KR20230051711A - 배터리 및 상기 배터리를 구비하는 전자 장치 - Google Patents

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KR20230051711A
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차오 쩡
싱화 타오
자이빈 시에
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닝더 엠프렉스 테크놀로지 리미티드
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Abstract

배터리는 케이싱 및 케이싱 내에 설치된 셀을 포함한다. 케이싱은 전기적으로 절연된 제1 하우징 및 제2 하우징을 포함한다. 제2 하우징은 제1 하우징에 장착된다. 셀은 제1 극편, 제2 극편 및, 제1 극편과 제2 극편 사이에 위치하는 세퍼레이터를 포함한다. 배터리는 케이싱 내에 수용되고 전기적으로 절연된 제1 전도성 부재 및 제2 전도성 부재를 더 포함하고, 제1 전도성 부재는 제1 극편 및 제1 하우징에 전기적으로 연결되며, 제2 전도성 부재는 제2 극편 및 제2 하우징에 전기적으로 연결된다. 제1 전도성 부재 및 제2 전도성 부재는 전도성 구조를 구성하고, 제1 극편, 세퍼레이터 및 제2 극편은 전도성 구조에 권취되어 셀을 형성한다. 제1 극편의 시작 단부 및 제2 극편의 시작 단부는 제1 전도성 부재와 제2 전도성 부재 사이에 위치한다. 본 출원은 전자 장치를 더 제공한다. 본 출원은 배터리의 내부 공간 활용도 및 에너지 밀도를 향상시킬 수 있다.

Description

배터리 및 상기 배터리를 구비하는 전자 장치
본 출원은 에너지 저장 기술 분야에 관한 것으로, 특히 배터리 및 상기 배터리를 구비하는 전자 장치에 관한 것이다.
노트북 컴퓨터, 휴대폰, 핸드헬드(handheld, 휴대용) 게임 콘솔, 태블릿 컴퓨터, 보조 배터리, 드론과 같은 소비자 전자 제품의 대중화로 배터리에 대한 사람들의 요구 사항은 점점 더 엄격해지고 있다. 현재 배터리의 구조는 주로 권취형과 적층형으로 구분된다. 흔히 볼 수 있는 권취형 구조의 배터리는, 권취 바늘을 통해 양극 극편, 음극 극편 및 2중 세퍼레이터를 4중 구조로 적층한 후 권취(捲取)하여야 한다. 권취가 완료된 후에는 셀을 얻기 위해 상기 권취 바늘을 꺼내야 한다.
그러나, 권취 바늘을 꺼낸 후에, 셀의 권취 시작 단부에 중공 공간이 남게 되어, 배터리의 내부 공간 활용도가 낮고, 에너지 밀도가 손실된다. 또한, 양극 극편 및 음극 극편의 꼬리(tail)는 전자 전도를 구현하기 위해 탭에 용접되어야 하며, 탭은 또한 금속 시트에 어댑팅 용접되어야 한다.
이러한 점을 감안하여, 배터리의 내부 공간 활용도 및 에너지 밀도를 향상시킬 수 있는 배터리를 제공할 필요가 있다.
이 밖에, 상술한 배터리를 구비하는 전자 장치를 제공할 필요가 있다.
본 출원은 케이싱 및 케이싱 내에 설치된 셀을 포함하는 배터리를 제공한다. 케이싱은 전기적으로 절연된 제1 하우징 및 제2 하우징을 포함한다. 제2 하우징은 제1 하우징에 장착된다. 셀은 제1 극편, 제2 극편 및, 제1 극편과 제2 극편 사이에 위치하는 세퍼레이터를 포함한다. 배터리는 케이싱 내에 수용되고 전기적으로 절연된 제1 전도성 부재 및 제2 전도성 부재를 더 포함하며, 제1 전도성 부재는 제1 극편 및 제1 하우징에 전기적으로 연결되고, 제2 전도성 부재는 제2 극편 및 제2 하우징에 전기적으로 연결된다. 제1 전도성 부재 및 제2 전도성 부재는 전도성 구조를 구성하고, 제1 극편, 세퍼레이터 및 제2 극편은 전도성 구조에 권취되어 셀을 형성한다. 제1 극편의 시작 단부 및 제2 극편의 시작 단부는 제1 전도성 부재와 제2 전도성 부재 사이에 위치한다.
본 출원의 일부 실시형태에 있어서, 제1 극편 및 제2 극편은 제1 전도성 부재와 제2 전도성 부재 사이의 간극에서 거의 동일한 방향으로 연장되어 있다.
본 출원의 일부 실시형태에 있어서, 제1 극편은 제1 집전체를 포함한다. 제1 집전체는 제1 빈 포일 영역 및 제1 코팅막 영역을 포함하며, 제1 빈 포일 영역에는 제1 활성 물질층이 설치되어 있지 않고, 제1 코팅막 영역에는 제1 활성 물질층이 설치되어 있다. 제1 전도성 부재는 제1 빈 포일 영역에 전기적으로 연결되어 있다. 제2 극편은 제2 집전체를 포함한다. 제2 집전체는 제2 빈 포일 영역 및 제2 코팅막 영역을 포함하며, 제2 빈 포일 영역에는 제2 활성 물질층이 설치되어 있지 않고, 제2 코팅막 영역에는 제2 활성 물질층이 설치되어 있다. 제2 전도성 부재는 제2 빈 포일 영역에 전기적으로 연결되어 있다.
본 출원의 일부 실시형태에 있어서, 제1 전도성 부재는 제1 접속면을 포함한다. 제2 전도성 부재는 제1 접속면을 향한 제2 접속면을 포함한다. 제1 접속면은 제1 빈 포일 영역에 전기적으로 연결되어 있다. 제2 접속면은 제2 빈 포일 영역에 전기적으로 연결되어 있다.
본 출원의 일부 실시형태에 있어서, 제1 전도성 부재는 제1 접속면에 연결되는 제1 측면을 더 포함한다. 제2 전도성 부재는 제2 접속면에 연결되는 제2 측면을 더 포함한다. 제1 측면 및 제2 측면은 함께 전도성 구조의 외측면을 구성한다. 제1 빈 포일 영역의 일부 및 제2 빈 포일 영역의 일부는 전도성 구조의 외측면을 둘러싼다.
본 출원의 일부 실시형태에 있어서, 전도성 구조의 외측면을 둘러싸는 제1 빈 포일 영역 및 전도성 구조의 외측면을 둘러싸는 제2 빈 포일 영역의 표면적은 모두 전도성 구조의 외측면의 표면적보다 작거나 같다.
본 출원의 일부 실시형태에 있어서, 세퍼레이터는 또한 제1 접속면과 제2 접속면 사이에 위치한다. 세퍼레이터는 제1 전도성 부재와 제2 전도성 부재를 전기적으로 절연시킨다.
본 출원의 일부 실시형태에 있어서, 제1 접속면과 제2 접속면 사이에는 절연성 접착제층이 설치된다. 절연성 접착제층은 제1 전도성 부재와 제2 전도성 부재를 전기적으로 절연시킨다.
본 출원의 일부 실시형태에 있어서, 셀의 권취 축선 방향을 따라, 제1 빈 포일 영역의 폭은 제1 코팅막 영역의 폭과 동일하고, 및/또는 제2 빈 포일 영역의 폭은 제2 코팅막 영역의 폭과 동일하다.
본 출원의 일부 실시형태에 있어서, 제1 전도성 부재는 제1 하우징에 전기적으로 연결되는 제1 단부 및 제1 단부와 대향되게 설치된 제2 단부를 포함한다. 제2 전도성 부재는 제2 하우징에 전기적으로 연결되는 제3 단부 및 제3 단부와 대향되게 설치된 제4 단부를 포함한다. 셀의 권취 축선 방향을 따라, 제1 단부는 제4 단부보다 돌출되어 있고, 제3 단부는 제2 단부보다 돌출되어 있다.
본 출원의 일부 실시형태에 있어서, 제1 단부가 제4 단부보다 돌출된 높이는 2mm보다 작고, 제3 단부가 제2 단부보다 돌출된 높이는 2mm보다 작다.
본 출원의 일부 실시형태에 있어서, 배터리는 제1 고정 부재를 더 포함한다. 제1 고정 부재는 제1 하우징과 셀 사이에 설치된다. 제1 고정 부재는 제4 단부와 제1 하우징을 전기적으로 절연시킨다. 제1 단부는 제1 고정 부재를 관통하여 제1 하우징에 전기적으로 연결된다.
본 출원의 일부 실시형태에 있어서, 배터리는 제2 고정 부재를 더 포함한다. 제2 고정 부재는 제2 하우징과 셀 사이에 설치된다. 제2 고정 부재는 제2 단부와 제2 하우징을 전기적으로 절연시킨다. 제3 단부는 제2 고정 부재를 관통하여 제2 하우징에 전기적으로 연결된다.
본 출원의 일부 실시형태에 있어서, 셀의 권취 축선 방향을 따라, 제1 전도성 부재 및 제2 전도성 부재 중 적어도 하나에는 포지셔닝 홀이 설치된다.
본 출원의 일부 실시형태에 있어서, 전도성 구조의 횡단면의 전체적인 형상은 규칙적인 기하학적 형상이다.
본 출원의 일부 실시형태에 있어서, 전도성 구조의 횡단면의 전체적인 형상은 직사각형, 육각형, 원형 또는 타원형이다.
본 출원은 상술한 배터리를 포함하는 전자 장치를 더 제공한다.
본 출원에서는 전도성 구조를 설치하고, 제조 시에 전도성 구조를 통해 제1 극편, 세퍼레이터 및 제2 극편을 권취할 수 있다. 따라서, 전도성 구조는 선행기술의 권취 바늘을 대체할 수 있고, 권취되어 셀을 형성한 후 전도성 구조를 꺼낼 필요가 없기 때문에, 전도성 구조를 탭으로 사용하여 극편의 전기적 극성을 인출할 수 있다. 전도성 구조는 선행기술의 권취 바늘을 꺼낸 후 셀의 권취 시작 단부에 남아 있는 중공 공간을 충분히 활용할 수 있으며, 셀의 외부 링과 하우징 사이의 공간을 추가로 차지하지 않기 때문에, 배터리의 내부 공간 활용도를 향상시킬 수 있고, 배터리의 에너지 밀도를 향상시킬 수 있다. 또한, 제1 극편의 시작 단부 및 제2 극편의 시작 단부가 제1 전도성 부재와 제2 전도성 부재 사이에 위치하기 때문에, 전도성 구조에 권취될 때에, 제1 극편의 활성 물질층 및 제2 극편의 활성 물질층이 충분히 대응되도록 설치하기 편리하고, 또한 극편의 리튬 석출 위험을 줄일 수 있으며, 배터리의 안전성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 출원의 일 실시형태에 따른 배터리의 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 배터리의 분해도이다.
도 3a는 도 1에 도시된 배터리의 제1 극편 및 제2 극편이 전도성 구조에 권취된 때의 모식도이다.
도 3b는 도 1에 도시된 배터리의 제1 극편 및 제2 극편의 전개된 모식도이다.
도 4는 도 3a에 도시된 전도성 구조의 모식도이다.
도 5는 도 3a에 도시된 전도성 구조의 다른 실시예의 모식도이다.
도 6은 도 3a에 도시된 전도성 구조의 또 다른 실시예의 모식도이다.
도 7은 도 3a에 도시된 전도성 구조의 또 다른 실시예의 모식도이다.
도 8은 도 3a에 도시된 전도성 구조의 또 다른 실시예의 모식도이다.
도 9는 도 3a에 도시된 전도성 구조의 또 다른 실시예의 모식도이다.
도 10은 도 3a에 도시된 전도성 구조의 또 다른 실시예의 모식도이다.
도 11은 도 3b에 도시된 제1 극편의 다른 각도의 모식도이다.
도 12는 도 3b에 도시된 제2 극편의 다른 각도의 모식도이다.
도 13은 본 출원의 일 실시형태에 따른 전자 장치의 구조적인 모식도이다.
아래에서 상술한 도면을 참조하여 본 출원을 더욱 상세히 설명한다.
이하, 본 출원의 실시예의 도면을 참조하여 본 출원의 실시예의 과제 해결 수단을 명확하고 완전하게 설명하며, 여기에서 설명되는 실시예는 본 출원의 전부가 아닌 일부 실시예에 불과하다.
달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 출원이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자가 일반적으로 이해하는 것과 동일한 의미를 갖는다. 본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 구체적인 실시형태를 설명하기 위해 사용되는 것으로, 본 출원을 한정하려는 의도가 아니다.
아래에서 도면을 참조하여 본 출원의 일부 실시형태에 대해 상세히 설명한다. 충돌(모순)하지 않는 경우, 아래 실시형태 및 실시형태 중의 특징은 서로 결합될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 출원의 일 실시형태는 배터리(100)를 제공한다. 본 출원의 배터리(100)는 리튬 금속 이차 전지, 리튬 이온 이차 전지, 리튬 폴리머 이차 전지 및 리튬 이온 폴리머 이차 전지를 포함하는 리튬 이차 전지일 수 있다. 다른 실시형태에서, 배터리(100)는 또한 모든 종류의 일차 전지, 이차 전지, 연료 전지 또는 태양 전지일 수 있다.
배터리(100)는 케이싱(10) 및 케이싱(10) 내에 수용되는 셀(20)을 포함한다. 케이싱(10)은 전기적으로 절연된 제1 하우징(11) 및 제2 하우징(12)을 포함하고, 제2 하우징(12)은 제1 하우징(11)에 장착된다. 셀(20)은 제1 극편(21), 제2 극편(22) 및, 제1 극편(21)과 제2 극편(22) 사이에 위치하는 세퍼레이터(23)를 포함한다. 세퍼레이터(23)는 제1 극편(21)과 제2 극편(22)이 직접 접촉하는 것을 방지하여 셀(20)의 단락을 방지한다.
배터리(100)는 케이싱(10) 내에 수용되고 전기적으로 절연된 제1 전도성 부재(31) 및 제2 전도성 부재(32)를 더 포함한다. 제1 전도성 부재(31)는 제1 극편(21) 및 제1 하우징(11)에 전기적으로 연결되고, 제2 전도성 부재(32)는 제2 극편(22) 및 제2 하우징(12)에 전기적으로 연결된다. 따라서, 제1 극편(21)은 제1 전도성 부재(31)를 거쳐 제1 하우징(11)에 전기적으로 연결되어, 제1 하우징(11)과 제1 극편(21)이 동일한 전기적 극성을 나타내도록 할 수 있으며; 제2 극편(22)은 제2 전도성 부재(32)를 거쳐 제2 하우징(12)에 전기적으로 연결되어, 제2 하우징(12)과 제2 극편(22)이 동일한 전기적 극성을 나타내도록 할 수 있다. 이로써, 극편과 케이싱(10) 사이의 전기적 연결을 구현하여, 제1 극편(21) 및 제2 극편(22)의 전기적 극성이 각각 제1 하우징(11) 및 제2 하우징(12)을 통해 인출되도록 할 수 있다.
제1 전도성 부재(31) 및 제2 전도성 부재(32)는 전도성 구조(30)를 구성하고, 제1 극편(21), 세퍼레이터(23) 및 제2 극편(22)은 전도성 구조(30)에 권취되어 셀(20)을 형성한다. 제1 극편(21)의 시작 단부 및 제2 극편(22)의 시작 단부는 모두 제1 전도성 부재(31)와 제2 전도성 부재(32) 사이에 위치한다.
본 출원은 전도성 구조(30)를 구비하고, 제1 극편(21), 세퍼레이터(23) 및 제2 극편(22)은 제조 시에 전도성 구조(30)를 통해 권취될 수 있다. 따라서, 전도성 구조(30)는 선행기술의 권취 바늘을 대체할 수 있고, 권취되어 셀(20)을 형성한 후 전도성 구조(30)를 꺼낼 필요가 없기 때문에, 전도성 구조(30)를 탭으로 사용하여 극편의 전기적 극성을 인출할 수 있고, 전도성 구조(30)는 선행기술의 권취 바늘을 꺼낸 후 셀(20)의 권취 시작 단부에 남아 있는 중공 공간을 충분히 활용할 수 있다. 극편 꼬리에 탭을 용접하고 탭을 금속 시트에 어댑팅 용접하는 선행기술의 공법과 비교하여, 본 출원은 별도로 극편 꼬리에 탭을 용접할 필요가 없고, 탭 바인더 보호 및 어댑팅 용접도 할 필요가 없으며, 선행기술처럼 탭이 셀의 외부 링과 하우징 사이의 공간을 추가로 차지하지 않기 때문에 배터리(100)의 내부 공간 활용도를 향상시킬 수 있고, 배터리(100)의 에너지 밀도를 향상시킬 수 있다. 또한, 제1 극편(21)의 시작 단부 및 제2 극편(22)의 시작 단부가 모두 제1 전도성 부재(31)와 제2 전도성 부재(32) 사이에 위치하기 때문에, 전도성 구조(30)에 권취될 때에, 제1 극편(21)의 활성 물질층 및 제2 극편(22)의 활성 물질층이 충분히 대응되도록 설치하기 편리한바, 극편의 리튬 석출 위험을 줄일 수 있고, 배터리(100)의 안전성을 향상시킬 수 있다.
다른 한편으로, 권취되어 셀(20)을 형성한 후 전도성 구조(30)를 꺼낼 필요가 없기 때문에, 권취 바늘을 꺼내면서 세퍼레이터(23)가 빠지거나 어긋나는 선행기술의 문제점을 방지할 수 있고, 제1 극편(21)과 제2 극편(22)이 직접 접촉하여 단락되는 것을 방지함으로써 배터리(100)의 안전성을 더욱 향상시킬 수 있다. 전도성 구조(30)는 또한 케이싱(10)의 중앙에서 하향 함몰 변형이 발생할 경우, 지지 역할을 하여 내부의 제1 극편(21) 및 제2 극편(22)이 케이싱(10)의 작용으로 인해 변형되는 것을 방지함으로써, 배터리(100)의 품질을 향상시킨다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 일 실시형태에서, 제1 극편(21)은 제1 집전체(210)를 포함한다. 제1 집전체(210)는 제1 빈 포일 영역(212) 및 제1 코팅막 영역(211)을 포함한다. 제1 빈 포일 영역(212)에는 제1 활성 물질층(213)이 설치되어 있지 않고, 제1 코팅막 영역(211)에는 제1 활성 물질층(213)이 설치되어 있다. 제1 전도성 부재(31)는 제1 빈 포일 영역(212)에 전기적으로 연결되어 있다. 따라서, 제1 극편(21)의 전기적 극성은 제1 빈 포일 영역(212)을 거쳐 제1 전도성 부재(31)로 인출될 수 있다. 제2 극편(22)은 제2 집전체(220)를 포함한다. 제2 집전체(220)는 제2 빈 포일 영역(222) 및 제2 빈 포일 영역(222)에 연결된 제2 코팅막 영역(221)을 포함하고, 제2 빈 포일 영역(222)에는 제2 활성 물질층(223)이 설치되어 있지 않고, 제2 코팅막 영역(221)에는 제2 활성 물질층(223)이 설치되어 있다. 제2 전도성 부재(32)는 제2 빈 포일 영역(222)에 전기적으로 연결되어 있다. 따라서, 제2 극편(22)의 전기적 극성은 제2 빈 포일 영역(222)을 거쳐 제2 전도성 부재(32)로 인출될 수 있다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 리튬 석출 위험을 낮추기 위해, 제1 활성 물질층(213)과 제2 활성 물질층(223)은 완전히 대응될 수 있다.
여기서, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 제1 전도성 부재(31)는 제1 접속면(311)을 포함한다. 제2 전도성 부재(32)는 제1 접속면(311)을 향한 제2 접속면(321)을 포함한다. 제1 극편(21)의 시작 단부(즉 제1 빈 포일 영역(212)의 일부) 및 제2 극편(22)의 시작 단부(즉 제2 빈 포일 영역(222)의 일부)는 모두 제1 접속면(311)과 제2 접속면(321) 사이의 간극에 위치한다. 제1 접속면(311)은 제1 빈 포일 영역(212)에 전기적으로 연결되고, 예를 들어 제1 빈 포일 영역(212)은 제1 접속면(311)에 직접 접합될 수 있다. 제2 접속면(321)은 제2 빈 포일 영역(222)에 전기적으로 연결되고, 예를 들어 제2 빈 포일 영역(222)은 제2 접속면(321)에 직접 접합될 수 있다.
제1 전도성 부재(31)는 제1 접속면(311)에 연결되는 제1 측면(312)을 더 포함한다. 제2 전도성 부재(32)는 제2 접속면(321)에 연결되는 제2 측면(322)을 더 포함한다. 제1 측면(312) 및 제2 측면(322)은 함께 전도성 구조(30)의 외측면(300)을 구성한다. 제1 빈 포일 영역(212)의 일부 및 제2 빈 포일 영역(222)의 일부가 제1 접속면(311)과 제2 접속면(321) 사이의 간극에 위치하는 것을 제외하고, 제1 빈 포일 영역(212)의 다른 일부 및 제2 빈 포일 영역(222)의 다른 일부는 전도성 구조(30)의 외측면(300)을 둘러싼다. 전도성 구조(30)의 외측면(300)을 둘러싸는 제1 빈 포일 영역(212) 및 전도성 구조(30)의 외측면(300)을 둘러싸는 제2 빈 포일 영역(222)의 표면적은 모두 전도성 구조(30)의 외측면(300)의 표면적보다 작거나 같을 수 있다.
도 3a 및 3b에 도시된 바와 같이, 일 실시형태에서, 제1 극편(21) 및 제2 극편(22)은 제1 전도성 부재(31)와 제2 전도성 부재(32) 사이의 간극에서 동일한 방향으로 연장된다. 여기에서 말하는 동일한 방향으로 연장된다는 것은 거의 동일한 방향으로 연장되는 상황을 포함하는 것으로 이해하여야 하며, 실제의 시나리오에서 제1 극편(21) 및 제2 극편(22)이 제1 전도성 부재(31)와 제2 전도성 부재(32) 사이의 간극에서 연장되는 방향은 정확히 동일하지 않고 약간 편차가 있을 수 있다. 또한, 제1 극편(21) 및 제2 극편(22)은 동일한 방향을 따라 전도성 구조(30)의 외측면(300)에 권취될 수 있다. 이로써, 제1 빈 포일 영역(212) 및 제2 빈 포일 영역(222) 중 하나는 셀(20)의 내부 링에 위치하고, 제1 빈 포일 영역(212) 및 제2 빈 포일 영역(222) 중 다른 하나는 셀(20)의 제2 링에 위치할 수 있다. 예를 들어, 제1 극편(21) 및 제2 극편(22)이 시계 방향을 따라 전도성 구조(30)의 외측면(300)에 권취될 경우, 제1 빈 포일 영역(212)이 셀(20)의 내부 링에 위치하고, 제2 빈 포일 영역(222)이 셀(20)의 제2 링에 위치할 수 있다. 제1 극편(21) 및 제2 극편(22)이 반시계 방향으로 전도성 구조(30)의 외측면(300)에 권취될 경우, 제2 빈 포일 영역(222)이 셀(20)의 내부 링에 위치하고, 제1 빈 포일 영역(212)이 셀(20)의 제2 링에 위치할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 본 실시형태에서, 제1 극편(21) 및 제2 극편(22)은 각각 양극 극편 및 음극 극편이고, 제1 극편(21) 및 제2 극편(22)이 반시계 방향으로 전도성 구조(30)의 외측면(300)에 권취되어, 제2 빈 포일 영역(222)이 셀(20)의 내부 링에 위치하도록 한다(즉 음극 극편이 내부 링에 위치하도록 한다). 다른 실시형태에서, 제1 극편(21) 및 제2 극편(22)은 각각 음극 극편 및 양극 극편일 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이며, 본 출원은 이에 한정되지 않는다.
여기서, 제1 접속면(311) 및 제2 접속면(321)은 형상이 매칭되도록 설치될 수 있는바, 즉 제1 접속면(311) 및 제2 접속면(321)은 서로 접합되도록 설치될 수 있다. 예를 들어, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 제1 접속면(311) 및 제2 접속면(321)은 서로 평행한 평면으로 될 수 있다. 다른 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 접속면(311) 및 제2 접속면(321)은 각각 볼록 및 오목 곡면일 수도 있다. 또 다른 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 접속면(311) 및 제2 접속면(321)은 톱니형 면일 수도 있고, 2개의 톱니형 면의 산과 골은 일대일로 대응될 수 있다. 이로써, 제1 접속면(311)과 제2 접속면(321) 사이의 간극이 감소되어, 제1 전도성 부재(31)와 제2 전도성 부재(32) 사이의 공간 낭비를 방지할 수 있고, 배터리(100)의 내부 공간 활용도를 더욱 향상시킬 수 있다.
일 실시형태에서, 전도성 구조(30)의 횡단면의 전체적인 형상은 규칙적인 기하학적 형상이다. 전도성 구조(30)의 횡단면의 전체적인 형상은 셀(20)의 필요한 형상에 따라 설정할 수 있고, 즉 전도성 구조(30)에 권취되어 셀(20)을 형성한 후, 셀(20)은 전도성 구조(30)의 횡단면과 거의 일치한 형상을 나타낼 수 있다. 여기서, 도 3a 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 전도성 구조(30)의 횡단면의 전체적인 형상은 원형일 수 있다. 도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 다른 실시형태에서, 전도성 구조(30)의 횡단면의 전체적인 형상은 직사각형, 육각형 또는 타원형일 수도 있다.
도 9를 참조하면, 여기서 셀(20)의 권취 축선 방향을 따라, 제1 전도성 부재(31) 및 제2 전도성 부재(32) 중 적어도 하나에는 포지셔닝 홀(33)이 설치될 수 있다. 제1 전도성 부재(31) 및/또는 제2 전도성 부재(32)는 포지셔닝 홀(33)을 통해 권취기(미도시)에 장착될 수 있다. 권취기가 가동되면, 권취기는 제1 전도성 부재(31) 또는 제2 전도성 부재(32)를 회전하도록 구동하여, 권취 작업을 수행할 수 있다. 이 밖에, 포지셔닝 홀(33)의 설치는 제1 전도성 부재(31) 및/또는 제2 전도성 부재(32)의 중량을 감소시켜 배터리(100)의 전체 중량을 감소시킬 수도 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 전도성 부재(31) 및 제2 전도성 부재(32)에는 모두 하나의 포지셔닝 홀(33)이 설치된다. 도 10을 참조하면, 다른 실시형태에서, 권취기와 제1 전도성 부재(31) 및 제2 전도성 부재(32) 사이의 연결 견고성을 향상시키기 위해, 제1 전도성 부재(31) 및 제2 전도성 부재(32)에는 각각 복수개의 포지셔닝 홀(33)이 설치될 수도 있다.
도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 일 실시형태에서, 세퍼레이터(23)는 또한 제1 접속면(311)과 제2 접속면(321) 사이에 위치한다. 세퍼레이터(23)는 제1 전도성 부재(31)와 제2 전도성 부재(32)를 전기적으로 절연시키는바, 별도의 절연 부재를 추가할 필요가 없다. 물론, 다른 실시형태에서, 제1 전도성 부재(31)와 제2 전도성 부재(32)를 전기적으로 절연시키기 위해, 제1 접속면(311)과 제2 접속면(321) 사이에 절연성 접착제층(미도시)을 설치할 수도 있다. 절연성 접착제층의 재질은 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리스티렌(PS), 폴리이미드(PI), 나일론 및 테프론(PTFE) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 일 실시형태에서, 셀(20)의 권취 축선 방향을 따라, 제1 빈 포일 영역(212)의 폭(W1)은 제1 코팅막 영역(211)의 폭(W2)과 동일할 수 있다. 제2 빈 포일 영역(222)의 폭(W3)은 제2 코팅막 영역(221)의 폭(W4)과 동일할 수도 있다. 여기서, 상기 폭(W1, W2)은 셀(20)의 권취 축선 방향에서 제1 빈 포일 영역(212) 또는 제2 빈 포일 영역(222)의 사이즈이다. 따라서, 극편의 제조 시에 집전체를 절단할 필요가 없으므로, 극편의 제조 공정을 단순화할 수 있고, 권취 과정에서 극편에 발생하는 응력을 줄이는데 도움이 된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 일 실시형태에서, 제1 전도성 부재(31)는 제1 하우징(11)에 전기적으로 연결되는 제1 단부(313) 및 제1 단부(313)와 대향되게 설치된 제2 단부(314)를 포함한다. 제2 전도성 부재(32)는 제2 하우징(12)에 전기적으로 연결되는 제3 단부(323) 및 제3 단부(323)와 대향되게 설치된 제4 단부(324)를 포함한다. 셀(20)의 권취 축선 방향을 따라, 제1 단부(313)는 제4 단부(324)보다 돌출되어 있어, 제1 전도성 부재(31)가 제1 단부(313)를 통해 제1 하우징(11)에 전기적으로 연결되기 편리하고; 제3 단부(323)는 제2 단부(314)보다 돌출되어 있어, 제2 전도성 부재(32)가 제3 단부(323)를 통해 제2 하우징(12)에 전기적으로 연결되기 편리하다. 또한, 제1 단부(313)가 제4 단부(324)보다 돌출된 높이(h1)는 2mm보다 작고, 제3 단부(323)가 제2 단부(314)보다 돌출된 높이(h2)는 2mm보다 작다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 배터리(100)는 제1 고정 부재(40)를 더 포함한다. 제1 고정 부재(40)는 제1 하우징(11)과 셀(20) 사이에 설치된다. 제1 고정 부재(40)는 제4 단부(324)와 제1 하우징(11)을 전기적으로 절연시킨다. 또한, 제1 단부(313)는 제1 고정 부재(40)를 관통하여 제1 하우징(11)에 전기적으로 연결된다. 여기서, 제1 고정 부재(40)는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리스티렌, 폴리이미드, 나일론, 테프론 중 적어도 하나와 같은 절연 재료를 사용하여 이루어진다. 여기서, 제1 고정 부재(40)에는 제1 개구(400) 및 제1 요홈(미도시)이 설치되되, 제1 개구(400)는 제1 고정 부재(40)를 관통하고, 제1 요홈은 제1 고정 부재(40)를 완전히 관통하지 않는다. 제1 단부(313)는 제1 개구(400)를 관통하여 제1 하우징(11)에 전기적으로 연결되어 있다. 제4 단부(324)는 제1 요홈에 삽입되어 제1 고정 부재(40)에 고정되어 있다.
또한, 배터리(100)는 제2 고정 부재(50)를 더 포함한다. 제2 고정 부재(50)는 제2 하우징(12)과 셀(20) 사이에 설치된다. 제2 고정 부재(50)는 제2 단부(314)와 제2 하우징(12)을 전기적으로 절연시킨다. 또한, 제3 단부(323)는 제2 고정 부재(50)를 관통하여 제2 하우징(12)에 전기적으로 연결된다. 여기서, 제2 고정 부재(50)는 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리스티렌, 폴리이미드, 나일론, 테프론 중 적어도 하나와 같은 절연 재료를 사용하여 이루어진다. 여기서, 제2 고정 부재(50)에는 제2 개구(500) 및 제2 요홈(미도시)이 설치되되, 제2 개구(500)는 제2 고정 부재(50)를 관통하고, 제2 요홈은 제2 고정 부재(50)를 완전히 관통하지 않는다. 제3 단부(323)는 제2 개구(500)를 관통하여 제2 하우징(12)에 전기적으로 연결되어 있다. 제2 단부(314)는 제2 요홈 삽입되어 제2 고정 부재(50)에 고정되어 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 일 실시형태에서, 배터리(100)는 셀(20)의 외주를 둘러싸도록 설치되는 절연 부재(60)를 더 포함한다. 절연 부재(60)에는 홀(미도시)이 형성된다. 절연 부재(60)는 셀(20)과 케이싱(10)이 직접 접촉하는 것을 방지하여 단락을 방지한다. 또한, 케이싱(10)에 전해액을 주입할 때에, 전해액은 절연 부재(60)에 설치된 홀을 통해 셀에 충분히 스며드는바, 상기 전해액이 셀의 극편에 대한 침투력을 향상시켜 극편과 전해액 사이의 우수한 접촉 면적을 확보한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시형태에서, 제1 하우징(11)에는 셀(20)을 수용하기 위한 수용 공간이 설치된다. 제2 하우징(12)은 제1 하우징(11)에 장착되어 수용 공간을 폐쇄한다. 즉, 제2 하우징(12)은 케이싱(10)의 탑 커버일 수 있다. 보다 구체적으로는, 제1 하우징(11)은 하우징 몸체(110) 및 하우징 몸체(110)에 용접되는 커버체(111)를 포함할 수 있다. 커버체(111)에는 개구가 설치되고, 제2 하우징(12)은 커버체(111)의 개구를 폐쇄한다. 제1 하우징(11) 및 제2 하우징(12)의 재질은 금속일 수 있다. 예를 들어, 제1 하우징(11) 및 제2 하우징(12)의 재질은 강철 합금, 알루미늄 합금, 철 합금, 구리 합금, 니켈 합금 등일 수 있다. 제조 시에, 제1 하우징(11)의 커버체(111) 및 제2 하우징(12)은 레이저 절단, 공작 기계 가공 등의 공정에 의해 원하는 형상으로 형성될 수 있다. 제1 하우징(11)의 하우징 몸체(110)는 펀칭 성형 방식을 사용하여 펀칭 홀(즉, 수용 공간)을 형성할 수 있다. 제1 하우징(11)의 커버체(111) 및 제2 하우징(12)은 접착층(13)을 통해 접착되고, 접착층(13)은 제1 하우징(11)과 제2 하우징(12) 사이를 전기적으로 절연시킨다. 다른 실시형태에서, 제1 하우징(11)과 제2 하우징(12) 사이는 절연 밀봉 링(미도시)을 통해 밀봉될 수도 있다.
도 13을 참조하면, 본 출원은 전자 장치(200)를 더 제공하고, 전자 장치(200)는 상술한 배터리(100)를 포함한다. 일 실시형태에서, 본 출원의 전자 장치(200)는 노트북 컴퓨터, 펜 입력형 컴퓨터, 모바일 컴퓨터, 전자책 리더, 휴대용 전화기, 휴대용 팩스기, 휴대용 컴퓨터, 휴대용 복사기, 휴대용 프린터, 헤드 마운트 스테레오 헤드폰, VCR, LCD TV, 휴대용 청소기, 휴대용 CD 플레이어, 미니 디스크, 트랜시버, 전자 수첩, 계산기, 메모리 카드, 휴대용 테이프 레코더, 라디오, 백업 전원, 모터, 자동차, 오토바이, 파워 어시스트 자전거, 자전거, 조명기구, 장난감, 게임기, 시계, 전동공구, 손전등, 카메라, 가정용 대형 축전지, 리튬 이온 캐패시터 등일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상술한 내용은 본 출원의 바람직한 실시예일 뿐이며, 본 출원을 한정하기 위한 것이 아니며, 본 출원의 사상과 원칙 내에서 이루어진 모든 수정, 균등한 대체 및 개선은 모두 본 출원의 보호 범위에 포함된다.
10: 케이싱
11: 제1 하우징
12: 제2 하우징
13: 접착층
20: 셀
21: 제1 극편
22: 제2 극편
23: 세퍼레이터
30: 전도성 구조
31: 제1 전도성 부재
32: 제2 전도성 부재
33: 포지셔닝 홀
40: 제1 고정 부재
50: 제2 고정 부재
60: 절연 부재
100: 배터리
110: 하우징 몸체
111: 커버체
200: 전자 장치
210: 제1 집전체
211: 제1 코팅막 영역
212: 제1 빈 포일 영역
213: 제1 활성 물질층
220: 제2 집전체
221: 제2 코팅막 영역
223: 제2 활성 물질층
300: 외측면
311: 제1 접속면
312: 제1 측면
313: 제1 단부
314: 제2 단부
321: 제2 접속면
322: 제2 측면
323: 제3 단부
324: 제4 단부
400: 제1 개구
500: 제2 개구
W1, W2, W3, W4: 폭
h1, h2: 높이

Claims (17)

  1. 케이싱 및 상기 케이싱 내에 수용되는 셀을 포함하고, 상기 케이싱은 전기적으로 절연된 제1 하우징 및 제2 하우징을 포함하며, 상기 제2 하우징은 상기 제1 하우징에 장착되고, 상기 셀은 제1 극편, 제2 극편 및, 상기 제1 극편과 상기 제2 극편 사이에 위치하는 세퍼레이터를 포함하는 배터리에 있어서,
    상기 배터리는 상기 케이싱 내에 수용되고 전기적으로 절연된 제1 전도성 부재 및 제2 전도성 부재를 더 포함하며, 상기 제1 전도성 부재는 상기 제1 극편 및 상기 제1 하우징에 전기적으로 연결되고, 상기 제2 전도성 부재는 상기 제2 극편 및 상기 제2 하우징에 전기적으로 연결되며;
    상기 제1 전도성 부재 및 상기 제2 전도성 부재는 전도성 구조를 구성하고, 상기 제1 극편, 상기 세퍼레이터 및 상기 제2 극편은 상기 전도성 구조에 권취되어 상기 셀을 형성하며, 상기 제1 극편의 시작 단부 및 상기 제2 극편의 시작 단부는 상기 제1 전도성 부재와 상기 제2 전도성 부재 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 배터리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 극편 및 상기 제2 극편은 상기 제1 전도성 부재와 상기 제2 전도성 부재 사이의 간극에서 거의 동일한 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 배터리.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 극편은 제1 집전체를 포함하고, 상기 제1 집전체는 제1 빈 포일 영역 및 제1 코팅막 영역을 포함하며, 상기 제1 빈 포일 영역에는 제1 활성 물질층이 설치되어 있지 않고, 상기 제1 코팅막 영역에는 상기 제1 활성 물질층이 설치되어 있으며, 상기 제1 전도성 부재는 상기 제1 빈 포일 영역에 전기적으로 연결되어 있고;
    상기 제2 극편은 제2 집전체를 포함하고, 상기 제2 집전체는 제2 빈 포일 영역 및 제2 코팅막 영역을 포함하며, 상기 제2 빈 포일 영역에는 제2 활성 물질층이 설치되어 있지 않고, 상기 제2 코팅막 영역에는 상기 제2 활성 물질층이 설치되어 있으며, 상기 제2 전도성 부재는 상기 제2 빈 포일 영역에 전기적으로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 배터리.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 전도성 부재는 제1 접속면을 포함하고, 상기 제2 전도성 부재는 상기 제1 접속면을 향한 제2 접속면을 포함하며, 상기 제1 접속면은 상기 제1 빈 포일 영역에 전기적으로 연결되어 있고, 상기 제2 접속면은 상기 제2 빈 포일 영역에 전기적으로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 배터리.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1 전도성 부재는 상기 제1 접속면에 연결되는 제1 측면을 더 포함하고, 상기 제2 전도성 부재는 상기 제2 접속면에 연결되는 제2 측면을 더 포함하며, 상기 제1 측면 및 상기 제2 측면은 함께 상기 전도성 구조의 외측면을 구성하고, 상기 제1 빈 포일 영역의 일부 및 상기 제2 빈 포일 영역의 일부는 상기 전도성 구조의 외측면을 둘러싸는 것을 특징으로 하는 배터리.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 전도성 구조의 외측면을 둘러싸는 상기 제1 빈 포일 영역 및 상기 전도성 구조의 외측면을 둘러싸는 상기 제2 빈 포일 영역의 표면적은 모두 상기 전도성 구조의 외측면의 표면적보다 작거나 같은 것을 특징으로 하는 배터리.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 세퍼레이터는 또한 상기 제1 접속면과 상기 제2 접속면 사이에 위치하고, 상기 세퍼레이터는 상기 제1 전도성 부재와 상기 제2 전도성 부재를 전기적으로 절연시키는 것을 특징으로 하는 배터리.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 제1 접속면과 상기 제2 접속면 사이에는 절연성 접착제층이 설치되고, 상기 절연성 접착제층은 상기 제1 전도성 부재와 상기 제2 전도성 부재를 전기적으로 절연시키는 것을 특징으로 하는 배터리.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 셀의 권취 축선 방향을 따라, 상기 제1 빈 포일 영역의 폭은 상기 제1 코팅막 영역의 폭과 동일하고, 및/또는 상기 제2 빈 포일 영역의 폭은 상기 제2 코팅막 영역의 폭과 동일한 것을 특징으로 하는 배터리.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전도성 부재는 상기 제1 하우징에 전기적으로 연결되는 제1 단부 및 상기 제1 단부와 대향되게 설치된 제2 단부를 포함하고, 상기 제2 전도성 부재는 상기 제2 하우징에 전기적으로 연결되는 제3 단부 및 상기 제3 단부와 대향되게 설치된 제4 단부를 포함하며, 상기 셀의 권취 축선 방향을 따라, 상기 제1 단부는 상기 제4 단부보다 돌출되어 있고, 상기 제3 단부는 상기 제2 단부보다 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 배터리.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 단부가 상기 제4 단부보다 돌출된 높이는 2mm보다 작고, 상기 제3 단부가 상기 제2 단부보다 돌출된 높이는 2mm보다 작은 것을 특징으로 하는 배터리.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 배터리는 제1 고정 부재를 더 포함하고, 상기 제1 고정 부재는 상기 제1 하우징과 상기 셀 사이에 설치되며, 상기 제1 고정 부재는 상기 제4 단부와 상기 제1 하우징을 전기적으로 절연시키고, 상기 제1 단부는 상기 제1 고정 부재를 관통하여 상기 제1 하우징에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 배터리.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 배터리는 제2 고정 부재를 더 포함하고, 상기 제2 고정 부재는 상기 제2 하우징과 상기 셀 사이에 설치되며, 상기 제2 고정 부재는 상기 제2 단부와 상기 제2 하우징을 전기적으로 절연시키고, 상기 제3 단부는 상기 제2 고정 부재를 관통하여 상기 제2 하우징에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 배터리.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 셀의 권취 축선 방향을 따라, 상기 제1 전도성 부재 및 상기 제2 전도성 부재 중 적어도 하나에는 포지셔닝 홀이 설치되는 것을 특징으로 하는 배터리.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 전도성 구조의 횡단면의 전체적인 형상은 규칙적인 기하학적 형상인 것을 특징으로 하는 배터리.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 전도성 구조의 횡단면의 전체적인 형상은 직사각형, 육각형, 원형 또는 타원형인 것을 특징으로 하는 배터리.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 배터리를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
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