KR20120052644A - 가요성 전지 및 이를 포함하는 가요성 전자기기 - Google Patents

가요성 전지 및 이를 포함하는 가요성 전자기기 Download PDF

Info

Publication number
KR20120052644A
KR20120052644A KR1020100113901A KR20100113901A KR20120052644A KR 20120052644 A KR20120052644 A KR 20120052644A KR 1020100113901 A KR1020100113901 A KR 1020100113901A KR 20100113901 A KR20100113901 A KR 20100113901A KR 20120052644 A KR20120052644 A KR 20120052644A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
flexible battery
negative electrode
positive electrode
battery
flexible
Prior art date
Application number
KR1020100113901A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101217562B1 (ko
Inventor
권문석
김한수
최영민
최재만
황승식
송민상
손정국
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020100113901A priority Critical patent/KR101217562B1/ko
Priority to US13/088,589 priority patent/US8507123B2/en
Publication of KR20120052644A publication Critical patent/KR20120052644A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101217562B1 publication Critical patent/KR101217562B1/ko
Priority to US13/938,420 priority patent/US8753763B2/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/66—Selection of materials
    • H01M4/661—Metal or alloys, e.g. alloy coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0436—Small-sized flat cells or batteries for portable equipment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/121—Organic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/131—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by physical properties, e.g. gas permeability, size or heat resistance
    • H01M50/133—Thickness
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/131—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by physical properties, e.g. gas permeability, size or heat resistance
    • H01M50/136—Flexibility or foldability
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/233—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions
    • H01M50/24—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions adapted for protecting batteries from their environment, e.g. from corrosion
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

가요성 전지 및 이를 전원으로서 포함하는 가요성 전자기기가 개시된다. 개시된 가요성 전지는 복수개의 단위셀들을 포함하는 셀 적층체 및 상기 셀 적층체를 밀봉하는 외장체를 포함하며, 상기 개개의 단위셀은 음극, 양극, 전해질층 및 상기 음극, 상기 양극 및 상기 전해질층을 적어도 부분적으로 둘러싸는 제1 고분자막을 포함한다.

Description

가요성 전지 및 이를 포함하는 가요성 전자기기{Flexible battery and flexible electronic device including the same}
가요성 전지 및 이를 포함하는 가요성 전자기기가 개시된다. 보다 상세하게는, 서로 미끄럼 접촉하는 복수개의 단위셀을 포함하는 가요성 전지 및 이를 전원으로서 포함하는 가요성 전자기기가 개시된다.
기존의 전지는 가요성 전극이나 가요성 외장체(external casing)를 포함하는 경우에도, 가요성이 충분하지 못하여 굽히는데 많은 힘이 들거나, 굽혀지더라도 전지 성능이 크게 저하되는 문제점이 있다.
JP 2,570,162는 도전성 접착제층에 의해 활물질 입자가 집전체에 고정된 구조의 전극을 개시한다. 이러한 전극에서는 전극이 굽혀지더라도 활물질 입자가 집전체로부터 쉽게 박리되지 않는다. JP 2,698,145는 도전제가 혼합된 고무 모양의 다공성 시트 및 이의 공간부에 중합된 도전성 고분자를 포함하는 시트 전극을 사용하는 박형 이차전지를 개시한다. 이러한 전극은 고무 모양의 다공성 시트를 포함하기 때문에 전극 자체의 가요성이 높은 장점이 있다. JP 2002-343340은 정극 활물질층에 형성된 구멍을 가짐으로써 가요성이 증가된 전극을 개시한다. 그러나, 상기 종래 기술들은 전지의 일 구성요소인 전극이 굽혀질 때 발생하는 활물질층의 박리 문제를 개선하거나 전극 자체의 가요성을 향상시키는 장점을 제공하고 있을 뿐, 상기 전극을 포함하는 전지 전체의 가요성을 크게 향상시키지는 않는다. 또한, 상기 종래기술들은 전지가 굽혀졌을 때 양극과 음극 간의 균일한 접촉을 유지하거나, 균일한 정렬을 유지하여 안정적인 전기화학 반응이 일어나도록 하는 수단을 제공하지 못한다.
　KR 2002-0017973은 탄소섬유로 구성된 집전체상에 형성된 전극 및 상기 전극과 미끄럼 접촉하는 금속 박막을 포함하고, 외장체에 의해 전지 구조체가 감압 밀봉된 구조를 갖는 전지를 제공한다. 이 경우, 상기 미끄럼 접촉을 통해 전지의 가요성은 향상되지만, 탄소섬유 집전체와 금속 박막간의 마찰력이 충분히 낮지 않고 전지 구조체가 감압 밀봉되는 구조로 인해 가요성의 증가에는 일정한 한계가 있다. 또한, 전지를 굽히고 펴기를 반복할 경우 탄소섬유 집전체와 금속 박막간의 접촉이 불균일해져서 전지의 성능이 저하될 수 있다.
한편, 사용 목적에 맞으며 충분한 용량을 갖는 전지를 구현하기 위해서는 얇은 전극 및 기타 전지의 구성요소를 적층하여 전지를 제조하거나, 또는 말아서 롤 형태로 전지를 제조하는 것이 일반적이다. 그러나, 이로 인해 전지의 두께가 두꺼워지면 전지의 유연성이 감소하여 잘 굽혀지지 않는 문제점이 있다.
본 발명의 일 구현예는 서로 미끄럼 접촉하는 복수개의 단위셀을 포함하는 가요성 전지를 제공한다.
본 발명의 다른 구현예는 상기 가요성 전지를 전원으로서 포함하는 가요성 전자기기를 제공한다.
본 발명의 일 측면은,
복수개의 단위셀들을 포함하는 셀 적층체; 및
상기 셀 적층체를 밀봉하는 외장체를 포함하며,
상기 개개의 단위셀은,
음극;
양극;
상기 음극과 양극 사이에 배치된 전해질층; 및
상기 음극, 상기 양극 및 상기 전해질층을 적어도 부분적으로 둘러싸는 제1 고분자막을 포함하는 가요성 전지를 제공한다.
상기 개개의 단위셀과 상기 외장체의 서로 마주 보는 부분들은 적어도 일부가 서로 접합되어 있지 않을 수 있다.
상기 외장체는 제2 고분자막과 금속막을 포함하는 방습성 다층막일 수 있다.
상기 음극은 음극 집전체 및 이의 표면에 배치된 음극 활물질층을 포함하고, 상기 양극은 양극 집전체 및 이의 표면에 배치된 양극 활물질층을 포함할 수 있다.
상기 음극 집전체는 구리, 스테인레스강, 니켈, 알루미늄 및 티탄으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 금속을 포함하고, 상기 양극 집전체는 알루미늄, 스테인레스강, 티탄, 구리 및 은으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 금속을 포함할 수 있다.
상기 음극 집전체 및 상기 양극 집전체는 상기 제1 고분자막과 접촉할 수 있다.
상기 가요성 전지는 상기 복수개의 단위셀들을 서로 전기적으로 직렬 연결하는 단자선들을 추가로 포함하고, 상기 단자선들은 상기 외장체 밖으로 연장될 수 있다.
상기 가요성 전지는 상기 복수개의 단위셀들을 서로 전기적으로 병렬 연결하는 단자선들을 추가로 포함하고, 상기 단자선들은 상기 외장체 밖으로 연장될 수 있다.
상기 가요성 전지는 리튬 이차전지일 수 있다.
상기 개개의 단위셀은 상기 제1 고분자막에 의해 밀봉되고, 상기 가요성 전지는 상기 개개의 단위셀의 양극 및 음극 중 적어도 하나와 접촉하며 상기 외장체 밖으로 연장된 단자선들을 추가로 포함할 수 있다.
상기 가요성 전지의 내부 압력은 주위 압력과 동일할 수 있다.
상기 가요성 전지는 상기 음극과 상기 양극 사이에 세퍼레이터를 추가로 포함할 수 있다.
상기 제1 고분자막은 상기 세퍼레이터와 적어도 부분적으로 접합된 것일 수 있다.
상기 가요성 전지는 상기 제1 고분자막과 상기 외장체 사이에 전해질을 추가로 포함할 수 있다.
상기 제1 고분자막은 1~50㎛의 두께를 가질 수 있다.
상기 제1 고분자막은 70~200℃의 용융점을 갖는 열가소성 수지를 포함할 수 있다.
상기 제1 고분자막은 압축 연신된 필름을 포함할 수 있다.
상기 제1 고분자막은 폴리프로필렌 수지를 포함할 수 있다.
상기 제1 고분자막은 상기 음극 및 상기 양극 중 적어도 하나의 표면에 라미네이팅된 것일 수 있다.
본 발명의 다른 구현예는,
상기 가요성 전지를 전원으로서 포함하는 가요성 전자기기를 제공한다.
본 발명의 일 구현예에 의하면, 서로 미끄럼 접촉하는 복수개의 단위셀을 포함함으로써 우수한 가요성을 가지며 전지가 반복적으로 굽혀질 경우에도 안정적인 전기화학 반응이 일어날 수 있는 가요성 전지가 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에 의하면, 상기 가요성 전지를 전원으로서 포함하는 가요성 전자기기가 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 가요성 전지는 스마트 기기, 전자책, 신체 부착형 전자기기 또는 의료기기 등의 전원으로 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 가요성 전지의 개략적인 일 단면도이다.
도 2는 도 1에서 서로 이웃하는 단위셀들 사이에 발생하는 미끄럼 접촉을 설명하기 위한 도면이다.
이어서, 도면을 참조하여 본 발명의 일 구현예에 따른 가요성 전지를 상세히 설명한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 구현예에 따른 가요성 전지(100)는 복수개의 단위셀들(110, 120, 130)을 포함하는 셀 적층체 및 상기 셀 적층체를 밀봉하는 외장체(140)를 포함한다. 이러한 가요성 전지(100)는, 예를 들어, 리튬 이차전지일 수 있다.
이하, 가요성 전지(100)가 리튬 이차전지인 경우를 가정하여 본 발명의 일 구현예를 설명하지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
단위셀(110)은 음극(111+112), 양극(113+114), 전해질층(115) 및 제1 고분자막(116)을 포함하고, 단위셀(120)은 음극(121+122), 양극(123+124), 전해질층(125) 및 제1 고분자막(126)을 포함하며, 단위셀(130)는 음극(131+132), 양극(133+134), 전해질층(135) 및 제1 고분자막(136)을 포함한다.
음극(111+112)은 음극 집전체(111) 및 이의 표면에 배치된 음극 활물질층(112)을 포함하고, 음극(121+122)은 음극 집전체(121) 및 이의 표면에 배치된 음극 활물질층(122)을 포함하며, 음극(131+132)은 음극 집전체(131) 및 이의 표면에 배치된 음극 활물질층(132)을 포함한다.
음극 집전체(111, 121, 131)는 구리, 스테인레스강, 니켈, 알루미늄 및 티탄으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 금속을 포함할 수 있다.
음극 집전체(111, 121, 131)는 각각 제1 고분자막(116, 126, 136)과 접촉할 수 있다.
음극 활물질층(112, 122, 132)는, 비록 도 1에는 도시되지 않았지만, 음극 활물질, 바인더 및 도전제를 포함할 수 있다.
상기 음극 활물질은 리튬과의 합금화 또는 리튬의 가역적인 흡장 및 방출이 가능한 것이라면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 음극 활물질은 금속, 탄소계 재료, 금속산화물 및 리튬금속질화물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다. 상기 탄소계 재료는 흑연, 흑연 탄소섬유(vapor growth carbon fiber), 코크스, 메소카본 마이크로비즈(MCMB), 폴리아센, 피치계 탄소섬유 및 난흑연화성 탄소(hard carbon)로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 금속산화물은 리튬티탄산화물, 산화티탄, 산화몰리브덴, 산화니오븀, 산화철, 산화텅스텐, 산화주석, 비정질 주석복합산화물, 실리콘 모노옥사이드, 산화코발트 및 산화니켈로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 금속은 리튬, 규소, 마그네슘, 칼슘, 알루미늄, 게르마늄, 주석, 납, 비소, 안티몬, 비스무트, 은, 금, 아연, 카드뮴, 수은, 구리, 철, 니켈, 코발트 및 인듐으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 리튬금속질화물은 Li2 .6Co0 .4N3을 포함할 수 있다.
상기 바인더는 비닐리덴 플루오라이드/헥사플루오로프로필렌 코폴리머, 폴리비닐리덴플루오라이드, 폴리아크릴로니트릴, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리테트라플루오로에틸렌 및 스티렌 부타디엔 고무계 폴리머로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 도전제는 카본블랙, 탄소섬유 및 흑연과 같은 탄소계 도전제; 금속섬유와 같은 도전성 섬유; 불화카본 분말, 알루미늄 분말 및 니켈 분말과 같은 금속 분말; 산화아연 및 티탄산칼륨과 같은 도전성 휘스커; 산화티탄과 같은 도전성 금속 산화물; 및 폴리페닐렌 유도체로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 카본블랙은, 예를 들어, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 슈퍼 P, 덴카 블랙, 퍼니스 블랙, 램프 블랙 및 서멀 블랙으로 이루어진 군으로부터 선택된 것일 수 있다. 상기 흑연은 천연 흑연 또는 인조 흑연일 수 있다.
양극(113+114)은 양극 집전체(113) 및 이의 표면에 배치된 양극 활물질층(114)을 포함하고, 양극(123+124)은 양극 집전체(123) 및 이의 표면에 배치된 양극 활물질층(124)을 포함하며, 양극(133+134)은 양극 집전체(133) 및 이의 표면에 배치된 양극 활물질층(134)을 포함한다.
양극 집전체(113, 123, 133)는 알루미늄, 스테인레스강, 티탄, 구리 및 은으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 금속을 포함할 수 있다.
양극 집전체(113, 123, 133)는 각각 제1 고분자막(116, 126, 136)과 접촉할 수 있다.
양극 활물질층(114, 124, 134)은, 비록 도 1에는 도시되지 않았지만, 양극 활물질, 바인더 및 도전제를 포함할 수 있다.
상기 양극 활물질은 리튬 이온을 가역적으로 흡장 및 방출할 수 있는 것이라면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 양극 활물질은 코발트산 리튬, 니켈산 리튬, 니켈 코발트산 리튬, 니켈 코발트 알루미늄산 리튬, 니켈 코발트 망간산 리튬, 망간산 리튬 및 인산철 리튬과 같은 리튬 전이금속 산화물; 황화 니켈; 황화 구리; 황; 산화철; 및 산화 바나듐으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 바인더 및 상기 도전제는 각각 음극 활물질층(112, 122, 132)에 포함된 바인더 및 도전제와 동일한 것일 수 있다.
음극(111+112)과 양극(113+114) 사이, 음극(121+122)과 양극(123+124) 사이, 및/또는 음극(131+132)과 양극(133+134) 사이 각각에는 세퍼레이터(미도시)가 하나씩 추가로 배치될 수 있다.
상기 세퍼레이터는 폴리에틸렌(PE)막 또는 폴리프로필렌(PP)막일 수 있으며, 직포 또는 부직포 형태일 수 있다.
제1 고분자막들(116, 126, 136) 각각은 상기 각 세퍼레이터와 부분적으로 접합된 것일 수 있다. 즉, 개개의 단위셀(110, 120, 130)에 포함된 음극(111+112, 121+122, 131+132), 양극(113+114, 123+124, 133+134) 및 상기 각 세퍼레이터는 가요성 전지(100)를 반복적으로 굽히고 펼 때에도 서로 간의 상대적인 위치가 어긋나지 않도록 고정되어 있어야 하기 때문에, 제1 고분자막들(116, 126, 136)을 상기 각 세퍼레이터와 부분적으로 접합시켜 상기 구성요소들 간의 상대적 위치를 고정시켜 줄 필요가 있다.
전해질층(115, 125, 135)은 유기 전해액(organic liquid electrolyte) 및/또는 고체 전해질을 포함할 수 있다.
상기 유기 전해액은 유기용매에 리튬염이 용해된 것일 수 있다.
상기 유기용매는 프로필렌카보네이트, 에틸렌카보네이트, 플루오로에틸렌카보네이트, 부틸렌카보네이트, 디메틸카보네이트, 디에틸카보네이트, 메틸에틸카보네이트, 메틸프로필카보네이트, 에틸프로필카보네이트, 메틸이소프로필카보네이트, 디프로필카보네이트, 디부틸카보네이트, 벤조니트릴, 아세토니트릴, 테트라히드로퓨란, 2-메틸테트라히드로퓨란, γ-부티로락톤, 디옥소란, 4-메틸디옥소란, N,N-디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, 디메틸설폭사이드, 디옥산, 1,2-디메톡시에탄, 설포란, 디클로로에탄, 클로로벤젠, 니트로벤젠, 디에틸렌글리콜, 디메틸에테르 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된 것일 수 있다.
상기 리튬염은 LiPF6, LiBF4, LiSbF6, LiAsF6, LiClO4, LiCF3SO3, Li(CF3SO2)2N, LiC4F9SO3, LiAlO2, LiAlCl4, LiN(CxF2x +1SO2)(CyF2y +1SO2)(단, x 및 y는 자연수임), LiCl, LiI 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된 것일 수 있다.
상기 고체 전해질은, 예를 들어, 보론산화물, 리튬옥시나이트라이드 등일 수 있다. 상기 고체 전해질은, 예를 들어, 스퍼터링법에 의해 전술한 음극 또는 양극 상에 형성될 수 있다.
또한, 전해질층(115, 125, 135)은 개개의 단위셀(110, 120, 130)내에 1종 이상의 단량체 및 유기 전해액의 혼합액을 채운 후 상기 1종 이상의 단량체를 경화시켜 형성한 고분자 전해질을 포함할 수 있다.
제1 고분자막(116)은 음극(111+112), 양극(113+114) 및 전해질층(115)을 적어도 부분적으로 둘러싸고, 제1 고분자막(126)은 음극(121+122), 양극(123+124) 및 전해질층(125)을 적어도 부분적으로 둘러싸며, 제1 고분자막(136)은 음극(131+132), 양극(133+134) 및 전해질층(135)을 적어도 부분적으로 둘러싼다.
제1 고분자막(126)은 이를 포함하는 가요성 전지(100)에, 도 2에 도시된 것과 같은 수직항력(N)이 작용할 경우, 이웃하는 제1 고분자막(116) 및 제1 고분자막(136)과 미끄럼 접촉함으로써, 가요성 전지(100)에 가요성을 부여하여 전지(100)의 파손을 방지할 수 있다. 즉, 제1 고분자막(126)은 이웃하는 제1 고분자막(116) 및 제1 고분자막(136)과 접촉할 경우 각 접촉면에서의 마찰계수(μ)가 작아 쉽게 미끄러지는 성질을 갖는다. 또한, 제1 고분자막(116)은 가요성 전지(100)가 반복적으로 굽혀질 경우 음극(111+112)과 양극(113+114)이 전해질층(115)을 사이에 두고 서로 밀착되도록 하여 이들의 상대적인 위치, 즉 이들 간의 거리를 안정되게 유지함으로써, 안정적인 전지성능이 유지되도록 도울 수 있다. 제1 고분자막(126) 및 제1 고분자막(136)도 제1 고분자막(116)과 동일한 성질을 가지며 동일한 기능을 수행할 수 있다.
도 2를 참조하면, 제1 고분자막(116)과 제1 고분자막(126) 사이의 마찰력(F)은 하기 수학식 1로 표시될 수 있다.
[수학식 1]
F = μN
상기 식에서, N은 제1 고분자막(116)과 제1 고분자막(126)에 작용하는 수직항력이고, μ는 접촉면에서의 마찰계수이다.
상기 수학식 1을 참조하면, 마찰력(F)을 줄이기 위해서는 수직항력(N) 및/또는 마찰계수(μ)를 줄여야 함을 알 수 있다.
그런데, 종래의 전지는 제1 고분자막(116, 126, 136)에 해당하는 구성요소를 포함하고 있지 않으므로, 감압 포장을 하여 전지의 내부 압력을 주위 압력 보다 낮추어 줌으로써, 전해질층을 사이에 두고 음극과 양극을 서로 밀착시켜 안정적인 전지성능을 얻는 것이 일반적이었다. 그러나, 이와 같이 감압 포장을 하는 경우에는 단위셀에 작용하는 수직항력이 증가하게 되고, 이로 인해 단위셀 간의 접촉면에 생기는 마찰력이 증가하여 전지 전체의 가요성이 저하되는 문제점이 있다.
그러나, 본 발명의 일 구현예에 따른 가요성 전지(100)는 감압 포장된 것일 수도 있고, 상압 포장된 것일 수도 있다. 상압 포장된 가요성 전지(100)에서 전지의 내부 압력과 주위 압력(e.g. 대기압)이 거의 동일하더라도, 제1 고분자막(116, 126, 136)으로 인하여 종래의 전지에서 감압 포장에 의해 얻는 효과(즉, 안정적인 전지성능 확보)와 동일한 효과를 얻을 수 있을뿐만 아니라, 제1 고분자막(116)과 제1 고분자막(126) 사이, 및 제1 고분자막(126)과 제1 고분자막(136) 사이의 마찰계수(μ)가 작아서 단위셀들(110, 120, 130) 간의 마찰력(F)을 줄이는 효과도 얻을 수 있다. 더욱이, 가요성 전지(100)를 상압 포장할 경우에는 단위셀들(110, 120, 130) 간에 작용하는 수직항력(N)이 감소되어 단위셀들(110, 120, 130) 간의 마찰력(F)을 더욱 줄일 수 있다. 마찰력(F)이 줄어들수록, 가요성 전지(100)의 가요성은 증가하게 된다.
제1 고분자막들(116, 126, 136)은 각각 1~50㎛의 두께를 가질 수 있다. 상기 두께가 상기 범위이내이면, 개개의 단위셀(110, 120, 130)이 충분한 물리적 강도와 자체 결합력을 유지하면서도 제1 고분자막들(116, 126, 136)에 의한 가요성 전지(100)의 두께 증가가 크지 않은 잇점이 있다.
제1 고분자막들(116, 126, 136)은 각각 70~200℃의 용융점을 갖는 열가소성 수지를 포함할 수 있다. 상기 용융점이 상기 범위 이내이면, 가요성 전지(100)의 제조시 열을 이용한 접합법을 이용할 수 있으면서도 고온 운전으로 인한 가요성 전지(100)의 구성 재료의 열화를 최소화할 수 있다.
또한, 제1 고분자막들(116, 126, 136)은 각각 압축 연신된 필름을 포함할 수 있다. 제1 고분자막들(116, 126, 136)은 폴리프로필렌 수지, 폴리우레탄 수지, 실란-말단화된 중합체, 실리콘, 불포화 폴리에스테르 수지, 비닐 에스테르 수지, 아크릴레이트, 폴리비닐 아세테이트, 폴리비닐 알콜, 폴리비닐 에테르, 에틸렌 비닐 아세테이트, 에틸렌-아크릴산 공중합체, 폴리스티렌, 폴리비닐 클로라이드, 스티렌-부타디엔 고무, 클로로프렌 고무, 니트릴 고무, 부틸 고무, 폴리설파이드, 폴리에틸렌, 불화 탄화수소, 페놀-포름알데히드 수지, 액정 고분자, 나일론, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 셀룰로오스, 폴리올레핀, 폴리에스테르, 크레졸-포름알데히드 노볼락 수지, 크레졸-포름알데히드 에폭시 수지, 레조르시놀-포름알데히드 수지, 우레아-포름알데히드 수지, 멜라민-포름알데히드 수지, 폴리벤즈이미다졸, 폴리아미드이미드 및 폴리설폰으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제1 고분자막(116)은 음극(111+112) 및 양극(113+114) 중 적어도 하나의 표면에 라미네이팅된 것일 수 있고, 제1 고분자막(126)은 음극(121+122) 및 양극(123+124) 중 적어도 하나의 표면에 라미네이팅된 것일 수 있으며, 제1 고분자막(136)은 음극(131+132) 및 양극(133+134) 중 적어도 하나의 표면에 라미네이팅된 것일 수 있다.
외장체(140)는 제2 고분자막(미도시)과 금속막(미도시)을 포함하는 방습성 다층막일 수 있다. 예를 들어, 외장체(140)는 알루미늄 박막과 같은 금속막 및 이를 사이에 두고 배치된 한쌍의 제2 고분자막을 포함할 수 있다. 상기 제2 고분자막은 제1 고분자막(116, 126, 136)과 동일한 것일 수도 있고 이와는 다른 것일 수도 있다. 예를 들어, 상기 제2 고분자막은 나일론, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
단위셀(110, 120, 130)과 외장체(140)의 서로 마주 보는 부분들은 적어도 일부가 서로 접합되지 않을 수 있다. 즉, 단위셀들(110, 120, 130) 사이 및 개개의 단위셀(110, 120, 130)과 외장체(140) 사이에서는 미끄럼 현상이 일어나야 하므로 단위셀(110, 120, 130)과 외장체(140)가 전체적으로 접합되면 안되지만, 가요성 전지(100)의 반복적인 움직임 속에서 단위셀들(110, 120, 130) 간의 상대적인 위치 고정을 위해 부분적으로는 서로 접합되어 있을 필요가 있다.
제1 고분자막(116, 126, 136)과 외장체(140) 사이에는 전해질층(115, 125, 135)에 포함된 전해질과 동일하거나 상이한 전해질이 추가로 포함될 수 있다. 일 예로서, 개개의 단위셀(110, 120, 130) 내부 및 제1 고분자막(116, 126, 136)과 외장체(140) 사이에 모두 액상의 유기 전해액을 사용할 수 있다. 다른 예로서, 개개의 단위셀(110, 120, 130) 내부에는 고분자 전해질을 사용하고, 제1 고분자막(116, 126, 136)과 외장체(140) 사이에는 액상의 유기 전해액을 사용할 수 있다. 가요성 전지(100)를 감압 포장하지 않을 경우에는, 외장체(140)의 내부에 위치하는 제1 고분자막(116, 126, 136)과 외장체(140) 사이에는 유체가 채워지게 하는데, 상기 유체가 공기인 경우 보다는 전해질인 경우가 전지 성능을 안정적으로 유지하는데 도움이 된다.
상기와 같은 구성을 갖는 가요성 전지(100)는 단위셀들(110, 120, 130)을 서로 전기적으로 직렬 연결하는 단자선들(미도시)을 추가로 포함하고, 상기 단자선들은 외장체(140) 밖으로 연장될 수 있다.
다른 예로서, 가요성 전지(100)는 단위셀들(110, 120, 130)을 서로 전기적으로 병렬 연결하는 단자선들(미도시)을 추가로 포함하고, 상기 단자선들은 외장체(140) 밖으로 연장될 수 있다.
또 다른 예로서, 가요성 전지(100)는 제1 고분자막(116, 126, 136)에 의해 각각 밀봉된 단위셀들(110, 120, 130), 및 이러한 단위셀들(110, 120, 130) 각각의 양극 및 음극 중 적어도 하나와 접촉하고 외장체(140) 밖으로 연장된 단자선들(미도시)을 추가로 포함할 수 있다.
상기와 같은 구성을 갖는 가요성 전지(100)는 스마트 기기, 전자책, 신체 부착형 전자기기 또는 의료기기와 같은 가요성 전자기기의 전원으로 사용될 수 있다.
이하 실시예를 들어 본 발명을 상세히 설명하지만, 이는 예시적인 것에 불과하며 본 발명이 하기 실시예로만 한정되는 것은 아니다.
실시예
실시예 1
제조예 1: 음극 원판의 제조
음극 활물질(흑연)을 바인더(카르복시메틸셀룰로오스 및 스티렌 부타디엔 고무)가 용해된 수용액에 분산시켜 음극 활물질 슬러리를 제조하였다. 이때 음극 활물질, 카르복시메틸셀룰로오스 및 스티렌 부타디엔 고무의 혼합 비율은 중량 백분율 기준으로 96:2:2로 하였다. 이어서, 상기 음극 활물질 슬러리를 두께 8㎛의 구리 집전체에 도포하고, 건조 및 압연하여 음극 원판을 제조하였다.
제조예 2: 양극 원판의 제조
양극 활물질(LiCoO2) 및 도전제(덴카 블랙)를 폴리비닐리덴 플루오라이드 바인더가 용해된 N-메틸-2-피롤리돈 용매에 용해시킨 용액에 분산시켜 양극 활물질 슬러리를 제조하였다. 이때, 양극 활물질, 도전제 및 바인더의 혼합 비율을 중량 백분율 기준으로 90:5:5로 하였다. 이어서, 상기 양극 활물질 슬러리를 두께 15㎛의 알루미늄 집전체에 도포하고, 건조 및 압연하여 양극 원판을 제조하였다.
제조예 3: 전지의 제조(감압 포장)
상기 제조예 1에서 제조된 음극 원판을 12mm×52mm의 크기로 잘라 음극을 마련하였다. 또한, 상기 제조예 2에서 제조된 양극 원판을 10mm×50mm의 크기로 잘라 양극을 마련하였다. 이어서, 상기 음극과 양극을 약 37㎛ 두께의 셀룰로오스 세퍼레이터(NKK사)를 사이에 두고 마주보도록 배치하고, 상기 음극, 양극 및 세퍼레이터를 두께 19㎛의 폴리프로필렌 필름으로 감싸서 단위셀을 제조하였다. 이와 같은 방식으로 단위셀 4개를 더 제조한 후, 상기 제조된 단위셀 5개를 적층하여 셀 적층체를 제조하고, 상기 단위셀들을 서로 전기적으로 병렬로 연결하였다. 이후, 상기 셀 적층체를 120㎛ 두께의 리튬이온전지용 필름 외장체(DNP사, 알루미늄막 포함)에 넣고 3면을 실링한 다음, 상기 외장체 내에 피펫을 이용하여 전해질(LiPF6를 에틸렌 카보네이트 30 vol% 및 디에틸렌 카보네이트 70 vol%의 혼합 용매에 녹여 제조한 1.3M LiPF6 용액)을 주입하였다. 이어서, 진공 실러(Howden Food Equipment B. V. 사)를 이용하여 40초동안 진공 펌프를 가동시킨 챔버 내에서 열을 가하여, 상기 전지를 감압 포장(챔버압력: 약 0.0 bar)하였다.
실시예 2
셀 적층체를 외장체로 상압 포장한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 전지를 제조하였다.
비교예 1
구리 집전체의 양면에 실시예 1에서 제조된 음극 활물질 슬러리를 코팅한 후 건조 및 압연하여 음극을 제조하고, 알루미늄 집전체의 양면에 실시예 1에서 제조된 양극 활물질 슬러리를 코팅한 후 건조 및 압연하여 양극을 제조하였다. 이어서, 상기 제조된 양극, 실시예 1에서 사용된 것과 같은 세퍼레이터, 상기 제조된 음극 및 실시예 1에서 사용된 것과 같은 세퍼레이터를 순서대로 겹친 후 말아 젤리롤 형태를 만들고 폭이 12mm가 되도록 양측면에서 눌러서 압축하였다. 이후, 상기 젤리롤 형태의 전지를 폴리프로필렌 필름으로 감싸는 과정을 생략하고, 실시예 1에서와 동일한 방법으로 외장체(DNP사, 알루미늄막 포함)를 이용하여 감압 포장을 실시하여 전지를 완성하였다.
비교예 2
양극, 음극 및 세퍼레이터를 폴리프로필렌 필름으로 감싸는 과정을 생략하여 단위셀 및 셀 적층체를 제조한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 전지를 제조하였다.
비교예 3
양극, 음극 및 세퍼레이터를 폴리프로필렌 필름으로 감싸는 과정을 생략하여 단위셀 및 셀 적층체를 제조하고, 상기 제조된 셀 적층체를 외장체로 상압 포장한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 전지를 제조하였다.
평가예
실시예 1~2 및 비교예 1~3에서 각각 제조된 전지의 초기 용량, 유연성, 100회 벤딩후 용량 유지율 및 100회 벤딩후 외관 변화를 하기와 같은 방법으로 평가하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
평가예 1: 전지의 초기 용량의 평가
상기 각 전지를 0.1C(단위: mA/g)의 속도(C-rate)로 전압이 4.4V가 될 때까지 충전시킨 다음, 4.4V의 정전압 조건에서 전류가 0.05C가 될 때까지 더 충전시켰다. 이후, 10분간 휴지(rest)하였다. 이어서, 상기 각 전지를 0.1C의 속도로 전압이 2.8V가 될 때까지 방전시켰다. 이때, 첫번째 사이클의 방전용량을 초기 용량이라고 하였다.
평가예 2: 전지의 유연성의 평가
상가 각 전지를 높이 10cm의 실험대에 상기 각 전지의 총 길이 중 일단부에서부터 10mm 지점까지의 부분만 걸치도록 하여 수평으로 놓고, 상기 걸친 부분을 가압하여 강제로 고정시켰다. 이어서, 상기 각 전지의 총 길이 중 고정되지 않은 부분의 단부에 무게 17g의 추를 매달아 수평 위치로부터 중력 방향으로 휘어진 변위를 측정하였다. 휘어진 변위가 클수록 전지의 유연성이 우수한 것을 의미한다.
평가예 3: 100회 벤딩후 전지의 용량 유지율의 평가
상기 각 전지에 대하여, 직경 100mm의 원기둥 모양 기구에 전지를 밀착시켜 벤딩함으로써 전지의 벤딩 곡률반경을 50mm로 제한하는 유연성 실험을 100회 반복하여 실시하였다. 이후, 상기 각 전지를 상기 평가예 1과 같은 방법으로 충방전하여 방전 용량을 평가하였다. 상기 평가예 1에서 측정된 초기 용량에 대한 상기 측정된 방전 용량의 비율을 전지의 용량 유지율이라고 하였다.
평가예 4: 100회 벤딩후 전지의 외관 변화의 평가
상기 평가예 3에서와 같은 조건으로 유연성 실험을 실시한 후, 전지의 외관 변화를 육안으로 관찰하였다.
초기 용량
(mAh/g)		 유연성
(mm)		 100회 벤딩후 용량 유지율(%) 100회 벤딩후 외관 변화
실시예 1 77.368 11 100 없음
실시예 2 77.329 13 98.3 없음
비교예 1 78.142 2 96.7 일부 영역에서 완전히 꺽임
비교예 2 77.779 2 71.8 일부 영역에서 완전히 꺽임
비교예 3 76.634 12 38.3 없음
상기 표 1을 참조하면, 실시예 1~2에서 제조된 전지는 비교예 1~2에서 제조된 전지에 비해 유연성 및 반복 벤딩후 용량 유지율이 우수하고, 반복 벤딩후 외관 변화도 없는 것으로 나타났다. 비교예 3에서 제조된 전지는 유연성이 우수하고 반복 벤딩후 외관 변화도 없지만, 반복 벤딩후 용량 유지율이 매우 낮은 것으로 나타났다.
이상에서는 도면 및 실시예를 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 구현예가 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 구현예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
100: 가요성 전지 111, 121, 131: 음극 집전체
112, 122, 132: 음극 활물질층 113, 123, 133: 양극 집전체
114, 124, 134: 양극 활물질층 115, 125, 135: 전해질층
116, 126, 136: 제1 고분자막

Claims (20)

  1. 복수개의 단위셀들을 포함하는 셀 적층체; 및
    상기 셀 적층체를 밀봉하는 외장체를 포함하며,
    상기 개개의 단위셀은,
    음극;
    양극;
    상기 음극과 양극 사이에 배치된 전해질층; 및
    상기 음극, 상기 양극 및 상기 전해질층을 적어도 부분적으로 둘러싸는 제1 고분자막을 포함하는 가요성 전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 개개의 단위셀과 상기 외장체의 서로 마주 보는 부분들은 적어도 일부가 서로 접합되어 있지 않은 가요성 전지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 외장체는 제2 고분자막과 금속막을 포함하는 방습성 다층막인 가요성 전지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 음극은 음극 집전체 및 이의 표면에 배치된 음극 활물질층을 포함하고, 상기 양극은 양극 집전체 및 이의 표면에 배치된 양극 활물질층을 포함하는 가요성 전지.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 음극 집전체는 구리, 스테인레스강, 니켈, 알루미늄 및 티탄으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 금속을 포함하고, 상기 양극 집전체는 알루미늄, 스테인레스강, 티탄, 구리 및 은으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 금속을 포함하는 가요성 전지.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 음극 집전체 및 상기 양극 집전체는 상기 제1 고분자막과 접촉하는 가요성 전지.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 복수개의 단위셀들을 서로 전기적으로 직렬 연결하는 단자선들을 추가로 포함하고, 상기 단자선들은 상기 외장체 밖으로 연장된 가요성 전지.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 복수개의 단위셀들을 서로 전기적으로 병렬 연결하는 단자선들을 추가로 포함하고, 상기 단자선들은 상기 외장체 밖으로 연장된 가요성 전지.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 가요성 전지는 리튬 이차전지인 가요성 전지.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 개개의 단위셀은 상기 제1 고분자막에 의해 밀봉되고, 상기 개개의 단위셀의 양극 및 음극 중 적어도 하나와 접촉하며 상기 외장체 밖으로 연장된 단자선들을 추가로 포함하는 가요성 전지.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 가요성 전지의 내부 압력은 주위 압력과 동일한 가요성 전지.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 음극과 상기 양극 사이에 세퍼레이터를 추가로 포함하는 가요성 전지.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 고분자막은 상기 세퍼레이터와 적어도 부분적으로 접합된 것인 가요성 전지.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제1 고분자막과 상기 외장체 사이에 전해질을 추가로 포함하는 가요성 전지.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 제1 고분자막은 1~50㎛의 두께를 갖는 가요성 전지.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 제1 고분자막은 70~200℃의 용융점을 갖는 열가소성 수지를 포함하는 가요성 전지.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제1 고분자막은 압축 연신된 필름을 포함하는 가요성 전지.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 제1 고분자막은 폴리프로필렌 수지를 포함하는 가요성 전지.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 제1 고분자막은 상기 음극 및 상기 양극 중 적어도 하나의 표면에 라미네이팅된 것인 가요성 전지.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 따른 가요성 전지를 전원으로서 포함하는 가요성 전자기기.
KR1020100113901A 2010-11-16 2010-11-16 가요성 전지 및 이를 포함하는 가요성 전자기기 KR101217562B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100113901A KR101217562B1 (ko) 2010-11-16 2010-11-16 가요성 전지 및 이를 포함하는 가요성 전자기기
US13/088,589 US8507123B2 (en) 2010-11-16 2011-04-18 Flexible battery and flexible electronic device including the same
US13/938,420 US8753763B2 (en) 2010-11-16 2013-07-10 Flexible battery and flexible electronic device including the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100113901A KR101217562B1 (ko) 2010-11-16 2010-11-16 가요성 전지 및 이를 포함하는 가요성 전자기기

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120052644A true KR20120052644A (ko) 2012-05-24
KR101217562B1 KR101217562B1 (ko) 2013-01-02

Family

ID=46048054

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100113901A KR101217562B1 (ko) 2010-11-16 2010-11-16 가요성 전지 및 이를 포함하는 가요성 전자기기

Country Status (2)

Country Link
US (2) US8507123B2 (ko)
KR (1) KR101217562B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9478823B2 (en) 2013-09-24 2016-10-25 Samsung Sdi Co., Ltd. Secondary battery
US10026934B2 (en) 2014-11-21 2018-07-17 Samsung Sdi Co., Ltd. Flexible rechargeable battery

Families Citing this family (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2012081366A1 (ja) * 2010-12-15 2014-05-22 株式会社村田製作所 固体電池
US20130172068A1 (en) * 2011-11-02 2013-07-04 Tiger T G Zhou Wearable personal digital flexible cloud game, multimedia, communication and computing device
WO2013036802A1 (en) 2011-09-07 2013-03-14 24M Technologies, Inc. Stationary semi-solid battery module and method of manufacture
US9520580B2 (en) 2012-05-08 2016-12-13 Battelle Memorial Institute Multifunctional cell for structural applications
US9401501B2 (en) * 2012-05-18 2016-07-26 24M Technologies, Inc. Electrochemical cells and methods of manufacturing the same
KR101969845B1 (ko) 2012-09-14 2019-04-17 삼성전자주식회사 가요성 이차 전지
US10840536B2 (en) 2013-02-06 2020-11-17 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Stretchable electronic systems with containment chambers
US10497633B2 (en) 2013-02-06 2019-12-03 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Stretchable electronic systems with fluid containment
CA2900579A1 (en) * 2013-02-06 2014-08-14 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Self-similar and fractal design for stretchable electronics
US9613911B2 (en) 2013-02-06 2017-04-04 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Self-similar and fractal design for stretchable electronics
US10044077B2 (en) * 2013-02-26 2018-08-07 The Boeing Company Rechargeable battery including battery cell separators
TWM482169U (zh) * 2013-07-05 2014-07-11 Power Source Energy Co Ltd 曲面電池
US10610693B2 (en) 2013-07-11 2020-04-07 Newpace Ltd. Battery and electronics integration in a flexible implantable medical device
US20150099161A1 (en) * 2013-10-04 2015-04-09 Semiconductor Energy Lab Power storage unit
KR102153044B1 (ko) 2013-11-11 2020-09-07 삼성전자주식회사 가요성 이차 전지
US20150138699A1 (en) 2013-11-15 2015-05-21 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Electronic device
KR102161290B1 (ko) 2013-12-03 2020-09-29 삼성에스디아이 주식회사 가요성 이차 전지
US10476291B2 (en) * 2013-12-27 2019-11-12 Amogreentech Co., Ltd. Wearable device having flexible battery
KR102210460B1 (ko) * 2014-04-24 2021-02-02 에스케이이노베이션 주식회사 이차전지용 배터리 셀 조립체
JP6269310B2 (ja) * 2014-05-15 2018-01-31 株式会社村田製作所 電池、および電子機器
DE102014209286A1 (de) * 2014-05-16 2015-11-19 Robert Bosch Gmbh Batterieeinheit mit einer Mehrzahl von elektrochemischen Zellen sowie Batteriemodul mit einer Mehrzahl von Batterieeinheiten
JP2015220099A (ja) * 2014-05-19 2015-12-07 Tdk株式会社 全固体リチウムイオン二次電池
WO2016042437A1 (en) * 2014-09-19 2016-03-24 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Secondary battery
JPWO2016051645A1 (ja) * 2014-09-29 2017-07-06 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 フレキシブル電池
US9768421B2 (en) * 2014-10-10 2017-09-19 Samsung Electronics Co., Ltd. Flexible electrode assembly and electrochemical device having the electrode assembly
EP4300666A3 (en) 2014-11-05 2024-02-21 24m Technologies, Inc. Electrochemical cells having semi-solid electrodes and methods of manufacturing the same
US10224517B2 (en) * 2015-01-16 2019-03-05 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Secondary battery and electronic device
CN107427115A (zh) * 2015-03-03 2017-12-01 阿莫绿色技术有限公司 内置有电池的便携式终端用外壳
CA2969135A1 (en) 2015-06-18 2016-12-22 24M Technologies, Inc. Single pouch battery cells and methods of manufacture
KR20170002013A (ko) 2015-06-29 2017-01-06 에스케이이노베이션 주식회사 이차 전지 및 이의 제조 방법
CN108475807B (zh) * 2015-11-02 2022-07-12 新泽西州立拉特格斯大学 具有薄金属箔包装的电化学电池及其制备方法
KR101739512B1 (ko) * 2016-01-15 2017-05-24 코스모신소재 주식회사 플렉서블 이차 전지
JP6978207B2 (ja) * 2016-02-12 2021-12-08 三洋化成工業株式会社 リチウムイオン電池
KR101739516B1 (ko) * 2016-02-17 2017-05-24 코스모신소재 주식회사 플렉서블 이차 전지
TWI631749B (zh) * 2016-03-07 2018-08-01 輝能科技股份有限公司 電池盒裝置
CN107170922B (zh) * 2016-03-07 2024-02-20 辉能科技股份有限公司 电池盒装置
US9837682B1 (en) * 2016-08-29 2017-12-05 Microsoft Technology Licensing, Llc Variable layer thickness in curved battery cell
US10418237B2 (en) * 2016-11-23 2019-09-17 United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Amorphous boron nitride dielectric
CN110571877B (zh) * 2018-05-18 2023-10-24 纳米及先进材料研发院有限公司 一种可弯曲的无线充电装置
WO2020148986A1 (ja) * 2019-01-18 2020-07-23 大日本印刷株式会社 蓄電デバイス、電動自動車及び蓄電デバイスの製造方法
US11742525B2 (en) 2020-02-07 2023-08-29 24M Technologies, Inc. Divided energy electrochemical cell systems and methods of producing the same
WO2023128215A1 (ko) * 2021-12-28 2023-07-06 주식회사 리베스트 전극 조립체 및 2차 전지
WO2024040130A1 (en) * 2022-08-17 2024-02-22 Cuberg, Inc. Lithium-metal unit cells and methods of fabricating thereof

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2698145B2 (ja) 1989-02-07 1998-01-19 三洋電機株式会社 薄型二次電池
JP2570162Y2 (ja) 1989-07-18 1998-05-06 三洋電機株式会社 薄形二次電池
US5326652A (en) 1993-01-25 1994-07-05 Micron Semiconductor, Inc. Battery package and method using flexible polymer films having a deposited layer of an inorganic material
JP2570162B2 (ja) 1993-12-22 1997-01-08 日本電気株式会社 結晶育成方法及びその装置
US5652043A (en) * 1995-12-20 1997-07-29 Baruch Levanon Flexible thin layer open electrochemical cell
JP3767151B2 (ja) 1997-02-26 2006-04-19 ソニー株式会社 薄型電池
JP2001118605A (ja) 1999-10-15 2001-04-27 Sony Corp 薄型ポリマー電池及びその製造方法
JP4517440B2 (ja) 2000-03-10 2010-08-04 ソニー株式会社 リチウムイオン固体電解質二次電池
JP2001332304A (ja) 2000-05-24 2001-11-30 Sony Corp 電解質およびそれを用いた電池
JP2002025559A (ja) 2000-07-03 2002-01-25 Sony Corp 電 池
JP2002063938A (ja) 2000-08-18 2002-02-28 Sony Corp 二次電池及びその製造方法
AUPR496301A0 (en) 2001-05-14 2001-06-07 Cuming, Kenneth James An improved soil moisture sensing device
JP2002343340A (ja) 2001-05-21 2002-11-29 Sony Corp 電極および電池
JP2005063958A (ja) * 2003-07-29 2005-03-10 Mamoru Baba 薄膜固体リチウムイオン二次電池およびその製造方法
JP2005129234A (ja) 2003-10-21 2005-05-19 Nec Tokin Corp 二次電池及びその製造方法
JP4208865B2 (ja) * 2005-07-07 2009-01-14 株式会社東芝 非水電解質電池及び電池パック
JP4720384B2 (ja) * 2005-09-01 2011-07-13 日産自動車株式会社 バイポーラ電池
JP5164369B2 (ja) * 2006-12-08 2013-03-21 日本合成化学工業株式会社 二次電池

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9478823B2 (en) 2013-09-24 2016-10-25 Samsung Sdi Co., Ltd. Secondary battery
US10026934B2 (en) 2014-11-21 2018-07-17 Samsung Sdi Co., Ltd. Flexible rechargeable battery

Also Published As

Publication number Publication date
US8753763B2 (en) 2014-06-17
US20130295431A1 (en) 2013-11-07
KR101217562B1 (ko) 2013-01-02
US20120121963A1 (en) 2012-05-17
US8507123B2 (en) 2013-08-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101217562B1 (ko) 가요성 전지 및 이를 포함하는 가요성 전자기기
US10707467B2 (en) Separator for rechargeable battery and rechargeable lithium battery including the same
US6599659B1 (en) Secondary cell and method for preparation thereof
US11075428B2 (en) Separator including porous bonding layer and electrochemical battery including the separator
JP6667508B2 (ja) フレキシブルバッテリー、その製造方法、及び、フレキシブルバッテリーを含む補助バッテリー
US10164288B2 (en) Flexible battery, manufacturing method therefor, and auxiliary battery comprising flexible battery
KR102122296B1 (ko) 배터리 및 이를 포함하는 모바일 전자기기
KR100354948B1 (ko) 이차전지
KR101604834B1 (ko) 전극 조립체 제조용 구조체 및 이로부터 제조되는 스택-폴딩형 전극 조립체
JP3567131B2 (ja) 非水電解質電池
EP3930055B1 (en) Electrode plate, electrochemical apparatus, and apparatus
US20160293999A1 (en) Electrode assembly having improved flexural rigidity, method for preparing same, and electrochemical battery comprising same
US20140170468A1 (en) Battery module
JP2005044663A (ja) 固体電解質、リチウムイオン電池及びその製造方法
KR20180028814A (ko) 리튬 이차전지용 전극 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
KR20170059895A (ko) 구조 변형이 적은 곡면 전지셀 및 이를 제조하는 방법
KR102510888B1 (ko) 리튬 이차전지용 양극, 이의 제조방법 및 이를 포함한 리튬 이차전지
JP2021512464A (ja) フレキシブルバッテリー、この製造方法およびこれを含む補助バッテリー
JP2021512464A5 (ko)
KR20190140415A (ko) 플렉서블 배터리, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 보조배터리
JP6656370B2 (ja) リチウムイオン二次電池および組電池
KR20160036577A (ko) 리튬 2 차 전지 및 리튬 2 차 전지용 전해액
US11973187B2 (en) Lithium polymer battery
JP2008091343A (ja) 固体電解質、リチウムイオン電池及びその製造方法
JP2002134111A (ja) リチウムイオン二次電池負極用炭素材料およびリチウムイオン二次電池

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151118

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161121

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171121

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181119

Year of fee payment: 7