KR102323143B1 - 팔찌형 보조배터리 - Google Patents

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KR102323143B1
KR102323143B1 KR1020150061759A KR20150061759A KR102323143B1 KR 102323143 B1 KR102323143 B1 KR 102323143B1 KR 1020150061759 A KR1020150061759 A KR 1020150061759A KR 20150061759 A KR20150061759 A KR 20150061759A KR 102323143 B1 KR102323143 B1 KR 102323143B1
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주식회사 아모그린텍
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Abstract

팔찌형 보조배터리를 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 팔찌형 보조배터리는 플렉서블 배터리가 내장되는 밴드부; 상기 밴드부의 일단에 구비되며, 상기 플렉서블 배터리와 전기적으로 연결되어 상기 플렉서블 배터리에서 제공되는 전원을 전자기기 측으로 공급하기 위한 제1단자가 구비되는 체결부; 상기 밴드부의 타단에 구비되며, 상기 제1단자를 포함하는 상기 체결부의 적어도 일부가 삽입되는 수용부가 구비되는 대응체결부; 및 상기 체결부와 대응체결부의 결합력을 상승시키는 동시에 유체의 유입을 차단하는 제1밀봉부재;를 포함한다.

Description

팔찌형 보조배터리{A bracelet-type auxiliary battery}
본 발명은 팔찌형 보조배터리에 관한 것이다.
일반적으로 스마트폰 단말기는 멀티미디어 통합기기로서 현대인에게 없어서는 안 되는 필수품이며, 과거의 휴대폰 단말기와 달리 통화기능 이외에도 인터넷, 애플리케이션, TV, 네비게이션, SNS 등의 다양한 기능을 수행하는 것을 목적으로 하고 있다.
스마트폰 단말기는 다양한 기능을 구현하기 위하여 디스플레이가 커지게 됨으로써 스마트폰 단말기의 크기가 커져 산책, 운동 등의 간편한 옷차림을 착용하는 경우에 휴대하기가 불편하고, 도난 및 분실의 문제가 발생하게 된다.
나아가 스마트폰 단말기를 가방 등에 넣어 소지하는 경우에는 수신, 발신통화를 하거나 메시지 기능을 사용하기 위해 스마트폰 단말기를 꺼내서 사용하는 불편함이 있고, 가방에 소지하는 스마트폰 단말기의 진동이나 벨소리를 듣지 못하여 수신전화 및 메시지를 받지 못하는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 밴드형 휴대 단말기가 제안되고 있다.
'밴드형 휴대 단말기'는 옷이나 장신구처럼 착용하는 예가 제시되기도 하였으며, 이중 손목이나 팔 등에 착용하는 손목시계 형태의 스마트 기기가 출시되고 있다. 손목시계 형태의 스마트기기(일명 '스마트 워치')는 크기가 작고 가벼워 손목에 항상 차고 다니면서 수신전화나 메시지를 확인할 수 있어 휴대성을 높일 수 있는 것이다.
그러나 종래의 스마트 워치는 기기를 작동시키기 위한 전원이 본체에만 형성되어 있기 때문에 전원의 공급량이 제한적이므로 사용시간이 짧은 단점이 있었고, 야외 활동 중 전원이 모두 소비되는 경우 충전하기가 매우 번거로운 문제점이 있었다.
한국 공개특허 2014-0108509(공개일 2014년 9월 11일)
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 보조배터리를 팔찌 형태로 구현함으로써 평상시에는 팔찌와 동일하게 악세서리로 사용할 수 있고 비상시에는 휴대용 전자기기나 스마트 워치 등과 같은 웨어러블 디바이스의 배터리를 충전할 수 있는 팔찌형 보조배터리를 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 제2단자를 통하여 내장된 플렉서블 배터리를 재충전할 수 있음으로써 재사용이 가능한 팔찌형 보조배터리를 제공하는데 다른 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 플렉서블 배터리가 내장되는 밴드부; 상기 밴드부의 일단에 구비되며, 상기 플렉서블 배터리와 전기적으로 연결되어 상기 플렉서블 배터리에서 제공되는 전원을 전자기기 측으로 공급하기 위한 제1단자가 구비되는 체결부; 상기 밴드부의 타단에 구비되며, 상기 제1단자를 포함하는 상기 체결부의 적어도 일부가 삽입되는 수용부가 구비되는 대응체결부를 포함하는 팔찌형 보조배터리를 제공한다.
또한, 상기 체결부는 단부에 상기 제1단자가 외측으로 돌출되도록 구비되고, 상기 대응체결부와의 결합시 상기 수용부로 삽입되는 제1체결부; 및 일단이 상기 제1체결부의 단부와 연결되며, 타단이 상기 밴드부와 연결되는 제2체결부;상기 제2체결부의 내부에 구비되며, 상기 제1단자와 플렉서블 배터리를 전기적으로 연결하여 상기 플렉서블 배터리로부터 제공되는 전원을 제1단자를 통하여 전자기기 측으로 전달하는 제1기판;을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1체결부의 외부면에 배치되어 상기 제1체결부와 대응체결부의 결합시 상기 제1체결부 및 대응 체결부의 접촉면상에 위치되어, 상기 체결부와 상기 대응체결부의 결합력을 상승시키는 동시에 유체의 유입을 차단하는 제1밀봉부재;를 더 포함할 수 있다.
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또한, 대응체결부는 수용부가 구비되는 제1대응체결부, 및 일단이 상기 제1대응체결부와 연결되며, 타단이 밴드부와 연결되며, 상기 수용부로부터 내측으로 연장되는 보호홈을 포함하고, 상기 체결부와 대응체결부의 결합시 상기 제1단자가 수용되도록 형성되는 보호홈을 포함하는 제2대응체결부; 외부로부터 제공되는 전원을 상기 플렉서블 배터리 측으로 공급하기 위한 제2단자; 상기 제2단자와 상기 플렉서블 배터리를 전기적으로 연결하는 제2기판;을 포함할 수 있다.
또한, 플렉서블 배터리는, 양극, 음극 및 분리막을 포함하는 전극조립체, 및 전극조립체를 전해액과 함께 봉지하는 외장재를 포함하고, 상기 외장재 및 전극조립체는 밴딩시 수축 및 이완을 위한 패턴이 서로 일치되도록 형성될 수 있다.
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본 발명에 의하면, 보조배터리를 팔찌형태로 구현함으로써 평상시에는 팔찌와 동일하게 악세서리로 사용할 수 있고 비상시에는 장소 및 주변환경에 구애받지 않고 휴대용 전자기기나 스마트 워치 등과 같은 웨어러블 디바이스의 배터리를 간편하게 충전할 수 있다.
또한, 본 발명은 제2단자를 통하여 내장된 플렉서블 배터리를 재충전할 수 있음으로써 재사용이 가능한 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 팔찌형 보조배터리를 도시한 사시도,
도 2는 보조배터리도 1에서 체결부가 분리된 상태를 나타낸 도면,
도 3은 도 1에서 A-A'의 단면도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 팔찌형 보조배터리에서 체결부 및 대응체결부의 내부구성을 나타낸 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 팔찌형 보조배터리에 적용되는 대응체결부의 수용부를 나타낸 도면,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 팔찌형 보조배터리에 적용되는 체결부 및 대응체결부의 구성을 나타낸 분해도,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 팔찌형 보조배터리에 적용되는 플렉서블 배터리를 나타낸 도면,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 팔찌형 보조배터리에 적용되는 플렉서블 배터리의 세부구성을 나타낸 확대단면도,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 팔찌형 보조배터리에 적용되는 플렉서블 배터리에서 전극조립체와 외장재형성되는 다양한 패턴을 나타낸 개략도, 그리고,
도 10 내지 도 13은 본 발명에 따른 팔찌형 보조배터리에 적용되는 플렉서블 배터리에서 패턴의 다양한 형태를 나타낸 개략도이다.
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 붙였다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 팔찌형 보조배터리(100)는 밴드부(110), 체결부(120), 및 대응체결부(130)를 포함할 수 있다.
밴드부(110)는 외부 충전이 필요한 전자기기에 전원을 공급하기 위한 배터리로서, 팔찌와 같은 액세서리 형태로 신체의 일부에 착용할 수 있도록 유연한 재질로 이루어지고 일정길이를 갖는 띠 형상으로 구비될 수 있다.
또한, 밴드부(110)는 전자기기에 전원을 공급하기 위하여 내부에 플렉서블 배터리(190)가 내장될 수 있다. 플렉서블 배터리(190)에 대해서는 도 7 내지 도 14를 참조하여 자세히 후술하도록 한다.
여기서, 플렉서블 배터리(190)는 밴드부(110)와 동일하게 띠 형상으로 구비되어 상기 밴드부(110)에 내장될 수 있다.
또한, 밴드부(110)의 양단에는 체결부(120)와 대응체결부(130)가 각각 결합될 수 있다. 이때, 체결부(120) 및 대응체결부(130)는 상기 밴드부(110)와의 결합부분이 밀봉제(180)에 의해 밀봉될 수 있다.
즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 밴드부(110)의 일단과 체결부(120), 밴드부(110)의 타단과 대응체결부(130)가 밀봉제(180)에 의해 결합됨으로써, 외부로부터 유입되는 유체의 유입을 방지할 수 있다.
여기서, 밀봉제(180)는 열에 의해 경화될 수 있는 에폭시 재질로 형성될 수 있다.
한편, 상기 체결부(120) 및 대응체결부(130)는 메탈 소재로 형성될 수 있다. 이는, 서로 결합되는 체결부(120) 및 대응체결부(130)가 견고한 메탈 소재로 이루어짐으로써 결합력을 높이고 전체적인 심미감을 높일 수 있도록 하기 위함이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 체결부(120)는 상기 플렉서블 배터리로부터 제공되는 전원을 충전대상인 전자기기 측으로 공급하기 위한 부분으로, 제1체결부(122) 및 제2체결부(124)를 포함할 수 있다.
상기 제1체결부(122)는 대응체결부(130)와 결합되는 부분으로, 단자수용홈(126), 제1단자(142) 및 제1밀봉부재(150)를 포함한다.
또한, 상기 제2체결부(124)는 일단이 상기 밴드부(110)의 단부와 결합되며, 내부에 제1단자(142)와 플렉서블 배터리(190)를 서로 전기적으로 연결시키기 위한 제1기판(128)이 구비될 수 있다.
이때, 상기 제1체결부(122)의 내부에는 제1단자(142)가 배치되는 단자수용홈(126)을 구비할 수 있으며, 상기 단자수용홈(126)은 제2체결부(124)의 제1수용공간(124a)과 연결될 수 있다.
여기서, 상기 제1단자(142)는 전자기기와 연결되어 플렉서블 배터리(190)로부터 제공되는 전원을 전자기기의 메인 배터리(미도시)측으로 전달함으로써, 전자기기의 메인 배터리(미도시)를 충전시킬 수 있다.
이때, 상기 제1단자(142)는 상기 전자기기와의 결합시 용이하게 결합될 수 있도록 일부가 단자수용홈(126)으로부터 외측 방향으로 돌출되도록 구비될 수 있다.
특히, 제1단자(142)는 단자수용홈(126)에 슬라이딩 가능하게 설치되어 단자수용홈(126)을 따라 슬라이딩될 수 있다. 이는, 상기 제1단자(142)가 단자수용홈(126)의 내부로 슬라이딩되어 외측으로 돌출되지 않도록 함으로써 상기 제1단자(142)를 보호하기 위함이다.
일 예로, 제1체결부(122)가 대응체결부(130)와 분리되고 상기 제1단자(142)가 충전대상인 전자기기와 연결되지 않는 경우, 제1단자(142)를 제2체결부(124) 방향으로 밀어줌으로써, 제1단자(142)는 단자수용홈(126)을 따라 이동하여 제1체결부(122)의 내부로 삽입된다.
이에 따라, 제1단자(142)가 제1체결부(122), 더욱 자세하게는 단자수용홈(126)의 내부로 삽입됨으로써, 제1단자(142)가 외부로 노출되는 것을 방지하게 된다.
이때, 제1단자(142)는 제2체결부(124)의 제1수용공간(124a)에 구비되는 제1기판(128)과 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 제1단자(142)는 음극 및 양극 전극으로 이루어진 한 쌍으로 구성될 수 있으며, 또는 도 4에 도시된 바와 같이, USB 단자 형태이거나, 또는 공지된 다양한 형태의 단자로 이루어질 수 있다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에서는 본 발명의 이해를 돕기 위해 단자부는 USB 단자 형태로 설명 및 도시하고 있다.
또한, USB 단자 형태의 단자부는 복수개의 핀으로 이루어질 수 있으며, 복수개의 핀은 전원 입/출력을 위한 핀과, 데이터 전송을 위한 핀, 접지로 사용되는 핀으로 구성될 수 있으며, 본 발명에서는 4핀으로 구성되는 것으로 도시하고 있으나, 설계조건에 따라 핀의 배열과 개수는 달라질 수 있다.
제1밀봉부재(150)는 체결부(120)와 대응체결부(130) 사이를 체결하는 동시에 외부로부터의 유체 유입을 방지하기 위한 것으로, 제1체결부(122)의 외부면을 감싸도록 구비될 수 있다.
구체적으로, 제1밀봉부재(150)는 제1체결부(122)와 대응체결부(130)의 결합시 제1체결부(122) 및 대응체결부(130)의 접촉면상에 위치될 수 있다.
이때, 제1밀봉부재(150)는 체결부(120)와 대응체결부(130) 사이의 체결력을 상승시키고 밀봉력을 높일 수 있도록 둘레에 복수 개의 돌기(152)가 구비될 수 있다.
특히, 복수 개의 돌기(152)는 수용부(136) 측으로 삽입되는 제1체결부(122)의 삽입방향에 대하여 수직한 방향으로 배치될 수 있다.
이를 통해, 상기 복수 개의 돌기(152)는 유체의 유입방향에 대하여 수직한 방향으로 배치됨으로써 여러 번에 걸쳐 유체의 진입을 차단하게 되므로 기밀성을 높일 수 있게 된다.
제2체결부(124)의 내부에는 제1기판(128)이 설치되기 위한 제1수용공간(124a)이 형성될 수 있으며, 제1수용공간(124a)은 제1체결부(122)의 단자수용홈(126)과 연결될 수 있다.
이때, 상기 제1기판(128)은 제1단자(142)와 플렉서블 배터리(190)와 각각 전기적으로 연결되어 상기 제1단자(142) 및 플렉서블 배터리(190)를 서로 전기적으로 연결시킨다.
이에 따라, 제1단자(142)는 플렉서블 배터리(190)로부터 제공되는 전원을 제1단자(142)를 통하여 전자기기 측으로 전달할 수 있다.
또한, 제1기판(128)은 도 3에 도시된 바와 같이, 제1수용공간(124a)의 바닥면으로부터 일정높이 이격되어 설치될 수 있다.
이에 따라, 제2체결부(124)의 저면을 통하여 유체 및 이물질이 유입된다 하더라도 상기 유체 및 이물질이 제1기판(128)과 곧바로 접촉되는 것을 차단함으로써 상기 유체 및 이물질에 의한 제1기판(128)의 손상을 방지할 수 있다.
또한, 제2체결부(124)의 저면에는 제1수용공간(124a)의 개방영역을 폐쇄하기 위한 제1커버(129)가 착탈 가능하게 구비될 수 있으며, 제1커버(129)의 일면에는 제2밀봉부재(160)가 구비될 수 있다.
구체적으로, 제2밀봉부재(160)는 제1커버(129)의 테두리에 구비되어 제2체결부(124)와 제1커버(129) 사이를 통하여 이물질 및 유체가 유입되는 것을 방지할 수 있다.
여기서, 제2밀봉부재(160)는 패브릭 소재로 형성될 수 있으며, 제1커버(129)는 메탈 소재로 형성될 수 있다.
상기 대응체결부(130)는 도 5에 도시된 바와 같이, 외부충전기기와 연결되어 플렉서블 배터리(190)로 전원을 공급하기 위한 부분으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1대응체결부(132) 및 제2대응체결부(134)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 제1대응체결부(132)는 제1체결부(122)와 결합하기 위한 부분으로, 수용부(136)가 구비될 수 있다.
또한, 제2대응체결부(134)는 일단이 상기 밴드부(110)의 단부와 결합되며, 내부에 제2단자(144)와 플렉서블 배터리(190)를 서로 전기적으로 연결시키기 위한 제2기판(138)이 구비될 수 있다.
제1대응체결부(132)의 내부에는 제1체결부(122)가 삽입되는 소정의 공간이 형성되는 수용부(136)가 형성될 수 있다.
이때, 수용부(136)의 일측은 외측 방향으로 개방되는 개구(136a)가 구비되어, 개구(136a)를 통하여 제1체결부재(122)가 삽입될 수 있다.
또한, 개구(136a)와 대응하는 수용부(136)의 일면에는 제2단자(144)와 보호홈(137)이 나란히 구비될 수 있다.
상기 제2단자(144)는 플렉서블 배터리(190)의 전원이 일부 또는 전부 소모된 경우 상기 플렉서블 배터리(190) 자체를 충전시키기 위한 것이다.
여기서, 제2단자(144)는 음극 및 양극 전극으로 이루어진 한 쌍으로 구성될 수 있으며, 또는 USB 단자 형태이거나, 또는 공지된 다양한 형태의 단자로 이루어질 수 있다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에서는 본 발명의 이해를 돕기 위해 단자부는 USB 단자 형태로 설명 및 도시하고 있다.
또한, USB 단자 형태의 단자부는 복수개의 핀으로 이루어질 수 있으며, 복수개의 핀(116a)은 전원 입/출력을 위한 핀과, 데이터 전송을 위한 핀, 접지로 사용되는 핀으로 구성될 수 있으며, 본 발명에서는 4핀으로 구성되는 것으로 도시하고 있으나, 설계조건에 따라 핀의 배열과 개수는 달라질 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 팔찌형 보조배터리는 플렉서블 배터리에서 공급되는 전원을 통해 전자기기의 메인 배터리를 충전하기 위한 제1단자 뿐만 아니라 플렉서블 배터리를 재충전하기 위한 제2단자가 별도로 구비됨으로써 재충전을 통한 반복적인 사용이 가능하게 된다.
아울러, 체결부(120)의 제1단자(142)와 대응체결부(130)의 제2단자(144)는 도 4에 도시된 바와 같이, 체결부(120)와 대응체결부(130)가 서로 마주하는 면에서 서로 어긋나도록 배치될 수 있다.
이에 따라, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 체결부(120)와 대응체결부(130)의 결합시 제1단자(142)는 대응체결부(130)의 보호홈(137)으로 삽입될 수 있다.
구체적으로, 보호홈(137)은 수용부(136)로부터 제2대응체결부(134) 방향으로 연장되어 구비될 수 있으며, 제1체결부(122)가 수용부(136) 내로 삽입되는 경우, 제1체결부(122)에서 돌출되는 제1단자(142)가 보호홈(137)으로 삽입될 수 있다.
제2대응체결부(134)의 내부에는 제2기판(138)이 설치되기 위한 제2수용공간(134a)이 형성될 수 있다.
여기서, 상기 제2기판(138)은 제2단자(144) 및 플렉서블 배터리(190)가 각각 전기적으로 연결됨으로써 제2단자(144) 및 플렉서블 배터리(190)가 제2기판(138)을 매개로 서로 전기적으로 연결된다.
이에 따라, 제2기판(138)은 제2단자(142)를 통하여 접속된 외부 충전 기기(200)로부터 제공되는 전원을 플렉서블 배터리(190)로 전달할 수 있다.
또한, 제2수용공간(134a) 내에 설치되는 제2기판(138)은 도 3에 도시된 바와 같이, 제2대응체결부(134)의 바닥면으로부터 일정높이로 이격되어 설치될 수 있다.
이에 따라, 제2대응체결부(134)와 제2수용공간(134a) 사이를 통하여 유입될 수 있는 유체 및 이물질에 의한 제2기판(138)의 손상을 방지할 수 있다.
또한, 제2대응체결부(134)의 저면에는 제2수용공간(134a)의 개방영역을 폐쇄하기 위한 제2커버(139)가 착탈 가능하게 구비될 수 있으며, 제2커버(139)의 일면에는 제3밀봉부재(170)가 구비될 수 있다.
구체적으로, 제3밀봉부재(170)는 제2커버(139)의 테두리에 설치되어 제2대응체결부(134)의 저면을 통하여 유체 및 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있다.
여기서, 제3밀봉부재(170)는 패브릭 소재로 형성될 수 있으며, 제2커버(139)는 메탈 소재로 형성될 수 있다.
도 6을 참조하여, 체결부(120)와 대응체결부(130)에 제1 및 제2커버(129, 139)가 결합되는 방법을 살펴보면, 제2체결부(124)와 제2대응체결부(134)의 각각에는 바닥면으로 개방되는 제 1 및 제2수용공간(124a, 134a)이 각각 형성될 수 있다.
또한, 제 1 및 제2수용공간(124a, 134a)들의 주변에는 제2 및 제3밀봉부재(160, 170)가 안착되는 안착홈(123b, 134b)들이 형성될 수 있다.
이때, 안착홈(123b, 134b)들에는 제2 및 제3밀봉부재(160, 170)가 안착된 이후에 제1 및 제2커버(129, 139)가 안착되며, 나사에 의해 제1 및 제2커버(129, 139)가 제1체결부(124)와 제2대응체결부(134) 각각에 결합될 수 있다.
이때, 제 1 및 제2수용공간(124a, 134a)들 내부에 제1 및 제2기판(128, 138)이 내장되며, 제1 및 제2기판(128, 138)은 제 1 및 제2수용공간(124a, 134a)들 내부에서 제1체결부(124) 및 제2대응체결부(134)에 각각 나사결합될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 팔찌형 보조배터리에 적용되는 플렉서블 배터리(190)는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 전극조립체(20) 및 외장재(30)를 포함한다.
전극조립체(20)는 외장재(30)의 내부에 전해액과 함께 봉지되는 것으로, 양극(22)과 음극(24) 사이에 분리막(26)이 형성된 형태일 수 있다.
양극(22)은 양극집전체(22a) 및 양극활물질(22b)을 포함하고, 음극(24)은 음극집전체(24a) 및 음극활물질(24b)을 포함하며, 양극 또는 음극은 분리막(26)으로 봉지되어 분리막(26)과 일체화될 수 있다.
여기서, 음극집전체(24a) 및 양극집전체(22a)는 몸체로부터 각각 연장되는 음극단자(28a) 및 양극단자(28b)가 각각 형성될 수 있다.
이때, 분리막(26)은 부직포층(26a)의 일면 또는 양면에 나노섬유웹층(26b)을 포함할 수 있다.
여기서, 나노섬유웹층(26b)은 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile) 나노섬유 및 폴리비닐리덴 플루오라이드(polyvinylidene fluoride) 나노섬유 중에서 선택된 1종 이상을 함유한 나노섬유일 수 있다.
바람직하게는 나노섬유웹층(26b)의 형성시 방사성 및 균일한 기공형성을 확보하기 위해 폴리아크릴니트릴 나노섬유만으로 구성될 수 있다. 그리고, 나노섬유웹층(26b)의 폴리아크릴로니트릴 나노섬유는 평균직경 0.1 ~ 2㎛일 수 있으며, 바람직하게는 0.1 ~ 1.0㎛일 수 있다.
이는, 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, 부직포층을 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, 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, 무기첨가제인 무기물 입자는 평균입경이 10 ~ 50 nm일 수 있으며, 바람직하게는 10 ~ 30 nm일 수 있고, 더욱 바람직하게는 10 ~ 20 nm일 수 있다.
더불어, 분리막의 평균두께는 10 ~ 100㎛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, 100㎛를 초과하면 플렉서블 배터리의 박육화에 불리하므로 범위 내의 평균두께를 갖는 것이 좋다.
그리고, 부직포층은 평균두께 10 ~ 30㎛으로, 바람직하게는 15~ 30㎛로 형성시키고, 상기 나노섬유웹층은 평균두께 1 ~ 5㎛를 갖는 것이 좋다.
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.
양극활물질은 리튬 이온을 가역적으로 인터칼레이션 및 디인터칼레이션할 수 있는 양극활물질을 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 양극활물질 이외에도 다른 종류의 양극활물질을 사용하는 것도 물론 가능하다.
그리고, 음극활물질은 리튬 이온을 인터칼레이션 및 디인터칼레이션할 수 있는 음극활물질을 포함하며, 이러한 음극활물질로는 결정질 또는 비정질의 탄소, 탄소 섬유, 또는 탄소 복합체의 탄소계 음극활물질, 주석 산화물, 이들을 리튬화한 것, 리튬, 리튬합금 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택될 수 있다. 그러나, 본 발명은 음극활물질로 종류가 한정되는 것은 아니다.
한편, 양극활물질 및 음극활물질은 양극집전체 또는 음극집전체로부터 박리를 방지하고, 양극 활물질층 및 음극 활물질충의 크랙을 방지하기 위하여 PTFE(Polytetrafluoroethylene) 성분을 함유할 수 있다.
외장재(30)는 일정면적을 갖는 판상의 부재로 이루어지며, 내부에 전극조립체(20) 및 전해액을 수용함으로써 외력으로부터 전극조립체(20)를 보호하기 위한 것이다.
이를 위해, 외장재(30)는 한 쌍의 제1외장재(32) 및 제2외장재(34)로 구비되고, 테두리를 따라 접착제를 통해 밀봉됨으로써 내부에 수용된 전해액 및 전극조립체(20)가 외부로 노출되는 것을 방지하고 외부로 누설되는 것을 방지하게 된다.
이러한 외장재(30)는 제1외장재(32) 및 제2외장재(34)가 두 개의 부재로 이루어진 후 서로 맞접하는 테두리 측이 접착제를 통해 밀봉될 수도 있고, 하나의 부재로 이루어지고 폭방향 또는 길이방향을 따라 반으로 접혀진 후 맞접하는 나머지 부분이 접착제를 통해 밀봉될 수도 있음을 밝혀둔다.
이때, 외장재(30)는 적어도 일면에 밴딩시 수축 및 이완을 위한 패턴(36)이 구비되며, 패턴(36)은 적어도 일부가 외장재(30)의 비틀림 방향에 대한 수축 및 이완을 용이하게 하기 위한 패턴(36)이 포함된다.
즉, 패턴(36)은 밴딩시 외장재(30)의 길이방향에 대한 수축 및 이완을 위한 것이다. 이러한 패턴(36)은 외장재(30)의 길이방향을 따라 산부와 골부가 반복적으로 배열될 수 있다.
구체적으로 설명하면, 패턴(36)의 산부 및 골부는 외장재(30)의 폭방향과 평행한 직선에 대하여 평행하게 형성된다.
이때, 패턴(36)은 서로 이웃하는 산부와 골부가 서로 동일한 간격으로 평행하게 형성될 수도 있고, 서로 이웃하는 산부 또는 골부의 간격이 서로 다른 간격으로 평행하게 형성될 수도 있으며, 동일한 간격과 서로 다른 간격이 조합된 형태로 구비될 수도 있다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 배터리(190)는 밴딩시 길이방향에 대한 수축 및 이완이 패턴(36)을 통해 용이하게 이루어진다.
이로 인해, 외장재(30)의 반복적인 밴딩 작업시 반복적인 하중이 가해지더라도 외장재(30) 자체에 가해지는 피로도를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 외장재(30)의 내부에 배치된 전극조립체(20) 역시 밴딩 작업시 발생되는 하중으로부터 보호받을 수 있게 된다.
더불어, 외장재(30)에 형성되는 패턴은 외장재(30) 표면 전체에 형성될 수도 있고 부분적으로 형성될 수도 있다.
한편, 전극조립체(20)는 플랙서블한 판상의 형태로 구비될 수도 있지만, 외장재(30)와 마찬가지로 밴딩시 수축 및 이완을 위하여 외장재(30)에 형성되는 패턴(36)과 동일한 패턴이 구비될 수 있다.
즉, 전극조립체(20)를 구성하는 양극(22), 음극(24) 및 분리막(26)이 밴딩시 수축 및 이완을 위하여 외장재(30)에 형성되는 패턴(36)과 동일한 패턴이 구비될 수 있다.
여기서, 전극조립체(20)에 형성되는 패턴(28)은 도 9에 도시된 바와 같이 폭방향과 평행한 직선에 대하여 평행하게 형성된다. 이때, 외장재(30)에 형성되는 패턴(36)과 전극조립체(20)에 형성되는 패턴(28)이 서로 일치하기만 하면 무방함을 밝혀둔다.
더불어, 패턴(36, 28)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.
한편, 상술한 플렉서블 배터리(190)는 전자기기측으로 전원으로 공급하는 역할을 수행하는 것으로, 전자기기의 내부에 구비되는 주배터리를 보조하는 보조배터리로서의 역할을 수행할 수도 있지만, 전자기기의 주배터리로도 사용될 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.
100 : 팔찌형 보조배터리 110 : 밴드부
120 : 체결부 122 : 제1체결부
124 : 제2체결부 126 : 단자수용홈
128 : 제1기판 129 : 제1커버
130 : 대응체결부 132 : 제1대응체결부
134 : 제2대응체결부 136 : 수용부
137 : 보호홈 138 : 제2기판
139 : 제2커버 142 : 제1단자
144 : 제2단자 150 : 제1밀봉부재
160 : 제2밀봉부재 170 : 제3밀봉부재
180 : 밀봉제 190 : 플렉서블 배터리

Claims (20)

  1. 플렉서블 배터리가 내장되는 밴드부;
    상기 밴드부의 일단에 구비되며, 상기 플렉서블 배터리와 전기적으로 연결되어 상기 플렉서블 배터리에서 제공되는 전원을 전자기기 측으로 공급하기 위한 제1단자가 구비되는 체결부;
    상기 밴드부의 타단에 구비되며, 상기 제1단자를 포함하는 상기 체결부의 적어도 일부가 삽입되는 수용부가 구비되는 대응체결부;를 포함하고,
    상기 대응체결부는:
    상기 수용부가 구비되는 제1대응체결부; 및
    일단이 상기 제1대응체결부와 연결되며, 타단이 상기 밴드부와 연결되며, 상기 수용부로부터 내측으로 연장되는 보호홈을 포함하고, 상기 체결부와 대응체결부의 결합시 상기 제1단자가 수용되도록 형성되는 보호홈을 포함하는 제2대응체결부;
    외부로부터 제공되는 전원을 상기 플렉서블 배터리 측으로 공급하기 위한 제2단자;
    상기 제2단자와 상기 플렉서블 배터리를 전기적으로 연결하는 제2기판;을 포함하는 팔찌형 보조배터리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 체결부는:
    단부에 상기 제1단자가 외측으로 돌출되도록 구비되고, 상기 대응체결부와의 결합시 상기 수용부로 삽입되는 제1체결부; 및
    일단이 상기 제1체결부의 단부와 연결되며, 타단이 상기 밴드부와 연결되는 제2체결부;
    상기 제2체결부의 내부에 구비되며, 상기 제1단자와 플렉서블 배터리를 전기적으로 연결하여 상기 플렉서블 배터리로부터 제공되는 전원을 제1단자를 통하여 전자기기 측으로 전달하는 제1기판;을 포함하는 팔찌형 보조배터리.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1체결부의 외부면에 배치되어 상기 제1체결부와 대응체결부의 결합시 상기 제1체결부 및 대응 체결부의 접촉면상에 위치되어, 상기 체결부와 상기 대응체결부의 결합력을 상승시키는 동시에 유체의 유입을 차단하는 제1밀봉부재;를 더 포함하는 팔찌형 보조배터리.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    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 위한 패턴이 서로 일치되도록 형성되는 팔찌형 보조배터리.

  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
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  17. 삭제
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  19. 삭제
  20. 삭제
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