KR102486953B1 - 팔찌형 보조배터리 - Google Patents

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Abstract

팔찌형 보조배터리가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 팔찌형 보조배터리는 충전대상인 전자기기 측으로 전원을 공급하는 플렉서블 배터리가 내장되며, 제1면과 제2면을 구비하는 밴드부; 및 일측에 상기 밴드부가 착탈되게 결합되며, 제1기능부와 제2기능부가 구비되는 몸체부; 을 포함하며, 상기 제1면이 외부로 노출되게 착용되는 경우에는 상기 제1기능부가 외부로 노출되며, 상기 제2면이 외부로 노출되게 착용되는 경우에는 상기 기능부의 제2기능부가 외부로 노출된다.

Description

팔찌형 보조배터리{Braceket type assistance battery}
본 발명은 팔찌형 보조배터리에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 비상시 휴대기기의 메인배터리를 충전할 수 있고 사용자의 스타일이나 계절에 따라 연출을 다양하게 할 수 있는 팔찌형 보조배터리에 관한 것이다.
일반적으로 스마트폰 단말기는 멀티미디어 통합기기로서 현대인에게 없어서는 안 되는 필수품이며, 과거의 휴대폰 단말기와 달리 통화기능 이외에도 인터넷, 애플리케이션, TV, 네비게이션, SNS 등의 다양한 기능을 수행하는 것을 목적으로 하고 있다.
이러한 휴대 단말기는 내장형 배터리 또는 교체 가능한 배터리를 구비하여 상기 배터리로부터 필요로 하는 전원을 공급받게 된다.
그러나, 최근 휴대 단말기는 다양한 기능을 수행함에 따라 요구되는 전력량이 증가하고 있다. 이에 따라, 배터리의 사용시간을 증가시키기 위한 다양한 기술이 개발되고 있는 실정이다.
그 일환으로, 휴대 단말기에 연결하여 메인배터리를 간편하게 충전하기 위한 방법으로 보조 배터리가 판매되고 있다. 그러나, 이러한 보조 배터리는 사용자가 별도로 휴대하다가 휴대 단말기의 배터리가 방전된 경우 보조 배터리를 USB 케이블과 같은 별도의 케이블을 이용하여 단말기의 기본배터리를 충전하게 된다.
즉, 일반적인 보조 배터리는 사용자가 휴대 단말기와 별도로 보조 배터리를 휴대하여야 하기 때문에 소지하기가 번거로운 어려움이 있다.
한편, 사용자의 신체에 착용되는 웨어러블 디바이스의 경우 외부로 노출되는 면이 정해져 있기 때문에 항상 정해진 방향으로 착용되어야 한다. 이에 따라, 장시간 사용시 싫증을 느끼기 쉬우며, 패션 트랜드에 맞추기 위해서는 별도의 웨어러블 디바이스를 구입하여야 하므로 비용이 증가하는 문제가 있다.
대한민국공개특허 제2012-0136146호(공개일 2012년 12월 18일)
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 플렉서블 배터리를 밴드부에 내장하여 유사시 보조배터리로 사용할 수 있도록 함으로써 사용자가 별도의 보조 배터리를 휴대하지 않더라도 휴대단말기와 같은 전자기기를 간편하게 충전할 수 있는 팔찌형 보조배터리를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 착용방식에 따라 외부로 노출되는 면이 변경되도록 함으로써 사용자의 스타일이나 계절에 따라 다양한 연출을 할 수 있는 팔찌형 보조배터리를 제공하는데 다른 목적이 있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 충전대상인 전자기기 측으로 전원을 공급하는 플렉서블 배터리가 내장되며, 제1면과 제2면을 구비하는 밴드부; 및 상기 밴드부의 일단이 착탈가능하게 결합되고, 제1기능부와 제2기능부가 구비되는 몸체부;를 포함하고, 상기 제1면이 외부로 노출되게 착용되는 경우에는 상기 제1기능부가 외부로 노출되며, 상기 제2면이 외부로 노출되게 착용되는 경우에는 상기 기능부의 제2기능부가 외부로 노출되는 팔찌형 보조배터리를 제공한다.
또한, 상기 밴드부의 일단에는 상기 플렉서블 배터리를 상기 전자기기와 전기적으로 연결시키는 접속단자가 구비될 수 있다.
또한, 상기 밴드부는 상기 몸체부에 형성되는 수용부에 착탈가능하게 결합되는 체결부를 포함하고, 상기 접속단자는 상기 체결부의 단부측에 외부로 돌출되도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 수용부는 상기 밴드부와 몸체부의 결합시 상기 접속단자를 수용하기 위한 단자보호홈을 포함할 수 있다.
또한, 상기 밴드부는 일단부가 상기 몸체부에 대하여 회전가능하게 결합될 수 있다.
또한, 상기 제1면과 상기 제2면은 색상 또는 재질 중 적어도 어느 하나가 서로 상이할 수 있다.
또한, 상기 몸체부의 일 측에는 충전케이블을 통하여 외부 충전기기의 전원을 상기 플렉서블 배터리측으로 제공하는 충전포트를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 플렉서블 배터리는, 전극조립체; 및 상기 전극조립체를 전해액과 함께 봉지하는 외장재;를 포함하고, 상기 전극조립체 및 외장재는 밴딩시 길이방향에 대한 수축 및 이완을 위한 패턴이 동일한 방향성을 갖도록 각각 형성될 수 있다.
또한, 상기 패턴은, 상기 외장재의 적어도 일면에 형성되는 제1패턴; 및상기 전극조립체에 상기 제1패턴과 동일한 방향으로 형성되는 제2패턴;을 포함하고, 상기 제1패턴 및 제2패턴은 서로 배치될 수 있다.
또한, 상기 패턴은 길이방향을 따라 복수 개의 산부 및 골부가 교대로 형성되고, 상기 산부 및 골부는 호형단면, 다각단면 및 이들이 상호 조합된 단면을 갖도록 구비될 수 있다.
또한, 상기 패턴은 상기 전극조립체 및 외장재에 전체적으로 형성되거나 부분적으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 전극조립체는, 집전체의 일부 또는 전부에 활물질이 코팅되어 구성되는 양극 및 음극과, 상기 양극과 음극 사이에 배치되는 분리막을 포함하고, 상기 분리막은 미세 기공을 갖는 다공성 부직포층과, 상기 부직포층의 일면 또는 양면에 적층되는 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile) 나노 섬유를 함유한 나노섬유웹층을 포함할 수 있다.
또한, 상기 전해액은 겔 폴리머 전해액을 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 플렉서블 배터리를 밴드부에 내장하여 유사시 보조배터리로 사용할 수 있도록 함으로써 사용자가 별도의 보조 배터리를 휴대하지 않더라도 휴대단말기와 같은 전자기기를 간편하게 충전할 수 있다.
또한, 본 발명은 밴드부의 양면이 서로 다른 재질이나 색상을 갖도록 구비되어 양면 중 한 면을 사용자가 선택하여 외부로 노출되게 착용함으로써, 사용자의 스타일이나 계절에 따라 다른 스타일로 연출할 수 있다.
또한, 하나의 몸체부에 두 개의 기능부가 구비되어 밴드부 양면 중 노출되는 면에 따라 두 개의 기능부 중 어느 하나의 기능부가 외부로 노출됨으로써 사용자가 하나의 팔찌형 보조배터리로 다양한 기능을 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 팔찌형 보조배터리를 개략적으로 도시한 사시도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 팔찌형 보조배터리의 내부에 플렉서블 배터리가 내장된 상태를 도시한 사시도,
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 팔찌형 보조배터리의 밴드부가 양면으로 사용되는 상태로서, 도 3a는 몸체부의 제1기능부와 밴드부의 제1면이 외부로 노출된 상태이며, 도 3b는 몸체부의 제2기능부와 밴드부의 제2면이 외부로 노출된 상태를 도시한 도면,
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 팔찌형 보조배터리의 밴드부가 몸체부에 대해서 회전되는 상태로서, 도 4a는 몸체부의 제1기능부에 대하여 밴드부의 제1면이 외부로 노출된 상태이며, 도 4b는 몸체부의 제1기능부에에 대하여 밴드부의 제2면이 외부로 노출된 상태를 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 팔찌형 보조배터리에서 몸체부에 대해서 밴드부가 회전하는 결합구조를 도시한 도면,
도 6은 본 발명에 따른 팔찌형 보조배터리에 적용되는 플렉서블 배터리를 나타낸 개략도,
도 7은 본 발명에 따른 팔찌형 보조배터리에 적용되는 플렉서블 배터리에서 전극조립체와 외장재에 적용되는 다양한 패턴을 나타낸 예시도로서, 서로 이웃하는 골부 또는 산부들간의 다양한 간격을 나타낸 도면,
도 8은 본 발명에 따른 팔찌형 보조배터리에 적용되는 플렉서블 배터리에서 전극조립체와 외장재에 적용되는 다양한 패턴을 나타낸 예시도로서, 패턴이 전체길이에 대하여 연속적으로 형성되거나 비연속적으로 형성되는 경우를 나타낸 예시도,
도 9 내지 도 12는 본 발명에 따른 팔찌형 보조배터리에 적용되는 플렉서블 배터리에서 패턴의 다양한 단면형상을 나타낸 개략도, 그리고,
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 팔찌형 보조배터리에 적용되는 플렉서블 배터리의 세부구성을 나타낸 확대도이다.
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 1에서와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 팔찌형 보조배터리(100)는 밴드부(110) 및 몸체부(120)를 포함한다.
상기 밴드부(110)는 사용자의 손목을 감쌀 수 있도록 소정의 폭과 길이를 갖는 제1면(111)과 제2면(112)을 포함한다. 여기서, 상기 제1면과 제2면은 실리콘이나 가죽, 고무 등과 같은 연질의 재질로 이루어질 수 있다.
이때, 상기 밴드부(110)는 양면으로 사용이 가능하도록 상기 제1면(111)과 제2면(112)은 서로 다른 재질이거나, 서로 다른 색상을 가질 수 있다. 또한, 상기 제1면과 제2면은 그 표면이 서로 다른 패턴을 갖도록 형성될 수 있으며, 상기 패턴은 점선, 실선, 도형, 문자, 숫자, 동물, 캐릭터 및 이들이 조합된 형상을 가질 수 있다. 이는 사용자가 연출하고 싶은 스타일에 따라 착용시 제1면과 제2면 중 어느 하나의 면이 선택적으로 외부로 노출될 수 있도록 하기 위함이다.
또한, 상기 밴드부(110)는 상기 몸체부(120)에 전원을 공급하거나, 유사시 충전대상의 메인배터리 측으로 전원을 제공하기 위한 플렉서블 배터리(130)를 내장한다. 여기서, 상기 플렉서블 배터리(130)는 제1면 및 제2면 사이에 배치되고 상기 제1면 및 제2면의 가장자리가 밀착되도록 고정됨으로써 제1면과 제2면에 의해 밀봉된다.
상기 몸체부(120)는 소정의 기능을 가지며 상기 밴드부(110)에 의해 사용자의 손목에 착용된다.
이를 위해, 상기 몸체부(120)는 소정의 기능을 수행하는 적어도 하나의 기능부(121,122) 를 포함한다.
일례로, 상기 기능부(121, 122)는 상기 몸체부(120) 의 내부에 구비되는 회로부로부터 전달된 여러 가지 정보, 일례로 영상, 숫자 및 문자를 포함하는 각종 정보를 표시하는 디스플레이부이거나 사용자의 얼굴을 비출 수 있는 거울일 수 있다.
그러나, 상기 기능부(121, 122)를 이에 한정하는 것은 아니며, 디스플레이 기능 및 거울 기능 이외에 다른 기능들로 구비될 수 있음을 밝혀둔다.
아울러, 상기 기능부(121,122) 는 서로 다른 기능을 수행하는 제1기능부(121) 및 제2기능부(122)로 구비될 수 있으며, 상기 제1기능부(121) 및 제2기능부(122)는 상기 몸체부(120)의 반대면에 각각 배치될 수 있다. 일례로, 상기 제1기능부(121)는 디스플레이부 일 수 있고, 상기 제2기능부(122)는 거울일 수 있다.
이는, 상기 밴드부(110)의 착용상태에 따라 상기 제1기능부(121) 및 제2기능부(122)가 선택적으로 노출됨으로써 제1면 및 제2면 중 어느 면이 노출되더라도 소정의 기능을 갖는 적어도 하나의 기능부 역시 외부로 노출될 수 있도록 하기 위함이다.
이를 위해, 상기 제1기능부(121)는 제1면(111)과 동일평면 상에 배치되고, 상기 제2기능부(122)는 제2면(112)과 동일평면 상에 배치된다. 이에 따라 상기 제1기능부(121)가 외부로 노출되면 상기 제1면(111)이 외부로 노출되며, 상기 제2기능부(122)가 외부로 노출되면 상기 제2면(112)이 외부로 노출된다.
또한, 상기 몸체부(120) 및 밴드부(110)가 양면으로 사용되기 위해서는 사용자가 몸체부(120) 및 밴드부(110)의 양면 중 어느 면을 외부로 노출하더라도 상기 밴드부(110)와 상기 몸체부(120)는 어느 방향으로든 서로 체결이 가능해야 한다. 즉, 상기 몸체부(120)와 밴드부(110)는 양 방향 체결이 가능해야 한다.
이를 위해서, 상기 몸체부(120)의 일측에 결합되는 밴드부(110)는 상기 몸체부(120)는 착탈가능하게 결합될 수 있으며, 일례로 억지 끼움 될 수 있다.
즉, 상기 밴드부(110)의 일측에는 체결부(113)가 돌출되도록 구비될 수 있으며, 상기 몸체부(120)의 일측에는 체결부(113)가 삽입되는 홈 형상의 수용부(123)가 구비될 수 있다.
이때, 상기 체결부(113) 및 수용부(123)는 서로 대응되는 돌부 및 홈부 형태로 구비되어 상기 돌부의 체결부가 상기 홈부의 수용부측으로 삽입되어 끼움 결합됨으로써 상기 밴드부(110) 및 몸체부(120)가 결합된 상태를 유지하거나 상기 체결부(113)가 수용부(123)로부터 분리됨으로써 상기 밴드부(110) 및 몸체부(120)가 분리될 수 있다.
이에 따라서, 제1면(111)과 제1기능부(121)가 외부로 노출되게 배치된 상태에서 제2면(112)과 제2기능부(122)가 외부로 노출되게 변경하기 위해서는, 도 3a의 상태에서 상기 밴드부(110)의 일단을 상기 몸체부(110)의 일측을 중심으로 선회(화살표 A 방향)하여 상기 몸체부의 수용부(123)에 끼움 결합시키면 도 3b에서와 같이 상기 제2면(112)과 제2기능부(122)가 외부로 노출된다.
여기서, 도면에는 상기 몸체부와 밴드부가 홈부와 돌부에 의한 끼움방식으로 결합되는 것으로 도시하였지만 이에 한정하는 것은 아니며, 상기 밴드부와 상기 기능부가 양 방향 체결이 가능한 공지의 다양한 결합방식이 사용될 수 있다. 일례로, 상기 몸체부 및 밴드부가 슬라이딩 방식으로 결합되거나, 상기 몸체부의 일단 및 밴드부의 일단이 각각 서로 다른 극을 갖는 자석부재를 구비하여 자성에 의해 결합될 수도 있음을 밝혀둔다.
아울러, 상기 체결부(113)의 단부에는 상기 플렉서블 배터리(130)의 전원을 외부 전자기기 측으로 제공하는 접속단자(114)가 돌출될 수 있다.
그리고 상기 수용부(123)는 밴드부(110)와 몸체부(120)의 결합시 상기 접속단자(114)를 수용하기 위한 단자보호홈(124)을 포함한다.
이에 따라, 상기 밴드부(110)와 몸체부(120)의 결합시, 상기 체결부(113)에서 돌출된 접속단자(114)가 단자보호홈(124)으로 삽입됨으로써 상기 단자보호홈(124)에 의해 접속단자(114)가 보호된다.
한편, 상기 밴드부(110)와 상기 몸체부(120)는 체결부와 수용부의 끼움 결합에 의해 결합되는 것으로 도시 및 설명하고 있으나, 상기 접속단자(114)와 상기 단자보호홈(124)이 상기 밴드부(110)와 몸체부(120)의 체결 수단으로써 사용될 수도 있다.
즉, 상기 밴드부(110)의 단부에 상기 접속단자(114)가 소정의 길이 돌출되도록 구비되고, 상기 몸체부(120)에는 상기 단자보호홈(124)이 형성되어 상기 접속단자(114)가 상기 단자보호홈(124)으로 삽입됨으로써, 상기 밴드부와 상기 몸체부가 체결될 수도 있다.
한편, 본 발명에 따른 팔찌형 보조배터리(100)는 상기 제1기능부(121)가 외부로 노출되도록 착용되는 경우 상기 제2면(112)이 외부로 노출될 수도 있다. 이를 위하여, 상기 밴드부(110)의 일단부는 몸체부(120)에 대하여 회전가능하게 상기 몸체부(120)에 결합될 수 있다.
즉, 상기 제1기능부(121)가 외부로 노출되는 경우, 상기 제1기능부(121)와 동일평면 상으로 위치되는 제1면(111)을 회전시켜 제2면(112)을 외부로 노출시킬 수 있다.
일례로써, 상기 몸체부(110)의 일단에는 회전홈(126)이 구비되며, 상기 몸체부(110)의 일단과 마주하는 밴드부(110)의 일단부에는 상기 회전홈(126)에 삽입되는 회전볼(116)이 구비될 수 있다.
이에 따라서, 사용자는 사용하고자 하는 기능부 및 밴드부의 면이 외부로에 따노출되도록 변경할 수 있음으로써 사용자가 원하는 스타일로 착용할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 팔찌형 보조배터리(100)는 상기 밴드부(110)에 내장된 플렉서블 배터리(130)의 전원을 이용하여 수행되는 휴대용 전자기기의 충전을 유선 충전 방식으로 수행될 수 있다.
이를 위해, 밴드부(110)에 구비되는 접속단자(114)가 충전이 필요한 휴대용 전자기기의 단자와 연결되면, 상기 플렉서블 배터리로부터 제공되는 전원을 이용하여 상기 휴대용 전자기기의 메인배터리를 간편하게 충전할 수 있다.
또한, 상기 플렉서블 배터리(130)는 외부 충전기기로부터 제공되는 전원을 이용하여 재충전이 이루어질 수 있다. 이를 위해, 상기 몸체부(120)의 일측에는 충전포트(125)가 구비될 수 있다.
상기 충전포트(125)는 상기 회로부(미도시)를 통하여 플렉서블 배터리(130)와 전기적으로 연결되며, 상기 충전포트(125)의 내부에는 상기 플렉서블 배터리(130)와 전기적으로 연결되기 위한 적어도 하나의 단자가 구비될 수 있다.
여기서, 상기 충전포트(125)는 공지의 USB 플러그 형태로 구성되어 통상의 충전케이블이 연결될 수 있다. 즉, 상기 충전케이블의 양 단부를 충전포트(125) 및 외부 충전기기에 각각 연결하면 상기 몸체부(120) 내부에 구비되는 회로부(미도시)는 충전포트(125)를 통하여 외부 충전기기가 결합됨을 확인하고, 상기 외부 충전기기에서 제공하는 전원을 충전케이블을 통하여 상기 플렉서블 배터리(130) 측으로 공급함으로써 상기 플렉서블 배터리가 충전된다.
한편, 상기 플렉서블 배터리를 충전하기 위한 충전포트가 상기 기능부에 구비되는 것으로 도시 및 설명하고 있으나, 상기 플렉서블 배터리(130)는 밴드부(110)의 일단에 구비되는 상기 접속단자(114)를 통하여 외부 충전기기와 연결되어 전원을 제공받을 수도 있음을 밝혀둔다.
본 발명의 일 실시예에 따른 팔찌형 보조배터리(130)에 적용되는 플렉서블 배터리(130)는 도 13에 도시된 바와 같이 전극조립체(131) 및 외장재(132,133)를 포함하며, 상기 전극조립체(131)는 전해액과 함께 외장재(132,133)의 내부에 봉지된다.
이때, 상기 전극조립체(131) 및 외장재(132,133)는 길이방향에 대한 수축 및 이완을 위한 패턴(137, 138)이 각각 구비되며, 상기 외장재(132,133)에 형성되는 제1패턴(137)과 상기 전극조립체(141)에 형성되는 제2패턴(138)이 서로 동일한 방향성을 갖도록 구비된다.
이와 같은 패턴(137, 138)은 상기 플렉서블 배터리(130)가 밴드부(110)에 내장되어 사용과정 중에 상기 밴드부(110)의 밴딩이 발생하더라도 곡률에 의해 발생되는 길이 변화량을 상쇄하여 줌으로써 기재 자체가 수축되거나 이완되는 것을 방지하거나 최소화하게 된다.
이를 통해, 상기 전극조립체(131) 및 외장재(132,133)를 구성하는 기재 자체의 변형량이 방지되거나 최소화되므로 밴딩이 발생하더라도 휘어지는 부분에서 일어날 수 있는 기재 자체의 변형량이 최소화됨으로써 전극조립체(131) 및 외장재(132,133)가 파손되거나 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있게 된다.
이때, 상기 제1패턴(137) 및 제2패턴(138)은 서로 동일한 방향성뿐만 아니라 제1패턴(137)과 제2패턴(138)이 서로 일치하도록 배치된다. 이는, 상기 제1패턴(137)과 제2패턴(138)이 항상 동일한 거동이 일어날 수 있도록 하기 위함이다.
이와 같이, 본 발명에 적용되는 플렉서블 배터리(130)는 상기 전극조립체(131) 및 외장재(132,133)에 밴딩시 발생되는 길이방향에 대한 수축 및 이완을 위한 패턴(137, 138)이 서로 일치하도록 형성됨으로써 길이방향에 대한 휘어짐이 발생하더라도 상기 전극조립체(131)와 외장재(132,133)가 전체 길이에 대하여 항상 균일한 간격 또는 접촉상태를 유지할 수 있게 되므로 상기 전극조립체(131)와 함께 봉지되는 전해액이 전체 길이에 대하여 균일하게 분포됨으로써 배터리로서의 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있게 된다.
이를 위해, 상기 제1패턴(137) 및 제2패턴(138)은 각각의 산부 및 골부가 상기 외장재(132,133) 및 전극조립체(131)의 폭방향과 평행한 방향으로 형성되며, 상기 외장재(132,133) 및 전극조립체(131)의 길이방향을 따라 산부 및 골부가 교대로 배치된다. 더불어, 상기 제1패턴(137) 및 제2패턴(138)을 구성하는 산부 및 골부는 산부는 산부끼리, 골부는 골부끼리 서로 동일한 위치에 형성됨으로써 상기 제1패턴(137) 및 제2패턴(138)이 서로 합치되도록 한다.
구체적으로 설명하면, 상기 제1패턴(137) 및 제2패턴(138)의 산부 및 골부는 상기 외장재(132,133) 및 전극조립체(131)의 폭방향과 평행한 직선에 대하여 평행한 방향으로 형성되며, 길이방향을 따라 상기 산부 및 골부가 반복적으로 배치된다(도 7 참조).
이때, 상기 패턴(137, 138)은 상기 전극조립체(131) 및 외장재(132, 133)의 폭방향과 평행한 방향으로 연속적으로 형성될 수 있고 비연속적으로 형성될 수도 있으며(도 7 참조), 상기 전극조립체(131) 및 외장재(132, 133)의 전체 길이에 대하여 형성될 수도 있고 일부 길이에 대하여 부분적으로 형성될 수도 있다(도 8 참조).
여기서, 상기 산부 및 골부는 반원을 포함하는 호형단면, 삼각이나 사각을 포함하는 다각단면 및 호형단면과 다각단면이 상호 조합된 다양한 형상의 단면을 갖도록 구비될 수 있으며, 각각의 산부 및 골부는 동일한 피치 및 폭을 갖도록 구비될 수도 있지만 서로 다른 피치 및 폭을 갖도록 구비될 수도 있다(도 9 내지 도 12 참조).
이를 통해, 상기 외장재(132, 133) 및 전극조립체(131)가 휘어진 상태로 내장되더라도 상기 패턴(137, 138)을 통해 기재 자체에 가해지는 피로도를 줄일 수 있게 된다.
한편, 상기 제1패턴(137) 및 제2패턴(138)은 도 8에 도시된 바와 같이 서로 이웃하는 산부간의 간격 또는 골부간의 간격이 동일한 간격으로 형성될 수도 있고 서로 다른 간격을 갖도록 구비될 수도 있으며, 동일한 간격과 서로 다른 간격이 조합된 형태로 구비될 수도 있다.
더불어, 상기 외장재(132, 133)에 형성되는 제1패턴(137)은 상기 외장재(132, 133) 표면 전체에 형성될 수도 있지만 부분적으로 형성될 수도 있다.
한편, 상기 전극조립체(131)는 상기 외장재(137,138)의 내부에 전해액과 함께 봉지되는 것으로, 도 13에 도시된 바와 같이 양극(134), 음극(135) 및 분리막(136)을 포함한다.
상기 양극(134)은 양극집전체(134a) 및 양극 활물질(134b)을 포함하고, 상기 음극(135)은 음극집전체(135a) 및 음극 활물질(135b)을 포함하며, 상기 양극집전체(134a) 및 음극집전체(135a)는 소정의 면적을 갖는 판상의 시트형태로 구현될 수 있다.
즉, 상기 양극(134) 및 음극(135)은 각각의 집전체(134a,135a)의 일면 또는 양면에 활물질(134b,135b)이 압착 또는 증착되거나 도포될 수 있다. 이때, 상기 활물질(134b,135b)은 집전체(134a,135a)의 전체면적에 대하여 구비될 수도 있고 일부 면적에 대하여 부분적으로 구비될 수도 있다.
또한, 상기 양극집전체(134a) 및 음극집전체(135a)는 각각의 몸체로부터 외부기기와의 전기적인 연결을 위한 음극단자(139a) 및 양극단자(139b)가 각각 형성될 수 있다. 여기서, 상기 양극단자(139b) 및 음극단자(139a)는 상기 양극집전체(134a) 및 음극집전체(135a)로부터 연장되어 외장재(132, 133)의 일측에 돌출되는 형태로 구비될 수도 있고, 외장재(132, 133)의 표면상에 노출되도록 구비될 수도 있다.
이때, 상기 양극 활물질(134b) 및 음극 활물질(135b)은 PTFE(Polytetrafluoroethylene) 성분을 함유할 수 있다. 이는, 밴딩시 상기 양극 활물질(134b) 및 음극 활물질(135b)이 각각의 집전체(134a,135a)로부터 박리되거나 크랙이 발생하는 것을 방지하기 위함이다.
한편, 상기 양극(134)과 음극(135) 사이에 배치되는 분리막(136)은 부직포층(136a)의 일면 또는 양면에 나노섬유웹층(136b)을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 나노섬유웹층(136b)은 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile) 나노섬유 및 폴리비닐리덴 플루오라이드(polyvinylidene fluoride) 나노섬유 중에서 선택된 1종 이상을 함유한 나노섬유일 수 있다.
바람직하게는, 상기 나노섬유웹층(136b)은 방사성 및 균일한 기공형성을 확보하기 위해 폴리아크릴니트릴 나노섬유만으로 구성될 수 있다. 여기서, 상기 폴리아크릴로니트릴 나노섬유는 평균직경이 0.1㎛ ~ 2㎛일 수 있으며, 바람직하게는 0.1㎛ ~ 1.0㎛일 수 있다.
이는, 상기 폴리아크릴로니트릴 나노섬유의 평균직경이 0.1㎛ 미만이면 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 분리막(136)은 전해액으로 겔 폴리머 전해액이 사용되는 경우 상기 겔 폴리머 전해액의 함침성을 최적화시킬 수 있도록 복합 다공성 분리막이 사용될 수 있다.
즉, 상기 복합 다공성 분리막은 지지체(matrix)로서 사용되며 미세 기공을 갖는 다공성 부직포와, 방사 가능한 고분자 물질로 형성되어 전해액을 함침하고 있는 다공성 나노섬유 웹을 포함할 수 있다.
한편, 상기 다공성 나노섬유 웹은 각각 전해액에 팽윤이 이루어지는 팽윤성 고분자를 단독으로 사용하거나 팽윤성 고분자에 내열성을 강화할 수 있는 내열성 고분자가 혼합된 혼합 고분자를 사용할 수 있다.
이와 같은 상기 다공성 나노섬유 웹은 단일 또는 혼합 폴리머를 용매에 용해시켜 방사용액을 형성한 후, 방사용액을 전기방사장치를 사용하여 방사하면 방사된 나노섬유가 콜렉터에 축적되어 3차원 기공 구조를 갖는 다공성 나노섬유 웹을 형성하게 된다.
이때, 상기 다공성 나노섬유 웹이 팽윤성 폴리머와 비팽윤성 폴리머(또는 내열성 폴리머)의 혼합 폴리머를 사용하는 경우, 팽윤성 폴리머와 비팽윤성 폴리머는 9:1 내지 1:9 범위의 중량비, 바람직하게는 8:2 내지 5:5 범위의 중량비로 혼합될 수 있다.
한편, 본 발명에 사용 가능한 팽윤성 폴리머는 전해액에 팽윤이 일어나는 수지로서 전기 방사법에 의하여 초극세 나노섬유로 형성 가능한 것이 사용될 수 있다.
상기 외장재(132, 133)는 일정면적을 갖는 판상의 부재로 이루어지며, 내부에 상기 전극조립체(131) 및 전해액을 수용함으로써 외력으로부터 상기 전극조립체(131)를 보호하기 위한 것이다.
이를 위해, 상기 외장재(132, 133)는 한 쌍의 제1외장재(132) 및 제2외장재(133)로 구비되고, 테두리를 따라 접착제를 통해 밀봉됨으로써 내부에 수용된 상기 전해액 및 전극조립체(131)가 외부로 노출되는 것을 방지하고 외부로 누설되는 것을 방지하게 된다.
이러한 외장재(132, 133)는 상기 제1외장재(132) 및 제2외장재(133)가 두 개의 부재로 이루어진 후 상기 밀봉부를 구성하는 테두리측이 모두 접착제를 통해 밀봉될 수도 있고, 하나의 부재로 이루어지고 폭방향 또는 길이방향을 따라 반으로 접혀진 후 맞접하는 나머지 부분이 접착제를 통해 밀봉될 수도 있다.
이와 같은 상기 외장재(132, 133)는 제1수지층(132a,133a)과 제2수지층(132c,133c)의 사이에 금속층(132b,133b)이 개재되는 형태로 구비될 수 있다. 즉, 상기 외장재(132,133)는 제1수지층(132a,133a), 금속층(132b,133b) 및 제2수지층(132c,133c)이 순차적으로 적층된 형태로 구성되고, 상기 제1수지층(132a,133a)은 내측에 배치되어 전해액과 접하고 상기 제2수지층(132c,133c)이 외부로 노출되도록 구성될 수 있다.
여기서, 상기 금속층(132b,133b)은 제1수지층(132a,133a)과 제2수지층(132c,133c) 사이에 개재되어 외부로부터 수용부 측으로 습기가 침투되는 것을 방지하고 전해액이 수용부에서 외부로 누출되는 것을 방지하게 된다.
이를 위해, 상기 금속층(132b,133b)은 습기 및 전해액이 통과할 수 없도록 밀도가 조밀한 금속층으로 이루어질 수 있다.
한편, 상기 플렉서블 배터리(130)는 상기 금속층(132b,133b)과 제1수지층(132a,133a) 사이에 접착층이 포함될 수 있고, 상기 금속층(132b,138b)과 제2수지층(132c,133c) 사이에는 드라이 라미네이트층(dry lamination layer)이 더 포함될 수 있다.
상기 접착층은 금속층(132b,133b)과 제1수지층(132c,133c) 간의 접착력을 높여주는 역할과 함께, 플렉서블 배터리(130)의 사용과정 중에 이상 과열 등과 같은 문제가 발생하더라도 는 경우 안전성 및 내부 단락 등에 대한 신뢰성을 부여할 수 있다.
또한, 플렉서블 배터리(130)의 사용과정 중에 이상 과열 등과 같은 문제가 발생하여 플렉서블 배터리가 팽창하는 경우에도 전해액이 누출되는 것을 방지하여 안전성에 대한 신뢰성을 부여할 수 있다.
한편, 상기 전극조립체(131)와 함께 수용부에 봉지되는 전해액은 통상적으로 사용되는 액상의 전해액이 사용될 수 있지만, 바람직하게는 겔 폴리머 전해액이 사용될 수 있다. 이를 통해, 상기 플렉서블 배터리(130)는 전해액으로서 겔 상태의 폴리머 전해액을 사용함으로써 플렉서블 배터리의 전해액으로 액상을 사용하는 경우 밴딩시 발생할 수 있는 누액 및 누출의 발생을 방지할 수 있게 된다.
상기 겔 폴리머 전해질은 비수성 유기용매와 리튬염의 용질, 겔 폴리머 형성용 모노머와 중합 개시제를 포함하는 유기 전해액을 겔화 열처리시켜 겔 폴리머 전해질을 형성할 수 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
100 : 팔찌형 보조배터리 110 : 밴드부
111 : 제1면 112 : 제2면
113 : 체결부 114 : 접속단자
116 : 회전볼 120 : 몸체부
121 : 제1기능부 122 : 제2기능부
123 : 수용부 124 : 단자보호홈
125 : 충전포트 126 : 회전홈
130 : 플렉서블 배터리

Claims (13)

  1. 충전대상인 전자기기 측으로 전원을 공급하는 플렉서블 배터리가 내장되며, 제1면과 제2면을 구비하는 밴드부; 및
    상기 밴드부의 일단이 착탈가능하게 결합되고, 제1기능부와 제2기능부가 구비되는 몸체부;를 포함하고,
    상기 제1면이 외부로 노출되게 착용되는 경우에는 상기 제1기능부가 외부로 노출되며, 상기 제2면이 외부로 노출되게 착용되는 경우에는 상기 제2기능부가 외부로 노출되고,
    상기 플렉서블 배터리는,
    전극조립체; 및
    상기 전극조립체를 전해액과 함께 봉지하는 외장재;를 포함하고,
    상기 전극조립체 및 외장재는 밴딩시 길이방향에 대한 수축 및 이완을 위한 패턴이 동일한 방향성을 갖도록 각각 형성되는 팔찌형 보조배터리.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 패턴은,
    상기 외장재의 적어도 일면에 형성되는 제1패턴; 및
    상기 전극조립체에 상기 제1패턴과 동일한 방향으로 형성되는 제2패턴;을 포함하고,
    상기 제1패턴 및 제2패턴은 서로 일치하도록 배치되는 팔찌형 보조배터리.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 패턴은 길이방향을 따라 복수 개의 산부 및 골부가 교대로 형성되고,
    상기 산부 및 골부는 호형단면, 다각단면 및 이들이 상호 조합된 단면을 갖도록 구비되는 팔찌형 보조배터리.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
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