KR102475376B1 - 보조배터리 - Google Patents

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KR102475376B1
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최형석
노승윤
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주식회사 아모그린텍
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Abstract

보조배터리가 제공된다. 본 발명의 일인 실시예에 따른 보조배터리는 몸체부; 사용자가 신체에 착용할 수 있도록 일정길이를 갖도록 구비되고, 양단부가 상기 몸체부에 결합되며, 플렉서블 배터리가 내장되는 밴드부; 및 충전 케이블로서의 역할을 수행할 수 있도록 소정의 길이를 가지는 연결케이블의 양단부 측에 각각 구비되는 제1단자부 및 제2단자부를 포함하고, 상기 제1단자부 및 제2단자부가 상기 몸체부에 각각 분리가능하게 결합되는 연결수단;을 포함하고, 상기 제2단자부는 상기 몸체부와의 결합시 상기 플렉서블 배터리와 전기적으로 연결되며, 상기 몸체부는, 상기 밴드부의 일단 및 상기 제1단자부가 각각 결합되는 제1몸체; 및 상기 밴드부의 타단 및 상기 제2단자부가 각각결합되는 제2몸체;를 포함하며, 상기 제1몸체 및 제2몸체는 상기 제1몸체에 형성된 체결부와 상기 제2몸체에 형성된 대응체결부를 통해 분리 가능하게 결합될 수 있다. 이에 의하면, 플렉서블 배터리와 전자기기를 연결하기 위한 전자기기에 착탈 가능하도록 결합됨으로써, 따로 충전 케이블을 가방에 휴대하지 않아도 전자기기에 결합된 케이블을 이용하여 휴대용 전자기기나 스마트 워치 등과 같은 웨어러블 디바이스의 배터리를 충전할 수 있다.

Description

보조배터리 {Auxiliary battery}
본 발명은 보조배터리에 관한 것이다.
일반적으로 스마트폰과 같은 휴대단말기는 멀티미디어 통합기기로서 현대인에게 없어서는 안 되는 필수품이며, 과거의 휴대단말기와 달리 통화기능 이외에도 인터넷, 애플리케이션, TV, 네비게이션, SNS 등의 다양한 기능을 수행하는 것을 목적으로 하고 있다.
이러한 스마트폰과 같은 휴대단말기는 교체가 불가능한 내장형 배터리 또는 교체가 가능한 기본 배터리가 배치되어 있는데, 최근 단말기의 전력 사용량이 증가함에 따라서 휴대단말기의 배터리 사용을 증가시키기 위한 다양한 기술이 개발되고 있는 실정이다.
그 일환으로, 간편하게 휴대할 수 있는 보조배터리가 생산되어 판매되고 있다. 그러나, 휴대단말기의 배터리가 방전되어 충전이 필요한 경우 상기 보조배터리를 이용하여 충전을 하기 위해서는 USB 케이블과 같은 별도의 충전케이블이 필수적으로 요구된다.
이에 따라, 사용자는 보조배터리는 물론 충전을 위한 충전케이블을 각각 별도로 휴대해야 하는 번거로움이 존재한다.
대한민국공개특허 제2012-0136146호(공개일 2012년 12월 18일)
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 충전케이블로서의 역할을 수행하는 연결수단이 몸체부에 착탈가능하게 결합되어 항상 몸체부와 함께 휴대할 수 있음으로써 충전을 위한 별도의 충전케이블을 휴대하지 않아도 간편하게 충전대상을 충전할 수 있는 보조배터리를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 밴드부에 내장된 플렉서블 배터리를 충전대상의 메인 배터리를 충전하기 위한 보조배터리로 사용할 수 있음으로써 별도의 보조배터리를 휴대할 필요가 없으며 장소의 구애를 받지 않고 간편하게 충전대상의 배터리를 충전할 수 있는 보조배터리를 제공하는데 다른 목적이 있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 몸체부; 사용자가 신체에 착용할 수 있도록 일정길이를 갖도록 구비되고, 양단부가 상기 몸체부에 결합되며, 플렉서블 배터리가 내장되는 밴드부; 및 충전 케이블로서의 역할을 수행할 수 있도록 소정의 길이를 가지는 연결케이블의 양단부 측에 각각 구비되는 제1단자부 및 제2단자부를 포함하고, 상기 제1단자부 및 제2단자부가 상기 몸체부에 각각 분리가능하게 결합되는 연결수단;을 포함하고, 상기 제2단자부는 상기 몸체부와의 결합시 상기 플렉서블 배터리와 전기적으로 연결되며, 상기 몸체부는, 상기 밴드부의 일단 및 상기 제1단자부가 각각 결합되는 제1몸체; 및 상기 밴드부의 타단 및 상기 제2단자부가 각각결합되는 제2몸체;를 포함하며, 상기 제1몸체 및 제2몸체는 상기 제1몸체에 형성된 체결부와 상기 제2몸체에 형성된 대응체결부를 통해 분리 가능하게 결합되는 보조배터리를 제공한다.
또한, 상기 몸체부 및 상기 밴드부는 전체적으로 링 형태로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 연결수단은 상기 밴드부와 나란히 배치되도록 상기 몸체부와 결합될 수 있다.
삭제
또한, 상기 몸체부는, 상기 제1단자부와 착탈가능하게 결합될 수 있도록 상기 제1단자부와 대응되는 홈 형상으로 형성되는 제1수용부와, 상기 제2단자부가 착탈가능하게 결합될 수 있도록 상기 제2단자부와 대응되는 홈 형상으로 형성되는 제2수용부를 포함할 수 있고, 상기 제1단자부는 상기 제1수용부로부터 분리되어 충전대상 또는 충전기기와 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 상기 몸체부는 일면에 소정의 정보가 표시되는 디스플레이부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 상부면 및 상기 하부면은 곡면으로 형성될 수 있다.
삭제
또한, 상기 제1몸체 및 제2몸체 중 어느 하나에는 상기 플렉서블 배터리를 충전대상 및 충전기기 중 어느 하나와 전기적으로 연결시키는 회로부가 구비될 수 있다.
또한, 상기 제1몸체 및 제2몸체 각각에는 상기 제1단자부 및 상기 제2단자부가 착탈가능하게 결합되는 제1수용부 및 제2수용부가 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1몸체의 일측에는 체결부가 형성되고, 상기 제2몸체의 일측에는 상기 제1몸체의 체결부가 착탈가능하게 결합되는 대응체결부가 형성될 수 있다.
또한, 상기 연결케이블은 외주면을 감싸는 보호부재;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 보호부재는 가죽, 패브릭 및 우레탄 수지 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 패턴은 플렉서블 배터리의 길이방향을 따라 전체적으로 또는 부분적으로 구비될 수 있다.
또한, 상기 플렉서블 배터리는, 양극, 음극 및 분리막을 포함하는 전극조립체; 및 상기 전극조립체를 전해액과 함께 봉지하는 외장재;를 포함하고, 상기 패턴은 상기 외장재 및 전극조립체에 서로 일치하는 패턴이 각각 형성될 수 있다.
또한, 상기 전극조립체는 양극집전체의 일면 또는 양면에 양극 활물질층이 배치되는 양극과, 음극집전체의 일면 또는 양면에 음극 활물질층이 배치되는 음극 및 분리막을 포함하며, 상기 양극, 음극 및 분리막은 상기 외장재의 패턴과 서로 일치하는 패턴이 각각 구비될 수 있다.
또한, 상기 분리막은 부직포층; 및 상기 부직포층의 일면 또는 양면에 적층된 폴리아크릴로니트릴 나노 섬유를 함유한 나노섬유웹층;을 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 충전케이블로서의 역할을 수행하는 연결수단이 몸체부에 착탈가능하게 결합되어 항상 몸체부와 함께 휴대가 가능함으로써 충전을 위한 별도의 충전케이블을 휴대하지 않아도 간편하게 충전대상, 일례로 휴대단말기나 스마트 워치 등과 같은 웨어러블 디바이스의 메인배터리를 충전할 수 있다.
또한, 본 발명은 밴드부에 내장된 플렉서블 배터리의 전원을 이용하여 충전대상의 메인배터리를 충전할 수 있음으로써 별도의 보조배터리를 휴대할 필요가 없고 장소의 구애를 받지 않고 간편하게 충전대상의 메인배터리를 충전하여 상기 충전대상의 사용시간을 늘릴 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 보조배터리를 개략적으로 도시한 사시도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 보조배터리에서 연결수단을 분리한 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 보조배터리를 상면에서 본 내부 구성도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 보조배터리에 적용되는 플렉서블 배터리의 전원을 이용하여 충전대상을 충전하는 사용 상태도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 보조배터리에 적용되는 플렉서블 배터리가 충전기기에 의해 충전되는 사용 상태도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 보조배터리에 적용되는 플렉서블 배터리를 나타낸 도면,
도 7은 도 6의 세부구성을 나타낸 확대단면도,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 보조배터리에 적용되는 플렉서블 배터리에서 전극조립체와 외장재에 형성되는 다양한 패턴을 나타낸 개략도, 그리고
도 9 내지 도 12는 본 발명에 따른 보조배터리에 적용되는 플렉서블 배터리에서 패턴의 다양한 형태를 나타낸 개략도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 보조배터리(100)는 사용자의 신체, 예를 들면 사용자의 손목에 착용될 수 있으며, 휴대단말기와 같은 충전대상의 배터리를 충전하기 위한 보조배터리로서 사용될 수 있다.
이러한, 본 발명에 따른 보조배터리(100)는 몸체부(110), 밴드부(120) 및 연결수단(130)을 포함할 수 있다.
먼저, 상기 몸체부(110)는 상부면(110a), 하부면(110b) 및 측면(110c)을 포함하는 육면체 형상으로 이루어질 수 있다.
보다 상세히, 상기 상부면(110a)은 사용자가 손목에 착용했을 경우 외부로 노출되는 면이다. 이와 같은 상부면(110a)에는 소정의 정보가 표시되는 디스플레이부(111a)가 포함될 수 있다.
여기서, 상기 디스플레이부(111a)는 영상이 표시되거나 시간 등이 표시될 수 있다. 일례로, 상기 디스플레이부(11a)는 전기적인 신호를 통해 다양한 문자, 숫자 및 영상이 표시될 수 있으며, 다른 전자기기와의 근거리 데이터 통신을 통해 전송되는 내용이 표시될 수도 있다.
상기 몸체부(110)의 하부면(110b)은 상기 상부면(110a)의 반대면에 형성되는 면으로, 사용자가 손목에 착용했을 경우 사용자의 신체와 접촉하는 면일 수 있다.
이때, 상기 몸체부(110)는 착용시 사용자가 몸체부(110)에 대해 편안한 착용감을 느끼고 심미감을 높일 수 있도록 하부면(110b)은 곡면으로 형성될 수 있으며, 상기 상부면(110a) 역시 곡면으로 형성될 수 있다.
상기 측면(110c)은 상부면(110a) 및 하부면(110b)을 연결하는 면으로, 하부면(110b) 및 상부면(110a)의 길이 방향에 따라 형성되는 제1측면(110d)과, 상부면(110a) 및 하부면(110b)의 폭 방향에 따라 형성된 제2측면(110e)을 포함할 수 있다.
이에 따라, 상기 몸체부(110)는 상부면(110a), 하부면(110b) 및 측면(110c)에 의해 전체적으로 육면체 형상으로 이루어질 수 있다.
그러나, 상기 몸체부(110)의 형상을 이에 한정하는 것은 아니며, 원기둥 형상으로 구비될 수도 있으며, 공지의 다양한 형상으로 이루어질 수 있음을 밝혀둔다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 보조배터리(100)는 몸체부(110)의 분리 및 체결을 통하여 사용자의 손목에 착용된 상태를 유지하거나 착용상태가 해제될 수 있다.
이를 위해, 상기 몸체부(110)는 제1몸체(111) 및 제2몸체(112)를 포함하고, 상기 제1몸체(111) 및 제2몸체(112)가 서로 분리되거나 체결될 수 있다(도 3참조).
구체적으로, 상기 제1몸체(111)는 일측에 체결부(111b)가 형성되고, 상기 제2몸체(112)의 일측에는 상기 체결부(111b)가 결합되는 대응체결부(112b)가 형성된다.
이때, 상기 체결부(111b) 및 대응체결부(112b)는 서로 대응되는 홈부 및 돌부의 형태로 구비될 수 있다. 이에 따라, 상기 돌부가 홈부 측으로 삽입되어 상기 제1몸체(111) 및 제2몸체(112)가 결합된 상태를 유지하거나 상기 돌부가 홈부로부터 분리됨으로써 상기 제1몸체(111) 및 제2몸체(112)가 분리된다.
여기서, 도면에는 상기 체결부가 돌기 형상으로 구비되고, 상기 대응체결부가 홈 형상으로 구비되는 것으로 도시하였지만, 이에 한정하는 것은 아니며, 상기 체결부가 홈의 형태로 구비되고 상기 대응체결부가 돌기의 형태로 구비될 수도 있다.
더불어, 상기 제1몸체(111)와 제2몸체(112)가 홈과 돌기에 의한 끼움방식으로 결합되는 것으로 도시하였지만 이에 한정하는 것은 아니며, 공지의 다양한 결합방식이 사용될 수 있다. 일례로, 상기 체결부 및 대응체결부가 슬라이딩 방식으로 결합되거나, 상기 체결부 및 대응체결부가 각각 서로 다른 극을 갖는 자석부재를 구비하여 자성에 의해 결합될 수도 있음을 밝혀둔다.
한편, 상기 제1몸체(111) 및 제2몸체(112) 중 적어도 일측에는 상기 몸체부(110)를 구동하거나 밴드부(120)에 내장되는 플렉서블 배터리(140)를 보조배터리로서 사용하기 위한 구성들이 포함될 수 있다.
일례로, 상기 디스플레이부(111a)가 상기 제1몸체(111) 측에 구비되는 경우 상기 제1몸체(111a)의 내부에는 상기 디스플레이부(111a)의 구동을 위한 제1회로부(111c)가 구비될 수 있다.
상기 제1회로부(111c)는 상기 디스플레이부(111a)와 전기적으로 연결되어 상기 디스플레이부(111a)에 영상, 문자, 숫자 등과 같은 다양한 정보가 표시되도록 하기 위한 다양한 소자 및 회로로 구성될 수 있다.
한편, 상기 제1몸체(111)는 후술할 연결수단(130)이 체결되는 제1수용부(111d)가 구비될 수 있다. 이러한 제1수용부(111d)는 상기 연결수단(130)의 제1단자부(132)를 수용하기 위한 공간으로, 상기 제1단자부(132) 에 대응하는 홈 형상으로 형성될 수 있다.
상기 제2몸체(112)는 상기 밴드부(120)에 내장되는 플렉서블 배터리(140)를 보조배터리로서 사용하기 위한 제2회로부(112c)가 내장될 수 있다.
이와 같은 상기 제2회로부(112c)는 플렉서블 배터리(140)와 서로 전기적으로 연결되어 외부로부터 공급되는 전원을 플렉서블 배터리(140) 측으로 공급하거나 상기 플렉서블 배터리(140)에 저장된 전원을 충전대상 측으로 전달하게 된다. 즉, 상기 제2회로부(112c) 는 플렉서블 배터리(140)로부터 돌출되는 음극단자(28a) 및 양극단자(28b)와 서로 전기적으로 연결되며, 상기 제2몸체(112)와 연결수단(130)의 결합시 상기 연결수단(130)에 구비되는 제2단자부(133)와 전기적으로 연결된다.
여기서, 상기 제2몸체(112)의 일측에는 상기 제2단자부(133)를 수용하기 위한 제2수용부(112d)가 구비된다. 이와 같은 제2수용부(112d)는 상기 연결수단(130)의 제2단자부(133)를 수용하기 위한 공간으로, 제2몸체(112)의 일측에 제2단자부(133) 형상에 대응하는 홈 형상으로 형성될 수 있다.
이때, 상기 제2수용부(112d)는 상기 제2회로부(112c)와 전기적으로 연결된 단자(미도시)가 구비됨으로써 상기 제2단자부(133)의 결합시 상기 제2단자부(133)와 제2회로부(112c)를 전기적으로 연결하게 된다. 일례로, 상기 제2수용부(112d)는 USB 타입의 단자일 수 있다.
한편, 도면과 설명에는 상기 제2회로부(112c)가 제2몸체(112)의 내부에 배치되는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정하는 것은 아니며, 상기 제2회로부가 상기 제1몸체의 내부에 배치되고, 상기 제1회로부가 상기 제2몸체의 내부에 배치될 수도 있다.
더불어, 상기 제1회로부 및 제2회로부가 상기 제1몸체 및 제2몸체 중 어느 하나에 동시에 내장될 수도 있다. 이와 같은 경우, 상기 제1회로부 및 제2회로부는 하나의 회로부로 통합되어 구동될 수도 있다.
한편, 상기 밴드부(120)는 상기 몸체부(110)를 사용자의 손목에 착용하기 위한 것으로, 가죽이나 실리콘 등과 같은 유연한 재질로 이루어질 수 있다.
이와 같은 밴드부(120)는 일정길이를 갖도록 구비되고, 사용자의 신체에 착용시 띠 형상을 이루게 되며 양단이 상기 몸체부(110)의 일측 (110e)에 각각 고정될 수 있다.
이때, 상기 밴드부(120)는 충전대상, 일례로 휴대단말기의 메인배터리를 충전하기 위한 전원을 공급하는 보조배터리로서 사용될 수 있다.
이를 위해, 상기 밴드부(120)는 전원을 제공하는 플렉서블 배터리(140)가 내장된다. 여기서, 상기 플렉서블 배터리(140)에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 보조배터리(100)는 상기 연결수단(130)이 충전케이블로서의 역할을 수행함으로써 상기 밴드부(120)에 내장된 플렉서블 배터리(140)에서 공급되는 전원을 충전대상 측으로 전달하거나 충전기기로부터 제공되는 전원을 상기 플렉서블 배터리(140) 측으로 공급할 수 있도록 한다.
이와 같은 연결수단(130)은 소정의 길이를 갖도록 구비되며, 양단부측이 상기 몸체부(110)에 결합된다.
이때, 상기 연결수단(130)은 밴드부(120)와 수평 방향으로 나란히 배치될 수 있도록 상기 몸체부(110)의 제2측면(110e)에 상술한 제1수용부 및 제2수용부가 각각 구비되어 상기 연결수단(130)의 양단부가 결합될 수 있다.
또한, 상기 연결수단(130)은 양단부측이 상기 몸체부(110) 에 분리가능하게 결합된다.
이를 통해, 상기 연결수단(130)을 이용하여 충전대상의 메인배터리를 충전하거나 플렉서블 배터리를 충전하고자 하는 경우 상기 연결수단(130) 중 일단부를 상기 몸체부(110)로부터 분리하여 충전대상 또는 충전기기와 전기적으로 연결될 수 있도록 한다.
이를 위해, 상기 연결수단(130)은 연결케이블(131), 제1단자부(132) 및 제2단자부(133)를 포함한다. 상기 연결케이블(131)은 플렉서블 배터리(140)를 충전대상 및 충전기기 중 어느 하나와 전기적으로 연결하기 위한 도선을 포함하며, 상기 도선은 전기가 이동하는 통로역할을 수행한다.
여기서, 상기 연결케이블(131)은 상기 도선이 외부로 노출되는 것을 방지하여 외부환경으로부터 도선을 보호하기 위하여 상기 도선을 감싸는 연질의 보호부재(134)를 포함한다.
이때, 상기 보호부재(134)는 가죽, 패브릭 및 우레탄 수지 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 보호부재(134)는 상기 밴드부(120)의 재질과 동일하거나, 상이한 재질로 이루어질 수 있다.
상기 제1단자부(132) 및 제2단자부(133)는 외부기기 또는 상기 몸체부(110)와 전기적인 연결을 위한 것으로, 상기 연결케이블(131)의 양 단부측에 각각 형성된다. 즉, 상기 제1단자부(132)는 상기 연결케이블(131)을 충전대상 또는 충전기기와 전기적으로 연결하는 접속단자의 역할을 수행하며, 상기 제2단자부(133)는 상기 밴드부(120)에 내장된 플렉서블 배터리(140)와 연결케이블(131)을 전기적으로 연결하는 접속단자의 역할을 수행한다.
여기서, 상기 제1단자부(132) 및 제2단자부(133)는 통상적으로 사용되는 USB 타입의 단자일 수 있다.
이와 같은 제1단자부(132) 및 제2단자부(133)는 상기 제1수용부(111d) 및 제2수용부(112d)에 착탈 가능하게 결합된다.
여기서, 상기 제2단자부(133)가 상기 제2수용부(112d)에 체결되면 상기 제2단자부(133)는 상기 제2회로부(112c)와 서로 전기적으로 연결된다.
이에 따라, 상기 플렉서블 배터리(140)의 전원을 이용하여 충전대상의 메인배터리를 충전하고자 하는 경우, 상기 제2단자부(133)를 제2수용부(112d)에 삽입한 상태에서 상기 제1단자부(132)를 상기 제1수용부(111d)로부터 분리하여 충전대상에 연결하면 상기 제2회로부(112c)를 통해 상기 플렉서블 배터리(140)에서 제공되는 전원이 충전대상 측으로 전달됨으로써 충전대상의 메인배터리를 충전하게 된다(도 4 참조).
반면, 상기 플렉서블 배터리(140)의 충전이 필요한 경우 상기 제2단자부(133)를 제2수용부(112d)에 삽입한 상태에서 상기 제1단자부(132)를 상기 제1수용부(111d)로부터 분리하여 통상적으로 사용되는 충전기기에 연결하면 상기 제2회로부(112c)를 통해 상기 충전기기에서 전원이 플렉서블 배터리 측으로 공급됨으로써 플렉서블 배터리(140)가 충전된다(도 5 참조).
이에 따라, 본 발명에 따른 보조배터리(100)는 충전대상을 충전하고자 하는 경우 몸체부(110)에 체결된 연결수단(130)을 충전케이블로서 사용하고, 밴드부(120)에 내장된 플렉서블 배터리(140)를 보조배터리로 사용할 수 있음으로써 간편하게 충전대상의 메인배터리를 충전할 수 있게 된다. 이로 인해, 충전시 필요한 충전 케이블 및 보조배터리를 별도로 휴대하고 다닐 필요가 없게 된다.
상기 플렉서블 배터리(140)는 충전대상의 메인배터리를 충전하기 위한 전원을 공급하기 위한 것으로, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 외장재(30) 및 전극조립체(20)를 포함한다.
상기 전극조립체(20)는 외장재(30)의 내부에 전해액과 함께 봉지되는 것으로, 양극(22)과 음극(24) 사이에 분리막(26)이 형성된 형태일 수 있다.
상기 양극(22)은 양극집전체(22a) 및 양극활물질(22b)을 포함하고, 음극(24)은 음극집전체(24a) 및 음극활물질(24b)을 포함하며, 양극(22) 또는 음극(24)은 분리막(26)으로 봉지되어 분리막(26)과 일체화될 수 있다.
여기서, 상기 음극집전체(24a) 및 양극집전체(22a)는 몸체로부터 각각 연장되는 음극단자(28a) 및 양극단자(28b)가 각각 형성될 수 있다.
이때, 상기 분리막(26)은 부직포층(26a)과, 상기 부직포층(26a)의 일면 또는 양면에 배치되는 나노섬유웹층(26b)을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 나노섬유웹층(26b)은 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile) 나노섬유 및 폴리비닐리덴 플루오라이드(polyvinylidene fluoride) 나노섬유 중에서 선택된 1종 이상을 함유한 나노섬유일 수 있다.
바람직하게는 나노섬유웹층(26b)의 형성시 방사성 및 균일한 기공형성을 확보하기 위해 폴리아크릴니트릴 나노섬유만으로 구성될 수 있다. 그리고, 나노섬유웹층(26b)의 폴리아크릴로니트릴 나노섬유는 평균직경 0.1 ~ 2㎛일 수 있으며, 바람직하게는 0.1 ~ 1.0㎛일 수 있다.
이는, 나노섬유의 평균직경이 0.1㎛미만 이면 분리막이 충분한 내열성을 확보하지 못하는 문제가 있을 수 있고, 2㎛를 초과하면 분리막의 기계적 강도는 우수하나 분리막의 탄성력이 오히려 감소할 수 있기 때문이다.
또한, 상기 부직포층을 구성하는 부직포는 셀룰로오스, 셀룰로오스 아세테이트, 폴리비닐알코올(PVA, polyvinyl alcohol), 폴리설폰(polysulfone), 폴리이미드(polyimide), 폴리에테르이미드(polyetherimide), 폴리아마이드(polyamide), 폴리에틸렌옥사이드(PEO, polyethylene oxide), 폴리에틸렌(PE, polyethylene), 폴리프로필렌(PP,polypropylene), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, polyethylene terephthalate), 폴리우레탄(PU, polyurethane), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA, poly methylmethacrylate) 및 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile) 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.
여기서, 상기 부직포층은 무기첨가제를 더 포함할 수 있으며, 상기 무기첨가제는 SiO, SnO, SnO2, PbO2, ZnO, P2O5, CuO, MoO, V2O5, B2O3, Si3N4, CeO2, Mn3O4, Sn2P2O7, Sn2B2O5, Sn2BPO6, TiO2, BaTiO3, Li2O, LiF, LiOH, Li3N, BaO, Na2O, Li2CO3, CaCO3, LiAlO2, SiO2, Al2O3 및 PTFE 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
그리고, 무기첨가제인 무기물 입자는 평균입경이 10 ~ 50 nm일 수 있으며, 바람직하게는 10 ~ 30 nm일 수 있고, 더욱 바람직하게는 10 ~ 20 nm일 수 있다.
더불어, 분리막의 평균두께는 10 ~ 100㎛일 수 있고, 바람직하게는 10 ~ 50㎛일 수 있다.
이는, 분리막의 평균두께가 10㎛ 미만이면 분리막이 너무 얇아서 배터리의 반복적인 구부러짐 및/또는 펴짐에 의한 분리막의 장기적인 내구성을 확보할 수 없을 수 있고, 100㎛를 초과하면 플렉서블 배터리의 박육화에 불리하므로 범위 내의 평균두께를 갖는 것이 좋다.
그리고, 부직포층은 평균두께 10 ~ 30㎛으로, 바람직하게는 15~ 30㎛로 형성시키고, 상기 나노섬유웹층은 평균두께 1 ~ 5㎛를 갖는 것이 좋다.
양극 집전체 및/또는 음극 집전체는 박형의 금속 호일로 이루어질 수 있고, 일정 길이를 갖는 띠 형상으로 형성되며 구리, 알루미늄, 스테인리스 스틸, 니켈, 티타늄, 크롬, 망간, 철, 코발트, 아연, 몰리브덴, 텅스텐, 은, 금 및 이들의 조합에 의하여 제조되는 금속 호일로 이루어질 수 있다.
양극활물질은 리튬 이온을 가역적으로 인터칼레이션 및 디인터칼레이션할 수 있는 양극활물질을 포함하며, 이러한 양극 활물질의 대표적인 예로는 LiCoO2, LiNiO2, LiMnO2, LiMn2O4, 또는 LiNi1-x-yCoxMyO2(0 ≤ x ≤1, 0 ≤y ≤ 1, 0 ≤ x+y ≤ 1, M은 Al, Sr, Mg, La 등의 금속)와 같은 리튬-전이금속산화물을 사용할 수 있다. 그러나, 본 발명에서는 양극활물질 이외에도 다른 종류의 양극활물질을 사용하는 것도 물론 가능하다.
그리고, 음극활물질은 리튬 이온을 인터칼레이션 및 디인터칼레이션할 수 있는 음극활물질을 포함하며, 이러한 음극활물질로는 결정질 또는 비정질의 탄소, 탄소 섬유, 또는 탄소 복합체의 탄소계 음극활물질, 주석 산화물, 이들을 리튬화한 것, 리튬, 리튬합금 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택될 수 있다. 그러나, 본 발명은 음극활물질로 종류가 한정되는 것은 아니다.
한편, 양극활물질 및 음극활물질은 양극집전체 또는 음극집전체로부터 박리를 방지하고, 양극 활물질층 및 음극 활물질충의 크랙을 방지하기 위하여 PTFE(Polytetrafluoroethylene) 성분을 함유할 수 있다.
상기 외장재(30)는 일정면적을 갖는 판상의 부재로 이루어지며, 내부에 전극조립체(20) 및 전해액을 수용함으로써 외력으로부터 전극조립체(20)를 보호하기 위한 것이다.
이를 위해, 외장재(30)는 한 쌍의 제1외장재(32) 및 제2외장재(34)를 포함하고, 상기 제1외장재(32) 및 제2외장재(34)는 테두리를 따라 접착제를 통해 밀봉됨으로써 내부에 수용된 전해액 및 전극조립체(20)가 외부로 노출되는 것을 방지하고 상기 전해액이 외부로 누설되는 것을 방지하게 된다.
이러한 외장재(30)는 제1외장재(32) 및 제2외장재(34)가 두 개의 부재로 이루어진 후 서로 맞접하는 테두리 측이 접착제를 통해 밀봉될 수도 있고, 하나의 부재로 이루어지고 폭방향 또는 길이방향을 따라 반으로 접혀진 후 맞접하는 나머지 부분이 접착제를 통해 밀봉될 수도 있음을 밝혀둔다.
이때, 상기 외장재(30)는 적어도 일면에 밴딩시 수축 및 이완을 위한 패턴(36)이 구비될 수 있다.
이러한 패턴(36)은 밴딩시 외장재(30)의 길이방향에 대한 수축 및 이완을 위한 것이다. 이러한 패턴(36)은 외장재(30)의 길이방향을 따라 산부와 골부가 반복적으로 배열될 수 있다.
구체적으로 설명하면, 패턴(36)의 산부 및 골부는 상기 외장재(30)의 폭방향과 평행한 직선에 대하여 평행하게 형성된다.
이때, 패턴(36)은 도 8에 도시된 바와 같이 서로 이웃하는 산부와 골부가 서로 동일한 간격으로 평행하게 형성될 수도 있고, 서로 이웃하는 산부 또는 골부의 간격이 서로 다른 간격으로 평행하게 형성될 수도 있으며, 동일한 간격과 서로 다른 간격이 조합된 형태로 구비될 수도 있다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 배터리(140)는 밴딩시 길이방향에 대한 수축 및 이완이 패턴(36)을 통해 용이하게 이루어진다.
이로 인해, 외장재(30)의 반복적인 밴딩시 반복적인 하중이 가해지더라도 외장재(30) 자체에 가해지는 피로도를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 외장재(30)의 내부에 배치된 전극조립체(20) 역시 밴딩시 발생되는 하중으로부터 보호받을 수 있게 된다.
더불어, 외장재(30)에 형성되는 패턴은 외장재(30) 표면 전체에 형성될 수도 있고 부분적으로 형성될 수도 있다.
한편, 전극조립체(20)는 플렉서블한 판상의 형태로 구비될 수도 있지만, 외장재(30)와 마찬가지로 밴딩시 수축 및 이완을 위하여 외장재(30)에 형성되는 패턴(36)과 동일한 패턴(28)이 구비될 수 있다.
즉, 전극조립체(20)를 구성하는 양극(22), 음극(24) 및 분리막(26)이 밴딩시 수축 및 이완을 위하여 외장재(30)에 형성되는 패턴(36)과 동일한 패턴(28)이 구비될 수 있다.
여기서, 전극조립체(20)에 형성되는 패턴(28)은 도 8에 도시된 바와 같이 폭방향과 평행한 직선에 대하여 평행하게 형성된다. 이때, 외장재(30)에 형성되는 패턴(36)과 전극조립체(20)에 형성되는 패턴(28)이 서로 일치하기만 하면 무방함을 밝혀둔다.
더불어, 패턴(36, 28)은 도 9 내지 도 12에 도시된 바와 같이 산부와 골부가 연속적이거나 비연속적으로 이루어질 수 있으며, 산부와 골부의 단면 형상이 직선 패턴, 프리즘 패턴, 반원 패턴, 물결무늬 패턴, 다각형 패턴 및 이들이 혼합된 패턴 중에서 선택된 1종 이상의 패턴으로 형성될 수 있다.
삭제
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
100 : 보조배터리
110 : 몸체부 120 : 밴드부
130 : 연결수단 131 : 연결케이블
132 : 제1단자부 133 : 제2단자부
134 : 보호부재 140 : 플렉서블 배터리

Claims (18)

  1. 몸체부;
    사용자가 신체에 착용할 수 있도록 일정길이를 갖도록 구비되고, 양단부가 상기 몸체부에 결합되며, 플렉서블 배터리가 내장되는 밴드부; 및
    충전 케이블로서의 역할을 수행할 수 있도록 소정의 길이를 가지는 연결케이블의 양단부 측에 각각 구비되는 제1단자부 및 제2단자부를 포함하고, 상기 제1단자부 및 제2단자부가 상기 몸체부에 각각 분리가능하게 결합되는 연결수단;을 포함하고,
    상기 제2단자부는 상기 몸체부와의 결합시 상기 플렉서블 배터리와 전기적으로 연결되며,
    상기 몸체부는,
    상기 밴드부의 일단 및 상기 제1단자부가 각각 결합되는 제1몸체; 및
    상기 밴드부의 타단 및 상기 제2단자부가 각각결합되는 제2몸체;를 포함하며,
    상기 제1몸체 및 제2몸체는 상기 제1몸체에 형성된 체결부와 상기 제2몸체에 형성된 대응체결부를 통해 분리 가능하게 결합되는 보조배터리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 몸체부는, 상기 제1단자부가 착탈가능하게 결합될 수 있도록 상기 제1단자부와 대응하는 홈 형상으로 형성되는 제1수용부와, 상기 제2단자부가 착탈가능하게 결합될 수 있도록 상기 제2단자부와 대응하는 홈 형상으로 형성되는 제2수용부를 포함하고,
    상기 제1단자부는 상기 제1수용부로부터 분리되어 충전대상 또는 충전기기와 전기적으로 연결되는 보조배터리.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 몸체부는 일면에 소정의 정보가 표시되는 디스플레이부를 포함하는 보조배터리.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 플렉서블 배터리는,
    양극, 음극 및 분리막을 포함하는 전극조립체; 및
    상기 전극조립체를 전해액과 함께 봉지하는 외장재;를 포함하고,
    상기 전극조립체 및 외장재는 밴딩시 길이방향에 대한 수축 및 이완을 위하여 길이방향을 따라 산부와 골부가 반복적으로 형성된 패턴이 각각 구비되며,
    상기 전극조립체에 형성된 패턴과 상기 외장재에 형성된 패턴은 서로 일치하도록 형성되는 보조배터리.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
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  11. 삭제
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