KR20230034814A - 내부 분리막과 구별되는 외곽 분리막을 포함하는 배터리 - Google Patents

내부 분리막과 구별되는 외곽 분리막을 포함하는 배터리 Download PDF

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KR20230034814A
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이연일
김선진
박종규
정신영
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삼성전자주식회사
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Abstract

일 실시예에 따른, 배터리는, 제1 전극 활물질을 포함하고, 제1 면 및 상기 제1 면에 반대인 제2 면을 포함하는 제1 전극, 상기 제1 전극의 제1 면에 부착되고, 상기 배터리의 외관을 형성하는 커버, 상기 제1 전극의 제2 면 상에 접촉되는 제1 분리막, 제2 전극 활물질을 포함하고, 상기 제1 분리막 상에 접촉되는 제2 전극과, 상기 제2 전극 상에 접촉되는 제2 분리막을 포함하고, 상기 제1 분리막의 바인더의 함량은, 상기 제2 분리막의 바인더의 함량보다 높을 수 있다. 이외 다른 실시예가 가능하다.

Description

내부 분리막과 구별되는 외곽 분리막을 포함하는 배터리{BATTERY INCLUDING OUTER SEPARATOR DISTINCT FROM INNER SEPARATOR}
아래의 설명들은, 내부 분리막과 구별되는 외곽 분리막을 포함하는 배터리에 관한 것이다.
재충전 가능한 전지(예: 리튬 이온 배터리 또는 리튬 폴리머 배터리)는 전기 에너지를 화학 에너지의 형태로 바꾸어 저장할 수 있는 높은 에너지 밀도를 가지는 전력 저장 장치일 수 있다.
재충전 가능한 전지는, 적어도 하나의 양극, 적어도 하나의 음극 및 상기 적어도 하나의 양극과 상기 적어도 하나의 음극 사이에 배치되는 적어도 하나의 분리막을 포함하는 전극 조립체를 포함할 수 있다.
재충전 가능한 전지는, 박막으로 형성된 양극, 음극, 및 분리막을 반복적으로 적층하여 형성하거나, 상기 양극, 상기 음극, 및 상기 분리막을 감아 형성할 수 있다. 스택형 배터리는, 배터리 용량을 증가시키기 위하여, 전극에 포함된 활물질들의 양을 증가시키기 위한, 전극들 및 분리막의 구조가 필요하다.
본 문서에서 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
일 실시예에 따르면, 배터리는, 제1 전극 활물질을 포함하고, 제1 면 및 상기 제1 면에 반대인 제2 면을 포함하는 제1 전극, 상기 제1 전극의 제1 면에 부착되고, 상기 배터리의 외관을 형성하는 커버, 상기 제1 전극의 제2 면 상에 접촉되는 제1 분리막, 제2 전극 활물질을 포함하고, 상기 제1 분리막 상에 접촉되는 제2 전극과, 상기 제2 전극 상에 접촉되는 제2 분리막을 포함하고, 상기 제1 분리막의 바인더의 함량은, 상기 제2 분리막의 바인더의 함량보다 높을 수 있다.
일 실시예에 따르면, 배터리는, 제1 전극 활물질을 포함하고, 제1 면 및 상기 제1 면에 반대인 제2 면을 포함하는 제1 전극, 상기 제1 전극의 제2 면 상에 접촉되는 제1 분리막, 제2 전극 활물질을 포함하고, 상기 제1 분리막 상에 접촉되는 제2 전극, 상기 제2 전극 상에 접촉되는 제2 분리막, 상기 제2 분리막 상에 배치되고, 제1 전극 활물질이 도포되고 상기 제2 분리막을 바라보는 제3 면 및 상기 제3 면에 반대인 제4 면을 포함하는 제3 전극과, 상기 제1 전극의 제1 면 및 상기 제3 전극의 제4 면에 부착되고, 상기 배터리의 외관을 형성하는 커버를 포함하고, 상기 제1 분리막은, 상기 제2 분리막보다 두꺼울 수 있다.
일 실시예에 따르는, 내부 분리막과 구별되는 외곽 분리막을 포함하는 배터리는, 뚫림 강도 등과 같은 외곽 분리막의 내구성을 높여, 외력에 의한 전극 조립체의 변형을 최소화할 수 잇는 구조를 제공할 수 있다.
일 실시예에 따르는, 내부 분리막과 구별되는 외곽 분리막을 포함하는 배터리는, 내부에 활물질이 배치되는 공간을 증가시켜, 배터리의 단위부피당 에너지 밀도를 증가시킬 수 있다.
일 실시예에 따르는, 내부 분리막과 구별되는 외곽 분리막을 포함하는 배터리는, 스택 셀의 접착력을 향상시키고, 구조적 안정성을 높여, 제조과정 중의 공정성을 향상시킬 수 있다.
본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은, 일 실시예에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 2는, 다양한 실시예들에 따른, 전력 관리 모듈 및 배터리에 대한 블록도이다.
도 3은, 일 실시예에 따른, 배터리를 포함하는 전자 장치의 분해 사시도 (exploded view)이다.
도 4는, 일 실시예에 따른, 배터리의 사시도이다.
도 5는, 일 실시예에 따른, 배터리를 도 4의 A-A'를 따라 절단한 단면도(section view)이다.
도 6a및 도 6b는, 일 실시예에 따른, 배터리를 구성하는 외곽 분리막의 구조의 예시를 나타낸다.
도 6c는, 일 실시예에 따른, 배터리를 구성하는 내부 분리막의 구조의 예시를 나타낸다.
도 7은, 일 실시예에 따른, 배터리를 구성하는 외부 분리막 및 제1 전극의 배치를 나타낸다.
도 1은, 일 실시예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 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) 중 적어도 하나와 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(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. 일실시예에 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))과 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 구성요소(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, 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. 일실시예에 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. 일실시예에 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. 일실시예에 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. 일실시예에 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. 일실시예에 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. 일실시예에 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. 일실시예에 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. 일실시예에 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. 일실시예에 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 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 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. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 안테나를 포함할 수 있다. 일실시예에 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))을 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일실시예에 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 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. 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.
도 2는, 다양한 실시예들에 따른, 전력 관리 모듈(188) 및 배터리(189)에 대한 블록도(200)이다.
도 2를 참조하면, 전력 관리 모듈(188)은 충전 회로(210), 전력 조정기(220), 또는 전력 게이지(230)를 포함할 수 있다. 충전 회로(210)는 전자 장치(101)에 대한 외부 전원으로부터 공급되는 전력을 이용하여 배터리(189)를 충전할 수 있다. 일실시예에 따르면, 충전 회로(210)는 외부 전원의 종류(예: 전원 어댑터, USB 또는 무선충전), 상기 외부 전원으로부터 공급 가능한 전력의 크기(예: 약 20와트 이상), 또는 배터리(189)의 속성 중 적어도 일부에 기반하여 충전 방식(예: 일반 충전 또는 급속 충전)을 선택하고, 상기 선택된 충전 방식을 이용하여 배터리(189)를 충전할 수 있다. 외부 전원은 전자 장치(101)와, 예를 들면, 연결 단자(178)을 통해 유선 연결되거나, 또는 안테나 모듈(197)를 통해 무선으로 연결될 수 있다.
전력 조정기(220)는, 예를 들면, 외부 전원 또는 배터리(189)로부터 공급되는 전력의 전압 레벨 또는 전류 레벨을 조정함으로써 다른 전압 또는 다른 전류 레벨을 갖는 복수의 전력들을 생성할 수 있다. 전력 조정기(220)는 상기 외부 전원 또는 배터리(189)의 전력을 전자 장치(101)에 포함된 구성 요소들 중 일부 구성 요소들 각각의 구성 요소에게 적합한 전압 또는 전류 레벨로 조정할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 조정기(220)는 LDO(low drop out) regulator 또는 switching regulator의 형태로 구현될 수 있다. 전력 게이지(230)는 배터리(189)에 대한 사용 상태 정보(예: 배터리(189)의 용량, 충방전 횟수, 전압, 또는 온도)를 측정할 수 있다.
전력 관리 모듈(188)은, 예를 들면, 충전 회로(210), 전압 조정기(220), 또는 전력 게이지(230)를 이용하여, 상기 측정된 사용 상태 정보에 적어도 일부 기반하여 배터리(189)의 충전과 관련된 충전 상태 정보(예: 수명, 과전압, 저전압, 과전류, 과충전, 과방전(over discharge), 과열, 단락, 또는 팽창(swelling))를 결정할 수 있다. 전력 관리 모듈(188)은 상기 결정된 충전 상태 정보에 적어도 일부 기반하여 배터리(189)의 정상 또는 이상 여부를 판단할 수 있다. 배터리(189)의 상태가 이상으로 판단되는 경우, 전력 관리 모듈(188)은 배터리(189)에 대한 충전을 조정(예: 충전 전류 또는 전압 감소, 또는 충전 중지)할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(188)의 기능들 중 적어도 일부 기능은 외부 제어 장치(예: 프로세서(120))에 의해서 수행될 수 있다.
배터리(189)는, 일실시예에 따르면, 배터리 보호 회로(protection circuit module(PCM))(240)를 포함할 수 있다. 배터리 보호 회로(240)는 배터리(189)의 성능 저하 또는 소손을 방지하기 위한 다양한 기능(예: 사전 차단 기능)들 중 하나 이상을 수행할 수 있다. 배터리 보호 회로(240)은, 추가적으로 또는 대체적으로, 셀 밸런싱, 배터리의 용량 측정, 충방전 횟수 측정, 온도 측정, 또는 전압 측정을 포함하는 다양한 기능들을 수행할 수 있는 배터리 관리 시스템(battery management system(BMS))의 적어도 일부로서 구성될 수 있다.
일실시예에 따르면, 배터리(189)의 상기 사용 상태 정보 또는 상기 충전 상태 정보의 적어도 일부는 센서 모듈(276) 중 해당하는 센서(예: 온도 센서), 전원 게이지(230), 또는 전력 관리 모듈(188)을 이용하여 측정될 수 있다. 일실시예에 따르면, 상기 센서 모듈(176) 중 상기 해당하는 센서(예: 온도 센서)는 배터리 보호 회로(140)의 일부로 포함되거나, 또는 이와는 별도의 장치로서 배터리(189)의 인근에 배치될 수 있다.
도 3은, 일 실시예에 따른, 배터리를 포함하는 전자 장치의 분해 사시도 (exploded view)이다.
도 3을 참조하면, 전자 장치(101)는, 디스플레이 모듈(160), 배터리(189), 및 하우징(310)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 하우징(310)은, 전면, 후면, 및 상기 전면과 상기 후면 사이의 공간을 둘러싼 측면을 포함할 수 있다. 하우징(310)은, 측면을 따라, 내부로 연장되는 지지부재(315)를 포함할 수 있다. 지지부재(315)는, 전자 장치(101)를 구성하는 부품(component)들을 지지할 수 있다. 상기 부품들은, 배터리(189), 인쇄회로기판, 디스플레이 모듈(160), 또는 카메라 등 전자 장치(101)의 내부에 배치되어, 지정된 기능을 수행할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 하우징(310)은, 전면(311), 후면(312), 및 측면(313) 중 일부를 형성하는 구조를 지칭할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전면(311)은, 적어도 일부분이 실질적으로 투명한 전면 플레이트를 포함하는 디스플레이 모듈(160)에 의해 형성될 수 있다. 후면(312)은, 불투명한 후면 플레이트(390)에 의하여, 형성될 수 있다. 후면 플레이트(390)는, 코팅 또는 착색된 유리, 세라믹, 메탈, 또는 폴리머 등 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
지지부재(315)는, 전자 장치(101)의 내부에 배치되어, 측면(313)과 일체로 형성될 수 있다. 지지부재(315)는, 금속 또는 비금속 재질로 형성될 수 있다. 지지부재(315)는, 일면에 디스플레이 모듈(160)이 결합되고, 타면에 인쇄회로기판이 결합될 수 있다. 지지부재(315)는, 배터리가 안착될 수 있는 안착부(350)를 포함할 수 있다. 안착부(350)는, 지지부재(315)의 후면(312)으로부터 파여진 안착면과 안착면의 가장자리를 따라 형성된 측벽을 포함할 수 있다.
배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급하기 위한 장치로서, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 또는 재충전 가능한 2차 전지, 또는 연료 전지를 포함할 수 있다. 예를 들면, 배터리(189)의 적어도 일부는, 인쇄 회로 기판과 실질적으로 동일 평면 상에 배치될 수 있다. 배터리(189)는 전자 장치(101) 내부의 안착부(350)에 안착되어 일체로 배치될 수 있고, 전자 장치(101)와 탈부착 가능하게 배치될 수도 있다.
도 4는, 일 실시예에 따른, 배터리의 사시도이고, 도 5는, 일 실시예에 따른, 배터리를 도 4의 A-A'를 따라 절단한 단면도(section view)이다.
도 4및 도 5를 참조하면, 배터리(400)(예: 도 1의 배터리(189))는 제1 전극 탭(421), 제2 전극 탭(422), 전극 조립체(420) 및/또는 커버(450)를 포함할 수 있다.
커버(450)는 전극 조립체(420)를 수용하는 내부 공간을 형성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전극 조립체(420)는, 제1 극성을 가지는 전극(511), 제2 극성을 가지는 전극(521) 및/또는 분리막들(531, 532)을 포함할 수 있다. 전극 조립체(420)는, 제1 극성을 가지는 전극(511), 제2 극성을 가지는 전극(521) 및/또는 분리막들(531, 532)을 적층하여 형성될 수 있다. 예를 들면, 전극 조립체(420)를 포함하는 배터리(400)는, 스택형 배터리일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전극 조립체(420)의 외면은, 평면 또는 곡면으로 형성될 수 있다. 전극 조립체(420)는 커버(450)의 접착을 위하여, 전극 조립체(420)의 외면에 접착층을 형성할 수 있다. 전극 조립체(420)는 상기 접착층에 의해 커버(450)의 내부 공간에 밀착되어, 내부 공간에서 이동 또는 흔들림을 방지할 수 있다. 전극 조립체(420)는 내부 공간에 배치되는 전해질에 의해, 복수의 전극들 사이로 전자를 이동시켜, 전기를 발생시킬 수 있다. 예를 들면, 전극 조립체(420)는, 제1 극성을 가지는 전극(511) 및 제2 극성을 가지는 전극(512)이 가지는 화학적 에너지를 전기적 에너지로 변환할 수 있다. 전극 조립체(420)는, 제1 극성을 가지는 전극(511) 및 상기 제1 극성과 상이한 제2 극성을 가지는 전극(521)을 포함할 수 있다.
도 5를 참조하면, 전극 조립체(420)는, 커버(450)에 의해 감싸질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전극 조립체(420)는, 제1 극성을 가지는 전극들(511, 512), 제2 극성을 가지는 전극들(521) 및/또는 분리막들(531, 532)을 포함할 수 있다. 분리막들(531, 532)은, 상기 복수의 전극들 사이에 배치될 수 있다.
배터리(400)는, 제1 전극(511), 외곽 분리막(531), 제2 전극(521), 제3 전극(512), 내부 분리막(532) 및/또는 커버(450)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 전극(511)은, 제1 면(5111) 및 제1 면(5111)에 반대인 제2 면(5112)을 포함할 수 있다. 제1 전극(511)의 제1 면(5111)은 배터리의 외부를 향하는 방향으로 배치된 면이고, 제2 면(5112)은, 배터리의 내부를 향하는 방향으로 배치된 면일 수 있다. 예를 들면, 제1 전극(511)의 제1 면(5111)은, 배터리의 외관을 감싸는 커버(450)를 향하는 면일 수 있고, 제1 전극(511)의 제2 면(5112)은, 배터리의 내부에 배치되는 전극 및 분리막을 향하는 면일수 있다. 제1 면(5111)은, 배터리(400)의 외관을 형성하는 커버(450)에 부착될 수 있다. 배터리(400)의 전극 구조체를 감싸는 커버(450)는, 파우치로 참조될 수 있다. 제2 면(5112)은, 외곽 분리막(531)에 부착될 수 있다.
제1 전극(511)은, 제1 전극 기재(541) 및 제1 전극 기재(541)의 표면에 코팅된 제1 전극 활물질 및 도전재를 포함하는 제1전극 활물질 레이어(542)를 포함할 수 있다. 제1 전극(511)은, 양극일 수 있고, 제1 전극 활물질 레이어(542)의 활물질은 양극 활물질 일 수 있다. 제1 전극 활물질인 양극 활물질은, 전극 반응에 관여하는 물질(예: NCM, NCA, LCO, LFP 등)을 포함할 수 있고, 도전재는 상기 제 1 전극 활물질 입자 간 또는 상기 제 1 전극 기재(541)와의 전도성을 향상시키기 위한 물질을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 전극 기재(541)는, 알루미늄과 같은 금속을 포함하는 메탈 플레이트 또는 박막(예: 알루미늄 호일)일 수 있고, 제1 전극 활물질은 리튬 산화물을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 전극 기재(542)는, 전극 조립체(420)의 외각에 배치되는 전극들에 포함된 기재층 일 수 있다. 전극 조립체(420)의 외각에 배치되는 전극들은, 양극일 수 있다. 전극 조립체(420)의 외각에 배치되는 전극들은, 제1-1 전극(511-1) 및 제1-2 전극(511-2)를 포함할 수 있다. 제1 -1 전극(511-1)은 제1 외곽 분리막(531-1)과 접할 수 있고, 제1-2 전극(511-2)은 제2 외곽 분리막(531-2)과 접할 수 있다.
제1 전극은, 제1 전극 기재(541) 및 제1 전극 활물질 레이어(542)를 포함할 수 있다. 제1 전극 기재(541)는, 전극 조립체(420)의 외부를 향하는 제1 면(5111)을 형성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 전극 기재(541)는 커버(450)와 접할 수 있다. 제1 전극 기재(541)와 커버(450)는 동일한 재질로 형성될 수 있다. 예를 들면, 제1 전극 기재(541) 및 커버(450)는 알루미늄 재질로 형성될 수 있다.
제1 전극 활물질 레이어(542)는, 전극 조립체(420)의 내부를 향하는 제2 면(5112)을 형성할 수 있다. 제1 전극 활물질 레이어(542)는, 외각 분리막(531)에 접할 수 있다. 제1 전극(542)에 포함되는 제1 전극 활물질 레이어(542)는 하나의 레이어로 형성될 수 있고, 외각 분리막(531)을 향하는 면에 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제2 전극(521)은, 제2 전극 기재(551) 및 제2 전극 기재의 표면에 코팅된 제2 전극 활물질, 및 도전재를 포함하는 제2 전극 활물질 레이어(542)를 포함할할 수 있다. 제2 전극(521)은, 제1 전극(511)과 구별되는 극성을 가질 수 있다. 제2 전극(521)은, 음극일 수 있고, 제2 전극 활물질은 음극 활물질 일 수 있다. 제2 전극 활물질인 음극 활물질은, 탄소 재질 또는 비탄소 재질을 포함할 수 있다. 제2 전극 기재는, 구리와 같은 금속을 포함하는 플레이트 또는 레이어(예: 구리 호일)일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제2 전극 기재(551)는, 전극 조립체(420)의 내부에 배치되고, 제1 전극(511)의 극성과 상이한 제2 전극(521)을 구성하는 전극 기재들 일 수 있다. 제2 전극(521)은, 음극일 수 있다. 제2 전극(521)과 같은 제1 전극(511)와 다른 극성을 가지는 전극은 제2-1 전극(521-1), 제2-n 전극(521-n)을 포함할 수 있다.
제2 전극(521)은, 제2 전극 기재(551) 및 제2 전극 활물질 레이어(552)를 포함할 수 있다. 제2 전극 기재(551)는, 전극의 베이스를 형성하는 레이어일 수 있고, 제2 전극 기재(551)의 양면에는 제2 전극 활물질 레이어(552)들이 배치될 수 있다. 제2 전극 활물질 레이어(552)는 분리막들 중 하나와 접할 수 있다. 예를 들면, 제2 전극(521) 중 외각 분리막(531)과 접하는 제2 전극(521)의 제2 전극 기재(551)의 면들 중 일면에 배치되는 제2 전극 활물질 레이어(552)는, 외각 분리막(531)과 접하고, 제2 전극 기재(551)의 일면을 바라보는 제2 전극 기재(551)의 다른 면에 배치되는 제2 전극 활물질 레이어(552)는 내부 분리막(532)에 접할 수 있다.
제3 전극(512)은, 제3 전극 기재(543) 및 제3 전극 기재의 표면에 코팅된 제1 전극 활물질 및 도전제를 포함하는 제3 전극 활물질 레이어(544)를 포함할 수 있다. 제3 전극(512)은, 양극일 수 있고, 제1 전극 활물질은 양극 활물질 일 수 있다. 예를 들면, 제3 전극(512)은, 제1 전극(511)과 동일한 극성을 가질 수 있고, 제1 전극(511)처럼 제1 전극 활물질을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제3 전극 기재는, 알루미늄과 같은 금속을 포함하는 메탈 플레이트 또는 박막(예: 알루미늄 호일)일 수 있고, 제1 전극 활물질은 리튬 산화물을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제3 전극 기재(543)는, 전극 조립체(420)의 내부에 배치되고, 제1 전극(511)의 극성과 동일하고, 제2 전극(531)의 극성과 상이한 제3 전극(512)을 구성하는 전극 기재들 일 수 있다. 제3 전극(512)은, 제1 전극(511)의 극성과 동일한 양극일 수 있다.
제3 전극(512)은, 제3 전극 기재(543) 및 제3 전극 활물질 레이어(544)를 포함할 수 있다. 제3 전극 기재(543)는, 전극의 베이스를 형성하는 레이어일 수 있고, 제3 전극 기재(543)의 양면에는 제3전극 활물질 레이어(544)들이 배치될 수 있다. 제3 전극 활물질 레이어(544)는 분리막들 중 하나와 접할 수 있다. 예를 들면, 제3 전극(521)의 양면은, 내부 분리막(532)와 접할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제3 전극(512)의 양면들 중, 커버(450)를 향하는 면을 마주하는 면에 배치되는 전극은, 제3 전극(512)과 상이한 극성을 가지는 전극(예: 음극)일 수 있다. 제3 전극(512)의 양면들 중, 커버(450)를 향하는 면을 마주하는 면에 배치되는 전극의 양면에 제2 전극 활물질과 도전재를 포함하는 활물질 레이어들이 배치될 수 있고, 제2 전극 활물질과 도전재를 포함하는 활물질 레이어들 각각은 내부 분리막(532)들 각각과 접할 수 있다.
분리막들(531, 532)은, 서로 다른 극성을 가지는 전극들(예: 양극, 음극) 사이에 배치되어, 양극과 음극 사이에 발생할 수 있는 단락(short)을 방지하고, , 전해질 이온의 이동 통로로 활용될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 분리막들(531, 532)은, 폴리에틸렌(PE, polyethylene), 또는 폴리프로필렌(PP, polypropylene)을 포함할 수 있다. 분리막들(531, 532)은 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌으로 이루어진 기재 레이어의 양면에 바인더, 세라믹 또는 이들의 조합으로 형성된 레이어를 형성할 수 있다. 바인더는 양극 및 음극 간의 접착력을 제공하는 다양한 물질을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 분리막들(531, 532)은, 복수의 기공들을 포함하는, 다공성 재질로 형성할 수 있다. 분리막들(531, 532)은 내부에 형성된 미세한 구멍을 통하여, 전해질에 포함된 이온을 이동시킬 수 있다. 이온의 이동으로, 양극 및 음극 사이를 전하 또는 전자가 이동할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 분리막들(531, 532)은, 외곽 분리막(531)과 내부 분리막(532)으로 구분될 수 있다. 외곽 분리막(531)은 외곽에 배치되는 전극과 접하는 분리막일 수 있다. 예를 들면, 외곽 분리막(531)은 외곽에 배치되는 제1 전극(511)과 상기 제1 전극(511)을 마주하는 제2 전극(521)에 접할 수 있다. 외곽 분리막(531)은, 양극인 제1 전극(511)의 일면 및 음극인 제2 전극(521)의 일면 사이의 물리적 접촉을 차단하여, 양극의 일면 및 음극의 일면 사이의 단락을 방지할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 내부 분리막(532)은, 양극인 제1 전극(511) 및 제3 전극(512) 중 제3 전극(512)에 접하는 분리막일 수 있다. 내부 분리막(532)의 일면은 제3 전극(512)에 접하고, 타면은 제2 전극(521)에 접할 수 있다. 내부 분리막(532)은, 양극인 제3 전극(512)의 일면 및 음극인 제2 전극(521)의 일면 사이의 물리적 접촉을 차단하여, 양극의 일면 및 음극의 일면 사이의 단락을 방지할 수 있다.
전해질은 커버(450)의 내부에 주입되고, 전극 조립체(420)와 함께 커버(450)가 감싸는 내부 공간에 배치될 수 있다. 전해질은 제1 전극(511) 및 제3 전극(512)인 양극 또는 제2 전극(521)인 음극에서 발생하는 산화, 환원 반응이 화학적으로 균형을 이루도록 하는 매개체로서, 액체, 고체 또는 젤(gel)과 같은 반고체(semisolid) 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 충전 시, 양극의 산화 및 음극의 환원에 의해, 양극에서 리튬 이온이 나와 전해질을 통과하여 음극으로 이동되고, 전자는 제1 전극 탭(421) 및 제2 전극 탭(422)과 연결된 회로(예: 도 2의 전력 관리 모듈(188))를 따라 양극에서 음극으로 흐를 수 있다. 예를 들어, 배터리(400)가 방전될 때, 양극의 환원 및 음극의 산화에 의해, 음극에서 리튬 이온이 나와 전해질을 통과하여 양극으로 이동될 수 있다. 양극으로 이동된 전자는 제1 전극 탭(421) 및 제2 전극 탭(422)과 연결된 회로(예: 도 2의 전력 관리 모듈(188))를 따라 음극에서 양극으로 흐를 수 있다. 방전될 때, 제1 활물질(예: 양극 활물질), 제2 활물질(예: 음극 활물질), 또는 전해질의 화학적 에너지(chemical energy)를 전기 에너지로 변환시킬 수 있고, 제1 전극 탭(421) 및 제2 전극 탭(422)을 통해 해당 회로(예: 도 2의 전력 관리 모듈(188))에 전원을 공급할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 전극(511) 및 제3 전극(512)은, 배터리(400)의 양극으로 동작할 수 있다. 제1 전극(511) 및 제3 전극(512)은 복수개로 형성될 수 있다. 복수의 양극 들 사이에 음극인 제2 전극(521)이 배치될 수 있다. 제2 전극(521)은, 상기 양극들 사이에 배치될 수 있도록, 복수의 전극들로 구성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 전극(511)은, 외곽에 배치되는 양극일 수 있다. 커버(450)는, 제1 전극(511)의 제1 면에 부착되고, 상기 배터리(400)의 외관을 형성할 수 있다. 제1 전극(511)은, 외곽에 배치되는 전극일 수 있다. 제1 전극(511)은, 제1-1 전극(511-1) 및 제1-2 전극(511-2)을 포함할 수 있다. 제1-1 전극(511-1) 및 제1-2 전극(511-2)은 동일한 극성을 가지는 전극일 수 있다.
제3 전극(512)은, 제1-1 전극(511-1) 및 제1-2 전극(511-2)을 제외한 양극 전극일 수 있다. 제3 전극(512)은 복수의 전극들로 형성될 수 있고, 복수의 제3 전극들은, 음극인 복수의 제2 전극들(521-1, ?? 521-n) 사이에 배치될 수 있다. 제1 전극(511)과 제3전극(512)들 각각은, 양극들 각각으로부터 연장된 각각의 제1 전극 탭(421)을 포함할 수 있다. 각각의 제1 전극탭(421)은, 서로 연결될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제2 전극(512)은, 음극일 수 있다. 제2 전극(512)은, 복수의 전극들 일 수 있다. 제2 전극들은, 복수의 제1 전극들 및 복수의 제3 전극들로 형성된 복수의 양극들 사이에 배치될 수 있다. 복수의 제2 전극들 각각은 제2 전극들 각각으로부터 연장된 제2 전극 탭(422)을 포함할 수 있다. 각각의 제2 전극 탭(422)은, 서로 연결될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 외곽 분리막(531)은 제1 외곽 분리막(531-1) 및 제2 외곽 분리막(531-2)을 포함할 수 있다. 제1 외곽 분리막(531-1) 및 제2 외곽 분리막(531-2) 각각은, 외곽에 배치되는 제1-1 전극(511-1) 및 제1-2 전극(511-2)에 일면이 접할 수 있다. 외곽 분리막(531)에 접하는 제1 전극(511)은, 배터리 용량을 증가시키기 위하여, 제1 전극(511)의 양면 중 일면에 코팅 레이어를 형성할 수 있다. 예를 들면, 제1 전극(511)은, 제1 전극 기재의 양면 중 음극인 제2 전극(521)을 향하는 면에만, 제1 전극 활물질을 도포할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제3 전극(513)은, 양면이 제2 전극(521)으로 구성된 음극들을 향하고 있어, 제3 전극 기재의 양면에 제1 전극 활물질을 도포할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 커버(450)는, 파우치 형태의 도전성 필름으로 전극 구조체를 감싸는 구조이거나, 금속 캔으로 형성될 수 있다. 커버(450)는, 배터리(400)를 밀봉하여, 전해질이 누액되는 것을 방지하고, 외부 충격으로부터 배터리(400)를 보호할 수 있다. 배터리(400)는, 배터리의 구조적 안정성을 높이기 위하여, 테이프 등의 접착부재를 부착할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 커버(450)는, 제1 전극(511)과 산화 환원 반응이 억제되는 재질로 형성될 수 있다. 예를 들면, 커버(450)는, 제1 전극(511)의 산화환원전위(ORP, oxidation-reduction potential)에 대응되는 산화환원전위를 가질 수 있다. 제1 전극(511)의 산화환원전위에 대응되는 산화환원전위는, 제1 전극(511)의 산화환원전위와 동일하거나, 유사한 범위내의 산화환원전위 일 수 있다. 유사한 범위는, 제1 전극(511)과 커버(450) 사이의 산화환원전위차가 적어 제1 전극(511)과 커버(450)의 부식이 발생하지 않을 정도의 범위일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 외곽 분리막(531)의 두께 d1은 내부 분리막의 두께 d2 보다 두꺼울 수 있다. 제1 전극(511)은, 전극 기재의 일면에만 제1 전극 활물질이 도포되므로, 제1 전극(511)과 외곽 분리막(531) 사이의 접착력이 부족하면, 제1 전극 활물질 도포면이 노출될 수 있고, 제1 전극 활물질이 제1 전극 기재로부터 분리되는 현상이 발생할 수 있다. 외곽 분리막(531)과 제1 전극(511) 사이의 접착력을 높이기 위하여, 외곽 분리막(531)은 바인더 함량을 높이거나, 별도의 접착층을 포함할 수 있다. 외곽 분리막(531)은 추가되는 바인더나 별도의 접착층의 두께가 늘어나므로, 내부 분리막(532)보다 두꺼울 수 있다. 내부 분리막(532)의 두께는 외곽 분리막(531)의 분리막보다 얇게 구성하여, 배터리 내부에 배치되는 전극들의 두께를 유지할 수 있어, 내부 분리막(532)이 외곽 분리막(531)과 동일하게 두꺼워지는 경우보다, 배터리 용량 및 에너지 밀도의 감소를 방지할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 내부 분리막(532)은 외곽 분리막(531)과 달리 바인더 함량을 높이거나, 별도의 접착층을 포함하지 않으므로, 내부 분리막(532)의 세라믹 함량을 유지할 수 있어, 내부 분리막(532)은 열적 안정성을 보장하고, 바인더나 접착층에 의하여, 내부 분리막(532)의 기공이 메워져 이온의 이동이 방해되는 것을 방지할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 외곽 분리막(531)의 접착력을 내부 분리막(532)의 접착력보다 높게 하기 위하여, 외곽 분리막(531)의 접착층의 재질은 내부 분리막(532)의 접착층의 재질과 상이할 수 있다. 예를 들면, 내부 분리막(532)의 접착층은 acrylate계의 접착층을 가질 수 있고, 외곽 분리막(531)의 접착층은 PVDF(polyvinylidene fluoride)계의 접착층을 가질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 외곽 분리막(531) 강성은, 내부 분리막(532)의 강성보다 높을 수 있다. 외곽 분리막(531)의 기계적 특성이 높음에 따라, 외곽 분리막(531)은 내부 분리막(532)보다 낮은 열수축률을 가질 수 있다. 외곽 분리막(531)은 이를 보완하기 위하여, 내부 분리막보다 넓은 면적을 가질 수 있다. 외곽 분리막(531)은, 내부 분리막(532)을 완전히 감쌀 수 있다. 예를 들면, 제1 전극(511)을 바라볼 때, 내부 분리막(532)은, 외곽 분리막(531)에 완전히 중첩될 수 있다.
외곽 분리막(531)이 내부 분리막(532)보다 넓은 면적을 가지고 있어, 외곽 분리막(531)은 전극 조립체(420)를 감쌀 수 있고, 전극 조립체(420)를 감쌈으로, 외부 충격으로부터 배터리의 손상을 방지할 수 있다.
상술한 실시예에 따른, 배터리는, 외곽 분리막(531)과 내부 분리막(532)을 이종 재질로 구성하여, 내부 분리막의 이온 이동 및 배터리의 기능을 유지하면서도, 배터리의 강성을 보강하고, 분리막의 열적 안정성을 보장할 수 있다. 외곽 분리막(531)이 두껍고, 강성을 가지고 있어, 외부에서의 충격에 의한 배터리의 파손을 방지할 수 있다.
도 6a및 도 6b는, 일 실시예에 따른, 배터리를 구성하는 제1 분리막의 구조의 예시를 나타내고, 도 6c는, 일 실시예에 따른, 배터리를 구성하는 제2 분리막의 구조의 예시를 나타낸다.
도 6a및 도 6c를 참조하면, 외곽 분리막(610)(예: 도 5의 외곽 분리막(531))은, 원단(612), 제1 레이어(611), 제2 레이어(613) 및 접착 레이어(614)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 외곽 분리막(610)의 제1 레이어(611) 및 외곽 분리막(610)의 제2 레이어(613)는 바인더 및 세라믹을 포함하는 레이어 일 수 있다. 외곽 분리막(610)의 제1 레이어(611)는 음극(예: 도 5의 제2 전극(521))을 향하는 원단(612)의 일면에 배치되고, 외곽 분리막(610)의 제2 레이어(613)는 최외곽 양극(예: 도 5의 제1 전극(511))을 향하는 외곽 분리막(610)의 원단(612)의 타면에 배치될 수 있다. 접착 레이어(614)는 제2 레이어(613) 상에 부착될 수 있다.
내부 분리막(630)은, 제1 레이어(631), 제2 레이어(633) 및 원단(632)를 포함할 수 있다. 내부 분리막(630)의 제1 레이어(631) 및 내부 분리막(630)의 제2 레이어(633)는, 바인더 및 세라믹을 포함하는 레이어 일 수 있다. 내부 분리막(630)의 원단(632)는 내부 분리막(630)의 제1 레이어(631) 및 내부 분리막(630)의 제2 레이어(633) 사이에 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 외곽 분리막(610)의 제1 레이어(611) 및 제2 레이어(613)의 바인더 및 세라믹 함량 비는 내부 분리막(630)의 제1 레이어(631) 및 제2 레이어(633)의 바인더 및 세라믹 함량 비에 대응될 수 있다. 대응되는 것은, 함량이 동일한 것뿐만 아니라, 함량에 따른 레이어의 특징이 유사한 경우를 포함할 수 있다. 외곽 분리막(610)은, 최외곽 양극인 제1 전극(511)과의 접착력을 강화하기 위하여 추가적인, 접착 레이어(614)를 더 포함할 수 있다. 접착 레이어(614)를 추가하는 경우, 이온의 이동을 방해하므로, 외곽 분리막(610)만 접착 레이어(614)를 포함할 수 있다. 내부 분리막(630)은, 전해질의 이온들의 이동을 보장하기 위하여, 접착 레이어(614)를 포함하지 않는 일반적인 분리막을 이용할 수 있다. 접착 레이어(614)는 바인더 성분의 함량이 높을 수 있어, 외곽 분리막(610) 전체의 바인더 함량은, 내부 분리막(630)의 바인더 함량보다 높을 수 있다. 외곽 분리막(610)은, 내부 분리막(630)보다 높은 접착력을 가질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 외곽 분리막(610)의 두께 d1은 내부 분리막(630)의 두께보다 두꺼울 수 있다.
일 실시예에 따르면, 외곽 분리막(610)의 원단(612)에 포함된 기공의 크기는 d3의 직경을 가질 수 있다. 내부 분리막(630)의 원단(632)에 포함된 기공의 크기는 d6의 직경을 가질 수 있다. 외곽 분리막(610)의 기공의 직경인 d3는 내부 분리막(630)의 기공의 직경인 d6 보다 작을 수 있다. 내부 분리막(630)은 배터리의 셀 성능 확보를 위해 기공의 직경인 d6를 크게 유지하여, 전해질 용액의 저장 공간을 확보할 수 있다. 외곽 분리막(610)은 제1 전극(511)과의 접착력을 유지하기 위해, 기공의 직경인 d3를 작게 유지할 수 있다. 기공도가 큰 분리막은 코팅층의 형성이 불리하고 접착력이 낮을 수 있다. 배터리(400)는, 내부 분리막(630)은 낮은 접착력을 가지지만, 외곽 분리막(610)의 높은 접착력에 의해, 배터리 셀 전체의 안정성을 확보할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 외곽 분리막(610)의 제1 레이어(611) 및 제2 레이어(613) 각각은, 바인더와 세라믹을 혼재하여 형성될 수 있다. 다른 예를 들면, 외곽 분리막(610)의 제1 레이어(611) 및 제2 레이어(613) 각각은, 바인더 레이어와 세라믹 레이어를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 외곽 분리막(610)은, 기재(611)와 제2 전극(521) 사이에 배치되고, 제1 바인더를 포함하는 제1 레이어(611)) 및 기재(611)와 제1 전극(511) 사이에 배치되고, 제2 바인더를 포함하는 제2 레이어(613)를 포함할 수 있다. 제1 레이어(611)의 제1 바인더의 함량이 제2 레이어의 제2 바인더 함량보다 높을 수 있다.
일 실시예에 따르면, 외곽 분리막(610)은 기재(611)와 제1 레이어(611) 사이에 배치되는 제1 세라믹 레이어와, 기재(611)와 제2 레이어(613) 사이에 배치되는 제2 세라믹 레이어를 더 포함할 수 있다. 상기 제1 세라믹 레이어 내의 세라믹 함량은, 상기 제2 세라믹 레이어 내의 세라믹 함량보다 높을 수 있다.
도 6b 및 도 6c를 참조하면, 외곽 분리막(620)은, 원단(622), 제1 레이어(621), 제2 레이어(623)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 외곽 분리막(620)의 제1 레이어(621) 및 외곽 분리막(620)의 제2 레이어(623)는 바인더 및 세라믹을 포함하는 레이어 일 수 있다. 외곽 분리막(620)의 제1 레이어(621)는 음극을 향하는 원단(622)의 일면에 배치되고, 외곽 분리막(620)의 제2 레이어(623)는 최외곽 양극을 향하는 외곽 분리막(620)의 원단(622)의 타면에 배치될 수 있다.
외곽 분리막(620)의 제1 레이어(621)의 바인더 및 세라믹 함량은 내부 분리막(630)의 제1 레이어(631) 및 제2 레이어(633)의 바인더 및 세라믹 함량에 대응될 수 있다. 외곽 분리막(620)의 제2 레이어(623)의 바인더 및 세라믹 함량은, 외곽 분리막(620)의 제1 레이어(621), 내부 분리막(630)의 제1 레이어(631) 및 내부 분리막(630)의 제2 레이어(633)의 바인더 및 세라믹 함량과 상이할 수 있다. 예를 들면, 외곽 분리막(620)의 제2 레이어(623)의 바인더 함량은, 외곽 분리막(620)의 제1 레이어(621), 내부 분리막(630)의 제1 레이어(631) 및 내부 분리막(630)의 제2 레이어(633)의 바인더 함량보다 많을 수 있다. 바인더의 함량이 높은 외곽 분리막(620)의 제2 레이어(623)는, 제1 전극(511)과의 접착력을 높일 수 있다. 외곽 분리막(620)은 제2 레이어(623)의 바인더 함량이 높음에 따라, 기공을 메울 수 있다. 외곽 분리막(620)의 전해질 이동 성능은, 좁아진 기공에 의해, 다른 분리막들의 전해질 이동 성능 보다 저하될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 외곽 분리막(620)은, 제2 레이어(623)의 바인더 함량이 높이고, 도6a의 외곽 분리막(610)과 같이 접착 레이어(614)를 추가하여 접착력을 강화할 수 있다.
도 6a 내지 도 6b의 외곽 분리막(610, 620)은 제1 전극(511)과의 접착력을 높일 수 있으나, Li 이온의 전도도가 낮아져, 제1 전극의 합제 밀도는 상대적으로 낮아질 수 있다. 배터리(400)의 셀의 대부분을 차지하는 도 6c의 내부 분리막(630)은 일반적인 분리막을 사용하거나, 외곽 분리막(610, 620)보다 높은 Li 이온의 전도도를 가지도록 설계하여, 안정적인 배터리 성능을 확보할 수 있다.
도 7은, 일 실시예에 따른, 배터리를 구성하는 제1 분리막 및 제1 전극의 배치를 나타낸다.
도 7을 참조하면, 전극 구조체는 제1 전극(720) 및 외곽 분리막(710)을 포함할 수 있다. 제1 전극(720)은 전극 구조체의 외곽에 배치되는 전극일 수 있고, 양극일 수 있다. 외곽 분리막(710)은, 전극 구조체의 외곽에 배치되는 제1 전극(720)에 접하는 분리막일 수 있다.
외곽 분리막(710)은, 원단(712), 제1 레이어(711), 및 제2 레이어(713)를 포함할 수 있다. 원단(712)는 폴리프로필렌, 또는 폴리에틸렌으로 구성되고, 기공을 포함할 수 있다. 제1 레이어(711) 및 제2레이어(713)는, 상이한 바인더 함량을 보유할 수 있다. 예를 들면, 제1 전극(720)과 외곽 분리막(710)의 접착력을 높이기 위하여, 제2 레이어(713)의 바인더 함량은, 제1 레이어(711)의 바인더 함량 보다 높을 수 있다. 다른 예를 들면, 제1 전극(720)과 외곽 분리막(710)의 접착력을 높이기 위하여, 제2 레이어(713)는 접착 레이어(예: 도 1의 접착 레이어(614))를 포함할 수 있다.
제1 전극(720)은, 기재(722) 및 제1 활물질(721)을 포함할 수 있다. 배터리의 최외각에 배치되는 제1 전극(720)은 양면 중 하나의 면에 제1 활물질(721)을 도포할 수 있다. 제1 활물질(721)은, 외곽 분리막(710)을 향하는 면에만 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 전극(720)과 외곽 분리막(710)은 전극 조립체의 제조를 위해, 다른 전극들 및 다른 분리막들과 적층하기 전에, 먼저 라미네이트하여, 제1 전극(720)과 외곽 분리막(710)의 접착력을 강화할 수 있다. 제1 전극(720)과 외곽 분리막(710)을 일체로 형성하여, 배터리의 외곽의 강성을 높일 수 있다.
상술한 실시예에 따르는, 배터리(예: 도 1의 배터리(189) 또는 도 5의 배터리(400))는, 전극 조립체(예: 도 4의 전극 조립체(420)), 상기 전극 조립체의 외부를 감싸는 커버(예: 도 4의 커버(450))를 포함하고, 상기 전극 조립체는, 제1 전극 활물질을 포함하고, 제1 면 및 상기 제1 면에 반대인 제2 면을 포함하는 제1 전극(예: 도 5의 제1 전극(511)), 상기 제1 전극의 제2 면 상에 접촉되는 제1 분리막(예: 도 5의 외곽 분리막(531)), 제2 전극 활물질을 포함하고, 상기 제1 분리막 상에 접촉되는 제2 전극(예: 도 5의 제2 전극(521))과, 상기 제1 분리막을 향하는 면을 마주하는 상기 제2 전극의 면에 접촉되는 제2 분리막(예: 도 5의 내부 분리막(532))을 포함하고, 상기 제1 분리막의 바인더의 함량은, 상기 제2 분리막의 바인더의 함량보다 높을 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 분리막은, 분리막 원단(예: 도 6a의 원단(612)), 상기 분리막 원단과 상기 제1 전극 사이에 배치되고, 상기 바인더의 일부를 포함하는 제1 레이어(예: 도 6a의 제2 레이어(613))와, 상기 분리막 원단과 상기 제2 전극 사이에 배치되고, 상기 바인더의 다른 일부를 포함하는 제2 레이어(예: 도 6a의 제1 레이어(611))를 더 포함하고, 상기 제2 레이어 내의 상기 바인더의 다른 일부의 함량은, 상기 제1 레이어 내의 상기 바인더의 일부의 함량보다, 높을 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 분리막은, 상기 제1 레이어의 접착력을 강화하도록(to enhance) 상기 제1 레이어와 상기 제1 전극 사이에 배치되는, 접착 레이어(예: 도 6a의 접착 레이어(614))를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 상기 제1 면을 바라볼 때, 상기 제2 분리막은, 상기 제1 분리막에 완전히 중첩될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 분리막의 기공도는, 상기 제2 분리막의 기공도 보다 낮을 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 분리막은, 상기 제2 분리막보다 두꺼울 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 분리막의 인장 강도(tensile strength) 및 뚫림 전단 강도(punching shear strength)는, 상기 제2 분리막의 인장 강도 및 뚫림 전단 강도보다 높을 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제2 분리막 상에 배치되고, 제1 활물질을 포함하는 제3 전극(예: 도 5의 제3 전극(512))을 더 포함하고, 상기 제1 전극의 단위 부피당 제1 활물질의 양은, 상기 제3 전극의 단위 부피당 제1 활물질의 양보다 많을 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 전극은, 일면에, 상기 제1 전극 활물질이 도포되는 기재(예: 도 7의 기재(722))를 더 포함할 수 있고, 상기 기재의 상기 일면은, 상기 제1 분리막에 접착될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 커버는, 상기 제1 전극의 산화환원전위(ORP, oxidation-reduction potential)에 대응되는 산화환원전위를 가질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 커버는, 상기 제1 전극의 도전성 플레이트와 동일한 재질을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제2 분리막 상에 배치되고, 상기 제1 전극 활물질을 포함하며, 상기 제1 전극으로부터 이격된, 제3 전극(예: 도 5의 제3 전극(512))를 더 포함하고, 상기 제1 전극의 전극은, 상기 제3 전극의 전극과 전기적으로 연결될 수 있다.
일 실시예에 따른, 상기 배터리는, 스택형 배터리일 수 있다.
일 실시예에 따른, 배터리는, 제1 전극 활물질을 포함하고, 제1 면 및 상기 제1 면에 반대인 제2 면을 포함하는 제1 전극(예: 도 5의 제1 전극(511)), 상기 제1 전극의 제2 면 상에 접촉되는 제1 분리막(예: 도 5의 외곽 분리막(531)), 제2 전극 활물질을 포함하고, 상기 제1 분리막 상에 접촉되는 제2 전극(예: 도 5의 제2 전극(521)), 상기 제1 분리막을 향하는 면을 마주하는 상기 제2 전극의 면에 접촉되는 제2 분리막(예: 도 5의 내부 분리막(532)), 상기 제2 분리막 상에 배치되고, 제1 전극 활물질이 도포되고 상기 제2 분리막을 바라보는 제3 면 및 상기 제3 면에 반대인 제4 면을 포함하는 제3 전극(예: 도 5의 제3 전극(512))과, 상기 제1 전극의 제1 면 및 상기 제3 전극의 제4 면과 접하고, 상기 배터리의 외관을 형성하는 커버(예: 도 5의 커버(450))를 포함하고, 상기 제1 분리막은, 상기 제2 분리막보다 두꺼울 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 분리막의 기공도는, 상기 제2 분리막의 기공도보다 낮을 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 상기 제1 면을 바라볼 때, 상기 제2 분리막은, 상기 제1 분리막에 완전히 중첩될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 분리막은, 상기 제1 전극과 접착력을 강화하도록, 상기 제1 전극을 향하는 일면에 접착물질에 의해 코팅될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 커버는, 상기 제1 전극의 도전성 플레이트와 동일한 재질을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 분리막은, 분리막 원단(예: 도 6a의 원단(612)), 상기 분리막 원단과 상기 제1 전극 사이에 배치되고, 제1 바인더를 포함하는 제1 레이어(예: 도 6a의 제2 레이어(613))와, 상기 분리막 원단과 상기 제2 전극 사이에 배치되고, 제2 바인더를 포함하는 제2 레이어(예: 도 6b의 제1 레이어(611))를 더 포함할 수 있고, 상기 제2 레이어 내의 상기 제2 바인더의 다른 일부의 함량은, 상기 제1 레이어 내의 상기 제1 바인더의 일부의 함량보다, 높을 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 분리막 원단과 상기 제1 레이어 사이에 배치되는 제1 세라믹 레이어와, 상기 분리막 원단과 상기 제2 레이어 사이에 배치되는 제2 세라믹 레이어를 더 포함할 수 있고, 상기 제1 세라믹 레이어 내의 세라믹 함량은, 상기 제2 세라믹 레이어 내의 세라믹 함량보다 낮을 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 커버는, 상기 제1 전극의 도전성 플레이트와 동일한 재질을 포함할 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. "제1", "제2", 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 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, 일실시예에 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.
일실시예에 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: CD-ROM(compact disc read only memory))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어??)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.

Claims (20)

  1. 배터리에 있어서,
    전극 조립체; 및
    상기 전극 조립체의 외부를 감싸는 커버;를 포함하고,
    상기 전극 조립체는,
    제1 전극 활물질을 포함하고, 제1 면 및 상기 제1 면에 반대인 제2 면을 포함하는 제1 전극;
    상기 제1 전극의 상기 제2 면 상에 접촉되는(contact on) 제1 분리막;
    제2 전극 활물질을 포함하고, 상기 제1 분리막 상에 접촉되는 제2 전극; 및
    상기 제1 분리막을 향하는 면을 마주하는 상기 제2 전극의 면에 접촉되는 제2 분리막;
    을 포함하고,
    상기 제1 분리막의 바인더의 함량은, 상기 제2 분리막의 바인더의 함량보다 높은,
    배터리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 분리막은,
    분리막 원단;
    상기 분리막 원단과 상기 제1 전극 사이에 배치되고, 상기 바인더의 일부를 포함하는 제1 레이어; 및
    상기 분리막 원단과 상기 제2 전극 사이에 배치되고, 상기 바인더의 다른 일부를 포함하는 제2 레이어; 를 더 포함하고,
    상기 제2 레이어 내의 상기 바인더의 다른 일부의 함량은,
    상기 제1 레이어 내의 상기 바인더의 일부의 함량보다, 높은,
    배터리.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 분리막은,
    상기 제1 레이어의 접착력을 강화하도록(to enhance) 상기 제1 레이어와 상기 제1 전극 사이에 배치되는, 접착 레이어; 를 더 포함하는,
    배터리.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 상기 제1 면을 바라볼 때,
    상기 제2 분리막은,
    상기 제1 분리막에 완전히 중첩되는,
    배터리.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 분리막의 기공도는,
    상기 제2 분리막의 기공도 보다 낮은,
    배터리.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 분리막은,
    상기 제2 분리막보다 두꺼운,
    배터리.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 분리막의 인장 강도(tensile strength) 및 뚫림 전단 강도(punching shear strength)은,
    상기 제2 분리막의 인장 강도 및 뚫림 전단 강도보다 높은,
    배터리.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2 분리막 상에 배치되고, 제1 활물질을 포함하는 제3 전극; 를 더 포함하고,
    상기 제1 전극의 단위 부피당 제1 활물질의 양은,
    상기 제3 전극의 단위 부피당 제1 활물질의 양보다 많은,
    배터리.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극은,
    일면에, 상기 제1 전극 활물질이 도포되는 도전성 플레이트; 를 더 포함하고,
    상기 도전성 플레이트의 상기 일면은,
    상기 제1 분리막에 접착되는,
    배터리.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 커버는,
    상기 제1 전극의 산화환원전위(ORP, oxidation-reduction potential)에 대응되는 산화환원전위를 가지는,
    배터리.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 커버는,
    상기 제1 전극의 도전성 플레이트와 동일한 재질을 포함하는,
    배터리.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제2 분리막 상에 배치되고, 상기 제1 전극 활물질을 포함하며, 상기 제1 전극으로부터 이격된, 제3 전극; 를 더 포함하고,
    상기 제1 전극의 전극은, 상기 제3 전극의 전극과 전기적으로 연결되고,
    상기 배터리는,
    스택형 배터리인,
    배터리.
  13. 배터리에 있어서,
    제1 전극 활물질을 포함하고, 제1 면 및 상기 제1 면에 반대인 제2 면을 포함하는 제1 전극;
    상기 제1 전극의 제2 면 상에 접촉되는 제1 분리막;
    제2 전극 활물질을 포함하고, 상기 제1 분리막 상에 접촉되는 제2 전극;
    상기 제1 분리막을 향하는 면을 마주하는 상기 제2 전극의 면에 접촉되는 제2 분리막;
    상기 제2 분리막 상에 배치되고, 제1 전극 활물질이 도포되고 상기 제2 분리막을 바라보는 제3 면 및 상기 제3 면에 반대인 제4 면을 포함하는 제3 전극; 및
    상기 제1 전극의 제1 면 및 상기 제3 전극의 제4 면과 접하고, 상기 배터리의 외관을 형성하는 커버; 를 포함하고,
    상기 제1 분리막은,
    상기 제2 분리막보다 두꺼운,
    배터리.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 분리막의 기공도는,
    상기 제2 분리막의 기공도보다 낮은,
    배터리.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 상기 제1 면을 바라볼 때,
    상기 제2 분리막은,
    상기 제1 분리막에 완전히 중첩되는,
    배터리.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 제1 분리막은,
    상기 제1 전극과 접착력을 강화하도록, 상기 제1 전극을 향하는 일면에 접착물질에 의해 코팅된,
    배터리.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 커버는,
    상기 제1 전극의 도전성 플레이트와 동일한 재질을 포함하는,
    배터리.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 제1 분리막은,
    분리막 원단;
    상기 분리막 원단과 상기 제1 전극 사이에 배치되고, 제1 바인더를 포함하는 제1 레이어; 및
    상기 분리막 원단과 상기 제2 전극 사이에 배치되고, 제2 바인더를 포함하는 제2 레이어; 를 더 포함하고,
    상기 제2 레이어 내의 상기 제2 바인더의 다른 일부의 함량은,
    상기 제1 레이어 내의 상기 제1 바인더의 일부의 함량보다, 높은,
    배터리.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 분리막 원단과 상기 제1 레이어 사이에 배치되는 제1 세라믹 레이어; 및
    상기 분리막 원단과 상기 제2 레이어 사이에 배치되는 제2 세라믹 레이어; 를 더 포함하고,
    상기 제1 세라믹 레이어 내의 세라믹 함량은,
    상기 제2 세라믹 레이어 내의 세라믹 함량보다 낮은,
    배터리.
  20. 제13항에 있어서,
    상기 커버는,
    상기 제1 전극의 도전성 플레이트와 동일한 재질을 포함하는,
    배터리.
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