KR20100077692A

KR20100077692A - 실 형태 전지 및 이를 연결하기 위한 커넥터

Info

Publication number: KR20100077692A
Application number: KR1020080135713A
Authority: KR
Inventors: 조규봉; 조권구; 남태현; 안효준; 김기원; 안주현
Original assignee: 경상대학교산학협력단
Priority date: 2008-12-29
Filing date: 2008-12-29
Publication date: 2010-07-08
Also published as: US20110274954A1; WO2010076975A2; KR101024635B1; WO2010076975A3

Abstract

실 형태의 전지가 개시된다. 본 전지는, 플렉서블한 바디부, 바디부의 일측에 형성되며, 외부 제1 단자에 삽입 가능하도록 돌출된 형상을 이루는 제1 극 단자, 바디부의 타측에 외부 제2 단자가 삽입 가능한 형상으로 이루어지며, 제1 극 단자와 반대 극성을 가지는 제2 극 단자를 포함한다. 이에 따라, 사용자가 +, -극 연결을 용이하게 할 수 있다.

전지, 실, 제1 극 단자, 제2 극 단자, 커넥터

Description

실 형태 전지 및 이를 연결하기 위한 커넥터{Thread type battery and connector for connecting the batteries}

본 발명은 실 형태 전지 및 이를 연결하기 위한 커넥터에 대한 것으로, 보다 상세하게는, 서로 구분되는 형태의 제1 극 단자 및 제2 극 단자를 구비한 실 형태 전지 및 이를 연결하기 위한 커넥터에 대한 것이다.

전자 기술의 발달에 힘입어, 다양한 형태의 전자기기가 개발되어 보급되고 있다. 전자기기는 필수적으로 전기 에너지를 사용한다. 이에 따라, 전자기기의 사이즈 및 형태에 적합한 다양한 형태의 배터리에 대한 필요성이 증대되고 있다.

이러한 필요성에 따라 플렉서블한 특성을 가지는 전지에 대한 개발 노력이 이루어지고 있다. 즉, 기존의 원통형 전지, 각형 전지, 동전형 전지 등과 같이 특정 형태를 유지하는 전지가 아니라, 임의로 휘게 하거나, 구부릴 수 있는 가변적인 형태의 전지에 대한 개발 노력이 이루어지고 있다.

이러한 노력의 일환으로, 실 형태의 전지가 개발되었다. 하지만, 이러한 실 형태의 전지는 그 크기가 매우 가늘고, 길기 때문에, 사용자가 +, - 극 단자를 용이하게 식별하기 어려우며, 전지들 사이를 직렬 또는 병렬로 연결하기에 어려움이 있었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 서로 구분되는 양 극 단자를 구비한 실 형태의 전지 및 그 전지들을 연결할 수 있는 커넥터를 제공함에 있다.

이상과 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 전지는, 플렉서블한 바디부, 상기 바디부의 일측에 형성되며, 외부 제1 단자에 삽입 가능하도록 돌출된 형상을 이루는 제1 극 단자, 상기 바디부의 타측에 외부 제2 단자가 삽입 가능한 형상으로 이루어지며, 상기 제1 극 단자와 반대 극성을 가지는 제2 극 단자를 포함한다.

여기서, 상기 제1 극 단자는, 적어도 하나의 요철이 형성된 것일 수 있다.

그리고, 상기 제2 극 단자는, 상기 제1 극 단자와 대응되는 형상의 제2 단자가 삽입 가능한 형태일 수 있다.

한편, 상기 바디부는, 내부 집전체, 상기 내부 집전체를 감싸는 형태로 이루어지며, 상기 제1 극 단자 및 상기 제2 극 단자 중 하나와 연결되는 내부 전극부, 상기 내부 전극부를 감싸는 전해질부, 상기 전해질부를 감싸는 형태로 이루어지며, 상기 제1 극 단자 및 상기 제2 극 단자 중 다른 하나와 연결되는 외부 전극부, 상기 외부 전극부를 감싸는 외부 집전체 및 상기 외부 집전체를 감싸는 피복부를 포 함할 수 있다.

또는, 상기 바디부는, 서로 이격되어 평행하게 배치된 제1 및 제2 집전체, 상기 제1 집전체를 감싸는 형태로 이루어지며, 상기 제1 극 단자 및 상기 제2 극 단자 중 하나와 연결되는 제1 전극부, 상기 제2 집전체를 감싸는 형태로 이루어지며, 상기 제1 극 단자 및 상기 제2 극 단자 중 다른 하나와 연결되는 제2 전극부, 상기 제1 전극부 및 상기 제2 전극부를 함께 감싸며, 서로 격리시키는 전해질부 및, 상기 전해질부를 감싸는 피복부를 포함할 수 있다.

본 전지에서, 상기 제1 극 단자 및 상기 제2 극 단자는 상이한 컬러로 제작될 수 있다.

또는, 상기 제1 극 단자가 형성된 바디부의 일측과, 상기 제2 극 단자가 형성된 바디부의 타측이 서로 다른 컬러를 가질 수도 있다.

한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 커넥터는, 이상과 같은 구성의 전지들 사이를 직렬 또는 병렬로 연결할 수 있다.

이러한 커넥터는, 실 형태의 플렉서블한 제1 전지가 연결 가능한 제1 연결부 및, 실 형태의 플렉서블한 제2 전지가 연결 가능한 제2 연결부를 포함할 수 있으며, 여기서 상기 제1 연결부 및 상기 제2 연결부 각각은, 전지의 단자에 삽입될 수 있는 돌출형 또는 전지의 단자가 삽입될 수 있는 내삽형이 될 수 있다.

한편, 상기 제1 및 제2 연결부 중 돌출형으로 구현된 연결부는 돌출된 부분에 형성된 적어도 하나의 요철을 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1 및 제2 연결부 중 내삽형으로 구현된 연결부는, 삽입되는 단 자를 고정시키는 고정부를 포함할 수도 있다.

또한, 상기 제1 및 제2 연결부 중 적어도 하나는, 복수 개가 될 수도 있다.

본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 실 형태 전지는 서로 구분되는 형태의 제1 극 단자 및 제2 극 단자를 구비한다. 이에 따라, 사용자는 실 형태 전지의 +,- 극을 용이하게 식별하여, 서로 연결할 수 있다. 또한, 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 실 형태 전지들을 연결할 수 있는 커넥터가 제공된다. 이러한 커넥터를 이용하여, 실 형태 전지들을 다양한 방식으로 연결 하여 사용할 수 있다.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 구체적으로 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 실 형태 전지의 구성을 나타내는 도면이다. 도 1에 따르면, 본 전지는, 바디부(110), 제1 극 단자(120), 제2 극 단자(130)를 포함한다.

바디부(110)는 실 형태를 이루며, 플렉서블한 특성을 가진다. 본 명세서에서 실 형태란, 원통형이나, 직육면체 등과 같은 다양한 단면을 가지면서, 가늘고 길게 구현되어, 구부러지거나 휘어질 수 있는 형태를 의미한다. 이에 따라, 바디부(110)는 힘이 가해지면 휘어질 수 있다. 실 형태 전지란, 와이어(wire) 형 전지, 라인(line) 형 전지 등과 같이 다양하게 명명(命名)될 수 있다.

본 전지의 직경 및 길이는 실시 예에 따라 다양하게 구현될 수 있다. 이 경우, 직조에 적합한 직경을 가지도록 구현될 수 있다. 예를 들어, 0.1 mm 내지 3mm 정도의 직경을 가질 수 있다. 전지의 길이는 직경보다 크게 구현될 수 있다. 예를 들어 10cm 정도로 구현할 수 있다. 이러한 직경 및 길이의 상한 및 하한은 전지 사용 목적 및 분야에 따라 다양하게 변경될 수 있다.

바디부(110)의 내부에는 + 전극 및 - 전극이 구비되며, 두 전극은 전해질에 의해 구분된다. 바디부(110) 내부 구성에 대해서는, 후술하는 부분에서 설명한다.

바디부(110)의 일 측단에는 제1 극 단자(120)가 마련되고, 그에 대향되는 타 측단에는 제2 극 단자(130)가 마련된다. 제1 극 단자(120)와 제2 극 단자(130)는 서로 다른 극성을 가진다. 즉, 제1 극 단자(120)가 +극인 경우, 제2 극 단자(130)는 -극이 된다.

한편, 도 1의 제1 극 단자(120)는 바디부(110)로부터 돌출된 형태로 이루어진다. 또한, 제2 극 단자(130)는 바디부(110) 내측으로 외부 단자가 삽입될 수 있는 형태로 이루어진다.

이에 따라, 제1 극 단자(120)는 제2 극 단자(130)와 같은 형상의 외부 단자에 삽입될 수 있고, 제2 극 단자(130)에도 제1 극 단자(120)와 같은 형상의 외부 단자가 삽입될 수 있다. 결과적으로, 사용자는 돌출된 부분이 +극이고, 반대 측이 -극임을 용이하게 인식하고, 다른 전지 또는 전자 장치에 제1 극 단자(120) 또는 제2 극 단자(130)를 연결할 수 있다.

도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전지의 구성을 나타내는 도면이다. 도 2에 따르면, 바디부(210)의 일측에 형성되는 제1 극 단자(220)에는 요철(221, 222)이 형성된다. 또한, 제1 극 단자(220)의 끝 부분(223)도 특정 형상을 이룰 수 있다. 이러한 형상 및 요철(221, 222) 부분은 제1 극 단자(220)가 외부 단자 내에 삽입되었을 때, 쉽게 빠지는 것을 방지하는 역할을 한다. 도 2에서 요철(221, 222)은 두 개만이 도시되었으나, 그 개수, 위치, 형상은 다양하게 변경될 수 있다.

한편, 제2 극 단자(230) 역시, 제1 극 단자(220)에 대응되는 형상의 외부 단자가 삽입될 수 있는 형상(231, 232, 233)으로 제작된다. 이와 같이, 제1 극 단자(220) 및 제2 극 단자(230)는 서로 대응되는 형상으로 제작될 수 있다.

도 3은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전지의 구성을 나타내는 도면이다. 도 3에 따르면, 바디부(310)의 일측에 형성되는 제1 극 단자(320)는 여러 개의 단층을 가지는 형상으로 구현될 수 있다. 또한, 제2 극 단자(330)도 제1 극 단자(320)에 대응되는 형상의 외부 단자가 삽입될 수 있는 형태로 구현될 수 있다.

도 2 및 도 3에서와 같이, 제1 극 단자(320) 및 제2 극 단자(330)의 형상을 다양하게 구현하여, 타 전지 또는 커넥터와 연결하였을 때, 쉽게 빠지는 것을 방지할 수 있다.

도 4는 도 1의 전지를 여러개 사용하여 결합한 상태를 나타내는 도면이다. 도 4에서와 같이, 실 형태 전지(100-1 ~ 100-4)를 여러개 사용하면, 각 전지가 플렉서블한 특성을 가지기 때문에, 하나의 긴 실과 같이 이용할 수 있다. 즉, 도 4와 같이 결합된 상태의 전지를 꼬아서, 밧줄 형태의 전지로 활용할 수도 있고, 직물을 짜서 의복형 전지 등으로 활용할 수도 있다.

한편, 이러한 전지들은 직접 연결될 수도 있지만, 커넥터를 통해 연결될 수도 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 커넥터의 구성을 나타내는 도면이다. 도 5에 따르면, 커넥터(400)는 일 측 부분에 형성된 제1 연결부(410) 및 그 반대 측에 형성된 제2 연결부(420)를 포함한다. 제1 연결부(410) 및 제2 연결부(420)는 커넥터(400) 내부에서 도전성 물질을 통해 연결된다. 따라서, 제1 연결부(410)에 하나의 전지(100-1)가 연결되고, 제2 연결부(420)에 또 다른 전지(100-2)가 연결되면, 두 전지(100-1)는 직렬 연결을 이루게 된다.

도 6은 도 5의 커넥터(400)를 이용하여 두 개의 전지(100-1, 100-2)가 직렬 연결된 형태를 나타내는 도면이다.

한편, 도 5 및 도 6에서의 제1 및 제2 연결부(410, 420)는 각각 하나씩만 도시되었으나, 다른 실시 예에서는 각각 복수 개로 구현될 수도 있다.

도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 커넥터의 구성을 나타내는 도면이다. 도 7에 따르면, 본 커넥터(400)는 내삽이 가능한 두 개의 연결부(410, 430), 돌출된 형태의 또 다른 연결부(440)를 포함한다.

이에 따라, 두 개의 전지의 제1 극 단자가 두 개의 연결부(410, 430)를 통해 병렬적으로 연결되고, 또 다른 전지의 제2 극 단자가 연결부(440)를 통해 직렬 연결될 수 있다.

도 8은 도 7의 커넥터(400)를 이용하여 세 개의 전지(100-1, 100-2, 100-3)를 연결한 상태를 나타내는 도면이다.

도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 커넥터(500)를 나타내는 도면이다. 도 9에 따르면, 커넥터(500)는 2개의 돌출형 연결부(511, 512)와 하나의 내삽형 연 결부(520)를 포함하는 형태로 구현된다.

도 10은 또 다른 실시 예에 따른 커넥터(600)를 나타내는 도면이다. 도 10에 따르면, 커넥터(600)는 하나의 돌출형 연결부(610)와, 2개의 내삽형 연결부(621, 622)를 포함하는 형태로 구현된다.

도 9 및 10에서 각 연결부들은 도 1의 단자와 같은 원 통 형으로 구현되었으나, 도 2 및 도 3과 같이 요철을 포함하거나, 단차를 가지는 형태로 구현될 수 도 있다.

도 11은 도 9 및 도 10의 커넥터(500, 600)의 연결부들이 요철을 가지는 형태로 구현되었을 때, 이들을 이용하여 2 개의 전지를 병렬 연결하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

또한, 도 12는 2개 이상의 전지를 병렬 연결하는 방식 및 그에 따른 커넥터(700, 800)의 형태를 나타내는 도면이다. 도 12에서는 총 6개의 전지(100-1 ~ 100-6)가 두 개의 커넥터(700, 800)에 의해 병렬로 연결된다.

이를 위해, 도 12의 각 커넥터(700, 800)는 다양한 형태의 연결부를 복수개 구비할 수 있다.

이상과 같이 커넥터에 구비된 연결부의 개수 및 형태는 다양하게 구현될 수 있다. 커넥터 내부는 도전성 물질로 채워져서, 제1 연결부 및 제2 연결부를 전기적으로 연결시킬 수 있다.

한편, 이상과 같은 예들에서, 커넥터는 각진 형태의 외관을 가지는 것처럼 도시되어 있으나, 반드시 이에 한정되지 않으며, 원통형으로 구현될 수도 있다.

도 13은 복수 개의 실 형태 전지(100-1, 100-2, 100-3 ~ 100-x 등)들을 서로 연결하여 실처럼 제작한 후, 각 실들을 직물로 제작한 형태를 나타낸다. 도 13과 같이 제작된 직물은, 의복형 전자 제품을 구현하는 데 사용될 수 있다. 즉, 일반적인 직물에 전자 제품을 내장하고 그에 대한 배터리 팩을 장착하는 대신, 직물 자체를 배터리로 사용함으로써, 배터리팩 없이도 의복형 전자 제품을 구현할 수 있게 된다.

도 13에서는 전지들 간의 연결만을 도시하였으나, 상술한 바와 같이 여러 형태의 커넥터를 이용하여 전지들을 다양한 방식으로 연결하고, 그에 따라, 다양한 형태의 직물을 제작할 수도 있다.

이에 따라, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전지는 1차원적인 실 형태, 2차원적인 직물 형태 이외에, 3차원적인 옷, 신발, 텐트, 모자, 벨트 등의 다양한 형상을 이룰 수 있다.

도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 실 형태 전지의 내부 구성을 나타내는 단면도이다. 도 14에 따르면, 바디부(110)는 내측에서부터 내부 집전체(1), 내부 전극(2), 전해질부(3), 외부전극(4), 외부 집전체(5), 피복부(6)이 차례로 배치된 형상으로 구현된다.

내부 집전체(1)는 탄성 특성이 좋은 TiNi계와 같은 합금류, 구리 알루미늄 등과 같은 순금속류, 탄소가 코팅된 순금속, 탄소, 탄소 섬유 등과 같은 도전성 물질, 폴리피롤과 같은 전도성 고분자 등으로 구현될 수 있다.

내부 집전체(1)의 표면은 내부 전극(2)으로 덮인다. 내부 전극(1)은 분말활 물질을 이용한 슬러리의 도포 및 용사, 용융도금, 진공증착법, 스퍼터링, 이온 플레이팅, 분자선 에피텍시, 열 광, 및 플라즈마를 이용하는 화학적 기상 증착법, 클래드 등을 이용하는 건식법, 전기 화학반응을 이용하는 습식법, 그 밖에, 페이스팅법 등의 방식으로 내부 집전체(1) 상에 형성될 수 있다.

내부 전극(2)은 전극 특성에 따라 다양한 재질의 물질로 구현될 수 있다. 내부 전극(2)은 외부전극(4)과 반대 극성을 가진다. 이에 따라, 내부 전극(2)이 음 전극인 경우, 외부 전극(4)은 양 전극이 되고, 반대로 내부 전극(2)이 양 전극인 경우, 외부 전극(4)은 음 전극이 된다.

내부 전극(2)이 음 전극으로 이용되는 경우라면, 리튬, 나트륨, 아연, 마그네슘, 카드늄, 수소저장합금, 납 등의 금속류와 탄소 등의 비금속류 그리고 유기황과 같은 고분자 전극 물질과 같은 음 전극 물질로 제작될 수 있다. 이 때, 외부 전극(4)은 양 전극으로 이용되므로, 황 및 금속 황화물, LiCoO₂ 등 리튬천이금속산화물, SOCl₂, MnO₂, Ag₂O, Cl₂, NiCl₂, NiOOH, 고분자 전극 등의 양 전극 물질로 제작될 수 있다. 내부 전극(2)이 양 전극으로 이용되고, 외부 전극(4)이 음 전극으로 이용되는 경우라면, 반대로 구현될 수 있다.

한편, 내부 전극(2)의 표면은 전해질부(3)로 덮인다. 전해질부(3)는 내부 전극(2)과 외부 전극(4) 사이를 물리적으로 격리시키면서, 두 전극 간의 이온 교환이 이루어질 수 있도록 한다. 전해질부(3)는 PEO, PVdF, PMMA, PVAC 등을 이용한 겔(gel) 형, 고상형과 다공성형 고분자 전해질, 황화물계, LiPON, 산화물계의 고체 전해질 등으로 제작될 수 있다.

상술한 바와 같이, 전해질부(3)의 외측에는 외부전극(4)이 배치되고, 외부 전극(4)의 외측에는 다시 외부 집전체(5)가 배치된다. 외부 집전체(5)는 상술한 내부 집전체(5)와 같이 다양한 재질로 제작될 수 있다.

외부 집전체(5)의 외측에는 피복부(6)가 형성된다. 피복부(6)는 통상의 고분자 수지를 사용할 수 있다. 예를 들어, PVC, HDPE나 에폭시 수지 등이 사용될 수 있다. 그 밖에, 실 형태 전지의 파손을 방지하면서, 자유롭게 휘거나 구부러질 수 있는 재질이라면, 피복부(6)로 사용될 수 있다.

도 15는 도 14의 내부 구조를 가지는 전지의 양 측 단자 구성을 나타내는 도면이다. 도 15에 따르면, 제1 극 단자(120)는 내부 집전체(1)이 그대로 바디부(110)의 바깥까지 연장되어 있는 형태임을 알 수 있다. 반면, 제2 극 단자(130)는 다른 전지의 제1 극 단자(120')가 삽입될 수 있는 형태로 제작된다. 이 경우, 삽입된 외부 단자(120')는 바디부(110) 내에서 외부 집전체(5)와 접촉하면서, 전해질부(3)에 의해 내부 전극(2)이나 내부 집전체(1)와는 격리된다. 한편, 전지의 양 측 끝단은 마감 재질(7)로 마감 처림되어, 내부집전체(1), 내부 전극(2), 전해질부(3), 외부전극(4), 외부집전체(5) 등이 외부로 노출되지 않도록 한다.

도 16은 본 발명의 또 다른 실시 예에 다른 전지의 내부 구성을 나타내는 도면이다. 도 16에 따르면, 제1 및 제2 집전체(10, 40)가 서로 이격되어 평행하게 배치된다. 제1 집전체(10)는 제1 전극부(20)가 감싸고, 제2 집전체(40)는 제2 전극부(50)가 감싼다. 이에 따라, 제1 및 제2 전극부(20, 50)는 서로 이격되면서, 평행 하게 배치되는 형태가 된다.

제1 및 제2 전극부(20, 50)는 전해질부(30)에 의해 둘러싸인다. 전해질부(30)는 제1 및 제2 전극부(20, 50) 사이의 이온 교환을 지원하며, 물리적으로 서로 격리시킨다. 전해질부(30)는 피복부(60)에 의해 둘러 싸인다.

도 16의 각 집전체(10, 40), 전극부(20, 50), 전해질부(30), 피복부(60)는 도 14의 실시 예에서 도시된 집전체, 전극부, 전해질부, 피복부 등과 같이 다양한 재질로 구현될 수 있다.

도 17은 도 16의 실시 예에 따른 전지의 내부 구성을 나타내는 도면이다. 도 17에 따르면, 제1 극 단자(120)는 제1 집전체(10)가 연장되어, 외부로 돌출된 형태로 구현될 수 있다. 이와 반대로, 제2 극 단자(130)는 제2 집전체(40)가 내부로 함몰된 형태로 구현될 수 있다. 이러한 제1 극 단자 및 제2 극 단자(120, 130)를 통해서, 복수 개의 전지가 서로 결합될 수 있다.

한편, 도 17에서는 두 개의 전극만이 내부에 마련된 형태가 도시되었으나, 3개 이상의 전극이 하나의 전지 내에 구현될 수도 있다.

또한, 이상에서는 전지에 구비된 제1 극 단자 및 제2 극 단자는 그 형태, 즉, 돌출형인지, 내삽형인지에 따라 +, -극으로 구분가능하도록 구현되었으나, 이와 더불어 컬러로 구분될 수도 있다.

즉, 외부로 돌출된 제1 극 단자의 색깔을 레드 계열로 제작하고, 제2 극 단자의 색깔을 블루 계열로 제작하여, +, -극을 더 용이하게 식별할 수 있도록 구현할 수 있다.

이 경우, 제1 극 단자 및 제2 극 단자의 재질 자체를 컬러를 고려하여 정할 수 있다. 예를 들어 제1 극 단자가 +로 구현되는 경우 제1 극 단자는 Al로 제작할 수 있다. 반면, 제2 극 단자는 Cu로 제작할 수 있다. 이에 따라, 별도 도색이 없더라도, 제1 극 단자와 제2 극 단자 자체의 컬러로 구분되도록 구현할 수 있다. 이러한 극 단자들의 재질은 이에 한정되지 않으며, 다양하게 설정될 수 있다.

또는, 전지의 바디부의 중심을 기준으로 제1 극 단자 측의 바디부를 레드 컬러 계열 피복으로 감싸고, 제2 극 단자 측의 바디부를 블루 컬러 계열 피복으로 감쌀 수 도 있다. 이에 따라, 사용자는 실 전지의 +, -극을 용이하게 식별할 수 있어, 사용상의 편의성이 증대된다.

한편, 상술한 실시 예들에서, 실형태 전지의 바디부는 원통형인 것처럼 도시 및 설명하였으나, 그 바디부의 단면은 타원형, 사각형 기타 다각형으로 구현될 수 있다.

도 18은 사각형으로 구현된 실형태 전지의 단면을 나타내는 모식도이다. 도 18에서와 같이 실형태 전지를 사각형으로 구현한 경우, 실형태 전지의 휨 방향성은 상하좌우 4방향으로 한정된다. 이에 따라, 실형태 전지가 비틀어지거나 꼬이는 것을 방지할 수 있다.

도 19는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 실형태 전지의 내부 구성을 나타내는 도면이다. 도 19에 따르면, 제2 극 단자(130)가 형성되는 바디부(110) 부분에는 외부 집전체(5)와 전기적으로 연결된 도전성 물질(8)이 채워진다. 이에 따라, 외부 단자(120')가 삽입되면, 외부 집전체(5)와 전기적으로 연결시킬 수 있다. 이 경우, 외부 단자(120')가 외부 전극(4), 전해질부(3), 내부전극(2), 내부 집전체(1)과 접촉되지 않도록 격리막(9)을 더 포함시킬 수도 있다.

도 20은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 커넥터(400)의 구성을 나타내는 도면이다. 도 20에 따르면, 제1 연결부(410) 내부에는 외부 단자가 삽입되었을 때, 그 외부 단자를 고정시킬 수 있는 고정부(421, 422)가 마련된다.

고정부(421, 422)는 일정한 탄성을 지닌 재질로, 한 쌍의 서로 대향되는 구조물 형상으로 제작된다.

도 21은 고정부(421, 422)의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 21에서와 같이, 두 고정부(421, 422) 사이로 외부 단자가 들어오면, 화살표 방향으로 고정부(421, 422)가 벌어지면서, 탄성력에 의해 외부 단자를 고정시키게 된다.

상술한 여러 실시 예들에서 마련된 실형태 전지는 그 크기가 매우 작으며, 플렉서블한 특성을 가지기 때문에, 돌출형태의 극 단자를 내삽 형태의 극단자에 삽입하기 어려울 수 있다. 이 경우, 도 20과 같이, 어느 정도 크기를 가지는 구멍(410) 내에 고정부(421, 422)를 마련하여 두게 되면, 구멍(410) 내에 삽입만 하더라도 자동적으로 고정되게 되어, 사용자의 편의성이 커지게 된다.

도 21과 같은 형태의 고정부(421, 422)는 도 5 내지 도 12의 여러 실시 예에 따른 커넥터들에 공통적으로 적용될 수 있다.

한편, 상술한 바와 같이, 실형태 전지는 돌출형이 +극, 내삽형이 -극과 같이 구현될 수 있으나, 그에 한정되지 않고, -극이 돌출형으로 구현될 수도 있다. 즉, +극이 돌출형으로 구현된 제1 타입 전지와, -극이 돌출형으로 구현된 제2 타입 전 지가 모두 사용될 수 있다. 이러한 경우, 커넥터는 도 4와 같이 돌출형 연결부, 내삽형 연결부를 포함하는 형태가 아니라, 내삽형 연결부만을 포함하는 형태가 될 수 있다. 이 경우, 각 연결부 내부에는 도 20과 같은 형태의 고정부(421, 422)가 마련될 수 있음은 물론이다.

도 22는 제1 타입 전지 및 제2 타입 전지를 취합할 수 있는 또 다른 형태의 커넥터(900)를 나타내는 도면이다.

도 22에 따르면, 커넥터(900)는 외부 단자가 삽입될 수 있는 복수 개의 연결부(910a 내지 910y)를 포함한다. 각 연결부에는 제1 타입 전지, 제2 타입 전지가 각각 연결될 수 있다. 즉, 910a, 910c, ..., 910x 연결부에는 +극 돌출형 단자가 삽입되고, 910b, 910d, ..., 910y 연결부에는 -극 돌출형 단자가 삽입될 수 있다.

+극 단자가 삽입되는 연결부는 내부 배선을 통해 +극 돌출 단자(920)에 연결되고, -극 단자가 삽입되는 연결부는 내부 배선을 통해 -극 돌출 단자(920)에 연결된다. 도 22와 같은 커넥터(900)는 도 13과 같은 직물 구조의 전지들의 끝단에 연결되어, 외부 장치와 전지를 연결해주는 역할을 할 수 있다.

한편, 이상과 같은 전지는 반드시 2차 전지에 한정되는 것은 아니다. 즉, 1차 전지나, 태양 전지로도 구현될 수 있다. 특히, 태양 전지로 구현되는 경우, 실형태로 구성되기 위해서는 피복부가 투명 재질로 이루어질 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 실형태 전지의 구성을 나타내는 도면,

도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 실형태 전지의 구성을 나타내는 도면,

도 3은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 실형태 전지의 구성을 나타내는 도면,

도 4는 도 1의 실형태 전지를 여러 개 연결해 놓은 상태를 나타내는 도면,

도 5 및 도 6은 커넥터를 이용하여 복수 개의 전지를 연결하는 방식을 설명하기 위한 도면,

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 실형태 전지가 연결될 수 있는 커넥터 구성의 일 예를 나타내는 도면,

도 8은 도 7의 커넥터에 전지를 연결하는 방식을 설명하기 위한 도면,

도 9 및 도 10은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 커넥터 구성을 나타내는 도면,

도 11은 도 9 및 도 10의 커넥터를 이용하여 복수 개의 실 형태 전지를 연결하는 방식을 설명하기 위한 도면,

도 12는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 커넥터를 이용하여 복수 개의 실형태 전지를 연결하는 방식을 설명하기 위한 도면,

도 13은 복수 개의 실형태 전지를 이용한 직물 구조의 일 예를 나타내는 도면,

도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 실형태 전지의 내부 구성의 일 예를 나타내는 도면,

도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 실형태 전지의 양(兩) 극 구성의 일 예를 나타내는 도면,

도 16은 본 발명의 일 실시 예에 따른 실형태 전지의 내부 구성의 또 다른 예를 나타내는 도면,

도 17은 도 16의 실형태 전지에서의 양 극 구성의 일 예를 나타내는 도면,

도 18은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 실형태 전지의 구성을 나타내는 도면,

도 19는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 실형태 전지의 내부 구성을 나타내는 도면,

도 20은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 커넥터의 세부 구성을 나타내는 도면,

도 21은 도 20의 커넥터에서 음극 단자 연결부의 구체적인 동작을 설명하기 위한 도면, 그리고,

도 22는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 커넥터의 내부 구성을 나타내는 도면이다.

* 도면 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

110, 210, 310 : 바디부 120, 220, 320 : 제1 극 단자

130, 230, 330 : 제2 극 단자 400 : 커넥터

410 : 제1 연결부 420 : 제2 연결부

Claims

실 형태의 전지에 있어서,

플렉서블한 바디부;

상기 바디부의 일측에 형성되며, 외부 제1 단자에 삽입 가능하도록 돌출된 형상을 이루는 제1 극 단자;

상기 바디부의 타측에 외부 제2 단자가 삽입 가능한 형상으로 이루어지며, 상기 제1 극 단자와 반대 극성을 가지는 제2 극 단자;를 포함하는 전지.
제1항에 있어서,

상기 제1 극 단자는,

적어도 하나의 요철이 형성된 것임을 특징으로 하는 전지.
제2항에 있어서,

상기 제2 극 단자는,

상기 제1 극 단자와 대응되는 형상의 제2 단자가 삽입 가능한 형태인 것을 특징으로 하는 전지.
제1항에 있어서,

상기 바디부는,

내부 집전체;

상기 내부 집전체를 감싸는 형태로 이루어지며, 상기 제1 극 단자 및 상기 제2 극 단자 중 하나와 연결되는 내부 전극부;

상기 내부 전극부를 감싸는 전해질부;

상기 전해질부를 감싸는 형태로 이루어지며, 상기 제1 극 단자 및 상기 제2 극 단자 중 다른 하나와 연결되는 외부 전극부;

상기 외부 전극부를 감싸는 외부 집전체; 및,

상기 외부 집전체를 감싸는 피복부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지.
제1항에 있어서,

상기 바디부는,

서로 이격되어 평행하게 배치된 제1 및 제2 집전체;

상기 제1 집전체를 감싸는 형태로 이루어지며, 상기 제1 극 단자 및 상기 제2 극 단자 중 하나와 연결되는 제1 전극부;

상기 제2 집전체를 감싸는 형태로 이루어지며, 상기 제1 극 단자 및 상기 제2 극 단자 중 다른 하나와 연결되는 제2 전극부;

상기 제1 전극부 및 상기 제2 전극부를 함께 감싸며, 서로 격리시키는 전해질부; 및,

상기 전해질부를 감싸는 피복부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지.
제1항에 있어서,

상기 제1 극 단자 및 상기 제2 극 단자는 상이한 컬러를 가지는 것을 특징으로 하는 전지.
제1항에 있어서,

상기 제1 극 단자가 형성된 바디부의 일측과, 상기 제2 극 단자가 형성된 바디부의 타측은 서로 다른 컬러인 것을 특징으로 하는 전지.
제1항에 있어서,

상기 제1 극 단자는 Al로 이루어지며, 상기 제2 극 단자는 Cu로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전지.
제1항 내지 8항 중 어느 한 항의 구성을 각각 가지는 복수 개의 전지들사이를 직렬 연결 또는 병렬 연결할 수 있는 커넥터.
실 형태의 플렉서블한 제1 전지가 연결 가능한 제1 연결부; 및,

실 형태의 플렉서블한 제2 전지가 연결 가능한 제2 연결부;를 포함하며,

상기 제1 연결부 및 상기 제2 연결부 각각은, 전지의 단자에 삽입될 수 있는 돌출형 또는 전지의 단자가 삽입될 수 있는 내삽형인 것을 특징으로 하는 커넥터.
제10항에 있어서,

상기 제1 및 제2 연결부 중 돌출형으로 구현된 연결부는 돌출된 부분에 형성된 적어도 하나의 요철을 포함하는 것을 특징으로 하는 커넥터.
제10항에 있어서,

상기 제1 및 제2 연결부 중 내삽형으로 구현된 연결부는,

삽입되는 단자를 고정시키는 고정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 커넥터.
제10항에 있어서,

상기 제1 및 제2 연결부 중 적어도 하나는, 복수 개인 것을 특징으로 하는 커넥터.