KR20120136379A - 일체형 프레임 배터리 전지 - Google Patents

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KR20120136379A
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알. 션 머피
토마스 더블유. 윌슨 주니어
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애플 인크.
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Abstract

휴대용 전원에서의 전극 젤리 롤 및 전해질에 대한 전해질 격납 구조물이 기술되어 있다. 전해질 격납 구조물은 경성 프레임에 결합되어 경성 프레임을 부분적으로 둘러싸는 금속 포일 슬리브와 같은 금속 포일을 포함한다. 경성 프레임은 전극 젤리 롤을 찌그러짐 사고로부터 보호할 수 있다. 단락을 방지하기 위해, 금속 포일이 금속 포일을 전극 젤리 롤로부터 절연시킬 수 있는 플라스틱으로 코팅될 수 있다. 게다가, 플라스틱은 접합 및 밀봉제로서 역할할 수 있다. 예를 들어, 금속 포일은 플라스틱의 용융을 수반하는 열접합법을 사용하여 경성 프레임에 결합될 수 있다. 경성 프레임은 휴대용 전원과 연관된 커넥터 패드 및 안전 회로에 대한 플랫폼을 제공할 수 있다. 커넥터 패드 및 안전 회로는 모듈형 구성요소로서 조립될 수 있고, 이는 조립 공정을 간단화시킬 수 있다. 격납 구조물은 경량 금속 포일 파우치와 같은 파우치 전지 배터리 설계와 연관된 특징부를 제공하지만, 종래에 파우치 전지 배터리 설계와 연관된 하드 케이스 내에 둘러싸여 있지 않고 휴대용 컴퓨팅 장치에서 이용될 수 있다.

Description

일체형 프레임 배터리 전지{INTEGRATED FRAME BATTERY CELL}
기술된 실시예는 일반적으로 휴대용 컴퓨팅 장치용 배터리에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 실시예는 휴대용 컴퓨팅 장치에 대한 배터리 패키징 설계에 관한 것이다.
휴대용 컴퓨팅 장치의 설계는 복잡한 트레이드오프를 수반할 수 있다. 설계 프로세스에서 고려될 수 있는 몇몇 인자는 미적 매력, 중량, 제조성, 내구성, 열적 조화(thermal compatibility) 및 전력 소모이다. 이들 설계 요인 중 하나에 대한 그의 긍정적 기여에 기초하여 선택되는 구성요소는 하나 이상의 다른 설계 인자에 악영향을 미칠 수 있다.
전형적으로 일부 유형의 배터리인 휴대용 전원은 휴대용 컴퓨팅 장치의 설계에서 중요한 구성요소이다. 휴대용 전원은, 휴대용 컴퓨팅 장치가 벽 콘센트와 같은 고정된 전원의 근방에 있지 않을 때, 휴대용 컴퓨팅 장치에 동작 전력을 제공한다. 휴대용 전원을 선택함에 있어서의 요인은 에너지 밀도, 폼팩터(form factor) 및 내구성일 수 있다.
에너지 밀도는 휴대용 전원이 휴대용 컴퓨팅 장치에 전달할 수 있는 주어진 체적당 또는 주어진 질량당 에너지의 양을 말하는 것일 수 있다. 폼팩터는 휴대용 전원을 포함하는 패키지의 형상을 말하는 것일 수 있다. 예를 들어, 얇은 휴대용 컴퓨팅 장치는 역시 얇은 휴대용 전원에 대한 전체 폼팩터를 필요로 한다. 내구성은 배터리 전지와 연관된 임의의 손상 요소의 격납에 관한 것일 수 있다. 예를 들어, 휴대용 전원은 종종 다른 전자 구성요소에 대한 손상을 방지하기 위해 격납될 필요가 있는 액체 또는 겔형 전해질을 포함하고, 이 경우 패키징은 정상 동작 조건 하에서 이들 손상 요소를 격납하기에 충분한 내구성이 있을 필요가 있다.
배터리와 같은 휴대용 전원 장치에 대한 에너지 밀도는 이용되는 배터리 전지의 유형 및 그의 연관된 패키징에 의해 영향을 받을 수 있다. 패키징 설계는 다수의 방식으로 에너지 밀도에 영향을 미칠 수 있다. 첫째, 패키징의 질량이 증가함에 따라 질량당 에너지 밀도가 감소될 것이다. 패키징은 질량당 에너지 밀도를 감소시키는데, 그 이유는 패키징이 부가의 에너지를 제공하는 일 없이 시스템에 질량을 부가하기 때문이다. 내구성 고려사항에 의해 패키징 설계의 질량이 제약될 수 있다.
둘째, 체적당 에너지 밀도가 패키징 효율에 의해 영향을 받으며, 이 경우 패키징 효율이 패키징 설계에 대한 원하는 폼팩터에 의해 제약될 수 있다. 비효율적으로 패키징된 배터리 전지가 효율적으로 패키징된 배터리 전지보다 더 낮은 체적당 에너지 밀도를 가질 수 있다. 체적당 에너지 밀도가 감소됨에 따라, 휴대용 전원 장치가 차지하는 체적이 증가하고, 이는 휴대용 컴퓨팅 장치에서 이용하기에 바람직하지 않을 수 있다.
휴대용 컴퓨팅 장치에서, 원하는 기능 및 성능 레벨을 여전히 유지하면서 각각의 구성요소의 중량 및 체적을 최소화하는 것이 일반적으로 바람직하다. 따라서, 적어도 내구성이 있고 경량이며 효율적으로 패키징되는 휴대용 컴퓨팅 장치에서 사용가능한 배터리용 하우징 어셈블리를 제공하는 것이 유익할 것이다. 또한, 상기 조건을 만족시키고 장치의 동작 사이클링(operational cycling) 동안 만족스럽게 수행하는 배터리를 조립하는 방법을 제공하는 것이 유익할 것이다.
본 문서는 휴대용 컴퓨팅 응용에서 사용하기 위한 인클로저에 대한 시스템, 방법 및 장치에 관한 다양한 실시예를 기술하고 있다.
일 양태에서, 휴대용 전원 및 그의 제조 방법이 기술되어 있다. 휴대용 전원이 랩톱 컴퓨터, 넷북 컴퓨터, 스마트 폰 및 휴대용 미디어 플레이어(이들로 제한되지 않음)와 같은 휴대용 전원 장치에서 사용될 수 있다. 휴대용 전원은 리튬 이온 중합체 배터리 전지와 같은 배터리 전지 내의 전극 및 연관된 전해질을 둘러싸는 격납 구조물(containment structure)을 포함할 수 있다. 격납 구조물은 전해질 또는 휴대용 전원의 동작 동안 발생되는 가스의 누출을 방지할 수 있다.
격납 구조물은 경성 프레임(rigid frame) 및 경성 프레임에 접합된 금속 포일(metal foil)을 포함할 수 있고, 여기서 금속 포일은 경성 프레임의 일부분, 전극 어셈블리 및 전해질을 둘러싼다. 경성 프레임은 전극 젤리 롤(electrode jelly roll)의 가장자리와 같은 전극을, 전극을 손상시킬 수 있는 충돌 사고로부터 보호할 수 있다. 단락을 방지하기 위해, 금속 포일이 금속 포일을 배터리 전지의 전극으로부터 절연시킬 수 있는 플라스틱으로 코팅될 수 있다. 게다가, 플라스틱은 접합 및 밀봉제로서 역할할 수 있다. 예를 들어, 금속 포일을 경성 프레임에 접합시키고 기밀성 시일(air-tight seal)을 형성하여 배터리 전지와 연관된 액체 또는 겔 전해질을 격납하기 위해 플라스틱이, 열접합법을 통해, 용융될 수 있다.
전기 커넥터 패드 및 안전 회로가 경성 프레임에 결합될 수 있다. 전기 커넥터 패드는 전력을 휴대용 전원으로부터 끌어내거나 그에 부가할 수 있다. 안전 회로는 전기 커넥터 패드 및 전극 어셈블리의 양극 및 음극에 전기적으로 결합될 수 있다. 특정의 실시예에서, 안전 회로 및 전기 커넥터 패드는 경성 프레임의 일체형 구성요소일 수 있거나, 조립 동안 경성 프레임에 결합되는 모듈형 구성요소로서 제공될 수 있다. 안전 회로 및 전기 커넥터 패드를 이러한 방식으로 제공하는 것은 조립 공정을 간단화시킬 수 있다.
다른 실시예에서, 경성 프레임은 휴대용 전원의 조립 동안 전해질이 격납 구조물에 부가될 수 있게 하는 주입기 포트(injector port)를 포함할 수 있다. 주입기 포트는 전해질이 축 방향으로 주입될 수 있게 하기 위해 전극 젤리 롤이 감겨 있는 축과 일렬로 정렬될 수 있다. 이러한 방식으로 전해질을 주입하는 것은, 전해질이 가로 방향으로 주입될 때와 비교하여, 전해질이 전극 젤리 롤에 더 빠르게 동화(assimilation)하는 것을 가능하게 할 수 있다.
본 발명의 다른 양태 및 이점이 예시로서 본 발명의 원리를 설명하는 첨부 도면과 관련하여 기술된 이하의 상세한 설명으로부터 명백하게 될 것이다.
유사한 참조 번호가 유사한 구조 요소를 가리키는 첨부 도면과 관련한 이하의 상세한 설명에 의해 본 발명이 잘 이해될 것이다.
도 1은 조립 이전의 휴대용 전원의 구성요소의 사시도이다.
도 2는 조립 이후의 휴대용 전원의 사시도이다.
도 3은 일 실시예에 대한 전극 및 연관된 전해질을 둘러싸는 미조립된 격납 구조물의 정면도이다.
도 4a 및 도 4b는 다양한 실시예에 대한 전극 및 연관된 전해질을 둘러싸는 미조립된 격납 구조물의 정면도이다.
도 5는 휴대용 컴퓨팅 장치에 대한 전원 분배 방식의 블록도이다.
도 6은 휴대용 전원을 생성하는 방법의 흐름도이다.
이제부터, 첨부 도면에 예시되는 대표적인 실시예에 대해 상세히 언급할 것이다. 이하의 설명이 실시예를 하나의 바람직한 실시예로 제한하기 위한 것이 아님을 이해하여야 한다. 이와 반대로, 본 발명이 첨부된 특허청구범위에 의해 한정되는 기술된 실시예의 사상 및 범위 내에 포함될 수 있는 대안, 수정 및 등가물을 포함하는 것으로 의도된다.
이하는 배터리와 같은 휴대용 전원에 대한 하우징 어셈블리에 관한 것이다. 휴대용 전원이 랩톱 컴퓨터, 넷북 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 스마트 폰, 휴대용 미디어 플레이어(이들로 제한되지 않음) 등과 같은 휴대용 컴퓨팅 장치에 적합할 수 있다. 상세하게는, 하우징 어셈블리는 파우치형(pouch type) 배터리 전지의 파우치에 통합되는 경성 프레임을 포함한다. 경성 프레임의 일부분은 배터리와 연관된 액체 전해질에 대한 격납을 제공할 수 있다. 경성 프레임은 전기 인터페이스, 안전 회로 및 전압 조절 회로를 포함할 수 있다.
경성 프레임을 포함하는 '파우치 전지'형 배터리에 대한 전반적인 설명이 도 1과 관련하여 기술되어 있다. 도 1에는, 금속 파우치, 전극 젤리 롤 및 프레임을 포함하는 조립전 구성요소가 도시되어 있다. 도 2에는, 조립 이후의 구성요소가 도시되어 있다. 일체형 프레임을 갖는 파우치 전지를 형성하는 대안의 실시예는 도 3, 도 4a 및 도 4b와 관련하여 기술되어 있다. 도 5에는, 장치 케이스에 분산되어 있는 다수의 전원을 포함하는 휴대용 컴퓨팅 장치가 도시되어 있다. 경성 프레임을 갖는 파우치 전지 배터리를 조립하는 방법이 도 6과 관련하여 기술되어 있다. 그러나, 당업자는, 본 발명이 이들 제한된 실시예로 한정되지 않기 때문에, 이들 도면과 관련하여 본 명세서에 주어지는 상세한 설명이 설명을 위한 것이라는 것을 쉽게 이해할 것이다.
도 1은 조립 이전의 휴대용 전원(100)의 구성요소의 사시도를 나타낸 것이다. 조립 이후의 사시도가 도 2에 도시되어 있다. 휴대용 전원은 금속 파우치(metal pouch)(104) 또는 금속 슬리브, 전극 젤리 롤 어셈블리(102)[종종 '단전지(bare cell)'라고 함], 그리고 프레임(124) 및 연결 회로를 포함하는 보드(114)를 포함할 수 있다. 전극 젤리 롤(102)은 음극 물질의 층, 양극 물질의 층 및 양극층과 음극층 사이의 세퍼레이터 물질(separator material)과 같은 다수의 층을 갖는 시트를 포함할 수 있다. 시트는 감기거나 접혀 전극 젤리 롤을 형성할 수 있다. 일 실시예에서, 음극 물질은 리튬을 포함할 수 있다. 리튬 양극 물질은, 다공성 탄소와 같은 적당한 음극 물질과 함께, 리튬 이온형 배터리를 형성하는 데 사용될 수 있다.
특정의 실시예에서, 전극 젤리 롤(102)에 액체 또는 겔 전해질이 사용될 수 있다. 리튬 이온 배터리는 액체 또는 겔 전해질을 사용하는 배터리 시스템의 예이다. 다른 실시예에서, 전극 젤리 롤(102)에 중합체 전해질과 같은 건조 전해질(dry electrolyte)이 사용될 수 있다. 건조 리튬 중합체 전해질은 건조 전해질을 이용하는 배터리 시스템의 하나의 예이다. 특정의 실시예에서, 겔 또는 액체 전해질이 중합체 전해질과 같은 건조 전해질와 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, 리튬 이온 중합체 배터리는 액체 또는 겔 전해질과 함께 중합체 전해질을 사용한다. 상온 조건 또는 그보다 낮은 온도와 같은 저온에서 배터리 시스템의 전도성을 향상시키기 위해 액체 또는 겔 전해질이 부가될 수 있다.
전극 젤리 로드(electrode jelly rode)(102)는 전극 탭(electrode tab)(108)을 포함할 수 있다. 전극 탭은 플러스 탭 및 마이너스 탭을 포함할 수 있다. 전극 탭은 106과 같은 절연체에 의해 덮여 있을 수 있다. 절연체(106)는 2개의 전극 탭에 걸쳐 단락이 발생하는 것을 방지하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 금속 파우치(104)가 각각의 전극 탭(108)의 드러난 부분과 접촉하는 경우 단락이 일어날 수 있다.
금속 파우치(104)가 알루미늄 포일과 같은 금속 포일로 형성될 수 있다. 금속 포일은 플라스틱 라미네이트 층과 같은 라미네이트 층으로 코팅될 수 있다. 라미네이트 층은 열 밀봉을 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 라미네이트 층으로 코팅된 직사각형 금속 포일 시트로 시작함으로써 금속 파우치(104)가 형성될 수 있다. 직사각형 금속 포일 시트의 대향하는 단부가 겹쳐져 서로 압착될 수 있다. 이어서, 라미네이트 층을 용융시키고 2개의 겹쳐진 가장자리를 서로 결합시켜 금속 슬리브를 형성하기 위해 겹쳐진 가장자리를 따라 열이 가해질 수 있다.
게다가, 플라스틱 라미네이트 층은 금속 포일을 전극 젤리 롤(102)로부터 절연시킬 수 있다. 금속 포일 파우치(104) 내의 금속과 전극 젤리 롤(102)의 접촉으로 인해 전기적 단락이 일어날 수 있다. 절연체로서 기능하는 플라스틱 라미네이트 층은 금속 포일 파우치(104) 내의 금속이 전극 젤리 롤(102)과 접촉하여 단락 회로를 야기시키는 것을 방지할 수 있다.
다른 예에서, 라미네이트로 코팅된 금속 포일의 2개의 시트가 이용될 수 있다. 금속 포일의 하나의 시트가 금속 포일의 최상위의 다른 시트 상에 적층될 수 있다. 이어서, 또다시 금속 슬리브를 형성하기 위해 2개의 시트의 대향하는 측면이 서로 압착되고, 가장자리에 근접하여 열 밀봉될 수 있다.
라미네이트 층이 금속 슬리브의 내측 표면 상에 위치하도록 이들 시트가 결합될 수 있다. 내측 표면은 조립 후에 전극 젤리 롤(102)과 대향할 수 있고 그와 접촉할 수 있다. 라미네이트 층은 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌(이들로 제한되지 않음)과 같은 플라스틱 중합체일 수 있다.
그 다음에, 금속 슬리브의 하나의 가장자리가 서로 압착될 수 있고, 이어서 금속 슬리브의 한쪽 단부를 밀봉시켜 금속 파우치(104)와 같은 파우치를 형성하기 위해 서로 압착된 가장자리를 따라서 열이 가해질 수 있다. 특정의 실시예에서, 금속 포일층은 두께가 약 80 내지 120 미크론일 수 있다. 다른 실시예에서, 금속 포일층은 두께가 140 미크론일 수 있다. 내구성 및 손상 내성을 향상시키기 위해 포일층의 두께가 증가될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 다양한 구성요소를 서로 접합시키기 위해, 예컨대, 금속 슬리브의 단부를 밀봉시켜 파우치를 형성하기 위해 액상 접착제(liquid adhesive)와 같은 다른 접합제가 도포될 수 있다. 이 실시예에서, 열 밀봉이 사용되지 않을 수 있거나, 액상 접착제와 함께 사용될 수 있다. 액상 접착제가 건조될 때 시일이 형성될 수 있다. 다른 실시예에서, 시일을 형성하는 것(이들로 제한되지 않음)을 비롯하여 하나 이상의 구성요소를 서로 접합시키기 위해 열 밀봉 및/또는 다른 접합 방식, 예컨대, 테이프 또는 액상 접착제의 사용의 조합이 사용될 수 있다.
전극 젤리 롤(102)의 전극 탭(108)이 보드(114) 상의 전기 접점에 용접될 수 있다. 보드(114)는 안전 회로(112) 및 전기 커넥터 패드(110)와 같은 다양한 전기 부품에 대한 기판을 제공할 수 있다. 보드는 플라스틱 및 PCB(printed circuit board)에서 유용한 기타 적당한 물질과 같은 물질로 구성될 수 있다.
보드(114)는 모듈형 구성요소로서 제공될 수 있거나, 이하에 기술되는 경성 프레임(124)의 일체형 구성요소일 수 있다. 보드(114)가 일체형 또는 모듈형 구성요소로서 경성 프레임에 제공될 때, 조립 공정이 간단화될 수 있는데, 그 이유는 경성 프레임이 이 회로를 경성 프레임(124)과 별도로 조립하는 것보다 더 안정된 플랫폼을 조립 공정에 제공할 수 있기 때문이다. 게다가, 보드(114)를 경성 프레임(124)에 고정시키는 것은 회로가 단지 전극 젤리 롤(102)에 "매달려" 있을 때 일어날 수 있는 분리, 예컨대, 제조 동안 회로가 무언가에 걸리게 되어 일어나는 분리를 방지할 수 있다.
전기적 접점은 전극 젤리 롤을 안전 회로(112)에 연결시킬 수 있다. 안전 회로(112)는 전극 탭(108)에서의 전극 젤리 롤(102)의 조건에 응답하여 전극 젤리 롤(102)로부터의 전류를 차단하도록 구성될 수 있다. 예로서, 안전 회로는 배터리가 특정의 전압 레벨을 초고하여 충전되고 특정의 전압 레벨 미만으로 방전될 때 배터리를 차단하도록 구성될 수 있다. 특정의 실시예에서, 안전 회로(112)는 과전류 및/또는 과충전 조건에 응답하여 회로를 개방시키는 열 차단부(thermal interrupt)와 같은 요소를 포함할 수 있다.
특정의 실시예에서, 안전 회로(112)는 전류 및 전압 레벨과 같은 전극 젤리 롤의 조건을 검출하는 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 이 정보는 전극 젤리 롤(102)에 남아 있는 전하를 판정하는 데 사용될 수 있다. 또한, 휴대용 전원과 연관되어 있을 수 있는 다른 안전 특징부는 1) 차단된 세퍼레이터와 같은 과열 조건 및 2) 내부 압력 조건, 예컨대, 파열된 탭 또는 통풍구에 응답하는 회로 또는 장치를 포함하지만 이들로 제한되지 않는다.
안전 회로(112)는 전극 탭(108)과 커넥터 패드(110) 사이에 배치될 수 있다. 커넥터 패드(110)는 조립 후의 휴대용 전원 장치에 의해 전력이 소모될 수 있게 하는 외부 인터페이스를 제공한다. 보드(114)는 또한 전력 조절 회로(도시 생략)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 전력 조절 회로는 휴대용 전원 장치로부터 출력되는 전압이 변경될 수 있게 할 수 있다. 예를 들어, (조립 후의) 전극 젤리 롤(102)에 의해 출력되는 전압이 그의 변경 상태에 따라 변화될 수 있다. 전력 조절 회로는 휴대용 전원으로부터 전력을 받는 전자 부품이 요구하는 전압 요건과 일치시키기 위해 전압을 증가 또는 감소시킬 수 있다. 일부 실시예에서, 도 5와 관련하여 논의된 바와 같이, 휴대용 컴퓨팅은 다수의 전원을 포함할 수 있고, 전력 조절 회로는 전원들 중 하나 이상의 전원의 충전 상태에 기초하여 출력 전압을 조정하도록 구성될 수 있다.
휴대용 전원은 프레임(124)을 포함할 수 있다. 프레임은 폴리프로필렌과 같은 플라스틱 물질로 구성될 수 있다. 프레임 물질은 금속 파우치(104)의 플라스틱 라미네이트와 열-밀봉된 접합을 형성할 수 있도록 선택될 수 있다. 프레임(124)은 조립된 휴대용 전원(100)(도 2 참조)에 구조 강성(structural rigidity)을 제공하도록 금속 포일 파우치(104)보다 더 경성일 수 있다. 부가적인 강성은 전극 젤리 롤(102)에 대한 손상 - 이로 인해 롤이 구부러지거나 뒤틀릴 수 있음 - 을 방지할 수 있다.
게다가, 전극 젤리 롤(102)의 가장자리는 전극 젤리(102)의 가장자리가 찌그러지는 것으로 인해 생기는 손상에 취약할 수 있다. 예를 들어, 휴대용 전원이 조립되는 동안 찌그러짐 사고가 일어날 수 있다. 경성 프레임은 전극 젤리 롤의 가장자리가 찌그러지는 것으로부터 보호할 수 있다.
논의를 위해, 프레임(124)은 측면(119b, 119b), 전면(119c) 및 배면(119d), 상부(121a) 및 하부(121b)를 갖는 것으로 기술될 수 있다. 도 1에서, 프레임은 하부 측면을 위쪽으로 하여 도시되어 있다. 특정의 실시예에서, 프레임(124)은 가로 부재(transverse member)(122)를 갖는 직사각형일 수 있다. 프레임은 전극 젤리 롤(102)을 둘러싸도록 하는 크기로 되어 있을 수 있다 - 즉, 전극 젤리 롤은 프레임(124)의 3개의 측면 및 가로 부재(122)에 의해 제공되는 공간(125) 내에 들어간다 -. 보드(114)는 가로 부재(122)와 전면 부재(123) 사이에 들어가도록 하는 크기로 되어 있을 수 있다. 공동을 형성하기 위해, 부재(122, 123)가 상부 측면(121a) 상의 고체 표면에 의해 연결될 수 있다. 상부 측면의 단단한 표면은 개구(118)를 포함할 수 있다. 개구는 보드(114) 상의 커넥터 패드(110)에의 접근을 가능하게 하도록 구성된다.
일 실시예에서, 보드(114)는 프레임(124)의 일체형 구성요소로서 제공될 수 있다. 커넥터 패드(110) 및 안전 회로(112)는 프레임(124)의 제조 동안 프레임(124) 내에 내장될 수 있다. 따라서, 일부 경우에, 보드(114)는 프레임(124)과 별도의 부분으로서 조립되지 않을 수 있다.
프레임(124)은 2개의 탑재용 구멍(116a, 116b) 주변의 구조물과 같은 부가의 구조물을 포함할 수 있다. 휴대용 전원이 다른 구조물, 예컨대, 휴대용 컴퓨팅 장치와 연관된 프레임 또는 케이스에 결합될 수 있게 하기 위해 나사 또는 일부 다른 유형의 체결구가 탑재용 구멍(116a 또는 116b)을 통해 삽입될 수 있다. 다른 실시예에서, 하나 이상의 탑재용 구멍이 프레임(124) 주위에 위치될 수 있고, 도 1에 도시된 위치에 있는 2개의 탑재용 구멍으로 제한되지 않는다. 또 다른 실시예에서, 프레임은 탑재용 구멍을 포함하지 않고, 휴대용 전원을 다른 구조물에 고정시키기 위해 체결구와 함께 사용될 수 있는 렛지(ledge) 또는 기타 구조물을 포함할 수 있다.
휴대용 전원을 조립하기 위해, 전극 탭(108)은 보드(114) 상의 접점에 전기적으로 결합될 수 있다. 이어서, 전극 젤리 롤 어셈블리(102) 및 보드(114)는, 보드(114)가 부재(122)와 부재(123) 사이의 공간 내에 들어가도록, 프레임(124) 내에 위치될 수 있고, 커넥터 패드(110)는 개구(118)에 의해 둘러싸여 있다. 커넥터 패드(110)는 프레임의 상부(121a)를 통해 접근가능하다. 전극 어셈블리(102) 및 보드(114)는 프레임(124)에 위치되기 전에 뒤집혀 있는 것으로 도시되어 있다. 보드(114) 및 전극 어셈블리(102)가 반대 배향으로 조립될 수 있기 때문에, 이 움직임이 필요하지 않고 단지 예시를 위해 도시되어 있다.
일부 실시예에서, 프레임(124)은 전극 젤리 롤(102)가 놓여 있을 수 있는 렛지를 포함할 수 있다. 렛지는 공간(125)의 측면들 주위 전체에 연장될 수 있고, 단지 코너에 근접하여 위치될 수 있다. 또한, 렛지는 각각의 측면의 일부분, 예컨대, 각각의 측면의 중간점에 위치하는 공간(125) 내로 연장되는 작은 탭에만 걸쳐 있을 수 있다. 다시, 이들 탭은 프레임(124)에 위치될 때 전극 젤리 롤(102)을 지지할 수 있다.
보드(114) 및/또는 전극 탭(108)의 일부분이 프레임(124)에 접합될 수 있다. 예를 들어, 에폭시 수지와 같은 액상 접착제가 보드(114)를 프레임(124)에 접합하는 데 사용될 수 있다. 전해질의 누출 및/또는 전극 탭과 프레임(124) 사이의 가스의 배출을 방지하기 위해 전극 탭(108) 및/또는 전극 테이블을 둘러싸는 절연체를 프레임에 접합시키는 것이 바람직할 수 있다.
커넥터 패드 및 안전 회로(112)가 프레임(124)의 일체형 구성요소인 실시예에서, 프레임(124)은 전극 탭(108)을 프레임 및 프레임 내에 위치해 있는 연관된 회로를 결합시키는 2개의 접촉점을 포함할 수 있다. 예를 들어, 프레임에 의해 둘러싸여 있을 때 전극 젤리 롤(102)과 마주하는 부재(122)의 측면, 즉, 배면(119a) 쪽으로 향해 있는 측면에 전기 접촉점이 위치될 수 있다. 전극 탭(108)은 도 1에 도시된 배향에 대해 거의 90도로 구부러진 단부 부분을 포함할 수 있다. 단부 부분은 부재(122)의 표면 상의 접점에 용접될 수 있다.
다른 실시예에서, 부재(122)는 전극 젤리 롤(102)과 마주하는 측면 상의 2개의 슬롯 - 이를 통해 전극 탭(108)이 삽입될 수 있음 - 을 포함할 수 있다. 전극 탭(108)은 이들 슬롯 내에 용접될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 전극 탭(108)의 접촉점은 다른 위치, 예컨대, 부재(122)와 부재(123) 사이의 트로프 영역에 위치될 수 있다.
다른 예에서, 트로프 영역에 의해 둘러싸여 있는 탑재용 구멍(116a, 116b) 각각의 주위에 작은 표면이 나타내어져 있다. 작은 표면이 트로프 영역에 의해 둘러싸여 있기 보다는, 그 표면은, 트로프 영역이 제거되고 그 표면이 하부(121b)와 평행하도록, 부재(122)와 부재(123) 사이에 연장될 수 있다. 전극 탭(108)의 전기 접촉점이 이 표면 상에 위치될 수 있다.
전극 젤리 롤(102)이 프레임(124)에 결합된 후에, 금속 파우치(104)가 프레임(124) 및 전극 젤리 롤(102) 상에서 슬라이딩될 수 있다. 전극 젤리 롤(102)과 연관된 액체 또는 겔 전해질에 대한 격납 구조물을 형성하기 위해 금속 파우치(104)가 프레임(124)에 접합될 수 있다. 프레임(124)과 금속 파우치(104) 간의 접합부는 전극 젤리 롤과 같은 전극과 연관된 전해질 및 가스의 누출을 방지하는 장벽으로서 역할할 수 있다.
일 실시예에서, 개방 단부에 근접해 있는 금속 파우치(104)의 내측 표면이 가로 부재(122)에 근접하여, 즉, 측면(119b)과 가로 부재(122)의 교차점에 근접해 있는 측면(119b)의 외측 부분 상에서 프레임(124)에 접합될 수 있다. 다시, 접합부가 열 밀봉 방식을 사용하여 형성될 수 있다. 앞서 기술한 바와 같이, 금속 파우치(104)의 내측 표면은, 금속 포일과 프레임(124) 사이에 누출-방지 접합부가 형성될 수 있도록, 프레임(124)의 물질과 상용되는 플라스틱 라미네이트 층을 포함할 수 있다.
금속 파우치(104)의 금속 포일에 일부 유형의 가열 요소를 사용하여 열을 가함으로써 열 접합부가 생성될 수 있다. 가열 요소로부터의 열이 금속 포일을 통해 전도되고 아래의 라미네이트 층을 용융시켜 금속 포일을 프레임(124)에 접합시킬 수 있다. 열 접합부는 상부 및 하부 가장자리를 연결시키는 라인에서, 즉 코너 주위에서 부재(122)의 상부 및 하부 가장자리를 따라 그리고 프레임(124)의 측면을 따라 연장될 수 있다. 프레임(124)과 금속 파우치(104) 사이에 적당한 누출 방지 접합부를 형성하기 위해 부재(122)의 가장자리를 따라 충분히 큰 표면 영역이 있도록 부재(122)의 두께가 선택될 수 있다.
일반적으로, 프레임의 기하 형태에 부합하고 코너를 갖는 프레임 주위에만 접합부를 형성하는 것으로 제한되지 않는 접합부, 예컨대, 열 접합부가 프레임(124)과 금속 파우치(104) 사이에 생성될 수 있다. 예를 들어, 프레임이 보다 둥근 표면, 예컨대 둥근 코너를 포함할 때 금속 파우치와 프레임 사이에 접합부가 형성될 수 있다. 다른 예에서, 프레임(124)은 스텝을 포함할 수 있고, 금속 파우치(104)는 프레임에 접합되어 스텝에 걸쳐 누출 방지 시일을 형성할 수 있다.
금속 파우치(104)는 프레임(124)과 금속 파우치(104) 사이의 미끄러짐을 방지하기 위해 다른 위치에서, 예컨대, 프레임(124)의 측면(119a, 119d)을 따라, 배면 측면(119a)의 외측 부분 상에서, 각각의 측면의 부분의 상부(121a) 및 하부(121b) 가장자리를 따라, 등에서 프레임(124)에 열 접합될 수 있다. 이 예에서, 접합부가 금속 파우치(104) 및 프레임(124)에 의해 형성된 격납 구조물로부터의 누출을 방지할 필요가 없을 수 있다. 따라서, 일부 접합 영역에서, 금속 파우치(104)는 누출을 방지하기 위해 프레임(124)에 접합될 수 있고, 다른 영역에서, 프레임이 강성을 부가할 수 있게 하고 금속 파우치(104)에 지지를 제공하기 위해 금속 파우치가 프레임(124)에 접합될 수 있다.
금속 파우치(104)를 프레임(124)에 접합시킨 후에, 액체 또는 겔 전해질이 부가될 수 있다. 일 실시예에서, 부재(122)는 전해질을 부가하기 위한 주입 포트(120)를 포함할 수 있다. 주입 포트(120)는 부재(122)에 사전 접합된 고무 단편일 수 있다. 전해질이 들어 있는 니들이 주입 포트의 고무 단편을 통해 삽입될 수 있고, 이어서 전해질이 금속 파우치(104) 및 프레임(124)을 포함하는 격납 구조물 내로 주입될 수 있다. 니들이 제거될 때, 고무가 접촉되어 전해질을 밀봉시킨다. 이 실시예에서, 전해질이 전극 젤리 롤(102)이 감겨 있는 축의 방향으로 주입될 수 있다.
전해질을 전극 젤리 롤이 감겨 있는 축의 방향으로 주입하는 것은, 전해질이 축에 대해 횡방향으로 주입될 때와 비교하여, 전해질이 젤리 롤에 더 빠르게 동화될 수 있게 할 수 있다. 전해질의 빠른 동화는 휴대용 전원을 조립하는 것과 연관된 제조 시간을 감소시킬 수 있다. 감소된 제조 시간은 생산 처리량(production throughput)을 증가시키고 제조 비용을 감소시킬 수 있다.
전해질이 전극 젤리 롤(102) 내로 확산할 수 있게 하는 충분한 기간 후에, 잉여 가스가 격납 구조물로부터 배출될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 휴대용 전원은 진공에 놓일 수 있고, 중공 니들이 주입 포트(120)에 위치되어 가스가 격납 구조물로부터 중공 니들을 통해 진공으로 빠져나갈 수 있게 할 수 있다. 그 다음에, 니들이 제거될 수 있고, 원하는 경우 주입 포트가 추가로 밀봉될 수 있다. 예를 들어, 에폭시 수지 또는 일부 다른 밀봉제가 주입 포트 상에 위치될 수 있다.
다른 실시예에서, 전해질이 전극 젤리 롤(102)을 둘러싸는 격납 구조물에 부가된 후에, 금속 파우치에, 예컨대, 코너에 또는 배면 가장자리[금속 파우치(104)의 비개방 단부]를 따라 절단부를 만듦으로써 잉여 가스가 배출될 수 있다. 예시적인 절단선(117)이 동 도면에 도시되어 있다. 금속 파우치의 폐쇄 단부는, 절단을 용이하게 하기 위해, 프레임(124)의 배면 측면(119a)을 넘어 연장될 수 있다. 절단부가 만들어진 후에, 파우치를 재밀봉시키기 위해 금속 파우치가 절단부의 위치에서 열 밀봉될 수 있다. 예를 들어, 절단부 가장자리가 서로 압착되고 열 밀봉될 수 있다. 잉여 물질이 접히고, 원하는 경우, 가능하게는 프레임(124)의 배면 측면(119a)에 접합(예컨대, 테이핑)될 수 있다.
일부 실시예에서, 절단부가 주입 포트(120) 대신에 사용될 수 있다. 예를 들어, 금속 파우치(104)가 프레임(124)에 결합된 후에, 금속 파우치(104)에 구멍이 절단될 수 있고, 전해질이 구멍을 통해 주입될 수 있으며, 그 후에 파우치가 재밀봉될 수 있다. 다른 실시예에서, 금속 파우치(104)가 프레임(124) 상부에서 미끄러지는 슬리브로서 형성될 수 있다. 슬리브의 한쪽 단부는 프레임(124)에 접합될 수 있고(이 때, 슬리브의 다른 부분이 또한 프레임에 접합될 수 있음), 이어서 전해질이 프레임(124)의 배면 측면(119a)에 근접해 있는 금속 슬리브의 다른쪽 개방 단부를 통해 부가될 수 있다. 그 다음에, 금속 슬리브의 개방 단부가 밀봉될 수 있고, 전해질이 앞서 기술한 바와 같이 확산될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 금속 파우치를 사용하기 보다는, 전극 젤리 롤(102), 보드(114) 및 프레임(124)이 알루미늄 포일 시트와 같은 금속 시트 상에 놓일 수 있다. 앞서 기술한 방식으로, 금속 시트의 가장자리가 접히고 자신에 접합되며 프레임(124)에 접합되어 전해질에 대한 격납 구조물을 형성할 수 있다.
특정의 실시예에서, 금속 파우치(104)가 프레임(124), 보드(114) 및 전극 젤리 롤(102) 부근에 위치되어, 이들 요소가 처음에 완전히 둘러싸여 있도록 될 수 있다. 금속 파우치(104)는 다양한 위치에서, 예컨대, 배면(119a)을 따라, 측면(119b, 119d)을 따라, 전면(119c)을 따라, 가장자리(122)를 따라 및/또는 개구를 둘러싸는 상부 표면 상에서 개구(118)를 따라(이들로 제한되지 않음) 프레임(124)에 접합될 수 있다. 커넥터 패드(110)는 처음에 금속 파우치(104)로 덮힐 수 있고, 이어서 커넥터 패드(110)를 덮는 금속 파우치(104)의 일부분이 제거되어 커넥터 패드를 노출시킬 수 있다. 또한, 금속 파우치(104)의 일부분이 제거되거나, 금속 파우치가 천공되어, 원하는 겨우, 탑재용 구멍(116a, 116b)을 노출시킬 수 있다. 앞서 기술한 바와 같이, 전해질을 부가하고 금속 파우치(104) 및 프레임(124)의 결합에 의해 형성되는 격납 구조물로부터 가스를 배출시키기 위해 금속 파우치가 절단된 다음에 재밀봉될 수 있다.
도 2는 일 실시예에 대한 도 1과 관련하여 기술된 구성요소의 조립 후의 휴대용 전원(100)의 사시도를 나타낸 것이다. 휴대용 전원(100)은 길이(134), 폭(130) 및 높이(132)를 가진다. 이들 치수가 변할 수 있다. 예를 들어, 배터리의 높이(132)가 3 내지 6 mm일 수 있지만, 더 작은 두께 및 더 큰 두께가 가능하다. 전극 젤리 롤의 두께는 휴대용 전원(100)의 두께(132)에 따라 변할 수 있다. 따라서, 휴대용 전원(100)의 선택된 두께에 따라 더 많거나 더 적은 감음(winding)이 금속 파우치(104) 및 프레임(124)에 의해 둘러싸여 있는 젤리 롤 전극과 연관되어 있을 수 있다. 휴대용 전원(100)의 두께(132)는 물론 길이(134) 및 폭(130)이 휴대용 전원이 이용되는 휴대용 컴퓨팅 장치의 공간 요구사항을 만족시키도록 선택될 수 있다.
일 실시예에서, 배터리의 치수가 변할 때 변하지 않는 공통 치수(110)를 갖는 커넥터 패드가 사용될 수 있다. 예를 들어, 3 mm 두께의 배터리 또는 6 mm 두께의 배터리에서 또는 휴대용 전원의 길이(130) 및 폭(134)이 변경될 때 동일한 크기의 커넥터 패드가 사용될 수 있다. 프레임(124)은 커넥터 패드(110)에 근접하여 작은 함몰부 또는 볼록부를 포함할 수 있다. 이들 볼록부 또는 함몰부는 커넥터 패드를 다른 전기 인터페이스와 정렬시키는 데 사용될 수 있다. 정렬 핀(126)(볼록부)이 동 도면에 도시되어 있다.
커넥터 패드(110)는 도 2에 도시된 표면(127) 상의 위치로 제한되지 않는다. 예를 들어, 커넥터 패드(110)는 표면(127)을 따라 다른 위치에 위치될 수 있다. 다른 예로서, 커넥터 패드(110)는 부재(123)의 전면 상에 위치될 수 있다. 커넥터 패드가 배터리(100)의 외측 부분의 임의의 부분 상에 위치될 수 있게 하는 프레임이 구성될 수 있다.
특정의 실시예에서, 배터리(100)는 2개 이상의 커넥터 패드와 같은 다수의 커넥터 패드를 포함할 수 있다. 다수의 커넥터 패드는 다수의 배터리가 서로 결합될 수 있게 할 수 있다. 예를 들어, 2개의 배터리가 측면 대 측면으로 서로 결합될 수 있거나, 2개의 배터리가 서로의 상부에 적층될 수 있다. 서로 결합되는 2개의 배터리가 반드시 동일한 치수를 가질 필요는 없다. 상이한 치수의 배터리가 서로 결합될 수 있게 하는 것은 휴대용 컴퓨팅 장치 내의 가용 공간의 더 나은 이용을 가능하게 할 수 있다.
도 3은 전극 및 연관된 전해질을 둘러싸는 미조립된 격납 구조물의 정면도이다. 전극 및 전해질은 도 1 및 도 2와 관련하여 기술된 전극 젤리 롤일 수 있다. 전극의 형상은 대략 직사각형일 수 있다. 격납 구조물은 프레임(155) 및 금속 파우치를 포함한다. 경성 프레임(155)은 가로 부재(156), 및 개구(118)를 갖는 트로프(160)를 포함한다. 개구는 도 1 및 도 2와 관련하여 기술된 전기 커넥터 패드에 대해 사용될 수 있다.
도 1 및 도 2의 프레임(124)와 비교하여, 프레임(155)은 다수의 플랜지(150) 및 보다 넓은 가로 부재(156)를 포함한다. 플랜지(150)는 프레임(155)의 최대 두께보다 더 얇을 수 있다. 예를 들어, 프레임(155)의 최대 두께는 대략 전극 젤리 롤 어셈블리의 높이, 예컨대 3 내지 6 mm 두께일 수 있는 반면, 플랜지의 두께는 더 얇은데, 예컨대 1 mm 두께이다. 가로 부재는 플랜지와 동일한 두께를 가질 수 있다. 플랜지 폭이 변할 수 있고, 프레임의 모든 측면에서 일정한 폭일 필요는 없다.
플랜지(150)는 금속 포일 파우치(104)가 프레임(155)에 결합될 수 있는 증가된 접합 면적을 제공할 수 있다. 앞서 기술한 바와 같이, 금속 포일 파우치(104)는 프레임(155)에 열 접합되어 전극 어셈블리 및 그의 연관된 전해질에 대한 격납 구조물을 형성할 수 있다. 금속 포일 파우치(104)는 가로 부재(156)의 상부 및 하부 표면에서 프레임에 접합될 수 있다. 금속 파우치는 플랜지의 상부 표면, 플랜지의 하부 표면, 또는 그 조합에서 프레임(155)에 접합될 수 있다. 일부 실시예에서, 보드가 트로프(160)에 삽입되어 프레임(155)에 접합될 수 있다. 금속 파우치(104)는 또한 삽입된 후에 보드의 하부에 접합될 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 다양한 실시예에 대한 전극 및 연관된 전해질을 둘러싸는 미조립된 격납 구조물의 정면도이다. 도 4a에서, 프레임(165)은, 트레이(172)를 포함하지 않는 것을 제외하고는, 형상이 프레임(155)와 유사하다. 젤리 롤 전극과 같은 전극 및 그의 연관된 전해질이 트레이에 놓일 수 있고, 앞서 기술한 바와 같이, 안전 회로와 같은 회로에 결합될 수 있다. 금속 포일 시트(170)와 같은 금속 시트가 이어서, 예컨대, 플랜지 표면 상에서 프레임에 접합되어, 전해질에 대한 격납 구조물을 형성할 수 있다. 원하는 경우, 금속 시트보다는, 앞서 기술한 금속 파우치가 이용될 수 있다.
도 4b에서, 프레임(175)은, 트레이(172)가 이제 다수의 개구를 포함하는 것을 제외하고는, 프레임(165)과 유사하다. 트레이 부분(172)은 부가의 세기 강성을 격납 구조물에 부가하기 위해 사용될 수 있다. 프레임의 중량을 감소시키기 위해 개구가 이용될 수 있다. 일반적으로, 다양한 치수의 하나 이상의 가로 부재가 트레이 영역에 부가될 수 있고, 트레이가 동 도면에 도시된 개구 패턴으로 형성될 필요가 없다.
전극 어셈블리가 트레이(172)에 놓일 수 있다. 일 실시예에서, 전극을 트레이(172)에 위치시키기 전에, 개구가 덮이도록 금속 시트(174)가 이미 프레임(175)에 접합될 수 있다. 전극 어셈블리가 트레이(172)에 놓여진 후에, 전극을 덮도록 금속 시트(170)가 프레임(175)에 접합될 수 있다. 이 공정 동안, 앞서 기술한 바와 같이, 전해질이 부가되어 확산될 수 있고, 격납 구조물이 배기될 수 있다.
도 5는 휴대용 컴퓨팅 장치(200)에 대한 전원 분배 방식의 블록도이다. 휴대용 컴퓨팅 장치는 랩톱 컴퓨터, 넷북 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 스마트 폰(이들로 제한되지 않음) 등일 수 있다. 휴대용 컴퓨팅 장치는 디스플레이, 오디오 장치 및 오디오 인터페이스와 같은 출력 장치, 버튼 및 터치 스크린 검출기와 같은 입력 장치, 및 프로세서, 메모리 및 저장 장치와 같은 내부 장치를 포함할 수 있다. 내부 장치는 장치 구성요소(208)로서 도시되어 있다. 이들 장치는 휴대용 장치 케이스(210)에 결합될 수 있다.
휴대용 컴퓨팅 장치(200)는 도 1 내지 도 4b와 관련하여 앞서 기술한 휴대용 전원들 중 하나 이상을 이용할 수 있다. 도 5에는, 3개의 휴대용 전원, 즉, 배터리(202, 204, 206)가 도시되어 있다. 휴대용 전원은, 도시된 바와 같이, 동일하거나 상이한 크기일 수 있다. 각각의 배터리(202, 204, 206)는 상이한 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 배터리(202)는 두께가 3 mm일 수 있는 반면, 배터리(206)는 두께가 6 mm일 수 있다.
배터리가 상이한 위치에 도시되어 있지만, 역시 서로 결합될 수 있다. 앞서 기술한 바와 같이, 커넥터 패드는 배터리를 서로 결합시키는 데 사용될 수 있다. 특정의 실시예에서, 배터리는 적층된 구성으로 서로 결합될 수 있다. 적층된 배터리가 적층될 때 완전히 겹쳐질 필요는 없다. 예를 들어, 배터리(202, 206)가, 도 5에 도시된 바와 같은 수직 배향으로 서로의 위에 적층될 수 있다. 게다가, 배터리는 측면 대 측면, 단부 대 단부, 측면 대 단부로 결합될 수 있다. 예를 들어, 배터리(206, 202)는 'T자' 구성을 형성하기 위해 단부 대 측면 구성으로 서로 결합될 수 있다. 서로 결합될 때, 배터리는 전력 조절 회로를 이용할 수 있다. 전력 조절 회로는 각각의 배터리의 현재 충전 레벨, 다른 배터리에 어떻게 결합되는지, 다른 배터리의 충전 레벨 및 연관된 장치 구성요소의 요구사항에 따라 배터리의 전압을 조정할 수 있다.
장치 구성요소(208)에 대한 통상적인 전압 요구사항은 3.3 볼트, 5 볼트, 12 볼트 및 CPU 전압일 수 있다. 단일 리튬 이온 중합체 배터리에 대한 통상적인 전압 출력은 약 3.7 볼트이다. 충전 전압은 약 4.2 내지 4.3 볼트이다. 본 명세서에 기술된 배터리(예컨대, 204, 206 및 208)는 또한 직렬로 연결될 수 있다. 직렬 구성에서, 연결된 배터리의 출력 전압은 직렬로 되어 있는 각각의 배터리의 전압에 따라 증가된다. 예를 들어, 5 볼트의 출력 전압을 제공하기 위해 배터리들 중 2개가 직렬로 연결될 수 있다. 다른 예로서, 12 볼트의 출력 전압을 제공하기 위해 배터리들 중 4개가 직렬로 연결될 수 있다.
특정의 실시예에서, 7 내지 15 볼트의 공칭 출력 전압을 생성하기 위해 리튬 이온 중합체 배터리들[예컨대, 202, 204, 205 및 206(이들로 제한되지 않음)] 중 2개 이상이 직렬로 연결될 수 있다. 게다가, 각각의 배터리(예컨대, 202, 204, 205 및 206)는 병렬로 또는 직렬로 연결된 다수의 배터리 전지를 포함할 수 있다. 예를 들어, 배터리(202)는 직렬로 연결된 2개의 배터리 전지를 포함할 수 있다. 따라서, 각각의 배터리(예컨대, 202, 204, 205 및 206)에 의해 출력되는 공칭 전압이 배터리마다 다를 수 있다. 또한, 앞서 기술한 바와 같이, 배터리를 직렬로 연결하기 보다는, 특정의 장치의 전압 요구사항을 만족시키기 위해 각각의 배터리의 전압이 필요에 따라 증가/감소될 수 있다.
특정의 실시예에서, 배터리(202, 204, 205, 206)는 전력 제어(214)에 연결될 수 있다. 전력 제어(214) 중앙 보드 상에 위치될 수 있거나, 메인 논리 보드(212)와 같은 다른 보드의 일부일 수 있다. 전력 제어(214)는 충전 논리와 같은 논리, 전압 조정기 및 커패시터와 같은 전압 변환 회로를 포함할 수 있다. 전압 조정기는 배터리에 의해 입력된 전압을 장치 구성요소(208)에서 필요로 하는 전압으로 변환시킬 수 있다. 특정의 실시예에서, 이들이 배터리에 포함될 수 있거나, 배터리와 분리될 수 있다. 안정된 전압을 유지하기 위해 필요한 경우 추가의 전력을 저장 및 공급하기 위해 커패시터가 사용될 수 있다.
일부 실시예에서, 전력 제어(214)는, 배터리들 중 하나의 배터리(예컨대, 202)가 다른 배터리들 중 하나 이상의 배터리(예컨대, 204, 205 또는 206)에 직렬 구성으로 연결될 수 있고 다른 때에 하나의 배터리(202)가 다른 배터리와 분리되어 독립적으로 동작할 수 있도록, 각각의 배터리의 출력 전압을 동적으로 변경하고 및/또는 배터리가 서로 연결되는 방식을 변경하도록 구성될 수 있다. 전력 제어(214)에서의 논리는 배터리들 사이의 이들 연결을 동적으로 형성하고 분리하도록 구성될 수 있다.
게다가, 특정의 실시예에서, 배터리가 그의 출력 전압을 변경하는 회로를 포함할 때, 전력 제어(214)는 배터리에 그의 출력 전압을 변경하라고 명령하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 전력 제어(214)는 배터리(202)에 그의 출력 전압을 3.5 볼트로부터 5 볼트로 변경하라고 명령하도록 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 출력 전압을 변경하기 위해 사용되는 회로는 전력 제어(214)와 연관되어 있을 수 있다. 따라서, 전력 제어(214)가 제1 전압으로 배터리 입력으로부터 전력을 받고 이를 제2 전압으로 변경한 다음에 전력을 특정의 장치로 보내도록 구성될 수 있다.
전력 제어(214)는 또한 상이한 때에 하나의 배터리 또는 배터리의 조합으로부터 장치로 전력을 보내는 라우팅 회로를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 시각에서, 제1 장치 구성요소는 제1 배터리(예컨대, 202)로부터 전력을 받을 수 있고, 제2 시각에서, 제1 장치 구성요소가 제2 배터리(예컨대, 204)로부터 전력을 받을 수 있다. 또 다른 실시예에서, 소정의 배터리는 특정의 장치에만 전력을 공급하도록 전용될 수 있다. 예를 들어, 배터리(202)는 디스플레이에만 전력을 공급하는 데에 전용될 수 있는 반면, 배터리(204, 205, 206)는 다른 장치 구성요소에 전력을 공급하는 데 전용될 수 있다.
다른 실시예에서, 상이한 배터리가 특정의 그룹의 장치에 대한 공급 전압 요구사항에 전용될 수 있다. 예를 들어, 배터리(202)는 3.3 볼트를 필요로 하는 장치에 전력을 공급하는 데 전용될 수 있고, 배터리(204)는 5 볼트를 필요로 하는 장치에 전력을 공급하는 데 전용될 수 있으며, 배터리(205)는 CPU 전압을 제공하는 데 전용될 수 있고, 배터리(206)는 12 볼트를 필요로 하는 장치에 공급하는 데 전용될 수 있다. 배터리는 배터리로부터 전력을 공급받는 구성요소(들)의 요구를 만족시키는 크기로 되어 있을 수 있다. 따라서, 각각의 배터리의 충전 용량이 배터리마다 다를 수 있다.
도 6은 휴대용 전원을 생성하는 방법(400)의 흐름도이다. 402에서, 리튬 이온 중합체 배터리에 대한 젤리 롤 어셈블리와 같은 전극 어셈블리를 부분적으로 둘러싸도록 구성된 경성 프레임이 제공된다. 404에서, 젤리 롤 전극 어셈블리가 안전 회로와 연관된 전기적 접촉 탭에 결합된다. 젤리 롤 전극 어셈블리의 양극 및 음극 요소는 이들 전기적 접촉 탭에 부착될 수 있다. 전기적 접촉 탭은 경성 프레임에 일체화될 수 있거나, 프레임에 결합되도록 설계되는 안전 회로를 포함하는 보드와 연관되어 있을 수 있다.
406에서, 젤리 롤 전극을 둘러싸는 반경성 격납 구조물이 형성될 수 있다. 반경성 격납 구조물은 경성 프레임에 접합되는 금속 포일을 포함할 수 있다. 프레임은 금속 포일에 비해 경성이다. 금속 포일은 금속 포일에 열 밀봉될 수 있는 라미네이트 층을 포함할 수 있다. 특정의 실시예에서, 금속 포일은 프레임 및 젤리 롤 전극 상에서 슬라이딩되는 금속 파우치 또는 금속 슬리브로서 제공될 수 있다.
408에서, 액체 또는 겔 전해질이 반경성 격납 구조물에 부가될 수 있고 젤리 롤 전극 상에 확산될 수 있다. 일 실시예에서, 프레임은 반경성 격납 구조물의 내부에의 접근을 제공하는 주입 포트를 포함할 수 있다. 주입 포트는 전해질이 격납 구조물 내로 주입될 수 있게 하도록 구성될 수 있다. 주입의 방향은 전극 젤리 롤의 회전축과 일렬로 정렬될 수 있다.
410에서, 반경성 격납 구조물이 일부 방식으로 배기될 수 있다. 예를 들어, 반경성 격납 구조물의 금속 포일에 절단부가 만들어질 수 있다. 다른 예로서, 중공 니들이 주입 포트를 통해 삽입될 수 있다. 412에서, 반경성 격납 구조물을 배기시키기 위해 저압 조건이 적용될 수 있다. 예를 들어, 장치가 진공 조건 하에 놓일 수 있다. 일 실시예에서, 경성 프레임은 가스가 반경성 컨테이너로부터 배출될 수 있게 하는 밸브 또는 계면을 포함할 수 있다.
414에서, 저압 조건이 적용된 후에, 반경성 격납 구조물을 재밀봉시키는 것이 필요할 수 있다. 예를 들어, 격납 구조물을 배기시키기 위해 금속 포일에 절단부가 만들어질 때, 절단부가 재밀봉될 수 있다. 다른 예로서, 주입 포트 또는 밸브가 장치를 영구적으로 밀봉시키는 에폭시 또는 일부 다른 밀봉제로 덮일 수 있다.
본 발명의 이점은 많다. 다른 양태, 실시예 또는 구현예가 다음과 같은 이점들 중 하나 이상을 제공할 수 있다. 본 발명은 배터리와 같은 휴대용 전원에서 사용되는 전극 및 연관된 전해질에 대한 격납 구조물을 제공한다. 격납 구조물은 경성 프레임에 결합된 금속 포일 파우치를 포함할 수 있다. 본 발명의 한가지 이점은 격납 구조물이 전극 젤리 롤과 같은 전극의 원하지 않는 굽힘을 방지할 수 있다는 것이다. 이 특징은 격납 구조물을 하드-쉘 케이스(hard-shell casing)로 둘러싸는 것과 같은 부가의 패키징 없이 격납 구조물을 포함하는 휴대용 전원이 이용될 수 있게 할 수 있다. 본 발명의 많은 특징 및 이점이 기재된 설명으로부터 명백하고, 따라서 첨부된 특허청구범위가 본 발명의 모든 이러한 특징 및 이점을 포함하는 것으로 의도된다. 게다가, 당업자에게 수많은 수정 및 변경이 용이하게 안출되기 때문에, 본 발명이 예시되고 기술된 정확한 구성 및 동작으로 제한되어서는 안 된다. 따라서, 모든 적당한 수정 및 등가물이 본 발명의 범위 내에 속하는 것으로 볼 수 있다.

Claims (17)

  1. 휴대용 전원으로서,
    양극 및 음극을 포함하는 전극 어셈블리;
    전해질; 및
    상기 전극 및 상기 전해질을 둘러싸는 격납 구조물
    을 포함하고, 상기 격납 구조물은 상기 전해질 또는 상기 휴대용 전원의 동작 동안 발생되는 가스의 누출을 방지하도록 구성되며, 상기 격납 구조물은
    경성 프레임;
    상기 경성 프레임에 접합된 금속 포일 - 상기 금속 포일은 상기 경성 프레임의 일부분, 상기 전극 어셈블리 및 상기 전해질을 둘러쌈 -;
    상기 휴대용 전원으로부터 전력을 받기 위해 상기 경성 프레임에 결합된 전기 커넥터 패드; 및
    상기 경성 프레임에 결합된 안전 회로
    를 포함하고, 상기 안전 회로는 상기 전기 커넥터 패드 및 상기 전극 어셈블리의 상기 양극 및 상기 음극에 전기적으로 결합되는 휴대용 전원.
  2. 제1항에 있어서, 상기 금속 포일 상의 라미네이트 층을 더 포함하는 휴대용 전원.
  3. 제2항에 있어서, 상기 라미네이트 층은 상기 금속 포일을 상기 경성 프레임에 접합시키기 위해 상기 휴대용 전원의 조립 동안 가열되는 휴대용 전원.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금속 포일은 알루미늄이고, 상기 금속 포일은 두께가 약 80 마이크로미터와 150 마이크로미터 사이인 휴대용 전원.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 경성 프레임은 직사각형인 휴대용 전원.
  6. 제5항에 있어서, 상기 직사각형 경성 프레임은 코너를 포함하고, 상기 금속 포일은 상기 코너 주위에서 상기 직사각형 경성 프레임에 접합되는 휴대용 전원.
  7. 제6항에 있어서, 상기 경성 프레임의 코너 주위의 접합은 상기 전해질 또는 상기 가스가 상기 격납 구조물로부터 빠져나가는 것을 방지하는 휴대용 전원.
  8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 직사각형 경성 프레임은 조립 동안 상기 전해질을 상기 격납 구조물에 부가하기 위한 주입 포트를 더 포함하는 휴대용 전원.
  9. 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 안전 회로 및 상기 전기 커넥터 패드는 상기 직사각형 경성 프레임에 일체화되는 휴대용 전원.
  10. 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 안전 회로 및 상기 전기 커넥터 패드는 조립 동안 상기 직사각형 경성 프레임에 접합되는 보드에 일체화되는 휴대용 전원.
  11. 휴대용 컴퓨팅 장치로서,
    디스플레이;
    프로세서;
    메모리; 및
    상기 디스플레이, 상기 프로세서 및 상기 메모리에 전력을 제공하는 적어도 2개의 휴대용 전원
    을 포함하고, 상기 휴대용 전원 각각은
    양극 및 음극을 포함하는 전극 어셈블리;
    전해질;
    상기 휴대용 전원의 전압 출력 레벨을 변경하는 전력 조절 회로;
    상기 전극 및 상기 전해질을 둘러싸는 격납 구조물 - 상기 격납 구조물은 상기 전해질 또는 상기 휴대용 전원의 동작 동안 발생되는 가스의 누출을 방지하도록 구성되며, 상기 격납 구조물은
    경성 프레임;
    상기 경성 프레임에 접합된 금속 포일 - 상기 금속 포일은 상기 경성 프레임의 일부분, 상기 전극 어셈블리 및 상기 전해질을 둘러쌈 -;
    상기 휴대용 전원으로부터 전력을 받기 위해 상기 경성 프레임에 결합된 전기 커넥터 패드; 및
    상기 경성 프레임에 결합된 안전 회로 - 상기 안전 회로는 상기 전기 커넥터 패드 및 상기 전극 어셈블리의 상기 양극 및 상기 음극에 전기적으로 결합됨 - 를 포함함 -; 및
    상기 2개 이상의 휴대용 전원으로부터 분리되는 전력 제어 회로 - 상기 전력 제어 회로는 상기 2개 이상의 휴대용 전원 각각에 상기 전력 조절 회로를 사용하여 그의 출력 전압 레벨을 변경하라고 명령하도록 구성됨 - 를 포함하는 휴대용 컴퓨팅 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 전력 제어 회로는 상기 2개 이상의 휴대용 전원이 병렬 모드로, 직렬 모드로, 또는 독립적인 모드로 동작될 수 있게 하도록 더 구성되는 휴대용 컴퓨팅 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 전력 제어 회로는 상기 2개 이상의 휴대용 전원을 상기 병렬 동작 모드, 상기 직렬 동작 모드 및 상기 독립적인 동작 모드 사이에서 전환시키도록 더 구성되는 휴대용 컴퓨팅 장치.
  14. 제12항에 있어서, 상기 전극 어셈블리 및 상기 전해질은 리튬 이온 중합체 배터리 전지를 형성하는 휴대용 컴퓨팅 장치.
  15. 배터리 어셈블리를 형성하는 방법으로서,
    젤리 롤 전극 어셈블리를 부분적으로 둘러싸도록 구성되는 경성 프레임을 제공하는 단계;
    상기 젤리 롤 전극 어셈블리를 상기 경성 프레임에 결합시키는 단계 - 상기 결합시키는 단계는 상기 젤리 롤 전극 어셈블리와 연관된 전극 탭을 안전 회로와 연관된 전기적 접점에 용접시키는 단계를 포함함 -;
    상기 경성 프레임에 금속 포일을 접합시켜 상기 젤리 롤 전극 어셈블리에 대한 격납 구조물을 형성하는 단계 - 상기 격납 구조물은 상기 젤리 롤 전극 어셈블리와 연관된 전해질 또는 상기 휴대용 전원의 동작 동안 발생되는 가스의 누출을 방지하도록 구성됨 -;
    상기 전해질을 상기 격납 구조물에 부가하는 단계; 및
    상기 격납 구조물로부터 잉여 가스를 배출시키는 단계
    를 포함하는 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 안전 회로, 상기 전기적 접점 및 전기 커넥터 패드를 포함하는 보드를 제공하는 단계를 더 포함하고, 상기 전기 커넥터 패드는 상기 휴대용 전원으로부터 전력을 받고 상기 보드를 상기 경성 프레임에 결합시키기 위한 것인 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 경성 프레임은 상기 안전 회로, 상기 전기적 접점 및 상기 경성 프레임 내에 일체로 형성된 전기 커넥터 패드, 주입 포트를 포함하고, 상기 전해질은 상기 주입 포트를 통해 상기 격납 구조물에 부가되고, 상기 금속 포일은 금속 파우치로서 또는 금속 슬리브로서 제공되며, 상기 금속 포일을 상기 경성 프레임에 접합시키기 위해 열 밀봉이 사용되고, 금속 포일은 라미네이트 층을 포함하며, 상기 라미네이트 층은 상기 열 밀봉 동안 용융되어 상기 금속 포일과 상기 경성 프레임 사이의 접합을 형성하고, 상기 전극 젤리 롤 어셈블리 및 상기 전해질은 리튬 이온 중합체 배터리 전지의 구성요소인 방법.
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WO (1) WO2011109060A1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9912367B2 (en) 2014-10-17 2018-03-06 Xiaomi Inc. Electronic device and method for using the same
KR101879941B1 (ko) * 2015-09-30 2018-07-18 애플 인크. 전극 접속들을 수용하는 노치들을 가지는 감긴 배터리 셀들
WO2019088417A1 (ko) * 2017-10-30 2019-05-09 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩

Families Citing this family (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8518569B2 (en) * 2010-03-01 2013-08-27 Apple Inc. Integrated frame battery cell
US8989821B2 (en) 2011-08-31 2015-03-24 Apple Inc. Battery configurations for electronic devices
TWM427683U (en) * 2011-09-28 2012-04-21 Uer Technology Corp Thin type battery and package structure thereof
US9343716B2 (en) 2011-12-29 2016-05-17 Apple Inc. Flexible battery pack
US20150228944A1 (en) * 2012-05-10 2015-08-13 Htc Corporation Fixing tube and electronic apparatus
US8808895B2 (en) * 2012-06-22 2014-08-19 Apple Inc. Battery protection structures
US9812680B2 (en) 2012-08-30 2017-11-07 Apple Inc. Low Z-fold battery seal
US9537122B2 (en) 2012-10-24 2017-01-03 Htc Corporation Fixing sheet and electronic apparatus
US9136510B2 (en) 2012-11-26 2015-09-15 Apple Inc. Sealing and folding battery packs
US20140147703A1 (en) * 2012-11-28 2014-05-29 Apple Inc. Battery safety circuit and tab placement and orientation
US9748548B2 (en) 2013-07-30 2017-08-29 Johnson Controls Technology Company Pouch frame with integral circuitry for battery module
KR101772064B1 (ko) 2013-09-10 2017-08-28 주식회사 엘지화학 이차 전지 프레임 및 이를 포함하는 배터리 팩
KR20150030861A (ko) 2013-09-13 2015-03-23 주식회사 엘지화학 파우치형 케이스, 전지셀 및 전지셀의 제조방법
KR101619926B1 (ko) * 2013-09-27 2016-05-12 주식회사 엘지화학 보호회로모듈 케이스를 포함하는 전지팩
US9593969B2 (en) 2013-12-27 2017-03-14 Apple Inc. Concealed electrical connectors
US10439248B2 (en) 2014-01-27 2019-10-08 The Penn State Research Foundation Sandwich panels with battery cores
WO2015119306A1 (ko) * 2014-02-04 2015-08-13 주식회사 코캄 리튬 이차전지용 세퍼레이터 및 그를 포함하는 리튬 이차전지
US9479007B1 (en) 2014-02-21 2016-10-25 Apple Inc. Induction charging system
FR3018141B1 (fr) 2014-03-03 2016-05-06 Commissariat Energie Atomique Module d'assemblage comportant des cellules electrochimiques recues par des cosses et des pinces de connexion
US20150255776A1 (en) 2014-03-06 2015-09-10 Apple Inc. Battery Pack System
US9455582B2 (en) 2014-03-07 2016-09-27 Apple Inc. Electronic device and charging device for electronic device
US9917335B2 (en) 2014-08-28 2018-03-13 Apple Inc. Methods for determining and controlling battery expansion
DE102015201658A1 (de) 2015-01-30 2016-08-04 Robert Bosch Gmbh Batteriezelle und Batteriesystem
DE102015202894A1 (de) * 2015-02-18 2016-08-18 Robert Bosch Gmbh Batteriezelle
EP3232491A1 (en) * 2016-04-11 2017-10-18 SK Innovation Co., Ltd. Lithium secondary battery
KR102145492B1 (ko) * 2016-06-14 2020-08-18 주식회사 엘지화학 수명 특성이 향상된 전지시스템 및 전지시스템의 가동 방법
US10637017B2 (en) 2016-09-23 2020-04-28 Apple Inc. Flexible battery structure
US10919665B2 (en) 2016-10-06 2021-02-16 Viking Cold Solutions, Inc. Pallet with thermal energy storage
DE102016221492A1 (de) 2016-11-02 2018-05-03 Robert Bosch Gmbh Zellrahmen zur Aufnahme von Pouch-Zellen
US10355317B2 (en) 2016-11-29 2019-07-16 Microsoft Technology Licensing, Llc Battery circuit in sealed pouch
US10930978B2 (en) 2017-01-27 2021-02-23 Ford Global Technologies, Llc Multifunctional ion pouch battery cell frame
US11189872B2 (en) * 2017-01-27 2021-11-30 Ford Global Technologies, Llc Multifunctional pouch battery cell frame
CN110770928A (zh) * 2017-05-24 2020-02-07 维金电力系统有限公司 低长宽比电池
US10700323B2 (en) 2017-08-23 2020-06-30 Ford Global Technologies, Llc Apparatus for directed vent gas expulsion in battery cells
US10446819B2 (en) 2017-09-27 2019-10-15 Ford Global Technologies, Llc Apparatus and method for directed vent gas expulsion in battery cells
GB201716779D0 (en) * 2017-10-13 2017-11-29 Univ Lancaster Electrolyte element and a cell incorporating the electrolyte element
US10734618B2 (en) 2017-12-05 2020-08-04 Robert Bosch Battery Systems Llc Prismatic-pouch hybrid battery module
US11600875B2 (en) 2018-01-17 2023-03-07 Ford Global Technologies, Llc Vehicle high voltage battery cell assembly
WO2019186933A1 (ja) * 2018-03-29 2019-10-03 株式会社東芝 電池組立体、電池、蓋体およびケース
IT201800005401A1 (it) * 2018-05-15 2019-11-15 Utenza elettrica
KR102325036B1 (ko) * 2018-08-29 2021-11-11 주식회사 엘지에너지솔루션 파우치형 이차 전지 및 이차 전지용 파우치
DE102020129734A1 (de) * 2020-11-11 2022-05-12 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein Batteriezelle, Gehäuse einer solchen Batteriezelle und Verfahren zu dessen Herstellung

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02128362U (ko) * 1989-03-29 1990-10-23
JP3332783B2 (ja) * 1997-02-27 2002-10-07 三洋電機株式会社 リチウムイオン電池及び同電池における電解液の注液方法
JPH11111250A (ja) * 1997-10-06 1999-04-23 Japan Storage Battery Co Ltd 電 池
ES2263189T3 (es) * 1997-11-05 2006-12-01 Philips Consumer Communications France Unidad de bateria y dispositivo portatil alimentado por bateria que incluye dicha unidad de bateria.
JP2001273884A (ja) * 2000-03-28 2001-10-05 Yuasa Corp 密閉形電池およびその製造方法
JP3727840B2 (ja) * 2000-09-29 2005-12-21 株式会社東芝 電池パック及び携帯用電子機器
JP2003189492A (ja) * 2001-12-14 2003-07-04 Nissan Motor Co Ltd 充放電制御装置
JP4254998B2 (ja) 2002-12-11 2009-04-15 日立マクセル株式会社 回路一体型電池
JP2005093242A (ja) * 2003-09-17 2005-04-07 Sanyo Electric Co Ltd 二次電池
US20060194082A1 (en) * 2005-02-02 2006-08-31 Ultracell Corporation Systems and methods for protecting a fuel cell
US7531989B2 (en) * 2005-11-02 2009-05-12 02Micro International Ltd. Battery fuel gauge circuit
KR100861713B1 (ko) * 2006-02-09 2008-10-06 주식회사 엘지화학 전지모듈
US20070281194A1 (en) * 2006-05-31 2007-12-06 Jeffrey Earl Cortright Portable fuel cell assembly
KR100824875B1 (ko) * 2006-08-31 2008-04-23 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩 및 이의 제조 방법
KR100824876B1 (ko) * 2006-09-28 2008-04-23 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
JP2008146963A (ja) 2006-12-08 2008-06-26 Sony Corp 非水電解質二次電池用セパレータ、非水電解質二次電池及び電池パック
KR100884473B1 (ko) * 2007-03-28 2009-02-20 삼성에스디아이 주식회사 폴리머 전지 팩
JP4691064B2 (ja) * 2007-04-20 2011-06-01 三菱重工業株式会社 組電池の残容量均等化装置
US8518569B2 (en) * 2010-03-01 2013-08-27 Apple Inc. Integrated frame battery cell

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9912367B2 (en) 2014-10-17 2018-03-06 Xiaomi Inc. Electronic device and method for using the same
KR101879941B1 (ko) * 2015-09-30 2018-07-18 애플 인크. 전극 접속들을 수용하는 노치들을 가지는 감긴 배터리 셀들
WO2019088417A1 (ko) * 2017-10-30 2019-05-09 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩

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