は、セルケースに電極組立体（図示せず）を収納した状態でセルケースの外周部分をシーリングして製造することができる。このようなセルケースは、樹脂層と金属層を含むラミネートシートからなり得る。即ち、本実施形態による電池セル１１０はパウチ型電池セルであってもよい。

【0052】

このような電池セル１１０は複数で構成することができ、複数の電池セル１１０は相互電気的に連結されるように積層されて電池セル積層体２００を形成する。特に、図３および図４に示されているように、ｙ軸と平行な方向に沿って複数の電池セル１１０を積層することができる。これにより、二つの電極リード１１１、１１２はそれぞれｘ軸方向と－ｘ軸方向に突出することになる。図３および図４には例示的構造として、四つの電池セル１１０が積層された電池セル積層体２００を示したが、電池セル１１０の個数に特別な制限はない。

【0053】

一方、本実施形態によるリードフレーム３００ａは電池セル積層体２００の一側に位置し、より具体的には、二つの電極リード１１１、１１２のうちのいずれか一つが突出する方向の電池セル積層体２００の一側に配置することができる。

【0054】

以下では、図４～図６を参照して、本実施形態によるリードフレームの構造とリードフレーム上に形成される電極リードアセンブリーの構造について詳しく説明する。

【0055】

図５は、図４の電池モジュールに含まれているリードフレームを示した斜視図である。図６は、図４の切断線Ｂ－Ｂ’に沿って切断した断面を示した断面図である。この時、図６は、説明の便宜のために、電池セル１１０－１、１１０－２の電極リード１１１－１、１１１－２がリードフレーム３００ａのスリット３００Ｓを通過した状態であるのを仮定して示した。

【0056】

図４～図６を参照すれば、複数の電池セル１１０のうちの隣接した二つの電池セル１１０をそれぞれ第１電池セル１１０－１と第２電池セル１１０－２と称して説明する。第１電池セル１１０－１と第２電池セル１１０－２を基準にして説明するが、他の電池セルにも相互同一乃至類似の構造を適用することができる。

【0057】

複数の電池セル１１０のうちの第１電池セル１１０－１から突出した第１電極リード１１１－１と複数の電池セル１１０のうちの第２電池セル１１０－２から突出した第２電極リード１１１－２が、リードフレーム３００ａに形成されたスリット３００Ｓを通過した後、曲げられ重畳して電極リードアセンブリー１１０Ｌを形成する。本発明での電極リードアセンブリー１１０Ｌは、第１電極リード１１１－１と第２電極リード１１１－２が重畳した領域を示す。このような電極リードアセンブリー１１０Ｌで、第１電極リード１１１－１の少なくとも一部と第２電極リード１１１－２の少なくとも一部が互いに接合される。

【0058】

一方、スリット３００Ｓは、各電極リード１１１－１、１１１－２と対応するように複数で形成することができる。前記のような方式で製造されることによって、電極リードアセンブリー１１０Ｌは、リードフレーム３００ａの面のうちの電池セル積層体２００と対面する面の反対面に配置することができる。

【0059】

より具体的には、隣接した電池セル１１０－１、１１０－２に対して同じ方向に突出した電極リード１１１－１、１１１－２が、スリット３００Ｓを通過した後、その電極リード１１１－１、１１１－２の突出方向と垂直な方向に曲げられ、重畳して電極リードアセンブリー１１０Ｌを形成することができる。電極リードアセンブリー１１０Ｌで、第１電極リード１１１－１の少なくとも一部と第２電極リード１１１－２の少なくとも一部が互いに接合できる。即ち、第１電極リード１１１－１と第２電極リード１１１－２の重畳した部分のうちの一部分のみ接合されてもよく、第１電極リード１１１－１と第２電極リード１１１－２の重畳した部分全体が接合されてもよい。接合方式に特別な制限はないが、溶接接合が行われることが好ましい。

【0060】

従来の電池モジュール１０（図１および図２参考）がバスバー４０を通じて電極リードを互いに連結したことと異なり、本実施形態による電極リード１１１－１、１１１－２は互いに直接接合されることによって、ＨＶ（Ｈｉｇｈ Ｖｏｌｔａｇｅ）連結を形成することができる。ここで、ＨＶ連結は電力を供給するための電源役割の連結であって、電池セル間の連結や電池モジュール間の連結を意味する。したがって、本実施形態によるＨＶ連結構造で、従来のバスバーは除去することができる。

【0061】

一方、リードフレーム３００ａは、電極リードアセンブリー１１０Ｌが位置する第１支持部３１０ａを含む。第１支持部３１０ａは、電極リードアセンブリー１１０Ｌが位置する方向に突出した形状または電極リードアセンブリー１１０Ｌが位置する方向と反対の方向に湾入した形状を有することができる。一例として、図６には、電極リードアセンブリー１１０Ｌが位置する方向に突出した形状の第１支持部３１０ａを示した。

【0062】

リードフレーム３００ａの第１支持部３１０ａ上で第１電極リード１１１－１と第２電極リード１１１－２が重畳し接合されて電極リードアセンブリー１１０Ｌを形成し、電極リードアセンブリー１１０Ｌの少なくとも一部が第１支持部３１０ａの一面に密着した状態である。具体的には、電極リードアセンブリー１１０Ｌの一部分が第１支持部３１０ａ上で第１支持部３１０ａの形状に対応する形状を有することができる。より具体的には、本実施形態による電極リードアセンブリー１１０Ｌの一部分が、電極リードアセンブリー１１０Ｌが位置する方向に突出した形状の第１支持部３１０ａに対応するように、曲げられる。

【0063】

より具体的には、第１支持部３１０ａは、電極リードアセンブリー１１０Ｌが位置する方向に突出したアーチ形状であってもよい。即ち、第１支持部３１０ａがアーチ形状に膨らんで突出した構造を有することができる。これにより、電極リードアセンブリー１１０Ｌの少なくとも一部がアーチ形状に曲げられる。第１支持部３１０ａが膨らんで突出することによって、第１電極リード１１１－１と第２電極リード１１１－２が接合する時、互いに密着することになる。これにより、電極リード同士の接合がより容易になり、従来のバスバーのような構成が不必要である。このように本実施形態による電池モジュール１００は、従来のバスバーが除去されるので、電池モジュール１００の空間活用率を高めることができ、費用節減の効果がある。第１電極リード１１１－１と第２電極リード１１１－２間の接合過程は図８～図１０と共に詳しく後述するようにする。

【0064】

一方、第１支持部３１０ａの中央には、空いている第１開放部３１１ａを形成することができる。本実施形態による第１開放部３１１ａは電極リードアセンブリー１１０Ｌが位置する側と電池セル１１０－１、１１０－２が位置する側が両方とも空いている形態であってもよい。第１電極リード１１１－１と第２電極リード１１１－２間の接合過程で溶接接合を用いることができ、リードフレーム３００ａの素材を考慮した時、前記溶接接合によってリードフレーム３００ａに損傷が発生することがある。このようなリードフレーム３００ａの第１支持部３１０ａに溶接接合による損傷が発生することを防止するために、第１支持部３１０ａの中央には空いている第１開放部３１１ａを設けることができる。第１開放部３１１ａによって、第１支持部３１０ａが、第１電極リード１１１－１と第２電極リード１１１－２が溶接された部分と接触しない。第１開放部３１１ａの面積に特別な制限はないが、第１電極リード１１１－１と第２電極リード１１１－２が接合される部分を全て包括することができる面積で形成されるのが好ましい。

【0065】

また、本実施形態によるリードフレーム３００ａは第１開放部３１１ａを横切る補助支持部４００ａを含むことができ、補助支持部４００ａは第１支持部３１０ａの形状に対応して突出するようになる。より具体的には、補助支持部４００ａは、第１支持部３１０ａの形状に対応して、アーチ形状に膨らんで突出するようになる。補助支持部４００ａによって第１開放部３１１ａが形成する空間が二つに分けられる。万一、第１開放部３１１ａの面積が多少大きく形成される場合、膨らんで突出した第１支持部３１０ａに密着しないまま、第１電極リード１１１－１と第２電極リード１１１－２が接合されることがある。よって、第１開放部３１１ａを横切る補助支持部４００ａが第１電極リード１１１－１と第２電極リード１１１－２を支持するように構成することによって、第１電極リード１１１－１と第２電極リード１１１－２間の接合を安定的に行うことができる。

【0066】

図７は、本発明の他の一実施形態による開放部を説明するための断面図である。

【0067】

図７を参照すれば、第１支持部３１０ａの中央には、空いている第１開放部３１１ａ’を形成することができる。但し、図６に示された第１開放部３１１ａと異なり、本実施形態による第１開放部３１１ａ’は電極リードアセンブリー１１０Ｌが位置する側のみ空いており、電池セル１１０－１、１１０－２が位置する側は塞がった形態であってもよい。このような第１開放部３１１ａ’によって第１電極リード１１１－１と第２電極リード１１１－２が溶接された部分と第１支持部３１０ａが互いに接触しない。即ち、溶接過程で第１支持部３１０ａが損傷されるのを防止することができる。同時に、電池セル１１０－１、１１０－２が位置する側は開放されずに塞がっているため、電池セル１１０－１、１１０－２が露出されない。前記溶接にはレーザー溶接を用いることができ、このような塞がった部分はレーザービームが電池セル１１０－１、１１０－２に到達することを防止する。即ち、本実施形態によって一側のみ空いた形態の第１開放部３１１ａ’を有する第１支持部３１０ａは、溶接過程で第１支持部３１０ａが直接損傷されることを防止すると同時に電池セル１１０－１、１１０－２を保護することができる。

【0068】

一方、図４～図６を再び参照すれば、本実施形態による電池モジュール１００は、リードフレーム３００ａに装着されるセンシング組立体５００をさらに含むことができる。センシング組立体５００は、モジュールコネクタ５１０、接合プレート５２０、および連結部材５３０を含むことができる。センシング組立体５００は、リードフレーム３００ａの面のうちの電池セル積層体２００と対面する面の反対面に配置することができる。

【0069】

センシング組立体５００はＬＶ（Ｌｏｗ ｖｏｌｔａｇｅ）連結のためのものであって、ここでＬＶ連結は電池セルの電圧を感知し制御するためのセンシング連結を意味する。センシング組立体５００を通じて電池セル１１０の電圧情報と温度情報が測定されて外部ＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）に伝達することができる。このようなセンシング組立体５００は第１電極リード１１１－１に連結することができる。

【0070】

具体的には、モジュールコネクタ５１０は、リードフレーム３００ａに装着され、複数の電池セル１１０を制御するために外部の制御装置と信号を送受信するように構成することができる。

【0071】

接合プレート５２０は、電気伝導性を有する金属素材を含み、第１電極リード１１１－１または第２電極リード１１１－２のうちの少なくとも一つに接合できる。

【0072】

連結部材５３０は、モジュールコネクタ５１０と接合プレート５２０を連結する部材であって、軟性印刷回路基板（ＦＰＣＢ：Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄｄ）または軟性平板ケーブル（ＦＦＣ：Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｆｌａｔ Ｃａｂｌｅ）であってもよい。

【0073】

複数の電池セル１１０から測定された電圧および温度情報が、接合プレート５２０、連結部材５３０、およびモジュールコネクタ５１０を順次に経て外部のＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｍａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）に伝達される。即ち、センシング組立体５００は、各電池セル１１０の過電圧、過電流、過発熱などの現象を検出し、制御することができる。

【0074】

この時、本実施形態によるリードフレーム３００ａは、第１電極リード１１１－１と接合プレート５２０が位置する第２支持部３２０ａを含むことができる。第２支持部３２０ａは、接合プレート５２０が位置する方向に突出した形状または接合プレート５２００が位置する方向と反対の方向に湾入した形状を有することができる。一例として、図６には接合プレート５２０が位置する方向に突出した形状の第２支持部３２０ａを示した。

【0075】

第２支持部３２０ａで、第１電極リード１１１－１と接合プレート５２０が重畳して、一部分同士が接合でき、第１電極リード１１１－１と接合プレート５２０が重畳した部分の少なくとも一部は、第２支持部３２０ａの一面に密着することになる。具体的には、接合プレート５２０の一部分が第２支持部３２０ａ上で第２支持部３２０ａの形状に対応する形状を有することができる。より具体的には、第１電極リード１１１－１と接合プレート５２０が接合された部分は、接合プレート５２０が位置する方向に突出した形状の第２支持部３２０ａに対応するように曲げられる。

【0076】

より具体的には、第２支持部３２０ａは、接合プレート５２０が位置する方向に突出したアーチ形状であってもよい。即ち、第２支持部３２０ａがアーチ形状に膨らんで突出した構造を有することができる。これにより、第１電極リード１１１－１と接合プレート５２０が接合された部分の少なくとも一部もアーチ形状に曲げられる。第２支持部３２０ａが膨らんで突出することによって、第１電極リード１１１－１と接合プレート５２０が接合する時、互いに密着することになる。これにより、接合がより容易になり、終局的には従来のバスバーのような構成が不必要である。第１電極リード１１１－１と接合プレート５２０間の接合過程は図８～図１０と共に詳しく後述するようにする。

【0077】

一方、第２支持部３２０ａの中央には、空いている第２開放部３２１ａを形成することができる。本実施形態による第２開放部３２１ａは、接合プレート５２０が位置する側と電池セル１１０－１、１１０－２が位置する側が両方とも空いている形態であってもよい。第１電極リード１１１－１と接合プレート５２０間の接合過程で溶接接合を用いることができ、リードフレーム３００ａの素材を考慮した時、前記溶接接合によりリードフレーム３００ａに損傷が発生することがある。このようなリードフレーム３００ａの第２支持部３２０ａに溶接接合による損傷が発生することを防止するために、第２支持部３２０ａの中央には空いている第２開放部３２１ａを設けることができる。第２開放部３２１ａによって、第２支持部３２０ａは第１電極リード１１１－１と接合プレート５２０が溶接された部分と接触しない。第２開放部３２１ａの面積に特別な制限はないが、第１電極リード１１１－１と接合プレート５２０が接合される部分を全て包括することができる面積で形成されるのが好ましい。

【0078】

図７を参照すれば、本発明の他の一実施形態による第２開放部３２１ａ’は、図６に示された第２開放部３２１ａと異なり、接合プレート５２０が位置する側のみ空いており、電池セル１１０－１、１１０－２が位置する側は塞がった形態であってもよい。このような第２開放部３２１ａ’によって第１電極リード１１１－１と接合プレート５２０が溶接された部分が第２支持部３２０ａと接触しない。即ち、溶接過程で第２支持部３２０ａが損傷されるのを防止することができる。同時に、電池セル１１０－１、１１０－２が位置する側は開放されず塞がっているため電池セル１１０－１、１１０－２が露出されない。前記溶接にレーザー溶接を用いることができ、このような塞がった部分はレーザービームが電池セル１１０－１、１１０－２に到達することを防止する。即ち、本実施形態によって一側のみ空いた形態の第２開放部３２１ａ’を有する第２支持部３２０ａは、溶接過程で第２支持部３２０ａが直接損傷されることを防止すると同時に電池セル１１０－１、１１０－２を保護することができる。

【0079】

以下では、図８～図１０を図４および図６と共に参照して、本発明の一実施形態による電池モジュールの製造方法について詳しく説明する。

【0080】

図８は、電極リードアセンブリーを形成する段階を説明するための平面図である。具体的には、図８の（ａ）～（ｃ）は図４のリードフレーム３００ａをｙｚ平面上で－ｘ軸方向に沿って見た様子である。

【0081】

図９および図１０は電極リードアセンブリーを形成する段階を説明するための断面図である。具体的には、図９および図１０それぞれは、図４のリードフレーム３００ａ中の第１電池セル１１０－１および第２電池セル１１０－２と対応する部分で、電極リード１１１－１、１１１－２がスリット３００Ｓに挿入された後、切断線Ｂ－Ｂ’に切断した様子である。

【0082】

図８～図１０を図４および図６と共に参照すれば、本発明の一実施形態による電池モジュール１００の製造方法は、電極リード１１１－１、１１１－２を含む複数の電池セル１１０－１、１１０－２を積層して電池セル積層体２００を形成する段階；電池セル積層体２００の一側にリードフレーム３００ａを配置する段階；および複数の電池セル１１０－１、１１０－２のうちの第１電池セル１１０－１から突出した第１電極リード１１１－１と複数の電池セル１１０－１、１１０－２のうちの第２電池セル１１０－２から突出した第２電極リード１１１－２をリードフレーム３００ａに形成されたスリット３００Ｓに通過させて曲げた後、重畳させ少なくとも一部を接合して、電極リードアセンブリー１１０Ｌを形成する接合段階を含む。リードフレーム３００ａは、電極リードアセンブリー１１０Ｌが位置する第１支持部３１０ａを含む。前述のとおり、第１支持部３１０ａは、電極リードアセンブリー１１０Ｌが位置する方向に突出した形状または電極リードアセンブリー１１０Ｌが位置する方向と反対の方向に湾入した形状を有する。

【0083】

具体的には、前記接合段階で、リードフレーム３００ａに形成されたスリット３００Ｓのうちの一つに第２電池セル１１０－２の第２電極リード１１１－２が挿入された後、第１支持部３１０ａの上に曲げられる。また、第２支持部３２０ａ上には、センシング組立体５００の接合プレート５２０を配置することができる。

【0084】

その次に、リードフレーム３００ａに形成されたスリット３００Ｓのうちの他の一つに第１電池セル１１０－１の第１電極リード１１１－１が挿入された後、曲げられる。この時、第１電極リード１１１－１が接合プレート５２０と第２電極リード１１１－２を全て覆うように曲げられる。

【0085】

図８の（ｃ）および図９に示されているように、第１支持部３１０ａ上には第２電極リード１１１－２と第１電極リード１１１－１が下から順次に配置されてもよく、第２支持部３２０ａ上には接合プレート５２０と第１電極リード１１１－１が下から順次に配置されてもよい。

【0086】

その後、図９および図１０を参照すれば、前記接合段階で、第１電極リード１１１－１と第２電極リード１１１－２が第１支持部３１０ａに密着したまま重畳および接合されて電極リードアセンブリー１１０Ｌを形成する。第１支持部３１０ａは、第１電極リード１１１－１と第２電極リード１１１－２が位置する方向に突出したアーチ形状であるか、第１電極リード１１１－１と第２電極リード１１１－２が位置する方向と反対の方向に湾入したアーチ形状であってもよい。これにより、第１支持部３１０ａに密着して形成された電極リードアセンブリー１１０Ｌも、第１支持部３１０ａの形状のように、突出したアーチ形状であるか湾入したアーチ形状であってもよい。

【0087】

一方、前記接合段階で、第１電極リード１１１－１の一部分と第２電極リード１１１－２の一部分を覆うように溶接用ジグ６００を配置することができる。溶接用ジグ６００には、第１支持部３１０ａおよび第２支持部３２０ａそれぞれの形状によって湾入した第１湾入部６１０ａおよび第２湾入部６２０ａを設けることができる。

【0088】

リードフレーム３００ａと溶接用ジグ６００の間で、第１電極リード１１１－１と第２電極リード１１１－２が互いに密着したまま接合できる。即ち、溶接用ジグ６００が配置されることによって、第１電極リード１１１－１と第２電極リード１１１－２はリードフレーム３００ａと溶接用ジグ６００の間で第１支持部３１０ａの形状に対応するようにアーチ型に変形されることになる。

【0089】

一方、溶接用ジグ６００に、貫通された形状の第１ジグ開放部６１１ａを形成することができる。溶接装置が、第１ジグ開放部６１１ａを通じて第１電極リード１１１－１と第２電極リード１１１－２が露出された部分を接合して電極リードアセンブリー１１０Ｌを形成することができる。一例として、このように第１電極リード１１１－１と第２電極リード１１１－２が強く密着した状態で溶接用ジグ６００に形成された第１ジグ開放部６１１ａを通じてレーザーなどを噴射して第１電極リード１１１－１と第２電極リード１１１－２間の溶接（Ｗ）を行うことができる。これにより、突出するように曲げられた形態の電極リードアセンブリー１１０Ｌを製造することができる。

【0090】

また、溶接用ジグ６００に、貫通された形状の第２ジグ開放部６２１ａを形成することができる。溶接用ジグ６００が配置されることによって、第１電極リード１１１－１と接合プレート５２０はリードフレーム３００ａと溶接用ジグ６００の間で第２支持部３２０ａの形状に対応するようにアーチ型に変形されることになる。このように第１電極リード１１１－１と接合プレート５２０が強く密着した状態で溶接用ジグ６００に形成された第２ジグ開放部６２１ａを通じてレーザーなどを噴射して第１電極リード１１１－１と接合プレート５２０間の溶接（Ｗ）を行うことができる。

【0091】

このように、本実施形態によれば、第１電極リード１１１－１と第２電極リード１１１－２を接合させながら、同時に第１電極リード１１１－１と接合プレート５２０を接合させることができる。従来の電池モジュール１０は、ＨＶ連結のためにバスバー４０に電極リード１１Ｌを接合させ、またこれと別個にバスバー４０にセンシング組立体５０を連結する。反面、本実施形態による電池モジュール１００は、電極リード間のＨＶ連結と電極リードとセンシング組立体間のＬＶ連結がそれぞれ行われず一度に行うことができるので、製造工程性向上を期待することができる。また、バスバーなどの構成を除去することができるので、よりコンパクトな構成の電池モジュール１００を製造することができるという長所を有する。

【0092】

一方、前述のように、第１支持部３１０ａの中央に、空いている第１開放部３１１ａを形成することができ、このような第１開放部３１１ａは電極リードアセンブリー１１０Ｌが位置する側が空いていてもよい。レーザーなどを噴射して第１電極リード１１１－１と第２電極リード１１１－２間の溶接（Ｗ）が行われる時、リードフレーム３００ａに損傷が加えられることがある。

【0093】

よって、本実施形態では、前記接合段階で、第１電極リード１１１－１と第２電極リード１１１－２中の第１開放部３１１ａが形成された領域と対応する部分が互いに溶接接合されるようにすることができる。第１開放部３１１ａによって、第１支持部３１０ａが、第１電極リード１１１－１と第２電極リード１１１－２が溶接された部分と接触しない。即ち、第１電極リード１１１－１と第２電極リード１１１－２間の溶接（Ｗ）が行われる時、リードフレーム３００ａが損傷されることを最少化しようとした。

【0094】

一方、前述のとおり、第１電極リード１１１－１が第２電極リード１１１－２や接合プレート５２０と強く密着した状態で接合を行うことができる。即ち、従来のバスバーなくても容易に溶接接合が可能である。

【0095】

図１１は、本発明の一実施形態による接合プレートを示した斜視図である。

【0096】

図４および図１１を参照すれば、本発明の一実施形態による接合プレート５２０は、一側５２０Ｐが第１電極リード１１１－１に接合され、他側５２０Ｃは連結部材５３０に連結される。具体的には、接合プレート５２０の一側５２０Ｐは板状型に構成されて、第１電極リード１１１－１に密着した後、溶接などの方法で接合できる。一方、接合プレート５２０の他側５２０Ｃは連結部材５３０を貫通した後、曲げられることによって、連結部材５３０と結合できる。

【0097】

以下では、図１２および図１３を参照して、本発明の他の一実施形態によるリードフレームについて詳しく説明する。

【0098】

図１２は、本発明の他の一実施形態によるリードフレームを示した斜視図である。図１３は、図１２の切断線Ｃ－Ｃ’に沿って切断した断面を示した断面図である。この時、図１３は、説明の便宜のために、電池セル１１０－１、１１０－２の電極リード１１１－１、１１１－２がリードフレーム３００ｂのスリット３００Ｓを通過した状態であるのを仮定して示した。

【0099】

図１２および図１３を参照すれば、複数の電池セル１１０のうちの第１電池セル１１０－１から突出した第１電極リード１１１－１と複数の電池セル１１０のうちの第２電池セル１１０－２から突出した第２電極リード１１１－２がリードフレーム３００ｂに形成されたスリット３００Ｓを通過した後、曲げられ重畳して電極リードアセンブリー１１０Ｌを形成する。電極リードアセンブリー１１０Ｌで、第１電極リード１１１－１の少なくとも一部と第２電極リード１１１－２の少なくとも一部が互いに接合される。

【0100】

本実施形態によるリードフレーム３００ｂは、電極リードアセンブリー１１０Ｌが位置する第１支持部３１０ｂを含むことができる。またリードフレーム３００ｂは、第１電極リード１１１－１と接合プレート５２０が接合された部分が位置する第２支持部３２０ｂ）を含むことができる。

【0101】

この時、第１支持部３１０ｂは、電極リードアセンブリー１１０Ｌが位置する方向と反対の方向に湾入した形状であってもよい。より具体的には、第１支持部３１０ｂは電極リードアセンブリー１１０Ｌが位置する方向と反対の方向に湾入したアーチ形状であってもよい。これにより、電極リードアセンブリー１１０Ｌもアーチ形状に湾入するように曲げられる。

【0102】

また、第２支持部３２０ｂは、接合プレート５２０が位置する方向と反対の方向に湾入した形状であってもよい。より具体的には、第２支持部３２０ｂは、接合プレート５２０が位置する方向と反対の方向に湾入したアーチ形状であってもよい。これにより、第１電極リード１１１－１と接合プレート５２０が重畳した部分もアーチ形状に湾入するように曲げられる。

【0103】

総合すれば、本実施形態によるリードフレーム３００ｂは、先に説明したリードフレーム３００ａと比較して、第１支持部３１０ｂおよび第２支持部３２０ｂが突出した形態でない湾入した形態であるという点に差がある。これにより、電極リードアセンブリー１１０Ｌが突出するのではなく湾入するように曲げられる。同様に、第１電極リード１１１－１と接合プレート５２０が重畳した部分が突出するのではなく湾入するように曲げられる。

【0104】

これ以外は、先に説明したリードフレーム３００ａと相互同一乃至類似の構造を有することができる。例えば、第１支持部３１０ｂに第１開放部３１１ｂを形成することができ、第２支持部３２０ｂに第２開放部３２１ｂを形成することができる。また、第１開放部３１１ｂには、補助支持部４００ｂを配置することができる。これらに対するこれ以上の説明は先に説明した内容と重複する内容であるので省略する。図１３には、第１開放部３１１ｂと第２開放部３２１ｂが全て電池セル１１０－１、１１０－２が位置する側が空いている形態に示されている。具体的に図示していないが、本発明の他の一実施形態として、電池セル１１０－１、１１０－２が位置する側が塞がった形態の第１開放部と第２開放部も可能である。

【0105】

以下では、図１４～図１７を参照して、本発明の変形された一実施形態による電池モジュールについて詳しく説明する。

【0106】

図１４は、本発明の変形された一実施形態による電池モジュールを示した分解斜視図である。図１５は、図１４の切断線Ｄ－Ｄ’に沿って切断した断面を示した断面図である。

【0107】

図１４および図１５を参照すれば、本発明の変形された一実施形態による電池モジュール１００は、複数の電池セル１１０が積層された電池セル積層体２００、リードフレーム３００ｃ、およびセンシング組立体５００を含むことができる。センシング組立体５００は、前述のとおり、モジュールコネクタ５１０、接合プレート５２０、および連結部材５３０を含むことができる。

【0108】

リードフレーム３００ｃは、電極リードアセンブリー１１０Ｌが位置する第１支持部３１０ｃを含む。第１支持部３１０ｃは、電極リードアセンブリー１１０Ｌが位置する方向に突出した形状または電極リードアセンブリー１１０Ｌが位置する方向と反対の方向に湾入した形状を有することができる。一例として、図１５には電極リードアセンブリー１１０Ｌが位置する方向に突出した構造の第１支持部３１０ｃを示した。

【0109】

第１支持部３１０ｃ上で第１電極リード１１１－１と第２電極リード１１１－２が重畳して電極リードアセンブリー１１０Ｌを形成し、電極リードアセンブリー１１０Ｌは第１支持部３１０ｃ上で第１支持部３１０ｃの形状に対応する形状を有する。即ち、本実施形態による電極リードアセンブリー１１０Ｌは、電極リードアセンブリー１１０Ｌが位置する方向に突出した形状の第１支持部３１０ｃに対応するように、曲げられる。

【0110】

この時、接合プレート５２０は、第１支持部３１０ｃ上に位置して、電極リードアセンブリー１１０Ｌに接合できる。また、接合プレート５２０は、第１支持部３１０ｃ上で第１支持部３１０ｃの形状に対応する形状を有することができる。即ち、本実施形態では、第１電極リード１１１－１、第２電極リード１１１－２、および接合プレート５２０が第１支持部３１０ｃ上で共に接合され、全て第１支持部３１０ｃの形状に対応するように曲げられる。

【0111】

接合プレート５２０が第１支持部３１０ｃ上で電極リードアセンブリー１１０Ｌに接合されること以外は、先に説明したリードフレームと相互同一乃至類似の構造を有することができる。例えば、第１支持部３１０ｃに第１開放部３１１ｃを形成することができる。図１５でこのような第１開放部３１１ｃは電池セル１１０－１、１１０－２が位置する側が空いている形態に示されているが、電池セル１１０－１、１１０－２が位置する側が塞がった形態も可能である。

【0112】

図１６は、本発明の変形された一実施形態による電極リードアセンブリーの製造過程を説明するための平面図である。具体的には、図１６の（ａ）～（ｃ）は、図１５のリードフレーム３００ｃをｙｚ平面上で－ｘ軸方向に見た様子である。

【0113】

図１５および図１６を参照すれば、リードフレーム３００ｃに形成されたスリット３００Ｓのうちの一つに第２電池セル１１０－２の第２電極リード１１１－２が挿入された後、第１支持部３１０ｃの上に曲げられる。

【0114】

その次に、リードフレーム３００ｃに形成されたスリット３００Ｓのうちの他の一つに第１電池セル１１０－１の第１電極リード１１１－１が挿入された後、曲げられる。図１５および図１６の（ｂ）に示されているように、第１支持部３１０ｃ上で第１電極リード１１１－１が第２電極リード１１１－２を覆うように曲げられる。

【0115】

その次に、第１電極リード１１１－１の上にセンシング組立体５００の接合プレート５２０が置かれる。特に、接合プレート５２０が第１支持部３１０ｃと対応する部分に配置されてもよい。

【0116】

第１電極リード１１１－１、第２電極リード１１１－２、および接合プレート５２０を同時に溶接することができる。第１電極リード１１１－１、第２電極リード１１１－２、および接合プレート５２０を第１支持部３１０ｃに密着させた状態でレーザービームを噴射して一度に溶接することができる。このような工程を経て、図１５に示されているように、第１支持部３１０ｃ上で電極リードアセンブリー１１０Ｌに接合された接合プレート５２０の構成を製造することができる。本実施形態は、電極リード間のＨＶ連結と電極リードとセンシング組立体間のＬＶ連結を一度の溶接で共に行うことができるという工程上長所がある。

【0117】

図１７は、本発明のまた他の一実施形態による電極リードアセンブリーの製造過程を説明するための平面図である。

【0118】

図１７を参照すれば、第１支持部３１０ｃ上で第１電極リード１１１－１’、第２電極リード１１１－２、および接合プレート５２０の接合を行うことができる。但し、図１６に示された場合と異なり、第１電極リード１１１－１’に湾入した辺（Ｌ）が形成される。これにより、第１電極リード１１１－１’が第２電極リード１１１－２を覆ったまま接合されるが、接合プレート５２０は第１電極リード１１１－１’でない、第２電極リード１１１－２と接合できる。一例として、第２電極リード１１１－２が銅（Ｃｕ）を含むリードであってもよく、接合プレート５２０は前記銅を含むリードと溶接性に優れる。したがって、本実施形態では、第１電極リード１１１－１’に湾入した辺（Ｌ）を形成することによって、接合プレート５２０が溶接性に優れた第２電極リード１１１－２に接合されるように構成した。

【0119】

図１８は、本発明の他の一実施形態によるリードフレームを示した斜視図である。

【0120】

図１８を参照すれば、本発明の他の一実施形態によるリードフレーム３００’の第１支持部３１０’は、金属プレートまたはスプリング部材のうちの少なくとも一つをリードフレーム３００’に付着して形成することができる。一例として、第１支持部３１０’は、曲げられた金属プレートをリードフレーム３００’に付着して形成することができる。即ち、先に説明した第１支持部３１０ａ、３１０ｂのようにリードフレーム３００ａ、３００ｂ自体が突出または湾入するのではなく、別途の曲げられた金属プレートをリードフレーム３００’に付着して第１支持部３１０’を形成することができる。突出または湾入するように曲げられた状態の金属プレートをリードフレーム３００’に付着することによって、突出または湾入した構造の第１支持部３１０’を設けることができる。

【0121】

図１９は、本発明の他の一実施形態によるリードフレームを示した斜視図である。

【0122】

図１９を参照すれば、本発明の他の一実施形態によるリードフレーム３００”の第１支持部３１０”は、曲げられたスプリング部材をリードフレーム３００”に付着して形成することができる。即ち、先に説明した第１支持部３１０ａ、３１０ｂのようにリードフレーム３００ａ、３００ｂ自体が突出または湾入するのではなく、別途の曲げられたスプリング部材をリードフレーム３００”に付着して第１支持部３１０”を形成することができる。突出または湾入するように曲げられた状態のスプリング部材をリードフレーム３００”に付着することによって、突出または湾入した構造の第１支持部３１０”を設けることができる。

【0123】

一方、具体的に図示していないが、本発明の一実施形態による電池モジュールは、電池セル積層体２００を収納することができるモジュールフレームとエンドプレートを含むことができる。具体的には、電池セル積層体２００およびリードフレーム３００ａをモジュールフレーム内部空間に収納した後、モジュールフレームとエンドプレートを接合することによって、電池モジュールを製造することができる。

【0124】

本実施形態で前、後、左、右、上、下のような方向を示す用語が使用されたが、このような用語は説明の便宜のためのものに過ぎず、対象になる事物の位置や観測者の位置などによって変わることになる。

【0125】

前述の本実施形態による一つまたはそれ以上の電池モジュールは、ＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＢＤＵ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｄｉｓｃｏｎｎｅｃｔ Ｕｎｉｔ）、冷却システムなどの各種制御および保護システムと共に装着されて電池パックを形成することができる。

【0126】

前記電池モジュールや電池パックは多様なデバイスに適用することができる。具体的には、電気自転車、電気自動車、ハイブリッドなどの運送手段に適用することができるが、これに制限されず、二次電池を使用することができる多様なデバイスに適用可能である。

【0127】

以上で本発明の好ましい実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるのではなく、次の請求範囲で定義している本発明の基本概念を用いた当業者の様々な変形および改良形態も本発明の権利範囲に属するのである。

【符号の説明】

【0128】

１００：電池モジュール
１１０Ｌ：電極リードアセンブリー
３００ａ、３００ｂ、３００ｃ：リードフレーム
３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃ：第１支持部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】