KR102594876B1 - 배터리 및 이를 포함하는 전자 장치 - Google Patents
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Abstract
양극기재, 분리막 및 음극기재가 적층되어 감겨진 형상의 젤리롤 구조체; 상기 젤리롤 구조체의 외면을 감싸는 외피층; 및 상기 젤리롤 구조체 및 상기 외피층을 밀봉하는 파우치;를 포함하고, 상기 젤리롤 구조체는, 제1외면; 상기 제1외면과 마주보는 방향에 배치된 제2외면; 상기 젤리롤 구조체의 일측 감겨진 면이고, 상기 제1외면과 상기 제2외면을 연결하는 제3외면; 및 상기 젤리롤 구조체의 타측 감겨진 면이고, 상기 제1외면과 상기 제2외면을 연결하며, 상기 제3외면과 마주보는 방향에 배치된 제4외면;을 포함하며, 상기 외피층은, 상기 제1외면과 결합하는 제1부분; 상기 제2외면과 결합하는 제2부분; 상기 제3외면의 일부와 결합하고 상기 제1부분 및 상기 제2부분과 연결된 제3부분; 및 상기 제4외면의 일부와 결합하는 제4부분;을 포함하는 전자장치가 소개된다. 이밖에 다른 실시예가 가능하다.
Description
본 발명의 다양한 실시예들은 배터리 및 이를 포함하는 전자장치에 관한 것이다.
배터리는 다양한 방법으로 제조될 수 있고, 그 일 예로 젤리롤(Jelly Roll)형상으로 말아져 패킹될 수 있다.
배터리를 구성하는 부품은 좁은 공간에 집적되어 배치되는바 외부의 충격 등에 의한 예상치 못한 전극 상호간의 간섭 또는 분리막 등 기타 부재들과의 물리적 전기적 화학적 간섭이 발생할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들은 배터리의 젤리롤 구조체를 보호하는 구조를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치에 있어서, 배터리는, 직사각형 평면 주변으로 감겨진 양극기재, 분리막 및 음극기재를 포함하는 젤리롤 구조체로서, 상기 젤리롤 구조체는: 제1방향을 향하고 상기 직사각형 평면에 평행한 제1외면; 상기 제1방향과 반대되는 제2방향을 향하는 제2외면; 상기 제1외면과 상기 제2외면을 연결하고, 상기 직사각형 평면, 상기 제1방향 및 상기 제2방향에 대해 수직방향인 제3방향으로 향하는 제3외면; 및 상기 제1외면과 상기 제2외면을 연결하고, 상기 제3방향과 반대되는 제4방향으로 향하는 제4외면;을 포함하며, 제1중합체 층은, 상기 제1외면의 실질적으로 전체면에 부착되는 제1부분; 개구부를 형성하며, 상기 제2외면의 상당하는 부분에 부착되는 제2부분; 상기 제3외면의 일부영역에 부착되고, 상기 제1부분과 상기 제2부분을 연결하는 복수의 제3부분; 및 상기 제4외면의 일부영역에 부착되고 상기 제1부분과 상기 제2부분을 연결하는 복수의 제4부분; 상기 젤리롤 구조체 및 상기 제 1 중합체 층을 밀봉하는 파우치;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리는 양극기재, 분리막 및 음극기재가 적층되어 감겨진 형상의 젤리롤 구조체; 상기 젤리롤 구조체의 외면을 감싸는 외피층; 및 상기 젤리롤 구조체 및 상기 외피층을 밀봉하는 파우치;를 포함하고, 상기 젤리롤 구조체는, 제1외면; 상기 제1외면과 마주보는 방향에 배치된 제2외면; 상기 젤리롤 구조체의 일측 감겨진 면이고, 상기 제1외면과 상기 제2외면을 연결하는 제3외면; 및 상기 젤리롤 구조체의 타측 감겨진 면이고, 상기 제1외면과 상기 제2외면을 연결하며, 상기 제3외면과 마주보는 방향에 배치된 제4외면;을 포함하며, 상기 외피층은, 상기 제1외면과 결합하는 제1부분; 상기 제2외면과 결합하는 제2부분; 상기 제3외면의 일부와 결합하고 상기 제1부분 및 상기 제2부분과 연결된 제3부분; 및 상기 제4외면의 일부와 결합하는 제4부분;을 포함할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치의 배터리는 예상치 못한 외력이 가해지더라도 배터리 내부의 젤리롤 구조체의 유동을 줄이고 파손, 변형 등을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자장치의 배터리의 전체 구성을 나타낸 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치의 배터리의 분해사시도 이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치의 배터리의 젤리롤을 구성하는 양극기재, 음극기재 및 분리막을 나타낸 도면이다.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치의 배터리의 정면도, 배면도, 평면도 및 저면도이다.
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 5d의 A-A선을 따라 절개한 단면도이고, 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 5d에 표시된 B-B선을 따라 절개한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치의 배터리에 있어서, 파우치와 젤리롤 구조체의 결합상태를 나타내는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전자장치의 배터리의 분해사시도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전자장치의 배터리의 분해사시도이다.
도 10a내지 도 10f는 본 발명의 일 실시예에 따라 배터리가 조립되는 동작을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자장치의 배터리의 전체 구성을 나타낸 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치의 배터리의 분해사시도 이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치의 배터리의 젤리롤을 구성하는 양극기재, 음극기재 및 분리막을 나타낸 도면이다.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치의 배터리의 정면도, 배면도, 평면도 및 저면도이다.
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 5d의 A-A선을 따라 절개한 단면도이고, 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 5d에 표시된 B-B선을 따라 절개한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치의 배터리에 있어서, 파우치와 젤리롤 구조체의 결합상태를 나타내는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전자장치의 배터리의 분해사시도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전자장치의 배터리의 분해사시도이다.
도 10a내지 도 10f는 본 발명의 일 실시예에 따라 배터리가 조립되는 동작을 나타낸 도면이다.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블럭도이다. 도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101 )는 제 1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 장치(150), 음향 출력 장치(155), 표시 장치(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(188), 배터리(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196), 및 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 표시 장치(160) 또는 카메라 모듈(180))가 생략되거나 다른 구성 요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 예를 들면, 표시 장치(160)(예: 디스플레이)에 임베디드된 센서 모듈(176)(예: 지문 센서, 홍채 센서, 또는 조도 센서)의 경우와 같이, 일부의 구성요소들이 통합되어 구현될 수 있다.
프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 구동하여 프로세서(120)에 연결된 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)을 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다. 프로세서(120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(132)에 로드하여 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서), 및 이와는 독립적으로 운영되고, 추가적으로 또는 대체적으로, 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 또는 지정된 기능에 특화된 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 여기서, 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로 또는 임베디드되어 운영될 수 있다.
이런 경우, 보조 프로세서(123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(121)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(121)가 액티브(예: 어플리케이션 수행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)와 함께, 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 표시 장치(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성 요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부 구성 요소로서 구현될 수 있다. 메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다.
프로그램(140)은 메모리(130)에 저장되는 소프트웨어로서, 예를 들면, 운영 체제(142), 미들 웨어(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.
입력 장치(150)는, 전자 장치(101)의 구성요소(예: 프로세서(120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신하기 위한 장치로서, 예를 들면, 마이크, 마우스, 또는 키보드를 포함할 수 있다.
음향 출력 장치(155)는 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력하기 위한 장치로서, 예를 들면, 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용되는 스피커와 전화 수신 전용으로 사용되는 리시버를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 일체 또는 별도로 형성될 수 있다.
표시 장치(160)는 전자 장치(101)의 사용자에게 정보를 시각적으로 제공하기 위한 장치로서, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 표시 장치(160)는 터치 회로(touch circuitry) 또는 터치에 대한 압력의 세기를 측정할 수 있는 압력 센서를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(170)은 소리와 전기 신호를 쌍방향으로 변환시킬 수 있다. 일실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 장치(150)를 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 장치(155), 또는 전자 장치(101)와 유선 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102)(예: 스피커 또는 헤드폰))를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(176)은 전자 장치(101)의 내부의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 센서 모듈(176)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.
인터페이스(177)는 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 유선 또는 무선으로 연결할 수 있는 지정된 프로토콜을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 인터페이스(177)는 HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(178)는 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))를 물리적으로 연결시킬 수 있는 커넥터, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(179)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 햅틱 모듈(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈, 이미지 센서, 이미지 시그널 프로세서, 또는 플래시를 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리하기 위한 모듈로서, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구성될 수 있다.
배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급하기 위한 장치로서, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108))간의 유선 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(190)은 프로세서(120)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되는, 유선 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 통신 모듈(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함하고, 그 중 해당하는 통신 모듈을 이용하여 제 1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi direct 또는 IrDA(infrared data association) 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(199)(예: 셀룰러 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부 전자 장치와 통신할 수 있다. 상술한 여러 종류의 통신 모듈(190)은 하나의 칩으로 구현되거나 또는 각각 별도의 칩으로 구현될 수 있다.
일실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 사용자 정보를 이용하여 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 구별 및 인증할 수 있다.
안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부로 송신하거나 외부로부터 수신하기 위한 하나 이상의 안테나들을 포함할 수 있다. 일시예에 따르면, 통신 모듈(190)(예: 무선 통신 모듈(192))은 통신 방식에 적합한 안테나를 통하여 신호를 외부 전자 장치로 송신하거나, 외부 전자 장치로부터 수신할 수 있다.
상기 구성요소들 중 일부 구성요소들은 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input/output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))를 통해 서로 연결되어 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제 2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 전자 장치(102, 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 다른 하나 또는 복수의 외부 전자 장치에서 실행될 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로 또는 요청에 의하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 그와 연관된 적어도 일부 기능을 외부 전자 장치에게 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 외부 전자 장치는 요청된 기능 또는 추가 기능을 실행하고, 그 결과를 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 수신된 결과를 그대로 또는 추가적으로 처리하여 요청된 기능이나 서비스를 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치 (예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및/또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C" 또는 "A, B 및/또는 C 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", "첫째" 또는 "둘째" 등의 표현들은 해당 구성요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구성된 유닛을 포함하며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)으로 구성될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 컴퓨터)로 읽을 수 있는 저장 매체(machine-readable storage media)(예: 내장 메모리(136) 또는 외장 메모리(138))에 저장된 명령어를 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(140))로 구현될 수 있다. 기기는, 저장 매체로부터 저장된 명령어를 호출하고, 호출된 명령어에 따라 동작이 가능한 장치로서, 개시된 실시예들에 따른 전자 장치(예: 전자 장치(101))를 포함할 수 있다. 상기 명령이 프로세서(예: 프로세서(120))에 의해 실행될 경우, 프로세서가 직접, 또는 상기 프로세서의 제어하에 다른 구성요소들을 이용하여 상기 명령에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 명령은 컴파일러 또는 인터프리터에 의해 생성 또는 실행되는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적'은 저장매체가 신호(signal)를 포함하지 않으며 실재(tangible)한다는 것을 의미할 뿐 데이터가 저장매체에 반영구적 또는 임시적으로 저장됨을 구분하지 않는다.
일시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 온라인으로 배포될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따른 구성 요소(예: 모듈 또는 프로그램) 각각은 단수 또는 복수의 개체로 구성될 수 있으며, 전술한 해당 서브 구성 요소들 중 일부 서브 구성 요소가 생략되거나, 또는 다른 서브 구성 요소가 다양한 실시예에 더 포함될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 일부 구성 요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 개체로 통합되어, 통합되기 이전의 각각의 해당 구성 요소에 의해 수행되는 기능을 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따른, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성 요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 적어도 일부 동작이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자장치의 배터리(200)의 전체 구성을 나타낸 분해사시도이다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자장치의 배터리는 보호 부재(280), 배터리 회로 조립체(290), 젤리롤 구조체(210) 또는 파우치(230)를 포함할 수 있다.
보호 부재(280)는 배터리의 외면에 위치하여 외부의 충격으로부터 배터리를 보호하는 역할을 할 수 있다. 보호 부재(280)는 테이프와 같은 형태로 배터리의 외면에 부착될 수도 있고, 끼움 결합 등의 방법으로 결합될 수도 있다. 보호 부재(280)는 배터리의 외면 중 어느 일면에만 위치할 수 있고, 여러 면에 위치할 수도 있다.
배터리 회로 조립체(290)는 배터리 회로(291), 몰드(293) 또는 기판 접착제(295)를 포함할 수 있다. 배터리는 회로(291)는 후술할 젤리롤 구조체(210)에서 발생된 전기를 외부와 연결해주는 역할을 할 수 있다. 또한 배터리 보호 회로를 내장하여 배터리의 성능 저하 또는 소손을 방지하기 위한 다양한 기능을 수행할 수도 있다. 몰드(293)는 배터리 회로(291)를 감싸며 보호하는 역할을 할 수 있다. 기판 접착제(295)는 배터리 회로(291)를 젤리롤 구조체(210)를 감싸는 파우치(230)에 결합시킬 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자장치의 배터리를 설명함에 있어, 도 2의 도시상태를 기준으로 제1방향은 하방을 의미할 수 있으며, 제2방향은 상방을 의미할 수 있다. 제3방향은 제1방향 및 제2방향과 수직인 방향을 의미할 수 있으며 제4방향은 제3방향과 반대 방향을 의미할 수 있다.
본 발명의 이해를 돕기 위하여 제1방향 내지 제4방향을 설명함에 있어 상방 하방 등의 방향을 기준으로 설명하였으나 이는 절대적 것은 아니며, 제1방향 내지 제4방향 중 어느 하나의 방향이 변경되는 경우 이에 대응하여 나머지 방향도 변경될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치의 배터리(200)의 분해사시도 이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치의 배터리(200)는 젤리롤 구조체(210), 외피층(220) 또는 파우치(230)를 포함할 수 있다.
젤리롤 구조체(210)는 양극기재(211, 도 4참조), 분리막(212, 도 4참조), 음극기재(213, 도 4참조)가 적층된 상태에서 감겨진 형태일 수 있다.
감겨진 젤리롤 구조체(210)를 직육면체 또는 정육면체 유사 형상으로 가정할 때, 직선으로 연결되는 4개의 면을 제1외면(214) 내지 제4외면(217)으로 정의할 수 있다.
제1외면(214)은 젤리롤 구조체(210)의 제1방향을 향하며, 도 3의 도시상태를 기준으로 아래면을 의미할 수 있다. 제2외면(215)은 제2방향을 향하며, 제1외면(214)과 마주하는 윗면을 의미할 수 있다.
제3외면(216)은 젤리롤 구조체(210)의 제3방향을 향하며, 감겨진 면 중 보이는 면을 의미할 수 있다. 제4외면(217)은 젤리롤 구조체(210)의 제4방향을 향하며, 감겨진 면 중 보이지 않은 면으로서, 제3외면(216)의 반대면을 의미할 수 있다.
외피층(220)은 중합체(polymeric layer)로 형성될 수 있고, 테이프와 같이 접착성을 띄는 접착층을 의미할 수 있으며 제1중합체 층(220)과 동일할 수 있다.
외피층(220)은 상기 젤리롤 구조체(210)의 제1외면(214) 내지 제4외면(217)을 감싸도록 형성될 수 있으며, 젤리롤 구조체(210)의 제1외면(214) 내지 제4외면(217)에 대응하여 제1부분(221) 내지 제4부분(227)으로 정의될 수 있다.
제1부분(221)은 젤리롤 구조체(210)의 제1외면(214)에 대응하는 부분으로 제1외면(214)과 전체적으로 면접할 수 있다. 제2부분(223)은 젤리롤 구조체(210)의 제2외면(215)에 대응하는 부분으로 개구부(224)가 형성되어 제2외면(215)의 일부가 노출될 수 있으며, 개구부(224)를 제외한 나머지 부분이 제2외면(215)과 면접할 수 있다.
제3부분(225)은 젤리롤 구조체(210)의 제3외면(216)에 대응하는 부분으로 제1부분(221) 및 제2부분(223)과 연결되어 일체로 형성될 수 있다. 제3부분(225)은 제3외면(216)의 일부를 노출시키며 제3외면(216)과 부착되되 제3외면(216)의 모서리부분은 노출되지 않도록 부착될 수 있다.
제4부분(227)은 젤리롤 구조체(210)의 제4외면(217)에 대응하는 부분으로 제1부분(221)과 제2부분(223)을 연결시킬 수 있다. 다만, 제3부분(225)과는 다르게 제1부분(221) 또는 제2부분(223) 중 어느 한쪽 부분과 일체로 연결되어 형성되고, 나머지 한쪽 부분과 접촉하여 부착됨으로써 제1부분(221)과 제2부분(223)을 연결시킬 수 있다.
파우치(230)는 상기 젤리롤 구조체(210) 및 상기 외피층(220)을 감싸며 밀봉할 수 있다. 밀봉된 파우치(230) 내부에는 전해액이 내장될 수 있으며, 젤리롤 구조체(210)가 화학반응을 통하여 배터리로서 작동하도록 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치의 배터리(200)는 제1접착층(250), 제2접착층(260) 또는 제3접착층(270)을 포함할 수 있다.
제1접착층(250)은 중합체(polymeric layer)로 형성될 수 있고 제2중합체 층(250)과 동일할 수 있다. 제1접착층(250)은 외피층(220)의 제1부분(221)과 파우치 사이에 위치하여 부착시키는 역할을 할 수 있다.
제2접착층(260)은 중합체(polymeric layer)로 형성될 수 있고, 제3중합체 층(260)과 동일할 수 있다. 제2접착층(260)은 외피층(220)의 제2부분(223)에 형성된 개구부(224)를 통해 젤리롤 구조체(210)의 제2외면(215)과 파우치를 부착시키는 역할을 할 수 있다.
제3접착층(270)은 중합체로 형성될 수 있고, 제4중합체 층(270) 층과 동일할 수 있다. 제3접착층(270)은 외피층(220)의 제2부분(223)과 파우치 사이에 위치하여 부착시키는 역할을 할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치의 배터리의 젤리롤 구조체(210, 도 3참조)를 구성하는 양극기재(211), 음극기재(213) 및 분리막(212)을 나타낸 단면도이다.
양극기재(211) 또는 음극기재(213)는 전극의 기본 골격을 형성하는 전극에 활물질(211a, 113a)이 도포되어 형성될 수 있다. 도포되는 활물질(211a, 113a)의 종류에 따라 배터리의 종류(예: 리튬이온 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 카드뮴 전지 등)가 변경될 수 있으며, 극성(예: 양극, 음극)이 변경될 수 있다.
양극기재(211) 및 음극기재(213) 사이에는 이들의 직접적인 접촉으로 인한 합선을 방지하기 위하여 분리막(212)이 배치될 수 있다. 양극기재(211), 음극기재(213) 및 분리막(212)이 감겨지는 과정에서 양극기재(211)와 음극기재(213)가 직접 접촉되지 않도록 감겨지는 방향에 따라 분리막(212)이 양극기재(211) 또는 음극기재(213) 측에 더 배치될 수 있다.
젤리롤 구조체(210, 도 3참조)를 구성하는 양극기재(211), 음극기재(213) 및 분리막(212)은 양극기재(211)가 음극기재(213)보다 짧고, 음극기재(213)보다 분리막(212)이 길게 형성될 수 있다. 양극기재(211), 음극기재(213) 및 분리막(212)에 길이 차이를 두어 예상치 못한 양극기재(211)와 음극기재(213)의 접촉을 방지할 수 있다.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치의 배터리(200)의 정면도, 배면도, 평면도 및 저면도이다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치의 배터리(200)의 정면도로서, 젤리롤 구조체의 제1외면(214, 도 3 참조), 외피층의 제1부분(221) 및 제1접착층(250)을 중심으로 나타낸 도면이다.
앞서 설명한 바와 같이 젤리롤 구조체(210, 도 3참조)는 박막형태의 양극기재(211, 도 4 참조), 음극기재(213, 도 4 참조) 및 분리막(212, 도 4 참조)이 적층되고 감겨져 형성된 것으로, 감겨진 후 파우치에 의해 밀봉될 수 있다. 외부에서 충격이 가해지면 파우치 내에서 젤리롤 구조체가 움직일 수 있는데, 심하게 유동하는 경우, 젤리롤 구조체의 모서리들이 손상될 수 있다. 구체적으로 젤리롤 구조체의 모서리들이 충격을 받는경우 앞서 설명한 바와 같이 양극기재(211, 도 4 참조) 또는 음극기재(213, 도 4 참조)보 다 상대적으로 길게 형성된 분리막(212, 도 4 참조)이 말려들어가면서 양극기재(211, 도 4 참조) 또는 음극기재(213, 도 4 참조)간의 접촉을 유발할 수 있다. 유동을 줄이기 위해 파우치와 젤리롤 구조체를 직접 부착시켜 고정하면, 젤리롤 구조체의 모서리의 손상은 방지할 수 있으나, 파우치와 직접 부착된 젤리롤 구조체 표면 중 부착부분의 경계선에 외부 충격이 집중되어 젤리롤 구조체의 표면(예: 양극기재)이 손상될 수 있다.
따라서, 젤리롤 구조체의 제1외면(214, 도 3참조) 내지 제4외면(217, 도 3 참조)을 외피층으로 감싸고, 외피층과 파우치를 제1접착층(250)을 통해 부착시킴으로써 젤리롤 구조체의 표면이 손상되는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다.
도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치의 배터리(200)의 배면도로서, 젤리롤 구조체의 제2외면(215, 도 3참조), 외피층의 제2부분(223), 제2접착층(260) 및 제3접착층(270)을 중심으로 나타낸 도면이다.
앞서 설명한 바와 같이 젤리롤 구조체(210, 도 3참조)는 박막형태의 양극기재(211, 도 4 참조), 음극기재(213, 도 4 참조) 및 분리막(212, 도 4 참조)이 적층되고 감겨져 형성될 수 있다. 젤리롤 구조체에 외피층을 부착시키거나 파우치에 밀봉하는 등의 후가공을 위해서는 젤리롤 구조체의 감겨진 상태가 유지되어야 할 수 있다. 따라서, 제2접착층(260)을 이용하여 젤리롤 구조체의 감겨진 상태를 유지시킬 수 있다.
외피층의 제2부분(223)에는 개구부(224)가 형성될 수 있다. 외피층의 제2부분(223)이 젤리롤 구조체의 제2외면(215, 도 3참조)과 부착하는 과정에서 개구부(224)를 통해 제2접착층(260)과의 간섭을 회피할 수 있다.
외피층의 제4부분(227)은 도 5b에 도시된 바와 같이 제1부분(221, 도 5a 참조)과 일체로 연결되어 형성되고, 제2부분(223)과 접촉하여 부착할 수 있다. 그러나 이는 본 발명의 설명을 위한 일 실시예이며, 이와 반대로 제2부분(223)과 일체로 연결되어 형성되고, 제1부분(221, 도 5a 참조)과 접촉하여 부착할 수 도 있다.
도 5c는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치의 배터리(200)의 평면도로서, 젤리롤 구조체(210, 도 3참조)의 감겨진 면 중 하나인 제4외면(217)을 중심으로 나타낸 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 젤리롤 구조체는 도 5c 도시된 바와 같이 가상의 사각평면(240)을 축으로 하여 감겨진 형상으로, 납작한 직육면체 형상으로 형성될 수 있다. 가상의 사각평면(240)을 축으로 감져지는 과정에서 양극기재(211, 도 4참조), 분리막(212, 도 4참조) 및 음극기재(213, 도 4참조)가 서로 완전 밀착되어 접히는 것이 아니므로, 축부분에는 약간의 공간이 발생할 수 있다.
또한, 양극기재(211, 도 4참조), 분리막(212, 도 4참조) 및 음극기재(213, 도 4참조)가 감겨지는 과정에서 감겨지기 시작하는 부분은 양극기재(211, 도 4참조), 분리막(212, 도 4참조) 및 음극기재(213, 도 4참조)자체의 두께로 인한 단차가 발생하여 반드시 사각평면(240)으로 형성되지 않을 수 있다.
도 5d는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치의 배터리(200)의 저면도로서, 젤리롤 구조체(210, 도 3참조)의 감겨진 면 중 하나인 제3외면(216)을 중심으로 나타낸 도면이다.
배터리의 외부에서 충격이 가해지면 파우치 내의 젤리롤 구조체(210, 도 3참조)가 움직일 수 있다. 젤리롤 구조체가 심하게 유동하는 경우, 젤리롤 구조체의 중에서 감겨지는 중심 축 부분의 양극기재(211, 도 4 참조), 음극기재(213, 도 4 참조) 또는 분리막(212, 도 4참조)이 빠져나오는 현상이 발생할 수 있다. 또한, 젤리롤 구조체가 유동하는 과정에서 모서리 부분이 손상되어 양극기재(211, 도 4 참조) 혹은 음극기재(213, 도 4 참조)가 접촉할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 외피층의 제3부분(225)은 제3외면(216)의 일부가 노출되도록 부착하되, 제1부분(221, 도 5a 참조)과 제2부분(223, 도 5b 참조)을 직접 연결할 수 있다.
제3부분(225)이 직접 연결되어 젤리롤 구조체의 중심 축 부분의 감겨진 면을 지지함으로써, 외부충격에 의해 양극기재(211, 도 4 참조), 음극기재(213, 도 4 참조) 또는 분리막(212, 도 4참조)이 빠져나오는 현상을 방지할 수 있다.
또한, 제3외면(216)의 모서리 부분은 노출되지 않도록 부착하여 젤리롤 구조체의 모서리 부분을 보호하여 분리막(212, 도 4참조)이 말려들어가거나 찢어지는 것을 방지할 수 있으며, 이를 통해 양극기재(211, 도 4 참조) 혹은 음극기재(213, 도 4 참조)의 접촉을 방지할 수 있다.
제3부분(225)은 제3외면(216)의 일부가 노출되도록 부착됨으로써, 파우치 내에 젤리롤 구조체가 밀봉될 때, 전해액이 젤리롤 구조체 내부로 함침할 수 있는 경로를 제공할 수 있다.
예를들어 제3부분(225)에는 사각형 홀이 형성되어 전해액이 젤리롤 구조체 내부로 함침할 수 있는 경로를 제공할 수 있다. 사각형 홀의 높이는 제3외면(216)의 높이, 즉 젤리롤 구조체의 두께보다 낮게 형성될 수 있다. 사각형 홀의 높이가 제3외면(216)의 높이 보다 낮게 형성됨으로써, 제3외면의 모서리가 노출되지 않고, 제3부분(225)에 의해 보호될 수 있다.
제3부분(225)에 형성되어 전해액이 젤리롤 구조체 내부로 함침할 수 경로로서 사각형 홀을 설명하였으나, 이에 국한되지 않고 다양 모양으로 형성될 수 있다. 예를들어 원형, 육각형, 타원형 등으로 형성될 수 있다.
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 5d의 A-A선을 따라 절개한 상태를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 5d의 B-B선을 따라 절개한 상태를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 6a와 같이 제3부분(225)이 제3외면(216, 도 5d 참조)의 일부가 노출되도록 부착됨으로써, 전해액이 젤리롤 구조체(210) 내부로 함침할 수 있는 경로를 제공할 수 있고, 제3부분(225)이 제3외면(216, 도 5d 참조)의 모서리 부분을 감싸듯 부착됨으로써 젤리롤 구조체(210)의 모서리 부분을 보호할 수 있다.
도 6b를 참고하여 살펴보면, 젤리롤 구조체(210)의 좌우 최외각 부분은 각각 외피층의 제1부분(221) 및 제2부분(223)과 부착하고, 제1부분(221) 및 제2부분(223)은 파우치와 부착될 수 있다. 다만, 젤리롤 구조체(210)의 중심 부분은 좌우 최외각 부분과 달리 직접 고정되는 곳이 없어, 외부에서 충격이 가해지는 경우 양극기재(211, 도 4 참조), 음극기재(213, 도 4 참조) 또는 분리막(212, 도 4참조)이 빠져나오는 현상이 발생할 수 있다.
따라서, 도 6b와 같이 제3부분(225)이 제3외면(216, 도 5d 참조)을 가로지르며 제1부분(221) 및 제2부분(223)과 직접 연결되어 제3외면을 지지함으로써 젤리롤 구조체(210) 중심부분의 양극기재(211, 도 4 참조), 음극기재(213, 도 4 참조) 또는 분리막(212, 도 4참조)이 빠져나오는 현상을 방지할 수 있다.
도 7는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치의 배터리에 있어서, 파우치(230)와 젤리롤 구조체(210, 도 3 참조)의 부착상태를 나타내는 단면도이다.
도 7는 젤리롤 구조체가 감겨지는 과정에서 양극기재(211)가 외부로 노출되도록 감겨진 경우를 바탕으로 도시되었으나, 반대의 경우도 가능하다.
외피층(220)은 크게 기본 골격을 이루는 기재층과 접착성을 띠는 접착층으로 형성될 수 있다. 기재층은 다양한 중합체로 형성될 수 있으며, 예를 들어 PET(polyethylene terephthalate)와 같은 재질로 형성될 수 있다. 접착층 또한 접착성을 띄는 다양한 재질로 형성될 수 있으며, 예를 들어 고무재질 기반의 접착제로 형성될 수 있다.
외피층(220)은 접착층에 의해 젤리롤 구조체(210, 도 3참조)에 부착되고 기재층이 젤리롤 구조체(210, 도 3참조)를 보호하는 역할을 할 수 있다.
제1접착층(250) 내지 제3접착층(270, 도 3 참조)은 크게 PET 기재와 연신 폴리스티렌(OPS, oriented polystyrene) 기재로 구성될 수 있다. 연신 폴리스티렌은 특정 외부자극이 가해지기 전에는 접착성을 띄지 않다가, 젤리롤 구조체가 파우치(230) 내에 밀봉되면서 전해액에 노출되었을 때, 접착성이 나타나 파우치(230)와 외피층(220)을 상호 부착시킬 수 있다.
배터리의 생산과정에서 파우치(230)에 의해 젤리롤 구조체(210, 도 3참조) 및 외피층(220)이 밀봉되기까지 접착성을 띄는 부분이 노출되는 경우 이물질이 접착되어 최종적으로 배터리 내에 유입될 수 있다. 따라서, 연신 폴리스티렌과 같이 특정 외부자극에 의해서 접착성을 띄는 물질을 사용하여, 파우치(230)에 밀봉되고, 전해액에 노출된 후에 접착성을 띄도록 함으로써, 이물질의 유입을 방지할 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전자장치의 배터리의 분해사시도이다.
도 8은 앞서 설명한 도 3 내지 도 7의 실시예와 유사하나, 외피층(220)의 제2부분(223)에 개구부(224, 도 3 참조)가 없으며, 제3접착층(270)에도 별도의 개구가 형성되지 않은 점에서 차이가 있다.
외피층(220)과 제3접착층(270)에 별도의 개구를 형성하지 않음으로써, 외피층(220)과 제3접착층(270)의 생산이 용이해질 수 있다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전자장치의 배터리(200)의 분해사시도이다.
도 9는 앞서 설명한 도 3 내지 도 7의 실시예와 유사할 수 있으나, 외피층(220)의 형태에 차이가 있다.
외피층(220)은 상기 젤리롤 구조체(210)의 제1외면(214) 내지 제4외면(217) 및 나머지 부분을 모두 감싸도록 형성될 수 있다. 젤리롤 구조체(210)의 제1외면(214), 제3외면(216) 및 제4외면(217)에 대응하여 제1부분(221), 제 3부분(225) 및 제4부분(227)은 도 3 내지 도 7의 실시예와 유사할 수 있으나, 다만, 제2외면(215)을 감싸는 제2부분(323)의 형태가 다르게 형성될 수 있다.
제2부분(323)은 젤리롤 구조체(210)의 제2외면(215)에 대응하는 부분으로 제1부분(221) 중 제3부분(225)과 제4 부분(227)이 형성되지 않은 나머지 모서리에 연장되어 형성될 수 있다. 즉, 제2부분(323)은 도 9의 도시 상태를 기준으로 제1부분(221)의 좌우 방향으로 분할되어 형성될 수 있다. 제2부분(323)은 젤리롤 구조체(210)를 감싸며 접착되어 젤리롤 구조체(210)의 제2외면(215)을 감쌈과 동시에 상호 접착될 수 있다. 제2부분(323)이 제2외면(215)을 감싸는 과정에서 젤리롤 구조체(210)의 제1외면(214) 내지 제4외면(217)을 제외한 나머지 부분을 모두 감쌀 수 있다.
젤리롤 구조체(210)의 모든 면을 감싸는 형태로서 젤리롤 구조체(210)로 전달될 수 있는 외부 충격을 보다 더 줄일 수 있다.
도 10a내지 도 10f는 본 발명의 일 실시예에 따라 배터리가 조립되는 동작을나타낸 것이다.
도 10a와 같이 양극기재, 음극기재 및 분리막이 감겨져 형성된 젤리롤 구조체(210)는 풀리는 것을 방지하기 위해 제2접착층(260)으로 고정할 수 있다. 도 10a에서는 감겨진 젤리롤 구조체의 단부가 제2외면(215)에 형성된 것을 예시로 도시하고 있으나, 이는 필요에 따라 제1외면(214) 비롯한 다른 곳에 형성되도록 옮겨질 수 잇다.
도10b를 참고하여 살펴보면 젤리롤 구조체(210)의 제1외면(214) 내지 제4외면(217, 도 10a 참조) 에는 이를 보호하기 위한 외피층이 감겨질 수 있다. 먼저 외피층의 제1부분(221)에 젤리롤 구조체(210)의 제1외면(214)이 마주하도록 안착시킬 수 있다.
외피층의 제1부분(221)에 안착된 젤리롤 구조체(210)는 도 10c와 같이 외피층에 의해 감싸질 수 있다.
젤리롤 구조체를 감싸는 외피층은 도 10d에 도시된 바와 같이 제2부분(223)과 제4부분(227)이 서로 결합하여 고정될 수 있다.
외피층의 제1부분(221)에는 도 10e에 도시된 바와 같이 제1접착층(250)이 결합될 수 있다. 제1접착층(250)은 추후 파우치에 밀봉되어 전해액에 노출될 때 접착성이 활성화 되어 파우치와 결합할 수 있다.
외피층의 제2부분(223)에는 도 10f에 도시된 바와같이 제3접착층(270)이 결합될 수 있다. 제2접착층(260) 및 제3접착층(270)은 추후 제1접착층(250)과 마찬가지로 파우치에 밀봉되어 전해액에 노출될 때 접착성이 활성화 되어 파우치와 결합할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 전자장치에 있어서, 배터리는, 직사각형 평면 주변으로 감겨진 양극기재, 분리막 및 음극기재를 포함하는 젤리롤 구조체로서,상기 젤리롤 구조체는: 제1방향을 향하고 상기 직사각형 평면에 평행한 제1외면; 상기 제1방향과 반대되는 제2방향을 향하는 제2외면; 상기 제1외면과 상기 제2외면을 연결하고, 상기 직사각형 평면, 상기 제1방향 및 상기 제2방향에 대해 수직방향인 제3방향으로 향하는 제3외면; 및 상기 제1외면과 상기 제2외면을 연결하고, 상기 제3방향과 반대되는 제4방향으로 향하는제4외면;을 포함하며, 제1중합체 층은,
상기 제1외면의 실질적으로 전체면에 부착되는 제1부분; 개구부를 형성하며,상기 제2외면의 상당하는 부분에 부착되는 제2부분; 상기 제3외면의 일부영역에 부착되고, 상기 제1부분과 상기 제2부분을 연결하는 복수의 제3부분; 및 상기 제4외면의 일부영역에 부착되고 상기 제1부분과 상기 제2부분을 연결하는 복수의 제4부분;을 포함하고, 상기 배터리는 상기 젤리롤 구조체 및 상기 제 1 중합체 층을 밀봉하는 파우치;를더 포함할 수 있다.
상기 배터리는, 상기 제1중합체 층의 상기 제1부분과 상기 파우치 사이에 위치하여 상기 제1부분과 상기 파우치에 부착되고, 상기 제1중합체 층과 다른 재질로 형성된 제2중합체 층;을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 배터리는, 상기 젤리롤 구조체의 상기 제2외면과 상기 파우치 사이에 위치하여 상기 개구를 통해 상기 제2외면과 상기 파우치에 부착되고, 상기 제2중합체 층과 동일 재질로 형성된 제3중합체 층;을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 배터리는, 상기 제1중합체 층의 상기 제2부분과 상기 파우치 사이에 위치하여 상기 제2부분의 개구 주변과 상기 파우치에 부착되고, 상기 제3중합체 층과 동일 재질로 형성된 제4중합체 층;을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제2중합체 층, 상기 제3중합체 층 및 상기 제4중합체 층은 연신 폴리스티렌을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제1중합체 층은 PET(polyethylene terephthalate)재질인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제1중합체 층은 상기 제1외면 내지 상기 제4외면 중 적어도 하나와 고무재질 기반 접착제를 통해 부착되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리는 양극기재, 분리막 및 음극기재가 적층되어 감겨진 형상의 젤리롤 구조체; 상기 젤리롤 구조체의 외면을 감싸는 외피층; 및 상기 젤리롤 구조체 및 상기 외피층을 밀봉하는 파우치;를 포함하고, 상기 젤리롤 구조체는, 제1외면; 상기 제1외면과 마주보는 방향에 배치된 제2외면; 상기 젤리롤 구조체의 일측 감겨진 면이고, 상기 제1외면과 상기 제2외면을 연결하는 제3외면; 및 상기 젤리롤 구조체의 타측 감겨진 면이고, 상기 제1외면과 상기 제2외면을 연결하며, 상기 제3외면과 마주보는 방향에 배치된 제4외면;을 포함하며, 상기 외피층은, 상기 제1외면과 결합하는 제1부분; 상기 제2외면과 결합하는 제2부분; 상기 제3외면의 일부와 결합하고 상기 제1부분 및 상기 제2부분과 연결된 제3부분; 및 상기 제4외면의 일부와 결합하는 제4부분;을 포함할 수 있다.
상기 젤리롤 구조체는 적층된 양극기재, 분리막 및 음극기재가 가상의 사각평면을 축으로 감겨져 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 외피층의 제2부분은 상기 젤리롤 구조체의 제2외면의 일부가 노출되도록 개구부가 형성된 것을 특징으로 하는 배터리.
상기 외피층의 제3부분은 제3외면의 일부가 노출되도록 결합하되, 상기 제1외면 또는 상기 제2외면과 연결되는 모서리 부분은 노출되지 않도록 결합하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 외피층의 제3부분에는 상기 제3외면의 일부가 노출되도록 홀이 형성되되, 상기 홀이 상기 젤리롤 구조체의 두께보다 작게 형성됨으로써, 상기 외피층의 제3부분이 상기 제3외면과 상기 제1외면이 연결되는 모서리 또는 상기 제3외면과 상기 제2외면과 연결되는 모서리 부분을 덮도록 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.상기 외피층의 제4부분은 일단이 상기 제1부분 또는 상기 제2부분 중 어느 일측부분과 일체로 연결되고, 상기 제4외면의 일부와 결합하며, 타단이 상기 제1부분 또는 상기 제2부분 중 나머지 타측부분과 결합하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 외피층의 제1부분과 상기 파우치 사이에 위치하여 상기 제1부분과 상기 파우치를 결합시키는 제1접착층;을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 젤리롤 구조체의 제2외면과 상기 파우치 사이에 위치하여 상기 제2부분의 개구부를 통해 상기 제2외면과 상기 파우치를 결합시키는 제2접착층;을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 외피층의 제2부분과 상기 파우치 사이에 위치하여 상기 제2부분에 형성된 개구의 주변부와 상기 파우치를 결합시키는 제3접착층;을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제1접착층 및 상기 제3접착층은 특정 기작에 의해서 접착성이 발현되는 재질을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제1접착층 및 상기 제3접착층은 연신 폴리스티렌을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제2접착층은 특정 기작에 의해서 접착성이 발현되는 재질을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 외피층은 PET(polyethylene terephthalate)재질인 것을 특징으로 할 수 있다.
100 : 배터리 110 : 젤리롤 구조체
111 : 양극기재 112 : 분리막
113 : 음극기재 114 : 제1외면
115 : 제2외면 116 : 제3외면
117 : 제4외면 120 : 외피층
121 : 제1부분 123 : 제2부분
124 : 개구부 125 : 제3부분
127 : 제4부분 130 : 파우치
140 : 사각평면 150 : 제1접착층
160 : 제2접착층 170 : 제3접착층
111 : 양극기재 112 : 분리막
113 : 음극기재 114 : 제1외면
115 : 제2외면 116 : 제3외면
117 : 제4외면 120 : 외피층
121 : 제1부분 123 : 제2부분
124 : 개구부 125 : 제3부분
127 : 제4부분 130 : 파우치
140 : 사각평면 150 : 제1접착층
160 : 제2접착층 170 : 제3접착층
Claims (20)
- 전자장치에 있어서,
배터리는,
직사각형 평면 주변으로 감겨진 양극기재, 분리막 및 음극기재를 포함하는 젤리롤 구조체로서, 상기 젤리롤 구조체는,
제1방향을 향하고 상기 직사각형 평면에 평행한 제1외면;
상기 제1방향과 반대되는 제2방향을 향하는 제2외면;
상기 제1외면과 상기 제2외면을 연결하고, 상기 직사각형 평면, 상기 제1방향 및 상기 제2방향에 대해 수직방향인 제3방향으로 향하고, 상기 양극기재, 상기 분리막 및 상기 음극기재가 감겨진 면의 일면인 제3외면; 및
상기 제1외면과 상기 제2외면을 연결하고, 상기 제3방향과 반대되는 제4방향으로 향하고, 상기 양극기재, 상기 분리막 및 상기 음극기재가 감겨진 면의 타면인 제4외면;을 포함하며,
제1중합체 층은,
상기 제1외면의 실질적으로 전체면에 부착되는 제1부분;
상기 제2외면의 일부가 노출되는 개구부를 포함하며 상기 제2외면에 부착되는 제2부분;
상기 제3외면의 일부가 노출되도록 형성되며 전해액이 유입되는 홀을 포함하고, 상기 제3외면의 일부영역에 부착되어 상기 제1부분과 상기 제2부분을 연결하는 복수의 제3부분;및
상기 제4외면의 일부영역에 부착되고 상기 제1부분과 상기 제2부분을 연결하는 복수의 제4부분;을 포함하고,
상기 배터리는 상기 젤리롤 구조체 및 상기 제1중합체 층을 밀봉하는 파우치; 및
상기 젤리롤 구조체의 상기 제2외면과 상기 파우치 사이에 위치하여 상기 개구부를 통해 상기 제2외면과 상기 파우치에 부착되는 제3중합체 층;을 더 포함하는 전자장치.
- 제1항에 있어서,
상기 배터리는,
상기 제1중합체 층의 상기 제1부분과 상기 파우치 사이에 위치하여 상기 제1부분과 상기 파우치에 부착되고, 상기 제1중합체 층과 다른 재질로 형성되고 상기 제3중합체 층과 동일한 재질로 형성된 제2중합체 층;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자장치. - 제2항에 있어서,
상기 배터리는,
상기 제1중합체 층의 상기 제2부분과 상기 파우치 사이에 위치하여 상기 제2부분의 개구부 주변과 상기 파우치에 부착되고, 상기 제3중합체 층과 동일 재질로 형성된 제4중합체 층;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자장치. - 제3항에 있어서,
상기 제2중합체 층, 상기 제3중합체 층 및 상기 제4중합체 층은 연신 폴리스티렌을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자장치. - 제1항에 있어서,
상기 제1중합체 층은 PET(polyethylene terephthalate)재질인 것을 특징으로 하는 전자장치. - 제1항에 있어서,
상기 제1중합체 층은 상기 제1외면 내지 상기 제4외면 중 적어도 하나와 고무재질 기반 접착제를 통해 부착되는 것을 특징으로 하는 전자장치. - 양극기재, 분리막 및 음극기재가 적층되어 감겨진 형상의 젤리롤 구조체;
상기 젤리롤 구조체의 외면을 감싸는 외피층; 및
상기 젤리롤 구조체 및 상기 외피층을 밀봉하는 파우치;를 포함하고,
상기 젤리롤 구조체는,
제1외면;
상기 제1외면과 마주보는 방향에 배치된 제2외면;
상기 젤리롤 구조체의 일측 감겨진 면이고, 상기 제1외면과 상기 제2외면을 연결하는 제3외면; 및
상기 젤리롤 구조체의 타측 감겨진 면이고, 상기 제1외면과 상기 제2외면을 연결하며, 상기 제3외면과 마주보는 방향에 배치된 제4외면;을 포함하며,
상기 외피층은,
상기 제1외면과 결합하는 제1부분,
상기 제2외면이 일부가 노출되는 개구부를 포함하고, 상기 제2외면에 부착되는 제2부분,
상기 제3외면의 일부가 노출되도록 형성되며 전해액이 유입되는 홀을 포함하고, 상기 제3외면의 일부와 결합하고 상기 제1부분 및 상기 제2부분과 연결된 제3부분, 및
상기 제4외면의 일부와 결합하는 제4부분,을 포함하고,
상기 젤리롤 구조체의 제2외면과 상기 파우치 사이에 위치하여 상기 제2부분의 개구부를 통해 상기 제2외면과 상기 파우치를 결합시키는 제2 접착층;을 포함하는 배터리. - 제7항에 있어서,
상기 젤리롤 구조체는 적층된 양극기재, 분리막 및 음극기재가 가상의 사각평면을 축으로 감겨져 형성된 것을 특징으로 하는 배터리. - 제7항에 있어서,
상기 외피층의 제3부분은 상기 제3외면의 일부가 노출되도록 결합하되, 상기 제3외면이 상기 제1외면 또는 상기 제2외면과 연결되는 모서리 부분은 노출되지 않도록 결합하는 것을 특징으로 하는 배터리. - 제7항에 있어서,
상기 외피층의 제3부분에 형성된 상기 홀은,
상기 젤리롤 구조체의 두께보다 작게 형성됨으로써, 상기 외피층의 제3부분이 상기 제3외면과 상기 제1외면이 연결되는 모서리 또는 상기 제3외면과 상기 제2외면과 연결되는 모서리 부분을 덮도록 형성된 것을 특징으로 하는 배터리. - 제7항에 있어서,
상기 외피층의 제4부분은 일단이 상기 제1부분 또는 상기 제2부분 중 어느 일측 부분과 일체로 연결되고, 상기 제4외면의 일부와 결합하며, 타단이 상기 제1부분 또는 상기 제2부분 중 나머지 타측 부분과 결합하는 것을 특징으로 하는 배터리. - 제7항에 있어서,
상기 외피층의 제1부분과 상기 파우치 사이에 위치하여 상기 제1부분과 상기 파우치를 결합시키는 제1접착층;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리. - 제12항에 있어서,
상기 외피층의 제2부분과 상기 파우치 사이에 위치하여 상기 제2부분에 형성된 개구부의 주변부와 상기 파우치를 결합시키는 제3접착층;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리. - 제13항에 있어서,
상기 제1접착층 및 상기 제3접착층은 특정 기작에 의해서 접착성이 발현되는 재질을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리. - 제13항에 있어서,
상기 제1접착층 및 상기 제3접착층은 연신 폴리스티렌을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리. - 제7항에 있어서,
상기 제2 접착층은 특정 기작에 의해서 접착성이 발현되는 재질을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리. - 제7항에 있어서,
상기 외피층은 PET(polyethylene terephthalate)재질인 것을 특징으로 하는 배터리. - 삭제
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