KR101496065B1 - 복수의 두께를 갖는 젤리 롤을 갖는 재충전가능한 배터리 - Google Patents

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Abstract

개시된 실시예들은 복수의 두께를 갖는 배터리 셀의 설계에 관한 것이다. 이 배터리 셀은 파우치 내에 넣어진 젤리 롤을 포함하고, 이 젤리 롤은 활성 코팅된 캐소드, 분리기, 및 활성 코팅된 애노드를 포함하면서 함께 감긴 층들을 포함한다. 젤리 롤은 또한 캐소드에 연결되는 제1 도전성 탭 및 애노드에 연결되는 제2 도전성 탭을 포함한다. 젤리 롤은 유연한 파우치 내에 넣어지고, 제1 도전성 탭 및 제2 도전성 탭은 배터리 셀을 위한 단자들을 제공하도록 상기 파우치 내의 봉인들을 통해 연장된다. 또한, 배터리 셀은 둘 이상의 두께를 갖고, 이러한 상이한 두께들은 층들을 함께 감기 이전에 층들 중 하나 이상으로부터 재료를 제거함으로써 생성된다.

Description

복수의 두께를 갖는 젤리 롤을 갖는 재충전가능한 배터리{RECHARGEABLE BATTERY WITH A JELLY ROLL HAVING MULTIPLE THICKNESSES}
본 실시예들은 휴대용 전자 디바이스들을 위한 배터리들에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 실시예들은 휴대용 전자 디바이스 내에서 공간의 효율적인 이용이 용이하도록 둘 이상의 두께들을 갖는 젤리 롤(jelly roll)을 포함하는 배터리 셀의 설계에 관한 것이다.
현재, 재충전가능한 배터리들은 랩톱 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 모바일 폰, PDA(personal digital assistant), 디지털 음악 플레이어 및 무선 전력 도구들을 포함하는 광범위한 휴대용 전자 디바이스들에 전력을 제공하는 데 이용된다. 가장 통상적으로 이용되는 재충전가능한 배터리의 타입은 리튬 배터리인데, 이것은 리튬-이온 또는 리튬-폴리머 배터리를 포함할 수 있다.
리튬-폴리머 배터리들은 종종 유연한 파우치들 내에 패키징된 셀들을 포함한다. 이들 파우치는 통상적으로 경량이고 제조하기에 비싸지 않다. 또한, 이들 파우치는 다양한 셀 치수로 재단될(tailored) 수 있어 리튬-폴리머 배터리들이 모바일 폰, 랩톱 컴퓨터, 및/또는 디지털 카메라와 같이 공간-제약적인 휴대용 전자 디바이스들 내에서 이용될 수 있도록 한다. 예컨대, 리튬-폴리머 배터리 셀은 알루미늄화된 박막 파우치(aluminized laminated pouch) 내에 말린(rolled) 전극들 및 전해질을 넣음(enclosing)으로써 90-95%의 패키징 효율을 달성할 수 있다. 이어서 복수의 파우치들은 휴대용 전자 디바이스를 위한 배터리를 형성하도록 휴대용 전자 디바이스 내에서 나란히(side-by-side) 배치되고 직렬 및/또는 병렬로 전기 연결될 수 있다.
그러나, 종래의 배터리 팩 구조들 내에서는 셀들의 이용 및 배열에 의해 공간의 효율적인 이용이 제한될 수 있다. 특히, 배터리 팩들은 통상적으로 동일한 용량, 크기 및 치수들의 직사각형 셀들을 포함한다. 셀들의 물리적 배열은 또한 셀들의 전기적 구성을 반영할 수 있다. 예컨대, 6셀 배터리 팩은, 직렬 2개, 병렬 3개(2s3p) 구조로 구성된 동일한 크기 및 용량의 6개의 리튬-폴리머 셀들을 포함할 수 있다. 이러한 배터리 팩 내에서, 나란히 배치된 세 개의 셀의 두 개의 로우는 서로의 위에 스태킹될(stacked) 수 있고, 각각의 로우는 병렬 구조로 전기 연결될 수 있고, 두 개의 로우는 직렬 구조로 전기 연결될 수 있다. 결과적으로, 배터리 팩은 휴대용 전자 디바이스 내에서 적어도 각각의 셀의 길이, 각각의 셀의 두께의 두 배, 그리고 각각의 셀의 폭의 세 배인 공간을 필요로 할 수 있다.
아쉽게도, 이러한 통상적인 타입의 배터리 팩 설계는 휴대용 전자 디바이스 내에서 배터리 팩을 위해 유보된 직사각형 공간의 외부에 있는 자유 공간을 활용하도록 할 수 없다. 예컨대, 이러한 타입의 직사각형 배터리 팩은 비-직사각형 및/또는 비정형적 형태인 자유 공간을 효과적으로 활용하도록 할 수 없다.
개시된 실시예들은 복수의 두께를 갖는 배터리 셀의 설계에 관한 것이다. 이러한 배터리 셀은 파우치 내에 넣어진 젤리 롤을 포함하고, 이 젤리 롤은 활성 코팅된 캐소드, 분리기, 및 활성 코팅된 애노드를 포함하면서 함께 감긴 층들을 포함한다. 젤리 롤은 또한 캐소드에 연결된 제1 도전성 탭 및 애노드에 연결된 제2 도전성 탭을 포함한다. 젤리 롤은 유연한 파우치 내에 넣어지고, 제1 및 제2 도전성 탭들은 배터리 셀을 위한 단자들을 제공하도록 파우치 내의 봉인들(seals)을 통해 연장된다. 또한, 배터리 셀은 둘 이상의 두께를 갖는데, 이들 상이한 두께는 층들을 함께 감기 이전에 층들 중 하나 이상으로부터 재료를 제거함으로써 생성된다.
일부 실시예들에서, 층들 중 하나 이상으로부터 재료를 제거하는 것은 캐소드 또는 애노드의 한 쪽에서 재료를 제거하여 그 쪽에서 젤리 롤의 두께를 감소시키는 것을 수반한다. 예컨대, 재료는 배터리 셀의 두께가 상단으로부터 하단으로 점진적으로 감소될 수 있도록 하기 위해 캐소드 및/또는 애노드의 하부로부터 제거될 수 있다.
일부 실시예들에서, 제거된 재료는 직사각형 스트립(strip), 대각선 스트립, 계단 형태, 및 직사각형 구역들의 세트 중 적어도 하나에 대응한다.
일부 실시예들에서, 직사각형 구역들의 세트가 제거되어, 젤리 롤이 감긴 후에 젤리 롤의 코너가 유지되도록 한다.
일부 실시예들에서, 휴대용 전자 디바이스 내에서의 공간의 효율적인 이용을 용이하게 하도록 둘 이상의 두께가 생성된다.
도 1은 실시예에 따른 배터리 셀의 톱-다운 뷰를 도시한다.
도 2는 실시예에 따른 배터리 셀의 단면도를 도시한다.
도 3은 실시예에 따른 젤리 롤의 층을 도시한다.
도 4는 실시예에 따른 젤리 롤의 층을 도시한다.
도 5는 실시예에 따른 젤리 롤의 층을 도시한다.
도 6은 실시예에 따른 젤리 롤의 층을 도시한다.
도 7은 실시예에 따른 배터리 셀의 제조 공정을 예시하는 흐름도를 도시한다.
도 8은 실시예에 따른 휴대용 전자 디바이스를 도시한다.
이들 도면에서, 유사한 참조 부호들은 동일한 도면 요소들을 참조한다.
후술하는 설명은 본 분야의 통상의 기술자가 실시예들을 제작하고 이용할 수 있게 하도록 개시되고, 특정한 응용 및 그 요건들의 맥락에서 제공된다. 개시된 실시예들에 대한 다양한 변경들이 이들 통상의 기술자에게 용이하게 명백하게 될 것이고, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 개시의 사상과 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예들 및 응용들에 대해서도 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 개시된 실시예들로 제한되지 않으며, 여기에 개시된 원리들 및 특징들과 일관되는 가장 넓은 범위를 허용받아야 한다.
본 상세한 설명에서 설명된 데이터 구조들 및 코드는 통상적으로 컴퓨터 판독가능한 저장 매체 상에 저장되는데, 이는 컴퓨터 시스템에 의한 이용을 위한 코드 및/또는 데이터를 저장할 수 있는 임의의 디바이스 또는 매체일 수 있다. 컴퓨터 판독가능한 저장 매체는 휘발성 메모리, 비-휘발성 메모리, 디스크 드라이브, 자기 테이프, CD(compact disc), DVD(digital versatile disc 또는 digital video disc) 등과 같은 자기 및 광학 저장 디바이스들, 또는 현재 공지되어 있거나 향후에 개발될 코드 및/또는 데이터를 저장할 수 있는 다른 매체를 포함하지만 이에 한정되지 않는다.
상세한 설명 섹션에서 설명되는 방법들 및 과정들은 전술한 바와 같은 컴퓨터 판독가능한 저장 매체에 저장될 수 있는 코드 및/또는 데이터로서 구현될 수 있다. 컴퓨터 시스템이 컴퓨터 판독가능한 저장 매체 상에 저장된 코드 및/또는 데이터를 판독하고 실행할 때, 컴퓨터 시스템은 데이터 구조들 및 코드로서 구현되어 컴퓨터 판독가능한 저장 매체 내에 저장된 방법들 및 과정들을 수행한다.
또한, 여기에 설명된 방법들 및 과정들은 하드웨어 모듈들 또는 장치들 내에 포함될 수 있다. 이들 모듈 또는 장치는 ASIC(application-specific integrated circuit) 칩, FPGA(field-programmable gate array), 특정 시간에 특정 소프트웨어 모듈 또는 코드 단편을 실행하는 전용 또는 공유 프로세서, 및/또는 현재 공지되어 있거나 향후에 개발될 다른 프로그램가능한 논리 디바이스들을 포함할 수 있지만 이에 한정되지 않는다. 하드웨어 모듈들 또는 장치들이 활성화되는 경우, 이들은 자신이 포함하고 있는 방법들 및 과정들을 수행한다.
개시된 실시예들은 파우치 내에 넣어진 젤리 롤을 포함하는 배터리 셀의 설계에 관한 것이다. 젤리 롤은 활성 코팅된 캐소드, 분리기, 및 활성 코팅된 애노드를 포함하면서 함께 감긴 층들을 포함한다. 배터리 셀은 또한 캐소드에 연결된 제1 도전성 탭 및 애노드에 연결된 제2 도전성 탭을 포함한다. 제1 및 제2 도전성 탭들은 배터리 셀을 위한 단자들을 제공하도록 파우치 내의 봉인들을 통해 연장된다.
또한, 배터리 셀은 비-직사각형 형태 및/또는 설계를 가질 수 있다. "비-직사각형"이란 용어는 배터리 셀이 임의의 절단 평면을 통해서 직사각형이 아니라는 것, 즉, 배터리 셀이 상단면, 하단면, 및/또는 측면들에서 볼 경우 직사각형이 아니라는 것을 의미할 수 있다.
보다 구체적으로, 배터리 셀은 층들을 함께 감기 전에 층들 중 하나 이상으로부터 재료를 제거함으로써 생성되는 둘 이상의 두께를 포함할 수 있다. 예컨대, 애노드 및/또는 캐소드의 한 쪽(예컨대, 하단)으로부터 재료가 제거되어 그 쪽에서 젤리 롤의 두께를 감소시킬 수 있다. 제거된 재료는 직사각형 스트립, 대각선 스트립, 계단 형태, 및/또는 직사각형 구역들의 세트에 대응할 수 있다. 둘 이상의 두께는 또한, 예컨대 휴대용 전자 디바이스의 형태를 수용함으로써 휴대용 전자 디바이스 내부 공간의 효율적인 이용을 용이하게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 셀(100)의 톱-다운 뷰를 도시한다. 베터리 셀(100)은 휴대용 전자 디바이스에 전력을 제공하도록 이용되는 리튬-폴리머 셀에 대응할 수 있다. 배터리 셀(100)은 활성 코팅된 캐소드, 분리기, 및 활성 코팅된 애노드를 포함하면서 함께 감긴 다수의 층을 포함하는 젤리 롤(102)을 포함한다. 보다 구체적으로, 젤리 롤(102)은 분리기 재료(예컨대, 도전성 폴리머 전해질)의 하나의 스트립에 의해 분리된 캐소드 재료(예컨대, 리튬 혼합물로 코팅된 알루미늄 호일)의 하나의 스트립 및 애노드 재료(예컨대, 카본으로 코팅된 구리 호일)의 하나의 스트립을 포함할 수 있다. 캐소드, 애노드, 및 분리기 층들은 이어서 나선형으로 감긴 구조를 형성하도록 굴대(mandrel) 상에서 감길 수 있다. 젤리 롤들은 본 기술분야에서 공지되어 있으며 더 설명되지 않을 것이다.
배터리 셀(100)의 조립 동안, 젤리 롤(102)은 접음 선(112)을 따라 유연한 시트를 접음으로써 형성되는 유연한 파우치 내에 넣어진다. 예컨대, 유연한 시트는 폴리프로필렌과 같은 폴리머 필름을 갖는 알루미늄으로 만들어질 수 있다. 유연한 시트가 접힌 이후, 유연한 시트는, 예컨대 측면 봉인(side seal)(110) 및 테라스 봉인(terrace seal)(108)을 따라 열을 적용함으로써 봉인될 수 있다.
젤리 롤(102)은 또한 캐소드 및 애노드에 결합된 도전성 탭들(106)의 세트를 포함한다. 도전성 탭들(106)은 배터리 셀(100)을 위한 단자들을 제공하도록 (예컨대, 봉인 테이프(104)를 이용해 형성된) 파우치 내에서의 봉인들을 통해 연장될 수 있다. 도전성 탭들(106)은 이어서 배터리 팩을 형성하기 위해 배터리 셀(100)을 하나 이상의 다른 배터리 셀들과 전기적으로 연결하도록 이용될 수 있다. 예컨대, 배터리 팩은 직렬, 병렬, 또는 직렬-및-병렬 구조로 배터리 셀들을 결합함으로써 형성될 수 있다. 결합된 셀들은 배터리 팩을 완성하도록 하드 케이스 내에 넣어질 수 있거나, 또는 결합된 셀들은 랩톱 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 모바일 폰, PDA(personal digital assistant), 디지털 카메라, 및/또는 휴대용 미디어 플레이어 등과 같은 휴대용 전자 디바이스의 인클로저(enclosure) 내에 내장될 수 있다.
하나 이상의 실시예들에서, 젤리 롤(102)은 둘 이상의 두께를 포함한다. 둘 이상의 두께는 층들을 함께 감기 이전에 층들 중 하나 이상으로부터 재료를 제거함으로써 생성될 수 있다. 도 2-6에 대하여 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 둘 이상의 두께의 존재는 휴대용 전자 디바이스 내부 공간의 효율적 이용을 용이하게 한다.
도 2는 실시예에 따른 배터리 셀(202)의 단면도이다. 배터리 셀(202)은 다수의 층들(예컨대, 캐소드, 애노드, 분리기)을 젤리 롤 내부로 감고 파우치 내에 젤리 롤을 넣음으로써 형성될 수 있다. 제1 도전성 탭(204)은 젤리 롤의 캐소드에 연결될 수 있고 제2 도전성 탭(206)은 젤리 롤의 애노드에 연결될 수 있다. 제1 및 제2 도전성 탭들(204-206)은 배터리 셀(202)을 위한 단자들을 제공하도록 파우치 내에서 봉인을 통해 연장될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 배터리 셀(202)은 4개의 상이한 두께를 갖는다. 특히, 배터리 셀(202)은 좌측에서 우측으로 두께가 증가한다. 두께에서의 변화는 배터리 셀(202)이 휴대용 전자 디바이스 내의 자유 공간을 채우도록 할 수 있다. 예컨대, 배터리 셀(202)은 모바일 폰, 랩톱 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 휴대용 미디어, 디지털 카메라, 및/또는 PDA 내부 공간의 만곡된 영역을 차지하도록 설계될 수 있다. 즉, 배터리 셀(202)은 휴대용 전자 디바이스의 형태를 수용하는 비대칭형 및/또는 비-직사각형 설계를 포함할 수 있다. 이어서, 배터리 셀(202)은 동일한 휴대용 전자 디바이스에서 직사각형 배터리 셀들보다 더 큰 용량, 패키징 효율, 및/또는 전압을 제공할 수 있다.
배터리 셀(202)에서 복수의 두께를 생성하기 위해, 층들을 함께 감기 이전에 층들 중 하나 이상으로부터 재료가 제거될 수 있다. 특히, 캐소드 및/또는 애노드의 한 쪽으로부터 재료가 제거되어 그 쪽에서 젤리 롤의 두께를 감소시킬 수 있다. 복수의 두께의 젤리 롤들을 생성하기 위한 재료의 제거는 이하에서 도 3-6과 관련하여 더 상세하게 설명된다.
도 3은 실시예에 따른 젤리 롤의 층(302)을 도시한다. 전술한 바와 같이, 층(302)은 젤리 롤의 캐소드 또는 애노드로서 기능할 수 있다. 또한, 층(302)으로부터 제거된 재료(304)의 구역은 젤리 롤에서 복수의 두께를 생성할 수 있다. 예컨대, 제거된 재료(304)는 층(302)을 좌측에서 우측으로 감음으로써 4개의 상이한 두께의 배터리 셀(예컨대, 도 2의 배터리 셀(202))이 생성되도록 할 수 있는 계단 형태에 대응할 수 있다.
보다 구체적으로, 재료는 배터리 셀의 두께가 좌측에서 우측으로 점진적으로 감소하도록 층(302)의 하부로부터 제거될 수 있다. 배터리 셀의 길이를 따라 두께의 더 큰 변화를 발생시키기 위해, 재료는 또한 젤리 롤 내의 다른 층들(예컨대, 캐소드, 애노드, 분리기)로부터 제거될 수 있다. 예컨대, 배터리 셀 두께의 추가적인 감소는 탭 펀치를 이용하여 젤리 롤의 캐소드와 애노드 모두로부터 재료를 제거함으로써 달성될 수 있다. 이어서 도전성 탭이 배터리 셀을 위한 단자를 제공하도록 층(302)의 상단에 연결될 수 있다.
도 4는 실시예에 따른 젤리 롤의 층(402)을 도시한다. 도 3의 층(302)과 같이, 층(402)은 도 2의 배터리 셀(202)과 같은 4개의 상이한 두께의 배터리 셀을 생성하도록 이용될 수 있다. 그러나, 층(302)과는 달리, 층(402)은 제거된 재료(404-408)의 3개의 직사각형 구역들을 포함한다. 3개의 구역들은, 젤리 롤의 하단에 닿는 층(402)으로부터, 재료의 2개의 스트립에 의해 추가적으로 분리될 수 있다. 즉, 제거된 재료(404-408)의 구역들은 구역들 사이에 재료의 갭들을 남기는 방식으로 층(402)의 하부로부터 절단될 수 있다.
재료의 이러한 갭들은 젤리롤이 감긴 이후에 젤리 롤의 코너들이 유지될 수 있도록 할 수 있다. 예컨대, 젤리 롤은 좌측에서 우측으로 층(402)이 감길 때 점선들을 따라 접음으로써 생성될 수 있다. 이러한 접음은 젤리 롤의 하부 코너들을 보강하는 데 재료의 갭들을 활용할 수 있다. 결국, 하부 코너들의 유지(retention)는 휴대용 전자 디바이스 내에서의 배터리 셀의 조립 및/또는 배터리 셀의 설치 동안 코너들이 접히거나 죄는(pinching) 것을 방지할 수 있다.
도 5는 실시예에 따른 젤리 롤의 층(502)을 도시한다. 층(502)은 제거된 재료(504)의 대각선(예컨대, 삼각형) 스트립을 포함한다. 그 결과, 좌측에서 우측으로 감긴 층(502)에 의해 생성된 배터리 셀은 상단에서 균질한(uniform) 최대 두께를 갖고, 이어서 하부에서 최소 두께가 되도록 지속적으로 가늘어진다. 따라서, 배터리 셀은 만곡된 또는 경사진 인클로저를 갖는 휴대용 전자 디바이스를 수용할 수 있다.
도 6은 실시예에 따른 젤리 롤의 층(602)을 도시한다. 층(602)의 하부를 따라 제거된 재료(604)의 직사각형 스트립은 2개의 상이한 두께를 갖는 비-직사각형 배터리 셀의 생성을 가능하도록 할 수 있다. 배터리 셀의 형태는 또한 배터리 셀이 휴대용 전자 디바이스 내부의 컴포넌트들을 수용하고/하거나 휴대용 전자 디바이스를 위한 만곡된 인클로저 내의 자유 공간을 활용하도록 할 수 있다.
도 7은 실시예에 따른 배터리 셀 제조 공정을 예시하는 흐름도를 도시한다. 하나 이상의 실시예에서, 하나 이상의 단계가 생략되거나, 반복되고/거나, 상이한 순서로 수행될 수 있다. 따라서, 도 7에 도시된 단계들의 특정 배열은 실시예들의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
먼저, 젤리 롤을 위한 층들의 세트가 획득된다(단계(702)). 층들은 활성 코팅된 캐소드, 분리기, 및 활성 코팅된 애노드를 포함할 수 있다. 다음, 재료는 젤리 롤에서 둘 이상의 두께를 생성하도록 층들 중 하나 이상으로부터 제거된다(단계(704)). 제거된 재료는 직사각형 스트립, 대각선 스트립, 계단 형태, 및/또는 직사각형 구역들의 세트에 대응할 수 있다. 예컨대, 하단에서 젤리 롤의 두께를 감소시키도록, 재료의 직사각형 스트립이 캐소드 및/또는 애노드의 하단으로부터 절단될 수 있다. 대안으로, 젤리 롤이 감긴 이후에 젤리 롤의 하나 이상의 코너들이 유지되도록 직사각형 구역들의 세트가 하단으로부터 절단될 수도 있다.
젤리 롤은 이어서 층들을 함께 감음으로써 생성된다(단계(706)). 예컨대, 층들은 평평한 형태를 갖는 젤리 롤을 생성하도록 평평한 굴대 위로부터 감길 수 있다. 젤리 롤의 평평한 형태 및/또는 복수의 두께는 배터리 셀이 휴대용 전자 디바이스 내부의 컴포넌트들을 수용하고/하거나 휴대용 전자 디바이스를 위한 만곡된 인클로저 내에 들어맞도록 할 수 있다.
배터리 셀을 조립하기 위해, 젤리 롤을 수용하기 위한 파우치가 획득된다(단계(708)). 다음, 제1 도전성 탭이 젤리 롤의 캐소드에 결합되고(단계(710)), 제2 도전성 탭이 젤리 롤의 애노드에 결합된다(단계(712)). 제1 및 제2 도전성 탭들은 배터리 셀을 위한 단자들을 제공하도록 파우치 내의 봉인들을 통해 연장된다(단계(714)). 마지막으로, 젤리 롤은 파우치 내에 봉인된다(단계(716)). 예컨대, 젤리 롤은 점 용접(spot welding)에 의해 및/또는 봉인들에 열을 가함으로써 봉인될 수 있다.
전술에서 설명한 재충전가능한 배터리 셀은 임의의 타입의 전자 디바이스에서 일반적으로 이용될 수 있다. 예컨대, 도 8은 모두 배터리(806)에 의해 전력 공급되는 프로세서(802), 메모리(804) 및 디스플레이(808)를 포함하는 휴대용 전자 디바이스(800)를 예시한다. 휴대용 전자 디바이스(800)는 랩톱 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 모바일 폰, PDA, 휴대용 미디어 플레이어, 디지털 카메라, 및/또는 배터리-전력 공급되는 다른 타입의 전자 디바이스에 대응할 수 있다. 배터리(806)는 하나 이상의 배터리 셀들을 포함하는 배터리 팩에 대응할 수 있다. 각각의 배터리 셀은 둘 이상의 두께의 젤리 롤을 포함할 수 있다. 둘 이상의 두께는 휴대용 전자 디바이스(800) 내부 자유 공간의 효율적인 이용을 용이하게 할 수 있다. 예컨대, 배터리 셀의 일 단부에서 감소된 두께는, 부채꼴 형태를 갖는 태블릿 컴퓨터의 에지를 따라 배터리(806)가 들어맞도록 할 수 있다.
전술한 다양한 실시예들에 대한 설명은 단지 예시 및 설명의 목적을 위해 개시된다. 이들은 모든 것을 빠짐없이 설명하거나, 본 발명을 개시된 형태들로 한정하도록 의도되지 않는다. 따라서, 본 분야의 통상의 기술자들에게는 다수의 수정들 및 변경들이 명백할 것이다. 또한, 전술한 개시는 본 발명을 한정하도록 의도되지 않는다.

Claims (25)

  1. 배터리 셀로서,
    활성 코팅된 캐소드, 분리기(separator), 및 활성 코팅된 애노드를 포함하며 함께 감긴 층들을 포함하고, 두께가 변화하는 젤리 롤(jelly roll)
    을 포함하고,
    상기 애노드는 감기는 방향으로의 길이, 상기 감기는 방향에 수직인 폭, 및 두께를 갖는 시트를 포함하고 - 상기 애노드의 상기 폭은 상기 애노드의 상기 길이를 따라 계단형 패턴(stepped pattern)으로 가늘어짐 -,
    상기 캐소드는 감기는 방향으로의 길이, 상기 감기는 방향에 수직인 폭, 및 두께를 갖는 시트를 포함하고 - 상기 캐소드의 상기 폭은 상기 캐소드의 상기 길이를 따라 계단형 패턴으로 가늘어짐 -,
    상기 층들을 함께 감음으로써 상기 젤리 롤이 형성된 이후에, 상기 젤리 롤은 감기는 축에 따른 방향으로 계단형 패턴으로 두께가 변화하는, 배터리 셀.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 젤리 롤을 둘러싸는(enclosing) 파우치를 더 포함하고, 상기 파우치는 유연한 배터리 셀.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 캐소드에 연결되는 제1 도전성 탭; 및
    상기 애노드에 연결되는 제2 도전성 탭
    을 더 포함하고,
    상기 제1 도전성 탭 및 상기 제2 도전성 탭은 상기 배터리 셀을 위한 단자들을 제공하도록 상기 파우치 내의 봉인들(seals)을 통해 연장되는 배터리 셀.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 젤리 롤의 두께의 변화는 휴대용 전자 디바이스 내부 공간의 효율적인 이용을 용이하게 하는, 배터리 셀.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 배터리 팩으로서,
    셀들의 세트를 포함하고,
    상기 셀들 각각은 활성 코팅된 캐소드, 분리기, 및 활성 코팅된 애노드를 포함하며 함께 감긴 층들을 포함하고, 두께가 변화하는 젤리 롤
    을 포함하고,
    상기 애노드는 감기는 방향으로의 길이, 상기 감기는 방향에 수직인 폭, 및 두께를 갖는 시트를 포함하고 - 상기 애노드의 상기 폭은 상기 애노드의 상기 길이를 따라 계단형 패턴으로 가늘어짐 -,
    상기 캐소드는 감기는 방향으로의 길이, 상기 감기는 방향에 수직인 폭, 및 두께를 갖는 시트를 포함하고 - 상기 캐소드의 상기 폭은 상기 캐소드의 상기 길이를 따라 계단형 패턴으로 가늘어짐 -,
    상기 층들을 함께 감음으로써 상기 젤리 롤이 형성된 이후에, 상기 젤리 롤은 감기는 축에 따른 방향으로 계단형 패턴으로 두께가 변화하는, 배터리 팩.
  15. 휴대용 전자 디바이스로서,
    배터리 팩에 의해 전력 공급되는 컴포넌트들의 세트; 및
    배터리 팩
    을 포함하고,
    상기 배터리 팩은 셀들의 세트를 포함하고,
    상기 셀들 각각은 활성 코팅된 캐소드, 분리기, 및 활성 코팅된 애노드를 포함하며 함께 감긴 층들을 포함하고, 두께가 변화하는 젤리 롤
    을 포함하고,
    상기 애노드는 감기는 방향으로의 길이, 상기 감기는 방향에 수직인 폭, 및 두께를 갖는 시트를 포함하고 - 상기 애노드의 상기 폭은 상기 애노드의 상기 길이를 따라 계단형 패턴으로 가늘어짐 -,
    상기 캐소드는 감기는 방향으로의 길이, 상기 감기는 방향에 수직인 폭, 및 두께를 갖는 시트를 포함하고 - 상기 캐소드의 상기 폭은 상기 캐소드의 상기 길이를 따라 계단형 패턴으로 가늘어짐 -,
    상기 층들을 함께 감음으로써 상기 젤리 롤이 형성된 이후에, 상기 젤리 롤은 감기는 축에 따른 방향으로 계단형 패턴으로 두께가 변화하는, 휴대용 전자 디바이스.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 셀들 각각은,
    상기 젤리 롤을 둘러싸는 파우치 - 상기 파우치는 유연함 -;
    상기 캐소드에 연결되는 제1 도전성 탭; 및
    상기 애노드에 연결되는 제2 도전성 탭
    을 더 포함하고,
    상기 제1 도전성 탭 및 상기 제2 도전성 탭은 상기 배터리 셀을 위한 단자들을 제공하도록 상기 파우치 내의 봉인들을 통해 연장되는 휴대용 전자 디바이스.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 배터리 팩을 포함하는 상기 젤리 롤들 각각의 두께의 변화는 상기 배터리 팩을 상기 휴대용 전자 디바이스 내의 비정형적 공간에 들어맞게 하는 것을 용이하게 하는, 휴대용 전자 디바이스.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 셀들 각각은,
    상기 젤리 롤을 둘러싸는 파우치 - 상기 파우치는 유연함 -;
    상기 캐소드에 연결되는 제1 도전성 탭; 및
    상기 애노드에 연결되는 제2 도전성 탭
    을 더 포함하고,
    상기 제1 도전성 탭 및 상기 제2 도전성 탭은 상기 배터리 셀을 위한 단자들을 제공하도록 상기 파우치 내의 봉인들을 통해 연장되는 배터리 팩.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 젤리 롤의 두께의 변화는 휴대용 전자 디바이스 내부 공간의 효율적인 이용을 용이하게 하는, 배터리 팩.
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