KR20210075630A - 폴더블 배터리 - Google Patents

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Abstract

폴더블 배터리가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 폴더블 배터리는 소정의 면적을 갖는 판상으로 형성되고, 일단부로부터 일부의 길이가 길이방향을 따라 복수 회 롤링되어 형성된 제1전극부와 타단부로부터 일부의 길이가 길이방향을 따라 복수 회 롤링되어 형성된 제2전극부를 포함하는 전극조립체; 및 상기 제1전극부를 전해액과 함께 수용하는 제1수용부와, 상기 제2전극부를 전해액과 함께 수용하는 제2수용부가 형성된 커버부재;를 포함한다.

Description

폴더블 배터리{Foldable battery}
본 발명은 폴더블 배터리에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폴더블 기기에 효율적인 적용이 가능한 폴더블 배터리에 관한 것이다.
최근, 두루마리형 디스플레이, 무선 헤드폰 등과 같은 전자제품에 적용할 수 있는 플렉서블 배터리에 대한 관심이 높아지고 있다.
플렉서블 배터리는 니켈-카드뮴 배터리, 니켈-수소 배터리, 니켈-아연 배터리 등 다른 배터리와 비교할 때 단위 중량당 에너지 밀도가 높고 가벼운 무게로 구현될 수 있으며 급속 충전이 가능하기 때문에 활용도가 우수하다.
그 일환으로, 음극, 양극 및 세퍼레이터를 포함하는 전극조립체와 전해질을 커버부재에 함께 봉지하는 파우치형 배터리가 개발되고 있다.
이러한 파우치형 배터리는 가요성(flexible)을 갖는 소재로 커버부재가 제작되어 다양한 형태로 제조가 가능하며, 높은 질량당 에너지밀도를 구현할 수 있다는 장점이 있다.
그러나 종래의 파우치형 배터리는 전극조립체를 구성하는 양극 및 음극의 적층수를 증가시키면 전체 축전용량은 증가하나, 배터리 전체두께 역시 증가한다.
이에 따라, 양극 및 음극이 복수 회로 적층된 전극조립체는 전체 축전용량은 증가할 수 있으나 가요성이 떨어지는 문제가 있다.
이로 인해, 고용량을 구현하기 위하여 전극조립체가 양극 및 음극이 복수 회로 적층된 형태로 구성된 파우치형 배터리가 두 개의 화면이 접히는 폴더블 폰과 같은 폴더블 기기에 적용되면, 폴더블 기기 자체의 폴딩이 불가능한 문제가 있다.
KR 10-2012-0023491 A
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 축전용량을 늘리면서도 자유로운 폴딩이 가능한 폴더블 배터리를 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 소정의 면적을 갖는 판상으로 형성되고, 일단부로부터 일부의 길이가 길이방향을 따라 복수 회 롤링되어 형성된 제1전극부와 타단부로부터 일부의 길이가 길이방향을 따라 복수 회 롤링되어 형성된 제2전극부를 포함하는 전극조립체; 및 상기 제1전극부를 전해액과 함께 수용하는 제1수용부와, 상기 제2전극부를 전해액과 함께 수용하는 제2수용부가 형성된 커버부재;를 포함하는 폴더블 배터리를 제공한다.
또한, 상기 전극조립체는, 상기 제1전극부의 롤링방향과 상기 제2전극부의 롤링방향이 서로 반대방향일 수 있다.
또한, 상기 전극조립체는, 양극, 상기 양극의 모든 면을 덮는 세퍼레이터 및 상기 세퍼레이터의 일면에 적층된 음극으로 구성되는 적층체이거나, 음극, 상기 음극의 모든 면을 덮는 세퍼레이터 및 상기 세퍼레이터의 일면에 적층된 양극으로 구성되는 적층체일 수 있다.
또한, 상기 세퍼레이터는 내부에 배치되는 양극 또는 음극의 단부로부터 길이방향을 따라 연장되는 연장부분을 포함할 수 있고, 상기 연장부분은 상기 세퍼레이터의 일면에 적층된 양극 또는 음극을 덮는 방향으로 접이될 수 있다.
또한, 상기 제1수용부 및 제2수용부는 가상의 직선을 경계로 좌우 양측에 위치하도록 상기 커버부재에 형성될 수 있다.
또한, 상기 커버부재는 상기 가상의 직선을 기준으로 접이될 수 있다.
또한, 상기 커버부재는 상기 가상의 직선을 따라 일방향으로 돌출형성되는 접이유도부를 포함할 수 있고, 상기 접이유도부는 상기 제1수용부 및 제2수용부의 돌출방향과 동일한 방향을 향하도록 돌출형성될 수 있다.
또한, 상기 제1수용부 및 제2수용부는 서로 연통되도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 커버부재는 상기 제1수용부 및 제2수용부가 소정의 깊이를 갖도록 형성된 제1커버부재와, 상기 제1수용부 및 제2수용부를 동시에 덮도록 상기 제1커버부재의 일면을 덮는 제2커버부재를 포함할 수 있다.
또한, 상기 커버부재는 서로 마주하는 제1커버부재 및 제2커버부재의 대향면 사이에 상기 제1수용부 및 제2수용부를 서로 연통시키는 연통로를 형성하면서 상기 제1수용부 및 제2수용부에 수용된 전해액이 외부로 누설되는 것을 방지할 수 있도록 서로 마주하는 제1커버부재 및 제2커버부재의 테두리가 밀봉될 수 있다.
또한, 상기 제1수용부 및 제2수용부는 상기 제1커버부재의 일면으로부터 일방향으로 돌출되도록 형성될 수 있고, 상기 제1수용부의 돌출방향과 상기 제2수용부의 돌출방향은 서로 동일한 방향일 수 있다.
또한, 외부와의 전기적인 연결을 위하여 상기 전극조립체로부터 각각 연장되어 상기 커버부재의 외측으로 돌출되는 제1단자 및 제2단자를 포함할 수 있고, 상기 제1단자는 상기 제1전극부 측에 위치하도록 형성되고 상기 제2단자는 상기 제2전극부 측에 위치하도록 형성될 수 있다.
또한, 외부와의 전기적인 연결을 위하여 상기 전극조립체로부터 각각 연장되어 상기 커버부재의 외측으로 돌출되는 제1단자 및 제2단자를 포함할 수 있고, 상기 제1단자 및 제2단자는 둘 다 모두 상기 제1전극부 측에 위치하도록 형성되거나 둘 다 모두 상기 제2전극부 측에 위치하도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1전극부 및 제2전극부의 최대두께는 상기 제1수용부 및 제2수용부의 깊이와 동일한 크기일 수 있다.
본 발명에 의하면, 고용량을 구현하면서도 자유로운 폴딩이 가능함으로써 폴더블 기기에 효율적인 적용이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴더블 배터리를 나타낸 전체개략도,
도 2는 도 1의 분리도,
도 3은 도 1의 A-A 방향 단면도,
도 4는 도 1에 적용되는 전극조립체의 롤링 전 상태를 나타낸 도면,
도 5는 도 4의 분리도,
도 6은 도 4의 B-B 방향 단면도,
도 7은 도 4에서 제1전극부, 연결부 및 제2전극부를 구성하는 부분을 개념적으로 설명하기 위한 도면,
도 8은 도 1에 적용되는 전극조립체의 롤링방식을 순차적으로 나타낸 도면,
도 9는 도 8에서 롤링을 통해 제1전극부가 형성되는 방식을 순차적으로 나타낸 측면도,
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴더블 배터리에서 제1전극부 및 제2전극부의 다양한 롤링형상을 나타낸 도면,
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴더블 배터리의 변형예를 나타낸 도면, 그리고,
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴더블 배터리에 적용될 수 있는 접이유도부를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부가한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 폴더블 배터리(100)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 전극조립체(110) 및 커버부재(120)를 포함할 수 있으며, 상기 전극조립체(110)는 전해액(E)과 함께 커버부재(120)의 내부에 봉지될 수 있다.
상기 전극조립체(110)는 양극(112), 음극(116) 및 세퍼레이터(114)를 포함할 수 있으며, 상기 전극조립체(110)는 상기 양극(112), 세퍼레이터(114) 및 음극(116)이 순차적으로 적층된 적층체로 구성될 수 있다.
여기서, 상기 양극(112)은 양극집전체 및 양극 활물질을 포함할 수 있고, 상기 음극(116)은 음극집전체 및 음극 활물질을 포함할 수 있으며, 상기 양극집전체 및 음극집전체는 소정의 면적을 갖는 판상의 시트형태로 구현될 수 있다.
또한, 상기 세퍼레이터(114)는 상기 양극(112) 및 음극(116) 사이에 배치될 수 있으며, 상기 양극(112)과 음극(116)의 단락을 방지할 수 있도록 비전자 전도성 격막일 수 있다. 일례로, 상기 세퍼레이터(114)는 부직포층과, 상기 부직포층의 일면 또는 양면에 형성되는 나노섬유웹층을 포함할 수 있다.
또한, 상기 세퍼레이터(114)는 전해액(E)으로 겔 폴리머 전해액이 사용되는 경우 상기 겔 폴리머 전해액의 함침성을 최적화시킬 수 있도록 복합 다공성 세퍼레이터가 사용될 수 있다. 즉, 상기 복합 다공성 세퍼레이터는 지지체(matrix)로서 사용되며 미세 기공을 갖는 다공성 부직포와, 방사 가능한 고분자 물질로 형성되어 전해액을 함침하고 있는 다공성 나노섬유 웹을 포함할 수 있다.
이와 같은 양극(112), 음극(116) 및 세퍼레이터(114)는 공지의 내용이므로 상세한 설명은 생략하기로 하며, 배터리에서 통상적으로 채용되는 일반적인 내용이 모두 적용될 수 있다.
한편, 상기 전극조립체(110)는 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이 양극(112), 양극(112)의 모든 면을 덮는 세퍼레이터(114) 및 세퍼레이터(114)의 일면에 적층된 음극(116)으로 구성된 적층체일 수 있으며, 상기 적층체는 소정의 면적을 갖는 판상으로 형성될 수 있다.
즉, 상기 세퍼레이터(114)는 소정의 면적을 갖는 판상의 제1세퍼레이터(114a) 및 제2세퍼레이터(114b)를 포함할 수 있으며, 상기 제1세퍼레이터(114a) 및 제2세퍼레이터(114b)는 상기 양극(112)보다 상대적으로 더 넓은 면적을 갖도록 구비될 수 있다.
이에 따라, 상기 제1세퍼레이터(114a) 및 제2세퍼레이터(114b)를 상기 양극(112)의 양면에 각각 배치한 후 테두리 측을 밀봉하면 상기 양극(112)은 상기 제1세퍼레이터(114a) 및 제2세퍼레이터(114b)의 내부에 배치될 수 있으며, 상기 양극(112)의 모든 면은 상기 제1세퍼레이터(114a) 및 제2세퍼레이터(114b)를 통해 덮어질 수 있다.
이와 같은 경우, 상기 음극(116)은 상기 제1세퍼레이터(114a) 또는 제2세퍼레이터(114b)의 일면에 적층될 수 있다. 이에 따라, 상기 양극(112) 및 음극(116)은 상기 제1세퍼레이터(114a) 또는 제2세퍼레이터(114b)를 통해 서로 접촉되지 않을 수 있다.
그러나 상기 전극조립체(110)를 구성하는 양극(112), 음극(116) 및 세퍼레이터(114)의 배치방식을 이에 한정하는 것은 아니며, 상술한 방식을 동일하게 이용하되 음극(116)의 모든 면이 세퍼레이터(114)를 통해 덮이고 양극(112)이 세퍼레이터(114)의 일면에 적층되는 방식으로 구성될 수도 있다. 더불어, 상기 제1세퍼레이터(114a) 및 제2세퍼레이터(114b)는 하나의 통체로 형성되고 길이방향 또는 폭방향을 따라 반으로 접힌 형태로 구성될 수도 있다.
이하에서는 설명의 편의상 도 6에 도시된 바와 같이 전극조립체(110)가 제1세퍼레이터(114a) 및 제2세퍼레이터(114b)에 의해 양극(112)의 모든 면이 덮이고 음극(116)이 제2세퍼레이터(114b)의 일면에 적층된 형태로 구성된 적층체인 것으로 설명하기로 한다.
이때, 상기 전극조립체(110)는 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이 양단부로부터 길이방향을 따라 각각 일부의 길이가 복수 회 롤링됨으로써 제1전극부(110a) 및 제2전극부(110b)를 각각 구성할 수 있으며, 상기 전극조립체(110) 중 롤링되지 않는 부분이 연결부(110c)를 구성할 수 있다.
즉, 상기 제1전극부(110a)는 상기 전극조립체(110)의 일단부로부터 일부의 길이가 복수 회 롤링된 롤링체일 수 있고, 상기 제2전극부(110b)는 상기 전극조립체(110)의 타단부로부터 일부의 길이가 복수 회 롤링된 롤링체일 수 있으며, 상기 제1전극부(110a) 및 제2전극부(110b)는 상기 연결부(110c)를 통해 연결될 수 있다.
이와 같은 경우, 상기 제1전극부(110a)를 구성하는 롤링체의 롤링방향과 상기 제2전극부(110b)를 구성하는 롤링체의 롤링방향은 서로 반대방향일 수 있으며, 상기 제1전극부(110a)를 구성하는 롤링체의 롤링횟수와 상기 제2전극부(110b)를 구성하는 롤링체의 롤링횟수는 서로 동일할 수 있다.
더불어, 상기 제1전극부(110a) 및 제2전극부(110b)를 형성하기 위한 롤링작업은 상기 전극조립체(110)의 양단부를 동시에 롤링하여 상기 제1전극부(110a) 및 제2전극부(110b)를 형성할 수도 있지만, 롤링과정에서 밀림이 발생하는 것을 방지할 수 있도록 롤링을 통해 제1전극부(110a) 및 제2전극부(110b) 중 어느 하나의 전극부를 먼저 형성한 후 나머지 전극부를 형성할 수도 있다.
여기서, 상기 제1전극부(110a) 및 제2전극부(110b)를 구성하는 롤링체의 최대두께(t)는 후술하는 제1수용부(123) 및 제2수용부(124)의 깊이(d)와 동일한 크기를 가질 수 있다. 그러나, 상기 제1전극부(110a) 및 제2전극부(110b)를 구성하는 롤링체의 최대두께(t)를 이에 한정하는 것은 아니며, 상기 제1수용부(123) 및 제2수용부(124)의 깊이(d)를 초과하지 않는 크기라면 상기 제1전극부(110a) 및 제2전극부(110b)를 구성하는 롤링체의 최대두께(t)는 설계용량에 따라 적절하게 변경될 수 있다.
이에 따라, 상기 제1전극부(110a) 및 제2전극부(110b)는 상기 연결부(110c)를 기준으로 서로 대칭적으로 형성될 수 있으며, 상기 제1전극부(110a) 및 제2전극부(110b)는 롤링된 횟수만큼 두께가 증가될 수 있다. 반면, 상기 연결부(110c)는 롤링 전 판상 형태에서의 전극조립체(110)의 두께와 동일한 두께를 유지할 수 있다.
이로 인해, 본 발명의 일 실시예에 따른 폴더블 배터리(100)는 상기 제1전극부(110a) 및 제2전극부(110b)가 롤링을 통해 두꺼운 두께를 갖더라도 최초의 얇은 두께를 유지하는 연결부(110c)를 이용하여 폴딩이 가능할 수 있다.
더불어, 본 발명의 일 실시예에 따른 폴더블 배터리(100)는 소정의 길이 및 면적을 갖추고 하나의 통체로 형성되는 적층체를 이용하여 제1전극부(110a) 및 제2전극부(110b)가 연결부(110c)를 통해 일체로 연결된 형태로 전극조립체(110)가 구성될 수 있다.
이를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 폴더블 배터리(100)는 상기 전극조립체(110)의 전체면적이 증가하면 배터리의 축전용량 역시 증가될 수 있음으로써 고용량의 배터리를 간편하게 구현할 수 있다.
더불어, 본 발명의 일 실시예에 따른 폴더블 배터리(100)는 전극조립체(110)가 하나의 통체로 형성되는 적층체로 구성됨으로써 제1전극부(110a) 및 제2전극부(110b)가 연결부(110c)를 통해 물리적으로 일체로 연결될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 폴더블 배터리(100)는 상기 제1전극부(110a) 및 제2전극부(110b)를 전기적으로 연결하기 위한 별도의 구성이 불필요하므로 작업성 및 조립성이 향상될 수 있다.
더하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 폴더블 배터리(100)는 상기 제1전극부(110a) 및 제2전극부(110b)가 롤링을 통해 두꺼운 두께(t)를 갖더라도 최초의 얇은 두께를 유지하는 연결부(110c)를 통해 폴딩이 가능함으로써 높은 축전용량을 가지면서도 폴딩이 가능한 배터리로 구현될 수 있다.
이와 같은 경우, 본 발명의 일 실시예에 따른 폴더블 배터리(100)는 상기 전극조립체(110)를 구성하는 양극(112), 음극(116) 및 세퍼레이터(114)의 전체 적층 수를 증가시키면 전체 적층 수를 최소화하더라도 더욱 증가된 축전용량을 갖는 배터리로 구현될 수 있다.
이로 인해, 본 발명의 일 실시예에 따른 폴더블 배터리(100)는 전극조립체(110)의 전체면적을 증가시켜 고용량을 구현하면서도 연결부(110c)를 통해 폴딩이 가능한 형태로 구성됨으로써 폴더블 폰과 같은 폴더블 기기에 효율적인 적용이 가능할 수 있다.
달리 말하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 폴더블 배터리(100)는 제품의 사용처에 따라 고용량의 축전용량뿐만 아니라 폴딩이 요구되더라도 요구하는 고용량의 축전용량과 폴딩을 모두 만족시킬 수 있다.
이때, 상기 세퍼레이터(114)는 내부에 배치되는 양극(112)의 단부로부터 길이방향을 따라 외측으로 연장되는 연장부분(114c)을 포함할 수 있다.
즉, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 상기 세퍼레이터(114)는 상기 양극(112) 및 음극(116)보다 상대적으로 더 긴 길이를 갖도록 형성될 수 있으며, 상기 양극(112) 및 음극(116)의 단부로부터 길이방향을 따라 일정길이 각각 연장되는 한 쌍의 연장부분(114c)을 포함할 수 있다.
이를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 폴더블 배터리(100)에서 롤링을 통해 제1전극부(110a) 및 제2전극부(110b)를 형성하는 경우 상기 한 쌍의 연장부분(114c)은 상기 세퍼레이터(114)의 일면에 적층된 음극(116)을 덮는 방향으로 접이될 수 있다.
즉, 도 8에 도시된 바와 같이 전극조립체(110)의 양단부를 서로 반대방향으로 각각 롤링하여 제1전극부(110a) 및 제2전극부(110b)를 형성하는 경우, 상기 한 쌍의 연장부분(114c)은 접이되어 세퍼레이터(114)의 상면에 적층된 음극(116)을 일부 덮을 수 있다.
이와 같은 경우, 상기 한 쌍의 연장부분(114c)의 폭은 가상의 접이선을 기준으로 최초 접이되는 음극의 폭(W)과 동일하거나 상대적으로 더 큰 크기일 수 있다.
이에 따라, 도 9를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 폴더블 배터리(100)는 상기 제1전극부(110a) 및 제2전극부(110b)가 복수 회 롤링되어 형성되더라도 세퍼레이터(114)의 연장부분(114c)이 최초 롤링을 통해 음극(116)을 덮은 상태에서 연장부분(114c)의 일단부를 기준으로 재차 롤링되기 때문에 세퍼레이터(114)의 일면에 적층된 음극(116)은 롤링을 통해 일부가 서로 대면하는 방향으로 접이되더라도 서로 직접 접촉되는 것이 차단될 수 있다.
이로 인해, 본 발명의 일 실시예에 따른 폴더블 배터리(100)는 복수 회 롤링을 통해 제1전극부(110a) 및 제2전극부(110b)가 구성되더라도 제1전극부(110a) 및 제2전극부(110b)를 구성하는 롤링체는 양극(112)과 음극(116) 사이에 각각 세퍼레이터(114)가 배치된 형태로 구성될 수 있다.
여기서, 상기 제1전극부(110a) 및 제2전극부(110b)를 구성하는 롤링체의 단면형상은 원형일 수도 있으나 도 10에 도시된 바와 같이 사각형상이나 타원형상, 직선부와 곡선부를 포함하는 형상 등과 같이 다양한 형상을 가질 수 있다.
상기 커버부재(120)는 내부에 상기 전극조립체(110) 및 전해액(E)을 수용할 수 있다. 이를 통해, 상기 커버부재(120)는 외력으로부터 상기 전극조립체(110)를 보호할 수 있다.
이때, 상기 커버부재(120)는 상기 전극조립체(110)의 제1전극부(110a) 및 제2전극부(110b)를 내부에 개별적으로 수용할 수 있다.
이를 위해, 상기 커버부재(120)는 상기 제1전극부(110a)를 전해액(E)과 함께 수용하기 위한 제1수용부(123)와 상기 제2전극부(110b)를 전해액(E)과 함께 수용하기 위한 제2수용부(124)가 형성될 수 있다.
여기서, 상기 제1수용부(123) 및 제2수용부(124)는 가상의 직선(L)을 경계로 좌우 양측에 위치하도록 상기 커버부재(120)에 형성될 수 있으며, 상기 제1수용부(123) 및 제2수용부(124)는 상기 커버부재(120)의 일면으로부터 서로 동일한 방향으로 돌출되도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 커버부재(120)는 상기 제1수용부(123) 및 제2수용부(124)의 깊이(d)에 상관없이 상기 가상의 직선(L)을 기준으로 자유롭게 폴딩될 수 있다.
일례로, 상기 커버부재(120)는 상기 제1수용부(123) 및 제2수용부(124)가 소정의 깊이(d)를 갖추고 일측이 개방되도록 각각 형성된 제1커버부재(121)와, 상기 제1수용부(123) 및 제2수용부(124)를 동시에 덮도록 상기 제1커버부재(121)의 일면을 덮는 제2커버부재(122)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 제1수용부(123) 및 제2수용부(124)는 서로 연통될 수 있다.
즉, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 커버부재(120)는 서로 마주하는 제1커버부재(121) 및 제2커버부재(122)의 대향면 사이에 상기 제1수용부(123) 및 제2수용부(124)를 서로 연통시키는 연통로(125)를 형성하면서 상기 제1수용부(123) 및 제2수용부(124)에 수용된 전해액(E)이 외부로 누설되는 것을 방지할 수 있도록 서로 마주하는 제1커버부재(121) 및 제2커버부재(122)의 테두리가 밀봉될 수 있다.
이와 같은 경우, 상기 전극조립체(110)의 연결부(110c)는 상기 연통로(125) 측에 배치될 수 있다.
이를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 폴더블 배터리(100)는 상기 제1전극부(110a) 및 제2전극부(110b)가 상기 제1수용부(123) 및 제2수용부(124)에 위치하도록 각각 삽입하면 상기 연결부(110c)는 상기 연통로(125) 측에 배치될 수 있으며, 상기 제1전극부(110a) 및 제2전극부(110b)는 연결부(110c)를 통해 서로 일체로 연결된 상태에서 전해액(E)과 함께 상기 커버부재(120)의 내부에 수용될 수 있다.
이에 따라, 상기 커버부재(120)의 내부에 채워지는 전해액(E)은 상기 제1수용부(123) 및 제2수용부(124)를 서로 연통시키는 연통로(125) 측에도 채워질 수 있다. 이로 인해, 상기 연통로(125) 측에 배치된 연결부(110c) 역시 배터리로서의 역할을 수행할 수 있으며, 상기 제1전극부(110a) 및 제2전극부(110b)는 연결부(110c)를 통해 서로 물리적으로 일체로 연결된 상태를 유지할 수 있다.
이를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 폴더블 배터리(100)는 상기 제1전극부(110a) 및 제2전극부(110b)를 서로 전기적으로 연결하기 위한 별도의 단자구조가 불필요하며, 제1전극부(110a), 제2전극부(110b) 및 연결부(110c)가 단일의 전극조립체로서의 역할을 수행함으로써 제1전극부(110a), 제2전극부(110b) 및 연결부(110c)의 전체면적을 합한 만큼의 축전용량을 가질 수 있다.
더불어, 상기 제1전극부(110a) 및 제2전극부(110b)의 두께보다 상대적으로 얇은 두께를 가지는 연결부(110c)가 상기 연통로(125) 측에 배치되기 때문에 상기 커버부재(120)는 상기 제1전극부(110a) 및 제2전극부(110b)의 두께와 상관없이 상기 연통로(125)에 배치된 연결부(110c)를 이용하여 상기 가상의 직선(L)을 기준으로 자유롭게 폴딩될 수 있다.
이로 인해, 본 발명의 일 실시예에 따른 폴더블 배터리(100)는 고용량의 축전용량을 가지면서도 자유로운 폴딩이 가능한 형태로 구현될 수 있다.
한편, 상기 전극조립체(110)는 외부와의 전기적인 연결을 위하여 상기 양극(112) 및 음극(116)으로부터 각각 연장되는 제1단자(118a) 및 제2단자(118b)를 포함할 수 있다.
일례로, 상기 제1단자(118a)는 양극(112)으로부터 연장된 양극단자일 수 있고 상기 제2단자(118b)는 음극으로부터 연장된 음극단자일 수 있다.
이와 같은 제1단자(118a) 및 제2단자(118b)는 상기 전극조립체(110)가 커버부재(120)의 내부에 수용되는 경우 상기 커버부재(120)의 외측으로 돌출될 수 있다.
이때, 상기 제1단자(118a) 및 제2단자(118b)는 상기 제1전극부(110a) 및 제2전극부(110b) 중 서로 동일한 전극부 측에 위치하도록 형성될 수도 있고, 서로 다른 전극부 측에 위치하도록 형성될 수도 있다.
일례로, 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이 상기 제1단자(118a)는 제1전극부(110a) 측에 위치하도록 형성되고 상기 제2단자(118b)는 제2전극부(110b) 측에 위치하도록 형성될 수 있다.
다른 예로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 폴더블 배터리(100')는 상기 제1단자(118a) 및 제2단자(118b)가 서로 동일한 전극부 측에 위치하도록 형성될 수 있다. 즉, 도 11에 도시된 바와 같이 상기 제1단자(118a) 및 제2단자(118b)는 제2전극부(110b) 측에 둘 다 위치하도록 형성될 수 있다.
이와 같이 본 발명이 일 실시예에 따른 폴더블 배터리(100)는 다른 부품(일례로, 회로기판)과의 전기적인 연결을 위한 제1단자(118a)와 제2단자(118b)의 위치를 적절하게 변경함으로써 다른 부품과의 배치관계를 고려하여 전기적인 연결방식을 다양화할 수 있다.
도면에는, 상기 제1단자(118a) 및 제2단자(118b)가 상기 제2전극부(110b) 측에 둘 다 위치하도록 형성되는 것으로 도시하였지만, 본 발명을 이에 한정하는 것은 아니며, 상기 제1단자(118a) 및 제2단자(118b)는 상기 제1전극부(110a) 측에 둘 다 위치하도록 형성될 수도 있다.
한편, 상기 커버부재(120)는 가상의 직선을 기준으로 폴딩되는 경우, 반복적으로 폴딩되는 부분에서 발생할 수 있는 파손가능성을 줄일 수 있도록 접이유도부(126)가 형성될 수 있다.
즉, 도 12에 도시된 바와 같이 상기 접이유도부(126)는 상기 커버부재(120)에서 일방향으로 돌출되도록 형성될 수 있으며, 상기 접이유도부(126)는 상기 제1수용부(123) 및 제2수용부(124)의 돌출방향과 동일한 방향을 향하도록 돌출될 수 있다.
여기서, 상기 접이유도부(126)는 상기 커버부재(120)의 전체면적 중 상기 연통로(125)가 형성되는 부분에 위치하도록 형성될 수 있다.
일례로, 상기 접이유도부(126)는 호형의 단면형상을 가지고 상기 제1수용부(123) 및 제2수용부(124)의 돌출방향과 동일한 방향으로 볼록하게 돌출되도록 형성될 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 폴더블 배터리(100)가 상기 접이유도부(126)를 따라 반복적으로 폴딩되더라도 폴딩되는 부분에서 기재 자체의 변형량이 최소화될 수 있다.
다시 말하면, 상기 연통로(125) 측에 배치되는 전극조립체(110)의 연결부(110c)가 접이유도부(126)를 따라 반복적으로 폴딩되더라도 폴딩되는 부분에서 연결부(110c)의 변형량이 최소화될 수 있음으로써 연결부(110c)가 파손될 가능성을 줄일 수 있다.
이를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 폴더블 배터리(100)는 상기 접이유도부(126)를 따라 상기 연결부(110c)가 반복적으로 폴딩되더라도 연결부(110c)의 파손가능성을 줄일 수 있다.
이로 인해, 본 발명의 일 실시예에 따른 폴더블 배터리(100)는 반복적인 폴딩이 발생하더라도 연결부(110c)의 파손가능성을 줄여줌으로써 연결부(110c)의 파손에 의한 배터리로서의 성능 저하를 미연에 방지할 수 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
100,100' : 폴더블 배터리 110 : 전극조립체
110a : 제1전극부 110b : 제2전극부
110c : 연결부 112 : 양극
114 : 세퍼레이터 114a : 제1세퍼레이터
114b : 제2세퍼레이터 114c : 연장부분
116 : 음극 118a : 제1단자
118b : 제2단자 120 : 커버부재
121 : 제1커버부재 122 : 제2커버부재
123 : 제1수용부 124 : 제2수용부
125 : 연통로 126 : 접이유도부
t : 두께 d : 깊이
W : 폭 L : 가상의 직선
E : 전해액

Claims (14)

  1. 소정의 면적을 갖는 판상으로 형성되고, 일단부로부터 일부의 길이가 길이방향을 따라 복수 회 롤링되어 형성된 제1전극부와 타단부로부터 일부의 길이가 길이방향을 따라 복수 회 롤링되어 형성된 제2전극부를 포함하는 전극조립체; 및
    상기 제1전극부를 전해액과 함께 수용하는 제1수용부와, 상기 제2전극부를 전해액과 함께 수용하는 제2수용부가 형성된 커버부재;를 포함하는 폴더블 배터리.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 전극조립체는, 상기 제1전극부의 롤링방향과 상기 제2전극부의 롤링방향이 서로 반대방향인 폴더블 배터리.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 전극조립체는,
    양극, 상기 양극의 모든 면을 덮는 세퍼레이터 및 상기 세퍼레이터의 일면에 적층된 음극으로 구성되는 적층체이거나,
    음극, 상기 음극의 모든 면을 덮는 세퍼레이터 및 상기 세퍼레이터의 일면에 적층된 양극으로 구성되는 적층체인 폴더블 배터리.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 세퍼레이터는 내부에 배치되는 양극 또는 음극의 단부로부터 길이방향을 따라 연장되는 연장부분을 포함하고,
    상기 연장부분은 상기 세퍼레이터의 일면에 적층된 양극 또는 음극을 덮는 방향으로 접이되는 폴더블 배터리.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제1수용부 및 제2수용부는 가상의 직선을 경계로 좌우 양측에 위치하도록 상기 커버부재에 형성되는 폴더블 배터리.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 커버부재는 상기 가상의 직선을 기준으로 접이되는 폴더블 배터리.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 커버부재는 상기 가상의 직선을 따라 일방향으로 돌출형성되는 접이유도부를 포함하고,
    상기 접이유도부는 상기 제1수용부 및 제2수용부의 돌출방향과 동일한 방향을 향하도록 돌출형성되는 폴더블 배터리.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 제1수용부 및 제2수용부는 서로 연통되도록 형성되는 폴더블 배터리.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 커버부재는 상기 제1수용부 및 제2수용부가 소정의 깊이를 갖도록 형성된 제1커버부재와, 상기 제1수용부 및 제2수용부를 동시에 덮도록 상기 제1커버부재의 일면을 덮는 제2커버부재를 포함하는 폴더블 배터리.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 커버부재는 서로 마주하는 제1커버부재 및 제2커버부재의 대향면 사이에 상기 제1수용부 및 제2수용부를 서로 연통시키는 연통로를 형성하면서 상기 제1수용부 및 제2수용부에 수용된 전해액이 외부로 누설되는 것을 방지할 수 있도록 서로 마주하는 제1커버부재 및 제2커버부재의 테두리가 밀봉되는 폴더블 배터리.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 제1수용부 및 제2수용부는 상기 제1커버부재의 일면으로부터 일방향으로 돌출되도록 형성되고,
    상기 제1수용부의 돌출방향과 상기 제2수용부의 돌출방향은 서로 동일한 방향인 폴더블 배터리.
  12. 제 1항에 있어서,
    외부와의 전기적인 연결을 위하여 상기 전극조립체로부터 각각 연장되어 상기 커버부재의 외측으로 돌출되는 제1단자 및 제2단자를 포함하고,
    상기 제1단자는 상기 제1전극부 측에 위치하도록 형성되고 상기 제2단자는 상기 제2전극부 측에 위치하도록 형성되는 폴더블 배터리.
  13. 제 1항에 있어서,
    외부와의 전기적인 연결을 위하여 상기 전극조립체로부터 각각 연장되어 상기 커버부재의 외측으로 돌출되는 제1단자 및 제2단자를 포함하고,
    상기 제1단자 및 제2단자는 둘 다 모두 상기 제1전극부 측에 위치하도록 형성되거나 둘 다 모두 상기 제2전극부 측에 위치하도록 형성되는 폴더블 배터리.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 제1전극부 및 제2전극부의 최대두께는 상기 제1수용부 및 제2수용부의 깊이와 동일한 크기인 폴더블 배터리.
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