KR20220166607A - 플렉서블 배터리 및 이를 포함하는 전자 장치 - Google Patents

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KR20220166607A
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박선영
이연일
최재만
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 문서의 다양한 실시예들은 플렉서블 배터리 및 이를 포함하는 전자 장치에 관한 것으로, 서로 교번적으로 적층된 복수의 양극판 및 복수의 음극판과, 상기 양극판과 상기 음극판 사이에 배치된 분리막을 포함하는 배터리 어셈블리, 상기 복수의 양극판들 각각에 부착되어 상기 배터리 어셈블리의 제 1 방향으로 돌출되는 메인 양극 탭, 메인 음극 탭, 보조 양극 탭, 및 보조 음극 탭을 포함하고, 상기 분리막은, 상기 양극판과 상기 음극판 사이에 배치되는 제 1 부분, 및 상기 제 1 부분으로부터 상기 제 1 방향으로 연장되고, 상기 보조 양극 탭의 적어도 일부분 및 상기 보조 음극 탭의 적어도 일부분과 중첩되도록 상기 보조 양극 탭과 상기 보조 음극 탭 사이에 배치되는 제 2 부분을 포함할 수 있다. 본 문서는 그 밖에 다양한 실시예들을 더 포함할 수 있다.

Description

플렉서블 배터리 및 이를 포함하는 전자 장치{FLEXIBLE BATTERY AND ELECTRONIC DEVICE INCLUDING SAME}
본 문서의 다양한 실시예들은 플렉서블 배터리 및 이를 포함하는 전자 장치에 관한 것이다.
전자 장치는 배터리의 전력을 이용하여 다양한 기능(예: 어플리케이션의 실행)을 수행할 수 있다.
전자 장치는 유선 충전 방식 또는 무선 충전 방식으로 배터리를 충전할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치는, 전원 공급 장치(예: TA(travel adapter))와 유선으로 연결되면, 전원 공급 장치(예: TA(travel adapter))로부터 공급된 전력을 이용하여 배터리를 충전할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치는 무선 충전 장치(예: 무선 충전 패드)의 무선 충전 코일과 지정된 거리 이내에 위치하면, 무선 충전 장치로부터 무선으로 공급되는 전력을 이용하여 배터리를 충전할 수 있다.
전자 장치는, 하우징의 형태를 변형시킬 수 있는 다양한 폼팩터들로 개발되고 있다. 예를 들면, 전자 장치의 제조사들은, 하우징을 폴딩 또는 언폴딩시키거나, 하우징의 일부분을 슬라이드 이동시킬 수 있는 다양한 폼팩터들에 대하여 연구개발을 진행하고 있다. 이러한 폼팩터의 전자 장치들은 하우징의 형태에 따라 디스플레이의 표시 면적 또는 형태를 가변할 수 있다.
한편, 전자 장치가 하우징의 형태를 변형시킬 수 있는 다양한 폼팩터들로 개발되는 추세에 따라 구부리거나 접을 수 있는 플렉서블 배터리에 대한 관심이 증가하고 있다. 플렉서블 배터리는 구부리거나 접을 수 있기 때문에 하우징의 형태가 변경되는 다양한 폼팩터들의 전자 장치에 적용될 수 있다.
플렉서블 배터리는 반복적인 밴딩에 의해 배터리의 전극 부분, 예컨대 배터리 내부의 양극 탭 또는 음극 탭이 단선되는 문제가 발생될 수 있다. 예를 들어, 플렉서블 배터리에서, 양극 탭 또는 음극 탭이 단선되면 충전 불량이 발생할 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들은 반복적인 밴딩에도 강건한 설계 구조를 갖는 플렉서블 배터리 및 이를 포함한 전자 장치를 제공할 수 있다.
본 문서에서 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 문서가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있다.
다양한 실시예들에 따른 플렉서블 배터리는, 파우치, 상기 파우치의 내부에 배치되는 배터리 어셈블리로서, 서로 교번적으로 적층된 복수의 양극판 및 복수의 음극판과, 상기 양극판과 상기 음극판 사이에 배치된 분리막을 포함하는 상기 배터리 어셈블리, 상기 복수의 양극판들 각각에 부착되어 상기 배터리 어셈블리의 제 1 방향으로 돌출되는 메인 양극 탭, 상기 복수의 음극판들 각각에 부착되어 상기 배터리 어셈블리의 상기 제 1 방향으로 돌출되는 메인 음극 탭, 상기 복수의 양극판들 각각에 부착되어 상기 배터리 어셈블리의 제 1 방향으로 돌출되고, 상기 메인 양극 탭과 상기 메인 음극 탭 사이에 배치되는 보조 양극 탭, 및 상기 복수의 음극판들 각각에 부착되어 상기 배터리 어셈블리의 제 1 방향으로 돌출되고, 상기 메인 양극 탭과 상기 메인 음극 탭 사이에 배치되는 보조 음극 탭을 포함하고, 상기 분리막은, 상기 양극판과 상기 음극판 사이에 배치되는 제 1 부분, 및 상기 제 1 부분으로부터 상기 제 1 방향으로 연장되고, 상기 보조 양극 탭의 적어도 일부분 및 상기 보조 음극 탭의 적어도 일부분과 중첩되도록 상기 보조 양극 탭과 상기 보조 음극 탭 사이에 배치되는 제 2 부분을 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따른 전자 장치는, 하우징, 및 상기 하우징의 내부에 배치된 플렉서블 배터리를 포함하고, 상기 플렉서블 배터리는, 파우치, 상기 파우치의 내부에 배치되는 배터리 어셈블리로서, 서로 교번적으로 적층된 복수의 양극판 및 복수의 음극판과, 상기 양극판과 상기 음극판 사이에 배치된 분리막을 포함하는 상기 배터리 어셈블리, 상기 복수의 양극판들 각각에 부착되어 상기 배터리 어셈블리의 제 1 방향으로 돌출되는 메인 양극 탭, 상기 복수의 음극판들 각각에 부착되어 상기 배터리 어셈블리의 상기 제 1 방향으로 돌출되는 메인 음극 탭, 상기 복수의 양극판들 각각에 부착되어 상기 배터리 어셈블리의 제 1 방향으로 돌출되고, 상기 메인 양극 탭과 상기 메인 음극 탭 사이에 배치되는 보조 양극 탭, 및 상기 복수의 음극판들 각각에 부착되어 상기 배터리 어셈블리의 제 1 방향으로 돌출되고, 상기 메인 양극 탭과 상기 메인 음극 탭 사이에 배치되는 보조 음극 탭을 포함하고, 상기 분리막은, 상기 양극판과 상기 음극판 사이에 배치되는 제 1 부분, 및 상기 제 1 부분으로부터 상기 제 1 방향으로 연장되고, 상기 보조 양극 탭의 적어도 일부분 및 상기 보조 음극 탭의 적어도 일부분과 중첩되도록 상기 보조 양극 탭과 상기 보조 음극 탭 사이에 배치되는 제 2 부분을 포함할 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들에 따른 플렉서블 배터리 및 이를 포함한 전자 장치는, 반복적인 밴딩에도 배터리의 전극 부분의 손상을 줄일 수 강건한 설계 구조를 가짐으로써 신뢰성을 높일 수 있다.
이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 2는 다양한 실시예들에 따른 배터리의 개략적인 사시도이다.
도 3은 다양한 실시예들에 따른 배터리의 분해 사시도이다.
도 4는 다양한 실시예들에 따른 배터리 어셈블리를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 5는 다양한 실시예들에 따른 배터리 어셈블리의 적층 방법을 개략적으로 도시한 적층 사시도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 양극 어셈블리, 분리막, 및 음극 어셈블리의 구조를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 양극 어셈블리, 분리막, 및 음극 어셈블리가 적층된 상태를 도시한 평면도이다.
도 8은 도 7에 도시된 8-8 선에 따른 보조 양극 탭, 보조 음극 탭, 및 분리막의 제 2 부분의 구조를 도시한 단면도이다.
도 9a는 양극 탭의 연결 및 음극 탭의 연결을 위한 공정을 진행하기 이전의 상태를 나타낸 도면이다.
도 9b는 양극 탭의 연결 및 음극 탭의 연결을 위한 공정을 진행하기 이전의 상태를 나타낸 도면이다.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블록도이다. 도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제 1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108) 중 적어도 하나와 통신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일 실시예에 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(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 구성요소가 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)를 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, 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. 일 실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부로서 구현될 수 있다. 일 실시예에 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, 인공지능 모델이 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)은, 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)가 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)는, 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. 일 실시예에 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 구성요소에 전력을 공급할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 배터리(189)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 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 제 1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi(wireless fidelity) direct 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 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 장치(104)와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성요소(예: 단일 칩)로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성요소들(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 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 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: 제 2 네트워크(199))에 규정되는 다양한 요구사항을 지원할 수 있다. 일 실시예에 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 모듈(197)은 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, 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 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. 일 실시예에 따르면, mmWave 안테나 모듈은 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판의 제 1 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 제 2 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))을 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제 2 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. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부의 전자 장치들(102, 104, 또는 108) 중 하나 이상의 외부의 전자 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. 일 실시예에 따르면, 외부의 전자 장치(104) 또는 서버(108)는 제 2 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 문서에 개시된 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 문서의 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: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 문서의 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, 일 실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(101)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(136) 또는 외장 메모리(138))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(140))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(101))의 프로세서(예: 프로세서(120))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장 매체는, 비일시적(non-transitory) 저장 매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적’은 저장 매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장 매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일 실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory(CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두 개의 사용자 장치들(예: 스마트 폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 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.
다양한 실시예들에 따른 플렉서블 배터리(예: 도 1의 배터리(189))는, 파우치(예: 도 2의 파우치(210)), 상기 파우치(210)의 내부에 배치되는 배터리 어셈블리(예: 도 2의 배터리 어셈블리(220))로서, 서로 교번적으로 적층된 복수의 양극판(예: 도 4의 양극판(310)) 및 복수의 음극판(예: 도 4의 음극판(320))과, 상기 양극판(310)과 상기 음극판(320) 사이에 배치된 분리막(예: 도 4의 분리막(330))을 포함하는 상기 배터리 어셈블리(220), 상기 복수의 양극판(310)들 각각에 부착되어 상기 배터리 어셈블리(220)의 제 1 방향으로 돌출되는 메인 양극 탭(예: 도 4의 메인 양극 탭(311)), 상기 복수의 음극판(320)들 각각에 부착되어 상기 배터리 어셈블리(220)의 상기 제 1 방향으로 돌출되는 메인 음극 탭(예: 도 4의 메인 음극 탭(321)), 상기 복수의 양극판(310)들 각각에 부착되어 상기 배터리 어셈블리(220)의 제 1 방향으로 돌출되고, 상기 메인 양극 탭(311)과 상기 메인 음극 탭(321) 사이에 배치되는 보조 양극 탭(예: 도 4의 보조 양극 탭(312)), 및 상기 복수의 음극판(320)들 각각에 부착되어 상기 배터리 어셈블리(220)의 제 1 방향으로 돌출되고, 상기 메인 양극 탭(311)과 상기 메인 음극 탭(321) 사이에 배치되는 보조 음극 탭(예: 도 4의 보조 음극 탭(322))을 포함하고, 상기 분리막(330)은, 상기 양극판(310)과 상기 음극판(320) 사이에 배치되는 제 1 부분(예: 도 6의 제 1 부분(331)), 및 상기 제 1 부분(331)으로부터 상기 제 1 방향으로 연장되고, 상기 보조 양극 탭(312)의 적어도 일부분 및 상기 보조 음극 탭(322)의 적어도 일부분과 중첩되도록 상기 보조 양극 탭(312)과 상기 보조 음극 탭(322) 사이에 배치되는 제 2 부분(예: 도 6의 제 2 부분(332))을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 보조 양극 탭(312)은, 상기 분리막(330)의 제 2 부분(332) 및 상기 보조 음극 탭(322)의 적어도 일부분과 중첩되도록 배치되는 제 1 중첩 영역(예: 도 8의 제 1 중첩 영역(3121)), 및 상기 제 1 중첩 영역(3121)으로부터 상기 제 1 방향에 수직된 제 2 방향으로 연장되어 상기 분리막(330)의 제 2 부분(332) 및 상기 보조 음극 탭(322)의 상기 적어도 일부분과 중첩되지 않는 제 1 바인딩 영역(예: 도 8의 제 1 바인딩 영역(3122))을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 보조 음극 탭(322)은, 상기 분리막(330)의 제 2 부분(332) 및 상기 보조 양극 탭(312)의 적어도 일부분과 중첩되도록 배치되는 제 2 중첩 영역(예: 도 8의 제 2 중첩 영역(3221)), 및 상기 제 2 중첩 영역(3221)으로부터 상기 제 2 방향에 반대인 제 3 방향으로 연장되어 상기 분리막(330)의 제 2 부분(332) 및 상기 보조 양극 탭(312)의 상기 적어도 일부분과 중첩되지 않는 제 2 바인딩 영역(예: 도 8의 제 2 바인딩 영역(3222))을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 복수의 양극판(310)들 각각에 부착되어 있는 상기 제 1 바인딩 영역(3122)들은 바인더 코팅에 의해 서로 결합되고, 및 상기 복수의 음극판(320)들 각각에 부착되어 있는 상기 제 2 바인딩 영역(3222)들은 상기 바인더 코팅에 의해 서로 결합될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 복수의 양극판(310)들 각각에 부착되어 있는 상기 제 1 바인딩 영역(3122)들은 열압착 공정에 의해 서로 결합되고, 및 상기 복수의 음극판(320)들 각각에 부착되어 있는 상기 제 2 바인딩 영역(3222)들은 상기 열압착 공정에 의해 서로 결합될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 복수의 양극판(310)들 각각에 부착되어 있는 상기 제 1 바인딩 영역(3122)들은 적어도 하나의 제 1 비아 홀에 의해 관통되고, 상기 비아 홀을 용접하는 공정에 의해 서로 결합되고, 및 상기 복수의 음극판(320)들 각각에 부착되어 있는 상기 제 2 바인딩 영역(3222)들은 적어도 하나의 제 2 비아 홀에 의해 관통되고, 상기 비아 홀을 용접하는 공정에 의해 서로 결합될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 메인 음극 탭(321)은 상기 제 1 방향으로 제 1 길이를 갖고, 상기 보조 음극 탭(322)은 상기 제 1 방향으로 제 2 길이를 갖되, 상기 제 2 길이는 상기 제 1 길이보다 짧을 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 메인 양극 탭(311)은 상기 제 1 방향으로 제 3 길이를 갖고, 상기 보조 양극 탭(312)은 상기 제 1 방향으로 제 4 길이를 갖되, 상기 제 4 길이는 상기 제 3 길이보다 짧을 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 메인 음극 탭(321)이 갖는 상기 제 1 길이는 상기 메인 양극 탭(311)이 갖는 상기 제 3 길이와 동일할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 보조 음극 탭(322)이 갖는 상기 제 2 길이는 상기 보조 양극 탭(312)이 갖는 상기 제 4 길이와 동일할 수 있다.
다양한 실시예들에 따른 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101))는, 하우징(미도시), 및 상기 하우징의 내부에 배치된 플렉서블 배터리(예: 도 1의 배터리(189))를 포함하고, 상기 플렉서블 배터리(189)는, 파우치(210), 상기 파우치(210)의 내부에 배치되는 배터리 어셈블리(220)로서, 서로 교번적으로 적층된 복수의 양극판(310) 및 복수의 음극판(320)과, 상기 양극판(310)과 상기 음극판(320) 사이에 배치된 분리막(330)을 포함하는 상기 배터리 어셈블리(220), 상기 복수의 양극판(310)들 각각에 부착되어 상기 배터리 어셈블리(220)의 제 1 방향으로 돌출되는 메인 양극 탭(311), 상기 복수의 음극판(320)들 각각에 부착되어 상기 배터리 어셈블리(220)의 상기 제 1 방향으로 돌출되는 메인 음극 탭(321), 상기 복수의 양극판(310)들 각각에 부착되어 상기 배터리 어셈블리(220)의 제 1 방향으로 돌출되고, 상기 메인 양극 탭(311)과 상기 메인 음극 탭(321) 사이에 배치되는 보조 양극 탭(312), 및 상기 복수의 음극판(320)들 각각에 부착되어 상기 배터리 어셈블리(220)의 제 1 방향으로 돌출되고, 상기 메인 양극 탭(311)과 상기 메인 음극 탭(321) 사이에 배치되는 보조 음극 탭(322)을 포함하고, 상기 분리막(330)은, 상기 양극판(310)과 상기 음극판(320) 사이에 배치되는 제 1 부분(331), 및 상기 제 1 부분(331)으로부터 상기 제 1 방향으로 연장되고, 상기 보조 양극 탭(312)의 적어도 일부분 및 상기 보조 음극 탭(322)의 적어도 일부분과 중첩되도록 상기 보조 양극 탭(312)과 상기 보조 음극 탭(322) 사이에 배치되는 제 2 부분(332)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 보조 양극 탭(312)은, 상기 분리막(330)의 제 2 부분(332) 및 상기 보조 음극 탭(322)의 적어도 일부분과 중첩되도록 배치되는 제 1 중첩 영역(3121), 및 상기 제 1 중첩 영역(3121)으로부터 상기 제 1 방향에 수직된 제 2 방향으로 연장되어 상기 분리막(330)의 제 2 부분(332) 및 상기 보조 음극 탭(322)의 상기 적어도 일부분과 중첩되지 않는 제 1 바인딩 영역(3122)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 보조 음극 탭(322)은, 상기 분리막(330)의 제 2 부분(332) 및 상기 보조 양극 탭(312)의 적어도 일부분과 중첩되도록 배치되는 제 2 중첩 영역(3221), 및 상기 제 2 중첩 영역(3221)으로부터 상기 제 2 방향에 반대인 제 3 방향으로 연장되어 상기 분리막(330)의 제 2 부분(332) 및 상기 보조 양극 탭(312)의 상기 적어도 일부분과 중첩되지 않는 제 2 바인딩 영역(3222)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 복수의 양극판(310)들 각각에 부착되어 있는 상기 제 1 바인딩 영역(3122)들은 바인더 코팅에 의해 서로 결합되고, 및 상기 복수의 음극판(320)들 각각에 부착되어 있는 상기 제 2 바인딩 영역(3222)들은 상기 바인더 코팅에 의해 서로 결합될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 복수의 양극판(310)들 각각에 부착되어 있는 상기 제 1 바인딩 영역(3122)들은 열압착 공정에 의해 서로 결합되고, 및 상기 복수의 음극판(320)들 각각에 부착되어 있는 상기 제 2 바인딩 영역(3222)들은 상기 열압착 공정에 의해 서로 결합될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 복수의 양극판(310)들 각각에 부착되어 있는 상기 제 1 바인딩 영역(3122)들은 적어도 하나의 제 1 비아 홀에 의해 관통되고, 상기 비아 홀을 용접하는 공정에 의해 서로 결합되고, 및 상기 복수의 음극판(320)들 각각에 부착되어 있는 상기 제 2 바인딩 영역(3222)들은 적어도 하나의 제 2 비아 홀에 의해 관통되고, 상기 비아 홀을 용접하는 공정에 의해 서로 결합될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 메인 음극 탭(321)은 상기 제 1 방향으로 제 1 길이를 갖고, 상기 보조 음극 탭(322)은 상기 제 1 방향으로 제 2 길이를 갖되, 상기 제 2 길이는 상기 제 1 길이보다 짧을 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 메인 양극 탭(311)은 상기 제 1 방향으로 제 3 길이를 갖고, 상기 보조 양극 탭(312)은 상기 제 1 방향으로 제 4 길이를 갖되, 상기 제 4 길이는 상기 제 3 길이보다 짧을 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 메인 음극 탭(321)이 갖는 상기 제 1 길이는 상기 메인 양극 탭(311)이 갖는 상기 제 3 길이와 동일할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 보조 음극 탭(322)이 갖는 상기 제 2 길이는 상기 보조 양극 탭(312)이 갖는 상기 제 4 길이와 동일할 수 있다.
도 2는 다양한 실시예들에 따른 배터리(189)의 개략적인 사시도이다. 도 3은 다양한 실시예들에 따른 배터리(189)의 분해 사시도이다.
도 2 및 도 3에 도시된 배터리(189)는 도 1에 도시된 배터리(189)와 적어도 일부가 유사하거나 다른 실시예를 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 다양한 실시예들에 따른 배터리(189)는, 파우치(210), 및 파우치(210)의 내부 공간에 배치되는 배터리 어셈블리(220)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 배터리 어셈블리(220)는, 양극 어셈블리(예: 도 4의 양극 어셈블리(301)), 분리막(예: 도 4의 분리막(330)), 및 음극 어셈블리(예: 도 4의 음극 어셈블리(302))를 포함하고, 이들은 서로 순차적으로 그리고 반복적으로 적층될 수 있다. 예를 들어, 양극 어셈블리(301), 분리막(330), 및 음극 어셈블리(302)가 적층되어 하나의 단위 어셈블리를 구성하고, 배터리 어셈블리(220)는 복수의 단위 어셈블리들이 적층되는 것에 의해 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 배터리 어셈블리(220)는, 양극 탭(221)과 음극 탭(222)을 포함할 수 있다. 양극 탭(221)과 음극 탭(222)은 배터리(189)를 충전하거나 배터리(189)를 방전시킬 때 전류가 흐르는 경로의 역할을 할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 양극 탭(221)은, 양극 어셈블리(301)와 연결되고 배터리 어셈블리(220)로부터 특정 방향, 예컨대 제 1 방향(예: x 방향)으로 돌출되도록 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 음극 탭(222)은, 음극 어셈블리(302)와 연결되고 배터리 어셈블리(220)로부터 특정 방향, 예컨대 제 1 방향(예: x 방향)으로 돌출되도록 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 양극 탭(221)의 적어도 일부분과 음극 탭(222)의 적어도 일부분은 파우치(210) 내부 공간으로부터 외부로 돌출되도록 배치될 수 있다. 따라서, 양극 탭(221)의 적어도 일부분과 음극 탭(222)의 적어도 일부분은 외부에서 배터리(189)를 바라볼 때 시각적으로 노출될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 파우치(210)는, 전면 파우치(211)와 후면 파우치(212)를 포함할 수 있다. 전면 파우치(211)는, 배터리 어셈블리(220)의 상부면(예: z 방향의 면)과 상기 상부면으로부터 연장되는 배터리 어셈블리(220)의 측면(예: x 방향의 면 및/또는 y 방향의 면)의 일부분을 덮도록 배치될 수 있다. 후면 파우치(212)는, 배터리 어셈블리(220)의 하부면(예: -z 방향의 면)과 상기 하부면으로부터 연장되는 배터리 어셈블리(220)의 측면의 일부분을 덮도록 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전면 파우치(211)와 후면 파우치(212)는 배터리 어셈블리(220)의 측면과 인접한 부분에서 구조적으로 결합되거나, 또는 일체형으로 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 파우치(210)는 배터리(189)가 플렉서블하게 밴딩될 수 있도록 플렉서블한 재질로 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 배터리 어셈블리(220)는 파우치(210)와 대향하는 면에 배치된 절연 필름을 포함할 수 있다. 절연 필름은, 예를 들면, 폴리머 필름(예: PET((polyethylene terephthalate)) 필름)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 폴리머 필름은, 배터리 어셈블리(220)의 밴딩시 스트레스를 줄이고, 배터리 어셈블리(220)의 전극체에 균일한 스트레스가 가해지도록 할 수 있다. 예를 들면, 폴리머 필름은, 배터리 어셈블리(220)의 밴딩시 발생하는 스트레스가 전극체의 특정 부분에 집중되는 것을 줄일 수 있다.
도 4는 다양한 실시예들에 따른 배터리 어셈블리(220)를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 4에 도시된 배터리 어셈블리(220)는 도 2 및 도 3에 도시된 배터리 어셈블리(220)와 적어도 일부가 유사하거나 다른 실시예를 포함할 수 있다.
도 4를 참조하면, 다양한 실시예들에 따른 배터리 어셈블리(220)는, 양극 어셈블리(301), 분리막(330), 및 음극 어셈블리(302)를 포함하고, 이들은 서로 순차적으로 그리고 반복적으로 적층될 수 있다. 예를 들어, 배터리 어셈블리(220)는, 양극 어셈블리(301), 분리막(330), 및 음극 어셈블리(302)가 적층되어 하나의 단위 어셈블리를 구성하고, 배터리 어셈블리(220)는 복수의 단위 어셈블리들이 적층되는 것에 의해 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 양극 어셈블리(301)는, 양극판(310), 및 양극판(310)으로부터 제 1 방향(예: x 방향)으로 연장되도록 배치된 메인 양극 탭(311) 및 보조 양극 탭(312)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 하나의 양극판(310), 및 상기 하나의 양극판(310)에 부착된 메인 양극 탭(311) 및 보조 양극 탭(312)은 "양극 어셈블리(301)"로 정의될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 양극판(310)은 양극 기재, 및 양극 기재의 일면 또는 양면에 형성되는 양극 활물질(cathode active material)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 양극판(310)의 양극 기재 상에는 양극 활물질, 도전제, 및 바인더가 섞인 혼합물(예: 합제)이 코팅될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 양극판(310)은, 예를 들어, 알루미늄, 스테인레스강, 티탄, 구리, 은 또는 이들로부터 선택된 물질의 조합으로 형성된 금속일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 양극 활물질은 리튬 이온을 가역적으로 흡장 및 방출할 수 있는 물질로 형성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 양극 활물질은 코발트산 리튬(lithium cobalt oxide), 니켈산 리튬(lithium nickel oxide), 니켈 코발트산 리튬(lithium nickel cobalt oxide), 니켈 코발트 알루미늄산 리튬(lithium nickel cobalt aluminum oxide), 니켈 코발트 망간산 리튬(lithium nickel cobalt manganese oxide), 망간산 리튬(lithium manganese oxide) 및 인산철 리튬(lithium iron phosphate)과 같은 리튬 전이금속 산화물(lithium transition metal oxides), 황화 니켈(nickel sulfides), 황화 구리(copper sulfides), 황(sulfur), 산화철(iron oxides) 및 산화 바나듐(vanadium oxides)으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 도전제는 양극 활물질의 전도성을 높이기 위한 것일 수 있다. 도전제는 카본블랙(carbon black), 탄소섬유(carbon fiber) 및 흑연(graphite)과 같은 탄소계 도전제(carbon-containing conducting agents), 금속섬유(metal powder)와 같은 도전성 섬유(conductive fiber), 불화카본 분말(carbon fluoride powder), 알루미늄 분말(zinc oxides) 및 니켈 분말과 같은 금속 분말(metal powder), 산화아연(zinc oxides) 및 티탄산칼륨(potassium titanate)과 같은 도전성 휘스커(conductive whisker), 산화티탄(titanium oxides)과 같은 도전성 금속 산화물(conductive metal oxides) 및 폴리페닐렌 유도체(polyphenylene derivatives) 등의 전도성 고분자(conductive polymers)로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 바인더는 양극 기재 상에서 양극 활물질과 도전제가 잘 결합할 수 있도록 도와주는 접착제의 역할을 할 수 있다. 바인더는 폴리비닐리덴플루오라이드(polyvinylidene fluoride), 비닐리덴 플루오라이드/헥사플루오로프로필렌 코폴리머(vinylidene fluoride/hexafluoropropylene copolymer), 비닐리덴플루오라이드/테트라플루로에틸린 코폴리머(vinylidene fluoride/tetrafluoroethylene copolymer) 등의 폴리비닐리덴플루오라이드계 바인더(polyvinylidene fluoride-containing binders), 나트륨-카르복시메틸셀룰로오스(sodium-carboxymethyl cellulose), 리튬-카르복시메틸셀룰로오스(lithium-carboxymethyl cellulose) 등의 카르복시메틸셀룰로오스계 바인더(carboxymethyl cellulose-containing binders), 폴리아크릴산(polyacrylic acid), 리튬-폴리아크릴산(lithium-polyacrylic acid), 아크릴(acrylic), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethyl methacrylate), 폴리부틸아크릴레이트(polybutylacrylate)) 등의 아크릴레이트계 바인더(acrylate-containing binders), 폴리아미드이미드(polyimide-imides), 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene), 폴리에틸렌옥사이드(polyethylene oxide), 폴리피롤(polypyrrole), 리튬-나피온(lithium-Nafion) 및 스티렌 부타디엔 고무계 폴리머(styrene butadiene rubber-containing polymers)로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 메인 양극 탭(311) 및 보조 양극 탭(312)은 양극 기재의 일부분으로부터 제 1 방향(예: x 방향)으로 연장될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 메인 양극 탭(311)과 보조 양극 탭(312)은 지정된 간격을 두고 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 음극 어셈블리(302)는, 음극판(320), 및 음극판(320)으로부터 제 1 방향(예: x 방향)으로 연장되도록 배치된 메인 음극 탭(321) 및 보조 음극 탭(322)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 하나의 음극판(320), 및 상기 하나의 음극판(320)에 부착된 메인 음극 탭(321) 및 보조 음극 탭(322)은 "음극 어셈블리(302)"로 정의될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 음극판(320)은 음극 기재, 및 음극 기재의 일면 또는 양면에 형성되는 음극 활물질(anode active material)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 음극판(320)의 음극 기재 상에는 음극 활물질, 도전제, 및 바인더가 섞인 혼합물(예: 합제)이 코팅될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 음극판(320)은, 예를 들어, 구리(copper), 스테인레스강(stainless steel), 니켈(nickel), 알루미늄(aluminum) 및 티탄(titanium)으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 금속을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 음극 활물질은 리튬과의 합금화(material capable of forming an alloy together with lithium) 또는 리튬의 가역적인 흡장 및 방출이 가능한 물질(capable of reversibly intercalating and deintercalating lithium)로 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 음극 활물질은 탄소, 실리콘, 및 흑연 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 음극 활물질은 리튬과의 합금화(material capable of forming an alloy together with lithium) 또는 리튬의 가역적인 흡장 및 방출이 가능한 물질(capable of reversibly intercalating and deintercalating lithium)로 형성될 수 있다. 예를 들어, 음극 활물질은 금속(metals), 탄소계 재료(carbon-containing materials), 금속산화물(metal oxides) 및 리튬금속질화물(lithium metal nitrides)로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
예를 들면, 음극 활물질의 금속은 리튬(lithium), 규소(silicon), 마그네슘(magnesium), 칼슘(calcium), 알루미늄(aluminum), 게르마늄(germanium), 주석(tin), 납(lead), 비소(arsenic), 안티몬(antimony), 비스무트(bismuth), 은(silver), 금(gold), 아연(zinc), 카드뮴(cadmium), 수은(mercury), 구리(copper), 철(iron), 니켈(nickel), 코발트(cobalt) 및 인듐(indium)으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
예를 들면, 음극 활물질의 탄소계 재료는 흑연(graphite), 흑연 탄소섬유(graphite carbon fiber), 코크스(coke), 메소카본 마이크로비즈(MCMBS)(mesocarbon microbeads), 폴리아센(polyacene), 피치계 탄소섬유(pitch-derived carbon fiber) 및 난흑연화성 탄소(hard carbon)로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
예를 들면, 음극 활물질의 금속산화물은 리튬티탄산화물(lithium titanium oxides), 산화티탄(titanium oxides), 산화몰리브덴(molybdenum oxides), 산화니오븀(niobium oxides), 산화철(iron oxides), 산화텅스텐(tungsten oxides), 산화주석(tin oxides), 비정질 주석복합산화물(amorphous tin oxide composites), 실리콘 모노옥사이드(silicon monoxide), 산화코발트(cobalt oxides) 및 산화니켈(nickel oxides)로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 도전제는 음극 활물질의 전도성을 높이기 위한 것일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 바인더는 음극 기재 상에서 음극 활물질과 도전제가 잘 결합할 수 있도록 도와주는 접착제의 역할을 할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 바인더 및 도전제는 양극판(310)에 도포된 바인더 및 도전제와 동일 또는 유사한 것일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 메인 음극 탭(321) 및 보조 음극 탭(322)은 음극 기재의 일부분으로부터 제 1 방향(예: x 방향)으로 연장될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 메인 음극 탭(321)과 보조 음극 탭(322)은 서로 간격을 두고 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 분리막(330)은 양극 어셈블리(301)와 음극 어셈블리(302) 사이에 배치되어, 양극 어셈블리(301)와 음극 어셈블리(302)를 서로 절연시킬 수 있다. 예를 들어, 분리막(330)은 양극 어셈블리(301)의 양극판(310)과 음극 어셈블리(302)의 음극판(320) 사이에 배치되어 양극판(310)과 음극판(320)을 서로 절연시킬 수 있다.
일 실시예에 따르면, 분리막(330)은, 예를 들어, 폴리에틸렌(polyethylene), 또는 폴리프로필렌(polypropylene)막과 같은 다공성 고분자막으로 형성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 분리막(330)은, 양극 어셈블리(301)의 보조 양극 탭(312)과 음극 어셈블리(302)의 보조 음극 탭(322)을 서로 절연시킬 수 있도록 제 1 방향(예: x 방향)으로 연장된 제 2 부분(332)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 분리막(330)의 제 2 부분(332)은, 보조 양극 탭(312)의 적어도 일부분과 보조 음극 탭(322)의 적어도 일부분을 서로 절연시킬 수 있다.
도 5는 다양한 실시예들에 따른 배터리 어셈블리(220)의 적층 방법을 개략적으로 도시한 적층 사시도이다.
도 5에 도시된 배터리 어셈블리(220)는 도 2 내지 도 4 에 도시된 배터리 어셈블리(220)와 적어도 일부가 유사하거나 다른 실시예를 포함할 수 있다.
도 5를 참조하면, 다양한 실시예들에 따른 배터리 어셈블리(220)는, 분리막(330)이 멀티 폴딩 방식으로 배치될 수 있다. 예를 들면, 분리막(330)은, 병풍(屛風)과 유사하게, 여러 번 폴딩되어 적층되고, 폴딩에 의해 서로 마주보도록 분리막(330)의 서브 영역들이 지정된 폭 및 지정된 면적을 가질 수 있다. 예를 들면, 분리막(330)은 멀티 폴딩 방식으로 적층됨에 따라, 분리막(330)의 서브 영역들(예: 제 1 서브 영역(511), 제 2 서브 영역(512), 제 3 서브 영역(513))이 갖는 면적이 동일할 수 있다. 상기 "멀티 폴딩 방식"은, 분리막(330)을 지그재그 형태로 여러 번 폴딩하는 방법으로서, 폴딩 영역이 분리막(330)의 서브 영역들(예: 제 1 서브 영역(511), 제 2 서브 영역(512), 제 3 서브 영역(513))의 일측 및 타측 각각에서 번갈아면서 배치되도록 폴딩하는 방법일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 복수의 양극 어셈블리(301) 각각은, 멀티 폴딩 방식으로 적층된 분리막(330)에 의해 형성되는 홀수번째 공간들(예: 제 1 공간(501)) 각각에 삽입되어 상기 홀수번째 공간(예: 제 1 공간(501))에 배치될 수 있다. 예를 들면, 복수의 양극 어셈블리들(301a, 301b, 301c, 301d) 중에서 제 1 양극 어셈블리(301a)는 분리막(330)의 제 1 서브 영역(511), 및 제 1 서브 영역(511)의 아래에서 제 1 서브 영역(511)과 마주보도록 배치되어 홀수번째 공간(예: 제 1 공간(501))을 형성하는 분리막(330)의 제 2 서브 영역(512) 사이에 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 복수의 음극 어셈블리(302) 각각은, 멀티 폴딩 방식으로 적층된 분리막(330)에 의해 형성되는 짝수번째 공간들(예: 제 2 공간(502)) 각각에 삽입되어 상기 짝수번째 공간(예: 제 2 공간(502))에 배치될 수 있다. 예를 들면, 음극 어셈블리들(302a, 302b, 302c) 중에서 제 1 음극 어셈블리(302a)는 분리막(330)의 제 2 서브 영역(512), 및 제 2 서브 영역(512)의 아래에서 제 2 서브 영역(512)과 마주보도록 배치되어 짝수번째 공간(예: 제 2 공간(502))을 형성하는 분리막(330)의 제 3 서브 영역(513) 사이에 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 분리막(330)의 제 3 서브 영역(513), 및 제 3 서브 영역(513)의 아래에서 제 3 서브 영역(513)과 마주보도록 배치되어 홀수번째 공간을 형성하는 분리막(330)의 제 4 서브 영역(514) 사이에는 복수의 양극 어셈블리들(301a, 301b, 301c, 301d) 중에서 제 2 양극 어셈블리(301b)가 배치될 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 양극 어셈블리(301), 분리막(330), 및 음극 어셈블리(302)의 구조를 개략적으로 도시한 평면도이다. 도 7은 일 실시예에 따른 양극 어셈블리(301), 분리막(330), 및 음극 어셈블리(302)가 적층된 상태를 도시한 평면도이다.
도 6 및 도 7 에 도시된 양극 어셈블리(301), 분리막(330), 및 음극 어셈블리(302)는, 도 2 내지 도 5에 도시된 양극 어셈블리(301), 분리막(330), 및 음극 어셈블리(302)와 적어도 일부가 유사하거나 다른 실시예를 포함할 수 있다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 일 실시예에 따른 분리막(330)의 면적은 양극판(310)의 면적보다 크고, 또는 음극판(320)의 면적보다 클 수 있다. 일 실시예에 따르면, 양극판(310)의 면적은 음극판(320)의 면적과 실질적으로 동일할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 양극판(310)의 면적은 음극판(320)의 면적과 다를 수 있다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 다양한 실시예들에 따른 배터리 어셈블리(220)는, 양극 어셈블리(301), 분리막(330), 및 음극 어셈블리(302)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 양극 어셈블리(301)는, 양극판(310), 및 양극판(310)으로부터 제 1 방향(예: x 방향)으로 연장되도록 배치된 메인 양극 탭(311) 및 보조 양극 탭(312)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 양극판(310)은 양극 기재, 및 양극 기재의 일면 또는 양면에 형성되는 양극 활물질(cathode active material)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 메인 양극 탭(311) 및 보조 양극 탭(312)은 양극 기재의 일부분으로부터 제 1 방향(예: x 방향)으로 연장될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 메인 양극 탭(311)과 보조 양극 탭(312)은 서로 간격을 두고 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 음극 어셈블리(302)는, 음극판(320), 및 음극판(320)으로부터 제 1 방향(예: x 방향)으로 연장되도록 배치된 메인 음극 탭(321) 및 보조 음극 탭(322)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 음극판(320)은 음극 기재, 및 음극 기재의 일면 또는 양면에 형성되는 음극 활물질(anode active material)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 메인 음극 탭(321) 및 보조 음극 탭(322)은 음극 기재의 일부분으로부터 제 1 방향(예: x 방향)으로 연장될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 메인 음극 탭(321)과 보조 음극 탭(322)은 서로 간격을 두고 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 보조 음극 탭(322)의 적어도 일부분과 보조 양극 탭(312)의 적어도 일부분은 서로 중첩되도록 배치되고, 이들 사이에는 분리막(330)의 연장부(예: 분리막(330)의 제 2 부분(332))이 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 분리막(330)은 양극판(310)과 음극판(320) 사이에 배치되어 양극판(310)과 음극판(320)을 서로 절연시키는 제 1 부분(331), 및 제 1 부분(331)으로부터 제 1 방향(예: x 방향)으로 연장되어 보조 음극 탭(322)의 적어도 일부분과 보조 양극 탭(312)의 적어도 일부분 사이에 배치되는 제 2 부분(332)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 메인 음극 탭(321)은 상기 제 1 방향(예: x 방향)으로 제 1 길이(L1)를 갖고, 상기 보조 음극 탭(322)은 상기 제 1 방향(예: x 방향)으로 제 2 길이(L2)를 갖되, 상기 제 2 길이(L2)는 상기 제 1 길이(L1)보다 짧을 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 메인 양극 탭(311)은 상기 제 1 방향(예: x 방향)으로 제 3 길이(L3)를 갖고, 상기 보조 양극 탭(312)은 상기 제 1 방향(예: x 방향)으로 제 4 길이(L4)를 갖되, 상기 제 4 길이(L4)는 상기 제 3 길이(L3)보다 짧을 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 메인 음극 탭(321)이 갖는 상기 제 1 길이(L1)는 상기 메인 양극 탭(311)이 갖는 상기 제 3 길이(L3)와 동일할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 보조 음극 탭(322)이 갖는 상기 제 2 길이(L2)는 상기 보조 양극 탭(312)이 갖는 상기 제 4 길이(L4)와 동일할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 분리막(330)의 제 2 부분(332)은 제 5 길이(L5)를 갖되, 제 5 길이(L5)는 상기 보조 음극 탭(322)이 갖는 상기 제 2 길이(L2) 및 상기 보조 양극 탭(312)이 갖는 상기 제 4 길이(L4)보다 클 수 있다.
어떤 실시예에 따르면, 음극판(320) 및 보조 음극 탭(322)을 포함한 음극 어셈블리(302)의 길이는 제 6 길이(L6)를 가질 수 있다. 양극판(310) 및 보조 양극 탭(312)을 포함한 양극 어셈블리(301)의 길이는 제 7 길이(L7)를 가질 수 있다. 제 1 부분(331) 및 제 2 부분(332)을 포함한 분리막(330)의 길이는 제 8 길이(L8)를 가질 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 제 1 부분(331) 및 제 2 부분(332)을 포함한 분리막(330)의 제 8 길이(L8)는 음극판(320) 및 보조 음극 탭(322)을 포함한 음극 어셈블리(302)의 제 6 길이(L6)보다 클 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 제 1 부분(331) 및 제 2 부분(332)을 포함한 분리막(330)의 제 8 길이(L8)는 양극판(310) 및 보조 양극 탭(312)을 포함한 양극 어셈블리(301)의 제 7 길이(L7)보다 클 수 있다.
도 8은 도 7에 도시된 8-8 선에 따른 보조 양극 탭(312), 보조 음극 탭(322), 및 분리막(330)의 제 2 부분(332)의 구조를 도시한 단면도이다.
도 8에 도시된 보조 양극 탭(312), 보조 음극 탭(322), 및 분리막(330)의 제 2 부분(332)은, 도 4 내지 도 7에 도시된 보조 양극 탭(312), 보조 음극 탭(322), 및 분리막(330)의 제 2 부분(332)과 적어도 일부가 유사하거나 다른 실시예를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 배터리 어셈블리(220)는 복수의 음극 어셈블리(302) 및 복수의 양극 어셈블리(301)가 적층된 구조를 포함함에 따라, 복수의 메인 음극 탭(321), 복수의 보조 음극 탭(322), 복수의 메인 양극 탭(311), 및 복수의 보조 양극 탭(312)을 포함할 수 있고, 이들은 배터리 어셈블리(220)로부터 제 1 방향(예: x 방향)으로 연장되도록 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 메인 양극 탭(311)과 보조 양극 탭(312)은 서로 간격을 두고 배치될 수 있다. 예를 들면, 메인 양극 탭(311)은 보조 양극 탭(312)으로부터 제 1 방향(예: x 방향)에 수직된 제 2 방향(예: +y 방향)에 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 보조 양극 탭(312)의 적어도 일부는, 보조 음극 탭(322) 및 분리막(330)의 제 2 부분(332)과 중첩되도록 배치됨에 따라, 제 1 중첩 영역(3121) 및 제 1 바인딩 영역(3122)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 보조 양극 탭(312)의 제 1 중첩 영역(3121)은 분리막(330)의 제 2 부분(332) 및 보조 음극 탭(322)의 적어도 일부분과 중첩되는 영역일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 보조 양극 탭(312)의 제 1 바인딩 영역(3122)은 제 1 중첩 영역(3121)으로부터 제 2 방향(예: +y 방향)으로 연장되어 분리막(330)의 제 2 부분(332) 및 보조 음극 탭(322)의 적어도 일부분과 중첩되지 않는 영역일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 복수의 제 1 바인딩 영역(3122)들은, 도 10을 참조하여 후술하는 바와 같이, 바인딩 부재(예: 도 10의 바인딩 부재(1010))에 의해 결착 및 고정됨으로써 메인 양극 탭(311)과 함께 배터리 어셈블리(220)의 양극 탭(221)과 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들면, 외부에서 배터리(189)를 바라볼 때 시각적으로 노출되는 양극 탭(221)과 파우치(210)의 내부에 배치된 양극 어셈블리(301)를 전기적으로 연결하는 경로는, 메인 양극 탭(311)뿐만 아니라 보조 양극 탭(312)에 의해서도 우회적으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 배터리(189)가 플렉서블하게 밴딩되는 것에 의해 메인 양극 탭(311)이 손상되더라도 양극 탭(221)과 파우치(210)의 내부에 배치된 양극 어셈블리(301)를 전기적으로 연결하는 경로는 보조 양극 탭(312)에 의해서도 우회적으로 형성될 수 있으므로 배터리(189)의 신뢰성을 높일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 메인 음극 탭(321)과 보조 음극 탭(322)은 서로 간격을 두고 배치될 수 있다. 예를 들면, 메인 음극 탭(321)은 보조 음극 탭(322)으로부터 제 1 방향(예: x 방향)에 수직되고 제 2 방향(예: +y 방향)의 반대인 제 3 방향(예: -y 방향)에 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 보조 음극 탭(322)의 적어도 일부는, 보조 양극 탭(312) 및 분리막(330)의 제 2 부분(332)과 중첩되도록 배치됨에 따라, 제 2 중첩 영역(3221) 및 제 2 바인딩 영역(3222)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 보조 음극 탭(322)의 제 2 중첩 영역(3221)은 분리막(330)의 제 2 부분(332) 및 보조 양극 탭(312)의 적어도 일부분과 중첩되는 영역일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 보조 음극 탭(322)의 제 2 바인딩 영역(3222)은 제 2 중첩 영역(3221)으로부터 제 3 방향(예: -y 방향)으로 연장되어 분리막(330)의 제 2 부분(332) 및 보조 양극 탭(312)의 적어도 일부분과 중첩되지 않는 영역일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 복수의 제 2 바인딩 영역(3222)들은, 도 10을 참조하여 후술하는 바와 같이, 바인딩 부재(예: 도 10의 바인딩 부재(1010))에 의해 결착 및 고정됨으로써 메인 음극 탭(321)과 함께 배터리 어셈블리(220)의 음극 탭(222)과 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들면, 외부에서 배터리(189)를 바라볼 때 시각적으로 노출되는 음극 탭(222)과 파우치(210)의 내부에 배치된 음극 어셈블리(302)를 전기적으로 연결하는 경로는, 메인 음극 탭(321)뿐만 아니라 보조 음극 탭(322)에 의해서도 우회적으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 배터리(189)가 플렉서블하게 밴딩되는 것에 의해 메인 음극 탭(321)이 손상되더라도 음극 탭(222)과 파우치(210)의 내부에 배치된 음극 어셈블리(302)를 전기적으로 연결하는 경로는 보조 음극 탭(322)에 의해서도 우회적으로 형성될 수 있으므로 배터리(189)의 신뢰성을 높일 수 있다.
도 9a 및 도 9b는 일 실시예에 따른 양극 탭(221)의 연결 및 음극 탭(222)의 연결을 설명하기 위한 배터리 어셈블리(220)의 사시도이다. 예를 들면, 도 9a는 양극 탭(221)의 연결 및 음극 탭(222)의 연결을 위한 공정을 진행하기 이전의 상태를 나타낸 도면이고, 도 9b는 양극 탭(221)의 연결 및 음극 탭(222)의 연결을 위한 공정을 진행하기 이전의 상태를 나타낸 도면일 수 있다.
도 9a 및 도 9b에 도시된 보조 양극 탭(312), 보조 음극 탭(322), 및 분리막(330)의 제 2 부분(332)은, 도 4 내지 도 8에 도시된 보조 양극 탭(312), 보조 음극 탭(322), 및 분리막(330)의 제 2 부분(332)과 적어도 일부가 유사하거나 다른 실시예를 포함할 수 있다.
이하, 도 9a 및 도 9b를 결부하여 다양한 실시예들에 따른 배터리(189)의 바인딩 구조를 설명한다.
일 실시예에 따르면, 상기 복수의 양극판(310)들 각각에 부착되어 있는 복수의 제 1 바인딩 영역(3122)들은 바인더 코팅 또는 테이프에 의해 서로 결합될 수 있다. 상기 복수의 음극판(320)들 각각에 부착되어 있는 복수의 제 2 바인딩 영역(3222)들은 상기 바인더 코팅 또는 테이프에 의해 서로 결합될 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 상기 복수의 양극판(310)들 각각에 부착되어 있는 복수의 제 1 바인딩 영역(3122)들은 열압착 공정에 의해 서로 결합될 수 있다. 상기 복수의 음극판(320)들 각각에 부착되어 있는 복수의 제 2 바인딩 영역(3222)들은 상기 열압착 공정에 의해 서로 결합될 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 상기 복수의 양극판(310)들 각각에 부착되어 있는 복수의 제 1 바인딩 영역(3122)들은 적어도 하나의 제 1 비아 홀(미도시)에 의해 관통되고, 상기 제 1 비아 홀을 용접하는 공정에 의해 서로 결합될 수 있다. 상기 복수의 음극판(320)들 각각에 부착되어 있는 복수의 제 2 바인딩 영역(3222)들은 적어도 하나의 제 2 비아 홀(미도시)에 의해 관통되고, 상기 제 2 비아 홀을 용접하는 공정에 의해 서로 결합될 수 있다.
탄성을 갖지 않는 일반적인 배터리에서, 양극 탭(221) 및 음극 탭(222)과 연결되는 배터리 어셈블리(220)의 메인 양극 탭(311) 및/또는 메인 음극 탭(321)은, 전류가 흐르는 패스 역할을 할 수 있다. 반면에, 플렉서블 배터리(189)의 경우, 배터리 어셈블리(220)의 메인 양극 탭(311) 및/또는 메인 음극 탭(321)은, 전류가 흐르는 패스 역할을 수행할 뿐만 아니라, 플렉서블 배터리(189)의 밴딩시 배터리 어셈블리(220)의 전반적인 형태를 유지 또는 고정시키는 역할을 하며, 플렉서블 배터리(189)가 밴딩된 이후에 원래 상태로 복원될 때에 복원의 기준으로 이용될 수 있다. 이러한 플렉서블 배터리(189)는 반복적인 밴딩시 스트레스에 의해 메인 양극 탭(311) 및/또는 메인 음극 탭(321)이 단선되는 불량이 발생할 수 있다. 메인 양극 탭(311) 및/또는 메인 음극 탭(321)이 단선되는 불량이 발생하면, 배터리(189)의 출력 또는 용량이 저하되거나, 배터리(189)의 사용 시간 저하, 또는 충전 불량과 같은 문제점이 발생할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 배터리 어셈블리(220)는 메인 양극 탭(311) 및 메인 음극 탭(321) 이외에도 보조 양극 탭(312) 및 보조 음극 탭(322)을 추가로 형성하고, 추가로 형성된 보조 양극 탭(312) 및 보조 음극 탭(322)의 사이에 분리막(330)의 연장부(예: 분리막(330)의 제 2 부분(332))를 배치하여 보조 양극 탭(312) 및 보조 음극 탭(322)을 서로 절연시킬 수 있다.
다양한 실시예들에 따른 배터리 어셈블리(220)는, 보조 양극 탭(312)의 적어도 일부분(예: 제 1 바인딩 영역(3122))이 분리막(330)의 연장부(예: 분리막(330)의 제 2 부분(332))와 중첩되지 않도록 설계하고, 이러한 보조 양극 탭(312)의 제 1 바인더 영역(3122)들을 서로 결착 및/또는 고정함으로써 메인 양극 탭(311)과 함께 양극 탭(예: 도 2의 양극 탭(221))과 연결되는 전기적인 경로(미도시)를 형성할 수 있다.
다양한 실시예들에 따른 배터리 어셈블리(220)는, 보조 음극 탭(322)의 적어도 일부분(예: 제 2 바인딩 영역(3222))이 분리막(330)의 연장부(예: 분리막(330)의 제 2 부분(332))와 중첩되지 않도록 설계하고, 이러한 보조 음극 탭(322)의 제 2 바인더 영역(3222))들을 서로 결착 및/또는 고정함으로써 메인 음극 탭(321)과 함께 음극 탭(예: 도 2의 음극 탭(222))과 연결되는 전기적인 경로(미도시)를 형성할 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들에 따른 플렉서블 배터리(189) 및 이를 포함한 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101))는, 반복적인 밴딩에도 배터리(189)의 전극 부분의 손상을 줄일 수 강건한 설계 구조를 가짐으로써 신뢰성을 높일 수 있고, 충전 불량, 발열 또는 발화와 같은 배터리(189)의 안전 사고의 요인들을 줄일 수 있다.

Claims (20)

  1. 플렉서블 배터리에 있어서,
    파우치;
    상기 파우치의 내부에 배치되는 배터리 어셈블리로서, 서로 교번적으로 적층된 복수의 양극판 및 복수의 음극판과, 상기 양극판과 상기 음극판 사이에 배치된 분리막을 포함하는 상기 배터리 어셈블리;
    상기 복수의 양극판들 각각에 부착되어 상기 배터리 어셈블리의 제 1 방향으로 돌출되는 메인 양극 탭;
    상기 복수의 음극판들 각각에 부착되어 상기 배터리 어셈블리의 상기 제 1 방향으로 돌출되는 메인 음극 탭;
    상기 복수의 양극판들 각각에 부착되어 상기 배터리 어셈블리의 제 1 방향으로 돌출되고, 상기 메인 양극 탭과 상기 메인 음극 탭 사이에 배치되는 보조 양극 탭; 및
    상기 복수의 음극판들 각각에 부착되어 상기 배터리 어셈블리의 제 1 방향으로 돌출되고, 상기 메인 양극 탭과 상기 메인 음극 탭 사이에 배치되는 보조 음극 탭을 포함하고,
    상기 분리막은,
    상기 양극판과 상기 음극판 사이에 배치되는 제 1 부분; 및
    상기 제 1 부분으로부터 상기 제 1 방향으로 연장되고, 상기 보조 양극 탭의 적어도 일부분 및 상기 보조 음극 탭의 적어도 일부분과 중첩되도록 상기 보조 양극 탭과 상기 보조 음극 탭 사이에 배치되는 제 2 부분을 포함하는,
    플렉서블 배터리.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 보조 양극 탭은,
    상기 분리막의 제 2 부분 및 상기 보조 음극 탭의 적어도 일부분과 중첩되도록 배치되는 제 1 중첩 영역; 및
    상기 제 1 중첩 영역으로부터 상기 제 1 방향에 수직된 제 2 방향으로 연장되어 상기 분리막의 제 2 부분 및 상기 보조 음극 탭의 상기 적어도 일부분과 중첩되지 않는 제 1 바인딩 영역을 포함하는,
    플렉서블 배터리.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 보조 음극 탭은,
    상기 분리막의 제 2 부분 및 상기 보조 양극 탭의 적어도 일부분과 중첩되도록 배치되는 제 2 중첩 영역; 및
    상기 제 2 중첩 영역으로부터 상기 제 2 방향에 반대인 제 3 방향으로 연장되어 상기 분리막의 제 2 부분 및 상기 보조 양극 탭의 상기 적어도 일부분과 중첩되지 않는 제 2 바인딩 영역을 포함하는,
    플렉서블 배터리.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 복수의 양극판들 각각에 부착되어 있는 상기 제 1 바인딩 영역은 바인더 코팅에 의해 서로 결합되고, 및
    상기 복수의 음극판들 각각에 부착되어 있는 상기 제 2 바인딩 영역은 상기 바인더 코팅에 의해 서로 결합되는,
    플렉서블 배터리.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 복수의 양극판들 각각에 부착되어 있는 상기 제 1 바인딩 영역은 열압착 공정에 의해 서로 결합되고, 및
    상기 복수의 음극판들 각각에 부착되어 있는 상기 제 2 바인딩 영역은 상기 열압착 공정에 의해 서로 결합되는,
    플렉서블 배터리.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 복수의 양극판들 각각에 부착되어 있는 상기 제 1 바인딩 영역은 적어도 하나의 제 1 비아 홀에 의해 관통되고, 상기 제 1 비아 홀을 용접하는 공정에 의해 서로 결합되고, 및
    상기 복수의 음극판들 각각에 부착되어 있는 상기 제 2 바인딩 영역들은 적어도 하나의 제 2 비아 홀에 의해 관통되고, 상기 제 2 비아 홀을 용접하는 공정에 의해 서로 결합되는,
    플렉서블 배터리.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인 음극 탭은 상기 제 1 방향으로 제 1 길이를 갖고,
    상기 보조 음극 탭은 상기 제 1 방향으로 제 2 길이를 갖되, 상기 제 2 길이는 상기 제 1 길이보다 짧은,
    플렉서블 배터리.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 메인 양극 탭은 상기 제 1 방향으로 제 3 길이를 갖고,
    상기 보조 양극 탭은 상기 제 1 방향으로 제 4 길이를 갖되, 상기 제 4 길이는 상기 제 3 길이보다 짧은,
    플렉서블 배터리.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 메인 음극 탭이 갖는 상기 제 1 길이는 상기 메인 양극 탭이 갖는 상기 제 3 길이와 실질적으로 동일한,
    플렉서블 배터리.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 보조 음극 탭이 갖는 상기 제 2 길이는 상기 보조 양극 탭이 갖는 상기 제 4 길이와 실질적으로 동일한,
    플렉서블 배터리.
  11. 전자 장치에 있어서,
    하우징; 및
    상기 하우징의 내부에 배치된 플렉서블 배터리를 포함하고, 상기 플렉서블 배터리는,
    파우치;
    상기 파우치의 내부에 배치되는 배터리 어셈블리로서, 서로 교번적으로 적층된 복수의 양극판 및 복수의 음극판과, 상기 양극판과 상기 음극판 사이에 배치된 분리막을 포함하는 상기 배터리 어셈블리;
    상기 복수의 양극판들 각각에 부착되어 상기 배터리 어셈블리의 제 1 방향으로 돌출되는 메인 양극 탭;
    상기 복수의 음극판들 각각에 부착되어 상기 배터리 어셈블리의 상기 제 1 방향으로 돌출되는 메인 음극 탭;
    상기 복수의 양극판들 각각에 부착되어 상기 배터리 어셈블리의 제 1 방향으로 돌출되고, 상기 메인 양극 탭과 상기 메인 음극 탭 사이에 배치되는 보조 양극 탭; 및
    상기 복수의 음극판들 각각에 부착되어 상기 배터리 어셈블리의 제 1 방향으로 돌출되고, 상기 메인 양극 탭과 상기 메인 음극 탭 사이에 배치되는 보조 음극 탭을 포함하고,
    상기 분리막은,
    상기 양극판과 상기 음극판 사이에 배치되는 제 1 부분; 및
    상기 제 1 부분으로부터 상기 제 1 방향으로 연장되고, 상기 보조 양극 탭의 적어도 일부분 및 상기 보조 음극 탭의 적어도 일부분과 중첩되도록 상기 보조 양극 탭과 상기 보조 음극 탭 사이에 배치되는 제 2 부분을 포함하는,
    전자 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 보조 양극 탭은,
    상기 분리막의 제 2 부분 및 상기 보조 음극 탭의 적어도 일부분과 중첩되도록 배치되는 제 1 중첩 영역; 및
    상기 제 1 중첩 영역으로부터 상기 제 1 방향에 수직된 제 2 방향으로 연장되어 상기 분리막의 제 2 부분 및 상기 보조 음극 탭의 상기 적어도 일부분과 중첩되지 않는 제 1 바인딩 영역을 포함하는,
    전자 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 보조 음극 탭은,
    상기 분리막의 제 2 부분 및 상기 보조 양극 탭의 적어도 일부분과 중첩되도록 배치되는 제 2 중첩 영역; 및
    상기 제 2 중첩 영역으로부터 상기 제 2 방향에 반대인 제 3 방향으로 연장되어 상기 분리막의 제 2 부분 및 상기 보조 양극 탭의 상기 적어도 일부분과 중첩되지 않는 제 2 바인딩 영역을 포함하는,
    전자 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 복수의 양극판들 각각에 부착되어 있는 상기 제 1 바인딩 영역은 바인더 코팅에 의해 서로 결합되고, 및
    상기 복수의 음극판들 각각에 부착되어 있는 상기 제 2 바인딩 영역은 상기 바인더 코팅에 의해 서로 결합되는,
    전자 장치.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 복수의 양극판들 각각에 부착되어 있는 상기 제 1 바인딩 영역은 열압착 공정에 의해 서로 결합되고, 및
    상기 복수의 음극판들 각각에 부착되어 있는 상기 제 2 바인딩 영역은 상기 열압착 공정에 의해 서로 결합되는,
    전자 장치.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 복수의 양극판들 각각에 부착되어 있는 상기 제 1 바인딩 영역은 적어도 하나의 제 1 비아 홀에 의해 관통되고, 상기 제 1 비아 홀을 용접하는 공정에 의해 서로 결합되고, 및
    상기 복수의 음극판들 각각에 부착되어 있는 상기 제 2 바인딩 영역은 적어도 하나의 제 2 비아 홀에 의해 관통되고, 상기 제 2 비아 홀을 용접하는 공정에 의해 서로 결합되는,
    전자 장치.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 메인 음극 탭은 상기 제 1 방향으로 제 1 길이를 갖고,
    상기 보조 음극 탭은 상기 제 1 방향으로 제 2 길이를 갖되, 상기 제 2 길이는 상기 제 1 길이보다 짧은,
    전자 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 메인 양극 탭은 상기 제 1 방향으로 제 3 길이를 갖고,
    상기 보조 양극 탭은 상기 제 1 방향으로 제 4 길이를 갖되, 상기 제 4 길이는 상기 제 3 길이보다 짧은,
    전자 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 메인 음극 탭이 갖는 상기 제 1 길이는 상기 메인 양극 탭이 갖는 상기 제 3 길이와 실질적으로 동일한,
    전자 장치.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 보조 음극 탭이 갖는 상기 제 2 길이는 상기 보조 양극 탭이 갖는 상기 제 4 길이와 실질적으로 동일한,
    전자 장치.
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