KR20210066519A - Battery structure and method for fabricating the same - Google Patents

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KR20210066519A KR1020190155863A KR20190155863A KR20210066519A KR 20210066519 A KR20210066519 A KR 20210066519A KR 1020190155863 A KR1020190155863 A KR 1020190155863A KR 20190155863 A KR20190155863 A KR 20190155863A KR 20210066519 A KR20210066519 A KR 20210066519A
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Abstract

The present invention relates to a battery structure and a method for manufacturing the same, and more specifically, to a battery structure formed by winding a linear battery having flexibility and a method for manufacturing the same. The battery structure according to an embodiment of the present invention is a battery structure formed by winding a linear battery and includes: a first winding unit formed by winding the linear battery along the circumference of a first axis extending in a first direction; and a second winding unit formed by winding the linear battery along the circumference of a second axis extending in a second direction crossing the first direction.

Description

전지 구조체 및 그 제조 방법{BATTERY STRUCTURE AND METHOD FOR FABRICATING THE SAME}BATTERY STRUCTURE AND METHOD FOR FABRICATING THE SAME

본 발명은 전지 구조체 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가요성을 가지는 선형 전지를 권선하여 형성되는 전지 구조체 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a battery structure and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a battery structure formed by winding a flexible linear battery and a method for manufacturing the same.

이차 전지는 외부의 전기 에너지를 화학 에너지의 형태로 바꾸어 저장해 두었다가 필요할 때에 전기를 만들어 내는 장치를 말한다. 이차 전지로는 납 축전지, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 축전지, 리튬 이온 전지, 리튬 이온 폴리머 전지 등이 있으며, 이와 같은 이차 전지는 재충전이 가능하고 소형 및 대용량화가 가능하다는 이점으로 인하여 최근 그 개발 및 사용이 증가하고 있다. A secondary battery refers to a device that converts external electrical energy into chemical energy, stores it, and generates electricity when needed. Secondary batteries include lead storage batteries, nickel cadmium batteries, nickel hydrogen storage batteries, lithium ion batteries, lithium ion polymer batteries, and the like. This is increasing.

일반적으로 이차 전지는 음극, 양극 및 분리막으로 구성된 전극 조립체를 원통형 또는 각형의 금속 캔이나 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스 내부에 장착하고 상기 전극 조립체에 전해질을 주입시켜 제조하는 바, 대부분 원통형, 각형 또는 파우치형의 형상을 가지게 된다.In general, secondary batteries are manufactured by mounting an electrode assembly composed of a negative electrode, a positive electrode, and a separator inside a cylindrical or prismatic metal can or a pouch-type case of an aluminum laminate sheet and injecting an electrolyte into the electrode assembly. It has a pouch-shaped shape.

이와 같은 형상을 가지는 이차 전지의 장착을 위하여는 일정한 공간을 필수적으로 요구하게 된다. 따라서, 원통형, 각형 또는 파우치형의 형상을 가지는 이차 전지는 다양한 형태의 휴대용 장치의 개발에 대한 제약으로 작용하게 되는 문제점이 있다. 이에, 형태의 변형이 용이한 신규한 형태의 이차 전지가 지속적으로 요구되고 있다.In order to mount a secondary battery having such a shape, a certain space is necessarily required. Accordingly, a secondary battery having a cylindrical, prismatic, or pouch shape has a problem in that it acts as a constraint on the development of various types of portable devices. Accordingly, there is a continuous demand for a secondary battery of a novel type that is easily deformable.

KRUS 10-2011-008958310-2011-0089583 AA

본 발명은 형상의 변경이 용이하고, 에너지 밀도를 향상시킬 수 있는 전지 구조체 및 그 제조 방법을 제공한다.The present invention provides a battery structure capable of easily changing a shape and improving energy density, and a method for manufacturing the same.

본 발명의 실시 예에 따른 전지 구조체는 선형 전지를 권선하여 형성되는 전지 구조체로서, 상기 선형 전지를 제1 방향으로 연장되는 제1 축의 둘레를 따라 권선하여 형성되는 제1 권선부; 및 상기 선형 전지를 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향으로 연장되는 제2 축의 둘레를 따라 권선하여 형성되는 제2 권선부;를 포함한다.A battery structure according to an embodiment of the present invention includes a battery structure formed by winding a linear battery, comprising: a first winding unit formed by winding the linear battery along a circumference of a first axis extending in a first direction; and a second winding unit formed by winding the linear battery along a periphery of a second axis extending in a second direction crossing the first direction.

상기 제2 권선부는 상기 제1 권선부의 적어도 일부를 감싸도록 형성될 수 있다.The second winding portion may be formed to surround at least a portion of the first winding portion.

상기 제1 권선부 및 제2 권선부는 상기 선형 전지를 연속적으로 권선하여 형성될 수 있다.The first winding part and the second winding part may be formed by continuously winding the linear battery.

상기 선형 전지는 제1 선형 전지 및 제2 선형 전지를 포함하고, 상기 제1 권선부는 상기 제1 선형 전지를 권선하여 형성되고, 상기 제2 권선부는 상기 제2 선형 전지를 권선하여 형성될 수 있다.The linear battery may include a first linear battery and a second linear battery, the first winding unit may be formed by winding the first linear battery, and the second winding unit may be formed by winding the second linear battery. .

상기 제1 권선부는 상기 선형 전지를 상기 제1 축의 둘레를 따라 절곡 권선하여 형성되고, 상기 제2 권선부는 상기 선형 전지를 상기 제2 축의 둘레를 따라 절곡 권선하여 형성될 수 있다.The first winding unit may be formed by bending and winding the linear battery along the circumference of the first axis, and the second winding unit may be formed by bending and winding the linear battery along the circumference of the second axis.

상기 선형 전지는, 일 방향으로 연장되어 외면에 전해질층이 형성되는 내부 전극; 상기 일 방향으로 연장되어 상기 내부 전극을 둘러싸는 외부 전극; 및 상기 일 방향으로 연장되어 상기 외부 전극을 둘러싸는 보호 피복;을 포함할 수 있다.The linear battery includes an internal electrode extending in one direction and having an electrolyte layer formed on an outer surface thereof; an external electrode extending in the one direction to surround the internal electrode; and a protective coating extending in the one direction to surround the external electrode.

상기 전지 구조체는 상기 제1 권선부 및 제2 권선부에 의하여 외부로부터 구획되는 중공의 내부 공간을 가질 수 있다.The battery structure may have a hollow inner space partitioned from the outside by the first winding part and the second winding part.

상기 전지 구조체는 상기 제1 권선부 및 제2 권선부에 의하여 전체적으로 육면체의 형상을 가질 수 있다.The battery structure may have a hexahedral shape as a whole by the first winding part and the second winding part.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 전지 구조체의 제조 방법은 선형 전지를 권선하여 형성되는 전지 구조체의 제조 방법으로서, 상기 선형 전지를 제1 방향으로 연장되는 제1 축의 둘레를 따라 1차 권선하는 과정; 및 상기 선형 전지를 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향으로 연장되는 제2 축의 둘레를 따라 2차 권선하는 과정;을 포함한다.On the other hand, the manufacturing method of the battery structure according to an embodiment of the present invention is a method of manufacturing a battery structure formed by winding a linear battery, the process of primary winding the linear battery along a circumference of a first axis extending in a first direction ; and secondary winding of the linear battery along a periphery of a second axis extending in a second direction crossing the first direction.

상기 2차 권선하는 과정은 상기 1차 권선하는 과정에서 형성된 제1 권선부의 적어도 일부를 감싸도록 이루어질 수 있다.The secondary winding process may be performed to surround at least a portion of the first winding part formed in the primary winding process.

상기 1차 권선하는 과정은 상기 선형 전지의 일부를 상기 제1 축의 둘레를 따라 권선하여 수행되고, 상기 2차 권선하는 과정은 상기 선형 전지의 잔부를 상기 제2 축의 둘레를 따라 권선하여 수행될 수 있다.The primary winding may be performed by winding a portion of the linear battery along the circumference of the first axis, and the secondary winding may be performed by winding the remainder of the linear battery along the circumference of the second axis. have.

상기 선형 전지는 제1 선형 전지 및 제2 선형 전지를 포함하고, 상기 1차 권선하는 과정은 상기 제1 선형 전지를 상기 제1 축의 둘레를 따라 권선하여 수행되고, 상기 2차 권선하는 과정은 상기 제2 선형 전지를 상기 제2 축의 둘레를 따라 권선하여 수행될 수 있다.The linear battery includes a first linear battery and a second linear battery, wherein the primary winding process is performed by winding the first linear battery along a circumference of the first axis, and the secondary winding process includes the It may be carried out by winding the second linear battery along the circumference of the second axis.

본 발명의 실시 예에 따른 전지 구조체 및 그 제조 방법에 의하면, 가요성을 가지는 선형 전지를 제1 방향 및 제2 방향으로 교차 권선하여 구조체를 형성함으로써 횡 방향 및 종 방향을 포함하는 전 방향으로의 형상이 용이하게 변경될 수 있다.According to the battery structure and the method for manufacturing the same according to an embodiment of the present invention, a structure is formed by cross-winding a linear battery having flexibility in the first direction and the second direction to form a structure in all directions including the transverse direction and the longitudinal direction. The shape can be easily changed.

이에 따라, 휴대용 장치가 전지를 수용하는 서로 다른 공간을 가지는 경우에도 그 형상이 변경되어 다양하게 장착될 수 있으며, 선형 전지를 제1 방향 및 제2 방향으로 교차 권선함으로써 에너지 밀도를 극대화할 수 있다.Accordingly, even when the portable device has different spaces for accommodating the battery, the shape of the portable device can be changed and mounted in various ways, and energy density can be maximized by cross-winding the linear battery in the first direction and the second direction. .

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 선형 전지의 단면을 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전지 구조체의 개략적인 모습을 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전지 구조체의 제조 방법을 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 선형 전지를 1차 권선 및 2차 권선하는 모습을 나타내는 도면.1 is a view showing a cross-section of a linear battery according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a schematic view of a battery structure according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing a method of manufacturing a battery structure according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing a state of primary winding and secondary winding of a linear battery according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 발명을 상세하게 설명하기 위해 도면은 과장되어 도시될 수 있으며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various different forms, and only the embodiments of the present invention allow the disclosure of the present invention to be complete, and the scope of the invention to those of ordinary skill in the art It is provided to fully inform In order to describe the invention in detail, the drawings may be exaggerated, and like numerals refer to like elements in the drawings.

<실시 예-1><Example-1>

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 선형 전지의 단면을 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전지 구조체의 개략적인 모습을 나타내는 도면이다.1 is a diagram illustrating a cross-section of a linear battery according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram schematically showing a battery structure according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 전지 구조체는 선형 전지(100)를 권선하여 형성되는 전지 구조체로서, 상기 선형 전지(100)를 제1 방향으로 연장되는 제1 축의 둘레를 따라 권선하여 형성되는 제1 권선부(110) 및 상기 선형 전지(100)를 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향으로 연장되는 제2 축의 둘레를 따라 권선하여 형성되는 제2 권선부(120)를 포함한다.1 and 2, the battery structure according to an embodiment of the present invention is a battery structure formed by winding the linear battery 100, the linear battery 100 around a first axis extending in a first direction. The first winding unit 110 formed by winding along the line and the second winding unit 120 formed by winding the linear battery 100 along the circumference of a second axis extending in a second direction crossing the first direction. ) is included.

전지 구조체는 선형 전지(100)를 권선하여 형성된다. 여기서, 선형 전지(100)는 일 방향으로 연장되며, 굴곡 및 절곡이 자유로워 가요성(可撓性; flexibility)을 가지는 전지를 의미한다.The battery structure is formed by winding the linear battery 100 . Here, the linear battery 100 means a battery that extends in one direction and has flexibility because it is freely bent and bent.

도 1에 그 횡단면이 도시된 바와 같이, 선형 전지(100)는 일 방향으로 연장되어 외면에 전해질층(20)이 형성되는 내부 전극(10), 상기 일 방향으로 연장되어 상기 내부 전극(10)을 둘러싸는 외부 전극(30) 및 상기 일 방향으로 연장되어 상기 외부 전극(30)을 둘러싸는 보호 피복(40)을 포함할 수 있다.1, the linear battery 100 has an internal electrode 10 extending in one direction to form an electrolyte layer 20 on the outer surface, and the internal electrode 10 extending in one direction. may include an external electrode 30 surrounding the , and a protective covering 40 extending in the one direction to surround the external electrode 30 .

여기서, 내부 전극(10)은 음극 또는 양극으로 구성될 수 있으며, 제1 집전체(12) 및 제1 활물질(14)을 포함할 수 있다. 이때, 제1 집전체(12)는 원통형의 형태로 형성될 수 있으며, 제1 집전체(12)의 외면에는 파이프 형태의 제1 활물질(14)이 형성될 수 있다. 도면에서는 제1 집전체(12)와 제1 활물질(14)이 분리된 일반적인 구조를 도시하였으나, 활물질 자체가 집전체의 역할을 수행하는 경우에는 집전체가 필수적이지 않음은 물론이다.Here, the internal electrode 10 may be configured as a negative electrode or a positive electrode, and may include a first current collector 12 and a first active material 14 . In this case, the first current collector 12 may be formed in a cylindrical shape, and the first active material 14 in the form of a pipe may be formed on the outer surface of the first current collector 12 . Although the drawing shows a general structure in which the first current collector 12 and the first active material 14 are separated, it goes without saying that the current collector is not essential when the active material itself functions as the current collector.

내부 전극(10)은 복수 개로 마련될 수 있다. 즉, 내부 전극(10)은 복수 개가 나란하게 배치되어 마련될 수 있다. 이때, 내부 전극(10)은 후술하는 외부 전극(30) 내에 3개 또는 4개로 마련될 수 있으며, 이와 같이 내부 전극(10)을 복수 개로 마련하는 경우 외부 전극(30)과 접하는 표면적이 증가하여 높은 전지 레이트를 가지며, 우수한 전지 성능의 확보가 가능하다. 또한, 변형이 가능한 선형 전지(100)의 특성상 반복적인 사용에 의하여 내부 전극(10)에 단선이 발생할 수 있는데, 내부 전극(10)을 복수 개로 마련하는 경우 하나의 내부 전극(10)에 단선이 발생하는 경우에도 작동이 가능하게 된다. 또한, 복수 개의 내부 전극(10)을 사용하는 경우 내부 전극(10)의 개수를 조정하여 내부 전극(10)과 외부 전극(30)의 용량 밸런스의 조절도 가능함은 물론이다.A plurality of internal electrodes 10 may be provided. That is, a plurality of internal electrodes 10 may be arranged side by side. In this case, three or four internal electrodes 10 may be provided in the external electrode 30 to be described later. In this way, when a plurality of internal electrodes 10 are provided, the surface area in contact with the external electrode 30 increases. It has a high battery rate, and it is possible to secure excellent battery performance. In addition, due to the nature of the deformable linear battery 100 , a disconnection may occur in the internal electrode 10 due to repeated use. When a plurality of internal electrodes 10 are provided, a disconnection occurs in one internal electrode 10 . Operation is possible even when it occurs. In addition, when a plurality of internal electrodes 10 are used, it is of course possible to adjust the capacity balance of the internal electrodes 10 and the external electrodes 30 by adjusting the number of internal electrodes 10 .

내부 전극(10)의 표면에는 전해질층(20)이 형성된다. 전해질층(20)은 내부 전극(10)과 외부 전극(30) 사이의 이온 전달의 통로 역할을 하며, 이들 이온의 이동은 전해질층(20)으로부터의 이온의 흡장 및 전해질층(20)으로의 이온의 방출을 통한 상호 작용에 의하여 이루어진다.An electrolyte layer 20 is formed on the surface of the internal electrode 10 . The electrolyte layer 20 serves as a passage for ion transfer between the inner electrode 10 and the outer electrode 30 , and the movement of these ions is the occlusion of ions from the electrolyte layer 20 and to the electrolyte layer 20 . It is achieved by interaction through the release of ions.

외부 전극(30)은 내부 전극(10)을 둘러싸도록 마련되며, 외부 전극(30)은 음극 또는 양극으로 구성될 수 있다. 여기서, 외부 전극(30)은 제2 집전체(32) 및 제2 활물질(34)을 포함할 수 있다. 이때, 제2 집전체(32)는 파이프 형태로 형성될 수 있으며, 제2 집전체(32)의 내부에는 내부 전극(10)이 배치되며, 제2 집전체(32)와 내부 전극(10) 사이에는 제2 활물질(34)이 충진될 수 있다. 도면에서는 제2 집전체(32)와 제2 활물질(34)이 분리된 일반적인 구조를 도시하였으나, 활물질 자체가 집전체의 역할을 수행하는 경우에는 집전체가 필수적이지 않음은 전술한 바와 같다.The external electrode 30 is provided to surround the internal electrode 10 , and the external electrode 30 may be configured as a negative electrode or an anode. Here, the external electrode 30 may include a second current collector 32 and a second active material 34 . In this case, the second current collector 32 may be formed in a pipe shape, and the internal electrode 10 is disposed inside the second current collector 32 , and the second current collector 32 and the internal electrode 10 . A second active material 34 may be filled therebetween. Although the drawing shows a general structure in which the second current collector 32 and the second active material 34 are separated, the current collector is not essential when the active material itself functions as the current collector, as described above.

본 발명의 실시 예에 따른 전지 구조체는 이와 같은 선형 전지(100)를 권선하여 형성된다. 이때, 본 발명의 실시 예에 따른 전지 구조체는 상기 선형 전지(100)를 제1 방향으로 연장되는 제1 축의 둘레를 따라 권선하여 형성되는 제1 권선부(110) 및 상기 선형 전지(100)를 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향으로 연장되는 제2 축의 둘레를 따라 권선하여 형성되는 제2 권선부(120)를 포함한다.The battery structure according to an embodiment of the present invention is formed by winding such a linear battery 100 . In this case, the battery structure according to an embodiment of the present invention includes a first winding unit 110 and the linear battery 100 formed by winding the linear battery 100 along a circumference of a first axis extending in a first direction. and a second winding unit 120 formed by winding along a circumference of a second axis extending in a second direction crossing the first direction.

제1 권선부(110)는 선형 전지(100)를 제1 방향으로 연장되는 제1 축의 둘레를 따라 권선하여 형성된다. 여기서, 제1 방향은 X축 방향일 수 있으며, 제1 축은 X축일 수 있다. 제1 권선부(110)는 선형 전지(100)를 예를 들어, X축의 둘레를 따라 나선형으로 권선하여 형성될 수 있다. 여기서, 제1 권선부(110)는 내부 공간을 형성하도록 선형 전지(100)를 X축의 둘레를 따라 권선할 수 있으며, Y축 방향을 따른 내부 공간의 전면과 후면 및 Z축 방향을 따른 내부 공간의 상면 및 하면은 제1 권선부(110)에 의하여 외부로부터 구획되게 된다. 여기서, 제1 권선부(110)는 선형 전지(100)를 X축의 둘레를 따라 절곡 권선하여 형성될 수 있다. 즉, 제1 권선부(110)는 선형 전지(100)를 X축의 둘레를 따라 대략 90°로 절곡하여 형성될 수 있다.The first winding unit 110 is formed by winding the linear battery 100 along a circumference of a first axis extending in the first direction. Here, the first direction may be the X-axis direction, and the first axis may be the X-axis. The first winding unit 110 may be formed by winding the linear battery 100 spirally along the periphery of the X-axis, for example. Here, the first winding unit 110 may wind the linear battery 100 along the periphery of the X-axis to form an inner space, and the front and rear surfaces of the inner space along the Y-axis direction and the inner space along the Z-axis direction. The upper and lower surfaces of the are to be partitioned from the outside by the first winding unit (110). Here, the first winding unit 110 may be formed by bending and winding the linear battery 100 along the periphery of the X-axis. That is, the first winding unit 110 may be formed by bending the linear battery 100 at approximately 90° along the perimeter of the X-axis.

제2 권선부(120)는 선형 전지(100)를 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향으로 연장되는 제2 축의 둘레를 따라 권선하여 형성된다. 여기서, 제2 방향은 Z축 방향일 수 있으며, 제2 축은 Z축일 수 있다. 제2 권선부(120)는 선형 전지(100)를 예를 들어, Z축의 둘레를 따라 나선형으로 권선하여 형성될 수 있다. 여기서, 제2 권선부(120)는 제1 권선부(110)의 적어도 일부를 감싸도록 형성될 수 있다. 즉, 제2 권선부(120)는 제1 권선부(110)의 X축 방향을 따른 좌측면과 우측면 및 Y축 방향을 따른 전면과 후면을 감싸도록 형성될 수 있다. 이때, 전술한 바와 같이, Y축 방향을 따른 내부 공간의 전면과 후면 및 Z축 방향을 따른 내부 공간의 상면 및 하면은 제1 권선부(110)에 의하여 외부로부터 구획되며, X축 방향을 따른 내부 공간의 좌측면과 우측면은 제2 권선부(120)에 의하여 외부로부터 구획된다. 이에, 전지 구조체는 제1 권선부(110) 및 제2 권선부(120)에 의하여 외부로부터 구획되는 중공의 내부 공간을 가질 수 있다.The second winding unit 120 is formed by winding the linear battery 100 along a circumference of a second axis extending in a second direction crossing the first direction. Here, the second direction may be a Z-axis direction, and the second axis may be a Z-axis. The second winding unit 120 may be formed by winding the linear battery 100 helically along the periphery of the Z-axis, for example. Here, the second winding unit 120 may be formed to surround at least a portion of the first winding unit 110 . That is, the second winding unit 120 may be formed to surround the left and right surfaces of the first winding unit 110 along the X-axis direction and the front and rear surfaces along the Y-axis direction. At this time, as described above, the front and rear surfaces of the inner space along the Y-axis direction and the upper and lower surfaces of the inner space along the Z-axis direction are partitioned from the outside by the first winding unit 110, and The left side and the right side of the inner space are partitioned from the outside by the second winding unit 120 . Accordingly, the battery structure may have a hollow inner space partitioned from the outside by the first winding unit 110 and the second winding unit 120 .

이와 같이, 전지 구조체가 제1 권선부(110) 및 제2 권선부(120)에 의하여 외부로부터 구획되는 중공의 내부 공간을 가지는 경우, 전지 구조체에 횡 방향 또는 종 방향을 포함하는 다양한 방향으로의 압력이 가해지는 경우 그 형상이 용이하게 변경될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따른 전지 구조체는 중공의 내부 공간이 전지 구조체의 변형을 수용하는 완충 공간으로의 역할을 하게 되어 횡 방향 및 종 방향을 포함하는 전 방향으로의 전극 구조체의 형상이 용이하게 변경될 수 있다.As such, when the battery structure has a hollow inner space partitioned from the outside by the first winding unit 110 and the second winding unit 120 , the battery structure can be moved in various directions including a transverse direction or a longitudinal direction. Its shape can be easily changed when pressure is applied. That is, in the battery structure according to an embodiment of the present invention, the hollow inner space serves as a buffer space for accommodating the deformation of the battery structure, so that the shape of the electrode structure in all directions including the transverse direction and the longitudinal direction is easy can be changed to

한편, 제2 권선부(120)는 선형 전지(100)를 Z축의 둘레를 따라 절곡 권선하여 형성될 수 있다. 즉, 제2 권선부(120)는 선형 전지(100)를 Z축의 둘레를 따라 대략 90°로 절곡하여 형성될 수 있다. 이에 따라, 전지 구조체는 선형 전지(100)를 X축의 둘레를 따라 대략 90°로 절곡하여 형성되는 제1 권선부(110) 및 선형 전지(100)를 Z축의 둘레를 따라 대략 90°로 절곡하여 형성되는 제2 권선부(120)에 의하여 전체적으로 육면체의 형상을 가질 수 있다.Meanwhile, the second winding unit 120 may be formed by bending and winding the linear battery 100 along the periphery of the Z-axis. That is, the second winding unit 120 may be formed by bending the linear battery 100 at approximately 90° along the periphery of the Z-axis. Accordingly, the battery structure is formed by bending the linear battery 100 at approximately 90° along the perimeter of the X-axis by bending the first winding unit 110 and the linear battery 100 at approximately 90° along the perimeter of the Z-axis. The formed second winding unit 120 may have a hexahedral shape as a whole.

여기서, 제1 권선부(110) 및 제2 권선부(120)는 하나의 선형 전지(100)를 연속적으로 권선하여 형성될 수 있다. 즉, 제1 권선부(110)는 선형 전지(100)의 일부를 X축의 둘레를 따라 권선하여 형성되고, 제2 권선부(120)는 선형 전지(100)의 나머지 일부, 즉 잔부를 Z축의 둘레를 따라 권선하여 형성될 수 있다. 이와 같이, 제1 권선부(110) 및 제2 권선부(120)를 하나의 선형 전지(100)를 연속적으로 권선하여 형성함으로써 결선을 통하여 하나의 선형 전극으로부터 외부로부터 구획되는 중공의 내부 공간을 가지는 전지 구조체를 제조할 수 있게 된다.Here, the first winding unit 110 and the second winding unit 120 may be formed by continuously winding one linear battery 100 . That is, the first winding unit 110 is formed by winding a part of the linear battery 100 along the periphery of the X-axis, and the second winding unit 120 is the remaining part of the linear battery 100 , that is, the remainder of the Z-axis. It may be formed by winding along the circumference. In this way, the first winding unit 110 and the second winding unit 120 are formed by continuously winding one linear battery 100 to form a hollow inner space partitioned from the outside from one linear electrode through a connection. It becomes possible to manufacture a battery structure with eggplant.

반면, 도시되지는 않았으나, 선형 전지(100)는 별개로 마련된 제1 선형 전지(100) 및 제2 선형 전지(100)를 포함할 수 있다. 이때, 제1 권선부(110)는 상기 제1 선형 전지(100)를 권선하여 형성될 수 있으며, 상기 제2 권선부(120)는 상기 제2 선형 전지(100)를 권선하여 형성될 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 전지 구조체는 하나의 선형 전극뿐만 아니라, 복수 개의 선형 전지(100)를 서로 다른 방향으로 권선하여 외부로부터 구획되는 중공의 내부 공간을 가지는 전지 구조체를 제조할 수도 있다.On the other hand, although not shown, the linear battery 100 may include the first linear battery 100 and the second linear battery 100 separately provided. In this case, the first winding unit 110 may be formed by winding the first linear battery 100 , and the second winding unit 120 may be formed by winding the second linear battery 100 . . As such, the battery structure according to an embodiment of the present invention may manufacture a battery structure having a hollow internal space partitioned from the outside by winding a plurality of linear batteries 100 in different directions as well as one linear electrode. have.

<실시 예-2><Example-2>

이하에서, 본 발명의 실시 예에 따른 전지 구조체의 제조 방법에 대하여 설명하기로 한다. 본 발명의 실시 예에 따른 전지 구조체의 제조 방법은 전술한 본 발명의 실시 예에 따른 전지 구조체를 제조하기 위한 방법으로서, 전지 구조체의 구조와 관련하여 전술한 내용과 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, a method for manufacturing a battery structure according to an embodiment of the present invention will be described. The manufacturing method of the battery structure according to the embodiment of the present invention is a method for manufacturing the battery structure according to the embodiment of the present invention described above, and the description overlapping with the above-mentioned content with respect to the structure of the battery structure will be omitted .

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전지 구조체의 제조 방법을 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 선형 전지(100)를 1차 권선 및 2차 권선하는 모습을 나타내는 도면이다.FIG. 3 is a view showing a method of manufacturing a battery structure according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a view showing a state of primary winding and secondary winding of the linear battery 100 according to an embodiment of the present invention.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 전지 구조체의 제조 방법은, 선형 전지(100)를 권선하여 형성되는 전지 구조체의 제조 방법으로서 상기 선형 전지(100)를 제1 방향으로 연장되는 제1 축의 둘레를 따라 1차 권선하는 과정(S100) 및 상기 선형 전지(100)를 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향으로 연장되는 제2 축의 둘레를 따라 2차 권선하는 과정(S200)을 포함한다.3 and 4 , the method for manufacturing a battery structure according to an embodiment of the present invention is a method of manufacturing a battery structure formed by winding the linear battery 100 by turning the linear battery 100 in a first direction. A process of primary winding along the perimeter of an extended first axis (S100) and secondary winding of the linear battery 100 along a perimeter of a second axis extending in a second direction crossing the first direction (S200) ) is included.

여기서, 선형 전지(100)는 일 방향으로 연장되어 외면에 전해질층(20)이 형성되는 내부 전극(10), 상기 일 방향으로 연장되어 상기 내부 전극(10)을 둘러싸는 외부 전극(30) 및 상기 일 방향으로 연장되어 상기 외부 전극(30)을 둘러싸는 보호 피복(40)을 포함하여 굴곡 및 절곡이 자유로운 전지를 의미함은 전술한 바와 같다.Here, the linear battery 100 includes an internal electrode 10 extending in one direction and having an electrolyte layer 20 formed on an outer surface thereof, an external electrode 30 extending in one direction and surrounding the internal electrode 10, and As described above, it means a battery that extends in one direction and includes a protective coating 40 surrounding the external electrode 30 so that bending and bending are free.

선형 전지(100)를 1차 권선하는 과정(S100)은 선형 전지(100)를 제1 방향으로 연장되는 제1 축의 둘레를 따라 1차 권선한다. 선형 전지(100)를 1차 권선하는 과정(S100)에서는 전술한 전지 구조체의 제1 권선부(110)가 형성된다. 즉, 선형 전지(100)를 1차 권선하는 과정(S100)은 선형 전지(100)를 예를 들어, X축의 둘레를 따라 나선형으로 권선하여 이루어지며, 여기서, 제1 권선부(110)는 내부 공간을 형성하도록 선형 전지(100)를 X축의 둘레를 따라 권선할 수 있다. 이때, 제1 권선부(110)가 내부 공간을 형성하도록 선형 전지(100)를 권선하기 위하여 내부 공간에 대응하는 형상을 가지는 보빈 등을 마련하고, 상기 보빈에 선형 전지(100)를 권선한 후, 보빈을 제거함으로써 제1 권선부(110)를 형성할 수도 있음은 물론이다. 선형 전지(100)를 1차 권선하는 과정(S100)에서는 Y축 방향을 따른 내부 공간의 전면과 후면 및 Z축 방향을 따른 내부 공간의 상면 및 하면은 제1 권선부(110)에 의하여 외부로부터 구획된다.In the process of primary winding the linear battery 100 ( S100 ), the linear battery 100 is primary wound along the circumference of the first axis extending in the first direction. In the process ( S100 ) of the primary winding of the linear battery 100 , the first winding part 110 of the battery structure described above is formed. That is, the process ( S100 ) of the primary winding of the linear battery 100 is made by winding the linear battery 100 helically along the periphery of the X-axis, for example, where the first winding unit 110 is internally The linear battery 100 may be wound along the perimeter of the X-axis to form a space. At this time, a bobbin having a shape corresponding to the inner space is provided for winding the linear battery 100 so that the first winding unit 110 forms an internal space, and the linear battery 100 is wound on the bobbin. Of course, it is also possible to form the first winding unit 110 by removing the bobbin. In the process of primary winding the linear battery 100 ( S100 ), the front and rear surfaces of the inner space along the Y-axis direction and the upper and lower surfaces of the inner space along the Z-axis direction are separated from the outside by the first winding unit 110 . are compartmentalized

이때, 선형 전지(100)를 1차 권선하는 과정(S100)은 선형 전지(100)를 X축의 둘레를 따라 절곡 권선하여 이루어질 수 있다. 즉, 선형 전지(100)를 1차 권선하는 과정(S100)은 선형 전지(100)를 X축의 둘레를 따라 대략 90°로 절곡 권선하여 이루어질 수 있다.In this case, the process ( S100 ) of the primary winding of the linear battery 100 may be performed by winding the linear battery 100 by bending along the periphery of the X-axis. That is, the process ( S100 ) of primary winding of the linear battery 100 may be performed by winding the linear battery 100 by bending it at approximately 90° along the perimeter of the X-axis.

선형 전지(100)를 2차 권선하는 과정(S200)은 선형 전지(100)를 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되는 제2 축의 둘레를 따라 2차 권선한다. 선형 전지(100)를 2차 권선하는 과정(S200)에서는 전술한 전지 구조체의 제2 권선부(120)가 형성된다. 즉, 선형 전지(100)를 2차 권선하는 과정(S200)은 선형 전지(100)를 예를 들어, Z축의 둘레를 따라 나선형으로 권선하여 이루어진다. 이때, 선형 전지(100)를 2차 권선하는 과정(S200)은 상기 선형 전극을 1차 권선하는 과정(S100)에서 형성된 제1 권선부(110)의 적어도 일부를 감싸도록 이루어진다. 즉, 제2 권선부(120)는 제1 권선부(110)의 X축 방향을 따른 좌측면과 우측면 및 Y축 방향을 따른 전면과 후면을 감싸도록 형성될 수 있으며, 여기서 X축 방향을 따른 내부 공간의 좌측면과 우측면은 제2 권선부(120)에 의하여 외부로부터 구획된다. 이에, 본 발명의 실시 예에 따라 제조되는 전지 구조체는 제1 권선부(110) 및 제2 권선부(120)에 의하여 외부로부터 구획되는 중공의 내부 공간을 가질 수 있다.In the secondary winding of the linear battery 100 ( S200 ), the linear battery 100 is secondary wound along a periphery of a second axis extending in a second direction intersecting the first direction. In the process of secondary winding the linear battery 100 ( S200 ), the second winding unit 120 of the battery structure described above is formed. That is, the secondary winding of the linear battery 100 ( S200 ) is performed by winding the linear battery 100 in a spiral shape along the periphery of the Z-axis, for example. In this case, the secondary winding of the linear battery 100 ( S200 ) is configured to surround at least a portion of the first winding unit 110 formed in the primary winding of the linear electrode ( S100 ). That is, the second winding unit 120 may be formed to surround the left and right sides of the first winding unit 110 along the X-axis direction, and the front and rear surfaces along the Y-axis direction, where in the X-axis direction. The left side and the right side of the inner space are partitioned from the outside by the second winding unit 120 . Accordingly, the battery structure manufactured according to an embodiment of the present invention may have a hollow inner space partitioned from the outside by the first winding unit 110 and the second winding unit 120 .

한편, 선형 전지(100)를 2차 권선하는 과정(S200)은 선형 전지(100)를 Z축의 둘레를 따라 절곡 권선하여 이루어질 수 있다. 즉, 선형 전지(100)를 2차 권선하는 과정(S200)은 선형 전지(100)를 Z축의 둘레를 따라 대략 90°로 절곡 권선하여 이루어질 수 있다. 이에 따라, 제조되는 전지 구조체는 선형 전지(100)를 X축의 둘레를 따라 대략 90°로 절곡하여 형성되는 제1 권선부(110) 및 선형 전지(100)를 Z축의 둘레를 따라 대략 90°로 절곡하여 형성되는 제2 권선부(120)에 의하여 전체적으로 육면체의 형상을 가질 수 있다.Meanwhile, the secondary winding of the linear battery 100 ( S200 ) may be performed by bending and winding the linear battery 100 along the periphery of the Z-axis. That is, the secondary winding of the linear battery 100 ( S200 ) may be performed by bending and winding the linear battery 100 at approximately 90° along the periphery of the Z-axis. Accordingly, the manufactured battery structure is formed by bending the linear battery 100 at approximately 90° along the perimeter of the X-axis, and the first winding unit 110 and the linear battery 100 are bent at approximately 90° along the perimeter of the Z-axis. The second winding part 120 formed by bending may have a hexahedral shape as a whole.

여기서, 선형 전극을 1차 권선하는 과정(S100) 및 선형 전지(100)를 2차 권선하는 과정(S200)은 하나의 선형 전지(100)에 대하여 연속적으로 이루어질 수 있다. 즉, 제1 권선부(110)는 선형 전지(100)의 일부를 X축의 둘레를 따라 권선하여 형성되고, 제2 권선부(120)는 선형 전지(100)의 나머지 일부, 즉 잔부를 Z축의 둘레를 따라 권선하여 형성될 수 있다. 이와 같이, 제1 권선부(110) 및 제2 권선부(120)를 하나의 선형 전지(100)를 연속적으로 권선하여 형성함으로써 결선을 통하여 하나의 선형 전극으로부터 외부로부터 구획되는 중공의 내부 공간을 가지는 전지 구조체를 제조할 수 있게 된다.Here, the process of primary winding the linear electrode ( S100 ) and the secondary winding of the linear battery 100 ( S200 ) may be continuously performed for one linear battery 100 . That is, the first winding unit 110 is formed by winding a part of the linear battery 100 along the periphery of the X-axis, and the second winding unit 120 is the remaining part of the linear battery 100 , that is, the remainder of the Z-axis. It may be formed by winding along the circumference. In this way, the first winding unit 110 and the second winding unit 120 are formed by continuously winding one linear battery 100 to form a hollow inner space partitioned from the outside from one linear electrode through a connection. It becomes possible to manufacture a battery structure with eggplant.

또한, 전술한 바와 같이 선형 전지(100)는 별개로 마련된 제1 선형 전지(100) 및 제2 선형 전지(100)를 포함할 수도 있음은 물론이다. 이때, 제1 권선부(110)는 상기 제1 선형 전지(100)를 권선하여 형성될 수 있으며, 상기 제2 권선부(120)는 상기 제2 선형 전지(100)를 권선하여 형성될 수 있다. 이에 따라 본 발명의 실시 예에서는 하나의 선형 전극뿐만 아니라, 복수 개의 선형 전지(100)를 서로 다른 방향으로 권선하여 외부로부터 구획되는 중공의 내부 공간을 가지는 전지 구조체를 제조할 수도 있다.Also, as described above, the linear battery 100 may include the first linear battery 100 and the second linear battery 100 separately provided. In this case, the first winding unit 110 may be formed by winding the first linear battery 100 , and the second winding unit 120 may be formed by winding the second linear battery 100 . . Accordingly, in an embodiment of the present invention, a battery structure having a hollow internal space partitioned from the outside may be manufactured by winding a plurality of linear batteries 100 in different directions as well as a single linear electrode.

이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 전지 구조체 및 그 제조 방법에 의하면, 가요성을 가지는 선형 전지(100)를 제1 방향 및 제2 방향으로 교차 권선하여 구조체를 형성함으로써 횡 방향 및 종 방향을 포함하는 전 방향으로의 형상이 용이하게 변경될 수 있다.As described above, according to the battery structure and the method for manufacturing the same according to an embodiment of the present invention, the linear battery 100 having flexibility is cross-winded in the first direction and the second direction to form a structure, so that the transverse and longitudinal directions are changed. The shape in all directions including it can be easily changed.

이에 따라, 휴대용 장치가 전지를 수용하는 서로 다른 공간을 가지는 경우에도 그 형상이 변경되어 다양하게 장착될 수 있으며, 선형 전지(100)를 제1 방향 및 제2 방향으로 교차 권선함으로써 에너지 밀도를 극대화할 수 있다.Accordingly, even when the portable device has different spaces for accommodating the battery, its shape can be changed and mounted in various ways, and energy density is maximized by cross-winding the linear battery 100 in the first direction and the second direction. can do.

상기에서, 본 발명의 바람직한 실시 예가 특정 용어들을 사용하여 설명 및 도시되었지만 그러한 용어는 오로지 본 발명을 명확하게 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 실시 예 및 기술된 용어는 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고서 여러 가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같이 변형된 실시 예들은 본 발명의 사상 및 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 되며, 본 발명의 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.In the above, preferred embodiments of the present invention have been described and illustrated using specific terms, but such terms are only for clearly describing the present invention, and the embodiments and described terms of the present invention are the spirit of the following claims. And it is obvious that various changes and changes can be made without departing from the scope. Such modified embodiments should not be individually understood from the spirit and scope of the present invention, but should be said to fall within the scope of the claims of the present invention.

10: 내부 전극 12: 제1 집전체
14: 제1 활물질 20: 전해질층
30: 외부 전극 32: 제2 집전체
34: 제2 활물질 40: 보호 피복
100: 선형 전지 110: 제1 권선부
120: 제2 권선부10: internal electrode 12: first current collector
14: first active material 20: electrolyte layer
30: external electrode 32: second current collector
34: second active material 40: protective coating
100: linear battery 110: first winding unit
120: second winding unit

Claims (12)

선형 전지를 권선하여 형성되는 전지 구조체로서,
상기 선형 전지를 제1 방향으로 연장되는 제1 축의 둘레를 따라 권선하여 형성되는 제1 권선부; 및
상기 선형 전지를 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향으로 연장되는 제2 축의 둘레를 따라 권선하여 형성되는 제2 권선부;를 포함하는 전지 구조체.
As a battery structure formed by winding a linear battery,
a first winding unit formed by winding the linear battery along a circumference of a first axis extending in a first direction; and
A battery structure including a; a second winding portion formed by winding the linear battery along a periphery of a second axis extending in a second direction crossing the first direction.
 청구항 1에 있어서,
상기 제2 권선부는 상기 제1 권선부의 적어도 일부를 감싸도록 형성되는 전지 구조체.
The method according to claim 1,
The second winding part is formed to surround at least a portion of the first winding part.
 청구항 1에 있어서,
상기 제1 권선부 및 제2 권선부는 상기 선형 전지를 연속적으로 권선하여 형성되는 전지 구조체.
The method according to claim 1,
The first winding portion and the second winding portion are formed by continuously winding the linear battery.
 청구항 1에 있어서,
상기 선형 전지는 제1 선형 전지 및 제2 선형 전지를 포함하고,
상기 제1 권선부는 상기 제1 선형 전지를 권선하여 형성되고,
상기 제2 권선부는 상기 제2 선형 전지를 권선하여 형성되는 전지 구조체.
The method according to claim 1,
The linear cell comprises a first linear cell and a second linear cell,
The first winding unit is formed by winding the first linear battery,
The second winding portion is a battery structure formed by winding the second linear battery.
 청구항 1에 있어서,
상기 제1 권선부는 상기 선형 전지를 상기 제1 축의 둘레를 따라 절곡 권선하여 형성되고,
상기 제2 권선부는 상기 선형 전지를 상기 제2 축의 둘레를 따라 절곡 권선하여 형성되는 전지 구조체.
The method according to claim 1,
The first winding part is formed by bending and winding the linear battery along the circumference of the first axis,
The second winding portion is a battery structure formed by winding the linear battery along a circumference of the second axis.
 청구항 1에 있어서,
상기 선형 전지는,
일 방향으로 연장되어 외면에 전해질층이 형성되는 내부 전극;
상기 일 방향으로 연장되어 상기 내부 전극을 둘러싸는 외부 전극; 및
상기 일 방향으로 연장되어 상기 외부 전극을 둘러싸는 보호 피복;을 포함하는 전지 구조체.
The method according to claim 1,
The linear battery is
an inner electrode extending in one direction and having an electrolyte layer formed on an outer surface thereof;
an external electrode extending in the one direction to surround the internal electrode; and
A battery structure including a; a protective coating extending in the one direction and surrounding the external electrode.
 청구항 1에 있어서,
상기 전지 구조체는 상기 제1 권선부 및 제2 권선부에 의하여 외부로부터 구획되는 중공의 내부 공간을 가지는 전지 구조체.
The method according to claim 1,
The battery structure has a hollow inner space partitioned from the outside by the first winding portion and the second winding portion.
 청구항 1에 있어서,
상기 전지 구조체는 상기 제1 권선부 및 제2 권선부에 의하여 전체적으로 육면체의 형상을 가지는 전지 구조체.
The method according to claim 1,
The battery structure has a shape of a hexahedron as a whole by the first winding portion and the second winding portion.
 선형 전지를 권선하여 형성되는 전지 구조체의 제조 방법으로서,
상기 선형 전지를 제1 방향으로 연장되는 제1 축의 둘레를 따라 1차 권선하는 과정; 및
상기 선형 전지를 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향으로 연장되는 제2 축의 둘레를 따라 2차 권선하는 과정;을 포함하는 전지 구조체의 제조 방법.
A method of manufacturing a battery structure formed by winding a linear battery, comprising:
primary winding of the linear battery along a circumference of a first axis extending in a first direction; and
Secondary winding of the linear battery along a periphery of a second axis extending in a second direction intersecting the first direction; Method of manufacturing a battery structure including a.
 청구항 9에 있어서,
상기 2차 권선하는 과정은 상기 1차 권선하는 과정에서 형성된 제1 권선부의 적어도 일부를 감싸도록 이루어지는 전지 구조체의 제조 방법.
10. The method of claim 9,
The secondary winding process is a method of manufacturing a battery structure configured to surround at least a portion of the first winding portion formed in the primary winding process.
 청구항 9에 있어서,
상기 1차 권선하는 과정은 상기 선형 전지의 일부를 상기 제1 축의 둘레를 따라 권선하여 수행되고,
상기 2차 권선하는 과정은 상기 선형 전지의 잔부를 상기 제2 축의 둘레를 따라 권선하여 수행되는 전지 구조체의 제조 방법.
10. The method of claim 9,
The primary winding process is performed by winding a part of the linear battery along the circumference of the first axis,
The secondary winding process is a method of manufacturing a battery structure that is performed by winding the remainder of the linear battery along the circumference of the second axis.
 청구항 9에 있어서,
상기 선형 전지는 제1 선형 전지 및 제2 선형 전지를 포함하고,
상기 1차 권선하는 과정은 상기 제1 선형 전지를 상기 제1 축의 둘레를 따라 권선하여 수행되고,
상기 2차 권선하는 과정은 상기 제2 선형 전지를 상기 제2 축의 둘레를 따라 권선하여 수행되는 전지 구조체의 제조 방법.
10. The method of claim 9,
The linear cell comprises a first linear cell and a second linear cell,
The primary winding process is performed by winding the first linear battery along the circumference of the first axis,
The secondary winding process is a method of manufacturing a battery structure that is performed by winding the second linear battery along the circumference of the second axis.
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