KR101593626B1 - 케이블형 이차전지의 무선 충전 장치 - Google Patents

케이블형 이차전지의 무선 충전 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 케이블형 이차전지의 무선 충전 장치를 개시한다. 본 발명에 따른 케이블형 이차전지의 무선 충전 장치는, 내부에 형성된 공간에 케이블형 이차전지를 장착할 수 있는 소켓; 상기 소켓 내부에 장착된 케이블형 이차전지의 외부집전체와 전기적으로 연결되는 제1 단자; 상기 소켓 내부에 장착된 케이블형 이차전지의 내부집전체와 전기적으로 연결되는 제2 단자; 및 일단은 상기 제1 단자와 연결되고, 타단은 상기 제2 단자와 연결되며, 상기 소켓의 외주면을 따라 감겨있는 무선 충전용 2차 코일;을 포함한다. 본 발명에 따르면, 케이블형 이차전지에 무선 전력 수신을 위한 2차 코일이 없는 경우에도 무선 전력 송신 및 수신 방식을 통해서 충전할 수 있다.

Description

케이블형 이차전지의 무선 충전 장치 {WIRELESS-CHARGING DEVICE FOR CABLE-TYPE SECONDARY BATTERY}
본 발명은 케이블형 이차전지의 무선 충전 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 2차 코일을 통해 케이블형 이차전지에 충전 전력을 공급할 수 있는 장치에 관한 것이다.
모바일 기기, 전기차, 하이브리드 자동차, 전력저장 장치, 무정전 전원 장치 등에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 전지에 대한 많은 연구가 진행되고 있다.
이차전지는 외부에서 공급된 전기 에너지를 화학 에너지의 형태로 바꾸어 저장해 두었다가, 필요할 때에 화학 에너지를 다시 전기 에너지로 변환하는 장치를 말한다. 여러 번 충전할 수 있다는 뜻으로 '충전식 전지(rechargeable battery)'라는 명칭도 쓰인다. 흔히 쓰이는 이차전지로는 납 축전지, 니켈 카드뮴 전지(NiCd), 니켈 수소 축전지(NiMH), 리튬 이온 전지(Li-ion), 리튬 이온 폴리머 전지(Li-ion polymer)가 있다. 이러한, 이차전지는 한 번 쓰고 버리는 일차전지에 비해 경제적인 이점과 환경적인 이점을 모두 제공한다.
현재 사용되는 대부분의 이차전지는 원통형, 각형 또는 파우치형의 이차전지이다. 이들 이차전지는 외장재의 종류에 따라 파우치형, 원통형, 각형으로 분류된다. 상기 이차전지들은 음극, 양극 및 분리막으로 구성된 전극조립체를 원통형 또는 각형의 금속캔이나 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스 내부에 장착하고, 상기 전극 조립체에 전해질을 주입시켜 제조하기 때문에 제조가 용이하고 제조 원가가 낮다는 장점이 있다. 그러나, 이차전지 장착을 위한 일정한 공간이 필수적으로 요구되면, 형태의 변형이 제한된다는 단점이 있다. 따라서, 원통형, 각형 또는 파우치 형태의 이차전지는 다양한 형태의 휴대용 장치의 개발에 대한 제약으로 작용하게 되는 문제점이 있다. 이에 따라, 형태의 변형이 용이한 신규한 형태의 이차전지가 요구되고 있다.
이러한 요구에 대하여, 단면적 직경에 대하여 길이의 비가 매우 큰 이차전지인 케이블형 이차전지가 제안되었다. 대한민국 공개특허 제2005-99903호는 내부전극, 외부전극과 이들 전극 사이에 개재되는 전해질층으로 구성되는 가변형 전지를 개시하고 있다. 이러한 이차전지는 가늘고 긴 형태로 구성되어 길이 방향에 대해 신축 가능한 소위, 케이블 구조를 가지는 것이 주요한 특징이다.
한편, 이러한 케이블형 이차전지에 전력을 공급하여 충전시킬 수 있는 장치에 대한 연구가 활발히 진행 중이다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술을 인식하여 안출된 것으로서, 무선으로 전력을 수신하여 케이블형 이차전지를 충전할 수 있는 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 케이블형 이차전지의 무선 충전 장치는, 내부에 형성된 공간에 케이블형 이차전지를 장착할 수 있는 소켓; 상기 소켓 내부에 장착된 케이블형 이차전지의 외부집전체와 전기적으로 연결되는 제1 단자; 상기 소켓 내부에 장착된 케이블형 이차전지의 내부집전체와 전기적으로 연결되는 제2 단자; 및 일단은 상기 제1 단자와 연결되고, 타단은 상기 제2 단자와 연결되며, 상기 소켓의 외주면을 따라 감겨있는 무선 충전용 2차 코일;을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 소켓은 원통형이다. 이 경우, 상기 원통형 소켓은, 원통의 상면 및 하면 중 적어도 어느 한 쪽이 개방된 형상일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 소켓은 단면적이 반구인 제1 커버와 제2 커버를 포함하고, 상기 무선 충전용 2차 코일은, 상기 제1 커버 및 제2 커버가 맞물려서 원통 형상을 이룰 때 상기 소켓의 외부면을 감싼 형상이다. 이 경우, 상기 제1 커버 및 제2 커버는 어느 한 모서리가 서로 접하여 개폐가 가능하도록 연결될 수 있다. 그리고, 이를 위해 상기 제1 커버 및 제2 커버는 경첩을 통해 연결될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 제1 단자는 케이블형 이차전지의 외부집전체와 전기적으로 연결되며 케이블형 이차전지의 일단에 형성된 제1 플러그와 결합된 수 있는 형태를 가지고, 상기 제2 단자는 케이블형 이차전지의 내부집전체와 전기적으로 연결되며 케이블형 이차전지의 타단에 형성된 제2 플러그와 결합된 수 있는 형태이다.
본 발명에 따른 케이블형 이차 전지의 무선 충전 장치는, 무선 충전용 1차 코일을 포함하는 케이블형 이차 전지의 무선 충전 전력 공급 장치;를 포함하는 케이블형 이차 전지의 무선 충전 세트의 일 구성 요소가 될 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 케이블형 이차전지의 무선 충전 장치는, 케이블형 이차전지를 장착할 수 있는 슬릿이 형성된 플레이트; 상기 플레이트의 슬릿에 장착된 케이블형 이차전지의 외부집전체와 전기적으로 연결되는 제1 단자; 상기 플레이트의 슬릿에 장착된 케이블형 이차전지의 내부집전체와 전기적으로 연결되는 제2 단자; 및 일단은 상기 제1 단자와 연결되고, 타단은 상기 제2 단자와 연결되는 무선 충전용 2차 코일;을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 플레이트에는 2이상의 슬릿이 형성된다. 이 경우, 상기 2이상의 슬릿에 장착된 케이블형 이차전지와 전기적으로 연결되는 제1 단자 및 제2 단자는, 상기 무선 충전용 2차 코일과 전기적으로 병렬 관계가 될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 단자는 케이블형 이차전지의 외부집전체와 전기적으로 연결되며 케이블형 이차전지의 일단에 형성된 제1 플러그와 결합된 수 있는 형태를 가지고, 상기 제2 단자는, 케이블형 이차전지의 내부집전체와 전기적으로 연결되며 케이블형 이차전지의 타단에 형성된 제2 플러그와 결합된 수 있는 형태를 가진다.
본 발명에 따른 케이블형 이차 전지의 무선 충전 장치는, 무선 충전용 1차 코일을 포함하는 케이블형 이차 전지의 무선 충전 전력 공급 장치;를 포함하는 케이블형 이차 전지의 무선 충전 세트의 일 구성 요소가 될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 케이블형 이차전지에 무선 전력 수신을 위한 2차 코일이 없는 경우에도 무선 전력 송신 및 수신 방식을 통해서 충전할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 케이블형 이차전지의 형태와 1차 코일을 이용하여 무선으로 전력을 송신하는 장치의 형태에 관계없이, 2차 코일을 통해 전력을 케이블형 이차전지에 전달하므로, 충전장치의 호환성이 향상된다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 케이블형 이차전지의 구성을 개략적으로 도시한 예시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 이차전지 본체의 구조를 나타내기 위해 A-A' 절단선을 따라 절단한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 장치의 구성을 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 충전 장치의 구성을 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 충전 장치의 구성을 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블형 이차전지의 무선 충전 세트의 구성을 개략적으로 도시한 개념도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 케이블형 이차전지(100)의 구성을 개략적으로 도시한 예시도이다.
도 1을 참조하면, 일 예에 따른 케이블형 이차전지(100)는 이차전지 본체(110), 제1 플러그(120) 및 제2 플러그(130)를 포함한다. 도 1에 도시된 케이블형 이차전지(100)는 케이블형 이차전지의 무선 충전 장치(이하 '충전 장치')를 설명함에 있어서, 이해의 편의를 위한 케이블형 이차전지의 일 예시이다. 특히, 상기 케이블형 이차전지(100)는 본 발명에 따른 충전 장치와 전기적 연결에 대한 이해를 돕기 위해 특별히 서로 반대 방향에 상기 제1 및 제2 플러그(120, 130)를 포함한 케이블형 이차전지이다. 따라서, 도 1에 도시된 케이블형 이차전지(100)에 의해 본 발명의 범위가 제한되지 않는다.
상기 이차전지 본체(110)는 가늘고 긴 형태로 구성되어 길이 방향에 대해 신축 가능한 케이블 구조를 가지고 있다. 상기 이차전지 본체(110)는 외부에서 공급받은 전기에너지를 화학에너지로 변환하여 저장하고, 필요할 저장된 화학에너지를 전기에너지로 변환하여 외부에 공급하기 위한 구성을 포함하고 있다.
도 2는 도 1에 도시된 이차전지 본체(110)의 구조를 나타내기 위해 A-A' 절단선을 따라 절단한 단면도이다.
도 2(a)를 참조하면, 일 실시예에 따른 이차전지 본체(110)는 소정 형상의 수평 단면을 가지며, 길이 방향으로 연장된 내부집전체(111)의 표면에 내부전극 활물질(112)이 형성되어 있다. 여기서 소정의 형상이라 함은 특별히 형상을 제한하지 않는다는 것으로, 본 발명의 본질을 훼손하지 않는 어떠한 형상도 가능하다는 의미이다. 상기 내부집전체(111)의 수평단면은 원형 또는 다각형일 수 있는데, 원형 구조는 기하학적으로 완전한 대칭형의 원형과 비대칭형의 타원형 구조이다. 다각형 구조는 특별히 제한되는 것은 아니고, 이러한 다각형 구조의 비제한적인 예로는 삼각형, 사각형, 오각형 또는 육각형일 수 있다. 다만, 제조과정에서 파이프형 집전체, 권선된 와이어형 집전체, 권선된 시트형 또는 매쉬형 집전체를 사용할 수도 있다.
한편, 본 명세서에서는 상기 내부집전체(111)와 내부전극 활물질(112)을 포함하여 내부전극층(113)이라 명명하겠다. 상기 이차전지 본체(110)는 내부집전체(111)가, 도 2(b) 및 도 2(c)에 도시된 바와 같이, 2이상 포함될 수도 있다. 도 2(b)의 이차전지 본체(110)는 완전한 대칭형의 원형 구조를 갖고, 도 2(c)의 이차전지 본체(110)는 비대칭의 타원형 구조를 갖는 경우로 다양한 형태가 가능하다. 또한, 복수의 내부전극층(111)은 평행하게 배치된 경우뿐만 아니라, 복수의 내부전극층(111)이 서로 꼬여서 있는 경우도 포함한다. 도 2(b)의 이차전지 본체(110)는 3개의 내부전극층(111)을 갖고, 및 도 2(c)의 이차전지 본체(110)는 2개의 내부전극층(111)을 갖는 경우이다.
상기 이차전지 본체(110)가 복수의 내부전극층(111)을 포함하는 경우에는 외부전극층(117)과 접하는 표면적이 증가하여 높은 전지 레이트를 갖고, 우수한 전지성능의 확보가 가능하다. 또한, 변형이 가능한 케이블형 이차전지의 특성상 반복적인 사용에 의하여 전극에 단선이 발생할 수 있는 데, 복수의 전극을 사용하는 경우에는 한 개의 내부전극층(111)에 단선이 발생하여도 이차전지의 작동이 가능하게 된다. 그리고, 외부전극층(117)에 비하여 부피당 용량이 작은 내부전극층(111) 을 사용하는 경우에는, 내부전극층(111)의 개수가 조정 가능하므로 내부전극층(111) 과 외부전극층(117)의 용량 밸런스의 조절이 용이하다.
상기 내부전극층(113)의 외부면에는 상기 내부전극층(113)을 둘러싸도록 분리층(114)이 형성되어 있다. 상기 분리층(114)은 이온의 통로가 되는 전해질을 포함하고 있다. 그리고, 상기 분리층(114)의 외부면에는 상기 분리층(114)을 둘러 싸도록 외부전극층(117)이 형성되어 있다.
본 명세서에서 상기 외부전극층(117)이란, 내부집전체(111)에 대응되는 외부집전체(116)와 상기 외부집전체(116)의 표면에 형성된 외부전극 활물질(115)을 포함하는 것을 의미한다. 상기 외부집전체(116) 역시, 제조과정에서 파이프형 집전체, 권선된 와이어형 집전체, 권선된 시트형 또는 매쉬형 집전체를 사용할 수도 있다.
상기 내부집전체(111) 및 외부집전체(116)는 내부전극 활물질(112) 및 외부전극 활물질(115)의 전기화학 반응에 의해 생성된 전자를 모으거나 전기화학 반응에 필요한 전자를 공급하는 역할을 하는 것으로, 일반적으로 구리나 알루미늄 등의 금속을 사용한다. 그러나 최근에는, 이차전지 본체(110) 가요성을 증가시키고, 이차전지 본체(110)의 경량화를 위해, 폴리피롤과 같은 전도성 고분자를 집전체로 사용하는 경우도 있다. 그러나, 본 발명이 상기 내부집전체(111) 및 외부집전체(116)의 물질에 의해 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 내부전극층(113)은 음극 또는 양극일 수 있으며, 외부전극층(117)은 상기 내부전극층(113)에 상응하는 양극 또는 음극일 수 있다. 다만, 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해 상기 내부전극층(113)은 음극이며, 상기 외부전극층(117)은 양극으로 설정하고 설명하도록 하겠다.
바람직하게, 상기 이차전지 본체(110)는 상기 외부전극층(117)을 감싸는 보호 피복(118)을 더 포함할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 상기 제1 플러그(120)는 상기 이차전지 본체(110)의 일단에 형성되어 있다. 그리고, 상기 제2 플러그(130)는 상기 이차전지 본체(110)에서 상기 제1 플러그(120)가 형성되어 있지 않은 타단에 형성되어 있다.
상기 제1 플러그(120)는 상기 외부집전체(116)와 전기적으로 연결되며, 상기 제2 플러그(130)는 상기 내부집전체(111)와 전기적으로 연결된다. 따라서, 본 실시예에서 상기 제1 플러그(120)는 양극 플러그가 되고, 상기 제2 플러그(130) 음극 플러그가 된다. 물론, 다른 실시예에 따라, 제1 플러그(120)는 음극 플러그, 제2 플러그(130)는 양극 플러그가 되는 것도 가능하다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 장치(200)의 구성을 도시한 사시도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 장치(200)는 소켓(210), 제1 단자(220), 제2 단자(230) 및 무선 충전용 2차 코일(240)을 포함한다.
상기 소켓(210)은 내부에 케이블형 이차전지를 장착할 수 있도록 공간이 형성되어 있다. 상기 소켓(210)은 삼각 기둥, 사각 기둥, 오각 기둥 등 다양한 형태의 외관을 가질 수 있으며, 일 예로 원통형을 가질 수 있다. 상기 소켓(210)이 원통형인 경우, 내부가 비어있는 원기둥의 형상을 가진다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 원통형 소켓(210)은, 원통의 상면 및 하면 중 적어도 어느 한 쪽이 개방된 형상을 가질 수 있다. 상기 개방된 상면 또는 하면 중 적어도 어느 한 쪽을 통해서 상기 소켓(210)의 내부에 케이블형 이차전지를 장착할 수 있다.
상기 제1 단자(220)는 상기 소켓(210) 내부에 장착된 케이블형 이차전지가 장착된 경우, 상기 케이블형 이차전지의 외부집전체와 전기적으로 연결된다.
상기 제2 단자(230)는 상기 소켓(210) 내부에 장착된 케이블형 이차전지가 장착된 경우, 상기 케이블형 이차전지의 내부집전체와 전기적으로 연결된다.
도 3에 도시된 실시예에서, 상기 제1 단자(220)는 원통형 소켓(210)의 상면에 위치하며, 상기 제2 단자(230)는 원통형 소켓(210)의 하면에 위치하는 실시예로 도시하였으나, 본 발명의 제1 단자(220) 및 제2 단자(230)의 위치는 서로 반대 면에 위치하는 실시예도 가능하다.
상기 제1 단자(220)는 상기 소켓(210) 내부에 장착되는 케이블형 이차전지의 외부집전체와 전기적으로 연결되며 케이블형 이차전지의 일단에 형성된 제1 플러그와 결합된 수 있는 형태를 가질 수 있다. 그리고, 상기 제2 단자(230)는 상기 소켓(210) 내부에 장착되는 케이블형 이차전지의 내부집전체와 전기적으로 연결되며 케이블형 이차전지의 타단에 형성된 제2 플러그와 결합된 수 있는 형태를 가질 수 있다. 도 3은 도면의 간소화를 위해 제1 단자(220) 및 제2 단자(230)의 모양을 간단하게 도시하였으나, 도 1에 예시로 제시된 케이블형 이차전지(100)의 제1 플러그(120) 및 제2 플러그(130)의 형상(숫단자)에 대응되는 플러그 형태(암단자)를 가질 수 있다.
상기 무선 충전 2차 코일(240)의 일단은 상기 제1 단자(220)와 연결되고, 타단은 상기 제2 단자(230)와 연결된다. 그리고, 상기 무선 충전 2차 코일(240)은 상기 소켓(210)의 외주면을 따라 감겨있다.
따라서 케이블형 이차전지가 상기 소켓(210) 내부에 장착된 경우, 상기 무선 충전 2차 코일(240)이 감겨있는 내부에 상기 케이블형 이차전지가 위치하게 되고, 상기 케이블형 이차전지의 외부집전체와 내부집전체 사이에 상기 무선 충전 2차 코일(240)이 전기적으로 연결된다.
상기 무선 충전 2차 코일(240)은 무선 전력 송신 및 수신을 위한 코일 중, 무선 전력을 수신 받는 측의 코일을 의미한다. 본 발명에 따른 충전 장치(200)는 무선 전력 송신 및 수신 방법을 통해 공급받은 충전 전력을 케이블형 이차전지에 전달하는 장치이다. 이때, 상기 케이블형 이차전지에 충전 전력을 공급하는 장치 쪽에 설치된 코일은 1차 코일로 명명하며, 충전 전력을 공급받는 장치 쪽에 설치된 코일을 2차 코일로 명명한다. 1차 코일에 전류를 흘려 전자기파를 발생하고, 이를 2차 코일에서 수신하여 발생한 기전력을 이용하여 무선으로 전력을 송신 및 수신하는 기술은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 널리 알려져 있는 공지의 기술이므로, 무선 전력 송신 및 수신의 원리에 대한 자세한 설명은 생략하도록 하겠다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 충전 장치(200)의 구성을 도시한 사시도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 소켓(210)은 단면적이 반구인 제1 커버(211)와 제2 커버(212)를 포함한다. 상기 제1 커버(211)와 제2 커버(212)는 맞물려서 원통 형상을 이룬다. 이때, 상기 무선 충전용 2차 코일(240)은, 상기 제1 커버(211) 및 제2 커버(212)가 맞물려서 원통 형상을 이룰 때 상기 소켓(210)의 외주면을 감싼 형상이 된다.
바람직하게, 상기 제1 커버(211) 및 제2 커버(212)는, 어느 한 모서리가 서로 접하여 개폐가 가능하도록 연결될 수 있다. 이때, 상기 제1 커버(211) 및 제2 커버(212)는, 개폐가 가능하도록 경첩을 통해 연결될 수 있다.
즉, 상기 제2 커버(212)를 열어서, 상기 제1 커버(211)의 내부 공간에 케이블형 이차전지를 상기 제1 단자(220)와 상기 제2 단자(230)와 전기적으로 연결시키도록 장착하고, 상기 제2 커버(212)를 덮는다. 그러면, 상기 제1 커버(211)및 제2 커버(212) 각각의 외주면에 형성된 무선 충전용 2차 코일(240)이 상기 소켓(210) 전체를 감싸는 형상이 된다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 충전 장치(200)의 구성을 도시한 사시도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 충전 장치(200)는 케이블형 이차전지를 장착할 수 있는 슬릿(251)이 형성된 플레이트(250)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
앞서, 도 3 및 도 4에 도시된 실시예와 차이점은, 소켓(210)대신 플레이트(250)를 구성 요소로 하고 있으며, 소켓(210)의 내부에 케이블형 이차전지를 장착하는 것이 아니라 상기 플레이트(250)에 형성된 슬릿(251)에 케이블형 이차전지를 장착한다. 본 발명의 실시예에 따라 상기 플레이트(250)에는 2이상의 슬릿(251)이 형성될 수 있다. 도 5에는 4개의 슬릿(251)이 형성된 실시예를 도시하였으나, 본 발명이 도 5에 도시된 실시예에 한정되지 않는다.
상기 슬릿(251)의 양단에는 슬릿에 장착된 케이블형 이차전지의 외부집전체와 전기적으로 연결되는 제1 단자(220) 및 슬릿에 장착된 케이블형 이차전지의 내부집전체와 전기적으로 연결되는 제2 단자(230)가 위치할 수 있다. 그러나, 이 역시 이해의 편의를 위해 앞서 도 1에 도시된 케이블형 이차전지(100)를 사용할 경우에 대응하는 실시예가 도 5에 도시된 것일 뿐, 상기 슬릿(251)에 장착되는 케이블형 이차전지의 종류에 따라 상기 제1 단자(220) 및 제2 단자(230)의 위치는 다양할 수 있다.
한편, 상기 무선 충전용 2차 코일(240)의 일단은 상기 제1 단자(220)와 연결되고, 타단은 상기 제2 단자(230)와 연결된다. 상기 플레이트(250)에 2이상의 슬릿이 형성된 경우, 각 슬릿(251)에 장착된 케이블형 이차전지와 전기적으로 연결되는 제1 단자(220) 및 제2 단자(230)는, 상기 무선 충전용 2차 코일(240)과 전기적으로 병렬 관계가 될 수 있다. 이 경우, 상기 무선 충전용 2차 코일(240)에서 발생한 전력에 의해 상기 2이상의 슬릿(251)에 장착된 케이블형 이차전지가 동시에 충전될 수 있다.
한편, 상기 제1 단자(220)는 상기 슬릿(251)에 장착되는 케이블형 이차전지의 외부집전체와 전기적으로 연결되며 케이블형 이차전지의 일단에 형성된 제1 플러그와 결합된 수 있는 형태를 가질 수 있다. 그리고, 상기 제2 단자(230)는 상기 슬릿(251)에 장착되는 케이블형 이차전지의 내부집전체와 전기적으로 연결되며 케이블형 이차전지의 타단에 형성된 제2 플러그와 결합된 수 있는 형태를 가질 수 있다. 도 3에 도시된 제1 단자(220) 및 제2 단자(230)는 도면의 간소화를 위해 간단하게 도시하였으나, 도 1에 예시로 제시된 케이블형 이차전지(100)의 제1 플러그(120) 및 제2 플러그(130)의 형상(숫단자)에 대응되는 플러그 형태(암단자)를 가질 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블형 이차전지의 무선 충전 세트(300)의 구성을 개략적으로 도시한 개념도이다.
본 발명에 따른 충전 장치(200)는 무선 충전용 1차 코일(261)을 포함하는 케이블형 이차전지의 무선 충전 전력 공급 장치(260)를 포함하는 케이블형 이차전지의 무선 충전 세트(300)의 일 구성 요소가 될 수 있다.
본 발명에 따르면, 케이블형 이차전지에 무선 전력 수신을 위한 2차 코일이 없는 경우에도 무선 전력 송신 및 수신 방식을 통해서 충전할 수 있다. 또한, 케이블형 이차전지의 형태와 1차 코일을 이용하여 무선으로 전력을 송신하는 장치의 형태에 관계없이, 2차 코일을 통해 전력을 케이블형 이차전지에 전달하므로, 충전장치의 호환성이 향상된다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
100 : 케이블형 이차전지 110 : 이차전지 본체
111 : 내부집전체 112 : 내부전극 활물질
113 : 내부전극층 114 : 분리층
115 : 외부전극 활물질 116 : 외부집전체
117 : 외부전극층 118 : 보호 피복
120 : 제1 플러그 130 : 제2 플러그
200 : 케이블형 이차전지의 무선 충전 장치
210 : 소켓 211 : 제1 커버
212 : 제2 커버 220 : 제1 단자
230 : 제2 단자 240 : 무선 충전용 2차 코일
250 : 플레이트 251 : 슬릿
260 : 무선 충전 전력 공급 장치 261 : 무선 충전용 1차 코일
300 : 케이블형 이차전지의 무선 충전 세트

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  9. 케이블형 이차전지가 개별적으로 안착될 수 있는 슬릿이 형성된 플레이트;
    상기 플레이트의 슬릿에 상기 케이블형 이차전지가 장착되었을 때, 장착된 상기 케이블형 이차전지의 외부집전체와 접촉되도록 상기 슬릿의 일측 단부에 배치되는 제1 단자;
    상기 플레이트의 슬릿에 상기 케이블형 이차전지가 장착되었을 때, 장착된 상기 케이블형 이차전지의 내부집전체와 접촉되도록 상기 슬릿의 타측 단부에 배치되는 제2 단자; 및
    일단은 상기 제1 단자와 연결되고, 타단은 상기 제2 단자와 연결되는 무선 충전용 2차 코일;을 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블형 이차전지의 무선 충전 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 플레이트에는 2이상의 슬릿이 형성된 것을 특징으로 하는 케이블형 이차전지의 무선 충전 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 2이상의 슬릿에 장착된 케이블형 이차전지와 전기적으로 연결되는 제1 단자 및 제2 단자는, 상기 무선 충전용 2차 코일과 전기적으로 병렬 관계인 것을 특징으로 하는 케이블형 이차전지의 무선 충전 장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 제1 단자는, 케이블형 이차전지의 외부집전체와 전기적으로 연결되며 케이블형 이차전지의 일단에 형성된 제1 플러그와 결합된 수 있는 형태를 가지고,
    상기 제2 단자는, 케이블형 이차전지의 내부집전체와 전기적으로 연결되며 케이블형 이차전지의 타단에 형성된 제2 플러그와 결합된 수 있는 형태를 가진 것을 특징으로 하는 케이블형 이차전지의 무선 충전 장치.
  13. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 케이블형 이차 전지의 무선 충전 장치; 및
    무선 충전용 1차 코일을 포함하는 케이블형 이차 전지의 무선 충전 전력 공급 장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블형 이차 전지의 무선 충전 세트.
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