KR20200012509A - 음극이 갖는 전기 전도도의 속성이 다른 복수의 단위 셀을 포함하는 배터리 및 그를 포함하는 전자 장치 - Google Patents

음극이 갖는 전기 전도도의 속성이 다른 복수의 단위 셀을 포함하는 배터리 및 그를 포함하는 전자 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 배터리는, 제1 면 및 제2 면을 포함하는 케이스; 제1 양극, 제1 분리막 및 제1 음극을 포함하는 적어도 하나의 제1 단위 셀로서, 상기 제1 음극은 상기 제1 단위 셀이 방전된 상태에서 제1 전기 전도도의 속성을 갖는 상기 적어도 하나의 제1 단위 셀; 및 제2 양극, 제2 분리막 및 제2 음극을 포함하는 복수의 제2 단위 셀로서, 상기 제2 음극은 상기 제2 단위 셀들이 방전된 상태에서 상기 제1 전기 전도도보다 낮은 제2 전기 전도도의 속성을 갖는 상기 복수의 제2 단위 셀을 포함하고, 상기 복수의 제2 단위 셀들은 상기 적어도 하나의 제1 단위 셀을 사이에 두고, 상기 제1 면 및 상기 제2 면에 인접하게 상기 케이스의 내부에 배치될 수 있다.
상기와 같은 배터리는 실시예에 따라 다양할 수 있다.

Description

음극이 갖는 전기 전도도의 속성이 다른 복수의 단위 셀을 포함하는 배터리 및 그를 포함하는 전자 장치 {BATTERY INCLUDING A PLURALITY OF UNIT CELLS HAVING RESPECTIVE CHARACTERISTICS OF CATHODE FOR ELECTRIC CONDUCTIVITY AND ELECTRONIC DEVICE WITH THE SAME}
본 발명의 다양한 실시예는 2차 전지에 관한 것으로서, 예를 들면, 재충전 가능한 배터리 또는 그를 포함하는 전자 장치에 관한 것이다.
이동통신 단말기, 랩탑 컴퓨터, 태블릿 PC(tablet personal computer) 등 휴대하고 다니면서 사용되는 전자 장치 등의 전원으로 충전, 방전이 가능한 2차 전지가 활용되어 왔으며, 차량의 화석 연료를 대체하는 동력원으로서도 상용화되어 있다. 또한 태양광 발전이나 풍력 발전 등의 친환경 에너지를 저장함에 있어서도 2차 전지는 유용하게 활용될 수 있다.
이동통신 단말기 등의 전자 장치에 사용되는 배터리, 예를 들어, 2차 전지의 하나로서, 리튬이온 전지는 분리막을 사이에 두고 양극과 음극을 층상 구조로 배치한 단위 셀의 조합으로 이루어지며, 전자 장치에 요구되는 사양에 따라 이러한 단위 셀을 롤(roll) 형태로 권취하거나(winding) 복수의 단위 셀을 적층(stacking)하여 2차 전지가 완성될 수 있다.
이러한 리튬이온 전지에서는 리튬 코발트 산화물(LiCoO2)을 이용하여 양극이 구현되고, 흑연(graphite)을 이용하여 음극이 구현될 수 있다. 리튬 코발트 산화물과 흑연은 동작 전압의 차이가 커 높은 에너지 밀도를 가진 2차 전지를 제작하는데 유용할 수 있다.
하지만, 리튬이온 전지의 충전 또는 방전 과정에서 리튬 이온이 흑연 음극에 고착화(예: 플레이팅(plating))되어 덴드라이트(dendrite)를 형성하는 경우, 분리막이 손상되어 내부 단락(internal short)이 발생될 수 있다. 리튬이온 전지의 내부에서 발생하는 단락 현상은 발열, 발화 또는 열폭주(thermal runaway)를 유발할 수 있다.
또한, 외부적인 요인, 예를 들어, 리튬이온 전지에 가해지는 외부 충격 등으로 인해 단위 셀 또는 단위 셀의 층간 구조(layered structure)(예: 음극, 분리막 또는 음극 등의 적층 구조)가 변형되거나 분리막이 변형될 수 있다. 이러한 층간 구조의 변형 또는 손상은 리튬 이온의 고착화 현상을 유발하는 원인이 될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예는, 안전성이 향상된 2차 전지, 예를 들면, 배터리를 제공할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예는, 충전 또는 방전 용량이나 방전 성능을 유지하면서도 안전성이 향상된 2차 전지(예: 배터리)를 제공할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 배터리는, 제1 면 및 제2 면을 포함하는 케이스; 제1 양극, 제1 분리막 및 제1 음극을 포함하는 적어도 하나의 제1 단위 셀로서, 상기 제1 음극은 상기 제1 단위 셀이 방전된 상태에서 제1 전기 전도도의 속성을 갖는 상기 적어도 하나의 제1 단위 셀; 및 제2 양극, 제2 분리막 및 제2 음극을 포함하는 복수의 제2 단위 셀로서, 상기 제2 음극은 상기 제2 단위 셀들이 방전된 상태에서 상기 제1 전기 전도도보다 낮은 제2 전기 전도도의 속성을 갖는 상기 복수의 제2 단위 셀을 포함하고, 상기 복수의 제2 단위 셀들은 상기 적어도 하나의 제1 단위 셀을 사이에 두고, 상기 제1 면 및 상기 제2 면에 인접하게 상기 케이스의 내부에 배치될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는, 적어도 하나의 회로 소자; 및 상기 적어도 하나의 회로 소자와 전기적으로 연결된 배터리를 포함하고, 상기 배터리는, 제1 면 및 제2 면을 포함하는 케이스; 제1 양극, 제1 분리막 및 제1 음극을 포함하는 적어도 하나의 제1 단위 셀로서, 상기 제1 음극은 상기 제1 단위 셀이 방전된 상태에서 제1 전기 전도도의 속성을 갖는 상기 적어도 하나의 제1 단위 셀; 및 제2 양극, 제2 분리막 및 제2 음극을 포함하는 복수의 제2 단위 셀로서, 상기 제2 음극은 상기 제2 단위 셀들이 방전된 상태에서 상기 제1 전기 전도도보다 낮은 제2 전기 전도도의 속성을 갖는 상기 복수의 제2 단위 셀을 포함하고, 상기 복수의 제2 단위 셀들은 상기 적어도 하나의 제1 단위 셀을 사이에 두고, 상기 제1 면 및 상기 제2 면에 인접하게 상기 케이스의 내부에 배치될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 재충전 가능한 배터리는, 제1 면과 제2 면을 포함하는 케이스; 제1 양극, 제1 분리막 및 제1 음극을 포함하는 적어도 하나의 제1 단위 셀을 포함하는 내측 전극 조립체; 및 제2 양극, 제2 분리막 및 제2 음극을 포함하는 적어도 하나의 제2 단위 셀을 포함하는 외측 전극 조립체들을 포함하고, 상기 제1 양극은 리튬 코발트 산화물을 포함하고, 상기 제1 음극은 흑연을 포함하며, 상기 제2 양극은 전이 금속(transition metal)을 포함하는 올리빈 구조의 리튬 인 산화물을 포함하고, 상기 제2 음극은 리튬 타이타늄 산화물을 포함하고, 상기 외측 전극 조립체들은 상기 내측 전극 조립체를 사이에 두고, 상기 제1 면 및 상기 제2 면에 인접하게 상기 케이스의 내부에 배치되고, 상기 내측 전극 조립체의 충전 또는 방전 용량은 상기 배터리의 전체 충전 또는 방전 용량의 약 50% 이상 약 95% 이하일 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 이종의 양극 또는 이종의 음극을 포함하는 외측 전극 조립체를 포함함으로써, 재충전 가능한 배터리, 예를 들면, 2차 전지의 안정성을 개선할 수 있다. 예컨대, 전이 금속을 포함하는 올리빈 구조의 리튬 인 산화물(예: LiCoxMnyFezPO4)을 양극으로 배치하고, 리튬 타이타늄 산화물(Li4Ti5O12)을 음극으로 배치하여 충전 또는 방전 동작에서 부피의 변화를 완화하고 단락이 발생하더라도 단락 면적의 확장을 억제할 수 있다. 이러한 외측 전극 조립체는 리튬 코발트 산화물을 양극으로, 흑연을 음극으로 배치한 내측 전극 조립체를 사이에 두고 한 쌍이 배치될 수 있다. 예컨대, 내측 전극 조립체를 통해 높은 에너지 밀도를 확보할 수 있으며, 안전성이 높은 외측 전극 조립체를 이용하여 외부 충격 등이 내측 전극 조립체에 전달되는 것을 억제, 완화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예 중 하나에 따른 배터리를 나타내는 단면 구성도이다.
도 2는 도 1의 배터리에서 내측 전극 조립체를 나타내는 단면 구성도이다.
도 3은 도 1의 배터리에서 외측 전극 조립체를 나타내는 단면 구성도이다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예 중 다른 하나에 따른 배터리를 나타내는 구성도이다.
도 5와 도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 배터리에서, 내측 전극 조립체와 외측 전극 조립체의 연결 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 7과 도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 배터리의 방전 특성을 나타내는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 배터리를 포함하는, 네트워크 환경 내의 전자 장치를 나타내는 블럭도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 일부 실시 예들을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", "A 또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C", "A, B 및 C 중 적어도 하나" 및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. '제1', '제2' 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. '및/또는' 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
또한, '전면', '후면', '상면', '하면' 등과 같은 도면에 보이는 것을 기준으로 기술된 상대적인 용어들은 '제1', '제2' 등과 같은 서수들로 대체될 수 있다. '제1', '제2' 등의 서수들에 있어서 그 순서는 언급된 순서나 임의로 정해진 것으로서, 필요에 따라 임의로 변경될 수 있다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 발명에서 전자 장치는 터치 패널을 구비하는 임의의 장치일 수 있으며, 전자 장치는 단말, 휴대 단말, 이동 단말, 통신 단말, 휴대용 통신 단말, 휴대용 이동 단말, 디스플레이 장치 등으로 칭할 수 있다.
예를 들어, 전자 장치는 스마트폰, 휴대폰, 내비게이션 장치, 게임기, TV, 차량용 헤드 유닛, 노트북 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 태블릿(Tablet) 컴퓨터, PMP(Personal Media Player), PDA(Personal Digital Assistants) 등일 수 있다. 전자 장치는 무선 통신 기능을 갖는 포켓 사이즈의 휴대용 통신 단말로서 구현될 수도 있다. 또한, 전자 장치는 플렉서블 장치 또는 플렉서블 디스플레이 장치일 수 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예 중 하나에 따른 배터리(100)를 나타내는 단면 구성도이다. 도 2는 도 1의 배터리(100)에서 내측 전극 조립체(101)를 나타내는 단면 구성도이다. 도 3은 도 1의 배터리(100)에서 외측 전극 조립체(102)를 나타내는 단면 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 2차 전지는, 예를 들면, 재충전 가능한 배터리(100)로서, 내측 전극 조립체(101)와 상기 내측 전극 조립체(101)와 적층된 적어도 하나의 외측 전극 조립체(102)를 포함할 수 있다. 한 실시예에서, 한 쌍의 상기 외측 전극 조립체(102)가 상기 내측 전극 조립체(101)를 사이에 두고 서로 마주보게 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 단면 구성도는, 상기 배터리(100)의 측단면을 도시한 것으로서, 상기 외측 전극 조립체(102)는 상기 내측 전극 조립체(101)의 상면과 하면에 각각 배치될 수 있다. 본 실시예를 설명함에 있어, '내측 전극 조립체'와 '외측 전극 조립체'라는 용어를 도입하여 설명하고 있으나, 본 발명의 다양한 실시예에서, 상기 내측 전극 조립체(101)는 후술할 '제1 단위 셀(예: 도 2의 제1 단위 셀(101a))' 그 자체 또는 '제1 단위 셀'들의 조합일 수 있으며, 상기 외측 전극 조립체(102)는 후술할 '제2 단위 셀(예: 도 3의 제2 단위 셀(102a))' 그 자체 또는 '제2 단위 셀'들의 조합일 수 있다.
도 1과 도 2를 참조하면, 상기 내측 전극 조립체(101)는 적어도 하나, 예를 들면, 복수의 제1 단위 셀(101a)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 내측 전극 조립체(101)는 복수의 제1 단위 셀(101a)을 적층하여 형성될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 상기 제1 단위 셀(101a)은 제1 양극(111), 제1 분리막(115) 및 제1 음극(113)을 포함할 수 있으며, 상기 제1 분리막(115)은 상기 제1 양극(111)과 상기 제1 음극(113) 사이에 배치되어 절연 구조를 제공할 수 있다. 한 실시예에서, 상기 제1 양극(111)은 리튬 코발트 산화물, 예를 들어, LiCoO2를 포함할 수 있으며, 상기 제2 음극(113)은 흑연(graphite)을 포함할 수 있다. 상기 제1 분리막(115)은, 전해액이나 상기와 같은 양극 또는 음극 물질에 대하여 내구성을 가지면서 공극(pore)을 가진 비도전성 다공체로 형성될 수 있다. 상기 제1 단위 셀(101a)의 적층 수나 실제 제작된 크기 등에 따라 다소 차이는 있으나, 상용화된 이동통신 단말기 등의 전자 장치에서 상기와 같은 내측 전극 조립체(101)는 대략 3.5V 이상, 4.5V 이하의 출력 전압을 가진 2차 전지를 구현할 수 있다. 한 실시예에서, 상기 내측 전극 조립체(101)의 부피(또는 적층된 제1 단위 셀(101a)의 수)는, 상기 내측 전극 조립체(101)와 상기 외측 전기 조립체(102) 부피 합(또는 적층된 제1 단위 (101a)셀과 제2 단위 셀(102a)의 수의 합)의 약 50% 이상, 약 95% 이하일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 인접하는 두 개의 상기 제1 단위 셀(101a) 사이에는 제1 기재(first substrate)(199a) 또는 제2 기재(199b)가 개재될 수 있다. 한 실시예에서, 상기 제1 양극(111)이 서로 마주보는 상태로 두 개의 상기 제1 단위 셀(101a)이 적층될 때, 인접하는 두 개의 상기 제1 단위 셀(101a) 사이에는 상기 제1 기재(199a)가 개재될 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 제1 음극(113)이 서로 마주보는 성태로 두 개의 상기 제1 단위 셀(101a)이 적층될 때, 인접하는 두 개의 상기 제1 단위 셀(101a) 사이에는 상기 제2 기재(199b)가 개재될 수 있다. 예컨대, 상기 제1 기재(199a)의 양면에는 상기 제1 양극(111)이 각각 형성될 수 있으며, 상기 제2 기재(199b)의 양면에는 상기 제1 음극(113)이 각각 형성될 수 있다. 어떤 실시예에서, 상기 제1 기재(199a)는 알루미늄(Al) 소재에 기반하여, 상기 제2 기재(199b)는 구리(Cu) 소재에 기반하여 형성될 수 있다.
도 1과 도 3을 참조하면, 상기 외측 전극 조립체(102)는 적어도 하나의 제2 단위 셀(102a)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 외측 전극 조립체(102)는 복수의 상기 제2 단위 셀(102a)을 적층하여 형성될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 상기 제2 단위 셀(102a)은 제2 양극(121), 제2 분리막(125) 및 제2 음극(123)을 포함할 수 있으며, 상기 제2 분리막(125)은 상기 제2 양극(121)과 상기 제2 음극(123) 사이에 배치되어 절연 구조를 제공할 수 있다. 한 실시예에서, 상기 제2 양극(121)은 전이 금속(transition metal)을 포함하는 리튬 인 산화물을 포함할 수 있다. 리튬 인 산화물에 포함된 전이 금속으로는 코발트, 망간, 철 등을 예로 들 수 있으며, 한 실시예에서, 상기 전이금속을 포함하는 리튬 인 산화물은 화학식 'LiCoxMnyFezPO4'인 조성물로서, 0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤z≤1이고, x+y+z=1인 조건을 만족할 수 있다. 상기 제2 음극(123)은 리튬 타이타늄 산화물, 예를 들면, Li4Ti5O12를 포함할 수 있다. 상기 제2 분리막(125)은, 상기 제1 분리막(115)과 유사할 수 있으므로 그 상세한 설명은 생략하기로 한다. 상기 제2 단위 셀(102a)의 적층 수나 실제 제작된 크기 등에 따라 다소 차이는 있으나, 상술한 내측 전극 조립체(101)와 유사한 규격으로 제작된다면 상기와 같은 외측 전극 조립체(102)는 대략 3V 정도의 출력 전압을 가진 2차 전지를 구현할 수 있다. 상기 외측 전극 조립체(102)의 출력 전압은 상기 제2 양극(121)에 포함된 전이금속의 비율 등에 따라 다양하게 설계될 수 있다. 어떤 실시예에서, 복수의 상기 외측 전극 조립체(102)가 직렬로 연결되어 대략 4V (예: 3.8V) 정도의 출력 전압을 가질 수 있다. 한 실시예에서, 상기 외측 전극 조립체(102)의 부피(또는 적층된 제2 단위 셀(102a)의 수)는, 상기 내측 전극 조립체(101)와 상기 외측 전기 조립체(102) 부피 합(또는 적층된 제1 단위 셀(101a)과 제2 단위 셀(102a)의 수의 합)의 약 5% 이상, 약 50% 이하일 수 있다. 상기와 같은 직렬 연결 구조의 외측 전극 조립체(102)는 온도 변화에 따른 전기적인 특성 변화가 적을 수 있다. 예를 들어, 저온 환경에서도 상기와 같은 직렬 연결 구조의 외측 전극 조립체(102)는 안정된 전원을 공급할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제2 음극(123)을 이루는 리튬 타이타늄 산화물은 충전 또는 방전 동작에서 실질적으로 부피 변화가 없으며, 충전 또는 방전 여부와 무관하게 흑연(예: 상기 제1 음극(113))보다 더 낮은 전기 전도도를 가질 수 있다. 한 실시예에서, 리튬이 이온화된 상태, 예를 들어, 방전된 상태에서는 충전 상태에서보다 전기 전도도가 낮아지는 속성을 가질 수 있다. 리튬 타이타늄 산화물의 이러한 속성은 단락(예: 내부 단락(internal short))이 발생하더라도 단락된 영역 또는 면적의 확장을 억제할 수 있으며, 급속한 방전 현상을 억제할 수 있다. 예컨대, 상기 제2 음극(123)을 리튬 타이타늄 산화물로 형성함으로써, 발열, 발화 또는 열폭주 현상에 대하여 흑연에 기반한 단위 셀(예: 상기 제1 단위 셀(101a)) 또는 전극 조립체보다 높은 안전성이 확보될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 리튬 타이타늄 산화물은 흑연 소재와 비교할 때 대략 1V 이상 높은 전압에서 반응하기 때문에, 흑연 소재를 음극으로 사용한 전극 조립체 또는 2차 전지보다 리튬 타이타늄 산화물을 음극으로 사용한 전극 조립체의 에너지 밀도가 낮을 수 있다. 이러한 에너지 밀도의 저하는 전이 금속을 포함하는 올리빈 구조의 리튬 인 산화물로 상기 제2 양극(121)을 형성함으로써 적어도 부분적으로 보상될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 대략 3.4V의 전압에서 반응하는 올리빈 구조의 리튬 철 인 산화물(LiFePO4)로 상기 제2 양극(121)을 형성하고, 리튬 타이타늄 산화물로 삭이 제2 음극(123)을 형성한 단위 셀(예: 상기 제2 단위 셀(102a))에서는 대략 1.9V의 출력 전압을 확보할 수 있다. 상기와 같은 조성물 조합으로 형성된 단위 셀로 이루어진 전극 조립체(예: 상기 외측 전극 조립체(102))는 복수의 상기 제2 단위 셀(102a)을 직렬로 연결함으로써, 상용화된 전자 장치의 전원 공급에 활용될 수 있다. 예컨대, 대략 1.9V의 출력 전압을 가지는 상기 제2 단위 셀(102a) 또는 상기 외측 전극 조립체(102)를 직렬로 연결하여 대략 4V 정도의 출력 전압을 가진 2차 전지가 구현될 수 있다.
후술하겠지만, 상기와 같은 조성물로 상기 제2 양극(121)과 상기 제2 음극(123)을 형성하는 2차 전지(예: 상기 외측 전극 조립체(102))는 실질적으로 전체 방전 구간에서 일정한 출력 전압 특성을 가질 수 있다. 한 실시예에 따르면, 상기와 같은 전극 조성물의 특성에 따라 상기 외측 전극 조립체(102)의 에너지 밀도는 상기 내측 전극 조립체(101)보다 다소 낮을 수 있으나, 이는 복수의 상기 외측 전극 조립체(102)를 직렬로 연결하여 보상할 수 있다. 이에 대해서는 도 5 내지 도 8을 참조하여 좀더 상세하게 살펴보게 될 것이다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 내측 전극 조립체(101)의 구조와 유사하게, 인접하는 두 개의 상기 제2 단위 셀(102a) 사이에는 제1 기재(199a) 또는 제2 기재(199b)가 개재될 수 있다. 한 실시예에서, 상기 내측 전극 조립체(101)와 상기 외측 전극 조립체(102)를 적층함에 있어, 상기 제1 양극(111)과 상기 제2 양극(121)이 상기 제1 기재(199a)를 사이에 두고 서로 마주보게 배치될 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 내측 전극 조립체(101)와 상기 외측 전극 조립체(102)를 적층함에 있어, 상기 제1 음극(111)과 상기 제2 음극(121)이 상기 제2 기재(199b)를 사이에 두고 서로 마주보게 배치될 수도 있다. 인접하는 두 개의 상기 제2 단위 셀(102a) 사이에 개재되는 기재들의 구성은 실질적으로 상술한 내측 전극 조립체(101)의 제1 기재(199a)와 제2 기재(199b)의 배치와 유사한 바, 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예 중 다른 하나에 따른 배터리(400)를 나타내는 구성도이다.
도 4를 참조하면, 상기 배터리(400)는 케이스(403), 상기 케이스(403)에 봉지된(encapsulated by the case) 내측 전극 조립체(401)와 외측 전극 조립체(402)를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 케이스(403)는, 제1 면(F1)과 제2 면(F2)을 포함하며, 상기 제1 면(F1)과 상기 제2 면(F2) 사이의 공간에 상기 내측 전극 조립체(401)와 상기 외측 전극 조립체(402)를 봉지하는 파우치 또는 캔 구조물을 포함할 수 있다. 한 실시예에서, 상기 케이스(403)의 내부에는 상기 내측 전극 조립체(401)를 사이에 두고 복수의 상기 외측 전극 조립체(402)가 서로 마주보게 배치될 수 있다. 예컨대, 한 쌍의 상기 외측 전극 조립체가 상기 제1 면과 상기 제2 면 각각에 인접하게 배치되며, 상기 제1 면(F1)과 상기 내측 전극 조립체(401) 사이, 상기 제2 면(F2)과 상기 내측 전극 조립체(401) 사이에 각각 상기 외측 전극 조립체(402)가 배치될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 내측 전극 조립체(401)는 적어도 하나의 제1 단위 셀(401a)(예: 도 2의 제1 단위 셀(101a))을 포함할 수 있다. 한 실시예에서, 상기 내측 전극 조립체(401)는 하나의 상기 제1 단위 셀(401a)이 권취되어 형성(예: 젤리-롤 구조(jelly-roll structure))된 것으로서, 상기 제1 단위 셀(401a)의 일부분은 상기 제1 단위 셀(401a)의 다른 부분과 적층된 구조를 포함할 수 있다. 상기 제1 단위 셀(401a)의 층간 구조는 도 2의 제1 단위 셀(101a)의 층간 구조와 유사하므로 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 다른 실시예에서, 상기 내측 전극 조립체(401)는 도 2의 적층 구조와 유사하게 권취하지 않은, 평판 형태의 복수의 제1 단위 셀(401a)(예: 도 2의 제1 단위 셀(101a))을 적층하여 형성될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 권취된 상기 제1 단위 셀(401a)을 복수로 적층하여 상기 내측 전극 조립체(401)를 형성할 수도 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 외측 전극 조립체(402)는 적어도 하나의 제2 단위 셀(402a)(예: 도 3의 제2 단위 셀(102a))을 포함할 수 있다. 한 실시예에서, 상기 외측 전극 조립체(402)는 하나의 상기 제2 단위 셀(402a)이 권취되어 형성된 것으로서, 상기 제2 단위 셀(402a)의 일부분은 상기 제2 단위 셀(402a)의 다른 부분과 적층된 구조를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 외측 전극 조립체(402)는 도 3의 적층 구조와 유사하게 복수의 제2 단위 셀(402a)(예: 도 3의 제2 단위 셀(102a))을 적층하여 형성될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 권취된 상기 제2 단위 셀(402a)을 복수로 적층하여 상기 내측 전극 조립체(401)를 형성할 수도 있다. 상기 외측 전극 조립체(402), 예를 들어, 권취된 상기 제2 단위 셀(402a)은 상기 내측 전극 조립체(401)(예: 도 2 또는 도 4의 제1 단위 셀(101a, 401a))를 사이에 두고 상기 제1 면(F1)과 상기 제2 면(F2)에 인접하게 각각 배치될 수 있다.
선행 실시예와 유사하게, 상기 외측 전극 조립체(402)는, 상기 내측 전극 조립체(401)와 비교할 때, 높은 전기적인 안전성을 가지면서 낮은 에너지 밀도를 가질 수 있다. 예컨대, 상기 내측 전극 조립체(401)는 리튬 코발트 산화물 양극과 흑연 음극의 구조를 포함한다면, 상기 외측 전극 조립체(402)는 전이 금속을 포함하는 리튬 인 산화물 양극과 리튬 타이타늄 산화물 음극의 구조를 포함할 수 있다. 상기 외측 전극 조립체(402)는 상기 배터리(400) 상에서 더 외곽으로 배치됨으로써, 외부의 충격 등이 상기 내측 전극 조립체(401)로 전달되는 것을 완화 또는 방지할 수 있다. 예컨대, 높은 안전성을 가진 상기 외측 전극 조립체(402)의 배치를 통해 상기 제1 단위 셀(401a)이 손상되는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 상기 내측 전극 조립체(401)는 상기 외측 전극 조립체(402)에 의해 적어도 부분적으로 감싸지며, 높은 에너지 밀도를 가질 수 있다. 이로써, 상기 내측 전극 조립체(401)와 상기 외측 전극 조립체(402)의 조성물이나 배치 구조는 상기 배터리(400)의 높은 에너지 밀도를 확보하면서도, 흑연 음극 구조에 기반한 2차 전지보다 높은 안전성을 가질 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 안전성의 향상을 위해, 예를 들어, 외부 충격이 상기 내측 전극 조립체(예: 도 1 또는 도 4의 내측 전극 조립체(101, 401)) 또는 상기 제1 단위 셀(예: 도 2 또는 도 4의 제1 단위 셀(101a, 401a))에 전달되는 것을 억제하기 위해, 상기 제2 단위 셀(예: 도 3 또는 도 4의 제2 단위 셀(102a, 402a))의 적층 수 또는 권취 수는, 전체 적층 수 또는 권취 수의 약 5% 이상일 수 있다. 여기서, '전체 적층 수'라 함은 도 1에서, 적층된 상기 제1 단위 셀(101a)과 상기 제2 단위 셀(102a) 수의 합을 의미할 수 있다. '전체 권취 수'라 함은 도 4에서 상기 제1 단위 셀(401a)의 권취 수와 상기 제2 단위 셀(402a)의 권취 수의 합을 의미할 수 있다. 한 실시예에서, 에너지 밀도의 저하를 억제하기 위해, 상기 내측 전극 조립체(예: 도 1 또는 도 4의 내측 전극 조립체(101, 401))의 충전 또는 방전 용량은 상기 배터리(예: 도 1 또는 도 4의 배터리(100, 400))의 전체 충전 또는 방전 용량의 약 50% 이상일 수 있다. 이러한 조건들을 고려하면, 상기 제2 단위 셀(예: 도 3 또는 도 4의 제2 단위 셀(102a, 402a))의 적층 수 또는 권취 수는, 전체 적층 수 또는 권취 수의 약 5% 이상, 약 50% 이하의 범위를 가지거나, 상기 내측 전극 조립체(예: 도 1 또는 도 4의 내측 전극 조립체(101, 401))의 부피나 충전 또는 방전 용량은 상기 배터리(예: 도 1 또는 도 4의 배터리(100, 400))의 전체 부피나 충전 또는 방전 용량의 약 50% 이상, 95% 이하의 범위를 가질 수 있다.
상기와 같은 배터리(예: 도 1 또는 도 4의 배터리(100, 400))는 전자 장치에 제공되어, 전자 장치의 회로 소자 또는 전기 부품, 예를 들면, 도 9를 통해 살펴보게 될 전자 장치의 프로세서, 메모리, 음향 출력 장치, 표시 장치, 오디오 모듈, 센서 모듈, 인터페이스, 햅틱 모듈, 카메라 모듈 또는 통신 모듈 등으로 전원을 공급할 수 있다. 한 실시예에서, 상기와 같은 배터리는 전자 장치에 제공되어, 전자 장치의 회로 소자, 예를 들면, 도 9를 통해 살펴보게 될 전력 관리 모듈의 제어를 받으면서, 상기와 같은 회로 소자 또는 전기 부품으로 전원을 공급할 수 있다.
도 5와 도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 배터리(500, 600)에서, 내측 전극 조립체와 외측 전극 조립체의 연결 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 5와 도 6은 내측 전극 조립체(501, 601)(예: 도 1 또는 도 4의 내측 전극 조립체(101, 401))와 외측 전극 조립체(502, 602)(예: 도 1 또는 도 4의 외측 전극 조립체(102, 402))의 전기적인 연결 구조를 설명하기 위한 도면으로서, 상기 내측 전극 조립체(501, 601)와 상기 외측 전극 조립체(502, 602)의 실제 배치 구조는 이와 다를 수 있다. 예컨대, 상기 내측 전극 조립체(501, 601)와 상기 외측 전극 조립체(502, 602)의 실제 배치 구조는 도 1 또는 도 4에 도시된 구성과 유사하거나 동일할 수 있다.
도 5를 참조하면, 배터리(500)(예: 도 4의 배터리(400))는 내측 전극 조립체(501)(예: 도 4의 제1 단위 셀(401a))와 외측 전극 조립체(502)(예: 도 4의 제2 단위 셀(402a))들 서로가 병렬로 연결된 구조를 포함할 수 있다. 상기 외측 전극 조립체(502)는, 전이 금속을 포함하는 리튬 인 산화물 양극과 리튬 타이타늄 산화물 음극을 포함하며, 상기 내측 전극 조립체(501)보다 낮은 에너지 밀도를 가지는(예: 낮은 출력 전압을 가지는) 반면에, 상기 배터리(500)의 전체 방전 구간(또는 방전 시간)에서 비교적 일정한 전압을 출력하는 특성을 가질 수 있다. 예를 들어, 온도 등의 외부 환경에 변화가 있더라도 안정적인 전원을 제공할 수 있다.
도 6을 참조하면, 배터리(600)(예: 도 4의 배터리(400))는 복수, 예를 들면 한 쌍의 외측 전극 조립체(602)(예: 도 4의 제2 단위 셀(402a))들이 직렬로 연결되고, 내측 전극 조립체(601)(예: 도 4의 제1 단위 셀(401a))가 상기 외측 전극 조립체(602)의 직렬 연결 구조와 병렬로 연결될 수 있다. 예컨대, 상기 외측 전극 조립체(602) 자체의 낮은 에너지 밀도 또는 낮은 출력 전압은 복수의 상기 외측 전극 조립체(602)(예: 도 4의 제2 단위 셀(402a))를 직렬로 연결함으로써 보상될 수 있다.
상기와 같은 병렬 연결 구조 또는 직/병렬 연결 구조에 따른 배터리의 방전 특성에 관해 도 7과 도 8을 참조하여 살펴보기로 한다.
도 7과 도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 배터리의 방전 특성을 나타내는 그래프이다.
도 7에서, 701 그래프는 리튬 코발트 산화물 양극과 흑연 음극으로 이루어진 단위 셀(예: 도 2의 제1 단위 셀(101a))만으로 구성된 배터리의 방전 특성을 나타내고 있다. 701 그래프를 참조하면, 리튬 코발트 산화물-흑연에 기반한 배터리는 에너지 밀도가 높지만, 앞서 살펴본 바와 같이, 외부 충격 등에 의한 내부 단락이 발생할 경우, 발열 또는 발화 등의 위험이 있을 수 있다. 도 7에서 702 그래프는 전이 금속을 포함하는 올리빈 구조의 리튬 인 산화물 양극과 리튬 타이타늄 산화물 음극으로 이루어진 단위 셀(예: 도 3의 제2 단위 셀(102a)만으로 구성된 배터리의 방전 특성을 나타내고 있다. 702 그래프를 참조하면, 리튬 인 산화물-리튬 타이타늄 산화물에 기반한 배터리는 에너지 밀도가 낮지만, 전체 방전 구간(또는 방전 시간)에서 비교적 일정한 출력 전압을 가질 수 있으며, 앞서 살펴본 바와 같이, 흑연보다 전기 전도도가 낮아 내부 단락 등이 발생하더라도 발열 또는 발화를 억제할 수 있다.
앞서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 배터리(예: 도 1 또는 도 4의 배터리(100, 400))는 리튬 인 산화물-리튬 타이타늄 산화물에 기반한 단위 셀(예: 도 3 또는 도 4의 제2 단위 셀(102a, 402a))과, 리튬 코발트 산화물-흑연에 기반한 단위 셀(예: 도 2 또는 도 4의 제1 단위 셀(101a, 401a))을 포함할 수 있다. 한 실시예에서, 상기 제2 단위 셀(102a, 402a)은 케이스(예: 도 4의 케이스(403))의 표면 측(예: 도 4의 제1 면(F1) 또는 제2 면(F2))에 배치되어 외부 충격이 상기 제1 단위 셀(101a, 401a)에 도달하는 것을 억제 또는 완화할 수 있다. 예컨대, 상기 배터리(100, 400)는 701 그래프의 방전 특성을 가지는 배터리보다 높은 안전성을 가질 수 있다.
상기 제2 단위 셀(102a, 402a)의 적층 수 또는 권취 수가 전체 적층 수 또는 권취 수의 약 20%인 배터리(예: 도 1 또는 도 4의 배터리(100, 400))의 방전 특성은 703 그래프를 통해 도시되고 있다. 여기서, 703 그래프는 도 5의 병렬 연결 구조를 가진 배터리(500)의 방전 특성을 나타낸다. 703 그래프를 참조하면, 리튬 코발트 산화물-흑연에 기반한 배터리보다 에너지 밀도가 다소 낮아지지만, 상기 배터리(100, 400 또는 500)는 리튬 코발트 산화물-흑연에 기반한 배터리에 근접하는 충전 또는 방전 용량을 가짐을 알 수 있다. 예컨대, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 배터리(100, 400 또는 500)는, 향상된 안전성을 가지면서 충전 또는 방전 용량에 있어 리튬 코발트 산화물-흑연에 기반한 배터리와 유사한 성능을 가질 수 있다.
도 8에서, 801 그래프는 리튬 코발트 산화물 양극과 흑연 음극으로 이루어진 단위 셀만으로 구성된 배터리의 방전 특성으로서 실질적으로 701 그래프와 동일할 수 있으므로 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 도 8에서 802 그래프는 전이 금속을 포함하는 올리빈 구조의 리튬 인 산화물 양극과 리튬 타이타늄 산화물 음극으로 이루어진 한 쌍의 단위 셀을 직렬로 연결한 구성의 배터리의 방전 특성을 나타내고 있다. 802 그래프를 참조하면, 702 그래프와 비교할 때, 리튬 인 산화물-리튬 타이타늄 산화물에 기반한 단위 셀을 직렬로 연결함으로써, 좀더 높은 에너지 밀도(예: 출력 전압)를 확보할 수 있음을 알 수 있다. 이러한 직렬 연결 구조에서, 배터리는 전체 방전 구간(또는 방전 시간)에서 비교적 일정한 출력 전압을 가질 수 있으며, 앞서 살펴본 바와 같이, 음극은 흑연보다 전기 전도도가 낮은 리튬 타이타늄 산화물로 형성되어 내부 단락 등이 발생하더라도 발열 또는 발화를 억제할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 배터리(예: 도 1 또는 도 4의 배터리(100, 400))는 리튬 인 산화물-리튬 타이타늄 산화물에 기반한 단위 셀(예: 도 3 또는 도 4의 제2 단위 셀(102a, 402a))과, 리튬 코발트 산화물-흑연에 기반한 단위 셀(예: 도 2 또는 도 4의 제1 단위 셀(101a, 401a))을 포함할 수 있다. 한 실시예에서, 복수의 상기 제2 단위 셀(102a, 402a)이 직렬로 연결되면서 케이스(예: 도 4의 케이스(403))의 표면 측(예: 도 4의 제1 면(F1) 또는 제2 면(F2))에 각각 배치되어 외부 충격이 상기 제1 단위 셀(101a, 401a)에 도달하는 것을 억제 또는 완화할 수 있다. 예컨대, 상기 배터리(100, 400)는 701 그래프의 방전 특성을 가지는 배터리보다 높은 안전성을 가질 수 있다.
상기 제2 단위 셀(102a, 402a)의 적층 수 또는 권취 수가 전체 적층 수 또는 권취 수의 약 20%이면서, 도 6의 연결 구조(예: 직/병렬 연결 구조)를 가지는 배터리(600)(예: 도 1 또는 도 4의 배터리(100, 400))의 방전 특성은 803 그래프를 통해 도시되고 있다. 803 그래프를 참조하면, 직/병렬 연결 구조의 상기 배터리(100, 400 또는 600)는 리튬 코발트 산화물-흑연에 기반한 배터리와 실질적으로 동등한 충전 또는 방전 용량을 가짐을 알 수 있다. 또한, 대략 75% 이상 방전이 이루어지는 구간에서 상기 배터리(100, 400 또는 600)는, 리튬 코발트 산화물-흑연에 기반한 배터리와 비교할 때, 출력 전압의 저하없이 더 안정적으로 출력 전압을 제공함을 알 수 있다. 예컨대, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 배터리(100, 400 또는 600)는, 향상된 안전성을 가지면서, 단위 셀들 또는 내측 전극 조립체와 외측 전극 조립체의 연결 구조에 따라, 리튬 코발트 산화물-흑연에 기반한 배터리보다 개선된 방전 특성을 가질 수 있다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 배터리(예: 도 1 또는 도 4의 배터리(100, 400)), 네트워크 환경(900) 내의 전자 장치(901)를 나타내는 블럭도이다.
도 9를 참조하면, 네트워크 환경(900)에서 전자 장치(901)는 제1 네트워크(998)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(902)와 통신하거나, 또는 제2 네트워크(999)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(904) 또는 서버(908)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(901)는 서버(908)를 통하여 전자 장치(904)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(901)는 프로세서(920), 메모리(930), 입력 장치(950), 음향 출력 장치(955), 표시 장치(960), 오디오 모듈(970), 센서 모듈(976), 인터페이스(977), 햅틱 모듈(979), 카메라 모듈(980), 전력 관리 모듈(988), 배터리(989)(예: 도 1 또는 도 4의 배터리(100, 400)), 통신 모듈(990), 가입자 식별 모듈(996) 또는 안테나 모듈(997)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(901)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 표시 장치(960) 또는 카메라 모듈(980))가 생략되거나 하나 이상의 다른 구성 요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들은 하나의 통합된 회로로 구현될 수 있다. 예를 들면, 센서 모듈(976)(예: 지문 센서, 홍채 센서, 또는 조도 센서)은 표시 장치(960)(예: 디스플레이)에 임베디드된 채 구현될 수 있다.
프로세서(920)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(940))를 실행하여 프로세서(920)에 연결된 전자 장치(901)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)을 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(920)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(976) 또는 통신 모듈(990))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(932)에 로드하고, 휘발성 메모리(932)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(934)에 저장할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(920)는 메인 프로세서(921)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서) 및 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(923)(예: 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 보조 프로세서(923)는 메인 프로세서(921)보다 저전력을 사용하거나, 또는 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(923)는 메인 프로세서(921)와 별개로 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
보조 프로세서(923)는, 예를 들면, 메인 프로세서(921)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(921)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(921)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(921)와 함께, 전자 장치(901)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 표시 장치(960), 센서 모듈(976), 또는 통신 모듈(990))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(923)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성 요소(예: 카메라 모듈(980) 또는 통신 모듈(990))의 일부로서 구현될 수 있다.
메모리(930)는, 전자 장치(901)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(920) 또는 센서모듈(976))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(940)) 및 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(930)는, 휘발성 메모리(932) 또는 비휘발성 메모리(934)를 포함할 수 있다.
프로그램(940)은 메모리(930)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(942), 미들 웨어(944) 또는 어플리케이션(946)을 포함할 수 있다.
입력 장치(950)는, 전자 장치(901)의 구성요소(예: 프로세서(920))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(901)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 장치(950)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 또는 키보드를 포함할 수 있다.
음향 출력 장치(955)는 음향 신호를 전자 장치(901)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 장치(955)는, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용되는 스피커와 전화 수신 전용으로 사용될 수 있고, 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일실시예에 따르면, 리시버는 스피커과 별개로 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
표시 장치(960)는 전자 장치(901)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 표시 장치(960)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 표시 장치(960)는 터치를 감지하도록 설정된 터치 회로(touch circuitry) 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 센서 회로(예: 압력 센서)를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(970)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일실시예에 따르면, 오디오 모듈(970)은, 입력 장치(950)를 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 장치(955) 또는 전자 장치(901)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(902)(예: 스피커 또는 헤드폰))를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(976)은 전자 장치(901)의 내부의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일실시예에 따르면, 센서 모듈(976)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(977)는 전자 장치(901)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(902))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜(들)을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 인터페이스(977)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(978)는, 그를 통해서 전자 장치(901)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(902))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 연결 단자(978)는, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(979)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일실시예에 따르면, 햅틱 모듈(979)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(980)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(980)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(988)은 전자 장치(901)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(988)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(989)는, 예를 들면, 도 1 또는 도 4의 배터리(100, 400)로서, 전자 장치(901)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급할 수 있다. 일실시예에 따르면, 배터리(989)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(990)은 전자 장치(901)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(902), 전자 장치(904), 또는 서버(908))간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(990)은 프로세서(920)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 통신 모듈(990)은 무선 통신 모듈(992)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈 등) 또는 유선 통신 모듈(994)(예: LAN(local area network) 통신 모듈 또는 전력선 통신 모듈 등)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제1 네트워크(998)(예: 블루투스, WiFi direct 또는 IrDA(infrared data association) 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제2 네트워크(999)(예: 셀룰러 네트워크, 인터넷 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부 전자 장치와 통신할 수 있다. 이러한 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성 요소(예: 단일 칩)로 통합되거나 또는 서로 별도의 복수의 구성요소들(예: 복수의 칩들)로 구현될 수 있다.
무선 통신 모듈(992)은 가입자 식별 모듈(996)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제1 네트워크(998) 또는 제2 네트워크(999)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(901)를 확인 및 인증할 수 있다.
안테나 모듈(997)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(997)은 하나 이상의 안테나들을 포함할 수 있고, 이로부터, 제1 네트워크(998) 또는 제2 네트워크(999)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(990)에 의해 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통해 통신 모듈(990)과 외부 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다.
상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))를 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제2 네트워크(999)에 연결된 서버(908)를 통해서 전자 장치(901)와 외부의 전자 장치(904) 간에 송신 또는 수신될 수 있다. 전자 장치(902, 904) 각각은 전자 장치(901)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(901)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부 전자 장치들(902, 904 또는 908) 중 하나 이상의 외부 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(901)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(901)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부 전자 장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(901)로 전달할 수 있다. 전자 장치(901)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 배터리(예: 도 1, 도 4, 도 5 또는 도 6의 배터리(100, 400, 500, 600))는, 제1 면 및 제2 면(예: 도 4의 제1 면(F1) 및 제2 면(F2))을 포함하는 케이스(예: 도 4의 케이스(403)); 제1 양극(예: 도 2의 제1 양극(111)), 제1 분리막(예: 도 2의 제1 분리막(115)) 및 제1 음극(예: 도 2의 제1 음극(113))을 포함하는 적어도 하나의 제1 단위 셀(예: 도 2의 제1 단위 셀(101a))로서, 상기 제1 음극은 상기 제1 단위 셀이 방전된 상태에서 제1 전기 전도도의 속성을 갖는 상기 적어도 하나의 제1 단위 셀; 및 제2 양극(예: 도 3의 제2 양극(121)), 제2 분리막(예: 도 3의 제2 분리막(125)) 및 제2 음극(예: 도 3의 제2 음극(123))을 포함하는 복수의 제2 단위 셀(예: 도 3의 제2 단위 셀(102a))로서, 상기 제2 음극은 상기 제2 단위 셀들이 방전된 상태에서 상기 제1 전기 전도도보다 낮은 제2 전기 전도도의 속성을 갖는 상기 복수의 제2 단위 셀을 포함하고, 상기 복수의 제2 단위 셀들은 상기 적어도 하나의 제1 단위 셀을 사이에 두고, 상기 제1 면 및 상기 제2 면에 인접하게 상기 케이스의 내부에 배치될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제1 음극은 흑연을 포함하고, 상기 제2 음극은 리튬 타이타늄 산화물을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제1 면에 인접하게 배치된 상기 제2 단위 셀과, 상기 제2 면에 인접하게 배치된 상기 제2 단위 셀이 서로 직렬로 연결되며, 상기 제1 단위 셀은 상기 제2 단위 셀들의 직렬 연결 구조와 병렬로 연결될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제2 양극은 코발트, 망간, 철 중 적어도 하나를 포함하는 올리빈 구조의 리튬 인 산화물을 포함하고, 상기 제2 음극은 리튬 타이타늄 산화물을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제1 양극은 리튬 코발트 산화물을 포함하고, 상기 제1 음극은 흑연을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 적어도 하나의 상기 제1 단위 셀(예: 도 4의 제1 단위 셀(401a))이 권취되어(wounded) 상기 제1 단위 셀의 일부분이 상기 제1 단위 셀의 다른 부분과 적층된 구조를 포함하며, 적어도 하나의 상기 제2 단위 셀(예: 도 4의 제2 단위 셀(402a))이 권취되어 상기 제2 단위 셀의 일부분이 상기 제2 단위 셀의 다른 부분과 적층된 구조를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제2 단위 셀의 권취 수는, 상기 제1 단위 셀의 권취 수와 상기 제2 단위 셀 권취 수 합의 약 5% 이상, 약 50% 이하일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 복수의 상기 제1 단위 셀이 적층되고, 적어도 하나의 상기 제2 단위 셀이 상기 제1 단위 셀들과 함께 적층될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 적층된 상기 제2 단위 셀의 수는, 적층된 상기 제1 단위 셀의 수와 상기 제2 단위 셀의 수 합의 약 5% 이상, 약 50% 이하일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제2 양극은 코발트, 망간, 철 중 적어도 하나를 포함하는 올리빈 구조의 리튬 인 산화물로서, 'LiCoxMnyFezPO4' 인 조성물을 포함할 수 있으며, 여기서, 0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤z≤1이고, x+y+z=1의 조건을 만족할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제2 음극은 Li4Ti4O12의 조성물을 가지는 리튬 타이타늄 산화물을 포함하는 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제1 양극은 리튬 코발트 산화물을 포함하고, 상기 제1 음극은 흑연을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 케이스는 적어도 하나의 상기 제1 단위 셀과 복수의 상기 제2 단위 셀을 봉지하는(encapsulating) 파우치 또는 캔 구조물을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제2 음극은, 충전된 상태에서의 전기 전도도보다 방전된 상태에서의 전기 전도도가 더 낮은 물질을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(예: 도 9의 전자 장치(901))는, 적어도 하나의 회로 소자(예: 도 9의 프로세서(120) 또는 전력 관리 모듈(988)); 및 상기 적어도 하나의 회로 소자와 전기적으로 연결된 배터리를 포함하고, 상기 배터리는, 제1 면 및 제2 면을 포함하는 케이스; 제1 양극, 제1 분리막 및 제1 음극을 포함하는 적어도 하나의 제1 단위 셀로서, 상기 제1 음극은 상기 제1 단위 셀이 방전된 상태에서 제1 전기 전도도의 속성을 갖는 상기 적어도 하나의 제1 단위 셀; 및 제2 양극, 제2 분리막 및 제2 음극을 포함하는 복수의 제2 단위 셀로서, 상기 제2 음극은 상기 제2 단위 셀들이 방전된 상태에서 상기 제1 전기 전도도보다 낮은 제2 전기 전도도의 속성을 갖는 상기 복수의 제2 단위 셀을 포함하고, 상기 복수의 제2 단위 셀들은 상기 적어도 하나의 제1 단위 셀을 사이에 두고, 상기 제1 면 및 상기 제2 면에 인접하게 상기 케이스의 내부에 배치될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제1 음극은 흑연을 포함하고, 상기 제2 음극은 리튬 타이타늄 산화물을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제2 양극은 코발트, 망간, 철 중 적어도 하나를 포함하는 올리빈 구조의 리튬 인 산화물을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제2 양극은 'LiCoxMnyFezPO4'인 조성물을 포함할 수 있으며, 여기서, 0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤z≤1이고, x+y+z=1의 조건을 만족할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제1 양극은 리튬 코발트 산화물을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 재충전 가능한 배터리는, 제1 면과 제2 면을 포함하는 케이스; 제1 양극, 제1 분리막 및 제1 음극을 포함하는 적어도 하나의 제1 단위 셀을 포함하는 내측 전극 조립체(예: 도 1 또는 도 4의 내측 전극 조립체(101, 401)); 및 제2 양극, 제2 분리막 및 제2 음극을 포함하는 적어도 하나의 제2 단위 셀을 포함하는 외측 전극 조립체(예: 도 1 또는 도 4의 외측 전극 조립체(102, 402)들을 포함하고, 상기 제1 양극은 리튬 코발트 산화물을 포함하고, 상기 제1 음극은 흑연을 포함하며, 상기 제2 양극은 전이 금속(transition metal)을 포함하는 올리빈 구조의 리튬 인 산화물을 포함하고, 상기 제2 음극은 리튬 타이타늄 산화물을 포함하고, 상기 외측 전극 조립체들은 상기 내측 전극 조립체를 사이에 두고, 상기 제1 면 및 상기 제2 면에 인접하게 상기 케이스의 내부에 배치되고, 상기 내측 전극 조립체의 충전 또는 방전 용량은 상기 배터리의 전체 충전 또는 방전 용량의 약 50% 이상 약 95% 이하일 수 있다.
이상, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.
100, 400: 배터리 101, 401: 내측 전극 조립체
102, 402: 외측 전극 조립체 101a, 401a: 제1 단위 셀
102a, 402a: 제2 단위 셀

Claims (20)

  1. 배터리에 있어서,
    제1 면 및 제2 면을 포함하는 케이스;
    제1 양극, 제1 분리막 및 제1 음극을 포함하는 적어도 하나의 제1 단위 셀로서, 상기 제1 음극은 상기 제1 단위 셀이 방전된 상태에서 제1 전기 전도도의 속성을 갖는 상기 적어도 하나의 제1 단위 셀; 및
    제2 양극, 제2 분리막 및 제2 음극을 포함하는 복수의 제2 단위 셀로서, 상기 제2 음극은 상기 제2 단위 셀들이 방전된 상태에서 상기 제1 전기 전도도보다 낮은 제2 전기 전도도의 속성을 갖는 상기 복수의 제2 단위 셀을 포함하고,
    상기 복수의 제2 단위 셀들은 상기 적어도 하나의 제1 단위 셀을 사이에 두고, 상기 제1 면 및 상기 제2 면에 인접하게 상기 케이스의 내부에 배치된 배터리.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 제1 음극은 흑연을 포함하고, 상기 제2 음극은 리튬 타이타늄 산화물을 포함하는 배터리.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 제1 면에 인접하게 배치된 상기 제2 단위 셀과, 상기 제2 면에 인접하게 배치된 상기 제2 단위 셀이 서로 직렬로 연결되며, 상기 제1 단위 셀은 상기 제2 단위 셀들의 직렬 연결 구조와 병렬로 연결된 배터리.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 제2 양극은 코발트, 망간, 철 중 적어도 하나를 포함하는 올리빈 구조의 리튬 인 산화물을 포함하고, 상기 제2 음극은 리튬 타이타늄 산화물을 포함하는 배터리.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 제1 양극은 리튬 코발트 산화물을 포함하고, 상기 제1 음극은 흑연을 포함하는 배터리.
  6. 제1 항에 있어서, 적어도 하나의 상기 제1 단위 셀이 권취되어(wounded) 상기 제1 단위 셀의 일부분이 상기 제1 단위 셀의 다른 부분과 적층된 구조를 포함하며,
    적어도 하나의 상기 제2 단위 셀이 권취되어 상기 제2 단위 셀의 일부분이 상기 제2 단위 셀의 다른 부분과 적층된 구조를 포함하는 배치된 배터리.
  7. 제6 항에 있어서, 상기 제2 단위 셀의 권취 수는, 상기 제1 단위 셀의 권취 수와 상기 제2 단위 셀 권취 수 합의 5% 이상, 50% 이하인 배터리.
  8. 제1 항에 있어서, 복수의 상기 제1 단위 셀이 적층되고,
    적어도 하나의 상기 제2 단위 셀이 상기 제1 단위 셀들과 함께 적층된 배터리.
  9. 제8 항에 있어서, 적층된 상기 제2 단위 셀의 수는, 적층된 상기 제1 단위 셀의 수와 상기 제2 단위 셀의 수 합의 5% 이상, 50% 이하인 배터리.
  10. 제1 항에 있어서, 상기 제2 양극은 코발트, 망간, 철 중 적어도 하나를 포함하는 올리빈 구조의 리튬 인 산화물로서, 다음의 [화학식 1]의 조성물을 가지는 배터리.
    [화학식 1]
    LiCoxMnyFezPO4
    여기서, 0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤z≤1이고, x+y+z=1.
  11. 제10 항에 있어서, 상기 제2 음극은 Li4Ti4O12의 조성물을 가지는 리튬 타이타늄 산화물을 포함하는 포함하는 배터리.
  12. 제11 항에 있어서, 상기 제1 양극은 리튬 코발트 산화물을 포함하고, 상기 제1 음극은 흑연을 포함하는 배터리.
  13. 제1 항에 있어서, 상기 케이스는 적어도 하나의 상기 제1 단위 셀과 복수의 상기 제2 단위 셀을 봉지하는(encapsulating) 파우치 또는 캔 구조물을 포함하는 배터리.
  14. 제1 항에 있어서, 상기 제2 음극은, 충전된 상태에서의 전기 전도도보다 방전된 상태에서의 전기 전도도가 더 낮은 물질을 포함하는 배터리.
  15. 전자 장치에 있어서,
    적어도 하나의 회로 소자; 및
    상기 적어도 하나의 회로 소자와 전기적으로 연결된 배터리를 포함하고,
    상기 배터리는,
    제1 면 및 제2 면을 포함하는 케이스;
    제1 양극, 제1 분리막 및 제1 음극을 포함하는 적어도 하나의 제1 단위 셀로서, 상기 제1 음극은 상기 제1 단위 셀이 방전된 상태에서 제1 전기 전도도의 속성을 갖는 상기 적어도 하나의 제1 단위 셀; 및
    제2 양극, 제2 분리막 및 제2 음극을 포함하는 복수의 제2 단위 셀로서, 상기 제2 음극은 상기 제2 단위 셀들이 방전된 상태에서 상기 제1 전기 전도도보다 낮은 제2 전기 전도도의 속성을 갖는 상기 복수의 제2 단위 셀을 포함하고,
    상기 복수의 제2 단위 셀들은 상기 적어도 하나의 제1 단위 셀을 사이에 두고, 상기 제1 면 및 상기 제2 면에 인접하게 상기 케이스의 내부에 배치된 상기 배터리를 포함하는 전자 장치.
  16. 제15 항에 있어서, 상기 제1 음극은 흑연을 포함하고, 상기 제2 음극은 리튬 타이타늄 산화물을 포함하는 전자 장치.
  17. 제16 항에 있어서, 상기 제2 양극은 코발트, 망간, 철 중 적어도 하나를 포함하는 올리빈 구조의 리튬 인 산화물을 포함하는 전자 장치.
  18. 제17 항에 있어서, 상기 제2 양극은 다음의 [화학식 2]의 조성물을 가지는 전자 장치.
    [화학식 2]
    LiCoxMnyFezPO4
    여기서, 0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤z≤1이고, x+y+z=1.
  19. 제18 항에 있어서, 상기 제1 양극은 리튬 코발트 산화물을 포함하는 전자 장치.
  20. 재충전 가능한 배터리에 있어서,
    제1 면과 제2 면을 포함하는 케이스;
    제1 양극, 제1 분리막 및 제1 음극을 포함하는 적어도 하나의 제1 단위 셀을 포함하는 내측 전극 조립체; 및
    제2 양극, 제2 분리막 및 제2 음극을 포함하는 적어도 하나의 제2 단위 셀을 포함하는 외측 전극 조립체들을 포함하고,
    상기 제1 양극은 리튬 코발트 산화물을 포함하고, 상기 제1 음극은 흑연을 포함하며, 상기 제2 양극은 전이 금속(transition metal)을 포함하는 올리빈 구조의 리튬 인 산화물을 포함하고, 상기 제2 음극은 리튬 타이타늄 산화물을 포함하고,
    상기 외측 전극 조립체들은 상기 내측 전극 조립체를 사이에 두고, 상기 제1 면 및 상기 제2 면에 인접하게 상기 케이스의 내부에 배치되고,
    상기 내측 전극 조립체의 충전 또는 방전 용량은 상기 배터리의 전체 충전 또는 방전 용량의 50% 이상 95% 이하인 배터리.
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