KR102310768B1 - 플렉서블 배터리가 내장된 휴대폰 케이스 - Google Patents

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Abstract

플렉서블 배터리가 내장된 휴대폰 케이스가 제공된다. 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 휴대폰 케이스는 연질의 재질로 이루어지고 휴대폰을 수용하기 위한 수용홈을 갖는 본체; 상기 본체의 내부에 내장되는 플렉서블 배터리; 및 상기 플렉서블 배터리와 연결되고, 상기 휴대폰의 일측에 구비되는 접속단자와 대응되도록 구비되며, 상기 수용홈의 내측으로 돌출되도록 상기 본체의 일측에 구비되는 피접속단자;를 포함하고, 상기 본체와 휴대폰의 결합시 상기 피접속단자가 상기 접속단자에 삽입되어 상기 플렉서블 배터리로부터 휴대폰 측으로 전원이 공급된다.

Description

플렉서블 배터리가 내장된 휴대폰 케이스{case for mobile phone having flexible battery}
본 발명은 플렉서블 배터리가 내장된 휴대폰 케이스에 관한 것이다.
외부의 충격이나 이물질의 침투에 대해 휴대폰을 안전하게 보호하고 장식 효과를 높이기 위한 수단으로 보호케이스가 널리 사용되고 있다.
이러한 휴대폰 보호케이스는 휴대폰의 배면과 측면을 덮는 버퍼형태와 휴대폰의 배면 및 측면뿐만 아니라 커버를 통해 휴대폰의 전면을 보호하는 형태가 많이 사용되고 있다.
이와 같은 휴대폰 보호케이스는 휴대폰을 외부의 충격으로부터 충분히 보호하기 위하여 금속이나 합성수지, 실리콘 등 다양한 재질이 사용되고 있다.
그러나 이러한 종래의 보호케이스는 단순히 휴대폰을 보호하기 위한 단순한 기능만을 수행할 수밖에 없었다.
오늘날 휴대폰의 크기는 소형화되고 슬림화됨에 따라 휴대폰 자체에 내장되는 배터리의 용량이 제한적이다. 그러나, 휴대폰의 일종인 스마트폰은 검색, 금융, 동영상 재생 등 다양한 부가기능이 내재되어 있어 사용시간이 점차 늘어가고 있으며, 이러한 다양한 기능을 수행하는 과정에서 사용되는 요구전력 역시 필연적으로 늘어나게 된다.
특히, 휴대폰의 충전이 어려운 원거리 출장의 경우 배터리가 부족하여 이동과정 중에 휴대폰의 전원이 꺼지는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 연질의 재질로 이루어져 외부에서 가해지는 하중을 충분히 흡수하여 보호케이스로서의 고유의 기능을 수행하면서도, 고용량의 플렉서블 배터리가 내장되므로 보호대상인 휴대폰에 충분한 용량의 전원을 추가적으로 공급함으로써 휴대폰의 사용시간을 더욱 늘릴 수 있는 휴대폰 케이스를 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 휴대폰 케이스가 연질의 재질로 이루어지더라도 수축 및 이완을 위한 패턴이 플렉서블 배터리에 구비됨으로써 휴대폰과의 결합 및 분리과정에서 케이스의 변형이 발생하더라도 유연한 대처가 가능하여 플렉서블 배터리의 파손을 방지할 수 있는 휴대폰 케이스를 제공하는 데 다른 목적이 있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 연질의 재질로 이루어지고 휴대폰을 수용하기 위한 수용홈을 갖는 본체; 상기 본체의 내부에 내장되는 플렉서블 배터리; 및 상기 플렉서블 배터리와 연결되고, 상기 휴대폰의 일측에 구비되는 접속단자와 대응되도록 구비되며, 상기 수용홈의 내측으로 돌출되도록 상기 본체의 일측에 구비되는 피접속단자;를 포함하고, 상기 본체와 휴대폰의 결합시 상기 피접속단자가 상기 접속단자에 삽입되어 상기 플렉서블 배터리로부터 휴대폰 측으로 전원이 공급되는 휴대폰 케이스를 제공한다.
또한, 상기 본체는 상기 휴대폰의 배면을 덮는 판상의 배면커버와, 상기 휴대폰의 측면을 감싸도록 상기 배면커버의 테두리로부터 일정높이 연장되는 지지부를 포함하고, 상기 플렉서블 배터리는 상기 배면커버에 내장될 수 있다.
또한, 상기 피접속단자는 상기 지지부의 내면으로부터 상기 수용홈 측으로 돌출될 수 있다.
또한, 상기 휴대폰의 전면을 덮을 수 있도록 상기 지지부에 접이가능하게 연결되는 판상의 전면커버를 포함할 수 있다.
또한, 상기 플렉서블 배터리는 상기 배면커버 및 전면커버에 모두 내장될 수 있다.
또한, 상기 배면커버 및 전면커버에 동시에 내장되는 플렉서블 배터리는 하나의 통체로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 본체의 일측에는 상기 피접속단자와 플렉서블 배터리의 전기적인 연결을 온/오프하는 스위치가 구비될 수 있다.
또한, 상기 수용홈의 일측에는 상기 휴대폰과 본체의 결합시 휴대폰의 접속단자를 보호하는 밀폐캡을 수용하기 위한 캡수용부가 내측으로 일정깊이 절개형성될 수 있다.
또한, 상기 플렉서블 배터리는, 양극, 음극 및 분리막을 포함하는 전극조립체; 및 상기 전극조립체를 전해액과 함께 봉지하는 외장재;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 외장재 및 전극조립체는 밴딩시 수축 및 이완을 위한 패턴이 구비되고, 상기 외장재 및 전극조립체의 패턴은 서로 일치하는 패턴을 갖도록 구비될 수 있다.
또한, 상기 전극조립체는 양극집전체의 일면 또는 양면에 양극 활물질층이 배치되는 양극과, 음극집전체의 일면 또는 양면에 음극 활물질층이 배치되는 음극 및 분리막을 포함하며, 상기 양극, 음극 및 분리막은 밴딩시 수축 및 이완을 위하여 상기 외장재의 패턴과 동일한 패턴이 구비될 수 있다.
또한, 상기 분리막은 부직포층; 및 상기 부직포층의 일면 또는 양면에 적층된 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile) 나노 섬유를 함유한 나노섬유웹층;을 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 연질의 재질로 이루어져 외부에서 가해지는 하중을 충분히 흡수하여 보호케이스로서의 고유의 기능을 수행하면서도, 고용량의 플렉서블 배터리가 내장되므로 보호대상인 휴대폰에 충분한 용량의 전원을 추가적으로 공급함으로써 휴대폰의 사용시간을 더욱 늘릴 수 있다.
또한, 본 발명은 휴대폰 케이스가 연질의 재질로 이루어지더라도 수축 및 이완을 위한 패턴이 플렉서블 배터리에 구비됨으로써 휴대폰과의 결합 및 분리과정에서 케이스의 변형이 발생하더라도 유연한 대처가 가능하여 플렉서블 배터리의 파손을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대폰 케이스를 나타낸 사시도,
도 2는 도 1에 휴대폰이 결합된 상태를 나타낸 도면,
도 3은 도 2의 분리도,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 휴대폰 케이스를 나타낸 사시도,
도 5는 도 4에 휴대폰이 결합된 상태를 나타낸 도면,
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 휴대폰 케이스를 나타낸 사시도,
도 7은 도 6에 휴대폰이 결합된 상태를 나타낸 도면,
도 8은 본 발명에 따른 휴대폰 케이스에 적용되는 플렉서블 배터리는 나타낸 도면,
도 9는 본 발명에 따른 플렉서블 배터리에서 외장재 및 전극조립체에 형성되는 패턴의 다양한 형태를 나타낸 개략도,
도 10 내지 도 13은 본 발명에 따른 플렉서블 배터리에서 패턴의 다양한 형상을 나타낸 개략도, 그리고
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 배터리에서 세부구성을 나타낸 확대단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부가한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 휴대폰 케이스(100,200,200')는 도 1, 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이 본체(110), 플렉서블 배터리(120) 및 피접속단자(130)를 포함한다.
상기 본체(110)는 휴대폰(10)과 결합되어 외부의 충격으로부터 상기 휴대폰(10)을 보호하기 위한 것이다. 이를 위해, 상기 본체(110)는 일측이 개방된 수용홈(113)이 구비되어 상기 수용홈(113)에 휴대폰(10)이 삽입된다.
즉, 상기 본체(110)는 상기 휴대폰(10)의 배면을 덮는 판상의 배면커버(111)와, 상기 휴대폰(10)의 측면을 감싸도록 상기 배면커버(111)의 테두리로부터 일정높이 연장되는 지지부(112)를 포함한다.
이를 통해, 상기 배면커버(111) 및 지지부(112)에 의해 둘러싸인 수용홈(113)이 형성됨으로써 상기 수용홈(113)에 휴대폰(10)을 삽입하거나 상기 수용홈(113)으로부터 휴대폰(10)을 분리할 수 있도록 한다.
여기서, 상기 본체(110)를 구성하는 배면커버(111) 및 지지부(112)는 금속이나 플라스틱과 같은 강성의 재질로 이루어질 수도 있지만, 외부로부터 충격을 흡수하고 전체적인 무게를 줄일 수 있도록 실리콘이나 가죽, 직물 등과 같은 연질의 재질로 이루어질 수 있다.
이때, 상기 배면커버(111)는 실리콘이나 가죽 등과 같은 연질의 재질로 이루어지며 상기 휴대폰(10) 측으로 전원을 공급할 수 있도록 상기 플렉서블 배터리(120)가 내장된다. 이에 따라, 상기 본체(110)와 휴대폰(10)의 결합시 상기 휴대폰(10)은 피접속단자(130)를 통해 상기 플렉서블 배터리(120)로부터 전원을 공급받게 된다.
이를 위해, 상기 본체(110)의 일측에는 상기 휴대폰(10)의 접속단자(12)와 대응되는 피접속단자(130)가 상기 수용홈(113)의 내측으로 돌출되도록 구비된다. 이에 따라, 상기 본체(110)와 휴대폰(10)의 결합시 상기 수용홈(113)에 휴대폰(10)을 삽입하면 상기 피접속단자(130)가 휴대폰(10)의 접속단자(12)에 삽입됨으로써 상기 플렉서블 배터리(120)와 휴대폰(10)이 전기적으로 연결된다.
이로 인해, 상기 본체(110)와 휴대폰(10)의 결합시 상기 휴대폰(10)은 상기 플렉서블 배터리(120)로부터 추가적인 전원을 공급받음으로써 휴대폰(10)의 전체 사용시간을 늘릴 수 있게 된다.
이와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대폰 케이스(100,200,200')는 판상의 부재로 이루어지는 배면커버(111)에 내장되는 플렉서블 배터리가 휴대폰(10)의 배면면적과 대략 동일한 넓은 면적을 갖도록 구비됨으로써 고용량의 플렉서블 배터리(120)를 사용할 수 있게 되므로 휴대폰의 사용시간을 늘릴 수 있게 된다.
더불어, 상기 배면커버(111)가 연질의 재질로 이루어져 외부에서 가해지는 하중을 충분히 흡수하여 보호케이스로서의 고유의 기능을 수행하면서도, 고용량의 플렉서블 배터리가 내장되므로 보호대상인 휴대폰에 충분한 용량의 전원을 추가적으로 공급함으로써 휴대폰의 사용시간을 더욱 늘릴 수 있게 된다.
여기서, 상기 수용홈(113) 측으로 돌출되는 피접속단자(130)는 배면커버(111)에 내장되는 플렉서블 배터리(120)와 서로 전기적으로 연결되며, 상기 본체(110)와 휴대폰(10)의 결합시 상기 피접속단자(130)가 휴대폰(10)의 접속단자(12)에 삽입됨으로써 상기 수용홈(113)에 결합된 휴대폰(10)이 용이하게 이탈되는 것을 방지한다.
한편, 상기 본체(110)의 일측에는 상기 피접속단자(130)와 플렉서블 배터리(120)의 전기적인 연결을 온/오프하는 스위치(132)가 구비될 수도 있다. 이러한 스위치(132)는 휴대폰(10)에 추가적인 전원의 공급이 불필요한 경우에는 상기 피접속단자(130)와 플렉서블 배터리(120)의 전기적인 연결을 해제하고, 휴대폰(10)에 추가적인 전원의 공급이 필요한 경우에는 상기 피접속단자(130)와 플렉서블 배터리(120)를 전기적으로 연결함으로써 플렉서블 배터리(120)로부터 전원을 공급받을 수 있도록 한다.
여기서, 도면에는 상기 스위치(132)가 버튼 방식으로 구비되는 것으로 도시하였지만 이에 한정하는 것은 아니며 슬라이드 방식과 같은 온/오프 동작을 수행할 수 있는 공지의 다양한 방식이 사용될 수 있음을 밝혀둔다.
상기 지지부(112)는 상기 배면커버(111)의 테두리로부터 일정높이 연장되어 상기 휴대폰(10)의 측면을 감싸줌으로써 상기 수용홈(113)에 삽입된 휴대폰(10)이 수용홈(113)으로부터 이탈되는 것을 방지한다.
이러한 지지부(112)는 상기 배면커버(111)와 별도의 부재로 구비되어 결합될 수도 있고, 상기 배면커버(111)와 일체로 형성될 수도 있으며, 상기 배면커버(111)와 동일한 재질로 이루어질 수도 있고 다른 재질로 이루어질 수도 있다. 일례로, 상기 배면커버(111)가 연질의 재질로 이루어지는 경우 상기 지지부(112)는 강성의 재질로 이루어질 수도 있고, 상기 배면커버(111)와 동일한 연질의 재질로 이루어질 수도 있다.
그리고, 상기 지지부(112) 및 배면커버(111)에는 사용자의 조작을 위해 휴대폰(10)에 구비되는 조작키(14)나 카메라 등이 외부로 노출될 수 있도록 대응되는 영역에 적어도 하나의 노출공(115)이 구비될 수 있다.
더불어, 상기 수용홈(113)의 일측에는 캡수용부(116)가 지지부(112)의 내측으로 일정깊이 절개형성될 수 있다. 이러한 캡수용부(116)는 상기 휴대폰(10)에 접속단자(12)를 보호하기 위한 밀폐캡(16)이 구비되는 경우 상기 밀폐캡(16)을 보관하기 위한 공간을 제공하게 된다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대폰 케이스(200,200')는 도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이 상기 수용홈(113)에 삽입되는 휴대폰(10)의 전면을 덮을 수 있도록 상기 지지부(112)에 접이가능하게 연결되는 판상의 전면커버(114)가 구비될 수 있다.
즉, 상기 본체(110)에 상기 전면커버(114)가 구비되는 경우, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 플렉서블 배터리(120)는 배면커버(111)에만 내장되고, 상기 전면커버(114)는 금속, 플라스틱 등과 같은 강성의 재질로 이루어져 단순히 휴대폰(10)의 전면을 보호하는 역할을 수행할 수 있다. 뿐만 아니라 전면커버(114)에도 내장됨으로써 플렉서블 배터리의 전체적인 용량을 늘릴 수도 있다.
또한, 상기 본체(110)에 전면커버(114)가 구비되는 경우, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 전면커버(114) 역시 배면커버(111)와 마찬가지로 연질의 재질로 이루어지고, 상기 전면커버(114) 및 배면커버(111)에 플렉서블 배터리(120)가 모두 내장된 형태로 구비될 수도 있다.
이에 따라, 상기 플렉서블 배터리(120)는 전면커버(114) 및 배면커버(111)에 해당하는 넓은 면적으로 형성될 수 있으므로 플렉서블 배터리(120)의 전체적인 용량을 획기적으로 늘릴 수 있게 된다.
여기서, 상기 전면커버(114)에 플렉서블 배터리(120)가 내장되는 경우 전면커버(114)에 내장되는 플렉서블 배터리와 배면커버(111)에 내장되는 플렉서블 배터리가 두 개의 부재로 이루어지고 서로 전기적으로 연결될 수도 있지만, 하나의 통체로 이루어질 수도 있다.
더불어, 도시하지는 않았지만 상기 플렉서블 배터리(120)가 통체로 이루어져 전면커버(114) 및 배면커버(111)에 모두 배치되는 경우 상기 지지부(112) 측에 위치하는 부분은 상기 지지부(112)의 길이방향과 평행한 방향으로 패턴이 형성될 수 있음을 밝혀둔다.
상기 배면커버(111) 및/또는 전면커버(114)에 내장되는 플렉서블 배터리(120)는 도 8에 도시된 바와 같이 외장재(121) 및 전극조립체(125)를 포함한다.
상기 외장재(121)는 일정면적을 갖는 판상의 부재로 이루어지며, 내부에 상기 전극조립체(125) 및 전해액을 수용함으로써 외력으로부터 상기 전극조립체(125)를 보호하기 위한 것이다.
이를 위해, 상기 외장재(121)는 한 쌍의 제1외장재(121a) 및 제2외장재(121b)를 포함하고, 테두리를 따라 접착제를 통해 밀봉됨으로써 내부에 수용된 상기 전해액 및 전극조립체(125)가 외부로 노출되는 것을 방지하고 전해액이 외부로 누설되는 것을 방지한다.
즉, 상기 외장재(121)는 도 8에 도시된 바와 같이 상기 전극조립체(125) 및 전해액을 내부에 수용하기 위한 수용부(122)와, 상기 수용부(122)의 테두리를 따라 상기 전극조립체(125) 및 전해액이 외부로 누설되는 것을 방지할 수 있도록 밀봉되는 밀봉부(123)를 포함한다.
이러한 외장재(121)는 상기 제1외장재(121a) 및 제2외장재(121b)가 두 개의 부재로 이루어진 후 서로 맞접하는 밀봉부(123)가 접착제를 통해 밀봉될 수도 있고, 하나의 부재로 이루어지고 폭방향 또는 길이방향을 따라 반으로 접혀진 후 맞접하는 나머지 밀봉부(123)가 접착제를 통해 밀봉될 수도 있음을 밝혀둔다.
이때, 상기 외장재(121)는 도 9에 도시된 바와 같이 적어도 일면에 밴딩시 수축 및 이완을 위한 패턴(124)이 구비될 수 있다.
이러한 패턴(124)은 상기 외장재(121)의 길이방향 또는 폭방향을 따라 산부와 골부가 반복적으로 배열되도록 형성되도록 구비된다.
구체적으로 설명하면, 상기 패턴(124)의 산부 및 골부는 상기 외장재(121)의 폭방향과 평행한 직선에 대하여 평행하거나 상기 외장재(121)의 폭방향과 평행한 직선에 대하여 일정각도 경사지게 형성될 수 있다. 더불어, 상기 패턴(124)의 산부 및 골부는 상기 외장재(121)의 폭방향에 대하여 평행하거나 상기 외장재(121)의 폭방향에 대하여 일정각도 경사지게 형성될 수 있다.
더불어, 상기 패턴(124)의 산부 및 골부는 서로 이웃하는 산부 및 골부가 동일한 간격을 갖도록 구비될 수도 있고, 서로 이웃하는 산부 또는 골부의 간격이 서로 다른 간격을 갖도록 구비될 수도 있으며, 동일한 간격과 서로 다른 간격이 조합된 형태로 구비될 수도 있다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 배터리(120)는 밴딩시 길이방향에 대한 수축 및 이완이 상기 패턴(124)을 통해 용이하게 이루어진다.
이로 인해, 상기 외장재(121)에 반복적인 밴딩이 일어나더라도 외장재(121) 자체에 가해지는 피로도를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 상기 외장재(121)의 내부에 배치된 전극조립체(125) 역시 밴딩시 발생되는 하중으로부터 보호받을 수 있게 된다.
이와 같은 패턴(124)은 상기 외장재(121) 표면 전체에 형성될 수도 있고 부분적으로 형성될 수도 있다.
상기 전극조립체(125)는 도 14에 도시된 바와 같이 상기 외장재(121)의 내부에 전해액과 함께 봉지되는 것으로, 양극(126)과 음극(128) 사이에 분리막(127)이 배치되어 양극(126) 및 음극(128)이 분리막(127)에 의해 분리된 형태일 수 있다.
이때, 상기 양극(126)은 양극집전체(126a) 및 양극 활물질(126b)을 포함하고, 상기 음극(128)은 음극집전체(128a) 및 음극 활물질(128b)을 포함하며, 상기 양극 또는 음극 중 적어도 하나는 상기 분리막(127)과 일체화될 수 있다.
여기서, 상기 음극집전체(128a) 및 양극집전체(126a)는 몸체로부터 각각 연장되는 음극단자(128c) 및 양극단자(126c)가 각각 형성된다. 이와 같은 양극단자(126c) 및 음극단자(128c)는 상기 전극조립체(125)를 피접속단자(130)와 전기적으로 연결하기 위한 것이며, 상기 양극집전체(126a) 및 음극집전체(128a) 각각의 몸체로부터 일정길이 연장된다.
이때, 상기 양극단자(126c) 및 음극단자(128c)와 피접속단자(130)의 사이에는 별도의 회로부(131)가 배치됨으로써 휴대폰의 충전시 플렉서블 배터리(120)의 전하량과 충전대상인 휴대폰 배터리의 전하량이 같아질 때까지 상기 플렉서블 배터리(120)로부터 피접속단자(130)를 경유하여 접속단자(12)를 통해 충전대상인 휴대폰의 배터리 측으로 전하가 흐를 수 있도록 한다.
한편, 상기 분리막(127)은 부직포층(127a)과 이 부직포층의 일면 또는 양면에 적층된 나노섬유웹층(127b)을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 나노섬유웹층(127b)은 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile) 나노섬유 및 폴리비닐리덴 플루오라이드(polyvinylidene fluoride) 나노섬유 중에서 선택된 1종 이상을 함유한 나노섬유일 수 있다.
바람직하게는 상기 나노섬유웹층(127b)의 형성시 방사성 및 균일한 기공형성을 확보하기 위해 폴리아크릴니트릴 나노섬유만으로 구성될 수 있다. 그리고 상기 나노섬유웹층(127b)의 상기 폴리아크릴로니트릴 나노섬유는 평균직경 0.1 ~ 2㎛일 수 있으며, 바람직하게는 0.1 ~ 1.0㎛일 수 있다.
이는, 상기 나노섬유의 평균직경이 0.1㎛미만 이면 분리막이 충분한 내열성을 확보하지 못하는 문제가 있을 수 있고, 2㎛를 초과하면 분리막의 기계적 강도는 우수하나 분리막의 탄성력이 오히려 감소할 수 있기 때문이다.
또한, 상기 부직포층(127a)을 구성하는 부직포는 셀룰로오스, 셀룰로오스 아세테이트, 폴리비닐알코올(PVA, polyvinyl alcohol), 폴리설폰(polysulfone), 폴리이미드(polyimide), 폴리에테르이미드(polyetherimide), 폴리아마이드(polyamide), 폴리에틸렌옥사이드(PEO, polyethylene oxide), 폴리에틸렌(PE, polyethylene), 폴리프로필렌(PP,polypropylene), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, polyethylene terephthalate), 폴리우레탄(PU, polyurethane), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA, poly methylmethacrylate) 및 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile) 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.
여기서, 상기 부직포층은 무기첨가제를 더 포함할 수 있으며, 상기 무기첨가제는 SiO, SnO, SnO2, PbO2, ZnO, P2O5, CuO, MoO, V2O5, B2O3, Si3N4, CeO2, Mn3O4, Sn2P2O7, Sn2B2O5, Sn2BPO6, TiO2, BaTiO3, Li2O, LiF, LiOH, Li3N, BaO, Na2O, Li2CO3, CaCO3, LiAlO2, SiO2, Al2O3 및 PTFE 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 무기첨가제인 무기물 입자는 평균입경이 10 ~ 50 nm일 수 있으며, 바람직하게는 10 ~ 30 nm일 수 있고, 더욱 바람직하게는 10 ~ 20 nm일 수 있다.
더불어, 상기 분리막의 평균두께는 10 ~ 121㎛일 수 있고, 바람직하게는 10 ~ 50㎛일 수 있다.
이는, 분리막의 평균두께가 10㎛ 미만이면 분리막이 너무 얇아서 배터리의 반복적인 구부러짐 및/또는 펴짐에 의한 분리막의 장기적인 내구성을 확보할 수 없을 수 있고, 121㎛를 초과하면 플렉서블 배터리의 박육화에 불리하므로 상기 범위 내의 평균두께를 갖는 것이 좋다.
그리고, 상기 부직포층은 평균두께 10 ~ 30㎛으로, 바람직하게는 15~ 30㎛로 형성시키고, 상기 나노섬유웹층은 평균두께 1 ~ 5㎛를 갖는 것이 좋다.
상기 양극 집전체 및/또는 음극 집전체는 박형의 금속 호일로 이루어질 수 있고, 일정 길이를 갖는 띠 형상으로 형성되며 구리, 알루미늄, 스테인리스 스틸, 니켈, 티타늄,크롬, 망간, 철, 코발트, 아연, 몰리브덴, 텅스텐, 은, 금 및 이들의 조합에 의하여 제조되는 금속 호일로 이루어질 수 있다.
상기 양극 활물질은 리튬 이온을 가역적으로 인터칼레이션 및 디인터칼레이션할 수 있는 양극 활물질을 포함하며, 이러한 양극 활물질의 대표적인 예로는 LiCoO2, LiNiO2, LiMnO2, LiMn2O4, 또는 LiNi1-x-yCoxMyO2(0 ≤ x ≤1, 0 ≤y ≤ 1, 0 ≤ x+y ≤ 1, M은 Al, Sr, Mg, La 등의 금속)와 같은 리튬-전이금속산화물을 사용할 수 있다. 그러나 본 발명에서는 상기 양극 활물질 이외에도 다른 종류의 양극 활물질을 사용하는 것도 물론 가능하다.
그리고, 상기 음극 활물질(128b)은 리튬 이온을 인터칼레이션 및 디인터칼레이션할 수 있는 음극 활물질을 포함하며, 이러한 음극 활물질(128b)로는 결정질 또는 비정질의 탄소, 탄소 섬유, 또는 탄소 복합체의 탄소계 음극 활물질, 주석 산화물, 이들을 리튬화한 것, 리튬, 리튬합금 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택될 수 있다. 그러나 본 발명은 상기 음극 활물질로 종류가 한정되는 것은 아니다.
한편, 상기 양극 활물질(126b) 및 음극 활물질(128b)은 양극집전체(126a) 또는 음극집전체(128a)로부터 박리를 방지하고, 양극 활물질층 및 음극 활물질충의 크랙을 방지하기 위하여 PTFE(Polytetrafluoroethylene) 성분을 함유할 수 있다.
한편, 상기 전극조립체(125)는 플랙서블한 판상의 형태로 구비될 수도 있지만, 상기 외장재(121)와 마찬가지로 밴딩시 수축 및 이완을 위하여 상기 외장재(121)에 형성되는 패턴(124)과 동일한 패턴이 구비될 수 있다.
즉, 상기 전극조립체(125)를 구성하는 양극(126), 음극(128) 및 분리막(127)이 밴딩시 수축 및 이완을 위하여 상기 외장재(121)에 형성되는 패턴(124)과 동일한 패턴(129)이 구비될 수 있다.
여기서, 상기 전극조립체(125)에 형성되는 패턴(129)은 외장재(121)에 형성되는 패턴(124)과 마찬가지로 폭방향과 평행한 직선에 대하여 평행하게 형성되거나, 폭방향과 평행한 직선에 대하여 일정각도 경사지게 형성될 수 있다(도 9 참조). 더불어, 도시하지는 않았지만 상기 패턴(129)은 폭방향과 평행하게 형성될 수 있다. 다만, 상기 외장재(121)에 형성되는 패턴(124)과 상기 전극조립체(125)에 형성되는 패턴(129)이 서로 일치하기만 하면 무방함을 밝혀둔다.
더불어, 상기 패턴(124,129)은 도 10 내지 도 13에 도시된 바와 같이 산부와 골부가 연속적이거나 비연속적으로 이루어질 수 있으며, 산부와 골부의 단면 형상이 직선 패턴, 프리즘 패턴, 반원 패턴, 물결무늬 패턴, 다각형 패턴 및 이들이 혼합된 패턴 중에서 선택된 1종 이상의 패턴으로 형성될 수 있다.
이에 따라, 상기 배면커버(111) 및/또는 전면커버(114)가 연질의 재질로 이루어져 휴대폰(10)의 체결 및 분리과정에서 상기 배면커버(111) 및 전면커버(114)가 구부러지거나 휘어진다 하더라도 상기 배면커버(111) 및/또는 전면커버(114)에 내장된 상기 플렉서블 배터리(120) 역시 수축 및 이완을 위한 패턴(124,129)을 통해 배면커버(111) 및/또는 전면커버(114)와 동일하게 구부러지거나 휘어질 수 있음으로써 내장된 플렉서블 배터리(120)가 반복적인 밴딩에 의해 손상되거나 파손되는 것을 방지할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 플렉서블 배터리(120)는 리튬이온 이차전지뿐만 아니라 리튬이온 고분자전지, 전기이중층 커패시터(Electric double layer capacitor) 및 슈도 커패시터(Pseudo capacitor)를 포함하는 이차전지에도 적용될 수 있으며, 바람직하게는 소형 리튬이온 이차전지에도 적용될 수 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
10 : 휴대폰 12 : 접속단자
14 : 조작키 16 : 밀폐캡
100,200,200' : 휴대폰 케이스
110 : 본체 111 : 배면커버
112 : 지지부 113 : 수용홈
114 : 전면커버 115 : 노출공
116 : 캡수용부 120 : 플렉서블 배터리
121 : 외장재 121a : 제1외장재
121b : 제2외장재 122 : 수용부
123 : 밀봉부 124 : 패턴
125 : 전극조립체 126 : 양극
126a : 양극집전체 126b : 양극 활물질
126c : 양극단자 127 : 분리막
127a : 부직포층 127b : 나노섬유웹층
128 : 음극 128a : 음극집전체
128b : 음극 활물질 129c : 음극단자
129 : 패턴 130 : 피접속단자
131 : 회로부 132 : 스위치

Claims (12)

  1. 휴대폰의 배면을 덮는 판상의 배면커버와 상기 휴대폰의 측면을 감싸도록 상기 배면커버의 테두리로부터 일정높이 연장되는 지지부 및 상기 휴대폰을 수용할 수 있도록 일측이 개방된 수용홈을 갖는 본체;
    상기 본체에 내장되는 플렉서블 배터리; 및
    상기 플렉서블 배터리와 전기적으로 연결되고, 상기 휴대폰의 일측에 구비되는 접속단자와 대응되도록 구비되며, 상기 지지부로부터 수용홈의 내측으로 돌출되도록 구비되어 상기 본체와 휴대폰의 결합시 상기 접속단자와 연결되는 피접속단자;를 포함하고,
    상기 플렉서블 배터리는,
    양극, 음극 및 분리막을 포함하는 전극조립체; 및
    상기 전극조립체를 전해액과 함께 봉지하는 외장재;를 포함하고,
    상기 외장재 및 전극조립체는 밴딩시 수축 및 이완을 위하여 길이방향을 따라 산부와 골부가 반복적으로 배열되도록 형성되는 패턴이 각각 구비되며,
    상기 외장재에 형성되는 패턴과 상기 전극조립체에 형성되는 패턴은 서로 일치하도록 형성되는 휴대폰 케이스.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 본체는 상기 휴대폰의 전면을 덮을 수 있도록 상기 지지부에 접이가능하게 연결되는 판상의 전면커버를 포함하고,
    상기 플렉서블 배터리는 상기 배면커버 및 전면커버에 모두 내장되는 휴대폰 케이스.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 본체의 일측에는 상기 피접속단자와 플렉서블 배터리의 전기적인 연결을 온/오프하는 스위치가 구비되는 휴대폰 케이스.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 수용홈의 일측에는 상기 휴대폰과 본체의 결합시 휴대폰의 접속단자를 보호하는 밀폐캡을 수용하기 위한 캡수용부가 내측으로 일정깊이 절개형성되는 휴대폰 케이스.
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