KR20230011061A - 배터리를 포함하는 전자 장치 - Google Patents
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Abstract
배터리를 포함하는 전자 장치가 개시된다. 다양한 실시 예에 따른 전자 장치는 하우징; 상기 하우징 내부에 배치되는 인쇄 회로 기판; 및 상기 하우징 내부에 배치되는 배터리를 포함하고, 상기 배터리는, 외면에 형성되는 삽입부를 포함하는 케이스와, 상기 케이스 내부에 수용되는 전극조립체와, 상기 전극조립체에 연결되고 상기 삽입부로 연장되는 전극 리드를 포함하는 배터리 셀; 상기 삽입부 외면에 노출되게 배치되고, 상기 전극 리드에 연결되는 접촉판; 상기 삽입부가 삽입되는 삽입 슬롯을 포함하고, 상기 삽입 슬롯에 대한 상기 삽입부의 삽입을 통해 상기 배터리 셀과 분리 가능하게 체결되는 연결 프레임; 및 상기 삽입 슬롯 내에 설치되고, 상기 인쇄 회로 기판에 전기적으로 접속되는 보호회로모듈을 포함하고, 상기 보호회로모듈은, 상기 배터리 셀이 상기 연결 프레임에 체결된 상태에서 상기 접촉판을 통해 상기 전극 리드에 전기적으로 접속될 수 있다. 이외에 다양한 실시 예들이 가능할 수 있다.
Description
본 문서에 개시된 다양한 실시 예는 배터리를 포함하는 전자 장치에 관한 것이다.
휴대용 전자 장치는 내장된 배터리를 포함하고, 배터리에서 공급되는 전력을 이용하여 구동될 수 있다. 배터리는 전압을 발생시키는 배터리 셀과, 배터리 셀에 전기적으로 연결되는 배터리 보호회로모듈(PCM: protection circuit module)을 포함할 수 있다. 배터리 보호회로모듈은 배터리 셀의 전압을 일정한 범위로 조절하여 과방전에 따른 배터리 수명의 감소, 과충전에 따른 배터리 손상 방지 및, 단락 보호 등의 기능을 수행할 수 있다. 배터리의 수명이 다하거나, 배터리 셀 또는 보호회로모듈의 손상이 발생하는 경우, 전자 장치의 정상적인 작동을 위해 배터리를 교체할 필요가 있다.
배터리는 전자 장치의 내부에 내장된 상태로 전력을 공급하게 된다. 배터리의 수명이 다하거나, 배터리를 구성하는 부품에 손상이 발생하는 경우 전자 장치의 정상적인 작동을 위해 배터리를 교체할 필요가 있다. 배터리는 일반적으로, 전극 조립체를 포함하는 배터리 셀과, 배터리 셀의 전압을 허용 범위로 유지하는 보호 회로가 형성된 PCM을 포함하게 된다. 배터리 셀과 PCM은 별도로 제조되나, 전기적으로 접속되도록 일체로 연결된 상태로 전자 장치에 장착된다. 배터리를 구성하는 각 부품이 일체로 연결되는 경우, 예를 들어, 용접을 통해 연결되는 경우, 어느 한 부품에 손상이 발생하면 배터리 전체를 교체할 필요가 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 배터리를 포함하는 전자 장치를 제공할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 배터리를 분리 및 체결이 용이한 조립 구조로 형성할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 배터리 셀 및 PCM을 삽입 방식을 통해 체결함으로써, 유지보수에 따른 분리를 용이하게 할 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시 예를 통해 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 한정되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 문서에 기재된 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
다양한 실시 예에 따른 전자 장치는, 하우징; 상기 하우징 내부에 배치되는 인쇄 회로 기판; 및 상기 하우징 내부에 배치되는 배터리를 포함하고, 상기 배터리는, 외면에 형성되는 삽입부를 포함하는 케이스와, 상기 케이스 내부에 수용되는 전극조립체와, 상기 전극조립체에 연결되고 상기 삽입부로 연장되는 전극 리드를 포함하는 배터리 셀; 상기 삽입부 외면에 노출되게 배치되고, 상기 전극 리드에 연결되는 접촉판; 상기 삽입부가 삽입되는 삽입 슬롯을 포함하고, 상기 삽입 슬롯에 대한 상기 삽입부의 삽입을 통해 상기 배터리 셀과 분리 가능하게 체결되는 연결 프레임; 및 상기 삽입 슬롯 내에 설치되고, 상기 인쇄 회로 기판에 전기적으로 접속되는 보호회로모듈를 포함하고, 상기 보호회로모듈은, 상기 배터리 셀이 상기 연결 프레임에 체결된 상태에서 상기 접촉판을 통해 상기 전극 리드에 전기적으로 접속될 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 내부에 배치되는 배터리는, 내부에 수용공간이 형성되고, 외면에 돌출 형성되는 삽입부를 포함하는 케이스; 상기 수용공간에 수용되는 전극 조립체; 상기 전극 조립체에 연결되고, 상기 삽입부를 따라 연장되어 상기 케이스 외부로 인출되는 복수의 전극 리드; 상기 복수의 전극 리드의 단부에 각각 연결되는 복수의 접촉판; 상기 삽입부가 삽입 체결되는 삽입 슬롯을 포함하는 연결 프레임; 및 상기 연결 프레임에 설치되고, 상기 삽입 슬롯에 위치하는 복수의 접촉부재를 포함하는 보호회로모듈을 포함하고, 상기 삽입부는 상기 삽입부가 상기 삽입 슬롯에 체결된 상태를 기준으로, 상기 복수의 접촉부재를 향하는 삽입면을 포함하고, 상기 복수의 접촉판은 외면이 노출되도록 상기 삽입면에 배치되고, 상기 보호회로모듈은 상기 삽입부가 상기 삽입 슬롯에 체결된 상태에서, 상기 복수의 접촉부재를 통해 상기 복수의 접촉판의 노출된 외면에 각각 접촉함으로써 상기 복수의 전극 리드에 전기적으로 접속할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 배터리 셀을 형성하는 케이스를 보호회로모듈이 형성된 연결 프레임에 삽입 체결하는 방식으로, 배터리 셀 및 보호회로모듈을 전기적으로 연결함으로써 간편한 동작으로 배터리의 분리 또는 체결을 수행할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 배터리 셀 및 보호회로모듈 중 어느 하나에 손상이 발생하는 경우, 배터리를 분리하여 손상이 발생한 부품만을 교체함으로써 수리 용이성을 확보하고 부품의 낭비를 방지할 수 있다.
도 1은 다양한 실시 예들에 따른 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 2a는 다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 전면 사시도이다.
도 2b는 다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 후면 사시도이다.
도 2c는 다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 분해 사시도이다.
도 3a는 일 실시 예에 따른 배터리의 사시도이다.
도 3b는 일 실시 예에 따른 배터리의 분해 사시도이다.
도 3c는 일 실시 예에 따른 연결 프레임의 사시도이다.
도 4a는 도 3a의 IV-IV라인에 따른 배터리의 단면도이다.
도 4b는 일 실시 예에 따른 배터리의 체결 과정을 나타내는 단면도이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 배터리의 단면도이다.
도 6a는 일 실시 예에 따른 배터리 셀의 사시도이다.
도 6b는 일 실시 예에 따른 배터리의 단면도이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 배터리의 사시도이다.
도 2a는 다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 전면 사시도이다.
도 2b는 다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 후면 사시도이다.
도 2c는 다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 분해 사시도이다.
도 3a는 일 실시 예에 따른 배터리의 사시도이다.
도 3b는 일 실시 예에 따른 배터리의 분해 사시도이다.
도 3c는 일 실시 예에 따른 연결 프레임의 사시도이다.
도 4a는 도 3a의 IV-IV라인에 따른 배터리의 단면도이다.
도 4b는 일 실시 예에 따른 배터리의 체결 과정을 나타내는 단면도이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 배터리의 단면도이다.
도 6a는 일 실시 예에 따른 배터리 셀의 사시도이다.
도 6b는 일 실시 예에 따른 배터리의 단면도이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 배터리의 사시도이다.
이하, 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
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 실시 예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일 실시 예에 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 실시 예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 연결 단자(178))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시 예에서는, 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 실시 예에 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. 일실시예에 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 실시 예에 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 실시 예에 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 실시 예에 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 실시 예에 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 실시 예에 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 실시 예에 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. 일실시예에 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 실시 예에 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 실시 예에 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 실시 예에 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 실시 예에 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 실시 예에 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 실시 예에 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. 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 실시 예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 안테나를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 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 실시 예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))이 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 mmWave 안테나 모듈을 형성할 수 있다. 일 실시 예에 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 실시 예에 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 실시 예에 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 실시 예에 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 실시 예에 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 실시 예들에 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 실시 예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시 예의 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 실시 예들에서 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 실시 예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시 예들은 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 실시 예에 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 실시 예들에 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 실시 예들에 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 다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 전면 사시도이고, 도 2b는 다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 후면 사시도이며, 도 2c는 다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 분해 사시도이다.
도 2a, 2b 및 도 2c를 참조하면, 일 실시 예에 따른 전자 장치(201) (예: 도 1의 전자 장치(101))는, 전면(210a)(예: 제1면), 후면(210b)(예: 제2면), 및 전면(210a) 및 후면(210b) 사이의 내부 공간을 둘러싸는 측면(211c)(예: 제3면)을 갖는 하우징(210)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 전면(210a)은 적어도 일부분이 실질적으로 투명한 제1플레이트(211a)에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1플레이트(211a)는 적어도 하나의 코팅 레이어를 포함하는 글래스 플레이트 또는 폴리머 플레이트를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 후면(210b)은 실질적으로 불투명한 제2플레이트(211b)에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2플레이트(211b)는 코팅 또는 착색된 유리, 세라믹, 폴리머, 금속(예: 알루미늄, 스테인레스 스틸(stainless steel), 또는 마그네슘), 또는 이들의 조합에 의하여 형성될 수 있다. 측면(211c)은 제1플레이트(211a) 및 제2플레이트(211b)와 결합되고, 금속 및/또는 폴리머를 포함하는 측면 부재(240)에 의해 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 제2플레이트(211b) 및 측면 부재(240)는 일체로 심리스하게 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 제2플레이트(211b) 및 측면 부재(240)는 실질적으로 동일한 재료(예: 알루미늄)으로 형성될 수 있다.
일 실시 예에서, 제1플레이트(211a)는 전면(210a)의 적어도 일부의 영역으로부터 제2플레이트(211b)를 향하는 방향으로 라운드지고, 일 방향(예: +/-X축 방향)으로 연장되는 복수 개의 제1가장자리 영역(212a-1)들, 전면(210a)의 적어도 일부의 영역으로부터 제2플레이트(211b)를 향하는 방향으로 라운드지고, 타 방향(예: +/- Y축 방향)으로 연장되는 복수 개의 제2가장자리 영역(212a-2)들 및, 전면(210a)의 적어도 일부의 영역으로부터 제2플레이트(211b)를 향하는 방향으로 라운드지는 복수 개의 제1가장자리 영역(212a-1)들 및 복수 개의 제2가장자리 영역(212a-2)들 사이의 복수 개의 제3가장자리 영역(212a-3)들을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 제2플레이트(211b)는 후면(210b)의 적어도 일부의 영역으로부터 제1플레이트(211a)를 향하는 방향으로 라운드되고 일 방향(예: +/- X축 방향)으로 연장되는 복수 개의 제4가장자리 영역(212b-1)들, 후면(210b)의 적어도 일부의 영역으로부터 제1플레이트(211a)를 향하는 방향으로 라운드지고 타 방향(예: +/- Y축 방향)으로 연장되는 복수 개의 제5가장자리 영역(212b-2)들, 및 후면(210b)의 적어도 일부의 영역으로부터 제1플레이트(211a)를 향하는 방향으로 라운드지는 복수 개의 제4가장자리 영역(212b-1)들 및 복수 개의 제5가장자리 영역(212b-2)들 사이의 복수 개의 제6가장자리 영역(212b-3)들을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 측면 부재(240)는 전면(210a) 및 후면(210b) 사이 내부 공간의 적어도 일부를 둘러쌀 수 있다. 측면 부재(240)는 측면(211c)의 적어도 일부에 배치되는 제1지지 구조(241) 및 제1지지 구조(241)와 연결되고 전자 장치(201)의 부품들의 배치 공간을 형성하는 제2지지 구조(242)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 제1지지 구조(241)는 제1플레이트(211a) 및 제2플레이트(211b)의 가장자리를 연결하고, 제1플레이트(211a) 및 제2플레이트(211b) 사이의 공간을 둘러쌈으로써 하우징(210)의 측면(211c)을 형성할 수 있다. 일 실시 예에서, 제2지지 구조(242)는 전자 장치(201)의 내부(또는 바디(body) 부분)에 배치될 수 있다. 제2지지 구조(242)는 제1지지 구조(241)와 일체로 형성되고, 별개로 형성되어 제1지지 구조(241)와 서로 연결될 수 있다. 일 실시 예에서, 제2지지 구조(242)에는 PCB와 같은 인쇄 회로 기판(251, 252)이 배치될 수 있다. 제2지지 구조(242)는 예를 들어, 인쇄 회로 기판(251, 252)의 그라운드와 연결될 수 있다. 일 실시 예에서, 제2지지 구조(242)의 일면(예: 도 2c의 하면(+Z축 방향 면))에는 디스플레이(261)가 위치하고, 제2지지 구조(242)의 타면(예: 도 2c의 상면(-Z축 방향 면))에는 제2플레이트(211b)가 배치될 수 있다.
일 실시 예에서, 측면 부재(240)는 적어도 일부가 도전성 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1지지 구조(241)는 금속 및/또는 전도성이 있는 폴리머 재질로 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 제2지지 구조(242)는 제1지지 구조(241)와 마찬가지로, 금속 및/또는 전도성이 있는 폴리머 재질로 형성될 수 있다.
일 실시 예에서, 전자 장치(201)는 디스플레이(261)(예: 도 1의 디스플레이 모듈(160))를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 디스플레이(261)는 전면(210a)에 위치할 수 있다. 일 실시 예에서, 디스플레이(261)는 제1플레이트(211a)의 적어도 일부(예: 복수 개의 제1가장자리 영역(212a-1)들, 복수 개의 제2가장자리 영역(212a-2)들 및 복수 개의 제3가장자리 영역(212a-3)들)를 통해 노출될 수 있다. 일 실시 예에서, 디스플레이(261)는 제1플레이트(211a)의 외부 테두리 형상과 실질적으로 동일한 형상을 가질 수 있다. 어떤 실시 예에서, 디스플레이(261)의 가장자리는 제1플레이트(211a)의 외부 테두리와 실질적으로 일치할 수 있다. 일 실시 예에서, 디스플레이(261)는 터치 감지 회로, 터치의 세기(압력)을 센싱할 수 있는 압력 센서, 및/또는 자기장 방식의 스타일러스 펜을 검출하는 디지타이저를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 디스플레이(261)는 시각적으로 노출되고 픽셀 또는 복수의 셀을 통해 콘텐츠를 표시하는 화면 표시 영역(261a)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 화면 표시 영역(261a)은 센싱 영역(261a-1) 및 카메라 영역(261a-2)을 포함할 수 있다. 이 경우, 센싱 영역(261a-1)은 화면 표시 영역(261a)의 적어도 일부의 영역과 오버랩될 수 있다. 센싱 영역(261a-1)은 센서 모듈(276)(예: 도 1의 센서 모듈(176))과 관련된 입력 신호의 투과를 허용할 수 있다. 센싱 영역(261a-1)은 센싱 영역(261a-1)에 중첩되지 않는 화면 표시 영역(261a)과 마찬가지로 콘텐츠를 표시할 수 있다. 예를 들어, 센싱 영역(261a-1)은 센서 모듈(276)이 동작하지 않는 동안, 콘텐츠를 표시할 수 있다. 카메라 영역(261a-2)은 화면 표시 영역(261a)의 적어도 일부의 영역과 오버랩될 수 있다. 카메라 영역(261a-2)은 제1카메라 모듈(280a)(예: 도 1의 카메라 모듈(180)) 과 관련된 광학 신호의 투과를 허용할 수 있다. 카메라 영역(261a-2)은, 카메라 영역(261a-2)과 중첩되지 않는 화면 표시 영역(261a)과 마찬가지로 콘텐츠를 표시할 수 있다. 예를 들어, 카메라 영역(261a-2)은 제1카메라 모듈(280a)이 동작하지 않는 동안 콘텐츠를 표시할 수 있다.
일 실시 예에서, 전자 장치(201)는 오디오 모듈(270)(예: 도 1의 오디오 모듈 (170))을 포함할 수 있다. 오디오 모듈(270)은 전자 장치(201)의 외부로부터 음향을 획득할 수 있다. 예를 들어, 오디오 모듈(270)은 하우징(210)의 측면(211c)에 위치할 수 있다. 일 실시 예에서, 오디오 모듈(270)은 적어도 하나의 홀을 통해 소리를 획득할 수 있다.
일 실시 예에서, 전자 장치(201)는 센서 모듈(276)을 포함할 수 있다. 센서 모듈(276)은 전자 장치(201)에 인가된 신호를 센싱할 수 있다. 센서 모듈(276)은, 예를 들어, 전자 장치(201)의 전면(210a)에 위치할 수 있다. 센서 모듈(276)은 화면 표시 영역(261a)의 적어도 일부에 센싱 영역(261a-1)을 형성할 수 있다. 센서 모듈(276)은 센싱 영역(261a-1)을 투과하는 입력 신호를 수신하고, 수신된 입력 신호에 기초하여 전기 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 입력 신호는 지정된 물리량(예: 열, 빛, 온도, 소리, 압력, 초음파)을 가질 수 있다. 다른 예로써, 입력 신호는 사용자의 생체 정보(예: 사용자의 지문, 목소리등)와 관련한 신호를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 전자 장치(201)는 카메라 모듈(280a,280b)(예: 도 1의 카메라 모듈 (180))을 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 카메라 모듈(280a, 280b)은, 제1카메라 모듈(280a), 제2카메라 모듈(280b) 및 플래시(280c)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 제1카메라 모듈(280a)은 하우징(210)의 전면(210a)을 통해 노출되도록 배치되고, 제2카메라 모듈(280b) 및 플래시(280c)는 하우징(210)의 후면(210b)을 통해 노출되도록 배치될 수 있다. 일 실시 예에서, 제1카메라 모듈(280a)의 적어도 일부는 디스플레이(261)를 통해 커버되도록 하우징(210)에 배치될 수 있다. 일 실시 예에서, 제1카메라 모듈(280a)은 카메라 영역(261a-2)을 투과하는 광학 신호를 수신할 수 있다. 일 실시 예에서, 제2카메라 모듈(280b)은 복수 개의 카메라(예: 듀얼 카메라, 트리플 카메라 또는 쿼드 카메라)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서 플래시(280c)는, 발광 다이오드 또는 제논 램프를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 전자 장치(201)는 음향 출력 모듈(255)(예: 도 1의 음향 출력 모듈(155))을 포함할 수 있다. 음향 출력 모듈(255)은 전자 장치(201) 외부로 음향을 출력할 수 있다. 예를 들어, 음향 출력 모듈(255)은 하우징(210)의 측면(211c)에 형성되는 하나 이상의 홀을 통해 음향을 전자 장치(201) 외부로 출력할 수 있다.
일 실시 예에서, 전자 장치(201)는 입력 모듈(250)(예: 도 1의 입력 모듈(150))을 포함할 수 있다. 입력 모듈(250)은 사용자의 조작 신호를 입력 받을 수 있다. 입력 모듈(250)은 예를 들어, 하우징(210)의 측면(211c)에 노출되게 배치되는 적어도 하나의 키 입력 장치를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 전자 장치(201)는 연결 단자(278)(예: 도 1의 연결 단자(178))를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 연결 단자(278)는 측면(211c)에 배치될 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(201)를 일 방향(예: 도 3a의 +Y축 방향)으로 바라볼 때, 연결 단자는 측면(211c)의 중앙부에 배치되고, 연결 단자(278)를 기준으로 일 방향(예: 우측방향)에 음향 출력 모듈(255)이 배치될 수 있다.
일 실시 예에서, 전자 장치(201)는 하우징(210) 내에 배치되는 인쇄 회로 기판(251, 252) 및 배터리(200)(예: 도 1의 배터리(189)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 인쇄 회로 기판(251, 252)은 제1회로 기판(251) 및 제2회로 기판(252)을 포함할 수 있다. 이 경우, 제1회로 기판(251)은 제2지지 구조(242)의 제1기판슬롯(242a)에 수용되고, 제2회로 기판(252)은 제2지지 구조(242)의 제2기판슬롯(242b)에 수용될 수 있다. 일 실시 예에서, 배터리(200)는 제1기판슬롯(242a) 및 제2기판슬롯(242b) 사이에 형성된 제2지지 구조(242)의 배터리슬롯(245)에 수용될 수 있다. 일 실시 예에서, 배터리(200)는 인쇄 회로 기판(251, 252)에 전기적으로 접속되어, 인쇄 회로 기판(251, 252)에 실장된 부품에 전력을 공급할 수 있다.
도 3a는 일 실시 예에 따른 배터리의 사시도이고, 도 3b는 일 실시 예에 따른 배터리의 분해 사시도이며, 도 3c는 일 실시 예에 따른 연결 프레임의 사시도이고, 도 4a는 도 3a의 IV-IV라인에 따른 배터리의 단면도이고, 도 4b는 일 실시 예에 다른 배터리의 체결 과정을 나타내는 단면도이다.
도 3a, 도 3b 및, 도 3c를 참조하면, 배터리(300)(예: 도 2c의 배터리(200))는 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101), 도 2a의 전자 장치(201))의 내부에 배치되고, 전자 장치의 내부 부품으로 전력을 공급할 수 있다. 일 실시 예에서, 배터리(300)는 인쇄 회로 기판(예: 도 2c의 인쇄 회로 기판(251, 252))에 전기적으로 접속되고, 인쇄 회로 기판을 통해 전자 장치의 작동을 위한 전력을 공급할 수 있다. 일 실시 예에서, 배터리(300)는 조립식 구조로 형성됨으로써, 손상된 부품의 선택적 교체를 통한 유지보수성을 확보할 수 있다. 일 실시 예에서, 배터리(300)는 배터리 셀(310), 접촉판(340), 연결부재(350), 배터리 셀(310)과 분리 가능하게 체결되는 연결 프레임(320), 연결 프레임(320) 내부에 설치되는 보호회로모듈(330)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 배터리 셀(310)은 케이스(311)와, 케이스(311) 내부에 수용되는 전극 조립체(312) 및, 전극 조립체(312)에 연결되고 보호회로모듈(330)에 접속되기 위한 전극 리드(313)를 포함할 수 있다.
케이스(311)는 배터리 셀(310)의 외관을 형성할 수 있다. 일 실시 예에서, 케이스(311)는 내부에 형성되고 전극 조립체(312)를 밀폐된 상태로 수용하는 수용공간(3110)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 케이스(311)는 외면에 형성되는 삽입부(3111)를 포함할 수 있다. 삽입부(3111)는 예를 들어, 케이스(311)의 외주면으로부터 돌출되는 형태로 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 삽입부(3111)는 케이스(311)보다 얇은 두께를 가질 수 있다. 일 실시 예에서, 케이스(311)는 삽입부(3111)를 통해 연결 프레임(320)에 분리 가능하게 체결될 수 있다. 예를 들어, 케이스(311)는 후술하는 연결 프레임(320)의 삽입 슬롯(321)에 삽입부(3111)가 삽입되는 방식으로 연결 프레임(320)에 삽입 체결될 수 있다. 이 경우, 삽입부(3111)는 제1방향(D1)(예: 도 3b의 Y축에 나란한 방향)을 따라 삽입 슬롯(321)에 삽입될 수 있다. 일 실시 예에서, 삽입부(3111)는 제1방향(D1)에 수직한 제2방향(D2)(예: 도 4a의 +Z축 방향)으로 노출되는 삽입면(4111a)을 포함할 수 있다. 삽입면(4111a)은 삽입부(3111)가 삽입 슬롯(321)에 삽입된 상태를 기준으로, 보호회로모듈(330)을 마주할 수 있다. 삽입 슬롯(321)에 대한 삽입부(3111)의 체결 상태에 대한 내용은 후술하도록 한다.
일 실시 예에서, 케이스(311)는 도 3a에 도시된 것과 같이 상부에서 바라본 상태(예: Z축 방향에서 바라본 상태)를 기준으로 직사각형 표면 형상을 가지는 납작한 형태로 형성될 수 있다. 다만, 도면에 도시된 케이스(311)의 형태는 일 예시에 불과하며, 케이스(311)는 수용공간(3110)에 수용되는 전극 조립체(312)의 형태 및 크기에 따라 다양한 크기 및 형태를 가지도록 형성될 수 있으며, 연결 프레임(320)과의 연결 형태에 따라 외관의 형상이 다양하게 변형될 수 있다.
일 실시 예에서, 전극 조립체(312)는 케이스(311) 내부의 수용공간(3110)에 수용될 수 있다. 일 실시 예에서, 전극 조립체(312)는 분리막을 통해 전기적으로 절연된 상태로 적층되는 복수의 기재부와, 기재부 표면에 적층되는 합제층을 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 복수의 기재부는 서로 반대되는 전극을 형성하는 하나 이상의 양극 기재부와, 하나 이상의 음극 기재부를 포함할 수 있다. 이 경우, 양극 기재부 및 음극 기재부의 개수는 서로 동일할 수 있다. 일 실시 예에서, 양극 기재부 및 음극 기재부는 산화 환원 전위(standard redox potential)의 차이를 가지도록 서로 상이한 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 양극 기재부는 알루미늄, 스테인리스 스틸, 니켈, 티탄 또는 소성 탄소와 같이 전도성이 높은 판상의 금속 재질로 형성되고, 음극 기재부는 구리, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄 또는 소성 탄소와 같이 전도성이 높은 판상의 금속 재질로 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 복수의 기재부는 양극 기재부 및 음극 기재부가 서로 교번하도록 적층될 수 있다. 일 실시 예에서, 분리막은 서로 인접하게 적층된 양극 기재부 및 음극 기재부 사이에 배치되어, 양극 기재부 및 음극 기재부가 직접 접촉하는 것을 차단할 수 있다. 분리막은 양극 기재부 및 음극 기재부를 절연된 상태로 분리하는 동시에, 인접한 양극 기재부 및 음극 기재부 사이의 전자 이동을 가능케 할 수 있다. 일 실시 예에서, 분리막은 높은 이온 투과도와 기계적 강도를 가지는 절연성 재질의 박막으로 제공될 수 있다. 예를 들어, 분리막은 내화학성 및 소수성을 가지는 폴리프로필렌과 같은 올레핀게 폴리머, 유리 섬유 또는 폴리 에틸렌으로 성형된 시트 또는 부직포를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 복수의 기재부 각각의 표면에는 합제층이 적층될 수 있다. 일 실시 예에서 합제층은 활물질, 도전재 및 바인더의 혼합물로 형성되거나, 혼합물에 충진재가 추가적으로 첨가되어 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 합제층은 양극을 형성하는 양극 기재부 표면에 도포되는 양극 합제층과, 음극을 형성하는 음극 기재부 표면에 도포되는 음극 합제층을 포함할 수 있다. 이 경우, 양극 합제층에 포함되는 활물질은 예를 들어, 리튬 코발트 산화물, 리튬 니켈 산화물, 리튬 망간 산화물 또는 리튬 동 산화물을 포함할 수 있고, 음극 합제층에 포함되는 음극 활물질은 예를 들어, 난흑연화 탄소, 흑연계 탄소, 리튬 금속, 리튬 합금, 규소계 합금 또는 주석계 합금을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 전극 조립체(312)는 다양한 방식으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 전극 조립체(312)는 복수의 기재부가 적층 방향을 따라 순차적으로 적층되는 스태킹 타입(stacking type)으로 제공될 수 있다. 다른 예에서, 전극 조립체(312)는 분리막을 사이에 두고 적층된 한 쌍의 기재부가 축을 중심으로 권취되는 와인딩 타입(winding type)으로 제공될 수도 있다. 다시 말하면, 케이스(311) 내에 수용되는 전극 조립체(312)의 형성 방식은 제한되지 않으며, 알려진 다양한 방식으로 형성될 수 있다.
일 실시 예에서, 전극 리드(313)는 전극 조립체(312)는 케이스(311) 외부의 다른 부품, 예를 들어, 보호회로모듈(330)과 연결하는데 사용될 수 있다. 일 실시 예에서, 전극 리드(313)는 전극 조립체(312)로부터 연장되어, 단부가 수용공간(3110)의 외부로 인출될 수 있다. 예를 들어, 전극 리드(313)는 일단은 전극 조립체(312)에 연결되고, 타단은 삽입부(3111)를 따라 연장될 수 있다. 일 실시 예에서, 삽입부(3111)로 연장된 전극 리드(313)의 단부는 케이스(311) 외부로 인출될 수 있다. 일 실시 예에서, 전극 리드(313)는 복수 개로 제공될 수 있다. 예를 들어, 전극 리드(313)는 양극을 형성하는 기재부에 연결되는 제1리드(313a)와, 음극을 형성하는 기재부에 연결되는 제2리드(313b)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 전극 리드(313)는 판상형의 도전성 부재로 형성될 수 있다.
일 실시 예에서, 접촉판(340)은 삽입부(3111)의 외면에 노출되게 배치될 수 있다. 예를 들어, 접촉판(340)은 삽입면(4111a)에 배치될 수 있다. 일 실시 예에서, 접촉판(340)은 전극 리드(313)에 접촉되게 연결됨으로써, 전극 조립체(312)와 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 접촉판(340)은 노출된 외면의 반대면을 통해 전극 리드(313)에 접촉될 수 있다. 일 실시 예에서, 전극 조립체(312)에 복수의 전극 리드(313)가 연결되는 경우, 접촉판(340)은 복수의 전극 리드(313)의 단부에 각각 연결되도록 복수로 제공될 수 있다. 예를 들어, 도 3b와 같이 배터리 셀(310)이 제1리드(313a) 및 제2리드(313b)를 포함하는 경우, 접촉판(340)은 제1리드(313a)에 연결되는 제1접촉판(340a) 및, 제2리드(313b)에 연결되는 제2접촉판(340b)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 접촉판(340)은 외부에 노출된 표면을 통해 다른 부품에 접속함으로써, 전극 조립체(312)를 전자 장치 내 다른 부품에 간접적으로 연결하는 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어, 접촉판(340)은 보호회로모듈(330)에 접촉됨으로써, 전극 조립체(312) 및 보호회로모듈(330)을 간접적으로 연결할 수 있다.
연결부재(350)는 접촉판(340) 및 전극 리드(313)를 연결할 수 있다. 일 실시 예에서, 연결부재(350)의 외면에는 접촉판(340)이 안착될 수 있다. 이 경우, 접촉판(340)은 표면이 외부에 노출되도록 연결부재(350)에 안착될 수 있다. 이하에서는, 접촉판(340)이 노출되는 연결부재(350)의 외면을 연결면(451)이라고 지칭하도록 한다. 일 실시 예에서, 연결부재(350)의 단면을 기준으로 접촉판(340)은 노출된 외면이 연결부재(350)의 연결면(451)에 비해 내측으로 단차지도록 안착될 수 있다. 일 실시 예에서, 연결부재(350)의 내부에는 전극 리드(313)가 삽입될 수 있다. 예를 들어, 전극 리드(313)는 삽입부(3111)의 외부로 인출되고, 연결부재(350)의 내부에는 인출된 전극 리드(313)의 단부가 수용될 수 있다. 다시 말해, 연결부재(350)는 전극 리드(313)의 단부가 외부에 노출되지 않도록 에워쌀 수 있다. 일 실시 예에서, 연결부재(350) 내부에 수용된 전극 리드(313)는 연결부재(350)의 연결면(451)에 안착된 접촉판(340)에 접촉될 수 있다. 따라서, 연결부재(350)를 통해 전극 리드(313) 및 전극판의 접촉 상태가 안정적으로 유지될 수 있다. 일 실시 예에서, 연결부재(350)는 비전도성 재질, 예를 들어, 플라스틱, 고무, 폴리머와 같은 재질로 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 연결부재(350)는 복수의 전극 리드(313) 및 접촉판(340)을 각각 연결하도록 복수로 제공될 수 있다. 예를 들어, 연결부재(350)는 제1접촉판(340a) 및 제1리드(313a)를 연결하는 제1연결부재(350a) 및, 제2접촉판(340b) 및 제2리드(313b)를 연결하는 제2연결부재(350b)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 연결부재(350)는 삽입부(3111)의 삽입면(4111a)에 부착될 수 있다. 이 경우, 연결부재(350)가 삽입면(4111a)에 부착된 상태를 기준으로, 연결면(451)은 삽입면(4111a)과 동일한 방향(예: 도 3b의 +Z축 방향)으로 배향될 수 있다. 예를 들어, 연결면(451)은 제1방향(D1)에 수직한 제2방향(D2)을 향하도록 배향될 수 있다.
일 실시 예에서, 연결 프레임(320)은 배터리 셀(310)과 분리 가능하게 체결될 수 있다. 일 실시 예에서, 연결 프레임(320)은 일면에 개방 형성되고, 케이스(311)의 삽입부(3111)가 분리 가능하게 삽입되는 삽입 슬롯(321)을 포함할 수 있다. 이 경우, 연결 프레임(320)은 삽입 슬롯(321)에 대한 삽입부(3111)의 삽입을 통해 케이스(311), 다시 말해, 배터리 셀(310)과 분리 가능하게 체결될 수 있다. 일 실시 예에서, 삽입부(3111)는 제1방향(D1)을 따라 삽입 슬롯(321)에 삽입될 수 있으며, 삽입부(3111)가 삽입 슬롯(321)에 완전히 삽입된 상태에서, 연결 프레임(320)은 케이스(311)와 체결될 수 있다. 일 실시 예에서, 삽입 슬롯(321)은 도 3c와 같이 연결 프레임(320)의 길이 방향을 따라 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 길이 방향(예: 도 3c의 X축방향)에 수직한 단면을 기준으로, 삽입 슬롯(321)은 제1폭(W1)을 가지는 제1영역(3211)과, 제1폭(W1)보다 작은 제2폭(W2)을 가지는 제2영역(3212)을 포함할 수 있다. 이 경우, 제2폭은 삽입부(3111)의 두께와 실질적으로 동일할 수 있다. 일 실시 예에서, 삽입 슬롯(321)은 보호회로모듈(330)이 장착되는 공간을 형성할 수 있다.
일 실시 예에서, 연결 프레임(320)은 외면에 형성되는 연결구(322)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 연결구(322)는 삽입 슬롯(321)이 형성된 면(예: 도 3b의 -Y축을 향하는 연결 프레임(320) 외면)의 반대면(예: 도 3b의 +Y축을 향하는 연결 프레임(320) 외면)에 형성될 수 있다. 이 경우, 연결구(322)는 삽입 슬롯(321)과 연통될 수 있다. 일 실시 예에서, 연결구(322)를 통해 보호회로모듈(330)을 인쇄 회로 기판에 연결하기 위한 부품(예: 연성 회로 기판(flexible PCB))이 인출될 수 있다.
보호회로모듈(330)은 삽입 슬롯(321) 내에 설치될 수 있다. 일 실시 예에서, 보호회로모듈(330)은 연결 프레임(320)이 배터리 셀(310)과 체결된 상태, 다시 말해, 삽입 슬롯(321)에 케이스(311)의 삽입부(3111)가 삽입 체결된 상태에서, 삽입부(3111) 표면에 배치된 전극판을 통해 전극 리드(313)에 전기적으로 접속될 수 있다. 일 실시 예에서, 보호회로모듈(330)은 전자 장치의 인쇄 회로 기판에 전기적으로 접속됨으로써, 배터리(300)가 발생시키는 전력을 안정적으로 전자 장치에 공급하는 기능을 수행할 수 있다. 일 실시 예에서, 보호회로모듈(330)은 보호회로가 형성된 보호회로기판(3300) 및, 보호회로기판(3300)에 연결되고 접촉판(340)에 접촉되는 접촉부재(331)를 포함할 수 있다.
보호회로기판(3300)에는 배터리 셀(310)과 전기적으로 연결된 상태에서, 배터리 셀(310)을 전기적으로 보호할 수 있는 하나 이상의 보호회로소자가 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 보호회로기판(3300)은 강성 기판(PCB, printed circuit board)로 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 보호회로기판(3300)은 배터리 셀(310)의 충전, 방전 과정에서 일정한 범위 내로 전압을 유지하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 보호회로기판(3300)은 배터리 셀(310)이 안정된 범위의 전압 하에서 동작하도록 제어함으로써, 배터리 셀(310)의 파손을 방지할 수 있다. 일 실시 예에서, 보호회로기판(3300)은 배터리(300)의 용량에 따라 인가되는 전류를 차단함으로써, 배터리(300)의 과충전으로 인한 배터리 발열 또는 파열 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 보호회로기판(3300)은 배터리(300)의 과방전을 방지함으로써 배터리(300)의 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있다. 다른 예에서, 보호회로기판(3300)은 과도한 전류가 발생하는 경우, 예를 들어, 배터리 셀(310) 내부의 단락이 발생하는 경우, 인쇄 회로 기판(예: 도 2c의 인쇄 회로 기판(251, 252))으로 전류가 흐르는 것을 방지하는 단락 기능을 수행함으로써, 전자 장치(예: 도 2a의 전자 장치(201))의 손상을 방지할 수 있다.
일 실시 예에서, 보호회로기판(3300)은 연결 프레임(320)의 삽입 슬롯(321) 내면에 배치될 수 있다. 이 경우, 보호회로기판(3300)은 삽입 슬롯(321)에 삽입부(3111)가 삽입된 상태를 기준으로, 삽입면(4111a)을 마주보도록 배치될 수 있다. 따라서, 삽입면(4111a)에 노출되게 배치되는 접촉판(340)은 삽입 슬롯(321)에 삽입부(3111)가 삽입된 상태에서 보호회로기판(3300)을 마주할 수 있다.
일 실시 예에서, 보호회로모듈(330)은 배터리 셀(310)이 연결 프레임(320)에 체결된 상태에서, 접촉부재(331)를 통해 접촉판(340)에 접촉할 수 있다. 예를 들어, 접촉부재(331)는 보호회로기판(3300)으로부터 돌출될 수 있다. 이 경우, 배터리 셀(310)이 연결 프레임(320)에 체결된 상태를 기준으로, 접촉부재(331)는 접촉판(340)을 향해 돌출되도록 보호회로기판(3300)에 연결될 수 있다. 일 실시 예에서, 접촉부재(331)는 배터리 셀(310)이 연결 프레임(320)에 체결된 상태를 기준으로, 삽입 슬롯(321)에 삽입부(3111)가 삽입되는 제1방향(D1)에 수직한 제2방향(D2)(예: 도 3a의 -Z축 방향)으로 접촉판(340)에 접촉될 수 있다. 이 경우, 삽입면(4111a)에 대한 접촉판(340)의 배치 위치는, 삽입부(3111)가 삽입 슬롯(321)에 완전히 삽입된 상태, 즉, 삽입 체결된 상태에서 접촉부재(331)에 접촉되는 위치일 수 있다. 일 실시 예에서, 배터리 셀(310)이 복수의 전극 리드(313)를 포함하는 경우, 보호회로모듈(330)은 복수의 전극 리드(313) 각각에 연결된 복수의 접촉판(340)에 각각 접촉되는 복수의 접촉부재(331)를 포함할 수 있다.
이와 같은 구조에 의하면, 보호회로모듈(330)은 접촉부재(331)를 통해 연결 프레임(320)에 대한 배터리 셀(310)의 체결 및 분리 동작에 따라 접촉판(340)에 선택적으로 접촉될 수 있다. 따라서, 배터리 셀(310) 및 보호회로모듈(330)을 연결 및 분리를 필요에 따라 수행함으로써, 부품 손상에 따른 교체 용이성 및 배터리(300)의 유지보수성을 향상시킬 수 있다.
도 4a를 참조하면, 케이스(311)의 삽입부(3111)가 삽입 슬롯(321)에 삽입된 상태에서, 보호회로모듈(330)은 접촉부재(331)를 통해 접촉판(340)에 접촉함으로써, 전극 단자에 전기적으로 접속될 수 있다.
일 실시 예에서, 접촉부재는 접촉판을 향하는 단부의 위치가 제2방향을 따라 변화할 수 있다. 예를 들어, 접촉부재는 접촉판의 위치에 대응하여 제2방향을 따라 이동 가능할 수 있다. 일 실시 예에서, 접촉부재(331)는 제2방향(D2)을 따라 보호회로기판(3300)으로부터 돌출된 길이가 변화할 수 있다. 예를 들어, 접촉부재(331)는 제2방향(D2)을 따라 길이가 변화하는 포고 핀(pogo pin)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 접촉부재(331)는 제2방향(D2)으로 탄성력을 가하는 스프링에 연결될 수 있다. 예를 들어, 접촉부재(331)는 제2방향(D2)으로 외력이 가해지면 스프링을 압축하면서 보호회로기판(3300) 방향(예: 도 4a의 +Z축 방향)으로 이동하고, 외력이 제거되면 스프링에 원복력에 따라 보호회로기판(3300)으로부터 멀어지는 방향(예: 도 4a의 -Z축 방향)으로 이동할 수 있다. 이 경우, 접촉부재(331)는 삽입부(3111)에 대한 접촉판(340)의 상대적인 배치 높이에 관계없이 접촉판(340)에 안정적으로 접촉될 수 있다.
일 실시 예에서, 도 4a와 같이 제1방향(D1) 및 제2방향(D2)에 평행한 단면을 기준으로, 연결부재(350)는 연결면(451)의 단부로부터 삽입면(4111a)을 향해 하향 경사지는 경사면(452)을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 경사면(452)은 제1방향(D1)을 따라 삽입 슬롯(321)에 최초 삽입되는 연결면(451)의 단부에 형성될 수 있다. 이 경우, 접촉부재(331)는 제2방향(D2)으로의 외력이 가해지지 않은 상태에서 연결부재(350)의 경사면(452)에 접촉 가능한 길이만큼 돌출될 수 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 연결 프레임(320)에 대한 배터리 셀(310)의 체결과정에서, 접촉부재(331)는 경사면(452)을 통해 제2방향(D2)으로의 높이가 조절되어 연결부재(350)의 연결면(451)에 접촉될 수 있다. 따라서, 삽입 슬롯(321)에 대한 삽입부(3111)의 체결 과정에서, 접촉부재(331)가 연결부재(350)의 측면에 충돌하는 현상을 방지할 수 있다.
일 실시 예에서, 케이스(311)의 표면에는 완충부재(460)가 부착될 수 있다. 완충부재(460)는, 예를 들어, 도 4a와 같이 삽입부(3111)가 삽입 슬롯(321)에 삽입된 상태에서, 케이스(311) 및 체결 프레임 사이에 위치하도록 케이스(311) 표면에 부착될 수 있다. 완충부재(460)는 케이스(311) 및 연결 프레임(320) 사이에서 충격을 흡수함으로써, 배터리(300) 조립 또는 사용에 따른 손상 발생을 방지할 수 있다. 일 실시 예에서, 완충부재(460)는 부직포, 스펀지와 같은 탄성 재질로 형성될 수 있다.
도 4b를 참조하여, 배터리 셀(310) 및 연결 프레임(320)의 체결 동작을 설명하도록 한다. 일 실시 예에서, 배터리 셀(310) 및 연결 프레임(320)의 체결은 도 4b의 (a)와 같이, 삽입부(3111)가 삽입 슬롯(321)에 대해 제1방향(D1)으로 이동하는 방식으로 수행될 수 있다. 이 경우, 제1방향(D1) 및 제2방향(D2)에 평행한 단면을 기준으로, 접촉부재(331)의 돌출된 단부는 연결부재(350)의 경사면(452)에 접촉 가능한 높이에 위치할 수 있다.
일 실시 예에서, 삽입부(3111)가 삽입 슬롯(321)에 삽입됨에 따라, 접촉부재(331)는 도 4b의 (b)와 같이 연결부재(350)의 경사면(452)에 접촉할 수 있다. 이 경우, 접촉부재(331)는 경사면(452)에 접촉된 상태로 제2방향(D2)으로 외력을 받아 돌출된 길이가 감소할 수 있다. 삽입부(3111)의 삽입이 진행됨에 따라, 접촉부재(331)는 경사면(452)을 따라 연결부재(350)의 연결면(451)에 접촉될 수 있다.
일 실시 예에서, 삽입 슬롯(321)에 대한 삽입부(3111)의 체결이 완료되면, 접촉부재(331)는 도 4b의 (c)와 같이 돌출된 단부가 접촉판(340)을 마주할 수 있다. 일 실시 예에서, 접촉판(340)의 노출된 표면이 연결면(451)에 비해 내측으로 단차지는 경우, 접촉부재(331)는 제2방향(D2)으로 돌출된 길이가 증가하면서 접촉판(340)에 접촉될 수 있다. 이 경우, 접촉판(340)은 전극 리드(313)에 전기적으로 연결된 상태이므로, 보호회로모듈(330)이 접촉부재(331)를 통해 전극 리드(313)에 전기적으로 접속될 수 있다.
일 실시 예에서, 배터리 셀(310) 및 연결 프레임(320)의 분리 동작은 상술한 체결 동작을 역순으로 수행함으로써 수행될 수 있다. 분리 동작에 따라, 접촉판(340)에 대한 접촉부재(331)의 접촉이 해제되면, 전극 리드(313)에 대한 보호회로모듈(330)의 접속이 해제될 수 있다.
도 5는 일 실시 예에 따른 배터리의 단면도이다.
일 실시 예에 따른 배터리(500)는 배터리 셀(510), 접촉판(540), 연결 프레임(520) 및, 연결 프레임(520)에 설치되는 보호회로모듈(530)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 배터리 셀(510)은 삽입 슬롯(521)에 대한 삽입부(5111)의 삽입을 통해 연결 프레임(520)에 체결될 수 있다. 일 실시 예에서, 배터리 셀(510)은 삽입부(5111)의 표면에 배치되고, 전극 리드(513) 및 접촉판(540)을 연결하는 연결부재(550)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 접촉판(540)은 연결부재(550)의 표면에 노출되게 안착될 수 있다. 이 경우, 접촉판(540)은 삽입부(5111)가 삽입 슬롯(521)에 삽입된 상태에서, 노출된 외면이 보호회로모듈(530)을 향하도록 배치될 수 있다.
일 실시 예에서, 삽입부(5111)가 삽입 슬롯(521)에 삽입된 상태에서, 보호회로모듈(530)은 접촉부재(531)를 통해 접촉판(540)에 접촉될 수 있다. 일 실시 예에서, 접촉부재(531)는 제1방향(D1)에 수직한 제2방향(D2)으로 접촉판(540)에 접촉할 수 있다. 일 실시 예에서, 접촉부재(531)는 제2방향(D2)을 따라 압축될 수 있다. 예를 들어, 접촉부재(531)는 제2방향(D2)으로 압축 가능한 탄성체 (예: 써클립(c-clip))일 수 있다. 일 실시 예에서, 삽입 슬롯(521)에 대한 삽입부(5111)의 삽입 과정에서, 연결부재(550)가 접촉부재(531)를 마주하도록 배치된 상태에서 접촉부재(531)는 제2방향(D2)으로 압축되면서 연결부재(550)에 접촉되고, 연결부재(550)가 접촉판(540)을 마주하도록 배치된 상태에서 접촉부재(531)는 제2방향(D2)으로 원복되면서 접촉판(540)에 접촉될 수 있다.
도 6a는 일 실시 예에 따른 배터리 셀의 사시도이고, 도 6b는 일 실시 예에 따른 배터리의 단면도이다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 일 실시 예에 따른 배터리(600)는 배터리 셀(610), 접촉판(640), 삽입 슬롯(621)이 형성된 연결 프레임 및, 삽입 슬롯(621) 내에 배치되는 보호회로모듈(630)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 배터리(600)는 케이스(611), 케이스(611) 내부에 수용되는 전극 조립체(612) 및, 전극 리드(613)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 케이스(611)는 외면에 형성되는 삽입부(6111)를 포함할 수 있다. 삽입부(6111)는 삽입 슬롯(621)에 삽입 체결될 수 있다. 예를 들어, 삽입부(6111)는 제1방향(D1) (예: 도 6a의 Y축 방향)으로 삽입 슬롯(621)에 삽입될 수 있다. 일 실시 예에서, 삽입부(6111)는 삽입 슬롯(621)에 삽입된 상태에서 보호회로모듈(630), 예를 들어, 접촉부재(631)를 향하도록 배향되는 삽입면(6111a)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 전극 리드(613)는 전극 조립체(612)에 연결되고 삽입부(6111)를 통해 연장될 수 있다. 일 실시 예에서, 전극 리드(613)는 도 6b와 같이 삽입부(6111)의 내부를 관통하여 연장될 수 있다.
일 실시 예에서, 접촉판(640)은 표면이 외부에 노출되도록 삽입면(6111a)에 배치될 수 있다. 예를 들어, 삽입면(6111a)에는 리세스(6112)가 형성되고, 접촉판(640)은 표면이 노출되도록 리세스(6112)에 매립될 수 있다. 이 경우, 리세스(6112)에 매립된 접촉판(640)에는 삽입부(6111)로 연장된 전극 리드(613)가 연결될 수 있다. 따라서, 접촉판(640)은 전극 조립체(612)에 전기적으로 연결될 수 있다. 일 실시 예에서, 접촉판(640)은, 노출된 표면이 삽입면(6111a)과 실질적으로 동일하거나, 미세한 단차를 가지도록, 리세스(6112)에 매립될 수 있다. 일 실시 예에서, 배터리(600)는 전극 조립체(612)에 연결되는 복수의 전극 리드(613)에 각각 연결되는 복수의 접촉판(640)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 보호회로모듈(630)은 삽입 슬롯(621)의 내면에 배치될 수 있다. 예를 들어, 보호회로모듈(630)은 삽입 슬롯(621)에 삽입부(6111)가 삽입된 상태에서, 삽입면(6111a)을 마주보는 위치에 배치될 수 있다. 일 실시 예에서, 보호회로모듈(630)은 접촉판(640)에 접촉되기 위한 접촉부재(631)를 포함할 수 있다. 접촉부재(631)는 삽입부(6111)가 삽입 슬롯(621)에 삽입된 상태에서, 제1방향(D1)에 수직한 제2방향(D2)으로 단부가 접촉판(640)에 접촉할 수 있다. 일 실시 예에서, 접촉부재(631)는 제2방향(D2)을 따라 단부의 위치가 조절될 수 있다. 예를 들어, 접촉부재(631)는 제2방향(D2)으로의 길이가 조절될 수 있다.
일 실시 예에서, 삽입부(6111)가 삽입 슬롯(621)에 삽입되는 과정에서, 접촉부재(631)와 최초로 접촉하는 삽입면(6111a)의 단부는 제1방향(D1)을 따라 하향 경사질 수 있다. 예를 들어, 삽입면(6111a)의 단부는 제1방향(D1)을 따라 접촉부재(631)로부터 멀어지도록 경사질 수 있다. 이 경우, 하향 경사지는 삽입면(6111a)의 단부는, 삽입 슬롯(621)에 대한 삽입부(6111)의 삽입 과정에서 접촉부재(631)의 제2방향(D2)으로의 위치를 가이드할 수 있다. 예를 들어, 접촉부재(631)는 삽입면(6111a)의 단부에 접촉된 상태에서, 삽입면(6111a)에 형성된 경사를 따라 제2방향(D2)으로의 길이가 조절될 수 있다. 따라서, 접촉부재(631)가 삽입부(6111)의 측면(예: 도 6b의 +Y축 방향 면)에 걸려, 삽입 슬롯(621)에 대한 삽입부(6111)의 삽입 동작이 방해되는 것을 방지할 수 있다.
도 7은 일 실시 예에 따른 배터리의 사시도이다.
도 7을 참조하면, 일 실시 예에 따른 배터리(700)는, 배터리 셀(710)과, 배터리 셀(710)과 분리 가능하게 체결되는 연결 프레임(720)과, 연결 프레임(720)의 내부에 배치되는 보호회로모듈(730)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 보호회로모듈(730)은 배터리 셀(710)이 연결 프레임(720)에 체결된 상태에서 배터리 셀(710)과 전기적으로 연결될 수 있다. 일 실시 예에서, 보호회로모듈(730)은 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101), 도 2a의 전자 장치(201))의 인쇄 회로 기판(예: 도 2c의 인쇄 회로 기판(251)에 전기적으로 접속될 수 있다. 이 경우, 보호회로모듈(730)은 연결 회로 기판(732)을 통해, 인쇄 회로 기판에 접속될 수 있다. 일 실시 예에서, 연결 회로 기판(732)은 플렉서블 회로 기판(FPCB)로 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 연결 프레임(720)은 외면에 형성되는 연결구(722)를 포함하고, 연결 회로 기판(732)은 연결구(722)를 통해 연결 프레임(720) 내부에 배치된 보호회로모듈(730)과 연결될 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 전자 장치(201)는, 하우징(210); 상기 하우징(210) 내부에 배치되는 인쇄 회로 기판(251, 252); 및 상기 하우징(210) 내부에 배치되는 배터리(300)를 포함하고, 상기 배터리(300)는, 외면에 형성되는 삽입부(3111)를 포함하는 케이스(311)와, 상기 케이스(311) 내부에 수용되는 전극 조립체(312)와, 상기 전극 조립체(312)에 연결되고 상기 삽입부(3111)로 연장되는 전극 리드(313)를 포함하는 배터리 셀(310); 상기 삽입부(3111) 외면에 노출되게 배치되고, 상기 전극 리드(313)에 연결되는 접촉판(340); 상기 삽입부(3111)가 삽입되는 삽입 슬롯(321)을 포함하고, 상기 삽입 슬롯(321)에 대한 상기 삽입부(3111)의 삽입을 통해 상기 배터리 셀(310)과 분리 가능하게 체결되는 연결 프레임(320); 및 상기 삽입 슬롯(321) 내에 설치되고, 상기 인쇄 회로 기판(251, 252)에 전기적으로 접속되는 보호회로모듈(330)을 포함하고, 상기 보호회로모듈(330)은, 상기 배터리 셀(310)이 상기 연결 프레임(320)에 체결된 상태에서 상기 접촉판(340)을 통해 상기 전극 리드(313)에 전기적으로 접속될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 보호회로모듈(330)은, 상기 배터리 셀(310)이 상기 연결 프레임(320)에 체결된 상태에서, 상기 접촉판(340)에 접촉되는 접촉부재(331)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 배터리 셀(310)이 상기 연결 프레임(320)에 체결된 상태를 기준으로, 상기 접촉부재(331)는, 상기 삽입 슬롯(321)에 상기 삽입부(3111)가 삽입되는 제1방향(D1)에 수직한 제2방향(D2)으로 상기 접촉판(340)에 접촉될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 접촉부재(331)는 상기 접촉판(340)을 향하는 단부의 위치가 제2방향(D2)을 따라 변화할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 접촉부재(531)는, 전도성 재질로 형성되고, 상기 제2방향(D2)을 따라 압축 가능한 탄성체를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 삽입부(3111)는 상기 삽입 슬롯(321)에 삽입된 상태에서, 상기 보호회로모듈(330)을 마주보는 삽입면(3111a)을 포함하고, 상기 접촉판(340)은 상기 삽입면(3111a)에 배치될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 배터리(300)는 상기 삽입면(3111a)에 부착되고 상기 삽입면(3111a)과 동일한 방향으로 배향되는 연결면(451)을 포함하는 연결부재(350)를 더 포함하고, 상기 접촉판(340)은 표면이 상기 연결면(451)을 통해 노출되도록 상기 연결부재(350)에 안착되고, 상기 전극 리드(313)는 상기 삽입부(3111)의 외부로 인출되고, 인출된 단부가 상기 접촉판(340)에 접촉된 상태로 상기 연결부재(350)의 내부에 수용될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 접촉판(340)의 표면은 상기 연결면(451)에 대해 내측으로 단차질 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제1방향(D1) 및 제2방향(D2)에 평행한 단면을 기준으로, 상기 연결부재(350)는 상기 연결면(451)의 단부로부터 상기 삽입면(3111a)을 향해 하향 경사지는 경사면(452)을 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 삽입부(3111)는 상기 삽입면(3111a)에 형성되는 리세스를 포함하고, 상기 접촉판(340)은 표면이 노출되도록 상기 리세스에 매립될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제1방향(D1) 및 제2방향(D2)에 평행한 단면을 기준으로, 상기 삽입면(3111a)의 단부(3111b)는 상기 제1방향(D1)을 따라 하향 경사질 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 연결 프레임(320)을 상기 제1방향(D1)으로 바라본 상태를 기준으로, 상기 삽입 슬롯(321)은, 상기 접촉부재(331)가 배치된 제1영역(3211)과, 상기 제1영역(3211)보다 좁은 폭을 가지도록 형성되는 제2영역(3212)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제2영역(3212)의 폭(W1)은 상기 삽입부(3111)의 두께와 실질적으로 동일할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 연결 프레임(620)은 상기 삽입 슬롯(321)과 연통되는 연결구(322)가 외면에 형성되고, 상기 보호회로모듈(330)은 상기 연결구(322)를 통과하여 상기 인쇄 회로 기판(251, 252)에 연결되는 연결 회로 기판(732)을 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 배터리(300)는 상기 케이스(311) 표면에 부착되고, 상기 케이스(311) 및 연결 프레임(320) 사이에서 충격을 흡수하기 위한 완충부재(360)를 더 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 전자 장치(201)의 내부에 배치되는 배터리(300)는, 내부에 수용공간(3110)이 형성되고, 외면에 돌출 형성되는 삽입부(3111)를 포함하는 케이스(311); 상기 수용공간(3110)에 수용되는 전극 조립체(312); 상기 전극 조립체(312)에 연결되고, 상기 삽입부(3111)를 따라 연장되어 상기 케이스(311) 외부로 인출되는 복수의 전극 리드(313a, 313b)); 상기 복수의 전극 리드(313a, 313b)의 단부에 각각 연결되는 복수의 접촉판(340a, 340b); 상기 삽입부(3111)가 삽입 체결되는 삽입 슬롯(321)을 포함하는 연결 프레임(320); 및 상기 연결 프레임(320)에 설치되고, 상기 삽입 슬롯(321)에 위치하는 복수의 접촉부재(331a, 331b)를 포함하는 보호회로모듈(330)을 포함하고, 상기 삽입부(3111)는 상기 삽입부(3111)가 상기 삽입 슬롯(321)에 체결된 상태를 기준으로, 상기 복수의 접촉부재(331)를 향하는 삽입면(3111a)을 포함하고, 상기 복수의 접촉판(340a, 340b)은 외면이 노출되도록 상기 삽입면(3111a)에 배치되고, 상기 보호회로모듈(330)은 상기 삽입부(3111)가 상기 삽입 슬롯(321)에 체결된 상태에서, 상기 복수의 접촉부재(331)를 통해 상기 복수의 접촉판(340a, 340b)의 노출된 외면에 각각 접촉함으로써 상기 복수의 전극 리드(313a, 313b)에 전기적으로 접속할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 삽입부(3111)는 상기 삽입 슬롯(321)에 제1방향(D1)으로 삽입되고, 상기 접촉부재(331)는 상기 제1방향(D1)에 수직한 제2방향(D2)으로 상기 접촉판(340a, 340b)에 접촉될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 접촉부재(331)는 상기 제2방향(D2)을 따라 이동할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 배터리(300)는 상기 복수의 전극 리드(313a, 313b)의 인출된 단부를 각각 감싸는 복수의 연결부재(350a, 350b)를 더 포함하고, 상기 연결부재(350a, 350b)는 상기 삽입면(3111a)에 배치되고, 상기 삽입면(3111a)과 동일한 방향으로 배향되는 연결면(351)을 포함하며, 상기 복수의 접촉판(340a, 340b)은 상기 연결면(351)을 통해 표면이 노출되도록 상기 복수의 연결부재(350a, 350b)에 각각 연결될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 연결면(351)은 상기 제2방향(D2)에 수직할 수 있다.
Claims (20)
- 전자 장치에 있어서,
하우징;
상기 하우징 내부에 배치되는 인쇄 회로 기판; 및
상기 하우징 내부에 배치되는 배터리를 포함하고,
상기 배터리는,
외면에 형성되는 삽입부를 포함하는 케이스와, 상기 케이스 내부에 수용되는 전극조립체와, 상기 전극조립체에 연결되고 상기 삽입부로 연장되는 전극 리드를 포함하는 배터리 셀;
상기 삽입부 외면에 노출되게 배치되고, 상기 전극 리드에 연결되는 접촉판;
상기 삽입부가 삽입되는 삽입 슬롯을 포함하고, 상기 삽입 슬롯에 대한 상기 삽입부의 삽입을 통해 상기 배터리 셀과 분리 가능하게 체결되는 연결 프레임; 및
상기 삽입 슬롯 내에 설치되고, 상기 인쇄 회로 기판에 전기적으로 접속되는 보호회로모듈을 포함하고,
상기 보호회로모듈은, 상기 배터리 셀이 상기 연결 프레임에 체결된 상태에서 상기 접촉판을 통해 상기 전극 리드에 전기적으로 접속되는, 전자 장치. - 제1항에 있어서,
상기 보호회로모듈은,
상기 배터리 셀이 상기 연결 프레임에 체결된 상태에서, 상기 접촉판에 접촉되는 접촉부재를 포함하는, 전자 장치. - 제2항에 있어서,
상기 배터리 셀이 상기 연결 프레임에 체결된 상태를 기준으로,
상기 접촉부재는, 상기 삽입 슬롯에 상기 삽입부가 삽입되는 제1방향에 수직한 제2방향으로 상기 접촉판에 접촉되는, 전자 장치. - 제3항에 있어서,
상기 접촉부재는, 상기 접촉판을 향하는 단부의 위치가 제2방향을 따라 변화하는, 전자 장치. - 제3항에 있어서,
상기 접촉부재는, 전도성 재질로 형성되고, 상기 제2방향을 따라 압축 가능한 탄성체를 포함하는, 전자 장치. - 제3항에 있어서,
상기 삽입부는 상기 삽입 슬롯에 삽입된 상태에서, 상기 보호회로모듈을 마주보는 삽입면을 포함하고,
상기 접촉판은 상기 삽입면에 배치되는, 전자 장치. - 제6항에 있어서,
상기 배터리는 상기 삽입면에 부착되고 상기 삽입면과 동일한 방향으로 배향되는 연결면을 포함하는 연결부재를 더 포함하고,
상기 접촉판은 표면이 상기 연결면을 통해 노출되도록 상기 연결부재에 안착되고,
상기 전극 리드는 상기 삽입부의 외부로 인출되고, 인출된 단부가 상기 접촉판에 접촉된 상태로 상기 연결부재의 내부에 수용되는, 전자 장치. - 제7항에 있어서,
상기 접촉판의 표면은 상기 연결면에 대해 내측으로 단차지는, 전자 장치. - 제7항에 있어서,
상기 제1방향 및 제2방향에 평행한 단면을 기준으로,
상기 연결부재는 상기 연결면의 단부로부터 상기 삽입면을 향해 하향 경사지는 경사면을 더 포함하는, 전자 장치. - 제6항에 있어서,
상기 삽입부는 상기 삽입면에 형성되는 리세스를 포함하고,
상기 접촉판은 표면이 노출되도록 상기 리세스에 매립되는, 전자 장치. - 제10항에 있어서,
상기 제1방향 및 제2방향에 평행한 단면을 기준으로,
상기 삽입면의 단부는 상기 제1방향을 따라 하향 경사지는, 전자 장치. - 제3항에 있어서,
상기 연결 프레임을 상기 제1방향으로 바라본 상태를 기준으로,
상기 삽입 슬롯은,
상기 접촉부재가 배치된 제1영역과, 상기 제1영역보다 좁은 폭을 가지도록 형성되는 제2영역을 포함하는, 전자 장치. - 제12항에 있어서,
상기 제2영역의 폭은 상기 삽입부의 두께와 실질적으로 동일한, 전자 장치. - 제1항에 있어서,
상기 연결 프레임은 상기 삽입 슬롯과 연통되는 연결구가 외면에 형성되고,
상기 보호회로모듈은 상기 연결구를 통과하여 상기 인쇄 회로 기판에 연결되는 연결 회로 기판을 더 포함하는, 전자 장치. - 제1항에 있어서,
상기 케이스 표면에 부착되고,
상기 케이스 및 연결 프레임 사이에서 충격을 흡수하기 위한 완충부재를 더 포함하는, 전자 장치. - 전자 장치의 내부에 배치되는 배터리에 있어서,
내부에 수용공간이 형성되고, 외면에 돌출 형성되는 삽입부를 포함하는 케이스;
상기 수용공간에 수용되는 전극 조립체;
상기 전극 조립체에 연결되고, 상기 삽입부를 따라 연장되어 상기 케이스 외부로 인출되는 복수의 전극 리드;
상기 복수의 전극 리드의 단부에 각각 연결되는 복수의 접촉판;
상기 삽입부가 삽입 체결되는 삽입 슬롯을 포함하는 연결 프레임; 및
상기 연결 프레임에 설치되고, 상기 삽입 슬롯에 위치하는 복수의 접촉부재를 포함하는 보호회로모듈을 포함하고,
상기 삽입부는 상기 삽입부가 상기 삽입 슬롯에 체결된 상태를 기준으로, 상기 복수의 접촉부재를 향하는 삽입면을 포함하고,
상기 복수의 접촉판은 외면이 노출되도록 상기 삽입면에 배치되고,
상기 보호회로모듈은 상기 삽입부가 상기 삽입 슬롯에 체결된 상태에서, 상기 복수의 접촉부재를 통해 상기 복수의 접촉판의 노출된 외면에 각각 접촉함으로써 상기 복수의 전극 리드에 전기적으로 접속하는, 배터리. - 제16항에 있어서,
상기 삽입부는 상기 삽입 슬롯에 제1방향으로 삽입되고,
상기 접촉부재는 상기 제1방향에 수직한 제2방향으로 상기 접촉판에 접촉되는, 배터리. - 제17항에 있어서,
상기 접촉부재는 상기 제2방향을 따라 이동 가능한, 배터리. - 제17항에 있어서,
상기 복수의 전극 리드의 인출된 단부를 각각 감싸는 복수의 연결부재를 더 포함하고,
상기 연결부재는 상기 삽입면에 배치되고, 상기 삽입면과 동일한 방향으로 배향되는 연결면을 포함하며,
상기 복수의 접촉판은 상기 연결면을 통해 표면이 노출되도록 상기 복수의 연결부재에 각각 연결되는, 배터리. - 제19항에 있어서,
상기 연결면은 상기 제2방향에 수직한, 배터리.
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