KR102395481B1 - 이차 전지 - Google Patents

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Abstract

본 기재의 이차 전지는 나란하게 배치된 복수의 전지셀 및 상기 복수의 전지셀이 회전가능하도록 상기 복수의 전지셀의 단부를 서로 연결하여 상기 복수의 전지셀 각각이 인접한 전지셀에 대해 회전되게 하는 연결 유닛을 포함한다.

Description

이차 전지{RECHARGEABLE BATTERY}
본 발명은 이차 전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 플렉서블한 단말기에 탑재할 수 있는 이차 전지에 대한 것이다.
이차 전지(rechargeable battery)는 충전이 불가능한 일차전지와는 달리 충전 및 방전할 수 있는 전지이다. 저용량의 이차 전지는 휴대폰이나 노트북 컴퓨터 및 캠코더와 같이 휴대할 수 있는 소형 전자기기에 사용되고, 대용량 전지는 하이브리드 자동차 등의 모터 구동용 전원으로 널리 사용되고 있다.
최근에는 화면이 휘어지는 디스플레이를 탑재한 장치가 출시되고 있다. 이러한 플렉서블 단말기는 본체도 디스플레이와 함께 휘어지도록 이루어져 있다. 그러나 일반적인 이차 전지는 플렉서블을 구현하기가 어렵고 제조 비용도 높은 문제점이 있다. 따라서, 본체는 휘어지더라도 이차 전지는 고정된 형태의 것을 사용하기도한다.
이때, 플렉서블 단말기의 형태가 제각각 상이하므로, 전지셀의 구성 및 플렉서블 단말기의 디자인에 따라서 매번 별개의 전지셀 연결 구조를 개발하여야 하므로, 개발 비용이 상승하는 문제점이 있다.
본 발명의 일 실시예는 외력에 의해 변형할 수 있는 이차 전지를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 다양한 단말기에 탑재되는 경우, 설계변경을 하지 않아도 탑재할 수 있는 이차 전지를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 이차 전지는 나란하게 배치된 복수의 전지셀 및 상기 복수의 전지셀이 회전가능하도록 상기 복수의 전지셀의 단부를 서로 연결하여 상기 복수의 전지셀 각각이 인접한 전지셀에 대해 회전되게 하는 연결 유닛을 포함한다.
한편, 상기 연결 유닛은, 상기 복수의 전지셀에서 서로 인접한 한 쌍의 전지셀을 연결하는 적어도 하나의 제1 연결부, 및 상기 제1 연결부의 외면에 위치되며, 상기 제1 연결부에 의해 연결된 한 쌍의 전지셀을 연결하는 적어도 하나의 제2 연결부를 포함할 수 있다.
한편, 상기 제1 연결부와 제2 연결부는 상기 복수의 전지셀의 단부에 서로 교번하여 순차적으로 결합될 수 있다.
한편, 상기 제1 연결부와 제2 연결부는 도전성 금속일 수 있다.
한편, 상기 전지셀의 어느 한쪽 단부에 위치한 상기 제2 연결부는 도전성 금속으로 이루어지고, 이와 동일한 단부에 위치한 제1 연결부는 비도전성 금속으로 이루어지며, 상기 전지셀의 다른 한쪽 단부에 위치한 상기 제2 연결부는 비도전성 금속으로 이루어지고, 이와 동일한 단부에 위치한 제1 연결부는 도전성 금속으로 이루어질 수 있다.
한편, 상기 제1 연결부는, 원판형상의 두 개의 베이스부의 일측이 서로 연결된 것이며, 상기 베이스부에는 상기 전지셀의 단부에 형성된 단자가 관통되는 관통홀이 형성될 수 있다.
한편, 상기 제1 연결부와 제2 연결부는 동일한 형상일 수 있다.
한편, 상기 복수의 전지셀 중에서 가장 끝 부분에 위치된 어느 하나의 전지셀과 나란하게 위치되며, 상기 연결 유닛에 연결된 제어 부재를 포함할 수 있다.
한편, 상기 제어 부재는 보호 회로가 형성된 보호 회로 기판일 수 있다.
한편, 상기 복수의 전지셀은 원기둥 형상 및 다각 기둥 형상 중 선택된 하나일 수 있다.
한편, 상기 복수의 전지셀의 단부에 형성된 단자를 감싸는 캡 부재를 포함할 수 있다.
한편, 상기 캡 부재는 원형일 수 있다.
한편, 상기 캡 부재는 서로 인접한 한 쌍의 전지셀의 양단에 형성된 각각의 단자들을 연결하도록 형성될 수 있다.
한편, 상기 전지셀의 단부와 상기 연결 유닛 사이에 개재된 절연 부재를 포함할 수 있다.
한편, 상기 복수의 전지셀은 어느 한쪽 끝부분이 모두 동일한 극성이 되도록 배치될 수 있다.
한편, 상기 복수의 전지셀은 어느 한쪽 끝 부분에 양극 및 음극이 교번하도록 위치될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 이차 전지는 연결 유닛을 포함한다. 연결 유닛은 복수의 전지셀 각각이 인접한 전지셀에 대해 회전될 수 있게 한다. 이에 따라, 외력에 의해 전체 형상이 자유롭게 변형될 수 있다.
그러므로 본 발명의 일실시예에 따른 이차 전지가 플렉서블 디스플레이를 포함하는 단말기에 탑재되는 경우, 단말기의 휘어짐과 연동하여 휘어질 수 있다.
여기서, 연결 유닛에 의해 변형을 구현하는 것은 전지셀 자체가 휘어지게 하는 것과 비교하여 제조 비용이 낮을 수 있다. 낮은 제조 비용으로도 플렉서블 기기에 탑재될 수 있는 이차 전지가 제조될 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 이차 전지는 전체 형상이 사용자의 의도에 따라 자유롭게 변형 가능하도록 이루어져 있으므로, 다양한 휴대용 기기의 형상에 적합하게 이차 전지의 구조를 매번 설계할 필요가 없다. 따라서, 개발 비용을 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 사시도이다.
도 2는, 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 분해사시도이다.
도 3 내지 도 5는, 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지가 다양하게 변형된 상태를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지에서 캡 부재의 변형예를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지에서 전지셀의 변형예를 도시한 도면이다.
도 8은, 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지에서 전지셀이 병렬로 연결된 상태를 도시한 도면이다.
도 9는, 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지에서 전지셀이 직렬로 연결된 상태를 도시한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 여러 실시예들에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적인 실시예에서만 설명하고, 그 외의 다른 실시예에서는 대표적인 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"된 것도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 사시도이고, 도 2는, 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 분해사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지(100)는 복수의 전지셀(110)과, 연결 유닛(130)을 포함한다.
복수의 전지셀(110)은 나란하게 배치된다. 복수의 전지셀(110)은 서로 평행하도록 배치될 수 있다. 복수의 전지셀(110)은 병렬 또는 직렬로 연결될 수 있으며, 이에 대한 구조는 후술하기로 한다.
연결 유닛(130)은 복수의 전지셀(110)이 회전가능하도록 복수의 전지셀(110)의 단부를 서로 연결한다. 연결 유닛(130)은 복수의 전지셀(110) 각각이 인접한 전지셀(110)에 대해 회전될 수 있게 한다. 즉, 연결 유닛(130)은 복수의 전지셀(110)이 전체적으로 변형될 수 있게 한다.
이를 위한 연결 유닛(130)의 상세한 구조는 일례로 제1 연결부(131)와 제2 연결부(132)를 포함할 수 있다.
제1 연결부(131)는 복수의 전지셀(110)에서 서로 인접한 한 쌍의 전지셀(110)을 연결한다. 제1 연결부(131)의 형상은 일례로, 원판형상의 부재의 일측이 서로 연결된 것이다. 그리고 원판형상의 부재에는 전지셀(110)의 단부에 형성된 단자가 관통되는 관통홀이 형성될 수 있다.
제2 연결부(132)는 제1 연결부(131)의 외면에 위치된다. 제2 연결부(132)는 제1 연결부(131)에 의해 연결된 한 쌍의 전지셀(110)을 연결한다. 제2 연결부(132)와 제1 연결부(131)는 동일한 형상일 수 있다.
그리고 상기와 같은 구조로 이루어진 연결 유닛(130)에서, 제1 연결부(131)와 제2 연결부(132)는 복수의 전지셀(110)의 단부에 서로 교번하여 순차적으로 결합될 수 있다. 즉, 제1 연결부(131)는 두 개의 서로 인접한 전지셀(110)을 연결하여 한 쌍의 전지셀(110)이 되도록 하고, 제2 연결부(132)는 서로 인접한 한 쌍의 전지셀(110)들을 서로 연결한다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 이차 전지(100)는 절연 부재(134)를 포함할 수 있다. 절연 부재(134)는 전지셀(110)의 단부와 연결 유닛(130) 사이에 개재될 수 있다. 절연 부재(134)는 비도전성 재질로 이루어질 수 있다. 예컨대, 절연 부재(134)의 소재는 일례로, 플라스틱 또는 세라믹일 수 있으나, 이에 한정하지는 않는다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 이차 전지(100)는 제어 부재(120)를 포함할 수 있다. 제어 부재(120)는 복수의 전지셀(110) 중에서 가장 끝 부분에 위치된 어느 하나의 전지셀(110)과 나란하게 위치되며, 연결 유닛(130)에 연결될 수 있다. 제어 부재(120)는 일례로 보호 회로가 형성된 보호 회로 기판(PCM: Protection Circuit Module)일 수 있다. 보호 회로 기판은 이차전지의 과충전, 과전류 등의 비정상인 상태를 효과적으로 제어한다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 이차 전지(100)는 캡 부재(133)를 포함할 수 있다. 캡 부재(133)는 복수의 전지셀(110)의 단부에 형성된 단자를 감싸도록 형성된다. 이러한 캡 부재(133)의 형상은 일례로 원형일 수 있다.
이와 같은 캡 부재(133)는 전지셀(110)에 형성된 단자를 외부의 접촉으로부터 보호한다. 또한, 캡 부재(133)는 전지셀(110)에 연결 유닛(130)이 결합한 상태에서 연결 유닛(130)이 전지셀(110)로부터 이탈하는 것을 방지한다.
이를 위하여 캡 부재(133)가 단자의 끝 부분과 측면을 감싸도록 배치된 상태에서 단자의 끝 부분은 스팟 용접을 실시하고, 측면은 코킹을 실시하여 캡 부재(133)가 단자에 강건하게 결합하도록 할 수 있다.
도 3 내지 도 5는, 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지가 다양하게 변형된 상태를 도시한 도면이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 전술한 연결 유닛(130)에 의해 여러 개의 전지셀(110)들이 체인 형태로 나란하게 연결될 수 있다. 그리고 여러 개의 전지셀(110)들 각각은 인접한 셀들에 대해 자유롭게 회전될 수 있다. 따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 이차 전지(100)가 외력에 의해 전체적인 형상이 자유롭게 변형될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지에서 캡 부재의 변형예를 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 전술한 바와 다르게 캡 부재(233)는 서로 인접한 한 쌍의 전지셀(110)의 양단에 형성된 각각의 단자들을 연결하도록 형성될 수 있다. 예를 들어 캡 부재(233)는 눈사람 형상일 수 있다. 즉, 캡 부재(233)는 서로 인접한 두 개의 단자들을 동시에 감싸도록 형성될 수 있다. 이 경우, 캡 부재(233)는 제2 연결부(132)의 외면에 밀착되도록 위치될 수 있다.
캡 부재(233)가 이와 같은 형상으로 이루어짐에 따라, 본 발명의 이차 전지(100)의 제조시, 하나의 캡 부재(233)가 한번에 두 개의 단자들을 커버할 수 있다. 즉, 하나의 캡 부재(133, 도 1 참조)가 하나의 단자를 커버하는 경우보다 제조 시간이 단축되어 생산성을 향상시킬 수 있다.
한편, 전술한 이차 전지(100)에서 복수의 전지셀(110)의 형상은 일례로 원기둥 형상 및 다각 기둥 형상 중 선택된 하나일 수 있다. 예를 들어, 복수의 전지셀(110)은 원기둥 형상으로 이루어져서 서로 나란하게 배치될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지에서 전지셀의 변형예를 도시한 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이 복수의 전지셀(210)은 사각기둥 형상으로 이루어져서 서로 나란하게 배치될 수 있다. 그리고 복수의 전지셀(210)은 사각기둥 형상중에서도 원통형의 전지셀(210)보다 상대적으로 두께가 얇은 박형으로 이루어져서 서로 나란하게 배치될 수 있다.
도 8은, 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지에서 전지셀이 병렬로 연결된 상태를 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 복수의 전지셀(110)은 어느 한쪽 끝부분이 모두 동일한 극성이 되도록 배치될 수 있다. 즉, 복수의 전지셀(110)들은 병렬로 연결될 수 있다. 이를 위하여, 제1 연결부(131)와 제2 연결부(132)는 모두 도전성 금속일 수 있다.
도 9는, 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지에서 전지셀이 직렬로 연결된 상태를 도시한 도면이다.
도 9를 참조하면, 복수의 전지셀(110)들은 병렬로 연결될 수 있다. 이때, 복수의 전지셀(110)은 끝 부분에 양극 및 음극이 교번하도록 위치될 수 있다.
이를 위하여 전지셀의 어느 한쪽 단부에 위치한 제2 연결부(132a)는 도전성 금속으로 이루어지고, 이와 동일한 단부에 위치한 제1 연결부(131a)는 비도전성 금속으로 이루어진다. 그리고 전지셀(110)의 다른 한쪽 단부에 위치한 제2 연결부(132b)는 비도전성 금속으로 이루어지고, 이와 동일한 단부에 위치한 제1 연결부(131b)는 도전성 금속으로 이루어질 수 있다.
이와 같이 전지셀(110)을 병렬 또는 직렬로 배치하는지 여부에 따라, 연결 유닛(130)을 구성하는 제1 연결부(131)와 제2 연결부(132)의 재질을 비도전성 재질 또는 도전성 재질 중 어느 하나로 선택하여 제조할 수 있다.
도 5로 되돌아가서, 전술한 구조로 이루어진 본 발명의 일실시예에 따른 이차 전지(100)는 연결 유닛(130)을 포함한다. 연결 유닛(130)은 복수의 전지셀(110) 각각이 인접한 전지셀(110)에 대해 다양한 방향으로 회전될 수 있게 한다. 이에 따라, 외력에 의해 전체 형상이 자유롭게 변형될 수 있다.
그러므로 본 발명의 일실시예에 따른 이차 전지(100)가 플렉서블 디스플레이를 포함하는 단말기에 탑재되는 경우, 단말기의 휘어짐과 연동하여 휘어질 수 있다.
여기서, 연결 유닛(130)에 의해 변형을 구현하는 것은 전지셀(110) 자체가 휘어지게 하는 것과 비교하여 제조 비용이 낮을 수 있다. 즉, 낮은 제조 비용으로도 플렉서블 기기에 탑재될 수 있는 이차 전지(100)가 제조될 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 이차 전지(100)는 전체 형상이 사용자의 의도에 따라 자유롭게 변형 가능하도록 구성되어 있으므로, 다양한 휴대용 기기의 형상에 적합하게 이차 전지(100)의 구조를 매번 설계할 필요가 없다. 따라서, 이차 전지(100) 개발 비용을 절감할 수 있다.
이상에서 본 발명의 여러 실시예에 대하여 설명하였으나, 지금까지 참조한 도면과 기재된 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100, 200: 이차 전지 110, 210: 전지셀
120: 제어 부재 130: 연결 유닛
131, 131a, 131b: 제1 연결부 132, 132a. 132b: 제2 연결부
133, 233: 캡 부재 134: 절연 부재

Claims (16)

  1. 나란하게 배치된 복수의 전지셀, 및
    상기 복수의 전지셀이 회전가능하도록 상기 복수의 전지셀의 단부를 서로 연결하여 상기 복수의 전지셀 각각이 인접한 전지셀에 대해 회전되게 하는 연결 유닛을 포함하고,
    상기 연결 유닛은,
    상기 복수의 전지셀에서 서로 인접한 한 쌍의 전지셀을 연결하는 적어도 하나의 제1 연결부, 및
    상기 제1 연결부의 외면에 위치되며, 상기 제1 연결부에 의해 연결된 한 쌍의 전지셀을 연결하는 적어도 하나의 제2 연결부를 포함하는 이차 전지.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 연결부와 제2 연결부는 상기 복수의 전지셀의 단부에 서로 교번하여 순차적으로 결합된 이차 전지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 연결부와 제2 연결부는 도전성 금속인 이차 전지.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전지셀의 어느 한쪽 단부에 위치한 상기 제2 연결부는 도전성 금속으로 이루어지고, 이와 동일한 단부에 위치한 제1 연결부는 비도전성 금속으로 이루어지며,
    상기 전지셀의 다른 한쪽 단부에 위치한 상기 제2 연결부는 비도전성 금속으로 이루어지고, 이와 동일한 단부에 위치한 제1 연결부는 도전성 금속으로 이루어진 이차 전지.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 연결부는,
    원판형상의 두 개의 베이스부의 일측이 서로 연결된 것이며, 상기 베이스부에는 상기 전지셀의 단부에 형성된 단자가 관통되는 관통홀이 형성된 이차 전지.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 연결부와 제2 연결부는 동일한 형상인 이차 전지.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 전지셀 중에서 가장 끝 부분에 위치된 어느 하나의 전지셀과 나란하게 위치되며, 상기 연결 유닛에 연결된 제어 부재를 포함하는 이차 전지.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어 부재는 보호 회로가 형성된 보호 회로 기판인 이차 전지.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 전지셀은 원기둥 형상 및 다각 기둥 형상 중 선택된 하나인 이차 전지.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 전지셀의 단부에 형성된 단자를 감싸는 캡 부재를 포함하는 이차 전지.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 캡 부재는 원형인 이차 전지.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 캡 부재는 서로 인접한 한 쌍의 전지셀의 양단에 형성된 각각의 단자들을 연결하도록 형성된 이차 전지.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 전지셀의 단부와 상기 연결 유닛 사이에 개재된 절연 부재를 포함하는 이차 전지.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 전지셀은 어느 한쪽 끝부분이 모두 동일한 극성이 되도록 배치된 이차 전지.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 전지셀은 어느 한쪽 끝 부분에 양극 및 음극이 교번하도록 위치된 이차 전지.
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