KR102363780B1 - Flexible battery as an integration platform for wearable sensors and processing/transmitting devices - Google Patents

Flexible battery as an integration platform for wearable sensors and processing/transmitting devices Download PDF

Info

Publication number
KR102363780B1
KR102363780B1 KR1020200005929A KR20200005929A KR102363780B1 KR 102363780 B1 KR102363780 B1 KR 102363780B1 KR 1020200005929 A KR1020200005929 A KR 1020200005929A KR 20200005929 A KR20200005929 A KR 20200005929A KR 102363780 B1 KR102363780 B1 KR 102363780B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
flexible battery
sensors
electronic device
flexible
battery
Prior art date
Application number
KR1020200005929A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20200094661A (en
Inventor
알. 하루튠얀 아브틱
Original Assignee
혼다 기켄 고교 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US16/560,747 external-priority patent/US20200243807A1/en
Application filed by 혼다 기켄 고교 가부시키가이샤 filed Critical 혼다 기켄 고교 가부시키가이샤
Publication of KR20200094661A publication Critical patent/KR20200094661A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102363780B1 publication Critical patent/KR102363780B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04Construction or manufacture in general
    • H01M10/0436Small-sized flat cells or batteries for portable equipment
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0002Remote monitoring of patients using telemetry, e.g. transmission of vital signals via a communication network
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6801Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • H01M10/0525Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058Construction or manufacture
    • H01M10/0585Construction or manufacture of accumulators having only flat construction elements, i.e. flat positive electrodes, flat negative electrodes and flat separators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M10/4257Smart batteries, e.g. electronic circuits inside the housing of the cells or batteries
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/46Accumulators structurally combined with charging apparatus
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/46Accumulators structurally combined with charging apparatus
    • H01M10/465Accumulators structurally combined with charging apparatus with solar battery as charging system
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/102Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by their shape or physical structure
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/102Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/105Pouches or flexible bags
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/116Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/131Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by physical properties, e.g. gas-permeability or size
    • H01M50/136Flexibility or foldability
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/147Lids or covers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/209Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/256Carrying devices, e.g. belts
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/40Printed batteries, e.g. thin film batteries
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2560/00Constructional details of operational features of apparatus; Accessories for medical measuring apparatus
    • A61B2560/02Operational features
    • A61B2560/0204Operational features of power management
    • A61B2560/0214Operational features of power management of power generation or supply
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00Batteries for particular applications
    • H01M2220/30Batteries in portable systems, e.g. mobile phone, laptop
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)

Abstract

본 발명은 플렉시블 배터리와 통합된 디바이스에 관한 것으로, 플렉시블 배터리는 착용 가능할 수 있으며 다양한 전자 디바이스를 위한 통합 플랫폼을 제공할 수 있다.The present invention relates to a device integrated with a flexible battery, which may be wearable and may provide an integrated platform for a variety of electronic devices.

Description

웨어러블 센서 및 처리/전송 디바이스를 위한 통합 플랫폼으로서의 플렉시블 배터리{FLEXIBLE BATTERY AS AN INTEGRATION PLATFORM FOR WEARABLE SENSORS AND PROCESSING/TRANSMITTING DEVICES}FLEXIBLE BATTERY AS AN INTEGRATION PLATFORM FOR WEARABLE SENSORS AND PROCESSING/TRANSMITTING DEVICES

응용들 중에서도 웨어러블(wearable) 디바이스, 헬스케어, 화장품, 웨어러블 의료 센서 및 약물 전달 디바이스, 휴대용 전자 기기(electronics), 스마트 패키징, 및 RFID의 최근의 집중적인 개발에 의해, 고 에너지 밀도의 얇은 플렉시블 배터리(flexible battery)의 개발이 각각의 디바이스에 적절한 전력을 제공하기 위한 필수적인 과제가 되고 있다.With the recent intensive development of wearable devices, healthcare, cosmetics, wearable medical sensors and drug delivery devices, portable electronics, smart packaging, and RFID, among other applications, high energy density thin flexible batteries (Flexible battery) has become an essential task to provide appropriate power to each device.

디바이스에 따라, 이들 배터리는 현재의 전자 기기에 적절한 전위(V - 범위)를 제공해야 할 뿐만 아니라 광범위한 응용을 커버하도록 μWh에서 kWh까지의 에너지를 또한 보유하여야 한다. 그러나, 이들 새로운 응용은, 전기적 파라미터 외에도, 배터리가 또한 가요성이고, 얇고, 신축성이고(stretchable), 감길 수 있고(rollable), 굽힐 수 있고(bendable), 접힐 수 있으며(foldable), 미세 영역 및 큰 영역을 커버하는 것을 필요로 한다. 이러한 특징들은, 전극들이 금속 포일과 같은 집전체(current collector) 상에 인쇄되는 전형적인 배터리 설계에서는, 그리고 코인(coin), 원통형 또는 프리즘형 전지와 같은 강성 인클로저(rigid enclosure) 내에 캡슐화된 배터리에 대해서는 달성하기 어렵다.Depending on the device, these batteries must not only provide a suitable potential (V-range) for current electronic devices, but also must possess energy from μWh to kWh to cover a wide range of applications. However, these new applications, in addition to electrical parameters, are that batteries are also flexible, thin, stretchable, rollable, bendable, foldable, microscopic and It is necessary to cover a large area. These characteristics are important in typical battery designs where the electrodes are printed on a current collector such as a metal foil, and for batteries encapsulated in a rigid enclosure such as a coin, cylindrical or prismatic cell. difficult to achieve

나노재료는 그의 주변 환경에 극도로 민감한 것으로 알려져 있으며, 따라서 환경 오염, 우주 탐사, 국토 안보, 생물학 및 의학을 포함한 광범위한 분야를 위한 새로운 감지 재료 및 디바이스를 개발할 필요가 있다. 웨어러블 센서 또는 디바이스의 응용 중에서도, 인간의 생리학적 상태에 대한 실시간 모니터링이 가장 중요하다. 이러한 목적을 위해, 웨어러블 디바이스의 기술적 요건들을 그의 기계적 특성들, 예를 들어 웨어러블 디바이스가 또한 편안해야 하고, 가요성이어야 하고, 가벼워야 하고, 소형이어야 하고, 세탁 가능하여야 하는 것 등과 조합할 필요가 있다. 따라서, 웨어러블 디바이스의 이러한 빠른 신흥 분야에서 기계적 지지를 제공하고 전력을 공급하는 배터리를 위한 새로운 설계 및 재료에 대한 필요성이 존재한다.Nanomaterials are known to be extremely sensitive to their surroundings, so there is a need to develop novel sensing materials and devices for a wide range of fields including environmental pollution, space exploration, homeland security, biology and medicine. Among applications of wearable sensors or devices, real-time monitoring of human physiological state is most important. For this purpose, it is necessary to combine the technical requirements of the wearable device with its mechanical properties, for example that the wearable device must also be comfortable, flexible, lightweight, compact, washable, etc. have. Accordingly, there is a need for new designs and materials for batteries that provide mechanical support and power in this fast emerging field of wearable devices.

본 발명은 플렉시블 배터리와 통합된 웨어러블 디바이스에 관한 것이다. 일부 실시예에서, 본 발명은 플렉시블 배터리; 및 플렉시블 배터리의 패키징 층에 부착되고/되거나, 패키징 층 상에 인쇄되고/되거나, 패키징 층 내에 매립되며 플렉시블 배터리에 의해 전력이 공급되는 전자 디바이스를 포함하는 웨어러블 디바이스에 관한 것이다. 일부 태양에 따르면, 전자 디바이스는 센서들, 마이크로프로세서들, 무선 통신/전송 디바이스들, 회로 기판들, 전자 기기, 및 이들의 조합으로부터 선택된다.The present invention relates to a wearable device integrated with a flexible battery. In some embodiments, the present invention provides a flexible battery; and an electronic device attached to, printed on, and/or embedded in a packaging layer of the flexible battery and powered by the flexible battery. According to some aspects, the electronic device is selected from sensors, microprocessors, wireless communication/transmission devices, circuit boards, electronic equipment, and combinations thereof.

일부 태양에서, 플렉시블 배터리의 패키징 층은 웨어러블 디바이스를 위한 또는 센서를 위한 지지 기재(supporting substrate)를 제공한다. 일부 실시예에서, 센서들은 심박수 센서, 호흡수 센서, 혈압 센서, 혈액 산소 센서, 체온 센서, 근활성도(muscle activity) 센서, 발작 이벤트(seizure event) 센서, 뇌파(EEG) 센서, 간질 위기(epileptic crisis) 센서, 뇌전도(ECG) 센서, 근전도 데이터(EMG) 센서, 피부 전기 활성도(electrodermal activity, EDA) 센서, 오염물질 센서, 움직임(movement) 센서, 및 이들의 조합으로부터 선택될 수 있다. 일부 실시예에서, 송신기는 하나 이상의 센서가 임계값, 예를 들어 낮은 체온을 기록하면 신호를 전송할 수 있다.In some aspects, the packaging layer of a flexible battery provides a supporting substrate for a wearable device or for a sensor. In some embodiments, the sensors are a heart rate sensor, a respiratory rate sensor, a blood pressure sensor, a blood oxygen sensor, a body temperature sensor, a muscle activity sensor, a seizure event sensor, an EEG sensor, an epileptic crisis. crisis) sensor, electroencephalogram (ECG) sensor, electromyography data (EMG) sensor, electrodermal activity (EDA) sensor, contaminant sensor, movement sensor, and combinations thereof. In some embodiments, the transmitter may send a signal when one or more sensors record a threshold, eg, a low body temperature.

일부 실시예에서, 패키징 층은 파우치 전지(pouch cell)이며, 파우치 전지는, 탄소 나노튜브의 3차원 가교결합 네트워크 내에 애노드 활성 재료 입자를 갖는 애노드 복합 재료를 포함하는 애노드; 탄소 나노튜브의 3차원 가교결합 네트워크 내에 캐소드 활성 재료 입자를 갖는 캐소드 복합 재료를 포함하는 캐소드; 및 애노드와 캐소드 사이의 가요성 세퍼레이터 막(separator membrane)을 포함한다. 일부 태양에서, 파우치 전지는 중합체를 포함한다. 일부 태양에서, 플렉시블 배터리는 편평하거나 접힌 구성으로 파우치 전지 내에 캡슐화되며, 예를 들어 플렉시블 배터리는 패키징 층 내에 1회 이상 접혀 있을 수 있다. 일부 태양에 따르면, 전자 디바이스용 통합 플랫폼(integration platform)으로서 플렉시블 배터리를 갖는 전자 디바이스의 제조 방법이 본 명세서에 개시된다.In some embodiments, the packaging layer is a pouch cell, the pouch cell comprising: an anode comprising an anode composite material having anode active material particles within a three-dimensional cross-linked network of carbon nanotubes; a cathode comprising a cathode composite material having particles of cathode active material within a three-dimensional cross-linked network of carbon nanotubes; and a flexible separator membrane between the anode and the cathode. In some aspects, the pouch cell comprises a polymer. In some aspects, the flexible battery is encapsulated within a pouch cell in a flat or folded configuration, eg, the flexible battery can be folded one or more times within the packaging layer. According to some aspects, disclosed herein is a method of manufacturing an electronic device having a flexible battery as an integration platform for the electronic device.

본 발명의 특징인 것으로 여겨지는 신규한 특징이 첨부된 청구범위에 기술되어 있다. 하기의 설명에서, 본 명세서 및 도면 전체에 걸쳐 동일한 부분은 각각 동일한 도면 부호로 표기된다. 도면은 반드시 축척대로 그려진 것은 아니며, 소정 도면은 명확성 및 간결성을 위해 과장되거나 일반화된 형태로 도시될 수 있다. 그러나, 본 발명 그 자체뿐만 아니라 그의 바람직한 사용 모드, 추가의 목적 및 진보는 첨부 도면과 함께 읽을 때 본 발명의 예시적인 태양의 하기의 상세한 설명을 참조함으로써 가장 잘 이해될 것이다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일부 태양에 따른 배터리의 단일 전지(single-cell)(도 1a) 구성 및 다중 전지(multi-cell)(도 1b) 구성의 개략도를 도시한다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일부 태양에 따른 파우치 배터리를 도시하는데, 편평한 구성(도 2a) 및 감겨 있는 구성(도 2b)의 파우치 배터리가 둘 모두 개략적으로 도시된다(도 2a 및 도 2b).
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 다른 태양에 따른 배터리의 단일 전지(도 3a) 구성 및 다중 전지(도 3b) 구성의 개략도를 도시한다.
도 4a 및 도 4b는, 양면(도 4a) 또는 오직 하나의 면(도 4b) 상에 세퍼레이터 막을 갖는, 본 발명의 일부 태양에 따른, 바람직한 전극 층 구조의 개략적인 단면을 도시한다.
도 5는 접힌 구성에서의 본 발명의 일부 태양에 따른 배터리를 도시한다.
도 6은 본 발명의 일부 태양에 따른 플렉시블 배터리의 패키징 재료의 표면에 부착되고/되거나, 표면 상에 인쇄되고/되거나, 표면 상에 매립된 전자 구성 요소를 갖는 웨어러블 디바이스를 도시한다.
Novel features believed to be characteristic of the invention are set forth in the appended claims. In the following description, like parts are denoted by like reference numerals, respectively, throughout this specification and drawings. The drawings are not necessarily drawn to scale, and certain drawings may be shown in exaggerated or generalized form for clarity and brevity. However, the invention itself, as well as its preferred modes of use, further objects and advances, will be best understood by reference to the following detailed description of exemplary aspects of the invention when read in conjunction with the accompanying drawings.
1A and 1B show schematic diagrams of a single-cell ( FIG. 1A ) configuration and a multi-cell ( FIG. 1B ) configuration of a battery in accordance with some aspects of the present disclosure.
2A and 2B illustrate a pouch battery in accordance with some aspects of the present invention, in which the pouch battery is schematically shown in both a flat configuration ( FIG. 2A ) and a rolled configuration ( FIG. 2B ) schematically ( FIGS. 2A and 2B ). .
3A and 3B show schematic diagrams of a single cell (FIG. 3A) configuration and a multiple cell (FIG. 3B) configuration of a battery according to another aspect of the present invention.
4A and 4B show schematic cross-sections of preferred electrode layer structures, according to some aspects of the present invention, with separator films on both sides ( FIG. 4A ) or on only one side ( FIG. 4B ).
5 illustrates a battery in accordance with some aspects of the present invention in a collapsed configuration.
6 illustrates a wearable device having electronic components attached to, printed on, and/or embedded on the surface of a packaging material of a flexible battery in accordance with some aspects of the present disclosure.

본 발명은, 탄소 나노튜브의 3차원 가교결합 네트워크 내에 애노드 활성 재료(흑연, 규소 등) 입자를 갖는 복합 재료를 포함하는 애노드; 탄소 나노튜브의 3차원 가교결합 네트워크 내에 캐소드 활성 재료 입자를 갖는 복합 재료를 포함하는 캐소드; 및 애노드와 캐소드 사이에 위치된 세퍼레이터를 포함하는 플렉시블 배터리에 관한 것이다. 일부 태양에서, 배터리에는 집전체가 없다. 일부 태양에서, 캐소드, 애노드, 및 세퍼레이터는 파우치 전지 내에 패킹된다. 이러한 파우치 전지 인클로저는 적합하게는 가요성이다. 일부 태양에서, 파우치 전지는 중합체 파우치 전지일 수 있다. 일부 태양에서, 플렉시블 배터리의 패키징 재료는 필요한 디바이스를 부착, 인쇄 또는 매립하기 위한 기재를 제공한다. 일부 태양에서, 플렉시블 배터리는 손목/발목 밴드, 스트랩, 또는 패치의 형태로 사용하도록 구성된다. 일부 태양에 따르면, 웨어러블 디바이스는 동물 또는 인간의 사지, 몸통 또는 머리에 부착하도록 구성될 수 있다. 일부 태양에서, 센서에 의해 수집된 데이터는 온보드(onboard) 프로세서에 의해 처리되거나, 처리 및 표시를 위한 모바일 디바이스로 유선 또는 무선으로 전송된다. 일부 태양에서, 모바일 디바이스는 스마트폰이다.The present invention relates to an anode comprising a composite material having particles of anode active material (graphite, silicon, etc.) within a three-dimensional cross-linked network of carbon nanotubes; a cathode comprising a composite material having particles of the cathode active material within a three-dimensional cross-linked network of carbon nanotubes; and a separator positioned between the anode and the cathode. In some aspects, the battery has no current collector. In some aspects, the cathode, anode, and separator are packed within a pouch cell. Such pouch cell enclosures are suitably flexible. In some aspects, the pouch cell may be a polymer pouch cell. In some aspects, the packaging material of a flexible battery provides a substrate for attaching, printing, or embedding the necessary devices. In some aspects, the flexible battery is configured for use in the form of a wrist/ankle band, strap, or patch. According to some aspects, the wearable device may be configured to attach to a limb, torso, or head of an animal or human. In some aspects, data collected by a sensor is processed by an onboard processor or transmitted wired or wirelessly to a mobile device for processing and display. In some aspects, the mobile device is a smartphone.

일부 실시예에서, 하나 이상의 전자 디바이스가 가요성 패키징 재료의 내부에 위치되거나, 가요성 패키징 재료의 외부에 위치되거나, 또는 가요성 패키징 재료 내에 매립된다.In some embodiments, one or more electronic devices are located inside the flexible packaging material, located outside the flexible packaging material, or embedded within the flexible packaging material.

배터리 내의 전극들은 캐소드용 알루미늄 또는 애노드용 구리와 같은 집전체 포일에 의해 지지되지 않으며, 부스러지거나 벗겨질 수 있는 결합제를 함유하지 않을 수 있다. 대신에, 전극들은 자립형(self-standing)이다. 임의의 특정 이론에 구애되고자 함이 없이, 탄소 나노튜브 웨브(web)의 존재는 전극을 자립형 및 가요성으로 만들며; 가요성 전극은 플렉시블 배터리가 생성되게 한다. 본 발명에 따른 배터리는 직사각형 파우치 전지에서, 다양한 배터리 축을 따라 광범위한 굽힘, 감김, 및 접힘(180° 초과의 각도) 하에서 성공적으로 작동한다.The electrodes in the battery are not supported by a current collector foil, such as aluminum for the cathode or copper for the anode, and may not contain a binder that can flake or peel. Instead, the electrodes are self-standing. Without wishing to be bound by any particular theory, the presence of a carbon nanotube web makes the electrode freestanding and flexible; The flexible electrode allows a flexible battery to be created. Batteries according to the present invention operate successfully in rectangular pouch cells under a wide range of bending, winding, and folding (angles greater than 180°) along various battery axes.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, "가요성"인 전극은 균열 또는 파괴 없이 굽혀질 수 있다. 당업자에게 공지된 바와 같이, 가요성은 조성 및 압축 정도를 포함하지만 이로 한정되지 않는 하나 이상의 화학적 요인 및/또는 재료 요인에 따라 좌우될 수 있다.As used herein, an electrode that is “flexible” can be bent without cracking or breaking. As is known to those skilled in the art, flexibility may depend on one or more chemical and/or material factors including, but not limited to, composition and degree of compression.

일부 변형예에서, 본 발명은 가요성 패키징 재료; 가요성 패키징 재료 내에 위치된 플렉시블 배터리로서, 플렉시블 배터리는 전극을 포함하고, 전극은 탄소 나노튜브의 3차원 가교결합 네트워크 내에 활성 재료 입자를 포함하는 복합 재료를 포함하는, 상기 플렉시블 배터리; 및 플렉시블 배터리에 의해 급전되는 하나 이상의 전자 디바이스를 포함하는 웨어러블 디바이스에 관한 것이다.In some variations, the present invention provides a flexible packaging material; A flexible battery positioned within a flexible packaging material, the flexible battery comprising an electrode, the electrode comprising a composite material comprising particles of active material within a three-dimensional cross-linked network of carbon nanotubes; and one or more electronic devices powered by a flexible battery.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "약"은 당업자에 의해 이해되는 바와 같이 ~에 가까운 것으로 정의된다. 비제한적인 일 실시예에서, 용어 "약"은 10% 이내, 바람직하게는 5% 이내, 더욱 바람직하게는 1% 이내, 가장 바람직하게는 0.5% 이내인 것으로 정의된다.As used herein, the term “about” is defined as close to, as understood by one of ordinary skill in the art. In one non-limiting embodiment, the term “about” is defined as within 10%, preferably within 5%, more preferably within 1%, most preferably within 0.5%.

또한, 자립형 전극의 두께는 프레싱(pressing)에 의해 변경될 수 있으며, 이는 전체 두께를 5배만큼, 예를 들어 약 4배만큼, 약 3배만큼, 약 절반만큼, 약 1.5배만큼, 약 1.1배만큼, 또는 이들 사이의 임의의 범위로 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 두께가 100 um인 자립형 전극이 50 um의 두께로 프레싱될 수 있거나(즉, 전체 두께가 절반만큼 감소됨), 두께가 500 um인 자립형 전극이 100 um의 두께로 프레싱될 수 있다(즉, 전체 두께가 5배만큼 감소됨). 일부 태양에서, 프레싱은 전체 두께를 절반만큼 감소시킨다. 일부 태양에서, 프레싱은 전체 두께를 약 1.1배 내지 약 5배만큼 감소시킨다. 일부 태양에서, 프레싱은 전체 두께를 약 1.5배 내지 약 3배만큼 감소시킨다. 주어진 재료에 대한 프레싱의 최적 정도 및/또는 한계는 당업자에 의해 결정될 수 있다. 적합하게는, 프레싱은 활성 재료 입자/플레이크(flake)를 실질적으로 파괴하지 않는데, 즉 일반적인 지침으로서, 입자 또는 플레이크의 25% 이하가 손상된다. 허용 가능한 입자 손상의 정확한 백분율은 상이한 활성 재료에 따라 그리고 전극 복합체의 상이한 제형에 따라 달라질 수 있으며, 각각의 경우에 당업자에 의해 결정될 필요가 있다. 액체 또는 겔 전해질을 갖는 배터리의 경우, 적합하게는, 효율적인 전해질 접근을 위해 충분한 공극이 프레싱 후에 재료 내에 남아 있는데, 즉, 활성 재료의 각각의 입자 또는 플레이크의 표면의 50% 이상(바람직하게는, 표면의 100%)이 전해질에 의해 습윤된다. 추가적으로, 공극들은 적합하게는 프레싱 후에 여전히 상호연결되는데, 즉 포획된 접근 불가능한 공극이 없다. 일반적인 지침으로서, 프레싱된 재료의 밀도는 적합하게는 활성 재료 분말의 벌크 밀도(활성 재료의 밀도가 아니며, 이는 더 높음; 예를 들어, NMC(리튬 니켈 망간 코발트 산화물, LiNixMnyCozO2) 분말의 경우, 벌크 밀도는 약 2.35 g/㎤인 반면, NMC 그 자체의 밀도는 3.5 g/㎤ 초과임)보다 낮아야 한다. 전극 재료를 활성 재료 분말의 벌크 밀도에 근접하거나 이를 초과하는 밀도로 프레싱하는 것은, 쉽게 균열될 수 있으며 더 이상 가요성이 아닌 전극 재료를 야기할 수 있다.Also, the thickness of the freestanding electrode can be changed by pressing, which increases the overall thickness by 5 times, for example by about 4 times, by about 3 times, by about half, by about 1.5 times, by about 1.1 times. It can be reduced by a factor of, or anywhere in between. For example, a stand-alone electrode 100 um thick can be pressed to a thickness of 50 um (i.e., the overall thickness is reduced by half), or a free-standing electrode 500 um thick can be pressed to a thickness of 100 um ( i.e. the overall thickness is reduced by a factor of 5). In some aspects, pressing reduces the overall thickness by half. In some aspects, pressing reduces the overall thickness by about 1.1 times to about 5 times. In some aspects, pressing reduces the overall thickness by about 1.5 times to about 3 times. The optimal degree and/or limit of pressing for a given material can be determined by one of ordinary skill in the art. Suitably, pressing does not substantially destroy the active material particles/flakes, ie, as a general guideline, no more than 25% of the particles or flakes are damaged. The exact percentage of acceptable particle damage may vary for different active materials and for different formulations of electrode composites, and in each case needs to be determined by the person skilled in the art. For batteries with liquid or gel electrolytes, suitably sufficient voids remain in the material after pressing for efficient electrolyte access, i.e. at least 50% of the surface of each particle or flake of active material (preferably, 100% of the surface) is wetted by the electrolyte. Additionally, the pores are suitably still interconnected after pressing, ie there are no entrapped inaccessible pores. As a general guideline, the density of the pressed material is suitably the bulk density of the active material powder (not the density of the active material, which is higher; e.g., NMC (Lithium Nickel Manganese Cobalt Oxide, LiNi x Mn y Co z O 2 ) For powder, the bulk density is about 2.35 g/cm 3 , whereas the density of NMC itself is greater than 3.5 g/cm 3 ). Pressing the electrode material to a density approaching or exceeding the bulk density of the active material powder may result in the electrode material being easily cracked and no longer flexible.

프레싱은 본 발명의 태양에 따른 배터리에서의 가요성, 기계적 강도, 및/또는 전해질 접근성을 개선할 수 있다. 프레싱은 또한 전극의 밀도를 변경시킨다. 전극을 프레싱하기에 적합한 방법 및 장치는 본 기술 분야에 공지되어 있으며, 본 명세서에 전체적으로 참고로 포함된, 2017년 7월 31일자로 출원된, 발명의 명칭이 "자립형 전극 및 이의 제조 방법"(Self-Standing Electrodes and Methods for Making Thereof)인 미국 특허 출원 제15/665,171호에 개시된 것들을 포함하지만 이로 한정되지 않는다. 본 발명의 태양에 따르면, 존재하는 파우치 전지와 함께 또는 파우치 전지 없이, 개별 전극들이 프레싱될 수 있거나, 또는 세퍼레이터에 의해 분리된 다수의 전극의 전체 조립체가 집합적으로 프레싱될 수 있다. 일부 태양에서, 프레싱은 전체 두께를 약 1.1 내지 약 5배 감소시킨다. 일부 태양에서, 프레싱은 전체 두께를 약 1.5배 내지 약 3배 감소시킨다.Pressing may improve flexibility, mechanical strength, and/or electrolyte accessibility in batteries according to aspects of the present invention. Pressing also changes the density of the electrode. Methods and apparatus suitable for pressing electrodes are known in the art and entitled "Freestanding Electrodes and Methods of Making Same", filed July 31, 2017, which is incorporated herein by reference in its entirety. Self-Standing Electrodes and Methods for Making Thereof, U.S. Patent Application Serial No. 15/665,171. In accordance with aspects of the present invention, individual electrodes may be pressed, or an entire assembly of a plurality of electrodes separated by a separator, may be collectively pressed, with or without pouch cells present. In some aspects, pressing reduces the overall thickness by about 1.1 to about 5 times. In some aspects, pressing reduces the overall thickness by about 1.5-fold to about 3-fold.

당업자에게 공지된 바와 같이, 프레싱 또는 압축은 배터리 탭(tab)과 복합체 사이의 전기적 및/또는 기계적 접촉을 개선할 수 있으며, 이는 또한 복합체를 기계적으로 더 강하게 만들 수 있다. 그러나, 너무 많은 압축 또는 프레싱은 전극의 내측 부분으로의 전해질 접근을 방해하고, 전극 안팎으로의 금속 이온의 이동을 복잡하게 하여 배터리의 동적 특성을 악화시킬 수 있다. 너무 많은 압축은 또한 쉽게 균열을 형성하며 붕해되는 강성 및 취성인 전극을 야기하며; 이는 배터리 용량을 감소시키거나, 그를 완전히 파괴할 수 있다. 대안적으로, 너무 적은 압축은 충분한 접촉을 제공하지 않아서 기계적으로 약한 전극 재료, 재료 내의 불충분한 전기 접점(및 이에 따른, 재료의 더 낮은 전기 전도도 및 활성 재료 입자로부터의 비효율적인 집전), 및/또는 나노튜브 네트워크 내의 활성 재료 입자의 불완전한 기계적 포획(활성 재료 입자가 전해질에 의해 씻겨나갈 수 있음)을 야기할 수 있다. 불충분한 프레싱은 또한 더 두꺼운 전극을 생성할 수 있어서, 이를 완전히 습윤시키는 데 더 많은 전해질이 필요로 하며, 따라서 배터리의 에너지 저장 밀도를 감소시킬 수 있다. 또한, 과도한 프레싱은 세퍼레이터 막 내에 천공을 야기할 수 있으며; 이는 바람직한 결과가 아니다. 또한, 압연 프레스(rolling press) 또는 캘린더링 기계(calendaring machine)에서 롤들 또는 롤러들 사이의 거리 또는 플래튼 프레스(platen press)의 플레이트들 사이의 거리를 조절하는 것이 바람직할 수 있다. 전극에서 요구되는 특성에 기초하여 최적의 프레싱 두께를 결정하는 것은 당업자의 지식 내에 있다. 본 발명의 전극 및/또는 배터리를 프레싱하기에 적합한 장치에는 롤러 밀(roller mill) 및 유압 프레스(hydraulic press)가 포함되지만 이로 한정되지 않는다.As is known to those skilled in the art, pressing or compressing may improve electrical and/or mechanical contact between the battery tab and the composite, which may also make the composite mechanically stronger. However, too much compression or pressing can impede electrolyte access to the inner portion of the electrode and complicate the movement of metal ions in and out of the electrode, thereby deteriorating the dynamic properties of the battery. Too much compression also results in rigid and brittle electrodes that crack easily and disintegrate; This can reduce the battery capacity or destroy it completely. Alternatively, too little compression does not provide sufficient contact so that the electrode material is mechanically weak, insufficient electrical contact in the material (and thus lower electrical conductivity of the material and inefficient current collection from the active material particles), and/ or incomplete mechanical entrapment of the active material particles within the nanotube network (the active material particles may be washed away by the electrolyte). Insufficient pressing can also result in a thicker electrode, requiring more electrolyte to fully wet it, thus reducing the energy storage density of the battery. Also, excessive pressing can cause perforation in the separator film; This is not a desirable result. It may also be desirable to adjust the distance between the rolls or rollers in a rolling press or calendaring machine or the distance between the plates in a platen press. It is within the knowledge of those skilled in the art to determine the optimum pressing thickness based on the desired properties of the electrode. Apparatus suitable for pressing the electrodes and/or batteries of the present invention include, but are not limited to, roller mills and hydraulic presses.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, "전극 활성 재료"는 전극에서 금속(예를 들어, 리튬)을 호스팅하는 재료를 지칭한다. 용어 "전극"은 이온 및 전자가 전해질 및 외부 회로와 교환되는 전기 전도체를 지칭한다. "양극" 및 "캐소드"는 본 설명에서 동의어로 사용되며, 전기화학 전지에서 더 높은 (즉, 음극보다 높은) 전극 전위를 갖는 전극을 지칭한다. "음극" 및 "애노드"는 본 설명에서 동의어로 사용되며, 전기화학 전지에서 더 낮은 (즉, 양극보다 낮은) 전극 전위를 갖는 전극을 지칭한다. 음극 환원은 화학종이 전자(들)를 얻는 것을 지칭하고, 양극 산화는 화학종이 전자(들)를 잃는 것을 지칭한다.As used herein, “electrode active material” refers to a material that hosts a metal (eg, lithium) in an electrode. The term “electrode” refers to an electrical conductor in which ions and electrons are exchanged with an electrolyte and an external circuit. “Anode” and “cathode” are used synonymously in this description and refer to an electrode having a higher (ie, higher than negative electrode) electrode potential in an electrochemical cell. "Cathode" and "anode" are used synonymously in this description and refer to an electrode having a lower (ie, lower than anode) electrode potential in an electrochemical cell. Cathodic reduction refers to the species gaining electron(s), and anodic oxidation refers to the loss of electron(s) to the species.

일부 태양에 따르면, 전자 디바이스를 위한 웨어러블 통합 플랫폼을 제조하는 방법이 본 명세서에서 개시되며, 이 방법은 패키징 층을 갖는 플렉시블 배터리를 제공하는 단계; 하나 이상의 전자 디바이스를 패키징 층 내에 매립하고/하거나, 패키징 층 상에 인쇄하고/하거나, 패키징 층에 부착하는 단계; 및 하나 이상의 전자 디바이스를 플렉시블 배터리에 전기 접속시키는 단계를 포함한다. 일부 실시예에서, 전자 디바이스를 제조하는 방법이 본 명세서에 개시되는데, 이 방법은 플렉시블 배터리 패키징에 인쇄하는 것, 플렉시블 배터리 패키징 내에 매립하는 것, 플렉시블 배터리 패키징에 부착하는 것, 또는 이들의 조합을 포함하는 방법에 의해 전자 디바이스를 조립하는 단계; 및 플렉시블 배터리 패키징을 포함하는 플렉시블 배터리로부터 전자 디바이스에 전력을 제공하여 전자 디바이스를 형성하는 단계를 포함한다.According to some aspects, disclosed herein is a method of manufacturing a wearable integrated platform for an electronic device, the method comprising: providing a flexible battery having a packaging layer; embedding one or more electronic devices in, printing on, and/or attaching one or more electronic devices to the packaging layer; and electrically connecting the one or more electronic devices to the flexible battery. In some embodiments, disclosed herein is a method of manufacturing an electronic device, the method comprising printing on flexible battery packaging, embedding within the flexible battery packaging, attaching to the flexible battery packaging, or a combination thereof. assembling an electronic device by a method comprising; and providing power to the electronic device from the flexible battery comprising the flexible battery packaging to form the electronic device.

본 발명에 따른 리튬 금속 산화물 내의 금속에는 하나 이상의 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 전이 금속, 알루미늄, 또는 전이후 금속, 및 이들의 수화물이 포함될 수 있지만 이로 한정되지 않는다. 리튬 금속 산화물의 비제한적인 예에는 Ni, Mn, Co, Al, Mg, Ti, 및 이들의 임의의 혼합물의 리튬화된 산화물이 포함된다. 예시적인 예에서, 리튬 금속 산화물은 리튬 니켈 망간 코발트 산화물(LiNixMnyCozO2, x+y+z=1), 예를 들어 Li(Ni,Mn,Co)O2, Li-Ni-Mn-Co-O, (LiNiMnCoO2)이다. 리튬 금속 산화물 분말은 약 1 나노미터 내지 약 100 마이크로미터의 범위, 또는 이들 사이의 임의의 정수 또는 하위범위 이내로 정의된 입자 크기를 가질 수 있다. 비제한적인 예에서, 리튬 금속 산화물 입자는 평균 입자 크기가 약 1 μm 내지 약 10 μm이다.The metal in the lithium metal oxide according to the present invention may include, but is not limited to, one or more alkali metals, alkaline earth metals, transition metals, aluminum, or post-transition metals, and hydrates thereof. Non-limiting examples of lithium metal oxides include lithiated oxides of Ni, Mn, Co, Al, Mg, Ti, and any mixtures thereof. In an illustrative example, lithium metal oxide is lithium nickel manganese cobalt oxide (LiNi x Mn y Co z O 2 , x+y+z=1), such as Li(Ni,Mn,Co)O 2 , Li-Ni -Mn-Co-O, (LiNiMnCoO 2 ). The lithium metal oxide powder may have a particle size defined within the range of about 1 nanometer to about 100 micrometers, or any integer or subrange therebetween. In a non-limiting example, the lithium metal oxide particles have an average particle size of from about 1 μm to about 10 μm.

"알칼리 금속"은 원소 주기율표의 I족의 금속, 예를 들어 리튬, 나트륨, 칼륨, 루비듐, 세슘, 또는 프랑슘이다.An “alkali metal” is a metal of Group I of the Periodic Table of the Elements, such as lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium, or francium.

"알칼리 토금속"은 원소 주기율표의 II족의 금속, 예를 들어 베릴륨, 마그네슘, 칼슘, 스트론튬, 바륨, 또는 라듐이다.An “alkaline earth metal” is a metal of Group II of the Periodic Table of the Elements, such as beryllium, magnesium, calcium, strontium, barium, or radium.

"전이 금속"은 란타넘족 및 악티늄족 계열을 포함하는, 원소 주기율표의 d-블록의 금속이다. 전이 금속에는 스칸듐, 티타늄, 바나듐, 크롬, 망간, 철, 코발트, 니켈, 구리, 아연, 이트륨, 지르코늄, 니오븀, 몰리브덴, 테크네튬, 루테늄, 로듐, 팔라듐, 은, 카드뮴, 란타넘, 세륨, 프라세오디뮴, 네오디뮴, 프로메튬, 사마륨, 유로퓸, 가돌리늄, 테르븀, 디스프로슘, 홀뮴, 에르븀, 툴륨, 이테르븀, 루테튬, 하프늄, 탄탈럼, 텅스텐, 레늄, 오스뮴, 이리듐, 백금, 금, 수은, 악티늄, 토륨, 프로트악티늄, 우라늄, 넵투늄, 플루토늄, 아메리슘, 퀴륨, 버클륨, 캘리포늄, 아인슈타이늄, 페르뮴, 멘델레븀, 노벨륨, 및 로렌슘이 포함되지만 이로 한정되지 않는다.A “transition metal” is a metal of the d-block of the Periodic Table of the Elements, including the lanthanide and actinide series. Transition metals include scandium, titanium, vanadium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, copper, zinc, yttrium, zirconium, niobium, molybdenum, technetium, ruthenium, rhodium, palladium, silver, cadmium, lanthanum, cerium, praseodymium, Neodymium, Promethium, Samarium, Europium, Gadolinium, Terbium, Dysprosium, Holmium, Erbium, Thulium, Ytterbium, Lutetium, Hafnium, Tantalum, Tungsten, Rhenium, Osmium, Iridium, Platinum, Gold, Mercury, Actinium, Thorium, Protactinium, uranium, neptunium, plutonium, americium, curium, berkeletium, californium, einsteinium, fermium, mendelebium, nobelium, and Laurentium.

"전이후 금속"에는 갈륨, 인듐, 주석, 탈륨, 납, 비스무트, 또는 폴로늄이 포함되지만 이로 한정되지 않는다."Post-transition metals" include, but are not limited to, gallium, indium, tin, thallium, lead, bismuth, or polonium.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 예를 들어, 배터리에 접속된 디바이스의 출력에 의해 측정할 때, 굽힌, 감긴, 또는 접힌 구성에서의 배터리의 충전-방전 용량이 굽히기, 감기기, 또는 접히기 전(즉, 원래의 또는 편평한 경우의 용량)의 배터리의 충전-방전 용량과 실질적으로 동일한 경우, 배터리는 굽힌, 감긴, 또는 접힌 구성에서 "성공적으로 작동한다". 굽힌, 감긴, 또는 접힌 경우의 용량은, 0.1 C-레이트(C-rate)에서 원래의 또는 편평한 경우의 충전-방전 용량의 75% 이내이면, 원래의 또는 편평한 경우의 충전-방전 용량과 "실질적으로 동일하다". 당업자에게 공지된 바와 같이, 0.1, 1, 10, 100 등의 "C-레이트"(들)는 배터리의 특성화에 작용하는 것들 중에서 잘 알려진 기술 용어이다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "1 C-레이트"는 일정한 방전 전류가 1시간 만에 전체 배터리를 방전시키거나, 또는 일정한 충전 전류가 1시간 만에 배터리를 충전할 것임을 의미한다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "0.1 C-레이트"는 전류가 10배 더 작으며 10시간 만에 배터리를 충전/방전시킬 것임을 의미한다. 실제로, 먼저 배터리의 A*h(또는 mA*h)의 "이론적 용량"을 배터리 내의 활성 재료의 양 및 재료의 비용량에 기초하여 계산한다. 이어서, 이것을 원하는 시간 수(1 C의 경우 1시간, 0.2 C의 경우 5시간, 0.1 C의 경우 10시간, 10 C의 경우 0.1 시간 등)로 나누어, 충전/방전 전류를 계산한다. 이어서, 이러한 전류를 사용하여 배터리 충전 또는 방전 용량을 측정하고, 이를 그 C-레이트에서의 충전 또는 방전 용량으로 지칭한다.As used herein, the charge-discharge capacity of a battery in a bent, rolled, or collapsed configuration, e.g., as measured by the output of a device connected to the battery, before bending, winding, or folding ( That is, a battery "works successfully" in a bent, wound, or collapsed configuration if substantially equal to the charge-discharge capacity of the battery (that is, its original or flat case capacity). The capacity when bent, rolled, or folded is equal to the charge-discharge capacity in the original or flat case and "substantially" if it is within 75% of the original or flat case charge-discharge capacity at 0.1 C-rate. equal to". As is known to those skilled in the art, “C-rate”(s) of 0.1, 1, 10, 100, etc. are well-known technical terms among those that act on the characterization of batteries. As used herein, "1 C-rate" means that a constant discharge current will discharge the entire battery in one hour, or a constant charge current will charge the battery in one hour. As used herein, "0.1 C-rate" means that the current is 10 times less and will charge/discharge the battery in 10 hours. In practice, first calculate the “theoretical capacity” of A*h (or mA*h) of the battery based on the amount of active material in the battery and the specific capacity of the material. Then, by dividing this by the desired number of hours (1 hour for 1 C, 5 hours for 0.2 C, 10 hours for 0.1 C, 0.1 hours for 10 C, etc.), the charge/discharge current is calculated. This current is then used to measure the battery charge or discharge capacity, which is referred to as the charge or discharge capacity at its C-rate.

일부 태양에서, 배터리는 단일 전지 구성이다. 도 1a는 단일 전지 구성에서의 본 발명에 따른 배터리(100)의 개략도를 도시한다. 일부 그러한 태양에서, 제1 패키징 층(101)은 애노드 층(102)에 인접하고, 이는 세퍼레이터 층(103)에 인접하고, 이는 캐소드 층(104)에 인접하고, 이는 제2 패키징 층(101)에 인접한다. 애노드 층(102) 및/또는 캐소드 층(104)은 배터리 탭(106)을 위한 부착 지점을 포함하도록 구성될 수 있다.In some aspects, the battery is a single cell configuration. 1A shows a schematic diagram of a battery 100 according to the invention in a single cell configuration. In some such aspects, the first packaging layer 101 is adjacent to the anode layer 102 , which is adjacent to the separator layer 103 , which is adjacent to the cathode layer 104 , which is adjacent to the second packaging layer 101 . adjacent to The anode layer 102 and/or the cathode layer 104 may be configured to include attachment points for the battery tab 106 .

일부 태양에서, 배터리는 다중 전지 구성이다. 도 1b는 다중 전지 구성에서의 본 발명에 따른 배터리(110)의 개략도를 도시한다. 일부 그러한 태양에서는, 다수의 교번하는 애노드 층(102)과 캐소드 층(104)이 세퍼레이터 층(103)들과 패키징 층(101)들 사이에 배열된다. 각각의 애노드 층(102) 및/또는 캐소드 층(104)은 배터리 탭을 위한 부착 지점을 포함하도록 구성될 수 있다. 애노드 층(102)의 경우, 배터리 탭은 적합하게는 구리 탭 또는 리드(lead)(105)이다. 캐소드 층(104)의 경우, 배터리 탭은 적합하게는 알루미늄 탭 또는 리드(106)이다. 다중 전지 구성에서, 다중 전지의 내측 부분들 내의 일부 전극은 양면에서 세퍼레이터 막(103)과 접촉한다(도 1b, 도 3b). 다중 전지 구성에서의 전극 층 및 세퍼레이터 층의 수는 특별히 제한되지 않으며, 다중 전지 구성 배터리(110)는, 선택적인 추가 층(111)으로 나타낸 바와 같이, 도 1b에 도시된 것 외에 추가적인 애노드, 캐소드, 및/또는 세퍼레이터 층들을 포함할 수 있다. 배터리(110)는 일부 태양에서 배터리(100)와 유사할 수 있다.In some aspects, the battery is a multi-cell configuration. 1B shows a schematic diagram of a battery 110 according to the present invention in a multi-cell configuration. In some such aspects, multiple alternating anode layers 102 and cathode layers 104 are arranged between separator layers 103 and packaging layers 101 . Each anode layer 102 and/or cathode layer 104 may be configured to include an attachment point for a battery tab. For the anode layer 102 , the battery tab is suitably a copper tab or lead 105 . For the cathode layer 104 , the battery tab is suitably an aluminum tab or lead 106 . In the multi-cell configuration, some electrodes in the inner portions of the multi-cell are in contact with the separator film 103 on both sides ( FIGS. 1B , 3B ). The number of electrode layers and separator layers in the multi-cell configuration is not particularly limited, and the multi-cell configuration battery 110 has additional anodes, cathodes in addition to those shown in FIG. 1B , as indicated by an optional additional layer 111 . , and/or separator layers. Battery 110 may be similar to battery 100 in some aspects.

본 발명에 따른 전극은 당업자에게 공지된 임의의 적합한 수단에 따라 제조될 수 있다. 예를 들어, 애노드 및/또는 캐소드는 2017년 7월 31일자로 출원된 발명의 명칭이 "자립형 전극 및 이의 제조 방법"인 미국 특허 출원 제15/665,171호에 개시된 방법 및 장치를 사용하여 제조될 수 있다. 매립된 탭을 갖는 자립형 전극의 제조 방법은 2018년 9월 6일자로 출원된 발명의 명칭이 "집전체 또는 결합제가 없이 자립형 전극에 배터리 탭 부착물을 매립하는 방법"(Method For Embedding A Battery Tab Attachment In A Self-Standing Electrode Without Current Collector Or Binder)인 미국 특허 출원 제16/123,872호에 개시되어 있다. 본 명세서에 도시된 탭 구성을 제조하는 방법은, 다른 구성들 중에서도, 2018년 9월 6일자로 출원된 발명의 명칭이 "플렉시블 Li-이온 배터리를 위한 오직 탄소 나노튜브 지지된 자립형 전극의 제조"(Production Of Solely Carbon Nanotubes Supported Self-Standing Electrodes For Flexible Li-Ion Batteries)인 미국 특허 출원 제16/123,935호에 개시되어 있다. 전술한 출원들의 각각의 개시 내용은 본 명세서에 명백히 참고로 포함된다. 본 발명의 방법에 사용하기에 적합한 탄소 나노튜브에는 단일벽 나노튜브, 소수벽(few-walled) 나노튜브, 및 다중벽 나노튜브가 포함된다. 일부 태양에서, 탄소 나노튜브는 단일벽 나노튜브이다. 소수벽 나노튜브 및 다중벽 나노튜브는 단일벽 나노튜브에 사용되는 것을 포함하는 당업자에게 공지된 임의의 적합한 방법 및 장치를 사용하여 합성되고, 특성화되고, 공-침착되고(co-deposited), 수집될 수 있다.The electrode according to the invention can be prepared according to any suitable means known to the person skilled in the art. For example, an anode and/or cathode may be fabricated using the methods and apparatus disclosed in U.S. Patent Application Serial No. 15/665,171, filed July 31, 2017, entitled "Standalone Electrodes and Methods of Making the Same." can The method for manufacturing a self-supporting electrode having an embedded tab is entitled “Method For Embedding A Battery Tab Attachment without a current collector or binder” (Method For Embedding A Battery Tab Attachment) In A Self-Standing Electrode Without Current Collector Or Binder, U.S. Patent Application Serial No. 16/123,872. The method of making the tab configuration shown herein, among other configurations, is entitled "Production of Carbon Nanotube Supported Freestanding Electrodes for Flexible Li-ion Batteries", filed Sep. 6, 2018. (Production Of Solely Carbon Nanotubes Supported Self-Standing Electrodes For Flexible Li-Ion Batteries) is disclosed in US Patent Application No. 16/123,935. The disclosure of each of the foregoing applications is expressly incorporated herein by reference. Carbon nanotubes suitable for use in the method of the present invention include single-walled nanotubes, few-walled nanotubes, and multi-walled nanotubes. In some aspects, the carbon nanotubes are single-walled nanotubes. Few-walled nanotubes and multi-walled nanotubes are synthesized, characterized, co-deposited, and collected using any suitable methods and apparatus known to those of skill in the art, including those used for single-walled nanotubes. can be

적합한 세퍼레이터 재료에는, 막성 장벽(membranous barrier) 또는 세퍼레이터 막과 같이, 한쪽 면으로부터 다른 쪽 면으로의 금속 이온의 교환을 가능하게 하면서 애노드와 캐소드 사이의 장벽을 제공하기 위한 배터리 애노드와 캐소드 사이에서의 사용에 대해 당업자에게 공지된 것들이 포함된다. 적합한 세퍼레이터 재료에는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 및 이들의 복합체뿐만 아니라 PTFE와 같은 중합체가 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 세퍼레이터 막은 금속 이온에 대해 투과성이어서, 금속 이온이 충전-방전 사이클 동안 캐소드 측으로부터 애노드 측으로 그리고 다시 반대로 이동하게 한다. 그러나, 세퍼레이터 막은 애노드 재료 및 캐소드 재료에 대해서는 불투과성이어서, 이들이 혼합되는 것, 닿는 것 및 배터리를 단락시키는 것을 방지한다. 세퍼레이터 막은 또한 배터리의 금속 부분(리드, 탭, 집전체, 인클로저의 금속 부분 등)을 위한 전기 절연체로서의 역할을 하여 금속 부분이 닿는 것 및 단락시키는 것을 방지한다. 세퍼레이터 막은 또한 전해질의 유동을 방지한다.Suitable separator materials include, but are not limited to, a membrane barrier or separator membrane between the battery anode and cathode to provide a barrier between the anode and cathode while allowing the exchange of metal ions from one side to the other. Included are those known to those skilled in the art for use. Suitable separator materials include, but are not limited to, polypropylene, polyethylene, and composites thereof, as well as polymers such as PTFE. The separator membrane is permeable to metal ions, allowing metal ions to migrate from the cathode side to the anode side and back again during the charge-discharge cycle. However, the separator film is impermeable to the anode material and cathode material, preventing them from mixing, touching and shorting the battery. The separator film also serves as an electrical insulator for the metal parts of the battery (leads, tabs, current collectors, metal parts of the enclosure, etc.), preventing the metal parts from touching and shorting. The separator membrane also prevents the flow of electrolyte.

일부 태양에서, 세퍼레이터는 본 기술에 의해 제조된 2개의 비교적 두꺼운(20 내지 1000 μm) 다공성 전극 시트들 사이의 얇은(15 내지 25 μm) 중합체 막(3층 복합체: 폴리프로필렌-폴리에틸렌-폴리프로필렌, 구매가능함)이다. 얇은 중합체 막은 15 내지 25 μm의 두께일 수 있다. 2개의 비교적 두꺼운 다공성 전극 시트는 각각 독립적으로 50 내지 500 μm의 두께일 수 있다.In some aspects, the separator is a thin (15-25 μm) polymer membrane (three-layer composite: polypropylene-polyethylene-polypropylene; available for purchase). The thin polymer film can be between 15 and 25 μm thick. The two relatively thick porous electrode sheets may each independently be 50 to 500 μm thick.

중합체 파우치 전지에 사용되는 중합체는, 예를 들어 외부 환경으로부터 전기화학 전지를 보호하기 위해 또는 웨어러블 디바이스에 사용되는 플렉시블 배터리의 경우에는 또한 전기화학 전지로부터 사용자를 보호하기 위해 전기화학 전지에 사용하기에 적합한 임의의 중합체일 수 있다. 당업자에게 공지된 바와 같이, 파우치 전지는 내부에 전극들 및 세퍼레이터(들), 그리고 전해질을 보유하는 외부 패키징 재료를 지칭한다. 적합한 재료에는 당업자에게 공지된 것들, 예를 들어 폴리에틸렌(폴리에틸렌- 또는 폴리프로필렌-코팅된 알루미늄을 포함함, 예를 들어, 폴리아미드(JIS Z1714): 0.025 mm(±0.0025 mm), 접착제(폴리에스테르-폴리우레탄): 4 내지 5 g/m2, 알루미늄 포일(JIS A8079, A8021): 0.040 mm(±0.004 mm), 접착제(우레탄-무함유 접착제): 2 내지 3 g/m2, 폴리프로필렌: 0.040 mm(± 0.004 mm)), PTFE, PDMS 등이 포함된다. 본 발명에 따른 배터리는 당업자에게 공지된 것들을 포함하는 임의의 적합한 방법을 사용하여 조립될 수 있다.Polymers used in polymer pouch cells are suitable for use in electrochemical cells, for example to protect the electrochemical cells from the external environment or, in the case of flexible batteries used in wearable devices, also to protect users from electrochemical cells. It may be any suitable polymer. As is known to those skilled in the art, a pouch cell refers to an outer packaging material having electrodes and separator(s) therein, and an electrolyte. Suitable materials include those known to those skilled in the art, for example polyethylene (including polyethylene- or polypropylene-coated aluminum, for example polyamide (JIS Z1714): 0.025 mm (±0.0025 mm), adhesives (polyester -Polyurethane): 4-5 g/m2, aluminum foil (JIS A8079, A8021): 0.040 mm (±0.004 mm), adhesive (urethane-free adhesive): 2-3 g/m2, polypropylene: 0.040 mm (± 0.004 mm)), PTFE, PDMS, etc. Batteries according to the present invention may be assembled using any suitable method, including those known to those skilled in the art.

배터리 탭들은 전극들에 부착될 수 있는데, 본 발명의 태양에 따라, 세퍼레이터 막을 지나도록 각각의 전극의 본체로부터 연장되며 다른 전극과 중첩되지 않는 돌출부에, 또는 반대편 전극 및 세퍼레이터 막의 절개부(cutout)에서 각각의 전극의 본체에 부착될 수 있다. 적합한 배터리 탭 재료 및 부착 방법에는 당업자에게 공지된 것들이 포함된다. 본 명세서에 개시된 배터리 탭은 집전체가 아닌 것으로 이해되어야 한다.Battery tabs may be attached to the electrodes, in accordance with an aspect of the present invention, to a protrusion that extends from the body of each electrode past the separator film and does not overlap the other electrode, or a cutout in the opposite electrode and separator film. may be attached to the body of each electrode. Suitable battery tab materials and methods of attachment include those known to those skilled in the art. It should be understood that the battery tab disclosed herein is not a current collector.

일부 태양에서, 본 발명에 따른 배터리는 임의의 추가의 재프레싱(repressing) 없이 완전히 제조된 애노드와 완전히 제조된 캐소드 사이에 세퍼레이터를 배치함으로써 조립된다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "완전히 제조된" 애노드 또는 캐소드는 프레싱되었고 탭에 부착되어 있는 것이다. 일부 태양에서, 본 발명의 태양에 따른 배터리는 예비-프레싱된 애노드와 예비-프레싱된 캐소드 사이에 세퍼레이터를 배치하고 이들을 함께 프레싱함으로써 조립된다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "예비-프레싱된" 전극은 프레싱되었지만 탭에 부착될 수 있거나 부착되지 않을 수 있거나, 탭 부착물 내에 매립되어 있을 수 있거나 매립되어 있지 않을 수 있는 것이다. 일부 태양에서, 배터리는 하나의 프레싱되지 않은 제1 전극(애노드 또는 캐소드)과 예비-프레싱된 전극(애노드 또는 캐소드) 사이에 세퍼레이터를 배치함으로써 조립될 수 있으며, 전체 조립체가 함께 프레싱될 수 있다.In some aspects, batteries according to the present invention are assembled by disposing a separator between a fully fabricated anode and a fully fabricated cathode without any further repressing. As used herein, a "fully fabricated" anode or cathode is one that has been pressed and attached to a tab. In some aspects, batteries according to aspects of the present invention are assembled by placing a separator between a pre-pressed anode and a pre-pressed cathode and pressing them together. As used herein, a “pre-pressed” electrode is one that has been pressed but may or may not be attached to the tab, or may or may not be embedded within the tab attachment. In some aspects, a battery can be assembled by placing a separator between one unpressed first electrode (anode or cathode) and a pre-pressed electrode (anode or cathode), and the entire assembly can be pressed together.

바람직하게는, 세퍼레이터를 향하는 전극의 표면 상의 탄소 나노튜브의 농도는 전극의 벌크에서의 농도(0.5 내지 10 중량%의 나노튜브)보다 더 높지만(5 내지 100 중량%의 나노튜브), 세퍼레이터를 향하지 않는 전극의 표면 상의 탄소 나노튜브의 농도는 전극의 벌크에서의 농도보다 더 낮다(0 내지 1 중량%의 나노튜브)(도 3). 약 5% 초과의 나노튜브를 포함하는 복합 재료는 당업자에 의해 매우 점착성(sticky)인 것으로 고려되며, 세퍼레이터 막 및 스테인리스강(롤러 밀의 롤러를 제조하는 전형적인 재료임)뿐만 아니라 많은 다른 재료에 점착할 것이다. 예를 들어, (특히 새로 제조된 때에) 5% 나노튜브, 95% NMC(리튬 니켈 망간 코발트 산화물, LiNixMnyCozO2)를 포함하는 복합 재료는 롤러에 잘 점착하여서, 복합체를 찢지 않고서는 롤러로부터 분리하기가 어렵다. 그러나, NMC 분말로 "더스팅된(dusted)" 동일한 재료는 롤러에 임의의 감지 가능한 양으로 점착하지 않을 것이다. 이러한 "경계층"(border layer)은 활성 재료 입자/플레이크의 평균 크기보다 2 내지 5배 더 두꺼울 수 있으며; 예를 들어, 평균 직경이 약 10 μm인, 캐소드에 사용되는 NMC 입자의 경우, 나노튜브 함량이 증가되거나 감소된 20 내지 30 μm 두께의 "경계층"이 충분할 수 있다. 본 발명의 태양에 따르면, 전극 상의 또는 전극 내의 탄소 나노튜브의 이러한 분포는 세퍼레이터 막에 대한 전극의 접착성을 촉진하면서, (프레싱된 전극 및 프레싱된 배터리를 위한) 프레싱 장치의 롤러 및 다른 요소에 대한 접착성을 감소시킬 것이다. 이러한 분포는 전극 재료의 성장 동안 나노튜브 에어로졸 대 활성 재료 에어로졸(들)의 비(들)(즉, 단위 시간당 침착된 나노튜브의 중량 대 동일한 단위 시간당 침착된 활성 재료의 중량의 비)를 변화시킴으로써 달성될 수 있다(예를 들어, 합성의 시작 시의 100% 활성 재료 에어로졸, 대부분의 합성 동안 97% 활성 재료 에어로졸 및 3% 나노튜브 에어로졸, 그리고 합성의 종료 시의 100% 나노튜브 에어로졸). 예를 들어, 본 발명에 따르면, 나노튜브 합성 반응기는 시간당 약 2 mg의 에어로졸화된 나노튜브(프릿(frit)/필터 상에 침착된 양)를 생성하도록 구성될 수 있다. 동일한 셋업에서, NMC 공급기는 시간당 약 2 내지 600 mg의 NMC 입자(역시, 동일한 필터 상에 침착된 양)를 에어로졸화하도록 설정될 수 있다. 따라서, NMC 공급기에 대한 설정에 따라, 50% 나노튜브(2 mg + 2 mg) 내지 약 0.3% 나노튜브(2 mg + 600 mg)를 함유하는 재료를 침착시킬 수 있다. 오직 나노튜브 반응기만 작동시키면(NMC 공급기는 끔) 100% 나노튜브 재료를 생성하는 반면, 오직 NMC 공급기만 작동시키면(나노튜브 반응기는 끔), 0% 나노튜브 재료(NMC 분말)를 생성한다. 성장 동안 나노튜브 에어로졸과 활성 나노튜브 에어로졸(들)의 비를 변화시키는 적합한 방법은 2017년 7월 31일자로 출원된 발명의 명칭이 "자립형 전극 및 이의 제조 방법"인 미국 특허 출원 제15/665,171호에 개시된 것들이 포함되지만 이로 한정되지 않는다.Preferably, the concentration of carbon nanotubes on the surface of the electrode facing the separator is higher (from 5 to 100% by weight of nanotubes) than in the bulk of the electrode (from 0.5 to 10% by weight of nanotubes), but not facing the separator The concentration of carbon nanotubes on the surface of the non-electrode is lower (0 to 1% by weight of nanotubes) than in the bulk of the electrode (Figure 3). Composite materials comprising more than about 5% nanotubes are considered by those skilled in the art to be very sticky and will stick to separator membranes and stainless steel (which is a typical material from which the rollers of roller mills are made), as well as many other materials. will be. For example, a composite material containing (especially when freshly prepared) 5% nanotubes, 95% NMC (Lithium Nickel Manganese Cobalt Oxide, LiNi x Mn y Co z O 2 ) adheres well to rollers, preventing the composite from tearing. Without it, it is difficult to separate it from the roller. However, the same material "dusted" with NMC powder will not stick to the roller in any appreciable amount. This “border layer” can be 2 to 5 times thicker than the average size of the active material particles/flakes; For example, for NMC particles used in cathodes, with an average diameter of about 10 μm, a “boundary layer” of 20-30 μm thickness with increased or decreased nanotube content may be sufficient. According to an aspect of the present invention, this distribution of carbon nanotubes on or within the electrode promotes adhesion of the electrode to the separator film, while promoting adhesion to the rollers and other elements of the pressing apparatus (for the pressed electrode and the pressed battery). will reduce adhesion. This distribution can be achieved by varying the ratio(s) of the nanotube aerosol to the active material aerosol(s) during growth of the electrode material (i.e., the ratio of the weight of nanotubes deposited per unit time to the weight of active material deposited per equal unit time). can be achieved (eg 100% active material aerosol at the beginning of the synthesis, 97% active material aerosol and 3% nanotube aerosol during most of the synthesis, and 100% nanotube aerosol at the end of the synthesis). For example, in accordance with the present invention, a nanotube synthesis reactor can be configured to produce about 2 mg per hour of aerosolized nanotubes (amount deposited on the frit/filter). In the same setup, the NMC feeder can be set to aerosolize about 2 to 600 mg of NMC particles per hour (also deposited on the same filter). Thus, depending on the setup for the NMC feeder, materials containing from 50% nanotubes (2 mg + 2 mg) to about 0.3% nanotubes (2 mg + 600 mg) can be deposited. Running only the nanotube reactor (NMC feeder off) produces 100% nanotube material, while running only the NMC feeder (nanotube reactor off) produces 0% nanotube material (NMC powder). A suitable method of varying the ratio of nanotube aerosol to active nanotube aerosol(s) during growth is disclosed in U.S. Patent Application Serial No. 15/665,171, filed July 31, 2017, entitled "Freestanding Electrodes and Methods of Making Same." including, but not limited to, those disclosed in

배터리는 임의의 크기, 즉 임의의 길이, 폭 및 높이를 가질 수 있다. 일부 태양에서, 배터리의 두께는 0.01 mm 내지 10 mm이다. 일부 태양에서, 길이 및 폭은 각각 독립적으로 0.1 mm 내지 10000 mm이다.Batteries can have any size, ie, any length, width, and height. In some aspects, the thickness of the battery is between 0.01 mm and 10 mm. In some aspects, the length and width are each independently 0.1 mm to 10000 mm.

도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 배터리를 도시한다. 완전한 파우치 배터리 전지는 3x4 cm 전극을 포함한다. 배터리 두께는 3 mm이다. 편평한 구성(도 2a)에서, 배터리(200)는 전자 기기 및 전자 디바이스에 급전하도록 작동한다. 다양한 각도 및 다양한 방향으로 다수회 굽힌 후에도, 배터리(200)는 여전히 전자 디바이스에 전력을 공급할 수 있었다. 감긴 구성(도 2b)에서, 배터리(200)는 일부 태양에서 배터리(100)와 유사할 수 있다.2a and 2b show a battery according to the invention. A complete pouch battery cell contains 3x4 cm electrodes. The battery thickness is 3 mm. In the flat configuration ( FIG. 2A ), the battery 200 operates to power electronic appliances and electronic devices. Even after bending multiple times in various angles and in various directions, the battery 200 was still able to power the electronic device. In a wound configuration ( FIG. 2B ), battery 200 may be similar to battery 100 in some aspects.

도 3a에 도시된 바와 같은 구성의 배터리(300)에 대해, 모든 전극(예를 들어, 도 3a의 애노드(102) 및 캐소드(104))뿐만 아니라, 도 3b에 도시된 다중 전지 구성에서의 배터리(310)의 내부 전극(102, 104)들이 양면에서 세퍼레이터 막(103)과 접촉하는 경우, 전극의 양 표면 상에서(즉, 세퍼레이터 막(103)과 둘 모두 접촉하는 애노드(102)의 양측 면 상에서, 그리고 세퍼레이터 막(103)과 둘 모두 접촉하는 캐소드(104)의 양측 면 상에서) (전극 내에서) 증가된 나노튜브 함량(402)을 갖는 것이 유리하다(도 4a). 도 4a에서, 전극의 중심은 0.5 내지 10 중량%의 나노튜브를 포함하는 벌크 전극 재료(401)를 포함한다. 전극 중심으로부터 세퍼레이터 막(103)을 향해 바깥쪽으로 이동하면, 밴드(402)는 5 내지 100 중량%의 나노튜브와 같은 증가된 나노튜브 함량을 갖는 전극 재료를 포함한다. 밴드(402)는 그의 외측 에지 상에서 세퍼레이터 막(103)과 접촉하고, 세퍼레이터 막(103)은 밴드(402)를 향하는 면으로부터 제조 시 롤러 또는 프레스를 향하는 면까지 방향(405)으로 연장된다. 배터리(300, 310)는 일부 태양에서 배터리(100)와 유사할 수 있다.For battery 300 in the configuration as shown in FIG. 3A , all electrodes (eg, anode 102 and cathode 104 in FIG. 3A ), as well as the battery in the multi-cell configuration shown in FIG. 3B . When the inner electrodes 102, 104 of 310 are in contact with the separator film 103 on both sides, on both surfaces of the electrode (ie, on both sides of the anode 102 in contact with the separator film 103 on both sides) , and it is advantageous to have an increased nanotube content 402 (in the electrode) (in the electrode) on both sides of the cathode 104 both in contact with the separator film 103 ( FIG. 4a ). In FIG. 4A , the center of the electrode comprises a bulk electrode material 401 comprising from 0.5 to 10% by weight of nanotubes. Moving outward from the electrode center towards the separator film 103, the band 402 comprises an electrode material having an increased nanotube content, such as nanotubes, between 5 and 100% by weight. The band 402 is in contact with the separator film 103 on its outer edge, and the separator film 103 extends in the direction 405 from the side facing the band 402 to the side facing the roller or press as manufactured. Batteries 300 , 310 may be similar to battery 100 in some aspects.

도 3a 내지 도 3b와 도 1a 내지 도 1b 사이의 차이는 여분의 세퍼레이터 막 층(103)이 전지의 양측 외부 면 상에 추가되어(단일 전지 구성 또는 다중 전지 구성 둘 모두), 전지의 기계적 완전성(integrity)을 개선하고 패키징과 관련하여 전지의 더 양호한 슬라이딩을 허용한다는 것이다. 세퍼레이터 막(103)의 이러한 여분의 층은 심지어 조립된 전지 주위에 감싸질 수 있다. 도 3a 및 도 3b에 도시된 배터리(단일 전지 구성 또는 다중 전지 구성 둘 모두)의 모든 전극은 도 4a에 도시된 구성일 것인 한편, 도 1a 및 도 1b에 도시된 배터리의 외부 전극은 도 4b에 도시된 구성일 것이다. 도 4b에서, 세퍼레이터 막(103)의 외측 면은 롤러 또는 프레스를 향해 방향(405)으로 향하고, 내측 면은 증가된 나노튜브 함량, 예를 들어 5 내지 100 중량%의 나노튜브를 갖는 전극의 밴드(402)를 향한다. 밴드(402)를 가로질러 안쪽으로 계속 가면, 밴드(402)의 반대편 면은 0.5 내지 10 중량%의 나노튜브를 함유하는 벌크 전극 재료(401)의 영역을 향한다. 이어서, 벌크 전극 재료(401)의 영역의 반대편 면은 0 내지 1 중량%의 나노튜브를 포함하는 감소된 나노튜브 함량의 영역(404)을 향한다. 더욱 더 안쪽으로 이동하면, 감소된 나노튜브 함량의 영역(404)의 반대편 면은 롤러 또는 프레스를 향하여 방향(405)으로 내측을 향한다.The difference between FIGS. 3A-3B and 1A-1B is that an extra separator membrane layer 103 is added on both outer sides of the cell (both single cell configuration or multi-cell configuration), resulting in the mechanical integrity of the cell ( It improves integrity and allows for better sliding of the cells with respect to packaging. This extra layer of separator film 103 can even be wrapped around the assembled cell. All electrodes of the battery shown in FIGS. 3A and 3B (either single cell configuration or multiple cell configuration) will be in the configuration shown in FIG. 4A while the external electrodes of the battery shown in FIGS. 1A and 1B are in FIG. 4B . It will be the configuration shown in . In FIG. 4b , the outer side of the separator membrane 103 faces in the direction 405 towards the roller or press, and the inner side is a band of an electrode having an increased nanotube content, for example, 5 to 100% by weight of nanotubes. Head to (402). Continuing inward across band 402, the opposite side of band 402 faces a region of bulk electrode material 401 containing between 0.5 and 10% by weight of nanotubes. The opposite side of the region of bulk electrode material 401 then faces region 404 of reduced nanotube content comprising 0 to 1 wt % nanotubes. Moving further inward, the opposite side of the region of reduced nanotube content 404 faces inward in direction 405 towards the roller or press.

본 발명에 따른 전지 조립체(즉, 단일 전지 구성에서의 애노드, 세퍼레이터, 및 캐소드; 또는 다중 전지 구성에서 세퍼레이터 층, 하나 이상의 애노드, 하나 이상의 세퍼레이터, 및 하나 이상의 캐소드의 교번하는 층들)는 파우치 전지 내에 편평하게 캡슐화될 수 있거나(즉, 도 1a, 도 1b, 및 도 2a에 도시된 바와 같음) 또는 파우치 전지 내에 캡슐화되기 전에 1회 이상 접힐 수 있다(도 5에 도시된 바와 같음). 파우치 전지 배터리(500)에서, 세퍼레이터 막(103), 애노드(102), 세퍼레이터 막(103), 캐소드(1-4), 및 세퍼레이터 막(103)의 층들을 포함하는 배터리는 패키징 층(101)으로 제조된 파우치 전지에 의해 캡슐화되기 전에 1회 이상 접힌다. 전해질(107)이 또한 적합하게는 캡슐화 동안 파우치 전지에 포함된다. 애노드 층(102) 및 캐소드 층(104)은 각각 배터리 탭을 위한 부착 지점을 포함하도록 구성될 수 있다. 애노드 층(102)의 경우, 배터리 탭은 적합하게는 구리 탭 또는 리드(105)이다. 캐소드 층(104)의 경우, 배터리 탭은 적합하게는 알루미늄 탭 또는 리드(106)이다. 배터리(500)는 일부 태양에서 배터리(100)와 유사할 수 있다.A cell assembly according to the present invention (i.e., an anode, a separator, and a cathode in a single cell configuration; or alternating layers of a separator layer, one or more anodes, one or more separators, and one or more cathodes in a multi-cell configuration) is provided in a pouch cell. It may be encapsulated flat (ie, as shown in FIGS. 1A, 1B, and 2A) or folded one or more times before being encapsulated in a pouch cell (as shown in FIG. 5). In a pouch cell battery 500 , a battery comprising layers of a separator film 103 , an anode 102 , a separator film 103 , a cathode 1-4 , and a separator film 103 is a packaging layer 101 . It is folded one or more times before being encapsulated by a pouch cell made of Electrolyte 107 is also suitably included in the pouch cell during encapsulation. Anode layer 102 and cathode layer 104 may each be configured to include an attachment point for a battery tab. For the anode layer 102 , the battery tab is suitably a copper tab or lead 105 . For the cathode layer 104 , the battery tab is suitably an aluminum tab or lead 106 . Battery 500 may be similar to battery 100 in some aspects.

이전에 접은 후에 파우치 전지 내에, 예를 들어 패키징 층(101) 내에 캡슐화하는 것은 배터리 용량을 증가시킬 수 있지만 배터리의 가요성을 또한 감소시킬 수 있다. 접힌 구성에서, 전극들이 서로 닿는 것을 방지하기 위해 (또는 그들의 전기 리드들 중 임의의 것이 서로 닿는 것을 방지하기 위해) 추가의 세퍼레이터 막이 필요할 수 있다. 일부 그러한 태양에서, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같은 다중 전지 구성이 부분적으로 교번하도록 세퍼레이터 막의 하나 또는 2개의 여분의 층을 포함하는 것이 유리할 수 있다: 세퍼레이터(103), 애노드(102), 세퍼레이터(103), 캐소드(104), 세퍼레이터(103). 그러한 조립체는 도 5에 도시된 접힌 구성을 단순화할 뿐만 아니라, 배터리가 기계적으로 더 강해지게 하여, 배터리가 추가의 굽힘, 접힘, 감김, 휨(flexing), 및/또는 마모 및 인열을 견디게 하는데; 그 이유는, 추가된 세퍼레이터 층이 전지 조립체를 파우치 전지 내로 슬라이딩시키는 것을 용이하게 하고, 더욱 더 중요하게는, 전지 구성 요소들의 서로에 대한 움직임을 최소화하면서 굽힘, 접힘, 휨 등의 동안에 패키징/캡슐화에 관련하여 전지 조립체가 전체적으로 슬라이딩하게 하기 때문이다. 서로에 대한 내부 전지 구성 요소들의 그러한 움직임은 전지 성능에 해로울 수 있다. 전극(캐소드 또는 애노드 또는 둘 모두) 재료에 대한 이러한 구성은 양측 면, 즉 세퍼레이터 막과 접촉하는 전극의 양측 면 상에서 증가된 나노튜브 농도를 갖는 것이 바람직하다. 전극 면에서 나노튜브의 증가된 농도를 가짐으로써, 전극이 둘 모두의 세퍼레이터 막에 잘 점착하여서 전체 5층 전지 조립체의 조립 및/또는 프레싱을 용이하게 할 것인데, 그 이유는 오직 세퍼레이터 막(들)만이 롤러 또는 다른 장비에 닿을 것이기 때문이다. 단지 하나의 여분의 세퍼레이터 막이 사용되는 경우, 세퍼레이터 막과 접촉하거나 이를 향하여 있지 않은 전극 재료 면은 바람직하게는 세퍼레이터 막과 접촉하지 않는 면 상에서 감소된 나노튜브 함량을 갖는다.Encapsulation in a pouch cell, eg, in packaging layer 101, after being previously folded can increase battery capacity but also reduce the flexibility of the battery. In the folded configuration, an additional separator film may be needed to prevent the electrodes from touching each other (or to prevent any of their electrical leads from touching each other). In some such aspects, it may be advantageous to include one or two extra layers of separator membrane such that a multi-cell configuration as shown in FIGS. 3A and 3B partially alternates: separator 103 , anode 102 , A separator 103 , a cathode 104 , and a separator 103 . Such an assembly not only simplifies the folded configuration shown in Figure 5, but also makes the battery mechanically stronger, allowing the battery to withstand further bending, folding, winding, flexing, and/or wear and tear; The reason is that the added separator layer facilitates sliding the cell assembly into the pouch cell and, even more importantly, packaging/encapsulating during bending, folding, bending, etc. while minimizing movement of cell components relative to each other. This is because the battery assembly as a whole slides in relation to it. Such movement of internal cell components relative to each other can be detrimental to cell performance. This configuration for the electrode (cathode or anode or both) material preferably has an increased nanotube concentration on both sides, ie on both sides of the electrode in contact with the separator membrane. By having an increased concentration of nanotubes at the electrode side, the electrode will adhere well to both separator membranes, facilitating assembly and/or pressing of the entire five-layer cell assembly, since only the separator membrane(s) This is because only the rollers or other equipment will touch. If only one extra separator film is used, the electrode material side not in contact with or facing the separator film preferably has a reduced nanotube content on the side not in contact with the separator film.

일 실시예에서, 본 발명의 플렉시블 배터리는 웨어러블 센서 또는 디바이스를 위한 전원뿐만 아니라 전자 디바이스, 예를 들어 센서의 통합을 위한 플랫폼도 제공한다. 구체적으로, 플렉시블 배터리의 패키징 층(101)의 표면은 전자 디바이스를 부착, 인쇄 및/또는 매립하기 위한 기재로서 사용된다. 적합한 전자 디바이스의 예에는 다양한 유형의 센서, 마이크로프로세서, 무선 통신 디바이스/전송 디바이스(예를 들어, 안테나), 회로 기판, 및 다른 전자 기기(예를 들어, 가속도계, 자이로스코프)가 포함된다. 적합한 센서의 예에는 심박수, 호흡수, 혈압, 혈액 산소 포화도, 체온, 근활성도, 발작 이벤트, 뇌파(EEG), 간질 위기, 뇌전도(ECG), 근전도 데이터(EMG), 및 피부 전기 활성도(EDA)를 검출하기 위한 것들이 포함된다. 적합한 센서의 추가의 예에는 오염물질의 농도 및 물체의 움직임을 모니터링하기 위한 것들이 포함된다. 일 실시예에서, 플렉시블 배터리와 통합된 웨어러블 디바이스는 환경 오염의 모니터링, 우주 탐사, 국토 안보, 생물학 및 의학을 포함하는 광범위한 응용을 갖는다. 웨어러블 센서/디바이스의 바람직한 응용 중 하나는 인간의 생리학적 파라미터의 실시간 모니터링이다.In one embodiment, the flexible battery of the present invention provides not only a power source for a wearable sensor or device, but also a platform for integration of an electronic device, eg, a sensor. Specifically, the surface of the packaging layer 101 of the flexible battery is used as a substrate for attaching, printing and/or embedding electronic devices. Examples of suitable electronic devices include various types of sensors, microprocessors, wireless communication devices/transmitting devices (eg, antennas), circuit boards, and other electronic devices (eg, accelerometers, gyroscopes). Examples of suitable sensors include heart rate, respiration rate, blood pressure, blood oxygen saturation, body temperature, muscle activity, seizure events, electroencephalogram (EEG), epileptic crisis, electroencephalogram (ECG), electromyography data (EMG), and skin electrical activity (EDA). those for detecting Additional examples of suitable sensors include those for monitoring the concentration of contaminants and movement of objects. In one embodiment, wearable devices integrated with flexible batteries have a wide range of applications including monitoring of environmental pollution, space exploration, homeland security, biology and medicine. One of the desirable applications of wearable sensors/devices is real-time monitoring of human physiological parameters.

도 6은 플렉시블 배터리(2) 및 통합형 전자 디바이스(1)를 포함하는 웨어러블 디바이스를 예시한다. 플렉시블 배터리(2)는 도 2b의 배터리(200)와 유사하다. 선택적으로 도시된 바와 같이, 3 및 4는 전도성 배터리 탭으로서의 급전 디바이스용 부착물일 수 있다. 도 6의 전자 디바이스(1)는 복수의 센서(5), 회로 기판/전자 기기(6), 마이크로프로세서(7), 및 안테나(8)를 포함한다. 도 6의 구성 요소 1 내지 구성 요소 8은 단지 예시를 위한 것이며, 단일의 바람직한 실시예로 제한하고자 하는 것은 아니다. 예를 들어, 구성 요소 5 내지 구성 요소 8은 개별적으로 전자 디바이스(1) 내에 매립될 수 있거나, 또는 임의의 유용한 조합으로 함께 통합되어 특정 목적을 위한 센서 복합체를 형성할 수 있다. 마이크로프로세서의 통합은 다양한 유형의 센서들에 의해 수집된 데이터의 온보드 처리를 가능하게 한다. 대안적으로, 센서들에 의해 수집된 데이터는 안테나를 통해 스마트폰과 같은 별개의 모바일 처리 디바이스 상에서 구동되는 앱으로 업로드될 수 있다. 모바일 처리 디바이스는 수집된 데이터의 빠른 계산 및 동시 디스플레이를 가능하게 한다. 또한, 센서 복합체의 구조에 따라, 온보드 처리 및 모바일 디바이스에 의한 원격 처리 둘 모두가 동시에 수행될 수 있다.6 illustrates a wearable device comprising a flexible battery 2 and an integrated electronic device 1 . The flexible battery 2 is similar to the battery 200 of FIG. 2B . Optionally, as shown, 3 and 4 may be attachments for the power supply device as conductive battery tabs. The electronic device 1 of FIG. 6 includes a plurality of sensors 5 , a circuit board/electronic device 6 , a microprocessor 7 , and an antenna 8 . Elements 1 to 8 in Fig. 6 are for illustrative purposes only and are not intended to be limiting to a single preferred embodiment. For example, components 5 through 8 may individually be embedded within the electronic device 1 , or may be integrated together in any useful combination to form a sensor composite for a particular purpose. The microprocessor integration enables on-board processing of data collected by various types of sensors. Alternatively, the data collected by the sensors may be uploaded via an antenna to an app running on a separate mobile processing device, such as a smartphone. Mobile processing devices enable fast computation and simultaneous display of collected data. Further, depending on the structure of the sensor complex, both on-board processing and remote processing by the mobile device may be performed simultaneously.

시계와 같은 일부 일반적인 상업적 웨어러블 디바이스에 비해, 플렉시블 배터리와 통합된 본 발명의 웨어러블 디바이스는 인간의 생리학적 상태의 실시간 모니터링에서 분명한 이점을 나타낸다. 기재로서의 플렉시블 배터리는 패키징 층 내에 매립된 센서 및 다른 전자 기기에 전력을 직접 제공하며, 별도의 전원을 필요로 하지 않는다. 기재로서의 플렉시블 배터리는 많은 수의 매립된 센서 및 다른 전자 기기를 위한 충분한 공간을 추가로 제공하여 매우 큰 접촉 면적을 생성하는 반면, 시계는 모든 것을 통합하는 공간이 상당히 제한되어 있으며 단일 지점에 근접하지 않은 경우 센서의 접촉 면적도 제한된다. 본 발명의 웨어러블 디바이스에 의해 도시된 바와 같이 큰 접촉 면적과 함께 더 많은 센서는 생리학적 파라미터를 더 정확하고 더 빠르게 판독할 것이다. 플렉시블 배터리는 스트랩, 손목 밴드, 및 패치와 같은 다수의 형태를 취할 수 있다. 따라서, 플렉시블 배터리와 통합된 본 발명의 웨어러블 디바이스는 필요한 경우 손목/발목 밴드 또는 스트랩과 같이 인간 또는 동물의 사지에 부착될 수 있고, 스트랩 또는 패치로서 몸통 또는 머리에 부착될 수 있다. 이러한 방식으로, 본 발명의 웨어러블 디바이스는 생리학적 파라미터의 더 정확하고 빠른 판독을 얻기 위해 동물 또는 인간과 같은 대상의 가장 바람직한 위치에 배치될 수 있다.Compared to some common commercial wearable devices such as watches, the wearable device of the present invention integrated with a flexible battery represents a clear advantage in real-time monitoring of human physiological state. A flexible battery as a substrate provides power directly to sensors and other electronic devices embedded within the packaging layer, and does not require a separate power source. A flexible battery as a substrate creates a very large contact area by additionally providing ample space for a large number of buried sensors and other electronics, whereas a watch has quite limited space to integrate everything and does not come close to a single point. Otherwise, the contact area of the sensor is also limited. More sensors with a larger contact area as shown by the wearable device of the present invention will read physiological parameters more accurately and faster. Flexible batteries can take many forms, such as straps, wristbands, and patches. Accordingly, the wearable device of the present invention integrated with the flexible battery may be attached to the limbs of a human or animal, such as a wrist/ankle band or strap, if necessary, and may be attached to the body or head as a strap or patch. In this way, the wearable device of the present invention can be placed at the most desirable location of a subject, such as an animal or human, to obtain a more accurate and faster reading of physiological parameters.

도 6의 구성 요소 5 내지 구성 요소 8의 치수는 수 마이크로미터 내지 수 밀리미터의 범위이다. 매립된 센서 및 전자 기기의 작은 풋프린트(footprint)로 인해, 플렉시블 배터리와 통합된 본 발명의 웨어러블 디바이스는 착용이 편안하고, 가요성이며, 가볍고, 소형이고, 세척 가능하다.The dimensions of components 5 through 8 of FIG. 6 range from a few micrometers to a few millimeters. Due to the small footprint of embedded sensors and electronics, the wearable devices of the present invention integrated with flexible batteries are comfortable to wear, flexible, lightweight, compact, and washable.

이러한 기재된 설명은 예를 사용하여, 바람직한 실시예를 비롯한 본 발명을 개시하며, 또한 임의의 디바이스 또는 시스템을 제조하고 사용하는 것 및 임의의 포함된 방법을 수행하는 것을 비롯하여, 당업자가 본 발명을 실시할 수 있게 한다. 본 발명의 특허 가능한 범위는 청구범위에 의해 한정되며, 당업자에게 발생하는 다른 예를 포함할 수 있다. 그러한 다른 예는, 청구범위의 문자 언어와 상이하지 않은 구조 요소를 갖는 경우 또는 청구 범위의 문자 언어와 거의 차이가 없는 등가의 구조 요소를 포함하는 경우, 청구범위의 범주 내에 있는 것으로 의도된다. 기술된 다양한 실시예로부터의 태양 및 각각의 이러한 태양에 대한 다른 공지된 등가물은 본 출원의 원리에 따라 추가의 실시예 및 기술을 구성하기 위해 당업자에 의해 혼합 및 매칭될 수 있다.This written description discloses, by way of example, the present invention, including preferred embodiments, and allows those skilled in the art to practice the invention, including making and using any device or system and making any included method. make it possible The patentable scope of the invention is defined by the claims, and may include other examples occurring to those skilled in the art. Such other examples are intended to be within the scope of the claims if they have structural elements that do not differ from the literal language of the claims, or if they include equivalent structural elements that differ little from the literal language of the claims. Aspects from the various embodiments described and other known equivalents to each such aspect may be mixed and matched by those skilled in the art to construct further embodiments and techniques in accordance with the principles of this application.

본 명세서에 기술된 태양이 상기에 약술된 예시적인 태양과 함께 기술되었지만, 공지되어 있든 또는 현재 예측되지 않거나 예측되지 않을 수 있든, 다양한 대안, 수정, 변형, 개선, 및/또는 실질적인 등가물이 당업자에게 명백할 수 있다. 따라서, 상기에 기술된 바와 같은 예시적인 태양은 예시적인 것으로 의도되며, 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어남이 없이 다양한 변경이 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명은 모든 공지된 또는 이후 개발되는 대안, 수정, 변형, 개선, 및/또는 실질적인 등가물을 포함하고자 의도된다.Although aspects described herein have been described in conjunction with the exemplary aspects outlined above, various alternatives, modifications, variations, improvements, and/or substantial equivalents will occur to those skilled in the art, whether known or presently unpredicted or unpredicted, to those skilled in the art. It can be obvious. Accordingly, the exemplary aspects as described above are intended to be exemplary and not limiting. Various changes may be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Accordingly, this invention is intended to cover all known or hereinafter developed alternatives, modifications, variations, improvements, and/or substantial equivalents.

일부 태양에 따르면, 패키징 층을 갖는 플렉시블 배터리; 플렉시블 배터리가 전자 디바이스에 전력을 제공하도록 패키징 층 내에 매립되고/되거나, 패키징 층에 부착되고/되거나, 패키징 층 상에 인쇄된 전자 디바이스를 포함하는, 플렉시블 배터리 조립체가 본 명세서에 개시된다. 플렉시블 배터리 조립체는 사용자에 의해 착용 가능하도록 구성될 수 있다. 비제한적인 예에서, 플렉시블 배터리는 동물 또는 인간의 사지, 몸통, 또는 머리에 부착하도록 작동되는 형상일 수 있다. 플렉시블 배터리 조립체는 손목 밴드, 발목 밴드, 헤드 밴드, 스트랩, 헤드폰, 신발, 패치, 보철물, 의류, 모자, 보청기, 및 이들의 조합의 형태일 수 있다. 예를 들어, 전자 디바이스는 센서들, 프로세서들, 무선 통신/전송 디바이스들, 회로 기판들, 발전 디바이스들(예를 들어, 태양 전지, 나노발전기(nanogenerator), 열전 발전기, 전기 발전기), 전자 기기, GPS, 디스플레이들, 및 이들의 조합을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 전자 디바이스는 플렉시블 배터리의 패키징 층에 탈부착 가능할 수 있다. 예를 들어, 센서들은 심박수 센서, 호흡수 센서, 혈압 센서, 혈액 산소 센서, 체온 센서, 근활성도 센서, 발작 이벤트 센서, 뇌파(EEG) 센서, 간질 위기 센서, 뇌전도(ECG) 센서, 근전도 데이터(EMG) 센서, 피부 전기 활성도(EDA) 센서, 오염물질 센서, 움직임 센서, 및 이들의 조합을 포함할 수 있으며, 센서들은 데이터를 제공하도록 작동되고, 데이터는 전자 디바이스로부터 전송된다. 일부 실시예에서, 센서들은 센서들 중 하나 이상과 통신하는 비상 송신기를 추가로 포함하며, 비상 송신기는 센서들 중 하나 이상이 임계 측정치, 예를 들어, 발작 이벤트 임계치, 저체온 임계치, 또는 저 심박수 임계치에 도달하면 신호를 전송하도록 작동된다.According to some aspects, a flexible battery having a packaging layer; Disclosed herein is a flexible battery assembly comprising an electronic device embedded within, attached to, and/or printed on a packaging layer such that the flexible battery provides power to the electronic device. The flexible battery assembly may be configured to be wearable by a user. In a non-limiting example, the flexible battery may be configured to be operable to attach to a limb, torso, or head of an animal or human. The flexible battery assembly may be in the form of a wristband, ankleband, headband, strap, headphone, shoe, patch, prosthesis, clothing, hat, hearing aid, and combinations thereof. For example, an electronic device may include sensors, processors, wireless communication/transmission devices, circuit boards, power generation devices (eg, solar cells, nanogenerators, thermoelectric generators, electrical generators), electronic equipment , GPS, displays, and combinations thereof. In some embodiments, the electronic device may be detachable from the packaging layer of the flexible battery. For example, the sensors may include a heart rate sensor, a respiratory rate sensor, a blood pressure sensor, a blood oxygen sensor, a body temperature sensor, a muscle activity sensor, a seizure event sensor, an electroencephalogram (EEG) sensor, an epilepsy crisis sensor, an electroencephalogram (ECG) sensor, electromyography data ( an EMG) sensor, an electrodermal activity (EDA) sensor, a contaminant sensor, a motion sensor, and combinations thereof, wherein the sensors are operative to provide data, the data being transmitted from the electronic device. In some embodiments, the sensors further comprise an emergency transmitter in communication with one or more of the sensors, wherein the emergency transmitter includes one or more of the sensors for a threshold measurement, eg, a seizure event threshold, a hypothermia threshold, or a low heart rate threshold. When it arrives, it is activated to transmit a signal.

일부 실시예에서, 전자 디바이스를 위한 통합 플랫폼으로서의 플렉시블 배터리는 다른 배터리를 위한 통합 플랫폼을 제공한다.In some embodiments, a flexible battery as an integrated platform for an electronic device provides an integrated platform for other batteries.

따라서, 청구범위는 본 명세서에 나타나 있는 태양들에 한정되는 것으로 의도되는 것이 아니라, 청구범위의 언어와 일치하는 전체 범위에 따라야 하는 것이며, 여기서 단수의 요소에 대한 언급은 구체적으로 그렇게 언급되지 않는 한 "오직 하나만"을 의미하는 것으로 의도되지 않고 오히려 "하나 이상"을 의미하도록 의도된다. 당업자에게 공지되어 있거나 나중에 공지 될 본 개시 내용 전반에 걸쳐 기술된 다양한 태양의 요소에 대한 모든 구조적 및 기능적 등가물은 본 명세서에 명백히 참고로 포함되고 청구범위에 의해 포괄되도록 의도된다. 더욱이, 본 명세서에 개시된 어떠한 것도 그러한 개시 내용이 청구범위에서 명시적으로 언급되는지와는 무관하게 공중에게 전용되는 것으로 의도되지 않는다. "~을 위한 수단"이라는 어구를 사용하여 요소를 명백하게 언급하지 않는 한, 어떠한 청구 요소도 수단+기능으로서 해석되어서는 안 된다.Accordingly, the claims are not intended to be limited to the aspects set forth herein, but are to be accorded the full scope consistent with the language of the claims, wherein reference to an element in the singular unless specifically stated otherwise. It is not intended to mean "only one," but rather, "one or more." All structural and functional equivalents to the elements of the various aspects described throughout this disclosure that are known to those skilled in the art or come later are expressly incorporated herein by reference and are intended to be encompassed by the claims. Moreover, nothing disclosed herein is intended to be dedicated to the public regardless of whether such disclosure is explicitly recited in the claims. No claimed element should be construed as means+function, unless the element is explicitly referred to by the use of the phrase "means for".

또한, 단어 "예"는 본 명세서에서 "예, 경우, 또는 예시의 역할을 하는"을 의미하도록 사용된다. "예"로서 본 명세서에 기술된 임의의 태양이 반드시 다른 태양에 비해 바람직하거나 유리한 것으로 해석되어야 하는 것은 아니다. 달리 구체적으로 언급되지 않는 한, 용어 "일부"는 하나 이상을 지칭한다. "A, B, 또는 C 중 적어도 하나", "A, B 및 C 중 적어도 하나", 및 "A, B, C, 또는 이들의 임의의 조합"과 같은 조합은 A, B, 및/또는 C의 임의의 조합을 포함하며, 다수의 A, 다수의 B, 또는 다수의 C를 포함할 수 있다. 구체적으로, "A, B, 또는 C 중 적어도 하나", "A, B 및 C 중 적어도 하나", 및 "A, B, C, 또는 이들의 임의의 조합"과 같은 조합은 A 단독, B 단독, C 단독, A와 B, A와 C, B와 C, 또는 A와 B와 C일 수 있으며, 여기서 임의의 그러한 조합은 A, B, 또는 C의 하나 이상의 구성원 또는 구성원들을 포함할 수 있다. 본 명세서에 개시된 어떠한 것도 그러한 개시 내용이 청구범위에서 명시적으로 언급되는지와는 무관하게 공중에게 전용되는 것으로 의도되지 않는다.Also, the word “example” is used herein to mean “serving as an example, instance, or illustration.” Any aspect described herein as an "example" is not necessarily to be construed as preferred or advantageous over other aspects. Unless specifically stated otherwise, the term “some” refers to one or more. Combinations such as “at least one of A, B, or C”, “at least one of A, B and C”, and “A, B, C, or any combination thereof” refer to A, B, and/or C may include any combination of and may include a plurality of As, a plurality of Bs, or a plurality of Cs. Specifically, combinations such as "at least one of A, B, or C", "at least one of A, B and C", and "A, B, C, or any combination thereof" are A alone, B alone , C alone, A and B, A and C, B and C, or A and B and C, wherein any such combination may include one or more members or members of A, B, or C. Nothing disclosed herein is intended to be dedicated to the public regardless of whether such disclosure is explicitly recited in the claims.

예들은 당업자에게 본 발명을 제조하고 사용하는 방법에 대한 완전한 개시 및 설명을 제공하기 위해 제안되고, 본 발명자들이 그들의 발명으로 간주하는 것의 범주를 제한하려는 의도도 아니고 하기 실험이 수행된 전부의 또는 유일한 실험임을 나타내려는 의도도 아니다. 사용된 수치(예를 들어, 양, 치수 등)와 관련하여 정확성을 보장하기 위한 노력이 이루어졌지만, 일부 실험 오차 및 편차가 고려되어야 한다.The examples are offered to provide those skilled in the art with a complete disclosure and description of how to make and use the present invention, and are not intended to limit the scope of what the inventors consider their invention to be of any or all of the following experiments. It is not intended to represent that this is an experiment. Efforts have been made to ensure accuracy with respect to numbers used (eg, amounts, dimensions, etc.), but some experimental errors and deviations should be accounted for.

더욱이, 본 출원 전체에 걸친 모든 참고 문헌, 예를 들어 발행되거나 등록된 특허 또는 등가물을 포함하는 특허 문헌; 특허 출원 공보; 및 비특허 문헌 문서 또는 다른 출처 자료는, 개별적으로 참고로 포함되는 것처럼, 본 명세서에 전체적으로 참고로 포함된다.Moreover, all references throughout this application, eg, patent documents, including issued or registered patents or equivalents; Patent Application Gazette; and non-patent literature documents or other source material, as if individually incorporated by reference, are incorporated herein by reference in their entirety.

전술된 그리고 다른 특징 및 기능, 또는 이들의 대안 또는 변형의 다양한 구현예가 바람직하게는 많은 다른 상이한 시스템 또는 응용에 조합될 수 있음이 이해될 것이다. 또한, 현재 예측되지 않거나 예상되지 않는 다양한 대안, 수정, 변형 또는 개선이 당업자에 의해 후속적으로 이루어질 수 있으며, 이는 또한 하기 청구범위에 의해 포괄되도록 의도된다.It will be appreciated that various implementations of the foregoing and other features and functions, or alternatives or variations thereof, may be combined, preferably in many other different systems or applications. In addition, various alternatives, modifications, variations or improvements not currently foreseen or anticipated may subsequently occur by those skilled in the art, which are also intended to be encompassed by the following claims.

삭제delete

Claims (16)

플렉시블 배터리 조립체(flexible battery assembly)로서,
패키징 층을 갖는 플렉시블 배터리;
전자 디바이스로서, 상기 플렉시블 배터리가 상기 전자 디바이스에 전력을 제공하도록 상기 패키징 층 내에 매립되고/되거나, 상기 패키징 층에 부착되고/되거나, 상기 패키징 층 상에 인쇄된, 상기 전자 디바이스
를 포함하고,
상기 플렉시블 배터리는 상기 패키징 층 내에 접혀 있는 것인, 플렉시블 배터리 조립체.
A flexible battery assembly comprising:
a flexible battery with a packaging layer;
An electronic device, wherein the flexible battery is embedded in, attached to, and/or printed on the packaging layer to provide power to the electronic device.
including,
wherein the flexible battery is folded within the packaging layer.
제1항에 있어서, 상기 플렉시블 배터리 조립체는 사용자에 의해 착용 가능하도록 구성되는, 플렉시블 배터리 조립체.The flexible battery assembly of claim 1 , wherein the flexible battery assembly is configured to be wearable by a user. 제1항에 있어서, 상기 전자 디바이스는 센서들, 프로세서들, 무선 통신/전송 디바이스들, 회로 기판들, 전자 기기(electronics), GPS, 디스플레이들, 및 이들의 조합을 포함하는, 플렉시블 배터리 조립체.The flexible battery assembly of claim 1 , wherein the electronic device comprises sensors, processors, wireless communication/transmission devices, circuit boards, electronics, GPS, displays, and combinations thereof. 제3항에 있어서, 상기 센서들은 심박수 센서, 호흡수 센서, 혈압 센서, 혈액 산소 센서, 체온 센서, 근활성도(muscle activity) 센서, 발작 이벤트(seizure event) 센서, 뇌파(EEG) 센서, 간질 위기(epileptic crisis) 센서, 뇌전도(ECG) 센서, 근전도 데이터(EMG) 센서, 피부 전기 활성도(electrodermal activity, EDA) 센서, 오염물질 센서, 움직임(movement) 센서, 및 이들의 조합을 포함하는, 플렉시블 배터리 조립체.4. The epileptic crisis of claim 3, wherein the sensors are a heart rate sensor, a respiratory rate sensor, a blood pressure sensor, a blood oxygen sensor, a body temperature sensor, a muscle activity sensor, a seizure event sensor, an EEG sensor, an epileptic crisis. Flexible batteries, including (epileptic crisis) sensors, electroencephalogram (ECG) sensors, electromyography data (EMG) sensors, electrodermal activity (EDA) sensors, contaminant sensors, movement sensors, and combinations thereof assembly. 제2항에 있어서, 상기 플렉시블 배터리는 손목 밴드, 발목 밴드, 헤드 밴드, 스트랩, 헤드폰, 신발, 패치, 의류, 모자, 보청기, 및 이들의 조합의 형태인, 플렉시블 배터리 조립체.The flexible battery assembly of claim 2 , wherein the flexible battery is in the form of a wristband, ankleband, headband, strap, headphone, shoe, patch, clothing, hat, hearing aid, and combinations thereof. 제2항에 있어서, 상기 플렉시블 배터리는 동물 또는 인간의 사지, 몸통, 또는 머리에 부착하도록 작동되는 형상인, 플렉시블 배터리 조립체.The flexible battery assembly of claim 2 , wherein the flexible battery is shaped to be operable to attach to a limb, torso, or head of an animal or human. 제3항에 있어서, 상기 센서들은 데이터를 제공하도록 작동되고, 상기 데이터는 상기 전자 디바이스로부터 전송되는, 플렉시블 배터리 조립체.The flexible battery assembly of claim 3 , wherein the sensors are operative to provide data, the data being transmitted from the electronic device. 제4항에 있어서, 상기 센서들 중 하나 이상과 통신하는 비상 송신기를 추가로 포함하며, 상기 비상 송신기는 센서들 중 하나 이상이 임계 측정치에 도달하면 신호를 전송하도록 작동되는, 플렉시블 배터리 조립체.5. The flexible battery assembly of claim 4, further comprising an emergency transmitter in communication with one or more of the sensors, the emergency transmitter operative to transmit a signal when one or more of the sensors reaches a threshold measurement. 제1항에 있어서, 상기 전자 디바이스는 발전 디바이스(electric power generation device)를 포함하는, 플렉시블 배터리 조립체.The flexible battery assembly of claim 1 , wherein the electronic device comprises an electric power generation device. 제9항에 있어서, 상기 발전 디바이스는 태양 전지, 나노발전기(nanogenerator), 열전 발전기, 전기 발전기(electrical generator), 또는 이들의 조합인, 플렉시블 배터리 조립체.The flexible battery assembly of claim 9 , wherein the power generating device is a solar cell, a nanogenerator, a thermoelectric generator, an electrical generator, or a combination thereof. 제1항에 있어서, 상기 전자 디바이스는 상기 플렉시블 배터리의 상기 패키징 층에 탈부착 가능한, 플렉시블 배터리 조립체.The flexible battery assembly of claim 1 , wherein the electronic device is detachable from the packaging layer of the flexible battery. 제1항에 있어서, 상기 패키징 층은 파우치 전지(pouch cell)이고, 상기 파우치 전지는,
탄소 나노튜브의 3차원 가교결합 네트워크 내에 애노드 활성 재료 입자를 갖는 애노드 복합 재료를 포함하는 애노드;
탄소 나노튜브의 3차원 가교결합 네트워크 내에 캐소드 활성 재료 입자를 갖는 캐소드 복합 재료를 포함하는 캐소드; 및
상기 애노드와 상기 캐소드 사이의 가요성 세퍼레이터 막(separator membrane)
을 포함하는, 플렉시블 배터리 조립체.
According to claim 1, wherein the packaging layer is a pouch cell (pouch cell), the pouch cell,
an anode comprising an anode composite material having particles of anode active material within a three-dimensional cross-linked network of carbon nanotubes;
a cathode comprising a cathode composite material having particles of cathode active material within a three-dimensional cross-linked network of carbon nanotubes; and
a flexible separator membrane between the anode and the cathode
A flexible battery assembly comprising a.
삭제delete 전자 디바이스를 위한 웨어러블 통합 플랫폼(wearable integration platform)을 제조하는 방법으로서,
패키징 층을 갖는 플렉시블 배터리를 제공하는 단계로서, 상기 플렉시블 배터리는 상기 패키징 층 내에 접혀 있는 것인 단계;
하나 이상의 전자 디바이스를 상기 패키징 층 내에 매립하고/하거나, 상기 패키징 층 상에 인쇄하고/하거나, 상기 패키징 층에 부착하는 단계; 및
상기 하나 이상의 전자 디바이스를 상기 플렉시블 배터리에 전기 접속시키는 단계
를 포함하는, 방법.
A method of manufacturing a wearable integration platform for an electronic device, comprising:
providing a flexible battery having a packaging layer, wherein the flexible battery is folded within the packaging layer;
embedding one or more electronic devices within, printing on, and/or attaching one or more electronic devices to the packaging layer; and
electrically connecting the one or more electronic devices to the flexible battery;
A method comprising
전자 디바이스를 제조하는 방법으로서,
플렉시블 배터리 패키징에 인쇄하는 것, 플렉시블 배터리 패키징 내에 매립하는 것, 플렉시블 배터리 패키징에 부착하는 것, 또는 이들의 조합을 포함하는 방법에 의해 전자 디바이스를 조립하는 단계; 및
상기 플렉시블 배터리 패키징을 포함하는 플렉시블 배터리로부터 상기 전자 디바이스에 전력을 제공하여 전자 디바이스를 형성하는 단계로서, 상기 플렉시블 배터리는 상기 플랙시블 배터리 패키징 내에 접혀 있는 것인 단계
를 포함하는, 방법.
A method of manufacturing an electronic device, comprising:
assembling the electronic device by a method comprising printing on the flexible battery packaging, embedding within the flexible battery packaging, attaching to the flexible battery packaging, or a combination thereof; and
providing power to the electronic device from a flexible battery comprising the flexible battery packaging to form an electronic device, wherein the flexible battery is folded within the flexible battery packaging;
A method comprising
제15항에 있어서, 상기 전자 디바이스, 상기 플렉시블 배터리 패키징, 및 상기 플렉시블 배터리는 사용자에 의해 착용 가능한, 방법.The method of claim 15 , wherein the electronic device, the flexible battery packaging, and the flexible battery are wearable by a user.
KR1020200005929A 2019-01-30 2020-01-16 Flexible battery as an integration platform for wearable sensors and processing/transmitting devices KR102363780B1 (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201962798938P 2019-01-30 2019-01-30
US62/798,938 2019-01-30
US16/560,747 2019-09-04
US16/560,747 US20200243807A1 (en) 2019-01-30 2019-09-04 Flexible battery as an integration platform for wearable sensors and processing/transmitting devices

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200094661A KR20200094661A (en) 2020-08-07
KR102363780B1 true KR102363780B1 (en) 2022-02-15

Family

ID=71524343

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200005929A KR102363780B1 (en) 2019-01-30 2020-01-16 Flexible battery as an integration platform for wearable sensors and processing/transmitting devices

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP7018974B2 (en)
KR (1) KR102363780B1 (en)
DE (1) DE102020102043A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20200083560A1 (en) * 2018-09-06 2020-03-12 Honda Motor Co., Ltd. Flexible lithium-ion battery
WO2023100017A1 (en) * 2021-11-30 2023-06-08 株式会社半導体エネルギー研究所 Flexible-battery management system and electronic equipment

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06267515A (en) * 1993-03-15 1994-09-22 Ricoh Co Ltd Sheet-like secondary battery and electronic element using it
JPH1187875A (en) * 1997-09-12 1999-03-30 Seiko Epson Corp Manufacture of sheet-like electronic apparatus
JP2007049789A (en) 2005-08-08 2007-02-22 Nec Corp Information processing apparatus
DE102012207999A1 (en) 2012-05-14 2013-11-14 Robert Bosch Gmbh Sheath foil for a galvanic cell, electrochemical storage, electrochemical storage system, flexible foil for a sheath of a galvanic cell and method for determining a state quantity of an electrochemical storage
JP6269310B2 (en) 2014-05-15 2018-01-31 株式会社村田製作所 Batteries and electronic devices
JP2016031922A (en) 2014-07-30 2016-03-07 本田技研工業株式会社 Battery electrode doubling as current collector, and battery having the same
JP2016073196A (en) 2014-09-26 2016-05-09 株式会社半導体エネルギー研究所 Secondary battery module and power supply system
KR101848417B1 (en) * 2015-04-27 2018-04-12 주식회사 아모그린텍 Wearable apparatus
KR102364159B1 (en) 2017-08-01 2022-02-18 주식회사 엘지에너지솔루션 Pouch-Type Secondary Battery Having Cutting Device of Electrode Tab

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020123569A (en) 2020-08-13
DE102020102043A1 (en) 2020-07-30
KR20200094661A (en) 2020-08-07
JP7018974B2 (en) 2022-02-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Dahiya et al. Energy autonomous wearable sensors for smart healthcare: a review
Stauss et al. Biocompatible batteries—materials and chemistry, fabrication, applications, and future prospects
Wang et al. Powering future body sensor network systems: A review of power sources
Chen et al. Stretchable supercapacitors as emergent energy storage units for health monitoring bioelectronics
Li et al. A hybrid biofuel and triboelectric nanogenerator for bioenergy harvesting
US20200243808A1 (en) Band batteries for smart wearable devices
Leal et al. Untethered disposable health monitoring electronic patches with an integrated Ag2O–Zn battery, a AgInGa current collector, and hydrogel electrodes
Chen et al. A laser-scribed wearable strain sensing system powered by an integrated rechargeable thin-film zinc-air battery for a long-time continuous healthcare monitoring
Han et al. All‐day wearable health monitoring system
KR102363780B1 (en) Flexible battery as an integration platform for wearable sensors and processing/transmitting devices
Ren et al. Flexible fiber-shaped energy storage devices: Principles, progress, applications and challenges
JP2007183919A (en) Rfid tag
Ma et al. Flexible energy storage devices for wearable bioelectronics
CN110521047A (en) All-solid-state battery, electronic equipment, electronic card, wearable device and electric vehicle
CN105810883A (en) Flexible wearable electrode and preparation method therefor
Wang et al. Co@ N-CNT/MXenes in situ grown on carbon nanotube film for multifunctional sensors and flexible supercapacitors
US20200083560A1 (en) Flexible lithium-ion battery
He et al. Flexible energy storage devices to power the future
Qu et al. Foldable and wearable supercapacitors for powering healthcare monitoring applications with improved performance based on hierarchically co-assembled CoO/NiCo networks
Sekretaryova Powering wearable bioelectronic devices
JP2021106153A (en) Flexible battery as integrated platform for wearable sensor and processing/transmission device
Sonigara et al. Flexible energy storage patch based on NiPS3/graphene zinc-ion hybrid supercapacitor for integrated biosensors
Wang et al. Multifunctional integrated interdigital microsupercapacitors and self-powered iontronic tactile pressure sensor for wearable electronics
KR102343691B1 (en) Zinc-air battery and method for preparing the same
CN105489831B (en) The comb teeth-shaped flexible electrode being arranged back-to-back and the battery comprising the electrode

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant