KR20220066810A - 배터리를 포함하는 전자 장치 - Google Patents
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Abstract
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치는, 플레이트를 포함하는 하우징, 상기 하우징 내에 배치되고, 실질적으로 상기 플레이트와 평행하게 배치된 베이스 부재, 및 상기 베이스 부재의 일 영역에 배치되고, 상기 전자 장치에 전력을 공급하는 배터리로서, 크기가 서로 상이한 제1 부분 및 제2 부분을 포함하는 전극조립체 및 상기 전극조립체를 수용하는 수용 공간 및 상기 전극조립체의 외주변을 따라 배치된 밀봉 부분을 포함하는 배터리 케이스를 포함하고, 상기 전극조립체의 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분의 교차 부분은 제1 만곡 구조를 형성하고, 상기 제1 만곡 구조와 인접한 상기 밀봉 부분의 적어도 일부는, 상기 제1 만곡 구조에 기반하여 형성된 제1 연신 구조를 포함하는 배터리를 포함할 수 있다.
Description
본 개시의 다양한 실시 예는, 배터리를 포함하는 전자 장치에 관한 것이다.
리튬 이차 배터리는 그것의 외형(예: 배터리 케이스)에 따라 크게 원통형 배터리, 각형 배터리, 파우치형 배터리 등으로 분류되며, 전해액의 형태에 따라 리튬이온 배터리, 리튬이온 폴리머 배터리, 리튬 폴리머 배터리 등으로 분류되기도 한다.
전자 장치의 소형화에 대한 최근의 경향으로 인해, 두께가 얇은 각형 배터리와 파우치형 배터리에 대한 수요가 증가하고 있으며, 특히, 형태의 변형이 용이하고 제조비용이 저렴하며 중량이 작은 파우치형 배터리에 대한 관심이 높은 실정이다.
파우치형 배터리는 수지층과 금속층의 접합으로 구성된 박막 시트의 파우치 내부에 전극조립체와 전해질이 밀봉되어 있는 이차전지를 포함할 수 있다. 배터리케이스에 수납되는 전극조립체는 젤리-롤형(권취형), 스택형(적층형), 또는 복합형(스택/폴딩형)의 구조를 포함할 수 있다.
한편, 최근 슬림한 타입 또는 다양한 디자인의 추세 변화(trend change)로 인하여 새로운 형태의 배터리가 적용될 수 있다. 즉, 배터리가 적용되는 디바이스의 디자인에 따라 적용 가능한 배터리에 대한 필요성이 높은 실정이다.
이에 따라, 일반적인 장방형 구조에서 벗어난 형상, 예를 들어 평면상으로 전극부들의 상이한 크기에서 유래되는 단차나 만입 구조 또는 전극조립체의 일부분들이 상이한 형상에서 유래되는 기하학 구조 등의 비정형 구조들이 고려될 수 있으며, 이러한 비정형 구조들을 갖는 이차 배터리들을 다양한 디자인의 전자 장치의 형태에 적용 가능하다.
비정형 구조를 가지는 배터리의 일부분(예: 만곡부)에서는 상대적으로 넓은 열융착 밀봉 면적이 요구될 수 있어 불필요하게 차지하는 밀봉 면적만큼, 전자장치에 대한 공간 활용도가 떨어질 수 있다.
비정형 구조를 가지는 배터리의 일부분(예: 만곡부)에서 밀봉 신뢰성을 향상시키기 위해 만곡부에서 전극조립체의 내향으로 만입된 공간을 형성하여 추가적인 밀봉 부분을 확보할 경우 배터리의 용량이 감소될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 배터리의 용량을 감소시키지 않고 밀봉 신뢰성이 향상되는 배터리를 제공할 수 있다.
다만, 본 개시에서 해결하고자 하는 과제는 상기 언급된 과제에 한정되는 것이 아니며, 본 개시의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치는, 플레이트를 포함하는 하우징, 상기 하우징 내에 배치되고, 실질적으로 상기 플레이트와 평행하게 배치된 베이스 부재, 및 상기 베이스 부재의 일 영역에 배치되고, 상기 전자 장치에 전력을 공급하는 배터리로서, 크기가 서로 상이한 제1 부분 및 제2 부분을 포함하는 전극조립체 및 상기 전극조립체를 수용하는 수용 공간 및 상기 전극조립체의 외주변을 따라 배치된 밀봉 부분을 포함하는 배터리 케이스를 포함하고, 상기 전극조립체의 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분의 교차 부분은 제1 만곡 구조를 형성하고, 상기 제1 만곡 구조와 인접한 상기 밀봉 부분의 적어도 일부는, 상기 제1 만곡 구조에 기반하여 형성된 제1 연신 구조를 포함하는 배터리를 포함할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 배터리는, 크기가 서로 상이한 제1 부분 및 제2 부분을 포함하는 전극조립체 및 상기 전극조립체를 수용하는 수용 공간 및 상기 전극조립체의 외주변을 따라 배치된 밀봉 부분을 포함하는 배터리 케이스를 포함하고, 상기 전극조립체의 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분의 교차 부분은 제1 만곡 구조를 형성하고, 상기 제1 만곡 구조와 인접한 상기 밀봉 부분의 적어도 일부는, 상기 제1 만곡 구조에 기반하여 형성된 제1 연신 구조를 포함할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르는, 비정형 구조를 가지는 배터리의 만곡부에 대응하는 배터리 케이스의 외주변에 대한 연신을 수행하여 밀봉이 가능한 구조를 포함시켜 배터리 용량을 감소시키지 않고 밀봉 신뢰성이 향상되는 배터리를 제공할 수 있다.
도 1은 본 개시의 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 2a는 본 개시의 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치(101)의 전면 사시도이다.
도 2b는 본 개시의 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치(101)의 후면 사시도이다.
도 3은 본 개시의 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치의 분해 사시도이다.
도 4a는 본 개시의 다양한 실시예에 따른, 비정형 구조를 가지는 배터리의 일 예를 나타낸 모식도이다.
도 4b는 본 개시의 다양한 실시예에 따른, 도 4a의 배터리의 일측을 A-A' 방향으로 절단한 단면도이다.
도 4c는 본 개시의 다양한 실시예에 따른, 도 4a의 배터리의 일측을 B-B' 방향으로 절단한 단면도이다.
도 5는 본 개시의 다양한 실시예에 배터리 케이스의 서로 다른 외주변들이 교차하는 부위에서 포밍 지그에 위해 연신되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 개시의 다양한 실시예에 따른, 포밍 지그의 다양한 형태들의 예시들을 나타낸 도면이다.
도 7a은 본 개시의 다양한 실시예에 따른, 연신 부분이 포함된 배터리 케이스를 나타낸 도면이다.
도 7b는 본 개시의 다양한 실시예에 따른, 도 7a의 배터리의 측면을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 개시의 다양한 실시예에 따른, 배터리의 일 예를 나타낸 모식도이다.
도 9는 본 개시의 또다른 실시예에 따른, 배터리의 일 예를 나타낸 모식도이다.
도 10은 본 개시의 또다른 실시예에 따른, 배터리의 일 예를 나타낸 모식도이다.
도 2a는 본 개시의 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치(101)의 전면 사시도이다.
도 2b는 본 개시의 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치(101)의 후면 사시도이다.
도 3은 본 개시의 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치의 분해 사시도이다.
도 4a는 본 개시의 다양한 실시예에 따른, 비정형 구조를 가지는 배터리의 일 예를 나타낸 모식도이다.
도 4b는 본 개시의 다양한 실시예에 따른, 도 4a의 배터리의 일측을 A-A' 방향으로 절단한 단면도이다.
도 4c는 본 개시의 다양한 실시예에 따른, 도 4a의 배터리의 일측을 B-B' 방향으로 절단한 단면도이다.
도 5는 본 개시의 다양한 실시예에 배터리 케이스의 서로 다른 외주변들이 교차하는 부위에서 포밍 지그에 위해 연신되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 개시의 다양한 실시예에 따른, 포밍 지그의 다양한 형태들의 예시들을 나타낸 도면이다.
도 7a은 본 개시의 다양한 실시예에 따른, 연신 부분이 포함된 배터리 케이스를 나타낸 도면이다.
도 7b는 본 개시의 다양한 실시예에 따른, 도 7a의 배터리의 측면을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 개시의 다양한 실시예에 따른, 배터리의 일 예를 나타낸 모식도이다.
도 9는 본 개시의 또다른 실시예에 따른, 배터리의 일 예를 나타낸 모식도이다.
도 10은 본 개시의 또다른 실시예에 따른, 배터리의 일 예를 나타낸 모식도이다.
도 1은 본 개시의 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 모듈(150), 음향 출력 모듈(155), 디스플레이 모듈(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 연결 단자(178), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(188), 배터리 또는 복수의 배터리를 포함하는 배터리팩(이하 배터리로 지칭함)(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196), 또는 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 연결 단자(178))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성 요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들(예: 센서 모듈(176), 카메라 모듈(180), 또는 안테나 모듈(197))은 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(160))로 통합될 수 있다.
프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 실행하여 프로세서(120)에 연결된 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)을 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(132)에 저장하고, 휘발성 메모리(132)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서), 또는 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치, 신경망 처리 장치(NPU: neural processing unit), 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)가 메인 프로세서(121) 및 보조 프로세서(123)를 포함하는 경우, 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 또는 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
보조 프로세서(123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(121)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(121)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)와 함께, 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성 요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부로서 구현될 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 신경망 처리 장치)는 인공지능 모델의 처리에 특화된 하드웨어 구조를 포함할 수 있다. 인공지능 모델은 기계 학습을 통해 생성될 수 있다. 이러한 학습은, 예를 들어, 인공지능이 수행되는 전자 장치(101) 자체에서 수행될 수 있고, 별도의 서버(예: 서버(108))를 통해 수행될 수도 있다. 학습 알고리즘은, 예를 들어, 지도형 학습(supervised learning), 비지도형 학습(unsupervised learning), 준지도형 학습(semi-supervised learning) 또는 강화 학습(reinforcement learning)을 포함할 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은, 복수의 인공 신경망 레이어들을 포함할 수 있다. 인공 신경망은 심층 신경망(DNN: deep neural network), CNN(convolutional neural network), RNN(recurrent neural network), RBM(restricted boltzmann machine), DBN(deep belief network), BRDNN(bidirectional recurrent deep neural network), 심층 Q-네트워크(deep Q-networks) 또는 상기 중 둘 이상의 조합 중 하나일 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은 하드웨어 구조 이외에, 추가적으로 또는 대체적으로, 소프트웨어 구조를 포함할 수 있다.
메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서 모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다.
프로그램(140)은 메모리(130)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(142), 미들 웨어(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.
입력 모듈(150)은, 전자 장치(101)의 구성요소(예: 프로세서(120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 모듈(150)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 키(예: 버튼), 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.
음향 출력 모듈(155)은 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(155)은, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있다. 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
디스플레이 모듈(160)은 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 디스플레이 모듈(160)는, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(160)은 터치를 감지하도록 설정된 터치 센서, 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 압력 센서를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일 실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 모듈(150)을 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 모듈(155), 또는 전자 장치(101)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102)) (예: 스피커 또는 헤드폰))를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(176)은 전자 장치(101)의 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. 일 실시예에 따르면, 센서 모듈(176)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(177)는 전자 장치(101)이 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 인터페이스(177)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(178)는, 그를 통해서 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 연결 단자(178)은, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(179)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 햅틱 모듈(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(188)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 배터리(189)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 배터리, 재충전 가능한 2차 배터리 또는 연료 배터리를 포함할 수 있다.
통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108))간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(190)은 프로세서(120)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 통신 모듈(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi(wireless fidelity) direct 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제2 네트워크(199)(예: 레거시 셀룰러 네트워크, 5G 네트워크, 차세대 통신 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부의 전자 장치와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성 요소(예: 단일 칩)으로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성 요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제1 네트워크(198) 또는 제2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 확인 또는 인증할 수 있다.
무선 통신 모듈(192)은 4G 네트워크 이후의 5G 네트워크 및 차세대 통신 기술, 예를 들어, NR 접속 기술(new radio access technology)을 지원할 수 있다. NR 접속 기술은 고용량 데이터의 고속 전송(eMBB(enhanced mobile broadband)), 단말 전력 최소화와 다수 단말의 접속(mMTC(massive machine type communications)), 또는 고신뢰도와 저지연(URLLC(ultra-reliable and low-latency communications))을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은, 예를 들어, 높은 데이터 전송률 달성을 위해, 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 고주파 대역에서의 성능 확보를 위한 다양한 기술들, 예를 들어, 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO(multiple-input and multiple-output)), 전차원 다중입출력(FD-MIMO: full dimensional MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 또는 대규모 안테나(large scale antenna)와 같은 기술들을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 전자 장치(101), 외부 전자 장치(예: 전자 장치(104)) 또는 네트워크 시스템(예: 제2 네트워크(199))에 규정되는 다양한 요구사항을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(192)은 eMBB 실현을 위한 Peak data rate(예: 20Gbps 이상), mMTC 실현을 위한 손실 Coverage(예: 164dB 이하), 또는 URLLC 실현을 위한 U-plane latency(예: 다운링크(DL) 및 업링크(UL) 각각 0.5ms 이하, 또는 라운드 트립 1ms 이하)를 지원할 수 있다.
안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부의 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 안테나 모듈은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 안테나를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제1 네트워크(198) 또는 제2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(190)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(190)과 외부의 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))이 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 mmWave 안테나 모듈을 형성할 수 있다. 일실시예에 따르면, mmWave 안테나 모듈은 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판의 제1 면(예: 아래 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 지정된 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있는 RFIC, 및 상기 인쇄 회로 기판의 제2 면(예: 윗 면 또는 측 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 상기 지정된 고주파 대역의 신호를 송신 또는 수신할 수 있는 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 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.
일 실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 외부의 전자 장치(102, 또는 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부의 전자 장치들(102, 104 또는 108) 중 하나 이상의 외부 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부의 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부의 전자 장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 모바일 에지 컴퓨팅(MEC: mobile edge computing), 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다. 전자 장치(101)는, 예를 들어, 분산 컴퓨팅 또는 모바일 에지 컴퓨팅을 이용하여 초저지연 서비스를 제공할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 외부의 전자 장치(104)는 IoT(internet of things) 기기를 포함할 수 있다. 서버(108)는 기계 학습 및/또는 신경망을 이용한 지능형 서버일 수 있다. 일실시예에 따르면, 외부의 전자 장치(104) 또는 서버(108)는 제2 네트워크(199) 내에 포함될 수 있다. 전자 장치(101)는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스(예: 스마트 홈, 스마트 시티, 스마트 카, 또는 헬스 케어)에 적용될 수 있다.
본 개시에 기재된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치(예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 개시의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 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 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제1) 구성요소가 다른(예: 제2) 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 제3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 개시의 다양한 실시예들에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로와 같은 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있으며, 복수의 개체 중 일부는 다른 구성요소에 분리 배치될 수도 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.
도 2a는 본 개시의 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치(101)의 전면 사시도이다. 도 2b는 본 개시의 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치(101)의 후면 사시도이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 일 실시예에 따른 전자 장치(101)는, 전면(310A), 후면(310B), 및 전면(310A) 및 후면(310B) 사이의 공간을 둘러싸는 측면(310C)을 포함하는 하우징(310)을 포함할 수 있다. 다른 실시예(미도시)에 따르면, 상기 하우징(310)은, 도 2a의 전면(310A), 도 2b의 후면(3210B) 및 측면(310C)들 중 일부를 형성하는 구조를 지칭할 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 전면(310A)의 적어도 일부분은 실질적으로 투명한 전면 플레이트(302)(예: 다양한 코팅 레이어들을 포함하는 글라스 플레이트, 또는 폴리머 플레이트)에 의하여 형성될 수 있다. 후면(310B)은 후면 플레이트(311)에 의하여 형성될 수 있다. 상기 후면 플레이트(311)는, 예를 들어, 유리, 세라믹, 폴리머, 금속(예: 알루미늄, 스테인레스 스틸(STS), 또는 마그네슘), 또는 상기 물질들 중 적어도 둘의 조합에 의하여 형성될 수 있다. 상기 측면(310C)은, 전면 플레이트(302) 및 후면 플레이트(311)와 결합하며, 금속 및/또는 폴리머를 포함하는 측면 베젤 구조 (또는 "측면 부재")(318)에 의하여 형성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 후면 플레이트(311) 및 측면 베젤 구조(318)는 일체로 형성되고 동일한 물질(예: 유리, 알루미늄과 같은 금속 물질 또는 세라믹)을 포함할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 상기 전면(310A) 및/또는 상기 전면 플레이트(302)는 디스플레이(301)의 일부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는, 디스플레이(301), 오디오 모듈(303, 307, 314)(예: 도 1의 오디오 모듈(170)), 센서 모듈(예: 도 1의 센서 모듈(176)), 카메라 모듈(305, 306)(예: 도 1의 카메라 모듈(180)), 키 입력 장치(217)(예: 도 1의 입력 모듈(150)), 및 커넥터 홀(308, 309)(예: 도 1의 연결 단자(178)) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)는, 구성요소들 중 적어도 하나(예: 커넥터 홀(309))를 생략하거나 다른 구성요소를 추가적으로 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 디스플레이(301)는, 예를 들어, 전면 플레이트(302)의 상당 부분을 통하여 시각적으로 노출될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 하우징(310)의 표면(또는 전면 플레이트(302))은 디스플레이(301)가 시각적으로 노출됨에 따라 형성되는 화면 표시 영역을 포함할 수 있다. 일례로, 화면 표시 영역은 전면(310A)을 포함할 수 있다.
다른 실시예(미도시)에 따르면, 전자 장치(101)는 디스플레이(301)의 화면 표시 영역(예: 전면(310A))의 일부에 형성된 리세스 또는 개구부(opening)를 포함하고, 상기 리세스 또는 개구부와 정렬된 오디오 모듈(314), 센서 모듈(미도시), 발광 소자(미도시), 및 카메라 모듈(305) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 다른 실시예(미도시)에 따르면, 디스플레이(301)의 화면 표시 영역의 배면에, 오디오 모듈(314), 센서 모듈(미도시), 카메라 모듈(305), 지문 센서(미도시), 및 발광 소자(미도시) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
다른 실시예(미도시)에 따르면, 디스플레이(301)는, 터치 감지 회로, 터치의 세기(압력)를 측정할 수 있는 압력 센서, 및/또는 자기장 방식의 스타일러스 펜을 검출하는 디지타이저와 결합되거나 인접하여 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 키 입력 장치(317)의 적어도 일부가, 상기 측면 베젤 구조(318)에 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 오디오 모듈(303, 307, 314)은, 예를 들면, 마이크 홀(303) 및 스피커 홀(307, 314)을 포함할 수 있다. 마이크 홀(303)은 외부의 소리를 획득하기 위한 마이크가 내부에 배치될 수 있고, 어떤 실시예에서는 소리의 방향을 감지할 수 있도록 복수개의 마이크가 배치될 수 있다. 스피커 홀(307, 314)은, 외부 스피커 홀(307) 및 통화용 리시버 홀(314)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는 스피커 홀(307, 314)과 마이크 홀(303)이 하나의 홀로 구현되거나, 스피커 홀(307, 314) 없이 스피커가 포함될 수 있다(예: 피에조 스피커).
일 실시예에 따르면, 센서 모듈(미도시)은, 예를 들면, 전자 장치(101)의 내부의 작동 상태, 또는 외부의 환경 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 센서 모듈(미도시)은, 예를 들어, 하우징(310)의 전면(310A)에 배치된 제1 센서 모듈(미도시)(예: 근접 센서) 및/또는 제2 센서 모듈(미도시)(예: 지문 센서)을 포함할 수 있다. 센서 모듈(미도시)은 상기 하우징(310)의 후면(310B)에 배치된 제3 센서 모듈(미도시)(예: HRM 센서) 및/또는 제4 센서 모듈(미도시)(예: 지문 센서)을 포함할 수 있다. 다른 실시 예에(미도시) 따르면, 상기 지문 센서는 하우징(310)의 전면(310A)(예: 디스플레이(301))뿐만 아니라 후면(310B)에 배치될 수 있다. 전자 장치(101)는, 도시되지 않은 센서 모듈, 예를 들어, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서(미도시) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 카메라 모듈(305, 306)은, 예를 들면, 전자 장치(101)의 전면(310A)에 배치된 전면 카메라 모듈(305), 및 후면(310B)에 배치된 후면 카메라 모듈(306), 및/또는 플래시(304)를 포함할 수 있다. 상기 카메라 모듈(305, 306)은, 하나 또는 복수의 렌즈들, 이미지 센서, 및/또는 이미지 시그널 프로세서를 포함할 수 있다. 플래시(204)는, 예를 들어, 발광 다이오드 또는 제논 램프(xenon lamp)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 2개 이상의 렌즈들 (적외선 카메라, 광각 및 망원 렌즈) 및 이미지 센서들이 전자 장치(101)의 한 면에 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 키 입력 장치(317)는, 하우징(310)의 측면(310C)에 배치될 수 있다. 다른 실시 예에 따르면, 전자 장치(101)는 상기 언급된 키 입력 장치(317) 중 일부 또는 전부를 포함하지 않을 수 있고 포함되지 않은 키 입력 장치(317)는 디스플레이(301) 상에 소프트 키와 같은 다른 형태로 구현될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 발광 소자(미도시)는, 예를 들어, 하우징(310)의 전면(310A)에 배치될 수 있다. 발광 소자(미도시)는, 예를 들어, 전자 장치(101)의 상태 정보를 광 형태로 제공할 수 있다. 다른 실시 예에 따르면, 발광 소자(미도시)는, 예를 들어, 전면 카메라 모듈(305)의 동작과 연동되는 광원을 제공할 수 있다. 발광 소자(미도시)는, 예를 들어, LED, IR LED 및/또는 제논 램프를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 커넥터 홀(308, 309)은, 예를 들면, 외부 전자 장치와 전력 및/또는 데이터를 송수신하기 위한 커넥터(예를 들어, USB 커넥터) 또는 외부 전자 장치와 오디오 신호를 송수신하기 위한 커넥터(예를 들어, 이어폰 잭)를 수용할 수 있는 제1 커넥터 홀(308), 및/또는 저장 장치(예: 심(subscriber identification module, SIM) 카드)를 수용할 수 있는 제2 커넥터 홀(309)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 커넥터 홀(308) 및/또는 제2 커넥터 홀(309)은 생략될 수 있다.
도 3은 본 개시의 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치의 분해 사시도이다.
도 3을 참조하면, 전자 장치(101)(예: 도 2a 및 도 2b의 전자 장치(101))는, 전면 플레이트(320)(예: 도 2a의 전면 플레이트(302)), 디스플레이(330)(예: 도 2a의 디스플레이(301)), 제1 지지 부재(332)(예: 브라켓), 인쇄회로기판(340), 배터리(350), 제2 지지 부재(360)(예: 리어 케이스), 안테나(370) 및 후면 플레이트(380)(예: 도 2b의 후면 플레이트(311)) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)는, 구성요소들 중 적어도 하나(예: 제1 지지 부재(332), 또는 제2 지지 부재(360))를 생략하거나 다른 구성요소를 추가적으로 포함할 수 있다. 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나는, 도 2a 또는 도 2b의 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나와 동일 또는 유사할 수 있으며, 중복되는 설명은 이하 생략한다.
일 실시예에 따르면, 제1 지지 부재(332)는, 전자 장치(101) 내부에 배치되어 측면 베젤 구조(331)와 연결될 수 있거나, 측면 베젤 구조(331)와 일체로 형성될 수 있다. 제1 지지 부재(332)는, 예를 들어, 금속 재질 및/또는 비금속 (예: 폴리머) 재질로 형성될 수 있다. 제1 지지 부재(332)는, 일면에 디스플레이(330)가 결합되고 타면에 인쇄회로기판(240)이 결합될 수 있다. 인쇄회로기판(340)에는, 프로세서, 메모리, 및/또는 인터페이스가 장착될 수 있다. 프로세서는, 예를 들어, 중앙처리장치, 어플리케이션 프로세서, 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 메모리는, 예를 들어, 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 인터페이스는, 예를 들어, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 및/또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다. 인터페이스는, 예를 들어, 전자 장치(101)를 외부 전자 장치와 전기적 또는 물리적으로 연결시킬 수 있으며, USB 커넥터, SD 카드/MMC 커넥터, 또는 오디오 커넥터를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 배터리(350)(예: 도 1의 배터리(189))는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성 요소(예: 카메라 모듈(312))에 전력을 공급하기 위한 장치로서, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 또는 재충전 가능한 2차 전지, 또는 연료 전지를 포함할 수 있다. 배터리(350)의 적어도 일부는, 예를 들어, 인쇄회로기판(340)과 실질적으로 동일 평면 상에 배치될 수 있다. 배터리(350)는 전자 장치(101) 내부에 일체로 배치될 수 있고, 전자 장치(101)와 탈부착 가능하게 배치될 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 제2 지지 부재(360)(예: 리어 케이스)는, 인쇄회로기판(340)과 안테나(370) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들면, 제2 지지 부재(360)는, 인쇄회로기판(340) 또는 배터리(350) 중 적어도 하나가 결합된 일면, 및 안테나(370)가 결합된 타면을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 안테나(370)는, 후면 플레이트(380)와 배터리(350) 사이에 배치될 수 있다. 안테나(370)는, 예를 들어, NFC(near field communication) 안테나, 무선 충전 안테나, 및/또는 MST(magnetic secure transmission) 안테나를 포함할 수 있다. 안테나(370)는, 예를 들어, 외부 장치와 근거리 통신을 하거나, 충전에 필요한 전력을 무선으로 송수신 할 수 있다. 예를 들어, 안테나(370)는 무선 충전을 위한 코일을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서는, 측면 베젤 구조(331) 및/또는 상기 제1 지지 부재(232)의 일부 또는 그 조합에 의하여 안테나 구조가 형성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치(101)는 하우징(예: 도 2a의 하우징(310)) 내에 배치된 카메라 모듈(예: 도 2b의 카메라 모듈(306))을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 카메라 모듈(306)은 제1 지지 부재(332) 상에 배치되고, 전자 장치(101)의 후방(예: +Z 방향)에 위치한 피사체의 이미지를 획득할 수 있는 후면 카메라 모듈(예: 도 2b의 카메라 모듈(312))일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 카메라 모듈(312)의 적어도 일부는 후면 플레이트(380)에 형성된 개구(382)를 통하여 전자 장치(101)의 외부로 노출될 수 있다.
도 2a 내지 도 3에서 개시되는 전자 장치(101)는 바형(bar type) 또는 평판형(plate type)의 외관을 가지고 있지만, 본 개시는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도시된 전자 장치는 롤러블 전자 장치나 폴더블 전자 장치일 수 있다. "롤러블 전자 장치(rollable electronic device)"라 함은, 디스플레이(예: 도 3의 디스플레이(330))의 굽힘 변형이 가능해, 적어도 일부분이 말아지거나(wound or rolled) 하우징(예: 도 2a의 하우징(310))의 내부로 수납될 수 있는 전자 장치를 의미할 수 있다. 사용자의 필요에 따라, 롤러블 전자 장치는 디스플레이를 펼침으로써 또는 디스플레이의 더 넓은 면적을 외부로 노출시킴으로써 화면 표시 영역을 확장하여 사용할 수 있다. "폴더블 전자 장치(foldable electronic device)"는 디스플레이의 서로 다른 두 영역을 마주보게 또는 서로 반대 방향을 향하는(opposite to) 방향으로 접힐 수 있는 전자 장치를 의미할 수 있다. 일반적으로 휴대 상태에서 폴더블 전자 장치에서 디스플레이는 서로 다른 두 영역이 마주보는 상태로 또는 대향하는 방향으로 접히고, 실제 사용 상태에서 사용자는 디스플레이를 펼쳐 서로 다른 두 영역이 실질적으로 평판 형태를 이루게 할 수 있다. 어떤 실시예에서, 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 전자 장치(101)는, 스마트 폰과 같은 휴대용 전자 장치뿐만 아니라, 노트북 컴퓨터나 카메라와 같은 다른 다양한 전자 장치를 포함할 수 있다.
일반적으로 전극조립체를 파우치 형태의 배터리 케이스에 수용하기 위해서는 평면의 알루미늄 배터리 케이스에 전극조립체의 모양으로 압력을 가하여 3차원 구조 모양으로 만들어주는 포밍(forming)과정이 필요하다. 본 개시에는 이러한 과정을 응용하여, 배터리 케이스의 포밍시 연신이 필요한 배터리 케이스의 만곡부를 특정 모양으로 가압하여 밀봉이 가능한 길이를 구현한다.
도 4a는 본 개시의 다양한 실시예에 따른, 비정형 구조를 가지는 배터리의 일 예를 나타낸 모식도이다. 도 4b는 본 개시의 다양한 실시예에 따른, 도 4a의 배터리의 일측을 A-A' 방향으로 절단한 단면도이며, 도 4c는 본 개시의 다양한 실시예에 따른, 도 4a의 배터리의 일측을 B-B' 방향으로 절단한 단면도이다.
도 4a 내지 도 4c를 참조하면, 배터리(400)(예: 도 1의 배터리(189) 및/또는 도 3의 배터리(350))는, 전극조립체(410), 전극조립체(410)로부터 연장되어 있는 전극 탭들(미도시)에 용접되어 있는 전극리드(401, 402), 및 전극조립체(410)를 수용하는 배터리 케이스(420)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전극조립체(410)는 분리막이 개재된 상태에서 양극과 음극이 순차적으로 적층되어 있는 발전소자로서, 스택형 또는 스택/폴딩형 구조를 포함할수 있다. 전극 탭들(미도시)은 전극조립체(410)의 각 극판으로부터 연장되어 있고, 전극리드(401, 402)는 각 극판으로부터 연장된 복수 개의 전극 탭들과, 예를 들어, 용접에 의해 각각 전기적으로 연결되어 있으며, 배터리 케이스(420)의 외부로 일부가 노출될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전극리드(401, 402)의 상하면 일부에는 배터리 케이스(420)와의 밀봉도를 높이고 동시에 전기적 절연상태를 확보하기 위하여 절연필름(미도시)이 부착될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 배터리 케이스(420)는 알루미늄 라미네이트 시트를 포함할 수 있고, 전극조립체(410)를 수용할 수 있는 공간을 제공하며, 전체적으로 파우치 형상을 가질 수 있다.
도 4a 내지 도 4c를 참조하면, 배터리(400)는, 전극조립체(410)이 내장된 배터리 케이스(420)의 외주변들(421, 422, 423, 424, 425)의 적어도 일부분이 열융착 밀봉된 구조를 가질 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전극조립체(410)는 평면 형상이며, 크기가 서로 상이한 두 개의 전극조립체(410)의 일부분들(410a, 410b)이 경계(A)를 기준으로 구분되어 있으며, 이에 따라 전극조립체(410)의 일부분들(410a, 410b)의 상이한 크기에서 유래되는 단차(430)가 전극조립체(410)에 형성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 배터리 케이스(420)는 전극조립체(410)에 대응하는 형상으로 이루어져 있고, 전극조립체(410)의 단부들을 따라 배터리 케이스(420)의 외주변들(421, 422, 423, 424, 425)이 밀봉되어 있으므로, 배터리(400)는 전극조립체(410) 형상에 대응하여, 장방형 구조가 아닌 단차(430)를 포함하는 비정형 구조를 가질 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 배터리(400)는 전극조립체(410)의 일부분들(410a, 410b)의 외주변들이 상호 교차하는 부위인 만곡부(C)에서 배터리 케이스(420) 역시 이러한 형상에 대응되도록 배터리 케이스(420)의 서로 다른 외주변들(421, 422)이 교차되고, 배터리 케이스(420)의 서로 다른 외주변들(421, 422)의 교차 부위에서 포밍 지그(440)에 의해 가압되어 연신되는 연신 부분(450)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 연신 부분(450)의 연신 길이는 배터리(400)의 만곡부(C)의 곡률, 또는 배터리 케이스(420)의 교차되는 서로 다른 외주변들(421, 422)의 폭(W) 중 적어도 하나에 따라 결정될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 포밍 지그(440)는 연신 부분(450)에 대해 필요한 길이 및/또는 모양에 따라 후술하는 바와 같이 다양한 구조를 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 연신 부분(450)은 배터리(400)의 만곡부(C)의 곡률, 배터리 케이스(420)의 두께, 또는 배터리 케이스(420)의 교차되는 서로 다른 외주변들(421, 422)의 폭(W) 중 적어도 하나를 고려하여 밀봉될 수 있다.
도 4a 내지 도 4c의 배터리(400)의 구조에 따라, 만곡부(C)를 형성하는 배터리 케이스(420)의 서로 다른 외주변들(421, 422)의 교차 부위에서 추가적인 연신을 수행하여 배터리 케이스(420)의 외주변들(421, 422)이 연결된 부위를 커팅하지 않고 열융착 밀봉할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 배터리 케이스(420)의 서로 다른 외주변들(421, 422)의 교차 부위에서 연신을 통해 배터리 케이스(420)의 외주변들(421, 422)을 열융착 밀봉함으로써, 추가적인 밀봉 면적을 확보하기 위해 전극조립체(410)의 내부 방향으로 만입된 공간을 형성할 필요가 없어 배터리 용량이 유지 및/또는 증가될 수 있다.
도 5는 본 개시의 다양한 실시예에 배터리 케이스의 서로 다른 외주변들이 교차하는 부위에서 포밍 지그에 위해 연신되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 배터리(400)(예: 도 4a 내지 도 4c의 배터리(400))의 배터리 케이스(420)의 외주변들(421,422)은 교차점(P)에서 수직으로 교차하고, 각각 밀봉 폭(W)의 길이 a를 가질 수 있다. 배터리 케이스(420)의 외주변(422)에 대해 45도 방향으로 교차점(P)을 향해 반구형의 포밍 지그(440)로 가압할 경우, 교차점(P)은 반구형의 포밍 지구의 외형에 따라 연신될 수 있다. 교차점(P)이 연신되어 생성된 곡선(P'P'')의 길이를 연신 길이라고 할 수 있고, 반구형의 포밍 기구의 단면인 반원의 둘레에 해당하는 길이를 가질 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 만곡부에 대응하여 연결된 배터리 케이스(420)의 위주변들(421, 422)의 교차 부위에 연신을 수행하여 밀봉할 경우, 필요한 최소의 연신 길이는 배터리 케이스(420)의 외주변들(421,422)의 밀봉 폭(W)의 두 배에 해당될 수 있다. 도 5의 실시예에서 배터리 케이스(420)의 외주변들(421,422)의 밀봉 폭(W)의 길이가 a이고, 연신길이에 해당하는 곡선(P'P'')의 길이는 반지름의 길이가 r인 반구형 포밍 지구의 단면인 반원의 둘레에 해당하는 πr일 때, 다음과 같은 수학식 1의 관계를 만족할 수 있다.
<수학식 1>
πr ≥ 2a
도 5의 실시예에서는 만곡부에 대응하여 연결된 배터리 케이스(420)의 위주변들(421, 422)의 교차 부위에 반구형 형태의 포밍 지그를 통해 가압하여 연신을 수행할 경우, 반구형 형태의 포밍 지그의 반지름 r의 최소값은 2a/π에 해당될 수 있다.
도 5의 실시예에서는 반구형 형태의 포밍 지그를 예로 들어 연신길이와 밀봉 폭과의 관계에 대해 설명하였으나 본 개시는 이에 한정되지 않고, 후술하는 바와 같이 다양한 형태의 포밍 지그가 본 개시의 다양한 실시예에 적용될 수 있다. 다만, 이러한 경우에도 포밍 지그의 형태는 연신되는 부분의 필요한 길이 및/또는 모양에 따라 결정되어야 한다.
도 6은 본 개시의 다양한 실시예에 따른, 포밍 지그의 다양한 형태들의 예시들을 나타낸 도면이다.
도 6의 (a)를 참조하면, 포밍 지그의 정면은 직선 PR의 중심을 O라고 하고, 곡선 PR의 중심을 Q라고 하였을 때, 직선 PO, 직선 OQ, 및 직선 OR의 길이가 모두 r로 동일하고, 곡선 PQ 및 곡선 RQ의 곡률 k가 1/r을 만족하는 반원 PQR의 형태를 가질 수 있다. 또한, 포밍 지그의 측면은 YZ 평면에 위치한 포밍 지그의 반원 PQR과 수직이면서 XY 평면에 위치한 반지름 r인 반원 PRS를 포함하며(여기서 S는 곡선 PR의 중심임), 곡선 SQ의 곡률이 1/r인 반구형의 형태를 가질 수 있다.
도 6의 (a)에 따른 포밍 지그를 통해 연신을 수행할 때 연신 길이는 곡선 PQR의 길이에 해당하며 πr의 값을 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 연신길이의 값은 πr로 표현되며 밀봉 폭의 길이를 a라고 하였을 때 상기 수학식 1을 만족할 수 있다.
도 6의 (b)를 참조하면, 포밍 지그의 정면은 직선 P'R'의 중심을 O'라고 하고, O'Q'는 직선 P'R'에 수직이면서 직선 P'O'와 동일한 길이를 가진다고 하였을 때, 직선 P'O', 직선 O'Q', 및 직선 O'R'의 길이가 모두 r로 동일하고, 곡선 P'Q' 및 곡선 R'Q'의 곡률 k가 0에서 1/r 사이의 값을 만족하는 형태(이하 유사 반원으로 지칭함)를 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 포밍 지그의 측면은 YZ 평면에 위치한 포밍 지그의 유사 반원 P'Q'R'과 수직이면서 XY 평면에 위치한 유사 반원 P'R'S'를 포함하며(여기서 S'는 O'S'와 P'R'가 수직이고, O'S'와 P'O'의 길이가 동일함), 곡선 S'Q'의 곡률이 1/r인 형태(이하 유사 반구형으로 지칭함)를 가질 수 있다.
도 6의 (b)에 따른 포밍 지그를 통해 연신을 수행할 때 연신 길이는 곡선 P'Q'의 길이 및 곡선 R'Q'의 길이의 합에 해당하는 값을 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 연신길이는 밀봉 폭의 길이를 a라고 하였을 때 다음 수학식 2를 만족한다.
<수학식 2>
πr > 곡선 P'Q'의 길이 및 곡선 R'Q'의 길이의 합 ≥ 2a
도 6의 (c)를 참조하면, 포밍 지그의 정면은 직선 P''R''의 중심을 O''라고 하고, O''Q''는 직선 P''R''에 수직이면서 직선 P''O''와 동일한 길이를 가진다고 하였을 때, 직선 P''O'', 직선 O''Q'', 및 직선 O''R''의 길이가 모두 r로 동일하고, 밑변에 해당하는 직선 P''R''의 길이가 2r이고 높이에 해당하는 직선 O''Q''의 길이가 r인 삼각형 P''Q''R''의 형태를 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 포밍 지그의 측면은 YZ 평면에 위치한 포밍 지그의 삼각형 P''Q''R''과 수직이면서 XY 평면에 위치한 삼각형 P''R''S''를 포함하며(여기서 S''는 O''S''와 P''R''가 수직이고, O''S''와 P''O''의 길이가 동일함), 직선 S''Q''의 곡률 k가 0인 삼각뿔 형태를 가질 수 있다.
도 6의 (c)에 따른 포밍 지그를 통해 연신을 수행할 때 연신 길이는 직선 P''Q''의 길이 및 직선 R''Q''의 길이의 합에 해당하는 값을 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 연신길이의 값은 
로 표현되며, 밀봉 폭의 길이를 a라고 하였을 때 다음 수학식 3을 만족할 수 있다.
<수학식 3>
도 6에서는 포밍 지그의 형태들로 반구형 형태, 유사 반구형 형태, 및 삼각뿔 형태에 대해 설명하였다. 이 형태들은 밀봉부의 바깥쪽으로 갈수록 깊게 눌러질 수 있는 구조를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 본 개시의 포밍 지그의 형태는 도 6에 예시된 형태들에 한정되지 않으며 밀봉부의 바깥쪽으로 갈수록 깊게 눌러질 수 있는 구조를 가지면서 전술한 포밍 지그의 형태 조건을 만족하는 다양한 형태들을 포함할 수 있다.
도 7a은 본 개시의 다양한 실시예에 따른, 연신 부분이 포함된 배터리 케이스를 나타낸 도면이고, 도 7b는 본 개시의 다양한 실시예에 따른, 도 7a의 배터리의 측면을 나타낸 도면이다.
도 7a 및 도 7b를 참조하면, 배터리(700)(예: 도 1의 배터리(189) 및/또는 도 3의 배터리(350))는, 전극조립체(710), 전극조립체(710)로부터 연장되어 있는 전극 탭들(미도시)에 용접되어 있는 전극 리드들(미도시), 및 전극조립체(710)를 수용할 수 있는 내장 공간을 포함하는 배터리 케이스(720)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전극조립체(710)는 평면 형상 및 크기가 서로 상이한 두 개의 전극조립체(710)의 일부분들(710a, 710b)이 경계(A)를 기준으로 구분되어 있으며, 그에 따라 전극조립체(710)의 일부분들(710a, 710b)의 상이한 크기에서 유래되는 단차가 전극조립체(710)에 형성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 배터리 케이스(720)는 상부 케이스(721) 및 하부 케이스(722)를 포함할 수 있다. 배터리 케이스(720)의 하부 케이스(722)는 상부 케이스(721)와 동일한 형상의 평면 알루미늄판을 전극조립체(710)에 대응하는 형상으로 포밍하여 형성되고, 포밍 과정에서 형성된 내부 공간에 전극조립체(710)를 수용할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 배터리 케이스(720)의 하부 케이스(722)는 상부 케이스(721)와 결합하여 밀봉되는 외주변들(723, 724, 725, 726, 727)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 배터리(700)는 전극조립체(710)의 일부분들(710a, 710b)의 외주변들이 상호 교차하는 부위인 만곡부(C)에서 배터리 케이스(720)의 하부 케이스(722) 역시 이러한 형상에 대응되도록 하부 케이스(722)의 서로 다른 외주변들(725, 726)이 교차되고, 하부 케이스(720)의 서로 다른 외주변들(725, 726)의 교차 부위에서 포밍 지그(미도시)에 의해 가압되어 연신되는 제1 연신 부분(730)을 포함할 수 있다. 제1 연신 부분(730)의 연신 길이는 배터리(700)의 만곡부(C)의 곡률과 하부 케이스(722)의 교차되는 서로 다른 외주변들(725, 726)의 밀봉 폭에 따라 결정될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 배터리 케이스(720)의 상부 케이스(721)는 하부 케이스(722)의 서로 다른 외주변들(725, 726)이 교차되는 부위에 대응되는 부위에서 동일한 포밍 지그에 의해 가압되어 연신되는 제2 연신 부분(740)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 배터리 케이스(720)의 상부 케이스(721)를 하부 케이스(722) 방향으로 접었을 때, 상부 케이스(721)의 제2 연신 부분(740)은 하부 케이스(722)의 제1 연신 부분(730)과 겹쳐질 수 있다. 배터리 케이스(720)의 상부 케이스(721) 및 하부 케이스(722)에 동일한 형상의 포밍 지그를 이용하여 양면 포밍 과정을 수행할 수 있다.
도 8은 본 개시의 다양한 실시예에 따른, 배터리의 일 예를 나타낸 모식도이다. 도 9는 본 개시의 또다른 실시예에 따른, 배터리의 일 예를 나타낸 모식도이고, 도 10은 본 개시의 또다른 실시예에 따른, 배터리의 일 예를 나타낸 모식도이다.
도 8을 참조하면, 배터리(800)(예: 도 1의 배터리(189) 및/또는 도 3의 배터리(350))는, 전극조립체(810), 전극조립체(810)로부터 연장되어 있는 전극 탭들(미도시)에 용접되어 있는 전극리드(801, 802), 및 전극조립체(810)를 수용하는 배터리 케이스(820)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전극조립체(810)는 평명 형상 및 크기가 서로 상이한 두 개의 전극조립체(810)의 일부분들(810a, 810b)이 경계(A')를 기준으로 구분되어 있으며, 그에 따라 전극조립체(810)의 일부분들(810a, 810b)의 상이하 크기에서 유래되는 단차가 전극조립체(810)에 형성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전극조립체(810)의 일부분들(810a, 810b)의 외주변들이 상호 교차하는 부위에서 하나의 만곡부(C)가 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 배터리 케이스(820)는 전극조립체(810)에 대응하는 형상으로 이루어져 있고, 전극조립체(810)의 단부들을 따라 배터리 케이스(820)의 외주변들(821, 822, 823, 824, 825, 826)이 밀봉되어 있다. 일 실시예에 따르면, 전극조립체(810)의 일부분들(810a, 810b)의 외주변들이 상호 교차하는 부위인 만곡부(C)에서 배터리 케이스(820) 역시 이러한 형상에 대응되도록 배터리 케이스(820)의 서로 다른 외주변들(823, 824)이 교차되고, 배터리 케이스(820)의 서로 다른 외주변들(823, 824)이 교차하는 부위에는 포밍과정을 통해 연신되어 열융착 밀봉되는 연신부분(830)을 포함할 수 있다.
도 9를 참조하면, 배터리(900)(예: 도 1의 배터리(189) 및/또는 도 3의 배터리(350))는, 전극조립체(910), 전극조립체(910)로부터 연장되어 있는 전극 탭들(미도시)에 용접되어 있는 전극리드(901, 902), 및 전극조립체(910)를 수용하는 배터리 케이스(920)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전극조립체(910)는 평명 형상 및 크기가 상이한 세 개의 전극조립체(910)의 일부분들(910a, 910b, 910c)이 경계(A) 및 경계(A')를 기준으로 구분되어 있으며, 그에 따라 전극조립체(910)의 일부분들(910a, 910b)의 상이하 크기에서 유래되는 제1 단차와 전극조립체(910)의 일부분들(910b, 910c)의 상이한 크기에서 유래되는 제2 단차가 전극조립체(910)에 형성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전극조립체(910)의 일부분들(910a, 910b)의 외주변들이 상호 교차하는 부위에서 제1 만곡부(C)가 형성되고, 전극조립체(910)의 일부분들(910b, 910c)의 외주변들이 상호 교차하는 부위에서 제2 만곡부(C')가 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 배터리 케이스(920)는 전극조립체(910)에 대응하는 형상으로 이루어져 있고, 전극조립체(910)의 단부들을 따라 배터리 케이스(920)의 외주변들(921, 922, 923, 924, 925, 926, 927, 928)이 밀봉될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전극조립체(910)의 일부분들(910a, 910b)의 외주변들이 상호 교차하는 부위인 제1 만곡부(C)에서 배터리 케이스(920) 역시 이러한 형상에 대응되도록 배터리 케이스(920)의 서로 다른 외주변들(923, 924)이 교차되고, 배터리 케이스(920)의 서로 다른 외주변들(923, 924)이 교차하는 부위에는 포밍과정을 통해 연신되어 열융착 밀봉되는 제1 연신부분(930)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전극조립체(910)의 일부분들(910b, 910c)의 외주변들이 상호 교차하는 부위인 제2 만곡부(C')에서 배터리 케이스(920) 역시 이러한 형상에 대응되도록 배터리 케이스(920)의 서로 다른 외주변들(924, 925)이 교차되고, 배터리 케이스(920)의 서로 다른 외주변들(924, 925)이 교차하는 부위에는 포밍과정을 통해 연신되어 열융착 밀봉되는 제2 연신부분(940)을 포함할 수 있다.
도 10을 참조하면, 배터리(1000)(예: 도 1의 배터리(189) 및/또는 도 3의 배터리(350))는, 전극조립체(1010), 전극조립체(1010)로부터 연장되어 있는 전극 탭들(미도시)에 용접되어 있는 전극리드(1001, 1002), 및 전극조립체(1010)를 수용하는 배터리 케이스(1020)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전극조립체(1010)는 평명 형상 및 크기가 상이한 네 개의 전극조립체(1010)의 일부분들(1010a, 1010b, 1010c, 1010d)이 경계(A), 경계(A'), 경계(A'') 및 경계(A''')를 기준으로 구분되어 있으며, 그에 따라 전극조립체(1010)의 일부분들(1010d, 1010a)의 상이한 크기에서 유래되는 제1 단차, 전극조립체(1010)의 일부분들(1010a, 1010b)의 상이한 크기에서 유래되는 제2 단차, 전극조립체(1010)의 일부분들(1010b, 1010c)의 상이한 크기에서 유래되는 제3 단차, 및 전극조립체(1010)의 일부분들(1010c, 1010d)의 상이한 크기에서 유래되는 제4 단차가 전극조립체(1010)에 형성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전극조립체(1010)의 일부분들(1010d, 1010a)의 외주변들이 상호 교차하는 부위에서 제1 만곡부(C)가 형성되고, 전극조립체(1010)의 일부분들(1010a, 1010b)의 외주변들이 상호 교차하는 부위에서 제2 만곡부(C')가 형성되고, 전극조립체(1010)의 일부분들(1010b, 1010c)의 외주변들이 상호 교차하는 부위에서 제3 만곡부(C'')가 형성되고, 전극조립체(1010)의 일부분들(1010c, 1010d)의 외주변들이 상호 교차하는 부위에서 제4 만곡부(C''')가 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 배터리 케이스(1020)는 전극조립체(1010)에 대응하는 형상으로 이루어져 있고, 전극조립체(1010)의 단부들을 따라 배터리 케이스(1020)의 외주변들(1021, 1022, 1023, 1024, 1025, 1026, 1027, 1028)이 밀봉될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전극조립체(1010)의 일부분들(1010d, 1010a)의 외주변들이 상호 교차하는 부위인 제1 만곡부(C)에서 배터리 케이스(1020) 역시 이러한 형상에 대응되도록 배터리 케이스(1020)의 서로 다른 외주변들(1026, 1025)이 교차되고, 배터리 케이스(1020)의 서로 다른 외주변들(1026, 1025)이 교차하는 부위에는 포밍과정을 통해 연신되어 열융착 밀봉되는 제1 연신부분(1030)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전극조립체(1010)의 일부분들(1010a, 1010b)의 외주변들이 상호 교차하는 부위인 제2 만곡부(C')에서 배터리 케이스(1020) 역시 이러한 형상에 대응되도록 배터리 케이스(1020)의 서로 다른 외주변들(1025, 1028)이 교차되고, 배터리 케이스(1020)의 서로 다른 외주변들(1025, 1028)이 교차하는 부위에는 포밍 과정을 통해 연신되어 열융착 밀봉되는 제2 연신부분(1040)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전극조립체(1010)의 일부분들(1010b, 1010c)의 외주변들이 상호 교차하는 부위인 제3 만곡부(C'')에서 배터리 케이스(1020) 역시 이러한 형상에 대응되도록 배터리 케이스(1020)의 서로 다른 외주변들(1028, 1027)이 교차되고, 배터리 케이스(1020)의 서로 다른 외주변들(1028, 1027)이 교차하는 부위에는 포밍과정을 통해 연신되어 열융착 밀봉되는 제3 연신부분(1050)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전극조립체(1010)의 일부분들(1010c, 1010d)의 외주변들이 상호 교차하는 부위인 제4 만곡부(C''')에서 배터리 케이스(1020) 역시 이러한 형상에 대응되도록 배터리 케이스(1020)의 서로 다른 외주변들(1027, 1026)이 교차되고, 배터리 케이스(1020)의 서로 다른 외주변들(1027, 1026)이 교차하는 부위에는 포밍과정을 통해 연신되어 열융착 밀봉되는 제4 연신부분(1060)을 포함할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(예: 도 1 내지 3의 101)는, 플레이트를 포함하는 하우징, 상기 하우징 내에 배치되고, 실질적으로 상기 플레이트와 평행하게 배치된 베이스 부재, 및 상기 베이스 부재의 일 영역에 배치되고, 상기 전자 장치에 전력을 공급하는 배터리(예: 도 4a의 400, 도 7a의 700, 도 8의 800, 도 9의 900, 도10의 1000)로서, 크기가 서로 상이한 제1 부분(예: 도 4a의 410a, 도 7a의 710a, 도 8의 810a, 도 9의 910a, 도 10의 1010a) 및 제2 부분(예: 도 4a의 410b, 도 7a의 710b, 도 8의 810b, 도 9의 910b, 도 10의 1010b)을 포함하는 전극조립체(예: 도 4a의 410, 도 7a의 710, 도 8의 810, 도 9의 910, 도 10의 1010) 및 상기 전극조립체를 수용하는 수용 공간 및 상기 전극 조립체의 외주변을 따라 배치된 밀봉 부분을 포함하는 배터리 케이스(예: 도 4a의 420, 도 7a의 720, 도 8의 820, 도 9의 920, 도 10의 1020)를 포함하고, 상기 전극조립체의 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분의 교차 부분은 제1 만곡 구조를 형성하고, 상기 제1 만곡 구조와 인접한 상기 밀봉 부분의 적어도 일부는, 상기 제1 만곡 구조에 기반하여 형성된 제1 연신 구조(예: 도 4a의 450, 도 8의 830, 도 9의 930, 도 10의 1030)를 포함하는 배터리를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면 상기 제1 연신 구조는 상기 제1 만곡 구조의 곡률 또는 상기 밀봉 부분의 폭 중 적어도 하나에 기반하여 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면 상기 제1 연신 구조의 연신 길이는 상기 밀봉 부분의 폭의 2배 이상일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면 상기 제1 연신 구조는 특정 모양의 포밍 지그를 상기 밀봉 부분의 상기 적어도 일부에 가압하여 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면 상기 제1 연신 구조는 상기 배터리 케이스의 상부 케이스(예: 도 7a의 721)에 형성된 제1 연신 부분(예: 도 7a의 740) 및 상기 배터리 케이스의 하부 케이스(예: 도 7a의 722)에 형성된 제2 연신 부분(예: 도 7a의 730)을 포함하고, 상기 제1 연신 부분 및 상기 제2 연신 부분은 서로 겹쳐질 수 있다.
다양한 실시예에 따르면 상기 제1 연신 구조를 포함하는 상기 밀봉 부분의 상기 적어도 일부는 상기 배터리 케이스의 두께, 상기 밀봉 부분의 폭, 또는 상기 제1 만곡 구조의 곡률 중 적어도 하나를 고려하여 밀봉될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면 상기 전극조립체의 상기 제2 부분은 상기 제1 부분에 대해 상대적으로 작은 크기를 가지며, 상기 제1 부분의 경계로부터 연장 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면 상기 제1 만곡부는 상기 제1 부분의 경계와 상기 제2 부분이 수직을 이루는 부분에서 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면 상기 제1 연신 구조는 평면상으로, 곡률 반지름을 r이라고 하였을 때, 곡률이 1/r인 반원 구조(예: 도 6의 (a)), 곡률이 0보다 크고 1/r보다 작은 복수의 곡선들이 연결된 구조(예: 도 6의 (b)), 또는 곡률이 0인 복수의 직선들로 연결된 구조(예: 도 6의 (c)) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면 상기 배터리 케이스는 상부 케이스 및 하부 케이스를 포함하고, 상기 하부 케이스는 상기 전극조립체에 대응하는 형상으로 포밍하여 형성된 내부 공간을 포함하고, 상기 내부 공간에 상기 전극조립체가 수용할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면 상기 전극조립체는 평명 형상의 제3 부분(예: 도 9의 910c, 도 10의 1010c)을 더 포함하고, 상기 제2 부분 및 상기 제3 부분의 교차 부분은 제2 만곡 구조를 형성하고, 상기 제2 만곡 구조와 인접한 상기 밀봉 부분의 적어도 일부는, 상기 제2 만곡 구조에 기반하여 형성된 제2 연신 구조(예: 도 9의 940, 도 10의 1040)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면 상기 제2 연신 구조는 상기 제2 만곡 구조의 곡률 또는 상기 밀봉 부분의 폭 중 적어도 하나에 기반하여 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면 상기 제2 연신 구조의 연신 길이는 상기 밀봉 부분의 폭의 2배 이상일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면 상기 제2 연신 구조를 포함하는 상기 밀봉 부분의 상기 적어도 일부는 상기 배터리 케이스의 두께, 상기 밀봉 부분의 폭, 또는 상기 제2 만곡 구조의 곡률 중 적어도 하나를 고려하여 밀봉될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면 상기 제2 연신 구조는 평면상으로, 곡률 반지름을 r이라고 하였을 때, 곡률이 1/r인 반원 구조(예: 도 6의 (a)), 곡률이 0보다 크고 1/r보다 작은 복수의 곡선들이 연결된 구조(예: 도 6의 (b)), 또는 곡률이 0인 복수의 직선들로 연결된 구조(예: 도 6의 (c)) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면 상기 배터리는 상기 전극조립체로부터 연장된 전극 탭들이 용접되어 있는 복수의 전극리드들을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면 상기 전극조립체의 상기 외주변을 따라 배치된 상기 밀봉 부분은 열융착 밀봉될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면 상기 배터리 케이스는 수지층과 금속층의 접합으로 구성된 박막 시트의 파우치 형태일 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따르면 배터리(예: 도 4a의 400, 도 7a의 700, 도 8의 800, 도 9의 900, 도10의 1000)는, 크기가 서로 상이한 제1 부분(예: 도 4a의 410a, 도 7a의 710a, 도 8의 810a, 도 9의 910a, 도 10의 1010a) 및 제2 부분(예: 도 4a의 410b, 도 7a의 710b, 도 8의 810b, 도 9의 910b, 도 10의 1010b)을 포함하는 전극조립체(예: 도 4a의 410, 도 7a의 710, 도 8의 810, 도 9의 910, 도 10의 1010) 및 상기 전극조립체를 수용하는 수용 공간 및 상기 전극 조립체의 외주변을 따라 배치된 밀봉 부분을 포함하는 배터리 케이스(예: 도 4a의 420, 도 7a의 720, 도 8의 820, 도 9의 920, 도 10의 1020)를 포함하고, 상기 전극조립체의 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분의 교차 부분은 제1 만곡 구조를 형성하고, 상기 제1 만곡 구조와 인접한 상기 밀봉 부분의 적어도 일부는, 상기 제1 만곡 구조에 기반하여 형성된 제1 연신 구조(예: 도 4a의 450, 도 8의 830, 도 9의 930, 도 10의 1030)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면 배터리팩은 배터리를 하나 이상 포함할 수 있다.
이상에서 설명한 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 배터리를 포함하는 전자 장치는 전술한 실시 예(들) 및 도면(들)에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 개시의 기술적 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
Claims (20)
- 전자 장치에 있어서,
플레이트를 포함하는 하우징;
상기 하우징 내에 배치되고, 실질적으로 상기 플레이트와 평행하게 배치된 베이스 부재;
상기 베이스 부재의 일 영역에 배치되고, 상기 전자 장치에 전력을 공급하는 배터리로서,
크기가 서로 상이한 제1 부분 및 제2 부분을 포함하는 전극조립체; 및
상기 전극조립체를 수용하는 수용 공간 및 상기 전극조립체의 외주변을 따라 배치된 밀봉 부분을 포함하는 배터리 케이스를 포함하고,
상기 제1 부분 및 상기 제2 부분의 교차 부분은 제1 만곡 구조를 형성하고, 상기 제1 만곡 구조와 인접한 상기 밀봉 부분의 적어도 일부는 상기 제1 만곡 구조에 기반하여 형성된 제1 연신 구조를 포함하는 배터리를 포함하는 전자 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 연신 구조는 상기 제1 만곡 구조의 곡률 또는 상기 밀봉 부분의 폭 중 적어도 하나에 기반하여 형성된 전자 장치.
- 제2항에 있어서,
상기 제1 연신 구조의 연신 길이는 상기 밀봉 부분의 폭의 2배 이상인 전자 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 연신 구조는 특정 모양의 포밍 지그를 상기 밀봉 부분의 상기 적어도 일부에 가압하여 형성된 전자 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 연신 구조는 상기 배터리 케이스의 상부 케이스에 형성된 제1 연신 부분 및 상기 배터리 케이스의 하부 케이스에 형성된 제2 연신 부분을 포함하고, 상기 제1 연신 부분 및 상기 제2 연신 부분은 서로 겹쳐지는 전자 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 연신 구조를 포함하는 상기 밀봉 부분의 상기 적어도 일부는 상기 배터리 케이스의 두께, 상기 밀봉 부분의 폭, 또는 상기 제1 만곡 구조의 곡률 중 적어도 하나를 고려하여 밀봉된 전자 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 전극조립체의 상기 제2 부분은 상기 제1 부분에 대해 상대적으로 작은 크기를 가지며, 상기 제1 부분의 경계로부터 연장 형성된 전자 장치.
- 제7항에 있어서,
상기 제1 만곡 구조는 상기 제1 부분의 경계와 상기 제2 부분이 수직을 이루는 부분에서 형성된 전자 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 연신 구조는 평면상으로, 곡률 반지름을 r이라고 하였을 때,
곡률이 1/r인 반원 구조, 곡률이 0보다 크고 1/r보다 작은 복수의 곡선들이 연결된 구조, 또는 곡률이 0인 복수의 직선들로 연결된 구조 중 적어도 하나를 포함하는 전자 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 배터리 케이스는 상부 케이스 및 하부 케이스를 포함하고,
상기 하부 케이스는 상기 전극조립체에 대응하는 형상으로 포밍하여 형성된 내부 공간을 포함하고, 상기 내부 공간에 상기 전극조립체가 수용되는 전자 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 전극조립체는 평면 형상의 제3 부분을 더 포함하고,
상기 제2 부분 및 상기 제3 부분의 교차 부분은 제2 만곡 구조를 형성하고,
상기 제2 만곡 구조와 인접한 상기 밀봉 부분의 적어도 일부는, 상기 제2 만곡 구조에 기반하여 형성된 제2 연신 구조를 포함하는 전자 장치.
- 제11항에 있어서,
상기 제2 연신 구조는 상기 제2 만곡 구조의 곡률 또는 상기 밀봉 부분의 폭 중 적어도 하나에 기반하여 형성된 전자 장치.
- 제12항에 있어서,
상기 제2 연신 구조의 연신 길이는 상기 밀봉 부분의 폭의 2배 이상인 전자 장치.
- 제11항에 있어서,
상기 제2 연신 구조를 포함하는 상기 밀봉 부분의 상기 적어도 일부는 상기 배터리 케이스의 두께, 상기 밀봉 부분의 폭, 또는 상기 제2 만곡 구조의 곡률 중 적어도 하나를 고려하여 밀봉된 전자 장치.
- 제11항에 있어서,
상기 제2 연신 구조는 평면상으로, 곡률 반지름을 r이라고 하였을 때,
곡률이 1/r인 반원 구조, 곡률이 0보다 크고 1/r보다 작은 복수의 곡선들이 연결된 구조, 또는 곡률이 0인 복수의 직선들로 연결된 구조 중 적어도 하나를 포함하는 전자 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 전극조립체로부터 연장된 전극 탭들이 용접되어 있는 복수의 전극리드들을 더 포함하는 전자 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 전극조립체의 상기 외주변을 따라 배치된 상기 밀봉 부분은 열융착 밀봉된 전자 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 배터리 케이스는 수지층과 금속층의 접합으로 구성된 박막 시트의 파우치 형태인인 전자 장치.
- 배터리에 있어서,
크기가 서로 상이한 제1 부분 및 제2 부분을 포함하는 전극조립체; 및
상기 전극조립체를 수용하는 수용 공간 및 상기 전극조립체의 외주변을 따라 배치된 밀봉 부분을 포함하는 배터리 케이스를 포함하고,
상기 제1 부분 및 상기 제2 부분의 교차 부분은 제1 만곡 구조를 형성하고, 상기 제1 만곡 구조와 인접한 상기 밀봉 부분의 적어도 일부는 상기 제1 만곡 구조에 기반하여 형성된 제1 연신 구조를 포함하는 배터리.
- 제19항에 따른 배터리를 하나 이상 포함하는 배터리팩.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/KR2021/016710 WO2022103235A1 (ko) | 2020-11-16 | 2021-11-16 | 배터리를 포함하는 전자 장치 |
| EP21892402.5A EP4235916A1 (en) | 2020-11-16 | 2021-11-16 | Electronic device comprising battery |
| US18/140,027 US20230269317A1 (en) | 2020-11-16 | 2023-04-27 | Electronic device comprising battery |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR20200152606 | 2020-11-16 | ||
| KR1020200152606 | 2020-11-16 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20220066810A true KR20220066810A (ko) | 2022-05-24 |
Family
ID=81807604
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210056249A KR20220066810A (ko) | 2020-11-16 | 2021-04-30 | 배터리를 포함하는 전자 장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20220066810A (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102522031B1 (ko) * | 2023-01-02 | 2023-04-14 | 주식회사 에스비알테크놀로지 | 전자 기기의 배터리 셀 리필 공정 자동화 방법 및 장치 |
-
2021
- 2021-04-30 KR KR1020210056249A patent/KR20220066810A/ko active Search and Examination
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102522031B1 (ko) * | 2023-01-02 | 2023-04-14 | 주식회사 에스비알테크놀로지 | 전자 기기의 배터리 셀 리필 공정 자동화 방법 및 장치 |
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