WO2014126359A1 - 경사 구조의 전극조립체 및 이를 포함하는 전지셀 - Google Patents

경사 구조의 전극조립체 및 이를 포함하는 전지셀 Download PDF

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battery
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electrode assembly
battery case
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권성진
김동명
김기웅
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Definitions

  • the present invention relates to a battery cell having an inclined structure, and more particularly, a battery cell in which an electrode assembly having a structure in which a separator is interposed between a positive electrode and a negative electrode is embedded in a battery case, and two or more electrodes or unit cells are provided.
  • An electrode assembly stacked in a height direction with respect to a plane, and a battery case in which a housing part for mounting the electrode assembly is formed, wherein the electrode assembly has a planar shape (a), (b), and a side ( c) and a square having sides (d) and inclined such that the inner angle between the side (a) where the electrode terminals of the electrode plates or unit cells are located and the side (b) adjacent to the side (a) is less than 90 degrees.
  • the storage part of the battery case relates to a battery cell formed in an inner surface shape corresponding to the planar shape of the electrode assembly.
  • lithium secondary batteries with high energy density, high operating voltage, and excellent storage and life characteristics are used for various mobile devices as well as various electronic products. It is widely used as an energy source.
  • Lithium secondary batteries are largely classified into cylindrical batteries, square batteries, pouch-type batteries, and the like according to their appearance, and may be classified into lithium ion batteries, lithium ion polymer batteries, lithium polymer batteries, and the like depending on the type of electrolyte.
  • a pouch type battery refers to a battery in which an electrode assembly and an electrolyte are sealed inside a pouch type case of a laminate sheet composed of a resin layer and a metal layer.
  • the electrode assembly accommodated in the battery case has a structure of jelly-roll type (winding type), stacking type (lamination type), or composite type (stack / folding type).
  • FIG. 1 schematically illustrates a structure of a pouch type secondary battery including a stacked electrode assembly.
  • an electrode assembly 30 made of a positive electrode, a negative electrode, and a solid electrolyte coating separator disposed therebetween is formed inside the pouch type battery case 20. And two electrode leads 40 and 41 electrically connected to the negative electrode tabs 31 and 32 are sealed to be exposed to the outside.
  • the battery case 20 is composed of a case body 21 including a recess 23 having a concave shape in which the electrode assembly 30 can be seated, and a cover 22 integrally connected to the body 21. have.
  • the battery case 20 is made of a laminate sheet, and is composed of an outer resin layer 20a forming an outermost shell, a barrier metal layer 20b for preventing the penetration of materials, and an inner resin layer 20c for sealing. .
  • a plurality of positive electrode tabs 31 and a plurality of negative electrode tabs 32 are fused to each other and coupled to the electrode leads 40 and 41.
  • a heat sealer (not shown)
  • a short is generated between the heat welder and the electrode leads 40 and 41.
  • the insulating film 50 is attached to the upper and lower surfaces of the electrode leads 40 and 41 to prevent it and to secure the sealing property between the electrode leads 40 and 41 and the battery case 20.
  • the battery cells are configured to include the electrode assembly of the same size or capacity, in order to make a new structure in consideration of the design of the device to which the battery cell is applied, to reduce the capacity of the battery cell or larger There is a problem in that the design of the device must be changed in size.
  • the present invention aims to solve the problems of the prior art as described above and the technical problems that have been requested from the past.
  • an object of the present invention is to design a battery cell in a structure that can be mounted in a variety of spaces of the device, to maximize the utilization of the internal space of the device, and to move away from the external structure of the device having a generally rectangular structure It is to provide a battery cell that can be efficiently mounted in the device having.
  • a battery cell according to the present invention for achieving the above object is a battery cell in which an electrode assembly having a structure in which a separator is interposed between a positive electrode and a negative electrode, which is built in a battery case.
  • An electrode assembly in which two or more electrodes or unit cells are stacked in a height direction with respect to a plane, and a battery case in which an accommodating part for mounting the electrode assembly is formed;
  • the electrode assembly is a quadrangular shape having a side (a), a side (b), a side (c) and a side (d) in a planar shape, and the side (a) and the side (where the electrode terminals of the electrode plates or unit cells are located).
  • the angle between the sides b adjacent to a) is tilted to be less than 90 degrees;
  • the accommodating part of the battery case has a structure formed in an inner surface shape corresponding to the planar shape of the electrode assembly.
  • the battery cell according to the present invention can be produced in a battery cell having a variety of capacity and size based on the specific structure as described above, in the manufacture of a device equipped with such a battery cell, the battery cell is a variety of space of the device It can be installed in the system, maximizing the space utilization inside the device.
  • the unit cell in a structure in which one or more anodes and one or more cathodes are stacked with a separator interposed therebetween, the same type of electrodes located on both sides of the unit cell, or the types of electrodes located on both sides of the unit cell It may be another full cell.
  • the electrode plates or unit cells may have a structure in which electrode terminals are stacked so as to be arranged together on an upper side or a lower side thereof, or the electrode terminals may be arranged on a lower side opposite to the upper side with a first electrode terminal arranged on an upper side.
  • the structure may be laminated so that the two electrode terminals are arranged.
  • the electrode terminal arrangement of the unit cells is not particularly limited.
  • the first electrode terminal may be a positive terminal
  • the second electrode terminal may be a negative terminal.
  • the battery cell according to the present invention is a quadrangular having a side (a), side (b), side (c) and side (d) in a planar shape, the electrode terminal of the electrode plates or unit cells And an electrode assembly inclined such that an inner angle between the side (a) at which is positioned and the side (b) adjacent to the side (a) is less than 90 degrees.
  • the interior angle between the sides (a) and (b) may be in the range of 20 to 89 degrees, more specifically in the range of 30 to 85 degrees, in particular in the range of 40 to 80 degrees.
  • sides a and c may be parallel to each other, and / or sides b and d may be parallel to each other.
  • the structure may have a parallelogram or rhombus shape on a plane.
  • the battery cell may be, for example, a pouch-type battery cell in which an electrode assembly is built in a pouch-type case, but is not limited thereto.
  • the pouch-type battery cell is specifically embedded in a laminate sheet including a resin layer and a metal layer, for example, in a pouch-type case of an aluminum laminate sheet in a state in which an electrode assembly is connected to electrode terminals protruding out of the battery case. It may be a structure.
  • the battery case is manufactured to a thickness having a predetermined flexibility in which the accommodating portion can be formed. If the thickness of the battery case is too thick, there is a risk of damage due to lack of flexibility in the process of forming the receiving portion, there is a disadvantage that the volume and weight of the battery cell itself increases, on the contrary, if the thickness of the battery case is too thin, the external impact The battery case is easily broken due to the problem. Therefore, it may be desirable that the battery case is manufactured to a thickness of 50 to 200 ⁇ m with proper flexibility and durability.
  • the upper case and the lower case constituting the battery case may be independent members from each other, or may be substantially one member to which one end is connected.
  • the outer shape of the battery case may be formed in various ways.
  • the accommodating part may be formed by drawing the battery case in the same shape as that of the electrode assembly having an inner angle between the sides a and b.
  • an accommodating part may be formed by drawing a battery case in the shape of an electrode assembly having an internal angle between the sides a and b.
  • the electrode assembly in which the electrodes or the unit cells according to the present invention are stacked is inserted into an accommodating part of the battery case, and a vacuum is applied to the accommodating part so that the accommodating part contracts to correspond to the electrode assembly.
  • the shape of the battery case can be formed.
  • the electrode assembly has a structure in which an equilibrium tetragonal or rhombic electrode or unit cells are stacked, so that the electrode assembly has a 90 degree internal angle between the sides (a) and (b).
  • the battery case is deformed while being mounted on the housing part and the vacuum is applied to the housing part to correspond to the external shape of the electrode assembly.
  • This vacuum application method can not only solve the problem of having to manufacture a new battery case every time the design of the electrode assembly is changed, but can also suppress a phenomenon in which stress is locally concentrated.
  • the accommodating part of the battery case may have a rectangular parallelepiped shape including a planar portion corresponding to the top size of the electrode assembly in a state before vacuum application.
  • the portion formed in the rectangular parallelepiped shape of the housing part is formed to be deformed into the inner surface shape corresponding to the planar shape of the electrode assembly.
  • the battery cell may be a lithium ion battery or a lithium ion polymer battery cell, but is not limited thereto.
  • a lithium secondary battery is composed of a positive electrode, a negative electrode, a separator, and a lithium salt-containing nonaqueous electrolyte.
  • the positive electrode is prepared by, for example, applying a mixture of a positive electrode active material, a conductive material, and a binder to a positive electrode current collector, followed by drying, and optionally, a filler is further added to the mixture.
  • the conductive material is typically added in an amount of 1 to 30 wt% based on the total weight of the mixture including the positive electrode active material.
  • a conductive material is not particularly limited as long as it has conductivity without causing chemical change in the battery, and examples thereof include graphite such as natural graphite and artificial graphite; Carbon blacks such as carbon black, acetylene black, Ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, and summer black; Conductive fibers such as carbon fibers and metal fibers; Metal powders such as carbon fluoride powder, aluminum powder and nickel powder; Conductive whiskeys such as zinc oxide and potassium titanate; Conductive metal oxides such as titanium oxide; Conductive materials such as polyphenylene derivatives and the like can be used.
  • the binder is a component that assists the bonding of the active material and the conductive material to the current collector, and is generally added in an amount of 1 to 30 wt% based on the total weight of the mixture including the positive electrode active material.
  • binders include polyvinylidene fluoride, polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose (CMC), starch, hydroxypropyl cellulose, regenerated cellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene, polyethylene , Polypropylene, ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM), sulfonated EPDM, styrene butylene rubber, fluorine rubber, various copolymers and the like.
  • the filler is optionally used as a component for inhibiting expansion of the positive electrode, and is not particularly limited as long as it is a fibrous material without causing chemical change in the battery.
  • the filler include olefinic polymers such as polyethylene and polypropylene; Fibrous materials, such as glass fiber and carbon fiber, are used.
  • the negative electrode is manufactured by coating and drying a negative electrode active material on a negative electrode current collector, and optionally, the components as described above may optionally be further included.
  • carbon such as hardly graphitized carbon and graphite type carbon
  • the separator is interposed between the anode and the cathode, and an insulating thin film having high ion permeability and mechanical strength is used.
  • the pore diameter of the separator is generally from 0.01 to 10 ⁇ m ⁇ m, thickness is generally 5 ⁇ 300 ⁇ m.
  • a separator for example, olefin polymers such as chemical resistance and hydrophobic polypropylene; Sheets or non-woven fabrics made of glass fibers or polyethylene are used.
  • a solid electrolyte such as a polymer
  • the solid electrolyte may also serve as a separator.
  • the lithium salt-containing non-aqueous electrolyte solution consists of a polar organic electrolyte solution and a lithium salt.
  • a non-aqueous liquid electrolyte an organic solid electrolyte, an inorganic solid electrolyte, and the like are used.
  • N-methyl- 2-pyrrolidinone a propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, gamma
  • Butyl lactone 1,2-dimethoxy ethane, tetrahydroxy franc, 2-methyl tetrahydrofuran, dimethylsulfoxide, 1,3-dioxorone, formamide, dimethylformamide, dioxorone , Acetonitrile, nitromethane, methyl formate, methyl acetate, phosphate triester, trimethoxy methane, dioxorone derivatives, sulfolane, methyl sulfolane, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, propylene carbo Aprotic organic solvents such as nate derivatives, tetrahydrofuran derivatives, ethers, methyl pyroionate and ethyl
  • organic solid electrolyte examples include polyethylene derivatives, polyethylene oxide derivatives, polypropylene oxide derivatives, phosphate ester polymers, polyedgetion lysine, polyester sulfides, polyvinyl alcohols, polyvinylidene fluorides, Polymers containing ionic dissociating groups and the like can be used.
  • Examples of the inorganic solid electrolyte include Li 3 N, LiI, Li 5 NI 2 , Li 3 N-LiI-LiOH, LiSiO 4 , LiSiO 4 -LiI-LiOH, Li 2 SiS 3 , Li 4 SiO 4 , Nitrides, halides, sulfates and the like of Li, such as Li 4 SiO 4 -LiI-LiOH, Li 3 PO 4 -Li 2 S-SiS 2 , and the like, may be used.
  • the lithium salt is a good material to be dissolved in the non-aqueous electrolyte, for example, LiCl, LiBr, LiI, LiClO 4 , LiBF 4 , LiB 10 Cl 10 , LiPF 6 , LiCF 3 SO 3 , LiCF 3 CO 2 , LiAsF 6 , LiSbF 6 , LiAlCl 4 , CH 3 SO 3 Li, CF 3 SO 3 Li, (CF 3 SO 2 ) 2 NLi, chloroborane lithium, lower aliphatic lithium carbonate, lithium phenyl borate, imide and the like can be used. .
  • the non-aqueous electrolyte solution includes, for example, pyridine, triethyl phosphite, triethanolamine, cyclic ether, ethylene diamine, n-glyme, hexaphosphate triamide, and the like.
  • halogen-containing solvents such as carbon tetrachloride and ethylene trifluoride may be further included, and carbon dioxide gas may be further included to improve high temperature storage characteristics.
  • the present invention also provides a device including the battery cell as a power source, the device is a mobile phone, portable computer, smartphone, tablet PC, smart pad, netbook, LEV (Light Electronic Vehicle), electric vehicle, It may be selected from a hybrid electric vehicle, a plug-in hybrid electric vehicle, and a power storage device.
  • the device is a mobile phone, portable computer, smartphone, tablet PC, smart pad, netbook, LEV (Light Electronic Vehicle), electric vehicle, It may be selected from a hybrid electric vehicle, a plug-in hybrid electric vehicle, and a power storage device.
  • the present invention also provides a battery pack including two or more of the battery cells as a unit battery. That is, a battery pack having a structure in which two or more battery cells are connected in series and / or in parallel as a unit battery, and the battery pack is a mobile phone, a portable computer, a smartphone, a tablet PC, a smart pad, a netbook, a LEV. Light electronic vehicles, electric vehicles, hybrid electric vehicles, plug-in hybrid electric vehicles, and power storage devices.
  • FIG. 1 is a perspective view of a conventional battery cell
  • FIG. 2 is a plan view of electrodes according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a perspective view of an electrode assembly according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of a process of accommodating an electrode assembly according to the present invention in a battery case in which an accommodating part is formed;
  • 5 and 6 are schematic views illustrating a process of deforming the accommodating part of the battery case.
  • FIG. 2 is a plan view of electrodes according to one embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a perspective view of an electrode assembly according to one embodiment of the present invention.
  • the electrode assembly 100 two or more electrodes are stacked in a height direction with respect to a plane, and the electrodes are planar in shape (a), side (b), and side (c). ) And a square having sides (d) and inclined so that the inner angle (A) between the side (a) where the electrode terminals 110 and 120 of the electrode plates are located and the side (b) adjacent to the side (a) is about 70 degrees.
  • the positive electrode plate and the negative electrode plate are composed of full cells having different types of electrodes located at both ends in a stacked structure with a separator interposed therebetween, and the electrode plates 110 and 120 are arranged together at an upper side (a). It is laminated as possible.
  • the electrode assembly 100 according to the present invention is stacked in the height direction, the electrode assembly 100 is housed in a pouch-type battery case and sealed to complete the battery cell.
  • FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a process of accommodating an electrode assembly according to the present invention in a battery case in which an accommodating part is formed, and FIGS.
  • the battery case 160 is folded in half, and the number of battery cases 160 is provided.
  • the outer peripheral surface 140 of the battery case is heat-sealed and sealed while the electrode assembly 100 is mounted on the soldering part 150.
  • the accommodating part 150 of the battery case 200 has a rectangular parallelepiped shape including a planar portion corresponding to an upper end size of the electrode assembly, and the battery case 200 is not sealed.
  • the vacuum is applied through one side of the battery case 200 to remove the excess space between the accommodating part 150 of the battery case 200 and the electrode assembly 100.
  • the accommodating part 150 When the vacuum is applied, the accommodating part 150 is in close contact with the outer surface of the equilibrium quadrangular electrode assembly 100, and the accommodating part 170 is formed in a shape corresponding to the external shape of the electrode assembly.
  • the shape of the housing part in FIG. 4 may be manufactured to match the external shape of the electrode assembly. In this case, the vacuum may not be applied.
  • the battery cell 200 according to the present invention can be made of a battery cell having a variety of capacities and sizes, it can only be easily mounted to the space that the conventional battery cell was difficult to mount In addition, since the battery cell having a larger capacity can be mounted in a limited space according to the internal structure of the device, the utilization of the internal space of the device can be maximized.
  • the battery cell according to the present invention facilitates securing the mounting space of the battery cell in the device by the deformed shape, and can maximize the utilization of the internal space of the device, as well as a high capacity battery cell in the device It can be used, and the device can be made smaller.
  • the electrode assembly, the battery case and the structural features it is possible to easily manufacture the desired battery cells despite the design change.

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Abstract

양극과 음극 사이에 분리막이 개재되어 있는 구조의 전극조립체가 전지케이스에 내장되어 있는 전지셀로서, 둘 이상의 전극들 또는 유닛셀들이 평면을 기준으로 높이 방향으로 적층되어 있는 전극조립체, 및 상기 전극조립체의 장착을 위한 수납부가 형성되어 있는 전지케이스를 포함하며; 상기 전극조립체는 평면 형상으로 변(a), 변(b), 변(c) 및 변(d)를 가진 사각형이고, 극판들 또는 유닛셀들의 전극단자가 위치하는 변(a)와 상기 변(a)에 인접한 변(b) 사이의 내각이 90도 미만이 되도록 기울어져 있으며; 상기 전지케이스의 수납부는 전극조립체의 평면 형상에 대응하는 내면 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀을 제공한다.

Description

경사 구조의 전극조립체 및 이를 포함하는 전지셀
본 발명은 경사 구조의 전지셀에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 양극과 음극 사이에 분리막이 개재되어 있는 구조의 전극조립체가 전지케이스에 내장되어 있는 전지셀로서, 둘 이상의 전극들 또는 유닛셀들이 평면을 기준으로 높이 방향으로 적층되어 있는 전극조립체, 및 상기 전극조립체의 장착을 위한 수납부가 형성되어 있는 전지케이스를 포함하며 상기 전극조립체는 평면 형상으로 변(a), 변(b), 변(c) 및 변(d)를 가진 사각형이고, 극판들 또는 유닛셀들의 전극단자가 위치하는 변(a)와 상기 변(a)에 인접한 변(b) 사이의 내각이 90도 미만이 되도록 기울어져 있으며, 상기 전지케이스의 수납부는 전극조립체의 평면 형상에 대응하는 내면 형상으로 형성되어 있는 전지셀에 관한 것이다.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요의 증가로, 이차전지의 수요 또한 급격히 증가하고 있으며, 그 중에서도 에너지 밀도와 작동전압이 높고 보존과 수명 특성이 우수한 리튬 이차전지는 각종 모바일 기기는 물론 다양한 전자제품의 에너지원으로 널리 사용되고 있다.
리튬 이차전지는 그것의 외형에 따라 크게 원통형 전지, 각형 전지, 파우치형 전지 등으로 분류되며, 전해액의 형태에 따라 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지, 리튬 폴리머 전지 등으로 분류되기도 한다.
모바일 기기의 소형화에 대한 최근의 경향으로 인해, 두께가 얇은 각형 전지, 파우치형 전지에 대한 수요가 증가하고 있으며, 특히, 형태의 변형이 용이하고 제조비용이 저렴하며 중량이 작은 파우치형 전지에 대한 관심이 높은 실정이다.
일반적으로, 파우치형 전지는 수지층과 금속층을 포함하는 것으로 구성된 라미네이트 시트의 파우치형 케이스 내부에 전극조립체와 전해질이 밀봉되어 있는 전지를 칭한다. 전지케이스에 수납되는 전극조립체는 젤리-롤형(권취형), 스택형(적층형), 또는 복합형(스택/폴딩형)의 구조로 이루어져 있다.
도 1에는 스택형 전극조립체를 포함하고 있는 파우치형 이차전지의 구조가 모식적으로 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 파우치형 이차전지(10)는, 파우치형 전지케이스(20)의 내부에, 양극, 음극 및 이들 사이에 배치되는 고체 전해질 코팅 분리막으로 이루어진 전극조립체(30)가 그것의 양극 및 음극 탭들(31, 32)과 전기적으로 연결되는 두 개의 전극리드(40, 41)가 외부로 노출되도록 밀봉되어 있는 구조로 이루어져 있다.
전지케이스(20)는 전극조립체(30)가 안착될 수 있는 오목한 형상의 수납부(23)를 포함하는 케이스 본체(21)와 그러한 본체(21)에 일체로 연결되어 있는 커버(22)로 이루어져 있다.
전지케이스(20)는 라미네이트 시트로 이루어져 있으며, 최외각을 이루는 외측 수지층(20a), 물질의 관통을 방지하는 차단성 금속층(20b), 및 밀봉을 위한 내측 수지층(20c)으로 구성되어 있다.
스택형 전극조립체(30)는 다수의 양극 탭들(31)과 다수의 음극 탭들(32)이 각각 융착되어 전극리드(40, 41)에 함께 결합되어 있다. 또한, 케이스 본체(21)의 상단부(24)와 커버(22)의 상단부가 열융착기(도시하지 않음)에 의해 열융착될 때 그러한 열융착기와 전극리드(40, 41) 간에 쇼트가 발생하는 것을 방지하고 전극리드(40, 41)와 전지케이스(20)와의 밀봉성을 확보하기 위하여, 전극리드(40, 41)의 상하면에 절연필름(50)이 부착된다.
그러나, 최근에는 슬림한 타입 또는 다양한 디자인 트랜드로 인하여 새로운 형태의 전지셀이 요구되고 있는 실정이다.
또한, 상기와 같은 전지셀들은 동일한 크기 또는 용량의 전극조립체를 포함하는 것으로 구성되어 있으므로, 전지셀이 적용되는 디바이스의 디자인을 고려하여 신규한 구조로 만들기 위해서는, 전지셀의 용량을 줄이거나 더 큰 크기로 디바이스의 디자인을 변경해야 하는 문제점이 있다.
또한, 이러한 디자인 변경 과정에서 전기적 연결 방식이 복잡해짐으로 인해 소망하는 조건을 만족하는 전지셀의 제작이 어려워지는 문제점도 있다.
더욱이, 전극조립체의 형상에 따라 전지케이스를 제작하여야 하는 문제점도 존재한다.
따라서, 전지셀이 적용되는 디바이스의 모양에 따라 적용 가능한 전극조립체, 전지케이스 및 이를 포함하는 전지셀에 대한 필요성이 높은 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
구체적으로, 본 발명의 목적은 전지셀을 디바이스의 다양한 공간에 장착될 수 있는 구조로 설계하여, 디바이스의 내부 공간의 활용도를 극대화시키고, 일반적으로 장방형의 구조를 가지는 디바이스의 외형 구조에서 벗어나 여러가지 외형을 가지는 디바이스에서도 효율적으로 장착이 가능한 전지셀을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전지셀은, 양극과 음극 사이에 분리막이 개재되어 있는 구조의 전극조립체가 전지케이스에 내장되어 있는 전지셀로서,
둘 이상의 전극들 또는 유닛셀들이 평면을 기준으로 높이 방향으로 적층되어 있는 전극조립체, 및 상기 전극조립체의 장착을 위한 수납부가 형성되어 있는 전지케이스를 포함하며;
상기 전극조립체는 평면 형상으로 변(a), 변(b), 변(c) 및 변(d)를 가진 사각형이고, 극판들 또는 유닛셀들의 전극단자가 위치하는 변(a)와 상기 변(a)에 인접한 변(b) 사이의 내각이 90도 미만이 되도록 기울어져 있으며;
상기 전지케이스의 수납부는 전극조립체의 평면 형상에 대응하는 내면 형상으로 형성되어 있는 구조로 이루어져 있다.
따라서, 본 발명에 따른 전지셀은 상기와 같은 특정한 구조에 기반하여 다양한 용량 및 크기를 가진 전지셀로 제작될 수 있고, 이러한 전지셀을 장착하는 디바이스의 제조에 있어서, 전지셀이 디바이스의 다양한 공간에 장착될 수 있으므로, 디바이스 내부 공간 활용도를 극대화할 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 유닛셀은, 1개 이상의 양극과 1개 이상의 음극이 분리막이 개재된 상태로 적층된 구조에서 양면에 위치한 전극의 종류가 동일한 바이셀, 또는 양면에 위치한 전극의 종류가 다른 풀셀일 수 있다.
상기 극판들 또는 유닛셀들은 전극 단자들이 상부 또는 하부 변에 함께 배열되도록 적층되어 있는 구조일 수도 있고, 또는 전극 단자들이 상부 변에 제 1 전극 단자가 배열되고 상기 상부 변에 대향하는 하부 변에 제 2 전극 단자가 배열되도록 적층되어 있는 구조일 수도 있다.
상기 유닛셀들의 전극 단자 배치는 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 제 1 전극 단자는 양극 단자이고, 제 2 전극 단자는 음극 단자인 구조일 수 있다.
한편, 앞서 언급했던 바와 같이, 본 발명에 따른 전지셀은 평면 형상으로 변(a), 변(b), 변(c) 및 변(d)를 가진 사각형이고, 극판들 또는 유닛셀들의 전극단자가 위치하는 변(a)와 상기 변(a)에 인접한 변(b) 사이의 내각이 90도 미만이 되도록 기울어져 있는 전극조립체를 포함한다. 상기 변(a)와 변(b) 사이의 내각은 상세하게는 20 내지 89도의 범위일 수 있고, 더욱 상세하게는 30 내지 85도의 범위, 특히 상세하게는 40 내지 80도의 범위일 수 있다.
구체적인 예에서, 변(a)와 변(c)는 서로 평행하고, 및/또는 변(b)와 변(d)는 서로 평행한 구조로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 평면 상으로 평행사변형 또는 마름모꼴 형상의 구조일 수 있다.
그러나, 상기 예들은 일부 예에 지나지 않음은 물론이다.
상기 전지셀은, 예를 들어, 파우치형 케이스에 전극조립체가 내장되어 있는 파우치형 전지셀일 수 있지만, 그것 만으로 한정되는 것은 아니다.
상기 파우치형 전지셀은, 구체적으로, 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트, 예를 들어, 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 전극조립체가 전지케이스의 외부로 돌출된 전극단자들과 연결된 상태로 내장되어 있는 구조일 수 있다.
상기 전지케이스는 수납부가 형성될 수 있는 소정의 유연성을 가지는 두께로 제조된다. 상기 전지케이스의 두께가 너무 두꺼우면 수납부를 형성하는 과정에서 유연성의 부족으로 파손의 위험이 있으며, 전지셀 자체의 부피 및 무게가 증가하는 단점이 있고, 반대로 전지케이스의 두께가 너무 얇으면 외부충격 등에 의해 전지케이스가 쉽게 파손되는 문제가 발생한다. 따라서, 상기 전지케이스는 적절한 유연성 및 내구성을 가지는 50 내지 200 μm 의 두께로 제조되는 것이 바람직할 수 있다.
이러한 전지케이스를 구성하는 상부 케이스와 하부 케이스는 서로 독립적인 부재들일 수도 있고, 일측 단부가 연결되어 있는 실질적으로 하나의 부재일 수도 있다.
상기 전지케이스의 외형은 여러 가지 방법으로 형성될 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 변(a)와 변(b) 사이의 내각이 90도 미만인 전극조립체의 형상과 동일한 형상으로 전지케이스를 드로잉 하여 수납부를 형성할 수 있다.
또 다른 구체적인 예에서, 변(a)와 변(b) 사이의 내각이 90도인 전극조립체의 형상으로 전지케이스를 드로잉 하여 수납부를 형성할 수도 있다.
후자의 경우, 예를 들어, 본 발명에 따른 전극들 또는 유닛셀들이 적층된 전극조립체를 전지케이스의 수납부에 삽입하고, 상기 수납부 내부에 진공을 인가하여 상기 수납부가 수축함으로써 전극조립체에 대응하는 형상으로 전지케이스의 외형을 형성할 수 있다. 상기 전극조립체는, 예를 들어, 평형사변형 또는 마름모꼴의 전극들 또는 유닛셀들이 적층되어 있는 구조로 이루어져 있으므로, 이러한 전극조립체를 변(a)와 변(b) 사이의 내각이 90도인 전지케이스의 수납부에 장착하고, 상기 수납부에 진공을 가하면 전극조립체의 외형에 대응하여 전지케이스가 수축하면서 변형되어 형성된다.
이러한 진공 인가 방식은 전극조립체의 디자인이 바뀔 때마다 새로운 전지케이스를 제조하여야 하는 문제점을 해결할 수 있을 뿐만 아니라, 응력이 국부적으로 집중되는 현상을 억제할 수 있다.
구체적으로는, 상기 전지케이스의 수납부는 진공 인가 이전 상태에서 전극조립체의 상단 크기에 대응하는 평면 부위를 포함하는 직육면체 형상으로 이루어질 수 있다. 이 경우, 수납부의 직육면체 형상으로 이루어진 부위가 전극조립체의 평면 형상에 대응하는 내면 형상으로 변형되어 형성된다.
상기 전지셀은 리튬이온 전지 또는 리튬이온 폴리머 전지셀일 수 있지만, 이들만으로 한정되지 않음은 물론이다.
일반적으로, 리튬 이차전지는 양극, 음극, 분리막, 및 리튬염 함유 비수 전해액으로 구성되어 있다.
상기 양극은, 예를 들어, 양극 집전체 상에 양극 활물질, 도전재 및 바인더의 혼합물을 도포한 후 건조하여 제조되며, 필요에 따라서는, 상기 혼합물에 충진제를 더 첨가하기도 한다.
상기 양극 활물질은 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2) 등의 층상 화합물이나 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 화합물; 화학식 Li1+xMn2-xO4 (여기서, x 는 0 ~ 0.33 임), LiMnO3, LiMn2O3, LiMnO2 등의 리튬 망간 산화물; 리튬 동 산화물(Li2CuO2); LiV3O8, LiFe3O4, V2O5, Cu2V2O7 등의 바나듐 산화물; 화학식 LiNi1-xMxO2 (여기서, M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B 또는 Ga 이고, x = 0.01 ~ 0.3 임)으로 표현되는 Ni 사이트형 리튬 니켈 산화물; 화학식 LiMn2-xMxO2 (여기서, M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn 또는 Ta 이고, x = 0.01 ~ 0.1 임) 또는 Li2Mn3MO8 (여기서, M = Fe, Co, Ni, Cu 또는 Zn 임)으로 표현되는 리튬 망간 복합 산화물; 화학식의 Li 일부가 알칼리토금속 이온으로 치환된 LiMn2O4; 디설파이드 화합물; Fe2(MoO4)3 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
상기 도전재는 통상적으로 양극 활물질을 포함한 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%로 첨가된다. 이러한 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다.
상기 바인더는 활물질과 도전재 등의 결합과 집전체에 대한 결합에 조력하는 성분으로서, 통상적으로 양극 활물질을 포함하는 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%로 첨가된다. 이러한 바인더의 예로는, 폴리불화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 테르 폴리머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 브티렌 고무, 불소 고무, 다양한 공중합체 등을 들 수 있다.
상기 충진제는 양극의 팽창을 억제하는 성분으로서 선택적으로 사용되며, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 섬유상 재료라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올리핀계 중합체; 유리섬유, 탄소섬유 등의 섬유상 물질이 사용된다.
상기 음극은 음극 집전체 상에 음극 활물질을 도포, 건조하여 제작되며, 필요에 따라, 앞서 설명한 바와 같은 성분들이 선택적으로 더 포함될 수도 있다.
상기 음극 활물질로는, 예를 들어, 난흑연화 탄소, 흑연계 탄소 등의 탄소; LixFe2O3(0≤x≤1), LixWO2(0≤x≤1), SnxMe1-xMe'yOz (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me': Al, B, P, Si, 주기율표의 1족, 2족, 3족 원소, 할로겐; 0<x≤1; 1≤y≤3; 1≤z≤8) 등의 금속 복합 산화물; 리튬 금속; 리튬 합금; 규소계 합금; 주석계 합금; SnO, SnO2, PbO, PbO2, Pb2O3, Pb3O4, Sb2O3, Sb2O4, Sb2O5, GeO, GeO2, Bi2O3, Bi2O4, and Bi2O5 등의 금속 산화물; 폴리아세틸렌 등의 도전성 고분자; Li-Co-Ni 계 재료 등을 사용할 수 있다.
상기 분리막은 양극과 음극 사이에 개재되며, 높은 이온 투과도와 기계적 강도를 가지는 절연성의 얇은 박막이 사용된다. 분리막의 기공 직경은 일반적으로 0.01 ~ 10 ㎛이고, 두께는 일반적으로 5 ~ 300 ㎛이다. 이러한 분리막으로는, 예를 들어, 내화학성 및 소수성의 폴리프로필렌 등의 올레핀계 폴리머; 유리섬유 또는 폴리에틸렌 등으로 만들어진 시트나 부직포 등이 사용된다. 전해질로서 폴리머 등의 고체 전해질이 사용되는 경우에는 고체 전해질이 분리막을 겸할 수도 있다.
리튬염 함유 비수계 전해액은, 극성 유기 전해액과 리튬염으로 이루어져 있다. 전해액으로는 비수계 액상 전해액, 유기 고체 전해질, 무기 고체 전해질 등이 사용된다.
상기 비수계 액상 전해액으로는, 예를 들어, N-메틸-2-피롤리디논, 프로필렌 카르보네이트, 에틸렌 카르보네이트, 부틸렌 카르보네이트, 디메틸 카르보네이트, 디에틸 카르보네이트, 감마-부틸로 락톤, 1,2-디메톡시 에탄, 테트라히드록시 프랑(franc), 2-메틸 테트라하이드로푸란, 디메틸술폭시드, 1,3-디옥소런, 포름아미드, 디메틸포름아미드, 디옥소런, 아세토니트릴, 니트로메탄, 포름산 메틸, 초산메틸, 인산 트리에스테르, 트리메톡시 메탄, 디옥소런 유도체, 설포란, 메틸 설포란, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, 프로필렌 카르보네이트 유도체, 테트라하이드로푸란 유도체, 에테르, 피로피온산 메틸, 프로피온산 에틸 등의 비양자성 유기용매가 사용될 수 있다.
상기 유기 고체 전해질로는, 예를 들어, 폴리에틸렌 유도체, 폴리에틸렌 옥사이드 유도체, 폴리프로필렌 옥사이드 유도체, 인산 에스테르 폴리머, 폴리 에지테이션 리신(agitation lysine), 폴리에스테르 술파이드, 폴리비닐 알코올, 폴리 불화 비닐리덴, 이온성 해리기를 포함하는 중합체 등이 사용될 수 있다.
상기 무기 고체 전해질로는, 예를 들어, Li3N, LiI, Li5NI2, Li3N-LiI-LiOH, LiSiO4, LiSiO4-LiI-LiOH, Li2SiS3, Li4SiO4, Li4SiO4-LiI-LiOH, Li3PO4-Li2S-SiS2 등의 Li의 질화물, 할로겐화물, 황산염 등이 사용될 수 있다.
상기 리튬염은 상기 비수계 전해질에 용해되기 좋은 물질로서, 예를 들어, LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiBF4, LiB10Cl10, LiPF6, LiCF3SO3, LiCF3CO2, LiAsF6, LiSbF6, LiAlCl4, CH3SO3Li, CF3SO3Li, (CF3SO2)2NLi, 클로로 보란 리튬, 저급 지방족 카르본산 리튬, 4 페닐 붕산 리튬, 이미드 등이 사용될 수 있다.
또한, 비수계 전해액에는 충방전 특성, 난연성 등의 개선을 목적으로, 예를 들어, 피리딘, 트리에틸포스파이트, 트리에탄올아민, 환상 에테르, 에틸렌 디아민, n-글라임(glyme), 헥사 인산 트리 아미드, 니트로벤젠 유도체, 유황, 퀴논 이민 염료, N-치환 옥사졸리디논, N,N-치환 이미다졸리딘, 에틸렌 글리콜 디알킬 에테르, 암모늄염, 피롤, 2-메톡시 에탄올, 삼염화 알루미늄 등이 첨가될 수도 있다. 경우에 따라서는, 불연성을 부여하기 위하여, 사염화탄소, 삼불화에틸렌 등의 할로겐 함유 용매를 더 포함시킬 수도 있고, 고온 보존 특성을 향상시키기 위하여 이산화탄산 가스를 더 포함시킬 수도 있다.
본 발명은 또한, 상기 전지셀을 전원으로 포함하고 있는 디바이스를 제공하는 바, 상기 디바이스는 휴대폰, 휴대용 컴퓨터, 스마트폰, 태플릿 PC, 스마트 패드, 넷북, LEV(Light Electronic Vehicle), 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 및 전력저장장치 등으로부터 선택되는 것일 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 전지셀을 단위전지로서 둘 이상 포함하고 있는 전지팩을 제공한다. 즉, 상기 전지셀을 단위전지로서 둘 이상을 직렬 및/또는 병렬로 연결한 구조의 전지팩을 제공하고, 이러한 전지팩은 휴대폰, 휴대용 컴퓨터, 스마트폰, 태플릿 PC, 스마트 패드, 넷북, LEV(Light Electronic Vehicle), 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 및 전력저장장치 등의 디바이스에 사용될 수 있다.
이들 디바이스의 구조 및 그것의 제작 방법은 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 자세한 설명은 생략한다.
도 1은 종래의 전지셀에 대한 사시도이다;
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극들의 평면도이다;
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극조립체의 사시도이다;
도 4는 수납부가 형성된 전지케이스에 본 발명에 따른 전극조립체를 수납하는 과정에 관한 모식도이다;
도 5 및 도 6은 전지케이스의 수납부가 변형되는 과정에 관한 모식도들이다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
도 2에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극들에 대한 평면도가 도시되어 있고, 도 3에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극조립체의 사시도가 도시되어 있다.
이들 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 전극조립체(100)는 둘 이상의 전극들이 평면을 기준으로 높이 방향으로 적층되어 있고, 상기 전극들은 평면 형상으로 변(a), 변(b), 변(c) 및 변(d)를 가진 사각형이고, 극판들의 전극단자(110, 120)가 위치하는 변(a)와 변(a)에 인접한 변(b) 사이의 내각(A)가 약 70도가 되도록 기울어져 있다.
양극 극판과 음극 극판은 분리막이 개재된 상태로 적층된 구조에서 양단에 위치한 전극들의 종류가 서로 다른 풀셀로 이루어져 있으며, 상기 극판들은 전극 단자들(110, 120)이 상부변(a)에 함께 배열되도록 적층되어 있다.
따라서, 본 발명에 따른 전극조립체(100)는 높이 방향으로 적층되고, 전극조립체(100)를 파우치형 전지케이스에 수납한 후 밀봉하여 전지셀을 완성한다.
도 4에는 수납부가 형성된 전지케이스에 본 발명에 따른 전극조립체를 수납하는 과정에 관한 모식도가 도시되어 있고, 도 5 내지 6에는 전지케이스의 수납부가 변형되는 과정에 관한 모식도 도시되어 있다.
먼저, 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 전극조립체(100)를 전지케이스(160)의 수납부(150)에 장착한 후 전지케이스(160)를 반으로 접고, 전지케이스(160)의 수납부(150)에 전극조립체(100)를 장착한 상태에서 전지케이스의 외주면(140)을 열융착시켜 실링한다.
다음으로, 도 5 및 6을 참조하면, 전지케이스(200)의 수납부(150)는 전극조립체의 상단 크기에 대응하는 평면 부위를 포함하는 직육면체 형상으로 이루어져 있고, 전지케이스(200)의 실링되지 않은 일측을 통해 진공을 인가하여 전지케이스(200)의 수납부(150)와 전극조립체(100) 사이의 잉여 공간을 제거한다.
진공의 인가 시, 수납부(150)는 평형사변형 형상의 전극조립체(100)의 외면에 밀착되고, 전극조립체의 외형에 대응하는 형상으로 수납부(170)가 형성된다.
경우에 따라서는, 도 4에서 수납부의 형상이 전극조립체의 외형에 일치하는 구조로 제조될 수도 있으며, 이 경우에는 진공을 인가하는 공정을 거치지 않을 수 있다.
도 2 내지 6에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 전지셀(200)은 다양한 용량 및 크기를 가지는 전지셀로 제작될 수 있고, 종래의 전지셀이 장착되기 곤란했던 공간까지 용이하게 장착 가능할 뿐 만 아니라, 디바이스의 내부 구조에 따라서 한정된 공간에서 더 큰 용량을 가지는 전지셀을 장착할 수 있으므로 디바이스 내부 공간 활용도를 극대화 시킬 수 있다.
본 발명이 속한 분양에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 수행하는 것이 가능할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전지셀은 변형된 형상에 의해 디바이스 내에서 전지셀의 장착 공간 확보를 용이하게 하고, 디바이스 내부 공간 활용도를 극대화할 수 있을 뿐만 아니라, 디바이스에 고용량의 전지셀 사용이 가능하며, 디바이스를 더욱 소형화 시키는 효과가 있다. 또한, 전극조립체와 전지케이스와 구조적 특징으로 인해 디자인의 변경에 불구하고 소망하는 전지셀을 용이하게 제조할 수 있다.

Claims (20)

  1. 양극과 음극 사이에 분리막이 개재되어 있는 구조의 전극조립체가 전지케이스에 내장되어 있는 전지셀로서,
    둘 이상의 전극들 또는 유닛셀들이 평면을 기준으로 높이 방향으로 적층되어 있는 전극조립체, 및 상기 전극조립체의 장착을 위한 수납부가 형성되어 있는 전지케이스를 포함하며;
    상기 전극조립체는 평면 형상으로 변(a), 변(b), 변(c) 및 변(d)를 가진 사각형이고, 극판들 또는 유닛셀들의 전극단자가 위치하는 변(a)와 상기 변(a)에 인접한 변(b) 사이의 내각이 90도 미만이 되도록 기울어져 있으며;
    상기 전지케이스의 수납부는 전극조립체의 평면 형상에 대응하는 내면 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 유닛셀은, 1개 이상의 양극 극판과 1개 이상의 음극 극판이 분리막이 개재된 상태로 적층된 구조에서 양단에 위치한 전극들의 종류가 동일한 바이셀, 또는 양단에 위치한 전극들의 종류가 서로 다른 풀셀인 것을 특징으로 하는 전지셀.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 극판들 또는 유닛셀들은 전극 단자들이 상부 또는 하부 변에 함께 배열되도록 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 극판들 또는 유닛셀들은 전극 단자들이 상부 변에 제 1 전극 단자가 배열되고, 상기 상부 변에 대향하는 하부 변에 제 2 전극 단자가 배열되도록 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제 1 전극 단자는 양극 단자이고, 상기 제 2 전극 단자는 음극 단자인 것을 특징으로 하는 전지셀.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 변(a)와 변(b) 사이의 내각은 20 내지 89도의 범위인 것을 특징으로 하는 전지셀.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 변(a)와 변(c)는 서로 평행한 것을 특징으로 하는 전지셀.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 변(b)와 변(d)는 서로 평행한 것을 특징으로 하는 전지셀.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 전극들 또는 유닛셀들은 평면 상으로 평행사변형 또는 마름모꼴 형상인 것을 특징으로 하는 전지셀.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 전지케이스는 금속층과 수지층의 라미네이트 시트로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지셀.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 라미네이트 시트는 알루미늄 라미네이트 시트인 것을 특징으로 하는 전지셀.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 전지케이스의 두께는 50 내지 200 μm인 것을 특징으로 하는 전지셀.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 전지케이스는 전지케이스 내부에 진공을 인가하여 상기 전극조립체의 외형에 대응하도록 전지케이스가 변형되어 형성되는 것을 특징으로 하는 전지셀.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 진공의 인가 이전에, 전지케이스의 수납부는 직육면체 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지셀.
  15. 제 1 항에 있어서, 상기 전지셀은 리튬이온 전지셀 또는 리튬이온 폴리머 전지셀인 것을 특징으로 하는 전지셀..
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 하나에 따른 전지셀을 단위전지로서 둘 이상 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  17. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 하나에 따른 전지셀을 전원으로 포함하고 있는 디바이스.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 디바이스는 휴대폰, 휴대용 컴퓨터, 스마트폰, 태플릿 PC, 스마트 패드, 넷북, LEV(Light Electronic Vehicle), 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 및 전력저장장치로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  19. 제 16 항에 따른 전지팩을 전원으로 포함하고 있는 디바이스.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 디바이스는 휴대폰, 휴대용 컴퓨터, 스마트폰, 태플릿 PC, 스마트 패드, 넷북, LEV, 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 및 전력저장장치로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 디바이스.
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