KR20230045514A - A pouch for battery and battery comprising the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 문서에 개시된 다양한 실시예들은 배터리에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는, 배터리용 파우치 및 파우치를 포함하는 배터리에 관한 것이다. Various embodiments disclosed herein relate to a battery, and more particularly, to a pouch for a battery and a battery including the pouch.
최근 휴대용 전자 장치의 발전으로 인해 전기 에너지를 저장하고 출력할 수 있는 배터리인 2차 전지가 널리 사용되고 있다. 리튬 이온 배터리는 가볍고 높은 에너지 밀도를 가지며 충방전 특성이 양호한 2차 전지로서 휴대용 전자 장치뿐만 아니라 전기 자동차 및 에너지 저장 시스템(ESS: Energy Stroage System)과 같은 분야에 널리 사용된다. Recently, secondary batteries, which are batteries capable of storing and outputting electrical energy, have been widely used due to the development of portable electronic devices. A lithium ion battery is a secondary battery that is lightweight, has high energy density, and has good charge/discharge characteristics, and is widely used in fields such as electric vehicles and energy storage systems (ESSs) as well as portable electronic devices.
전자 장치의 배터리는 양극, 음극 및 전해질을 포함하는 배터리 셀(battery cell) 및 각각의 배터리 셀의 외부를 감싸 배터리 셀을 보호하는 파우치를 포함할 수 있다. 파우치는 서로 다른 물리화학적 성질을 가지는 복수의 층으로 이루어지는 복합 재질의 원단을 절취 및 실링하여 제조될 수 있다. 전자 장치는 내부 구성요소의 배치를 최적화하기 위해 복수의 배터리 셀을 포함하는 배터리 팩(pack) 또는 배터리 모듈(module)을 포함할 수 있다. A battery of an electronic device may include a battery cell including a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte, and a pouch that covers the outside of each battery cell and protects the battery cell. The pouch may be manufactured by cutting and sealing fabric made of a composite material composed of a plurality of layers having different physical and chemical properties. An electronic device may include a battery pack or a battery module including a plurality of battery cells in order to optimize the arrangement of internal components.
배터리 모듈이 복수의 배터리 셀을 포함할 시에, 배터리 셀을 감싸는 파우치의 두께 및 파우치의 실링 부위의 두께로 인해 소요되는 공간이 과도하므로, 복수의 배터리 셀을 포함하는 배터리 모듈의 크기를 감소시키는 데 일정한 한계가 있고, 배터리 파우치의 실링 및 절곡 가공 시에 파우치에 포함된 서로 다른 층의 물리적 성질 차이에 의하여 균열, 찢어짐 또는 폴리머의 백화 현상과 같은 손상이 파우치에 발생될 수 있다. When the battery module includes a plurality of battery cells, the space required due to the thickness of the pouch surrounding the battery cells and the thickness of the sealing portion of the pouch is excessive, which reduces the size of the battery module including a plurality of battery cells. There is a certain limit to the battery pouch, and damage such as cracks, tears, or whitening of polymers may occur in the pouch due to differences in physical properties of different layers included in the pouch during sealing and bending of the battery pouch.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들은 실링 및 절곡 가공 시의 손상 위험이 감소되고 복수의 배터리 셀 간 간격이 감소된 배터리 및 배터리용 파우치를 제공할 수 있다. Various embodiments disclosed in this document may provide a battery and a pouch for a battery in which the risk of damage during sealing and bending is reduced and the distance between a plurality of battery cells is reduced.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 배터리는, 양극, 음극 및 상기 양극 및 음극을 분리하는 분리막(separator)을 포함하고, 적어도 하나의 평면 및 적어도 하나의 곡면을 포함하는 형상을 가지는 배터리 셀, 상기 배터리 셀이 위치하는 내부 공간을 포함하고, 상기 배터리 셀의 외부를 감싸며 실링하는 박막 상의 폴리머 재질을 포함하는 내부 파우치, 상기 내부 파우치의 외부를 감싸며, 제 2 폴리머 층 및 상기 제 2 폴리머 층의 내부면에 부착되는 금속 층을 포함하는 외부 파우치, 및 상기 내부 파우치 및 상기 외부 파우치의 사이에 위치하고, 상기 내부 파우치의 외부면 및 상기 외부 파우치의 내부면의 일부를 상호 접착시키는 접착층을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 배터리 셀은 서로 적층된 판상의 상기 양극, 상기 음극 및 상기 분리막을 감아서, 스타디움(stadium) 형상의 단면을 가지는 형상으로 젤리롤(jelly-roll)일 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 접착층은 열 활성화(heat activated) 접착제를 포함할 수 있다. A battery according to various embodiments of the present invention includes a positive electrode, a negative electrode, and a separator separating the positive electrode and the negative electrode, and has a shape including at least one flat surface and at least one curved surface, the battery An inner pouch including an inner space in which a cell is located and including a polymer material on a thin film covering and sealing the outside of the battery cell, a second polymer layer covering the outside of the inner pouch, and an inner surface of the second polymer layer An outer pouch including a metal layer attached to the outer pouch, and an adhesive layer positioned between the inner pouch and the outer pouch and bonding an outer surface of the inner pouch and a part of the inner surface of the outer pouch to each other. In some embodiments, the battery cell may be a jelly-roll having a stadium-shaped cross section by winding the positive electrode, the negative electrode, and the separator in the form of plates stacked on each other. In some embodiments, the adhesive layer may include a heat activated adhesive.
일부 실시예에서, 상기 내부 파우치의 상기 폴리머 재질은 열가소성 폴리머 재질을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 열가소성 폴리머 재질은 CPP(Cast PolyPropylene)를 포함할 수 있다. In some embodiments, the polymer material of the inner pouch may include a thermoplastic polymer material. In another embodiment, the thermoplastic polymer material may include cast polypropylene (CPP).
일부 실시예에서, 상기 내부 파우치는 상기 내부 공간이 외부에 대하여 실링되도록 상기 박막 상의 폴리머 재질이 서로 접합된 플랜지(flange)부를 포함하고, 상기 플랜지부는 상기 내부 파우치의 외부면에 대면하도록 절곡되어 상기 외부 파우치의 내부에 위치할 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 내부 파우치는 적어도 하나의 평면부 및 적어도 하나의 곡면부를 포함하고, 상기 접착층은 내부 파우치의 상기 평면부 및 상기 평면부와 대면하는 상기 외부 파우치의 내부면의 영역을 상호 접착시킬 수 있다. In some embodiments, the inner pouch includes a flange portion in which polymer materials on the thin film are bonded to each other so that the inner space is sealed against the outside, and the flange portion is bent to face the outer surface of the inner pouch, It may be located inside the outer pouch. In some embodiments, the inner pouch includes at least one flat portion and at least one curved portion, and the adhesive layer mutually bonds the flat portion of the inner pouch and a region of the inner surface of the outer pouch facing the flat portion to each other. can make it
일부 실시예에서, 상기 배터리 셀의 평면을 기준으로 수평 방향으로 병렬적으로 배치된 복수의 상기 배터리 셀을 포함하고, 상기 내부 파우치는 복수의 상기 배터리 셀이 각각 위치하고, 서로 구분된 복수의 상기 내부 공간을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 내부 파우치는 복수의 상기 내부 공간을 구분하도록 상기 폴리머 재질이 상호 접합된 영역인 분절부를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 내부 파우치는 복수의 상기 내부 공간을 구분하도록 상기 폴리머 재질이 상호 접합된 영역인 분절부를 포함할 수 있다. In some embodiments, the inner pouch includes a plurality of battery cells disposed in parallel in a horizontal direction with respect to a plane of the battery cells, and the inner pouch has a plurality of inner pouches in which a plurality of the battery cells are respectively located and separated from each other. space may be included. In some embodiments, the inner pouch may include a segment portion that is a region in which the polymer material is mutually joined to divide a plurality of the inner spaces. In some embodiments, the inner pouch may include a segment portion that is a region in which the polymer material is mutually joined to divide a plurality of the inner spaces.
일부 실시예에서, 상기 배터리 셀의 평면을 기준으로 수직 방향으로 적층된 복수의 상기 배터리 셀, 및 상기 적층된 복수의 상기 배터리 셀을 각각 감싸고 적층된 복수의 상기 내부 파우치를 포함하며, 상기 외부 파우치는 상기 적층된 복수의 내부 파우치를 외부에서 전체적으로 감쌀 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 복수의 내부 파우치는 상기 복수의 내부 파우치가 적층되어 서로 겹쳐지는 영역에서 서로 접합될 수 있다. 일부 실시예에서, 복수의 상기 배터리 셀은 제 1 배터리 셀 및 상기 제 1 배터리 셀에 비해 상대적으로 작은 크기를 가지는 제 2 배터리 셀을 포함할 수 있다. In some embodiments, a plurality of battery cells stacked in a vertical direction with respect to a plane of the battery cells, and a plurality of inner pouches wrapped around and stacked, respectively, the plurality of stacked battery cells, wherein the outer pouch may entirely cover the plurality of stacked internal pouches from the outside. In some embodiments, the plurality of inner pouches may be bonded to each other in a region where the plurality of inner pouches are stacked and overlap each other. In some embodiments, the plurality of battery cells may include a first battery cell and a second battery cell having a relatively smaller size than the first battery cell.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리용 파우치는, 양극, 음극 및 상기 양극 및 음극을 분리하는 분리막을 포함하고, 적어도 하나의 평면 및 적어도 하나의 곡면을 포함하는 형상을 가지는 배터리 셀을 포함하는 배터리를 위한 파우치로서, 상기 배터리 셀이 위치하는 내부 공간을 포함하고, 상기 배터리 셀을 감싸며 실링하는 박막상의 폴리머 재질을 포함하는 내부 파우치, 상기 내부 파우치의 외부를 감싸며, 제 2 폴리머 층 및 상기 제 2 폴리머 층의 내부면에 부착되는 금속 층을 포함하는 외부 파우치, 및 상기 내부 파우치 및 상기 외부 파우치의 사이에 위치하고, 상기 내부 파우치의 외부면 및 상기 외부 파우치의 내부면의 적어도 일부를 상호 접착시키는 접착층을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 내부 파우치의 상기 폴리머 재질은 열가소성 폴리머 재질을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 열가소성 폴리머 재질은 CPP(Cast PolyPropylene)를 포함할 수 있다. A pouch for a battery according to another embodiment of the present invention includes a battery cell having a shape including a positive electrode, a negative electrode, and a separator for separating the positive electrode and the negative electrode, and including at least one flat surface and at least one curved surface. A pouch for a battery, including an inner space where the battery cell is located, an inner pouch including a thin-film polymer material surrounding and sealing the battery cell, a second polymer layer and the second polymer layer covering the outside of the inner pouch. 2 An outer pouch comprising a metal layer attached to an inner surface of the polymer layer, and located between the inner pouch and the outer pouch, wherein at least a portion of the outer surface of the inner pouch and the inner surface of the outer pouch are mutually adhered. An adhesive layer may be included. In some embodiments, the polymer material of the inner pouch may include a thermoplastic polymer material. In some embodiments, the thermoplastic polymer material may include cast polypropylene (CPP).
일부 실시예에서, 상기 내부 파우치는 상기 내부 공간이 실링되도록 상기 박막상의 폴리머 재질이 서로 접합된 플랜지부를 포함하고, 상기 플랜지부는 상기 내부 파우치의 외부면에 대면하도록 절곡되어 상기 외부 파우치의 내부에 위치할 수 있다. In some embodiments, the inner pouch includes a flange portion to which the thin-film polymer material is bonded to each other so as to seal the inner space, and the flange portion is bent to face an outer surface of the inner pouch so as to be inside the outer pouch. can be located
일부 실시예에서, 상기 내부 파우치는 적어도 하나의 평면부 및 적어도 하나의 곡면부를 포함하고, 상기 접착층은 내부 파우치의 상기 평면부 및 상기 평면부와 대면하는 상기 외부 파우치의 내부면의 영역을 상호 접착시킬 수 있다. In some embodiments, the inner pouch includes at least one flat portion and at least one curved portion, and the adhesive layer mutually bonds the flat portion of the inner pouch and a region of the inner surface of the outer pouch facing the flat portion to each other. can make it
일부 실시예에서, 상기 내부 파우치는, 서로 구분된 복수의 상기 내부 공간, 및 복수의 상기 내부 공간을 구분하도록 상기 폴리머 재질이 상호 접합된 영역인 분절부를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 내부 파우치는, 적층된 복수의 상기 내부 파우치를 포함하고, 상기 복수의 내부 파우치는 상기 복수의 내부 파우치가 적층되어 겹쳐지는 영역에서 서로 접합될 수 있다.In some embodiments, the inner pouch may include a plurality of inner spaces separated from each other, and a segment portion that is a region in which the polymer material is mutually joined to divide the plurality of inner spaces. In some embodiments, the inner pouch may include a plurality of stacked inner pouches, and the plurality of inner pouches may be bonded to each other in an area where the plurality of inner pouches are stacked and overlapped.
본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따르면, 배터리의 파우치가 내부 파우치 및 외부 파우치를 포함하고, 내부 파우치가 접합되어 절곡되어 플랜지부를 형성하고 배터리 셀을 실링함으로써, 실링 및 절곡 가공 시의 손상 위험이 감소되고 복수의 배터리 셀 간 간격이 감소된 배터리 및 상술한 특성을 가지는 배터리용 파우치가 제공될 수 있다.According to various embodiments disclosed in this document, a pouch of a battery includes an inner pouch and an outer pouch, and the inner pouch is joined and bent to form a flange portion and seal the battery cell, thereby reducing the risk of damage during sealing and bending processing. A battery having a reduced distance between a plurality of battery cells and a pouch for a battery having the above characteristics may be provided.
도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
도 1은 다양한 실시예들에 따른 배터리의 구조를 개략적으로 도시한 단면 사시도이다.
도 2a는 본 발명의 실시예들에 따른 배터리를 나타내는 단면도이다.
도 2b는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 배터리의 확대 단면도이다.
도 2c는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 파우치의 적층 구조를 나타내는 모식도이다.
도 3a는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 배터리의 확대 단면도이다.
도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 및 비교예에 따른 배터리를 대비하는 확대 단면도이다.
도 4a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리의 사시도이다.
도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리의 단면도이다.
도 4c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 및 비교예에 따른 배터리의 단면도이다.
도 4d는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리의 내부 사시도이다.
도 5a는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 배터리의 단면도이다.
도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 및 비교예에 따른 배터리를 나타내는 확대 단면도이다.
도 5c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리를 나타내는 내부 사시도이다.In connection with the description of the drawings, the same or similar reference numerals may be used for the same or similar elements.
1 is a cross-sectional perspective view schematically showing the structure of a battery according to various embodiments.
Figure 2a is a cross-sectional view showing a battery according to embodiments of the present invention.
2B is an enlarged cross-sectional view of a battery according to various embodiments of the present invention.
Figure 2c is a schematic diagram showing the laminated structure of the battery pouch according to an embodiment of the present invention.
3A is an enlarged cross-sectional view of a battery in accordance with some embodiments of the invention.
3B is an enlarged cross-sectional view comparing a battery according to an embodiment of the present invention and a battery according to a comparative example.
4A is a perspective view of a battery according to another embodiment of the present invention.
4B is a cross-sectional view of a battery according to another embodiment of the present invention.
4C is a cross-sectional view of a battery according to another embodiment of the present invention and a battery according to a comparative example.
4D is an internal perspective view of a battery according to another embodiment of the present invention.
5A is a cross-sectional view of a battery in accordance with some embodiments of the invention.
5B is an enlarged cross-sectional view illustrating a battery according to an embodiment of the present invention and a battery according to a comparative example.
5C is an internal perspective view illustrating a battery according to still another embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이들 도면들에 있어서, 예를 들면, 부재들의 크기와 형상은 설명의 편의와 명확성을 위하여 과장될 수 있으며, 실제 구현시, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 된다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In these drawings, for example, the size and shape of members may be exaggerated for convenience and clarity of explanation, and deformations of the illustrated shapes may be expected in actual implementation. Accordingly, embodiments of the present invention should not be construed as being limited to the specific shape of the region shown herein.
도면의 부재들의 참조 부호는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부재를 지칭한다. 또한, 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. Reference numerals of members in the drawings refer to the same members throughout the drawings. Also, as used herein, the term "and/or" includes any one and all combinations of one or more of the listed items.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. The embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art, and the following examples may be modified in many different forms, and the scope of the present invention is as follows It is not limited to the examples. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the spirit of the invention to those skilled in the art.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것이 아니다. 또한, 본 명세서에서 단수로 기재되어 있다 하더라도, 문맥상 단수를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"이란 용어는 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다. Terms used in this specification are used to describe the embodiments, and are not intended to limit the scope of the present invention. In addition, even if it is described in the singular in this specification, it may include a plurality of forms unless the context clearly indicates the singular. Also, as used herein, the terms "comprise" and/or "comprising" specify the presence of the mentioned shapes, numbers, steps, operations, members, elements and/or groups thereof. and does not exclude the presence or addition of other shapes, numbers, operations, elements, elements and/or groups.
본 명세서에서, "아래로(below)", "위로(above)", "상부의(upper)", "하부의(lower)", "수평의(horizontal)" 또는 "수직의(vertical)"와 같은 상대적 용어들은, 도면들 상에 도시된 바와 같이, 일 구성 부재, 층 또는 영역들이 다른 구성 부재, 층 또는 영역과 갖는 관계를 기술하기 위하여 사용될 수 있다. 이들 용어들은 도면들에 표시된 방향뿐만 아니라 다른 방향들도 포괄하는 것임을 이해하여야 한다.As used herein, "below", "above", "upper", "lower", "horizontal" or "vertical" Relative terms such as may be used to describe the relationship of one constituent member, layer or region to another constituent member, layer or region, as shown in the drawings. It should be understood that these terms encompass directions indicated in the drawings as well as other directions.
도 1은 다양한 실시예들에 따른 배터리의 구조를 개략적으로 도시한 단면 사시도이다.1 is a cross-sectional perspective view schematically showing the structure of a battery according to various embodiments.
도 1을 참조하면, 배터리(100)는 양극(160)(positive electrode), 음극(150)(negative electrode) 및 분리막(170)(separator)을 포함할 수 있다. 양극(160)은 배터리의 방전 시에 캐소드(cathode)로 동작하고, 전해질로부터 리튬 이온을 흡수하여 리튬 화합물을 형성하는 전극일 수 있다. 리튬 화합물은 리튬 코발트 산화물(LixCoO2), 리튬 니켈 산화물(LixNiO2), 리튬 니켈 코발트 산화물(Lix(NiCo)O2), 리튬 니켈 코발트 망간 산화물(Lix(NiCoMn)O2), 리튬 니켈 코발트 알루미늄 산화물(Lix(NiCoAl)O2), 스피넬형 리튬망간 산화물(LixMn2O4), 또는 이산화망간(MnO2)과 같은 산화물 또는 리튬 철 인산염(LixFePO4), 또는 리튬 망간 인산염(LixMnPO4)과 같은 올리빈(olivine)형 화합물일 수 있다.Referring to FIG. 1 , a
음극(150)은 배터리의 방전 시에 애노드(anode)로 동작하여 전해질에 대하여 리튬 이온을 방출하고, 충전 시에 캐소드(cathode)로 동작하여 환원된 리튬 원자를 보관하는 전극일 수 있다. 음극(150)의 상세한 구성에 관해서는 후술한다. The
분리막(170)은 리튬 이온을 통과시키면서 양극(160)과 음극(150)의 전기적 접촉을 방지하는 부재일 수 있다. 일부 실시예에서, 분리막(170)은 리튬 이온의 통과가 가능한 크기의 미세 기공(pore)을 가지는 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌과 같은 고분자 재질을 포함할 수 있다. The
도 1을 참조하면, 양극(160), 음극(150) 및 분리막(170)은 배터리(100)를 구성하는 기본 단위로서, 배터리 셀(101)(battery cell)이라고 일컬어질 수 있다. 판상의 양극(160), 음극(150) 및 분리막(170)은 서로 적층된 상태에서 감겨질 수 있다. 배터리 셀을 권취함으로써, 복수의 셀을 적층하는 것에 비해 복수의 셀 간의 절연을 위해 소모되는 공간이 감소하므로 배터리의 실질적 에너지 밀도를 높일 수 있다. 권취된 상태의 배터리 셀은 젤리롤(jelly roll)이라고 일컬어질 수 있다. 젤리롤은 원형의 단면을 가지는 원통형 또는 스타디움형(stadium shape) 단면을 가지도록 감겨질 수 있다. 스타디움형 단면은 원통형 단면에 비해 두께 및 폭의 조절이 가능하여 공간 이용 효율이 증가될 수 있다. Referring to FIG. 1 , the
배터리 보호 부재(180)는 음극(150), 양극(160) 및 분리막(170)이 감겨지거나 접혀지거나 적층되어 수용되는 내부공간을 가진 용기일 수 있다. 배터리 보호 부재(180)는 금속(예컨대 알루미늄 또는 스테인레스 스틸), 폴리머 재질 또는 이들의 복합재를 포함할 수 있다. 도 1에서 배터리 보호 부재(180)가 파우치(pouch) 타입인 것이 도시되어 있으나, 이는 예시적인 것이며, 배터리 보호 부재(180)는 다면체형(prismatic, 통상 '각형'이라고 일컬어진다), 원통형, 또는 코인형과 같은 다양한 폼팩터를 가질 수 있다. The
배터리 보호 부재의 내부(180)에는 전해액(미도시)이 주입되고, 배터리 보호 부재(180)는 밀봉될 수 있다. 전해액은 물과 금속 간의 반응성을 고려하여 유기 전해액이 사용될 수 있다. 유기 전해액은 리튬 염과 유기 용매를 포함할 수 있다. 리튬 염은 LiPF6, LiBF4, LiSbF6, LiAsF6, LiN(SO2C2F5)2, Li(CF3SO2)2N, LiN(SO3C2F5)2, LiC4F9SO3, LiClO4, LiAlO2, LiAlCl4, LiCl, LiI, LiB(C2O4)2 중 하나 또는 이들의 혼합물일 수 있다. An electrolyte solution (not shown) may be injected into the inside 180 of the battery protection member, and the
유기 용매는 에틸렌 카보네이트, 부틸렌 카보네이트 또는 비닐렌 카보네이트와 같은 환형 카보네이트, 디메틸카보네이트, 메틸 에틸 카보네이트 또는 디에틸 카보네이트와 같은 선형 카보네이트, 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 또는 프로필 아세테이트와 같은 아세테이트계 화합물을 포함할 수 있다.The organic solvent may include a cyclic carbonate such as ethylene carbonate, butylene carbonate or vinylene carbonate, a linear carbonate such as dimethyl carbonate, methyl ethyl carbonate or diethyl carbonate, or an acetate-based compound such as methyl acetate, ethyl acetate, or propyl acetate. can
도 2a는 본 발명의 실시예들에 따른 배터리(200)를 나타내는 단면도이다. 2A is a cross-sectional view showing a
도 2b는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 배터리(200)의 확대 단면도이다. 2B is an enlarged cross-sectional view of a
도 2c는 본 발명의 실시예에 따른 배터리(200) 파우치(202)의 적층 구조를 나타내는 모식도이다.2C is a schematic diagram showing a laminated structure of a
도 2a의 단면은 도 1의 X-X' 기준선에 대한 절단면이다.The cross section of FIG. 2A is a cross section of the reference line XX' of FIG. 1 .
도 2b는 도 2a의 A 영역에 대한 확대도이다.FIG. 2B is an enlarged view of area A of FIG. 2A.
도 2a, 도 2b 및 도 2c를 참조하면, 배터리(200)는 배터리 셀(201) 및 파우치(202)를 포함할 수 있다. 배터리 셀(201)(예컨대 도 1의 배터리 셀(101))은 양극(예컨대 도 1의 양극(160)), 음극(예컨대 도 1의 음극(150)) 및 분리막(예컨대 도 1의 분리막(170))을 포함하고, 이들이 적층되어 전기화학반응을 통해 배터리(200)로서 동작가능한 최소단위일 수 있다. 일부 실시예에서, 배터리 셀(201)은 젤리롤로 감겨질 수 있다. 일부 실시예에서, 배터리 셀(201)은 적어도 하나의 평면 및 적어도 하나의 곡면을 가지는 형상, 예컨대 직사각형의 양 단부가 반원으로 마감된 형상인 스타디움(stadium) 형상의 단면을 가질 수 있다. Referring to FIGS. 2A , 2B and 2C , a
파우치(202)는 제 1 폴리머 층(210), 금속 층(232), 제 2 폴리머 층(231) 및 접착층(220)을 포함할 수 있다.The
제 1 폴리머 층(210)은 배터리 셀(201)이 배치되는 내부 공간(211)을 가지고, 배터리 셀(201)의 외부를 감싸며 실링하는 부재일 수 있다. 일부 실시예에서, 제 1 폴리머 층(210)은 막 형상의 폴리머 재질을 포함할 수 있다. 제 1 폴리머 층(210)은 적어도 하나의 내부 공간(211)을 가지도록 포밍되고, 내부 공간(211)을 외부로부터 실링하기 위하여 말단부가 서로 접합된 부위인 플랜지부(212)를 포함할 수 있다. 제 1 폴리머 층(210)의 폴리머 재질은 예컨대 폴리올레핀, TPU 또는 PVC와 같은 열가소성 폴리머 재질을 포함할 수 있다. 열가소성 폴리머는 포밍 성형이 용이하고 가열 융착을 통해 플랜지부(212)의 접합을 쉽게 할 수 있으며, 융착된 상태의 실링 성능이 높은 장점이 있다. 열가소성 폴리머는 무연신 폴리프로필렌(CPP; cast polypropylene)을 포함할 수 있다. 무연신 폴리프로필렌을 포함하는 제 1 폴리머 층(210)은 실링 강도가 우수하며 산소와 같은 화학물질의 투과성이 낮은 장점이 있다. The
제 2 폴리머 층(231)은 배터리 셀(210)을 감싸는 제 1 폴리머 층(210)을 외부에서 전체적으로 감싸서, 배터리(200)를 외력 및 이물질로부터 보호하는 층일 수 있다. 제 2 폴리머 층(231)은 기계적으로 높은 강도를 가지며 배터리(200)를 외력으로부터 보호하는 부재일 수 있다. 제 2 폴리머 층(231)은 예컨대 나일론, 초고분자량 폴리에틸렌, PET, PTFE, 및/또는 PEN과 같은 것을 포함할 수 있다.The
금속 층(232)은 제 2 폴리머 층(231)의 내부면 상에 적층되어 부착된 금속 박판을 포함할 수 있다. 금속 층(232)은 제 2 폴리머 층(231)의 강성을 보강하고, 수분과 같은 외부로부터의 화학물질에 대한 내침투성을 증대시킬 수 있다. 금속 층(232)은 성형성 및 내화학성이 우수한 금속, 예컨대 알루미늄 박판 또는 스테인레스 스틸 박판과 같은 재질을 포함할 수 있다. 도 2c를 참조하면, 일부 실시예에서, 금속 층(232)은 드라이 라미네이션(dry lamination) 층(233)에 의해 제 2 폴리머 층(231)의 내부에 부착될 수 있다. 제 2 폴리머 층(231) 및 제 2 폴리머 층(231)에 적층된 금속 층(232)으로 이루어진 층을 파우치의 외부 층(outer layer)(230)으로 정의할 수 있다.The
접착층(220)은 금속 층(232) 및 제 1 폴리머 층(210)의 사이에 위치하여 금속 층(232)의 내부면과 제 1 폴리머 층(210)의 외부면의 일부 영역을 상호 접착시키는 층일 수 있다. 접착층(220)은 감압 접착제, 화학 활성화 접착제, 열 활성화(heat activated) 접착제, 광 활성화 접착제 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 접착층(220)은 열 활성화 접착제를 포함할 수 있다. 열 활성화 접착제는 예컨대 에틸렌 비닐 아세테이트 또는 아크릴산과 같은 물질을 포함할 수 있다. 열 활성화 접착제는 배터리(200) 제조 도중 가열 압축 충전(heat press charge; HPC)과 같은 전지 활성화 단계를 거칠 시에, 또는 상술한 제 1 폴리머 층(210)의 열가소성 폴리머 재질이 융착을 위하여 가열될 시에 함께 가열되어 활성화(activate) 되므로, 별도의 접착제 활성화 또는 큐어링 공정을 필요로 하지 않아 배터리(200)의 제조 공정을 간소화시킬 수 있는 장점이 있다. 또한 접착층(220)은 외부 층(230)이 닫혀 제 1 폴리머 층(210)을 완전히 감싸도록 외부 층(230)을 상호 접합시키기 위해서 사용될 수 있다. The
일부 실시예에서, 제 1 폴리머 층(210)은 배터리 셀(201)의 곡면 및 평면과 상응하는 곡면부 및 평면부를 포함하고, 접착층(220)은 제 1 폴리머 층(210)의 평면 부위에 금속 층(232)을 접착시킬 수 있다. 곡면 부위가 접착될 시 곡면의 곡률 차이에 의해 파우치(202)의 외부 층(230)의 주름 또는 제 1 폴리머 층(210)의 과신장 내지 찢어짐이 발생될 위험이 있으므로, 제 1 폴리머 층(210) 및 금속 층(232)이 곡면 부위를 제외한 평면 영역에서 서로 접착됨으로써 이러한 위험을 감소시킬 수 있다. 또한, 제 1 폴리머 층(210) 및 금속 층(232)이 평면 영역에서 서로 접착됨으로써 파우치(202)의 내부에서 제 1 폴리머 층(210)가 유동되는 것을 방지할 수 있다. In some embodiments, the
또한, 제 1 폴리머 층(210)이 이미 내부 공간(211)을 가지도록 성형(예컨대 포밍)된 상태에서 외부 층(230)이 제 1 폴리머 층(210)을 감싸게 되므로, 파우치(202) 전체를 성형할 필요가 없다. 따라서 외부 층(230)의 제 2 폴리머 층(231) 및 금속 층(232)은 내부 공간(211) 성형에 따른 응력을 받지 않으며, 따라서 접착 층(220)은 종래의 파우치의 성형 시에 발생하는 층간 응력을 받지 않을 수 있다. 따라서, 본 발명의 접착 층(220)은 종래의 복합재 파우치에 사용되는 접착 수단, 예컨대 드라이 라미네이션 접착에 비해 낮은 접착력을 가지는 접착제, 예컨대 감압 접착제 또는 열 활성화 접착제를 포함할 수 있다. In addition, since the
도 3a는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 배터리(200)의 확대 단면도이다.3A is an enlarged cross-sectional view of a
도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 배터리(200) 및 비교예에 따른 배터리(10)를 대비하는 확대 단면도이다.3B is an enlarged cross-sectional view comparing a
도 3a를 참조하면, 배터리(200)의 제 1 폴리머 층(210)은 내부 공간(211)이 실링되도록 박막상의 폴리머 재질이 접합되어 형성된 플랜지부(212)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 플랜지부(212)는 내부 공간(211)이 실링되도록 제 1 폴리머 층(210)의 열가소성 폴리머 재질을 열융착하여 접합한 것일 수 있다. 플랜지부(212)는 충분한 실링 성능을 확보하기 위해 접합면적을 늘리기 위하여 연장될 수 있다. Referring to FIG. 3A , the
일부 실시예에서, 플랜지부(212)는 제 1 폴리머 층(210)의 외부면에 접하도록 절곡될 수 있다. 파우치(202)의 외부 층(230)은 절곡되어 제 1 폴리머 층(210)의 외부면에 접하는 플랜지부(212)를 외부에서 감쌀 수 있다. 플랜지부(212)는 외부 층(230)에 의해 둘러싸인 영역 안에 위치할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 플랜지부(212)와 금속 층(232) 사이에는 접착층(예: 도 2b의 접착층(220))이 위치할 수 있다. In some embodiments, the
일부 실시예에서, 외부 층(230)은 제 1 폴리머 층(210)을 전체적으로 감싸도록 닫혀짐으로써, 제 1 폴리머 층(210) 및 배터리 셀(201)을 보호할 수 있다. 접착 층(230)은 제 1 폴리머 층(210과 외부 층(230) 사이의 영역으로부터 외부 층(230)이 닫혀진 영역으로 연장되어, 외부 층(230)의 내부면(예컨대 금속 층(232))을 서로 접착시킴으로써 외부 층(230)을 닫을 수 있다. In some embodiments, the
도 3b를 참조하면, 비교예에 따른 배터리(10)는 드라이 라미네이션(dry lamination)에 의해 서로 접착되어 적층된 고강도 폴리머 층(14), 금속 층(13) 및 내부 폴리머 층(12)을 포함하는 하나의 복합 재질을 가지고, 복합 재질의 내부 폴리머 층(12), 금속 층(13) 및 고강도 폴리머 층(14)이 서로 접합됨으로써 내부 공간(211)을 실링하는 단일 파우치(11)를 포함하는 배터리(10)이다. 비교예에 의한 파우치(11)는 내부 폴리머 층(12)이 접합되어 실링될 수 있다. 실링된 부위(X)는 실링성능을 확보하기 위해 연장되어 있고, 구조적 강성을 확보하기 위해 실링된 부위(X)가 절곡되어 있다.Referring to FIG. 3B, the
비교예에 따른 배터리(10)는 실링된 부위(X)를 절곡할 시에, 다층 구조를 가지는 복합 재질의 파우치(11)는 내부 폴리머 층(12)뿐만 아니라 금속 층(13) 및 고강도 폴리머 층(14)이 함께 절곡되므로, 절곡 가공 반경이 증가함으로써 고강도 폴리머 층(14) 또는 금속 층(13) 중 적어도 하나에 과도한 인장 변형 및 손상이 유발될 위험이 있다. 또한 실링된 부위(X)에서 다수의 층들이 배치되므로 파우치(11)가 차지하는 공간(D1)이 증가할 수 있다. 파우치(11)가 차지하는 공간(D1)을 감소시키기 위해서는 절곡 가공을 타이트하게 해야 하며, 이 경우 고강도 폴리머 층(14) 및 금속 층(13)에 가해지는 인장 변형이 증가될 수 있다. When the sealed portion (X) of the
이와 대비하여 본 발명의 실시예에 따른 파우치(202)는 제 1 폴리머 층(210)만이 실링을 담당하므로, 얇은 제 1 폴리머 층(210)만으로 이루어진 플랜지부(212)가 절곡되어 금속 층(232) 및 제 2 폴리머 층(231)에 의해 감싸질 수 있다. 금속 층(232) 및 제 2 폴리머 층(231)은 제 1 폴리머 층(210)을 감싸기 위하여 플랜지부(212)에 비해 좁은 영역만이 접합되므로 비교예에 따른 배터리(10)의 파우치(11)의 실링된 부위(X)와 달리 절곡되지 않는다. 본 발명의 실시예에 따른 제 1 폴리머 층(210)은 다층 복합 재질인 비교예의 파우치에 비해 두께가 얇고 단일층으로서 절곡 가공시에 과도한 신장이 유발되지 않으며 CPP와 같은 열 가소성 폴리머 재질을 포함할 시에 유연성이 뛰어나 손상 위험이 상대적으로 낮을 수 있다. In contrast, in the
또한 본 발명의 실시예에 따르면, 제 1 폴리머 층(210)만이 실링 및 절곡되어 플랜지부(212)를 형성할 시에, 제 1 폴리머 층(210)은 비교예의 파우치(11)에 비해 두께가 얇으므로 본 발명의 파우치(202)가 차지하는 공간(D2)이 감소될 수 있다. 따라서 제 1 폴리머 층(210)은 실링 성능을 충분히 확보할 수 있는 넓은 실링 면적을 가지고, 또한 배터리(200)를 소형화시킬 수 있다. In addition, according to the embodiment of the present invention, when only the
도 4a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리(200)의 사시도이다.4A is a perspective view of a
도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리(200)의 단면도이다. 4B is a cross-sectional view of a
도 4c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리(200) 및 비교예에 따른 배터리(10)의 확대 단면도이다.4C is an enlarged cross-sectional view of a
도 4d는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리(200)의 내부 사시도이다. 4D is an internal perspective view of a
도 4b의 단면은 도 4a의 X-X' 기준선에 대한 절단면이다.The cross section of FIG. 4B is a cross section of the reference line XX' of FIG. 4A.
도 4c에 도시된 본 발명의 실시예는 도 4b의 A 부위에 대한 확대 단면도이다.An embodiment of the present invention shown in FIG. 4c is an enlarged cross-sectional view of area A of FIG. 4b.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 배터리(200)는 복수의 배터리 셀(201a, 201b)을 포함하고, 제 1 폴리머 층(210)은 복수의 배터리 셀(201a, 201b)이 각각 위치하며 각각의 배터리 셀(201)을 실링하는 복수의 내부 공간(211a, 211b)을 가질 수 있다. 배터리(200)는 단일 배터리 셀(201)의 크기 한계, 충방전 속도 및 효율의 한계, 또는 출력의 한계를 극복하기 위해 복수의 셀을 포함할 수 있다. 배터리(200)가 복수의 배터리 셀(201a, 201b)을 포함할 시에, 각각의 배터리 셀(201a, 201b)은 전극 간의 단락을 방지하기 위해 개별적으로 실링되어야 할 수 있다. 제 1 폴리머 층(210)은 복수의 내부 공간(211a, 211b)을 가짐으로써 각 배터리 셀(201)을 개별적으로 실링할 수 있다. 외부 층(230)의 제 2 폴리머 층(231) 및 금속 층(232)은 복수의 내부 공간(211a, 211b)을 가지는 제 1 폴리머 층(210)의 외부를 전체적으로 감쌀 수 있다. 4A and 4B, the
일부 실시예에서, 제 1 폴리머 층(210)은 복수의 내부 공간(211a, 211b)을 구분하도록 폴리머 재질을 상호 접합시킨 영역인 분절부(213)를 포함할 수 있다. 분절부(213)는 복수의 배터리 셀(201a, 201b) 사이에서, 제 1 폴리머 층(210)의 서로 대면하는 영역을 접합시킴으로써 형성될 수 있다. In some embodiments, the
도 4c를 참조하면, 비교예에 따른 배터리(10)는 드라이 라미네이션에 의해 접착되어 적층된 고강도 폴리머 층(14), 금속 층(13) 및 내부 폴리머 층(12)을 포함하는 하나의 복합 재질을 가지는 파우치(11)에 의해 개별적으로 실링된 복수의 배터리 셀을 포함하는 배터리(10)이다. 비교예에 의한 배터리(10)는 각 배터리 셀을 감싸는 파우치(11)가 개별적으로 접합되어 실링 및 절곡되고, 각 파우치(11)들이 실링 및 절곡된 영역이 서로 마주보도록 배치되어 인접한 영역(Y 영역)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 4C , the
비교예에 따른 배터리(10)는 파우치(11)의 실링된 부위의 구조적 강성을 확보하기 위해 실링된 부위를 절곡시킬 수 있다. 이를 절곡할 시에, 다층 구조를 가지는 복합 재질의 파우치(11)는 내부 폴리머 층(12)뿐만 아니라 금속 층(13) 및 고강도 폴리머 층(14)이 함께 절곡되므로, 절곡 가공 반경이 증가함으로써 고강도 폴리머 층(14) 또는 금속 층(13) 중 적어도 하나에 과도한 인장 변형 및 손상이 유발될 위험이 있다. 또한 각 파우치(11)가 인접한 영역(Y)에서 다수의 층들이 배치되므로 실링된 부위에서 배터리 셀 사이의 간격(D3)이 증가할 수 있다. 따라서 배터리의 크기가 증가될 수 있다. 배터리 셀 사이의 간격(D3)을 감소시키기 위해서는 절곡 가공을 타이트하게 해야 하며, 이 경우 고강도 폴리머 층(14) 및 금속 층(13)에 가해지는 인장 변형이 증가될 수 있다. In the
본 발명의 실시예에 따른 배터리(200)에서, 제 1 폴리머 층(210)의 분절부(213)에 의하여 복수의 배터리 셀(201a, 201b)이 상호간에 분리 실링되고, 제 1 폴리머 층(210)은 상대적으로 얇고 유연성이 높아 타이트한 절곡 가공이 가능하다. 따라서 복수의 배터리 셀(201a, 201b) 사이의 공간(D4)이 축소되어 복수의 배터리 셀(201a, 201b)을 가지는 배터리(200)의 크기 및 부피를 줄일 수 있다. 배터리(200)의 용량을 조립된 배터리(200) 전체의 부피로 나눈 값을 배터리 전체의 체적 에너지 밀도(volumetric energy density)라고 정의할 수 있으며, 본 발명의 실시예들은 배터리(200) 전체의 부피를 감소시킴으로써 체적 에너지 밀도를 향상시킬 수 있다. In the
또한, 다시 도 4b를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 배터리(200)는 복수의 배터리 셀(201a, 201b)이 서로 마주보는 방향의 반대 방향의 말단부(도 4a의 B 부위)에서, 도 3b에서 도시된 바와 같이 제 1 폴리머 층(210)이 접합 및 실링되어 형성된 플랜지부(212)가 절곡되어 외부 파우치(230)에 둘러싸인 영역 안에 위치할 수 있다. 도 3b를 참조하여 설명한 바와 같이, 상술한 구성은 비교예의 배터리(10)가 파우치(11)를 접합하여 실링함으로써 차지하는 공간에 비해 적은 공간을 차지할 수 있다. 따라서 본 발명의 배터리(200) 전체의 체적 에너지 밀도는 추가적으로 향상될 수 있다.Also, referring back to FIG. 4B , the
도 4d를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리(200)는 제 1 배터리 셀(201a) 및 제 1 배터리 셀(201a)에 비해 짧은 길이를 가지고 제 1 배터리 셀(201a)과 병렬적으로 배치된 제 2 배터리 셀(201b)을 포함할 수 있다. 배터리(200)는 전체적으로 L 자 또는 T 자와 같은 형상을 가질 수 있다. Referring to FIG. 4D , the
전자 장치의 내부 부품을 배치할 시에, 배터리(200)가 L 자 또는 T 자와 같은 형상을 가짐으로써 내부 구성요소 배치의 자유도가 향상될 수 있고 전자 장치의 내부 공간을 효율적으로 활용할 수 있다. 또한 발열에 취약한 배터리(200)를 고발열의 구성요소(예컨대 전자 장치의 AP, 카메라와 같은 구성요소)로부터 이격하여 설계하기에 용이할 수 있다. 젤리롤은 판형으로 적층된 전극판들이 감겨서 제작되므로, 1개의 배터리 셀(201)만으로는 L자 또는 T자와 같은 형상으로 제작되기 어렵다. 따라서 L자 또는 T자 형상의 배터리(200)는 서로 다른 길이를 가진 복수의 젤리롤 형 배터리 셀(201a, 201b)을 배치하여 제작될 수 있다. When arranging internal components of the electronic device, since the
비교예(예컨대 도 4c의 비교예에 따른 배터리(10))와 같이 복수의 젤리롤 형 배터리 셀을 개별적으로 파우치에 삽입 및 실링하여 전자 장치의 내부에 배치하는 경우, 상술한 바와 같이 파우치의 접합부위의 두께가 과도하므로 젤리롤 간의 공간이 과도하여, 배터리 전체의 체적 에너지 밀도가 감소될 수 있다. 이와 대비하여, 본 발명의 실시예들에 따르면, 배터리(200)는 복수의 젤리롤이 제 1 폴리머 층(210)의 분절부(213)에 의해 분리되므로 젤리롤 간의 공간이 축소되어 배터리(200)의 크기를 줄이고, 체적 에너지 밀도를 향상시키면서 전자 장치의 내부 공간을 효율적으로 활용할 수 있다.When a plurality of jelly-roll-type battery cells are individually inserted into and sealed into a pouch and disposed inside the electronic device as in the comparative example (eg, the
도 5a는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 배터리(200)의 단면도이다. 5A is a cross-sectional view of a
도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 배터리(200) 및 비교예에 따른 배터리(200)를 나타내는 확대 단면도이다. 5B is an enlarged cross-sectional view illustrating a
도 5c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리(200)를 나타내는 내부 사시도이다. 5C is an internal perspective view showing a
도 5a를 참조하면, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 배터리(200)는 배터리 셀(201)의 평면을 기준으로 수직 방향으로 적층된 복수의 배터리 셀(201a, 201b) 및 적층된 배터리 셀(201) 각각을 감싸고 실링하며 적층되는 복수의 제 1 폴리머 층(210)를 포함할 수 있다. 적층된 각 제 1 폴리머 층(210a, 210b)의 외부면은 복수의 제 1 폴리머 층(210)가 겹쳐지는 영역에서 서로 접합될 수 있다. 파우치(202)의 외부 층(230)(예: 금속 층(232) 및 제 2 폴리머 층(231))은 적층된 복수의 제 1 폴리머 층(210)를 외부에서 전체적으로 감쌀 수 있다. 배터리(200)는 단일 배터리 셀(201)의 크기 한계, 충방전 속도 및 효율의 한계, 출력의 한계를 극복하기 위해 복수의 배터리 셀(201a, 201b)을 포함할 수 있으며, 실장 면적의 축소를 위해 수직 방향으로 적층될 수 있다. 배터리(200)가 복수의 배터리 셀(201a, 201b)을 포함할 시에, 각각의 배터리 셀(201)은 전극 간의 단락을 방지하기 위해 개별적으로 실링되어야 할 수 있다. 복수의 제 1 폴리머 층(210)은 복수의 배터리 셀(201a, 201b)을 개별적으로 실링할 수 있다. Referring to FIG. 5A , a
외부 층(230)은 복수의 제 1 폴리머 층(210)의 외부를 전체적으로 감싸고 닫혀질 수 있다. 외부 층이 닫혀진 영역에서, 보조 접착 층(221)은 의해 외부 층(230)의 내부면(예컨대 금속 층(232))을 서로 접착시켜 외부 층(230)을 닫을 수 있다. 보조 접착 층(221)에 대하여는 모순되지 않는 한에서 접착 층(220)에 대한 설명을 참조할 수 있다. The
도 5b를 참조하면, 비교예에 따른 배터리(10)는 고강도 폴리머 층(14), 금속 층(13) 및 내부 폴리머 층(12)을 포함하는 하나의 복합 재질을 가지는 파우치(11)에 의해 개별적으로 실링되어 적층된 복수의 배터리 셀을 포함하는 배터리이다. Referring to FIG. 5B , the
비교예에 따른 배터리(10)는 다층 구조를 가지는 복합 재질의 파우치(11)가 각 배터리 셀을 각각 감싸고 있으므로, 복합 재질의 파우치(11)가 2중으로 적층되게 되어 배터리 셀 간의 공간(D5)이 증가할 수 있다. 따라서 배터리의 전체 두께가 증가될 수 있다. 배터리 셀 간의 공간(D5)을 감소시키기 위해서는 파우치(11)의 두께를 얇게 해야 하며, 이 경우 파우치의 강도가 약해져 배터리가 파손될 위험이 증가할 수 있다. In the
본 발명의 실시예에 따른 배터리(200)에서, 복수의 배터리 셀(201a, 201b)은 복수의 제 1 폴리머 층(210a, 210b)에 의해 상호 간에 분리 실링되고, 제 1 폴리머 층(210)은 복합 재질의 파우치(11)에 비해 상대적으로 얇으므로 복수의 배터리 셀(201a, 201b) 사이의 공간(D6)이 축소되어 복수의 배터리 셀(201a, 201b)을 가지는 배터리(200)의 전체 두께를 줄일 수 있다. 따라서 배터리(200) 전체의 체적 에너지 밀도를 향상시킬 수 있다. 일부 실시예에서는, 비교예에 비해 상대적으로 파우치(202)를 구성하는 제 1 폴리머 층(210), 제 2 폴리머 층(231) 및/또는 금속 층(232)의 두께를 증가시키더라도 실질적인 부피의 증가 및 체적 에너지 밀도의 감소 없이 배터리(200)의 안전성을 향상시킬 수 있다. 또한 제 1 폴리머 층(210)가 열가소성 폴리머를 포함하여, 복수의 제 1 폴리머 층(210)가 겹쳐지는 영역이 융착을 통해 접합되는 경우에는 복수의 배터리 셀(201a, 201b)을 상호 고정시키기 위하여 별도의 접착을 위한 층이 존재할 필요가 없으므로 두께를 더욱 감소시킬 수 있다. 또한, 복수의 제 1 폴리머 층(210) 간의 가열 융착은, 배터리(200)의 제조 시 상술한 HPC와 같은 가열 공정에서 함께 수행될 수 있으므로 배터리(200) 제조 시간 및 공정의 수를 절감할 수 있다. In the
또한, 도 3b에 도시한 바와 같이, 본 발명의 배터리(200)의 제 1 폴리머 층(210a, 210b)은 각각 접합되어 플랜지부(212a, 212b)를 형성하고, 플랜지부(212a, 212b)는 절곡되어 외부 층(230)으로 둘러싸인 내부에 위치함으로써, 배터리(200) 전체의 체적 에너지 밀도는 더욱 향상될 수 있다. In addition, as shown in FIG. 3B, the
도 5c를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리(200)는 제 1 배터리 셀(201a) 및 제 1 배터리 셀(201a)에 비해 작은 크기를 가지고 제 1 배터리 셀(201a)의 평면 방향에 대하여 수직으로 적층된 제 2 배터리 셀(201b)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 5C , a
전자 장치의 내부 부품을 배치할 시에, 서로 다른 크기를 가진 배터리(200)를 수직으로 적층하면 내부 구성요소 배치의 자유도가 향상될 수 있고 전자 장치의 내부 공간을 효율적으로 활용할 수 있다. When arranging the internal components of the electronic device, if the
복수의 젤리롤을 개별적으로 파우치에 삽입 및 실링하여 적층하는 경우, 상술한 바와 같이 파우치의 두께가 과도하므로 배터리 셀(201) 사이의 공간(D1)이 과도하여, 배터리(200) 전체의 체적 에너지 밀도가 감소될 수 있다. 이와 대비하여, 본 발명의 실시예들에 따르면, 배터리(200)는 복수의 젤리롤이 제 1 폴리머 층(210)의 분절부(213)에 의해 분리되므로 배터리 셀(201) 간의 공간이 축소되어 배터리(200)의 크기를 줄이고, 체적 에너지 밀도를 향상시키면서 전자 장치의 내부 공간을 효율적으로 활용할 수 있다.When a plurality of jelly rolls are individually inserted into a pouch and sealed and stacked, as described above, since the thickness of the pouch is excessive, the space D1 between the
본 발명의 다양한 실시예에 따른 배터리(200)는, 양극(160), 음극(150) 및 상기 양극(160) 및 음극(150)을 분리하는 분리막(170)을 포함하고, 적어도 하나의 평면 및 적어도 하나의 곡면을 포함하는 형상을 가지는 배터리 셀(201), 및 배터리 셀(201)의 외부를 감싸는 파우치(202)를 포함하고, 파우치(202)는, 배터리 셀(201) 각각이 위치하는 적어도 하나의 내부 공간(211)을 가지도록 성형되고 배터리 셀(201) 각각을 밀폐하여 배터리 셀(201) 각각의 외부를 감싸는 폴리머 막을 포함하는 제 1 폴리머 층(210), 제 1 폴리머 층(210)의 외부를 전체적으로 감싸고 제 1 폴리머 층(210)에 비해 높은 강도 및 강성을 가지는 제 2 폴리머 층(231), 제 2 폴리머 층(231)의 내부면 상에 적층(laminate) 및 부착된 금속 재질의 박판을 포함하는 금속 층(232), 금속 층(232)의 내부면 및 제 1 폴리머 층(210) 사이에 위치하고, 금속 층(232)의 내부면 및 제 1 폴리머 층(210)의 내부면의 일부를 상호 접착시키는 접착층(220)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 배터리 셀(201)은 서로 적층된 판상의 상기 양극(160), 상기 음극(150) 및 상기 분리막(170)이 적어도 하나의 평면 및 곡면을 가지는 형상으로 감겨진 젤리롤(jellyroll)일 수 있다. 일부 실시예에서, 접착층(220)은 열 활성화(heat activated) 접착제를 포함할 수 있다. The
일부 실시예에서, 제 1 폴리머 층(210)은 열가소성 폴리머 재질을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 열가소성 폴리머 재질은 CPP(Cast PolyPropylene)를 포함할 수 있다. In some embodiments, the
일부 실시예에서, 제 1 폴리머 층(210)은 내부 공간(211)이 외부에 대하여 실링되도록 상기 박막상의 폴리머 재질이 서로 접합된 플랜지부(212)를 포함하고, 플랜지부(212)는 제 1 폴리머 층(210)의 외부면에 대면하도록 절곡되고 금속 층(232)의 내부에 위치할 수 있다. 일부 실시예에서, 제 1 폴리머 층(210)은 적어도 하나의 평면부 및 적어도 하나의 곡면부를 포함하고, 접착층(220)은 제 1 폴리머 층(210)의 상기 평면부 및 상기 평면부와 대면하는 금속 층(232)의 내부면의 영역을 상호 접착시킬 수 있다. In some embodiments, the
일부 실시예에서, 배터리 셀(201)의 평면을 기준으로 수평 방향으로 병렬적으로 배치된 복수의 배터리 셀(201a, 201b)을 포함하고, 제 1 폴리머 층(210)은 복수의 배터리 셀(201a, 201b)이 각각 위치하고, 서로 구분된 복수의 내부 공간(211a, 211b))을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 제 1 폴리머 층(210)은 복수의 내부 공간(211a, 211b)을 구분하도록 상기 폴리머 재질이 상호 접합된 영역인 분절부(213)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 복수의 배터리 셀(201a, 201b)은 제 1 배터리 셀(201a) 및 상기 제 1 배터리 셀(201a)에 비해 상대적으로 작은 크기를 가지는 제 2 배터리 셀(201b)을 포함할 수 있다. In some embodiments, a plurality of
일부 실시예에서, 배터리 셀(201)의 평면을 기준으로 수직 방향으로 적층된 복수의 배터리 셀(201a, 201b), 및 상기 적층된 복수의 배터리 셀(201a, 201b)을 각각 감싸고 적층된 복수의 제 1 폴리머 층(210a, 210b)(210)을 포함하며, 금속 층(232) 및 제 2 폴리머 층(231)은 상기 적층된 복수의 제 1 폴리머 층(210a, 210b)을 외부에서 전체적으로 감쌀 수 있다. In some embodiments, a plurality of
일부 실시예에서, 상기 복수의 제 1 폴리머 층(210a, 210b)은 상기 복수의 제 1 폴리머 층(210a, 210b)이 적층되어 서로 겹쳐지는 영역에서 서로 접합될 수 있다. 일부 실시예에서, 복수의 배터리 셀(201a, 201b)은 제 1 배터리 셀(201a) 및 상기 제 1 배터리 셀(201a)에 비해 상대적으로 작은 크기를 가지는 제 2 배터리 셀(201b)을 포함할 수 있다. In some embodiments, the plurality of
본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리용 파우치(202)는, 양극(160), 음극(150) 및 상기 양극(160) 및 음극(150)을 분리하는 분리막(170)을 포함하고 적어도 하나의 평면 및 적어도 하나의 곡면을 포함하는 형상을 가지는 배터리 셀(201)을 포함하는 배터리의 파우치(202)에 있어서, 배터리 셀(201) 각각이 위치하는 적어도 하나의 내부 공간(211)을 가지도록 성형되고 배터리 셀(201) 각각을 밀폐하도록 접합되며 배터리 셀(201) 각각의 외부를 감싸며 폴리머 박막을 포함하는 제 1 폴리머 층(210), 제 1 폴리머 층(210)의 외부를 전체적으로 감싸고 제 1 폴리머 층(210)에 비해 높은 강도 및 강성을 가지는 제 2 폴리머 층(231), 제 2 폴리머 층(231)의 내부면 상에 적층(laminate) 및 부착된 금속 재질의 박판을 포함하는 금속 층(232), 금속 층(232)의 내부면 및 제 1 폴리머 층(210) 사이에 위치하고, 금속 층(232)의 내부면 및 제 1 폴리머 층(210)의 내부면의 일부를 상호 접착시키는 접착층(220)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 제 1 폴리머 층(210)은 열가소성 폴리머 재질을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 열가소성 폴리머 재질은 CPP(Cast PolyPropylene)를 포함할 수 있다. A
일부 실시예에서, 제 1 폴리머 층(210)은 내부 공간(211)이 실링되도록 상기 박막상의 폴리머 재질이 서로 접합된 플랜지부(212)를 포함하고, 플랜지부(212)는 제 1 폴리머 층(210)의 외부면에 대면하도록 절곡되어 금속 층(232)으로 둘러싸인 영역의 내부에 위치할 수 있다. 일부 실시예에서, 제 1 폴리머 층(210)은 적어도 하나의 평면부 및 적어도 하나의 곡면부를 포함하고, 접착층(220)은 제 1 폴리머 층의 상기 평면부 및 상기 평면부와 대면하는 금속 층(232)의 내부면의 영역을 상호 접착시킬 수 있다. In some embodiments, the
일부 실시예에서, 제 1 폴리머 층(210)은, 서로 구분된 복수의 내부 공간(211a, 211b), 및 복수의 내부 공간(211a, 211b)을 구분하도록 상기 폴리머 재질이 상호 접합된 영역인 분절부(213)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 제 1 폴리머 층(210)은, 적층된 복수의 제 1 폴리머 층(210a, 210b)(210)을 포함하고, 상기 복수의 제 1 폴리머 층(210a, 210b)은 상기 복수의 제 1 폴리머 층(210a, 210b)이 적층되어 겹쳐지는 영역에서 서로 접합될 수 있다.In some embodiments, the
그리고 본 명세서와 도면에 개시된 본 문서에 개시된 실시예들은 본 문서에 개시된 실시예에 따른 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 문서에 개시된 실시예의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 문서에 개시된 실시예의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 문서에 개시된 다양한 실시예의 범위는 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 문서에 개시된 다양한 실시예의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 문서에 개시된 다양한 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.In addition, the embodiments disclosed in this document disclosed in the specification and drawings are only presented as specific examples to easily explain the technical content according to the embodiment disclosed in this document and help understanding of the embodiment disclosed in this document. It is not intended to limit the scope of the examples. Therefore, the scope of various embodiments disclosed in this document is that all changes or modified forms derived based on the technical ideas of various embodiments disclosed in this document, in addition to the embodiments disclosed herein, are included in the scope of various embodiments disclosed in this document. should be interpreted
200: 배터리
201: 배터리 셀
201a: 제 1 배터리 셀
201b: 제 2 배터리 셀
210: 제 1 폴리머 층
211: 내부 공간
212: 플랜지부
213: 분절부
220: 접착층
230: 외부 층
231: 제 2 폴리머 층
232: 금속 층
233: DL 층200: battery
201: battery cell
201a: first battery cell
201b: second battery cell
210: first polymer layer
211: inner space
212: flange part
213 segmentation
220: adhesive layer
230: outer layer
231 second polymer layer
232: metal layer
233: DL layer
Claims (20)
양극, 음극 및 상기 양극 및 음극을 분리하는 분리막을 포함하고, 적어도 하나의 평면 및 적어도 하나의 곡면을 포함하는 형상을 가지는 배터리 셀; 및
상기 배터리 셀의 외부를 감싸는 파우치를 포함하고,
상기 파우치는,
상기 배터리 셀 각각이 위치하는 적어도 하나의 내부 공간을 가지도록 성형되고 상기 배터리 셀 각각을 밀폐하여 상기 배터리 셀 각각의 외부를 감싸는 폴리머 막을 포함하는 제 1 폴리머 층;
상기 제 1 폴리머 층의 외부를 전체적으로 감싸고 상기 제 1 폴리머 층에 비해 높은 강도 및 강성을 가지는 제 2 폴리머 층;
상기 제 2 폴리머 층의 내부면 상에 적층(laminate) 및 부착된 금속 재질의 박판을 포함하는 금속 층;
상기 금속 층의 내부면 및 상기 제 1 폴리머 층 사이에 위치하고, 상기 금속 층의 내부면 및 상기 제 1 폴리머 층의 내부면의 일부를 상호 접착시키는 접착층을 포함하는 배터리. in the battery,
A battery cell including a positive electrode, a negative electrode, and a separator separating the positive electrode and the negative electrode, and having a shape including at least one flat surface and at least one curved surface; and
Including a pouch surrounding the outside of the battery cell,
The pouch,
a first polymer layer formed to have at least one inner space where each of the battery cells is located and including a polymer film that seals each of the battery cells and surrounds the outside of each of the battery cells;
a second polymer layer entirely surrounding the outside of the first polymer layer and having higher strength and rigidity than the first polymer layer;
a metal layer including a thin plate of a metal material laminated and attached to the inner surface of the second polymer layer;
An adhesive layer disposed between the inner surface of the metal layer and the first polymer layer, and bonding the inner surface of the metal layer and a part of the inner surface of the first polymer layer to each other.
상기 배터리 셀은 서로 적층된 판상의 상기 양극, 상기 음극 및 상기 분리막이 적어도 하나의 평면 및 곡면을 가지는 형상으로 감겨진 젤리롤(jelly-roll)인 배터리. According to claim 1,
The battery cell is a jelly-roll battery in which the positive electrode, the negative electrode, and the separator in the form of plates stacked on each other are wound into a shape having at least one flat surface and a curved surface.
상기 접착층은 열 활성화(heat activated) 접착제를 포함하는 배터리. According to claim 1,
The battery of claim 1, wherein the adhesive layer includes a heat activated adhesive.
상기 제1 폴리머 층은 열가소성 폴리머 재질을 포함하는 배터리. According to claim 1,
The battery of claim 1 wherein the first polymer layer includes a thermoplastic polymer material.
상기 열가소성 폴리머 재질은 CPP(Cast PolyPropylene)를 포함하는 배터리. According to claim 4,
The thermoplastic polymer material is a battery containing CPP (Cast PolyPropylene).
상기 제 1 폴리머 층은 상기 내부 공간이 외부에 대하여 실링되도록 상기 박막상의 폴리머 재질이 서로 접합된 플랜지부를 포함하고,
상기 플랜지부는 상기 제 1 폴리머 층의 외부면에 대면하도록 절곡되고 상기 금속 층의 내부에 위치하는 배터리. According to claim 1,
The first polymer layer includes a flange portion in which the polymer materials on the thin film are bonded to each other so that the inner space is sealed against the outside,
The flange portion is bent to face the outer surface of the first polymer layer and is located inside the metal layer.
상기 제 1 폴리머 층은 적어도 하나의 평면부 및 적어도 하나의 곡면부를 포함하고,
상기 접착층은 제 1 폴리머 층의 상기 평면부 및 상기 평면부와 대면하는 상기 금속 층의 내부면의 영역을 상호 접착시키는 배터리. According to claim 1,
the first polymer layer includes at least one planar portion and at least one curved portion;
The adhesive layer bonds the planar portion of the first polymer layer and the region of the inner surface of the metal layer facing the planar portion to each other.
상기 배터리 셀의 평면을 기준으로 수평 방향으로 병렬적으로 배치된 복수의 상기 배터리 셀을 포함하고,
상기 제 1 폴리머 층은 복수의 상기 배터리 셀이 각각 위치하고, 서로 구분된 복수의 상기 내부 공간을 포함하는 배터리.According to claim 1,
Including a plurality of the battery cells arranged in parallel in a horizontal direction with respect to the plane of the battery cells,
The first polymer layer includes a plurality of internal spaces in which a plurality of the battery cells are respectively located and separated from each other.
복수의 상기 젤리롤은 제 1 배터리 셀 및 상기 제 1 배터리 셀에 비해 상대적으로 작은 크기를 가지는 제 2 배터리 셀을 포함하는 배터리.According to claim 8,
The plurality of jelly rolls include a first battery cell and a second battery cell having a relatively smaller size than the first battery cell.
상기 배터리 셀의 평면을 기준으로 수직 방향으로 적층된 복수의 상기 배터리 셀; 및
상기 적층된 복수의 상기 배터리 셀을 각각 감싸고 적층된 복수의 상기 제 1 폴리머 층을 포함하며,
상기 금속 층 및 상기 제 2 폴리머 층은 상기 적층된 복수의 제 1 폴리머 층을 외부에서 전체적으로 감싸는 배터리.According to claim 1,
a plurality of battery cells stacked in a vertical direction with respect to a plane of the battery cells; and
It includes a plurality of first polymer layers stacked and surrounding each of the plurality of stacked battery cells,
The battery of claim 1 , wherein the metal layer and the second polymer layer entirely surround the stacked plurality of first polymer layers from the outside.
상기 복수의 제 1 폴리머 층은 상기 복수의 제 1 폴리머 층이 적층되어 서로 겹쳐지는 영역에서 서로 접합되는 배터리.According to claim 11,
The plurality of first polymer layers are bonded to each other in regions where the plurality of first polymer layers are stacked and overlap each other.
복수의 상기 배터리 셀은 제 1 배터리 셀 및 상기 제 1 배터리 셀에 비해 상대적으로 작은 크기를 가지는 제 2 배터리 셀을 포함하는 배터리. According to claim 11,
The plurality of battery cells include a first battery cell and a second battery cell having a relatively smaller size than the first battery cell.
상기 배터리 셀 각각이 위치하는 적어도 하나의 내부 공간을 가지도록 성형되고 상기 배터리 셀 각각을 밀폐하도록 접합되며 상기 배터리 셀 각각의 외부를 감싸며 폴리머 박막을 포함하는 제 1 폴리머 층;
상기 제 1 폴리머 층의 외부를 전체적으로 감싸고 상기 제 1 폴리머 층에 비해 높은 강도 및 강성을 가지는 제 2 폴리머 층;
상기 제 2 폴리머 층의 내부면 상에 적층(laminate) 및 부착된 금속 재질의 박판을 포함하는 금속 층;
상기 금속 층의 내부면 및 상기 제 1 폴리머 층 사이에 위치하고, 상기 금속 층의 내부면 및 상기 제 1 폴리머 층의 내부면의 일부를 상호 접착시키는 접착층을 포함하는 배터리용 파우치. In the battery pouch including a battery cell including a positive electrode, a negative electrode, and a separator separating the positive electrode and the negative electrode and having a shape including at least one flat surface and at least one curved surface,
a first polymer layer formed to have at least one inner space in which each of the battery cells is located, bonded to seal each of the battery cells, and including a polymer thin film surrounding the outside of each of the battery cells;
a second polymer layer entirely surrounding the outside of the first polymer layer and having higher strength and rigidity than the first polymer layer;
a metal layer including a thin plate of a metal material laminated and attached to the inner surface of the second polymer layer;
An adhesive layer disposed between the inner surface of the metal layer and the first polymer layer and bonding the inner surface of the metal layer and a part of the inner surface of the first polymer layer to each other.
상기 제 1 폴리머 층은 열가소성 폴리머 재질을 포함하는 배터리용 파우치. 15. The method of claim 14,
The first polymer layer is a pouch for a battery comprising a thermoplastic polymer material.
상기 열가소성 폴리머 재질은 CPP(Cast PolyPropylene)를 포함하는 배터리용 파우치.According to claim 15,
The thermoplastic polymer material is a pouch for a battery containing CPP (Cast PolyPropylene).
상기 제 1 폴리머 층은 상기 내부 공간이 실링되도록 상기 박막상의 폴리머 재질이 서로 접합된 플랜지부를 포함하고,
상기 플랜지부는 상기 제 1 폴리머 층의 외부면에 대면하도록 절곡되어 상기 금속 층으로 둘러싸인 영역의 내부에 위치하는 배터리용 파우치.15. The method of claim 14,
The first polymer layer includes a flange portion in which the polymer materials on the thin film are bonded to each other so that the inner space is sealed,
The flange portion is bent to face the outer surface of the first polymer layer and is positioned inside a region surrounded by the metal layer.
상기 제 1 폴리머 층은 적어도 하나의 평면부 및 적어도 하나의 곡면부를 포함하고,
상기 접착층은 제 1 폴리머 층의 상기 평면부 및 상기 평면부와 대면하는 상기 금속 층의 내부면의 영역을 상호 접착시키는 배터리용 파우치. 15. The method of claim 14,
the first polymer layer includes at least one planar portion and at least one curved portion;
The adhesive layer adheres the flat portion of the first polymer layer and the area of the inner surface of the metal layer facing the flat portion to each other.
상기 제 1 폴리머 층은,
서로 구분된 복수의 상기 내부 공간; 및
복수의 상기 내부 공간을 구분하도록 상기 폴리머 재질이 상호 접합된 영역인 분절부를 포함하는 배터리용 파우치. 15. The method of claim 14,
The first polymer layer,
a plurality of the inner spaces separated from each other; and
A pouch for a battery comprising a segmented portion, which is a region in which the polymer material is mutually bonded to divide the plurality of internal spaces.
상기 제 1 폴리머 층은, 적층된 복수의 상기 제 1 폴리머 층을 포함하고, 상기 복수의 제 1 폴리머 층은 상기 복수의 제 1 폴리머 층이 적층되어 겹쳐지는 영역에서 서로 접합되는 배터리용 파우치. 15. The method of claim 14,
The first polymer layer includes a plurality of stacked first polymer layers, and the plurality of first polymer layers are bonded to each other in a region where the plurality of first polymer layers are stacked and overlapped.
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