WO2022114928A1 - Battery, and electronic device including same - Google Patents

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WO2022114928A1
WO2022114928A1 PCT/KR2021/017910 KR2021017910W WO2022114928A1 WO 2022114928 A1 WO2022114928 A1 WO 2022114928A1 KR 2021017910 W KR2021017910 W KR 2021017910W WO 2022114928 A1 WO2022114928 A1 WO 2022114928A1
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battery
negative electrode
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안성진
최웅철
윤종문
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삼성전자 주식회사
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Abstract

According to various embodiments disclosed in the present document, a battery and an electronic device including same may be provided, the battery including: a positive electrode substrate; a positive electrode active material applied to at least one surface of the positive electrode substrate; a negative electrode substrate; a negative electrode active material applied to at least one surface of the negative electrode substrate; a separator positioned between the positive electrode substrate and the negative electrode substrate; and an oxide film layer formed on at least one surface of the positive electrode substrate through surface modification. Various other embodiments are also possible.

Description

배터리 및 그를 포함하는 전자 장치Batteries and electronic devices comprising them
본 문서에 개시된 다양한 실시예들은 배터리의 양극 기재(positive substrate)를 표면 개질하여 내부 단락시 안전성을 향상시킨 배터리 및 그를 포함하는 전자 장치와 이의 제조 방법에 관한 것이다.Various embodiments disclosed in this document relate to a battery having improved safety in case of an internal short circuit by surface-modifying a positive substrate of the battery, an electronic device including the same, and a manufacturing method thereof.
정보통신 기술과 반도체 기술 등의 발전으로 인하여 각종 전자 장치들의 보급과 이용이 급속도로 증가하고 있다. 특히 최근의 전자 장치들은 휴대하고 다니며 통신할 수 있도록 개발되고 있다. 이러한 전자 장치는 사용자가 편리하게 휴대할 수 있도록 소형화되고 있다. 전자 장치의 소형화 추세와 더불어, 사용자가 전자 장치를 오래 사용할 수 있도록, 배터리의 용량을 늘리거나 배터리의 수명을 증가시키기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이와 더불어 배터리의 안전성을 향상시키기 위한 연구도 함께 활발히 진행되고 있다. BACKGROUND ART With the development of information and communication technology and semiconductor technology, the dissemination and use of various electronic devices are rapidly increasing. In particular, recent electronic devices are being developed to be portable and to be able to communicate. Such electronic devices are being miniaturized so that users can conveniently carry them. With the trend of miniaturization of electronic devices, studies are being actively conducted to increase the capacity of the battery or increase the lifespan of the battery so that the user can use the electronic device for a long time. In addition, research to improve battery safety is being actively conducted.
배터리는 양극이나 음극 또는 전해질이 포함하는 물질에 따라 종류를 구분할 수 있다. 예를 들면, 배터리는 리튬 이온 배터리, 리튬 폴리머 배터리, 니켈 카드뮴 배터리, 니켈 수소 배터리를 포함할 수 잇다. Batteries can be classified according to the material contained in the positive electrode, the negative electrode, or the electrolyte. For example, the battery may include a lithium ion battery, a lithium polymer battery, a nickel cadmium battery, a nickel hydride battery.
배터리로서, 리튬 이온 배터리는 충방전 효율 및 저장 용량이 우수하고, 출력 안정성이 높으며, 사용하지 않을 때에도 방전이 일어나는 정도가 적어 휴대용 전자 장치의 핵심부품으로 적용되고 있다. As a battery, a lithium ion battery has excellent charge/discharge efficiency and storage capacity, has high output stability, and has a low degree of discharge even when not in use, so it is applied as a core component of a portable electronic device.
휴대용 전자 장치에 많이 사용되는 리튬 이온 배터리는, 못(nail)과 같은 날카로운 물체의 찍힘, 전자 장치의 낙하와 같은 물리적 충격 발생시 배터리 케이스(예: 파우치)가 파손될 수 있다. 상술한 물리적 충격 및/또는 허용 전류/전압의 초과, 고온에의 노출 등의 원인에 의해 내부 단락(short-circuit), 전극 조립체의 누액, 발열, 발화 및/또는 폭발의 안전 상의 문제가 발생할 수 있다.Lithium ion batteries widely used in portable electronic devices may damage a battery case (eg, a pouch) when a sharp object such as a nail is dented or a physical shock such as a fall of the electronic device occurs. Safety problems such as internal short-circuit, leakage of electrode assembly, heat generation, ignition and/or explosion may occur due to the above-mentioned physical shock and/or excess of allowable current/voltage, exposure to high temperature, etc. have.
이에, 리튬 이온 배터리의 안전성을 확보하는 것은 해당 기술분야의 중요한 과제에 해당한다. Accordingly, securing the safety of the lithium ion battery corresponds to an important task in the technical field.
어떤 실시예에 따른 배터리는, 배터리 온도가 일정온도(예: 섭씨 100도)까지 상승해야 배터리의 안전 기능이 작동하며, 발열 온도가 일정한 속도 이상으로 발열되는 상황에서는 안전 기능이 작동하지 않을 수 있다.In the battery according to some embodiments, the safety function of the battery operates only when the battery temperature rises to a certain temperature (eg, 100 degrees Celsius), and the safety function may not operate in a situation in which the heating temperature is heated at a certain rate or higher. .
또한, 어떤 실시예에 따른 배터리는, 충격에 의해 배터리 코팅층의 파손 발생 시, 파손된 영역에서는 안전 기능이 작동하지 않을 수 있다.In addition, in the battery according to some embodiments, when the battery coating layer is damaged by impact, the safety function may not operate in the damaged area.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 표면 개질된 양극 기재를 포함하는 배터리를 제공하여 안전성을 향상시킬 수 있다.According to various embodiments of the present disclosure, safety may be improved by providing a battery including a surface-modified positive electrode substrate.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치에 있어서, 전면 플레이트, 상기 전면 플레이트의 반대 방향을 향하는 후면 플레이트, 및 상기 전면 플레이트와 후면 플레이트 사이의 공간을 둘러싸는 측면 베젤 구조를 포함하는 하우징; 및 상기 하우징 내 상기 공간상에 배치된 배터리;를 포함하고, 상기 배터리는, 양극 기재; 상기 양극 기재의 적어도 일면에 도포된 양극 활물질; 음극 기재; 상기 음극 기재의 적어도 일면에 도포된 음극 활물질; 상기 양극 기재와 상기 음극 기재 사이에 위치한 분리막; 및 상기 양극 기재의 적어도 일면에 표면 개질을 통해 형성된 산화피막층(oxide coating layer)을 포함하는 전자 장치를 제공할 수 있다. According to various embodiments disclosed herein, in an electronic device, a housing including a front plate, a rear plate facing in a direction opposite to the front plate, and a side bezel structure surrounding a space between the front plate and the rear plate ; and a battery disposed in the space within the housing, wherein the battery includes: a positive electrode substrate; a positive active material applied to at least one surface of the positive electrode substrate; negative electrode substrate; a negative active material applied to at least one surface of the negative electrode substrate; a separator positioned between the positive electrode substrate and the negative electrode substrate; and an oxide coating layer formed on at least one surface of the cathode substrate through surface modification.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따르면, 양극 기재; 상기 양극 기재의 적어도 일면에 도포된 양극 활물질; 음극 기재; 상기 음극 기재의 적어도 일면에 도포된 음극 활물질; 상기 양극 기재와 상기 음극 기재 사이에 위치한 분리막; 및,상기 양극 기재의 적어도 일면에 형성된 산화피막층을 포함하는 배터리를 제공할 수 있다.According to various embodiments disclosed herein, a cathode substrate; a positive active material applied to at least one surface of the positive electrode substrate; negative electrode substrate; a negative active material applied to at least one surface of the negative electrode substrate; a separator positioned between the positive electrode substrate and the negative electrode substrate; and an oxide film layer formed on at least one surface of the positive electrode substrate.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따르면, 통신 모듈; 프로세서; 및 배터리를 포함하고, 상기 배터리는 양극 기재; 상기 양극 기재의 적어도 일면에 도포된 양극 활물질; 음극 기재; 상기 음극 기재의 적어도 일면에 도포된 음극 활물질; 상기 양극 기재와 상기 음극 기재 사이에 위치한 분리막; 및 상기 양극 기재의 적어도 일면에 표면 개질을 통해 형성된 산화피막층을 포함하는 전자 장치를 제공할 수 있다. According to various embodiments disclosed herein, a communication module; processor; and a battery, wherein the battery comprises: a positive electrode substrate; a positive active material applied to at least one surface of the positive electrode substrate; negative electrode substrate; a negative active material applied to at least one surface of the negative electrode substrate; a separator positioned between the positive electrode substrate and the negative electrode substrate; and an oxide film layer formed on at least one surface of the cathode substrate through surface modification.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따르면, 양극 기재; 상기 양극 기재의 일면에 도포된 제 1 양극 활물질; 및 상기 양극 기재의 타면에 도포된 제 2 양극 활물질;을 포함하는 양극 조립체; 음극 기재; 상기 음극 기재의 적어도 일면에 도포된 제 1 음극 활물질; 및 상기 음극 기재의 타면에 도포된 제 2 음극 활물질;을 포함하는 음극 조립체; 상기 양극 조립체와 상기 음극 조립체 사이에 위치한 분리막; 및 상기 양극 기재 및 상기 제 1 양극 활물질 사이에 형성되며, 상기 양극 기재의 표면 개질을 통해 형성된 산화피막층을 포함하는 배터리를 제공할 수 있다. According to various embodiments disclosed herein, a cathode substrate; a first positive active material applied to one surface of the positive electrode substrate; and a second positive electrode active material applied to the other surface of the positive electrode substrate; negative electrode substrate; a first negative active material applied to at least one surface of the negative electrode substrate; and a second negative electrode active material applied to the other surface of the negative electrode substrate; a separator positioned between the positive electrode assembly and the negative electrode assembly; and an oxide film layer formed between the positive electrode substrate and the first positive electrode active material and formed through surface modification of the positive electrode substrate.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 양극 기재; 상기 양극 기재의 일면에 도포된 제 1 양극 활물질; 및 상기 양극 기재의 타면에 도포된 제 2 양극 활물질;을 포함하는 양극 조립체; 음극 기재; 상기 음극 기재의 적어도 일면에 도포된 제 1 음극 활물질; 및 상기 음극 기재의 타면에 도포된 제 2 음극 활물질;을 포함하는 음극 조립체;및 상기 양극 조립체와 상기 음극 조립체 사이에 위치한 분리막;을 포함하고, 상기 양극 기재의 표면 개질을 통해 상기 양극 기재의 표면 저항을 상승시키되, 표면 개질된 양극 기재의 저항은 양극 조립체 전체 저항의 1% 내지 15%인 배터리를 제공할 수 있다. According to various embodiments of the present disclosure, a cathode substrate; a first positive active material applied to one surface of the positive electrode substrate; and a second positive electrode active material applied to the other surface of the positive electrode substrate; negative electrode substrate; a first negative active material applied to at least one surface of the negative electrode substrate; and a second negative electrode active material applied to the other surface of the negative electrode substrate; a negative electrode assembly comprising a; and a separator positioned between the positive electrode assembly and the negative electrode assembly; the surface of the positive electrode substrate through surface modification of the positive electrode substrate It is possible to provide a battery in which the resistance is increased, but the resistance of the surface-modified positive electrode substrate is 1% to 15% of the total resistance of the positive electrode assembly.
본 개시의 다양한 실시예들에 따른 배터리는, 표면 개질(surface modification)된 양극 기재를 포함함으로써, 배터리가 파손되어 단락(short-circuit) 형성시 발열 온도가 급격히 상승하지 않을 수 있다. Since the battery according to various embodiments of the present disclosure includes a surface-modified positive electrode substrate, the heating temperature may not rapidly increase when the battery is damaged and a short-circuit is formed.
본 개시의 다양한 실시예들에 따른 배터리는, 표면 개질된 양극 기재를 포함함으로써, 배터리가 파손되어 단락(short-circuit) 형성되더라도 안전 기능 작동이 가능할 수 있다.Since the battery according to various embodiments of the present disclosure includes the surface-modified positive electrode substrate, a safety function operation may be possible even if the battery is damaged and a short-circuit is formed.
본 개시의 다양한 실시예들에 따른 배터리는, 표면 개질된 양극 기재를 포함함으로써, 배터리가 파손되어 단락(short-circuit) 형성되더라도 열폭주 또는 발화없이 안전하게 배터리의 에너지가 소진되도록 할 수 있다.Since the battery according to various embodiments of the present disclosure includes the surface-modified positive electrode substrate, even if the battery is damaged and a short-circuit is formed, energy of the battery can be safely consumed without thermal runaway or ignition.
본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Effects obtainable in the present disclosure are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned may be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present disclosure belongs from the description below. will be.
도 1은, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치의 전개 사시도이다.1 is an exploded perspective view of an electronic device according to various embodiments disclosed herein.
도 2는, 본 개시의 다양한 실시예들에 따른, 배터리를 나타내는 도면이다.2 is a diagram illustrating a battery according to various embodiments of the present disclosure.
도 3은, 본 개시의 다양한 실시예들에 따른, 도 2의 배터리의 내부 구조를 나타내는 도면이다.3 is a diagram illustrating an internal structure of the battery of FIG. 2 according to various embodiments of the present disclosure;
도 4는, 어떤 실시예에 따른 배터리의 내부 구조를 확대한 도면이다.4 is an enlarged view of an internal structure of a battery according to an embodiment.
도 5는, 도 4의 배터리에 못(nail)이 박혀 파손된 모습을 나타내는 개념도이다.5 is a conceptual diagram illustrating a state in which a nail is nailed into the battery of FIG. 4 and is damaged.
도 6은, 본 개시의 다양한 실시예들에 따른, 배터리의 내부 구조를 확대한 도면이다.6 is an enlarged view of an internal structure of a battery according to various embodiments of the present disclosure;
도 7은, 도 6의 배터리에 못(nail)이 박혀 파손된 모습을 나타내는 개념도이다.7 is a conceptual diagram illustrating a state in which a nail is nailed into the battery of FIG. 6 and is damaged.
도 8은, 어떤 실시예에 따른, 배터리의 내부 단락시, 단락 저항에 따른 배터리의 발열 수준을 나타내는 그래프이다.8 is a graph illustrating a heat generation level of a battery according to a short-circuit resistance when the battery is internally short-circuited, according to an embodiment.
도 9a는, 어떤 실시예에 따른, 배터리의 내부 단락시, 단락되는 양상별 배터리의 발열량을 나타내는 도면이다. FIG. 9A is a diagram illustrating the amount of heat generated by the battery for each short-circuited aspect when the battery is internally short-circuited, according to an exemplary embodiment.
도 9b는, 어떤 실시예에 따른, 배터리의 내부 단락시, 단락되는 양상별 배터리의 온도를 나타내는 도면이다. 9B is a diagram illustrating a temperature of a battery for each short-circuited aspect when the battery is internally short-circuited, according to an embodiment.
도 10은, 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 패턴층을 나타내는 도면이다.10 is a diagram illustrating a patterned layer according to various embodiments of the present disclosure.
도 11은, 본 개시의 다양한 실시예들에 따른, 양극 기재의 표면 개질 방법을 나타내는 블록도이다.11 is a block diagram illustrating a method for modifying the surface of a cathode substrate according to various embodiments of the present disclosure.
도 12는, 본 개시의 다양한 실시예들에 따른, 양극 기재의 표면 처리 공정을 나타내는 개념도이다.12 is a conceptual diagram illustrating a surface treatment process of a cathode substrate according to various embodiments of the present disclosure.
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.Examples of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those of ordinary skill in the art, and the following examples may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is as follows It is not limited to an Example. Rather, these examples are provided so that this disclosure will be more thorough and complete, and will fully convey the spirit of the invention to those skilled in the art.
이하의 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장 또는 축소된 것이며, 도면 상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는" 는 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.In the following drawings, the thickness or size of each layer is exaggerated or reduced for convenience and clarity of description, and the same reference numerals in the drawings refer to the same elements. As used herein, the term “and/or” includes any one and all combinations of one or more of those listed items.
도 1은 본 개시의 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치의 분해 사시도이다. 1 is an exploded perspective view of an electronic device, according to various embodiments of the present disclosure;
도 1 이하의 도면에는 서로에 대하여 직교하는 X축, Y축 및 Z축으로 정의되는 공간 좌표계가 도시된다. 여기서 X축은 전자 장치(100) 및 배터리(150)의 폭 방향, Y축은 전자 장치(100) 및 배터리(150)의 길이 방향, Z축은 전자 장치(100) 및 배터리(150)의 높이(또는 두께) 방향을 나타낼 수 있다. 1 and below, a spatial coordinate system defined by an X-axis, a Y-axis, and a Z-axis orthogonal to each other is illustrated. Here, the X axis is the width direction of the electronic device 100 and the battery 150 , the Y axis is the length direction of the electronic device 100 and the battery 150 , and the Z axis is the height (or thickness) of the electronic device 100 and the battery 150 . ) can indicate the direction.
도 1을 참조하면, 전자 장치(100)는, 전면 플레이트(110), 디스플레이(120), 제 1 지지 부재(130), 메인 인쇄 회로 기판(140), 배터리(150), 제 2 지지 부재(160), 안테나(170) 및 후면 플레이트(180)를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(100)는, 구성요소들 중 적어도 하나(예: 제 1 지지 부재(130), 또는 제 2 지지 부재(160))를 생략하거나 다른 구성요소를 추가적으로 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1 , the electronic device 100 includes a front plate 110 , a display 120 , a first support member 130 , a main printed circuit board 140 , a battery 150 , and a second support member ( 160 ), an antenna 170 , and a rear plate 180 . In some embodiments, the electronic device 100 may omit at least one of the components (eg, the first support member 130 or the second support member 160 ) or additionally include other components. .
전자 장치(100)는, 전면, 후면, 및 전면 및 후면 사이의 공간을 둘러싸는 측면을 포함하는 하우징(101)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 전면은 적어도 일부분이 실질적으로 투명한 전면 플레이트(110)(예: 다양한 코팅 레이어들을 포함하는 글라스 플레이트, 또는 폴리머 플레이트)에 의하여 형성될 수 있다. 후면은 후면 플레이트(180)에 의하여 형성될 수 있다. 상기 후면 플레이트(180)는, 예를 들어, 유리, 세라믹, 폴리머, 금속(예: 알루미늄, 스테인레스 스틸(STS), 또는 마그네슘), 또는 상기 물질들 중 적어도 둘의 조합에 의하여 형성될 수 있다. 상기 측면은, 전면 플레이트(110) 및 후면 플레이트(180)와 결합하며, 금속 및/또는 폴리머를 포함하는 측면 베젤 구조 (또는 "측면 부재")(131)에 의하여 형성될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 후면 플레이트(180) 및 측면 베젤 구조(131)는 일체로 형성되고 동일한 물질(예: 유리, 알루미늄과 같은 금속 물질 또는 세라믹)을 포함할 수 있다.The electronic device 100 may include a housing 101 including a front surface, a rear surface, and side surfaces surrounding a space between the front surface and the rear surface. According to an embodiment, the front surface may be formed by the front plate 110 (eg, a glass plate including various coating layers or a polymer plate) at least a part of which is substantially transparent. The rear surface may be formed by the rear plate 180 . The rear plate 180 may be formed of, for example, glass, ceramic, polymer, metal (eg, aluminum, stainless steel (STS), or magnesium), or a combination of at least two of the above materials. The side surface is coupled to the front plate 110 and the rear plate 180 , and may be formed by a side bezel structure (or “side member”) 131 including a metal and/or a polymer. In some embodiments, the back plate 180 and the side bezel structure 131 are integrally formed and may include the same material (eg, glass, a metallic material such as aluminum, or ceramic).
디스플레이(120)는 전자 장치(100)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 디스플레이(120)는, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 디스플레이(120)는, 예를 들어, 전면 플레이트(110)의 상당 부분을 통하여 시각적으로 노출될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 디스플레이(120)의 모서리를 상기 전면 플레이트(110)의 인접한 외곽 형상과 대체로 동일하게 형성할 수 있다. 디스플레이(120)의 화면 표시 영역(예: 전면)의 일부에 리세스 또는 개구부(opening)을 형성하고, 상기 리세스 또는 상기 개구부(opening)와 정렬되는 오디오 모듈, 센서 모듈, 발광 소자, 및 카메라 모듈 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 디스플레이(120)은 터치를 감지하도록 설정된 터치 센서, 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 압력 센서를 포함할 수 있다. 다른 실시예(미도시)에서는, 디스플레이(120)는, 터치 감지 회로, 터치의 세기(압력)를 측정할 수 있는 압력 센서, 및/또는 자기장 방식의 스타일러스(stylus) 또는 펜을 검출하는 디지타이저(digitizer)와 결합되거나 인접하여 배치될 수 있다.The display 120 may visually provide information to the outside (eg, a user) of the electronic device 100 . The display 120 may include, for example, a display, a hologram device, or a projector and a control circuit for controlling the device. According to an embodiment, the display 120 may be visually exposed through, for example, a substantial portion of the front plate 110 . In some embodiments, the edge of the display 120 may be formed to be substantially the same as an adjacent outer shape of the front plate 110 . An audio module, a sensor module, a light emitting element, and a camera that form a recess or an opening in a part of the screen display area (eg, the front side) of the display 120 and are aligned with the recess or the opening It may include at least one or more of the modules. According to an embodiment, the display 120 may include a touch sensor configured to sense a touch or a pressure sensor configured to measure the intensity of a force generated by the touch. In another embodiment (not shown), the display 120 includes a touch sensing circuit, a pressure sensor capable of measuring the intensity (pressure) of a touch, and/or a digitizer for detecting a magnetic field type stylus or pen ( digitizer) or may be disposed adjacent to it.
일 실시예에 따르면, 제 1 지지부재(130)는, 전자 장치(100) 내부에 배치되어 측면 베젤 구조(131)와 연결될 수 있거나, 측면 베젤 구조(131)와 일체로 형성될 수 있다. 제 1 지지부재(130)는, 예를 들어, 금속 재질 및/또는 비금속 (예: 폴리머) 재질로 형성될 수 있다. 제 1 지지부재(130)는, 일면에 디스플레이(120)가 결합되고 타면에 인쇄 회로 기판(140)이 결합될 수 있다. According to an embodiment, the first support member 130 may be disposed inside the electronic device 100 and connected to the side bezel structure 131 , or may be formed integrally with the side bezel structure 131 . The first support member 130 may be formed of, for example, a metal material and/or a non-metal (eg, polymer) material. The first support member 130 may have a display 120 coupled to one surface and a printed circuit board 140 coupled to the other surface.
인쇄 회로 기판(140)에는, 프로세서, 메모리, 및/또는 인터페이스가 장착될 수 있다. 프로세서는, 예를 들어, 중앙처리장치, 어플리케이션 프로세서, 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다.The printed circuit board 140 may be equipped with a processor, memory, and/or an interface. The processor may include, for example, one or more of a central processing unit, an application processor, a graphics processing unit, an image signal processor, a sensor hub processor, or a communication processor.
일 실시예에 따르면, 메모리는, 전자 장치의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서 또는 센서 모듈에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. According to an embodiment, the memory may store various data used by at least one component (eg, a processor or a sensor module) of the electronic device. The data includes, for example, software (eg, a program) and It may include input data or output data for a command related thereto.
일 실시예에 따르면, 인터페이스는, 예를 들어, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 및/또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다. 인터페이스는, 예를 들어, 전자 장치(100)를 외부 전자 장치와 전기적 또는 물리적으로 연결시킬 수 있으며, USB 커넥터, SD 카드/MMC 커넥터, 또는 오디오 커넥터를 포함할 수 있다.According to an embodiment, the interface may include, for example, a high definition multimedia interface (HDMI), a universal serial bus (USB) interface, an SD card interface, and/or an audio interface. The interface may, for example, electrically or physically connect the electronic device 100 to an external electronic device, and may include a USB connector, an SD card/MMC connector, or an audio connector.
일 실시예에 따르면, 배터리(150)는 전자 장치(100)의 적어도 하나의 구성 요소(예: 디스플레이, 프로세서, 안테나, 오디오 모듈, 센서 모듈, 발광 소자, 및 카메라 모듈 중 적어도 하나 이상을 포함)에 전력을 공급하기 위한 장치로서, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 또는 재충전 가능한 2차 전지, 또는 연료 전지를 포함할 수 있다. 배터리(150)의 적어도 일부는, 예를 들어, 인쇄 회로 기판(140)과 실질적으로 동일 평면 상에 배치될 수 있다. 배터리(150)는 전자 장치(100) 내부에 일체로 배치될 수 있고, 전자 장치(100)와 탈부착 가능하게 배치될 수도 있다.According to an embodiment, the battery 150 includes at least one component of the electronic device 100 (eg, at least one of a display, a processor, an antenna, an audio module, a sensor module, a light emitting device, and a camera module). As a device for supplying electric power, it may include, for example, a non-rechargeable primary cell, or a rechargeable secondary cell, or a fuel cell. At least a portion of the battery 150 may be disposed, for example, on the same plane as the printed circuit board 140 . The battery 150 may be integrally disposed inside the electronic device 100 , or may be disposed detachably from the electronic device 100 .
일 실시예에 따르면, 안테나(170)는, 후면 플레이트(180)와 배터리(150) 사이에 배치될 수 있다. 안테나(170)는, 예를 들어, NFC(near field communication) 안테나, 무선 충전 안테나, 및/또는 MST(magnetic secure transmission) 안테나를 포함할 수 있다. 안테나(170)는, 예를 들어, 외부 장치와 근거리 통신을 하거나, 충전에 필요한 전력을 무선으로 송수신할 수 있다. 예를 들어, 안테나(170)는 무선 충전을 위한 코일을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서는, 측면 베젤 구조(131) 및/또는 상기 제 1 지지부재(130)의 일부 또는 그 조합에 의하여 안테나 구조가 형성될 수 있다.According to an embodiment, the antenna 170 may be disposed between the rear plate 180 and the battery 150 . The antenna 170 may include, for example, a near field communication (NFC) antenna, a wireless charging antenna, and/or a magnetic secure transmission (MST) antenna. The antenna 170 may, for example, perform short-range communication with an external device or wirelessly transmit/receive power required for charging. For example, the antenna 170 may include a coil for wireless charging. In another embodiment, the antenna structure may be formed by a part of the side bezel structure 131 and/or the first support member 130 or a combination thereof.
도 2는, 본 개시의 다양한 실시예들에 따른, 배터리(150)(예: 도 1의 배터리(150))를 나타내는 도면이다.2 is a diagram illustrating a battery 150 (eg, the battery 150 of FIG. 1 ) according to various embodiments of the present disclosure.
배터리(150)는 양극 조립체(151a), 음극 조립체(151b) 및 전해액을 포함하는 배터리 셀(또는 전극 조립체)(151)이 배터리 케이스(152) 내에 수용된 형태를 가질 수 있다. 상기 배터리 셀(151)은 얇은 판형 혹은 막형으로 형성된 양극 기재(positive electrode substrate)와 상기 양극 기재의 표면에 양극 활물질을 도포한 양극 조립체(151a), 얇은 판형 혹은 막형으로 형성된 음극 기재(negative electrode substrate)와 상기 음극 기재의 표면에 음극 활물질을 도포한 음극 조립체(151b) 및 분리막(separator)(151c)의 적층체를 권취하거나 겹쳐서 형성할 수 있다. 여기서 분리막(151c)은 양극 조립체(151a)와 음극 조립체(151b) 사이에 위치되어 단락(short-circuit)을 방지하고 이온의 이동을 가능하게 하는 역할을 수행할 수 있다. The battery 150 may have a shape in which a positive electrode assembly 151a, a negative electrode assembly 151b, and a battery cell (or electrode assembly) 151 including an electrolyte are accommodated in a battery case 152 . The battery cell 151 includes a positive electrode substrate formed in a thin plate or film shape, a positive electrode assembly 151a in which a positive electrode active material is applied on a surface of the positive electrode substrate, and a negative electrode substrate formed in a thin plate or film shape. ) and a laminate of a negative electrode assembly 151b and a separator 151c coated with an anode active material on the surface of the negative electrode substrate may be wound or overlapped. Here, the separator 151c may be positioned between the positive electrode assembly 151a and the negative electrode assembly 151b to prevent a short-circuit and to enable the movement of ions.
배터리(150)의 형상은 다양할 수 있다. 예컨대, 배터리(150)의 대표적인 형상은 파우치(pouch)형, 원통형, 각형, 캔(can)형이 있을 수 있다. 한 예를 들면, 도 2에 도시된 배터리(150)의 케이스(152)는 배터리 셀(151)을 수납하여 밀봉할 수 있도록 파우치형 케이스가 해당될 수 있으며, 상기 양극 조립체(151a), 음극 조립체(151b) 및 분리막(151c)이 케이스(152) 내부에서 젤리-롤(jelly-roll) 형태로 구성될 수 있다. 배터리(150)는 서로 다른 사양을 가지는 다양한 제품으로 출시될 수 있다. 따라서, 도면에 도시되진 않았으나, 배터리(150)의 일면에는 저장 용량, 취급상 주의 사항 등 제품에 관한 정보를 표시할 수 있다. The shape of the battery 150 may vary. For example, a typical shape of the battery 150 may be a pouch type, a cylindrical shape, a prismatic shape, or a can type. For example, the case 152 of the battery 150 shown in FIG. 2 may correspond to a pouch-type case to accommodate and seal the battery cells 151 , the positive electrode assembly 151a and the negative electrode assembly. The 151b and the separator 151c may be configured in the form of a jelly-roll inside the case 152 . The battery 150 may be released as a variety of products having different specifications. Accordingly, although not shown in the drawings, product information such as storage capacity and handling precautions may be displayed on one surface of the battery 150 .
도 3은, 본 개시의 다양한 실시예들에 따른, 도 2의 배터리(150)의 내부 구조를 나타내는 도면이다.3 is a diagram illustrating an internal structure of the battery 150 of FIG. 2 according to various embodiments of the present disclosure.
도 3을 참조하면, 배터리(예: 도 2의 배터리(150))는 양극 조립체(201)(예: 도 2의 양극 조립체(151a)), 음극 조립체(203)(예: 도 2의 음극 조립체(151b)) 및 분리막(220)(예: 도 2의 분리막(151c))을 포함하는 배터리 셀(또는 전극 조립체)(200)을 포함하여 구성될 수 있다. 배터리 셀(200)은 양극 조립체(201), 음극 조립체(203) 및 분리막(220)이 배터리의 중심 영역으로부터 순차적으로 감겨진 형태로 구성될 수 있다. Referring to FIG. 3 , a battery (eg, battery 150 of FIG. 2 ) includes a positive electrode assembly 201 (eg, positive electrode assembly 151a of FIG. 2 ), a negative electrode assembly 203 (eg, negative electrode assembly of FIG. 2 ). (151b)) and the separator 220 (eg, the separator 151c of FIG. 2 ) may be configured to include a battery cell (or electrode assembly) 200 . The battery cell 200 may be configured such that the positive electrode assembly 201 , the negative electrode assembly 203 , and the separator 220 are sequentially wound from a central region of the battery.
양극 조립체(201)는 양극 기재(210), 상기 양극 기재(210)의 적어도 일면에 도포된 양극 활물질을 포함하여 구성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 양극 조립체(201)는 양극 기재(210), 상기 양극 기재(210)의 일면과 타면에 각각 도포된 양극 활물질(211, 212)을 포함하여 구성될 수 있다.The positive electrode assembly 201 may include a positive electrode substrate 210 and a positive electrode active material applied to at least one surface of the positive electrode substrate 210 . According to an embodiment, the positive electrode assembly 201 may include a positive electrode substrate 210 and positive electrode active materials 211 and 212 respectively coated on one surface and the other surface of the positive electrode substrate 210 .
양극 기재(210), 예를 들어, 알루미늄(Al), 스테인레스스틸(STS), 티탄(Ti), 구리(Cu), 은(Ag) 또는 이들로부터 선택된 물질의 조합으로 형성된 금속일 수 있다. The anode substrate 210 may be, for example, a metal formed of aluminum (Al), stainless steel (STS), titanium (Ti), copper (Cu), silver (Ag), or a combination of materials selected from these.
양극 활물질(211, 212)은 리튬 이온을 가역적으로 흡장 및 방출할 수 있는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 양극 활물질은 코발트산 리튬(lithium cobalt oxide), 니켈산 리튬(lithium nickel oxide), 니켈 코발트산 리튬(lithium nickel cobalt oxide), 니켈 코발트 알루미늄산 리튬(lithium nickel cobalt aluminum oxide), 니켈 코발트 망간산 리튬(lithium nickel cobalt manganese oxide), 망간산 리튬(lithium manganese oxide) 또는 인산철 리튬(lithium iron phosphate)과 같은 리튬 전이금속 산화물(lithium transition metal oxides), 황화 니켈(nickel sulfides), 황화 구리(copper sulfides), 황(sulfur), 산화철(iron oxides) 또는산화 바나듐(vanadium oxides)으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다. The positive active materials 211 and 212 may include a material capable of reversibly occluding and releasing lithium ions. For example, the positive electrode active material is lithium cobalt oxide, lithium nickel oxide, lithium nickel cobalt oxide, lithium nickel cobalt aluminum oxide, nickel lithium transition metal oxides such as lithium nickel cobalt manganese oxide, lithium manganese oxide or lithium iron phosphate, nickel sulfides, sulfides It may include at least one material selected from the group consisting of copper sulfides, sulfur, iron oxides, and vanadium oxides.
양극 기재(210)의 표면에는 양극 활물질(211, 212) 외에 바인더(미도시) 또는 도전제(미도시)가 더 도포될 수 있다. 바인더는 폴리비닐리덴플루오라이드(polyvinylidene fluoride), 비닐리덴 플루오라이드/헥사플루오로프로필렌 코폴리머(vinylidene fluoride/hexafluoropropylene copolymer), 비닐리덴플루오라이드/테트라플루로에틸린 코폴리머(vinylidene fluoride/tetrafluoroethylene copolymer) 등의 폴리비닐리덴플루오라이드계 바인더(polyvinylidene fluoride-containing binders), 나트륨-카르복시메틸셀룰로오스(sodium-carboxymethylcellulose), 리튬-카르복시메틸셀룰로오스(lithium-carboxymethyl cellulose) 등의 카르복시메틸셀룰로오스계 바인더(carboxymethyl cellulose-containing binders), 폴리아크릴산(polyacrylic acid), 리튬-폴리아크릴산(lithium-polyacrylic acid), 아크릴(acrylic), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethyl methacrylate) 또는 폴리부틸아크릴레이트(polybutylacrylate)) 등의 아크릴레이트계 바인더(acrylate-containing binders), 폴리아미드이미드(polyimide-imides), 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene), 폴리에틸렌옥사이드(polyethylene oxide), 폴리피롤(polypyrrole), 리튬-나피온(lithium-Nafion) 또는 스티렌 부타디엔 고무계 폴리머(styrene butadiene rubber-containing polymers)로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다. 도전제는 카본 블랙(carbon black), 탄소섬유(carbon fiber) 또는 흑연(graphite)과 같은 탄소계 도전제(carboncontaining conducting agents), 금속 분말(metal powder)과 같은 도전성 섬유(conductive fiber), 불화카본 분말(carbon fluoride powder), 알루미늄 분말(Al powder) 및 니켈 분말과 같은 금속 분말(metal powder), 산화아연(zinc oxides) 또는 티탄산칼륨(potassium titanate)과 같은 도전성 휘스커(conductive whisker), 산화티탄(titanium oxides)과 같은 도전성 금속 산화물(conductive metal oxides) 또는폴리페닐렌 유도체(polyphenylene derivatives) 등의 전도성 고분자(conductive polymers)로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.A binder (not shown) or a conductive agent (not shown) may be further applied to the surface of the cathode substrate 210 in addition to the cathode active materials 211 and 212 . The binder is polyvinylidene fluoride, vinylidene fluoride/hexafluoropropylene copolymer, vinylidene fluoride/tetrafluoroethylene copolymer Polyvinylidene fluoride-containing binders, such as sodium-carboxymethylcellulose, lithium-carboxymethyl cellulose, carboxymethyl cellulose-based binders, such as containing binders), polyacrylic acid, lithium-polyacrylic acid, acrylic, polyacrylonitrile, polymethyl methacrylate or polybutylacrylate ( acrylate-containing binders such as polybutylacrylate), polyimide-imides, polytetrafluoroethylene, polyethylene oxide, polypyrrole, lithium-nafion At least one material selected from the group consisting of (lithium-Nafion) or styrene butadiene rubber-containing polymers may be included. Conductive agents are carbon-containing conducting agents such as carbon black, carbon fiber or graphite, conductive fibers such as metal powder, carbon fluoride Carbon fluoride powder, metal powder such as aluminum powder and nickel powder, conductive whisker such as zinc oxides or potassium titanate, titanium oxide ( and at least one material selected from the group consisting of conductive metal oxides such as titanium oxides or conductive polymers such as polyphenylene derivatives.
음극 조립체(203)는 음극 기재(230), 상기 음극 기재(230)의 적어도 일면에 도포된 음극 활물질을 포함하여 구성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 음극 조립체(203)는 음극 기재(230), 상기 음극 기재(230)의 일면과 타면에 각각 도포된 음극 활물질(231, 232)을 포함하여 구성될 수 있다.The negative electrode assembly 203 may include a negative electrode substrate 230 and an anode active material applied to at least one surface of the negative electrode substrate 230 . According to an embodiment, the negative electrode assembly 203 may include a negative electrode substrate 230 and negative electrode active materials 231 and 232 respectively coated on one surface and the other surface of the negative electrode substrate 230 .
음극 기재(230)는, 예를 들어, 구리(copper), 스테인레스스틸(STS), 니켈(nickel), 알루미늄(aluminum)또는 티탄(titanium)으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 금속을 포함할 수 있다.The negative electrode substrate 230 may include, for example, at least one metal selected from the group consisting of copper, stainless steel (STS), nickel, aluminum, or titanium. .
음극 활물질(231, 233)은 리튬과의 합금화(material capable of forming an alloy together with lithium) 또는 리튬의 가역적인 흡장 및 방출이 가능한 물질(capable of reversibly intercalating and deintercalating lithium)을 포함할수 있다. 예를 들어, 음극 활물질은 금속(metals), 탄소계 재료(carbon-containing materials), 금속산화물(metal oxides) 또는 리튬금속질화물(lithium metal nitrides)로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다. The negative active materials 231 and 233 may include a material capable of forming an alloy together with lithium or a material capable of reversibly intercalating and deintercalating lithium. For example, the anode active material may include at least one material selected from the group consisting of metals, carbon-containing materials, metal oxides, and lithium metal nitrides. have.
여기서, 금속(metals)은 리튬(lithium), 규소(silicon), 마그네슘(magnesium), 칼슘(calcium), 알루미늄(aluminum), 게르마늄(germanium), 주석(tin), 납(lead), 비소(arsenic), 안티몬(antimony), 비스무트(bismuth), 은(silver), 금(gold), 아연(zinc), 카드뮴(cadmium), 수은(mercury), 구리(copper), 철(iron), 니켈(nickel), 코발트(cobalt) 또는 인듐(indium)으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.Here, the metals are lithium, silicon, magnesium, calcium, aluminum, germanium, tin, lead, and arsenic. ), antimony, bismuth, silver, gold, zinc, cadmium, mercury, copper, iron, nickel ), cobalt (cobalt) or indium (indium) may include at least one material selected from the group consisting of.
탄소계 재료는 흑연(graphite), 흑연 탄소섬유(graphite carbon fiber), 코크스(coke), 메소카본 마이크로비즈(MCMBS)(mesocarbon microbeads), 폴리아센(polyacene), 피치계 탄소섬유(pitch-derived carbon fiber) 또는 난흑연화성 탄소(hard carbon)로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.Carbon-based materials include graphite, graphite carbon fiber, coke, mesocarbon microbeads (MCMBS), polyacene, pitch-derived carbon fiber) or at least one material selected from the group consisting of hard carbon.
금속산화물은 리튬티탄산화물(lithium titanium oxides), 산화티탄(titanium oxides), 산화몰리브덴(molybdenum oxides), 산화니오븀(niobium oxides), 산화철(iron oxides), 산화텅스텐(tungsten oxides), 산화주석(tin oxides), 비정질 주석복합산화물(amorphous tin oxide composites), 실리콘 모노옥사이드(silicon monoxide), 산화코발트(cobalt oxides) 또는 산화니켈(nickel oxides)로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.Metal oxides include lithium titanium oxides, titanium oxides, molybdenum oxides, niobium oxides, iron oxides, tungsten oxides, and tin oxides. oxides), amorphous tin oxide composites, silicon monoxide, cobalt oxides, or nickel oxides may include at least one selected from the group consisting of.
음극 기재(230)의 표면에는 음극 활물질(231, 233) 외에 바인더 및 도전제가 더 도포될 수 있다. 바인더 및 도전제는 양극 기재(210)에 도포된 바인더 및 도전제와 동일 또는 유사한 것일 수 있다.A binder and a conductive agent may be further applied to the surface of the anode base 230 in addition to the anode active materials 231 and 233 . The binder and the conductive agent may be the same as or similar to the binder and the conductive agent applied to the positive electrode substrate 210 .
분리막(220)은 양극 조립체(201) 및 음극 조립체(203) 사이에 위치할 수 있다. 분리막(220)은, 예를 들어, 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene)막과 같은 다공성 고분자막으로 형성될 수 있다. 분리막(220)은 양극 조립체(201) 및 음극 조립체(203) 사이에 위치하여 양극 조립체(201) 및 음극 조립체(203)를 서로 절연시킬 수 있다.The separator 220 may be positioned between the positive electrode assembly 201 and the negative electrode assembly 203 . The separator 220 may be formed of, for example, a porous polymer membrane such as polyethylene or polypropylene membrane. The separator 220 may be positioned between the positive electrode assembly 201 and the negative electrode assembly 203 to insulate the positive electrode assembly 201 and the negative electrode assembly 203 from each other.
도 4는, 어떤 실시예에 따른 배터리의 내부 구조를 확대한 도면이다. 도 4는, 도 3에 도시된 배터리의 A 부분을 확대한 도면을 나타낼 수 있다. 4 is an enlarged view of an internal structure of a battery according to an embodiment. FIG. 4 may show an enlarged view of part A of the battery shown in FIG. 3 .
도 4를 참조하면, 어떤 실시예에 따른 배터리의 일부분을 확대하면 양극 기재(210), 상기 양극 기재(210)의 적어도 일면에 도포된 제 1, 제 2 양극 활물질(211, 212)을 포함하는 양극 조립체와, 분리막(220)과, 음극 기재(230), 상기 음극 기재(230)의 적어도 일면에 도포된 제 1, 제 2 음극 활물질(231, 232)을 포함하는 음극 조립체가 적층된 형태를 가질 수 있다. 도 4에 도시된 일 실시예 따르면 배터리 셀(예: 도 3의 배터리 셀(200))에 포함된 양극 조립체, 분리막(220), 그리고 음극 조립체는 서로 소정 거리 이격된 것이 도시되나, 다른 실시예에 따르면, 양극 조립체, 분리막(220), 그리고 음극 조립체를 포함하는 배터리 셀(예: 도 3의 배터리 셀(200))은, 상기 양극 조립체와 음극 조립체가 분리막(220)에 의해 절연되므로 각 구성요소가 실질적으로 면대 면으로 접하여 적층된 형태도 가능하다. Referring to FIG. 4 , when a portion of a battery according to an embodiment is enlarged, the positive electrode substrate 210 and the first and second positive electrode active materials 211 and 212 coated on at least one surface of the positive electrode substrate 210 are included. A negative electrode assembly including a positive electrode assembly, a separator 220, a negative electrode substrate 230, and first and second negative active materials 231 and 232 coated on at least one surface of the negative electrode substrate 230 are stacked. can have According to the embodiment shown in FIG. 4 , the positive electrode assembly, the separator 220 , and the negative electrode assembly included in the battery cell (eg, the battery cell 200 of FIG. 3 ) are shown to be spaced apart from each other by a predetermined distance, but in another embodiment According to , a battery cell (eg, the battery cell 200 of FIG. 3 ) including a positive electrode assembly, a separator 220 , and a negative electrode assembly is insulated from the positive electrode assembly and the negative electrode assembly by the separator 220 , so each component A configuration in which the elements are stacked substantially face-to-face is also possible.
도 3과 도 4를 함께 참조하면, 일 실시예에 따른 배터리 셀(200)은, 분리막(220)을 기준으로, 양극 기재(210)와 양극 기재(210)의 적어도 일면에 도포된 제 1, 제 2 양극 활물질(211, 211)이 외측에 배치되고, 음극 기재(230)와 음극 기재(220)의 적어도 일면에 도포된 제 1, 제 2 음극 활물질(231, 232)이 내측에 배치될 수 있다. 다른 실시예에 따른 배터리 셀(200)은, 도면에 도시되지는 않았으나, 분리막(220)을 기준으로, 양극 기재(210)와 양극 기재(210)의 적어도 일면에 도포된 제 1, 제 2 양극 활물질(211, 212)이 내측에 배치되고, 음극 기재(230)와 음극 기재(220)의 적어도 일면에 도포된 제 1, 제 2 음극 활물질(231, 232)이 외측에 배치될 수도 있다. 이하에서는 도 3 및 도 4에 대한 실시예를 중심으로 설명할 수 있다. Referring to FIGS. 3 and 4 together, the battery cell 200 according to an embodiment is a first, which is applied to at least one surface of the positive electrode substrate 210 and the positive electrode substrate 210 with respect to the separator 220 , The second positive active materials 211 and 211 may be disposed on the outside, and the first and second negative active materials 231 and 232 coated on at least one surface of the negative electrode substrate 230 and the negative electrode substrate 220 may be disposed on the inside. have. Although not shown in the drawings, the battery cell 200 according to another embodiment includes the first and second positive electrodes coated on at least one surface of the positive electrode substrate 210 and the positive electrode substrate 210 with respect to the separator 220 . The active materials 211 and 212 may be disposed on the inside, and the first and second anode active materials 231 and 232 coated on at least one surface of the negative electrode substrate 230 and the negative electrode substrate 220 may be disposed on the outside. Hereinafter, it will be mainly described with respect to the embodiment with respect to FIGS. 3 and 4 .
도 5는, 도 4의 배터리에 못(nail)이 박혀 파손된 모습을 나타내는 개념도이다. 도 5는, 배터리의 안전성 테스트 중 하나인 네일 공정(nail process) 진행 시, 못에 의해 배터리 셀이 파손되는 모습을 나타낼 수 있다.5 is a conceptual diagram illustrating a state in which a nail is nailed into the battery of FIG. 4 and is damaged. FIG. 5 may show a state in which a battery cell is damaged by a nail during a nail process, which is one of the safety tests of the battery.
배터리는 외부 충격을 받거나 비정상적으로 충전을 하면 적어도 일부 영역에서 단락 현상이 발생될 수 있고, 단락 발생시 의도치 않은 큰 전류가 전극층에 흐를 수 있다. When the battery receives an external shock or is charged abnormally, a short circuit may occur in at least some areas, and an unintentional large current may flow through the electrode layer when a short circuit occurs.
일 실시예에 따르면, 도 5에 도시된 바와 같이 못(nail)(300)이 배터리 셀의 적어도 일부분에 박혀, 배터리 셀이 찢기거나 찍히는 것과 같은 변형이 발생할 수 있다. 예를 들어, 못(300)이 배터리 셀을 누르거나 박힐 때 전극 및/또는 기재의 일부분이 못(300)이 눌리는 방향을 따라 배터리 셀 내측으로 인입될 수 있다. 이에 의해 양극 조립체, 음극 조립체, 또는 분리막(220)이 수축 또는 변형될 수 있다. 그리고 양극 조립체의 구성요소의 적어도 일부와, 음극 조립체의 구성요소의 적어도 일부가 서로 단락(short-circuit)될 수 있다. According to an embodiment, as shown in FIG. 5 , a nail 300 is nailed to at least a portion of a battery cell, and deformation such as torn or stamped of the battery cell may occur. For example, when the nail 300 presses or pierces the battery cell, a portion of the electrode and/or the substrate may be drawn into the battery cell along the direction in which the nail 300 is pressed. Accordingly, the positive electrode assembly, the negative electrode assembly, or the separator 220 may be contracted or deformed. In addition, at least a portion of the components of the positive electrode assembly and at least a portion of the components of the negative electrode assembly may be short-circuited with each other.
예를 들면, 양극 조립체의 양극 기재(210)와 음극 조립체의 제 1 음극 활물질(231)이 접할 수 있다. 이 경우 전류의 급격한 증가로 인해 배터리가 발화 또는 폭발할 수 있다. 다른 예를 들면, 양극 조립체의 양극 활물질(211)과 음극 조립체의 음극 기재(230)가 접할 수도 있다. 전류의 급격한 증가로 인해 배터리가 발화 또는 폭발할 수도 있다.For example, the positive electrode substrate 210 of the positive electrode assembly and the first negative active material 231 of the negative electrode assembly may contact each other. In this case, the battery may ignite or explode due to the rapid increase in current. As another example, the positive electrode active material 211 of the positive electrode assembly and the negative electrode substrate 230 of the negative electrode assembly may contact each other. A rapid increase in current may cause the battery to ignite or explode.
이하 후술하는 본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 상기 도 5에 도시된 바와 같이 어떤 상황에서 배터리의 양극 조립체의 구성요소의 적어도 일부와, 음극 조립체의 구성요소의 적어도 일부가 서로 단락(short-circuit)되더라도 전류가 급격히 상승하여 발화 또는 폭발의 안전사고가 발생하는 것을 방지하는 배터리 구조를 제공할 수 있다.According to various embodiments of the present disclosure to be described below, as shown in FIG. 5 , at least a portion of a component of a positive electrode assembly of a battery and at least a portion of a component of a negative electrode assembly of a battery are short-circuited with each other in certain circumstances as shown in FIG. 5 . circuit), it is possible to provide a battery structure that prevents safety accidents such as ignition or explosion due to a rapid increase in current.
도 6은, 본 개시의 다양한 실시예들에 따른, 배터리의 내부 구조를 확대한 도면이다. 도 7은, 도 6의 배터리에 못(nail)이 박혀 파손된 모습을 나타내는 개념도이다. 도 8은, 어떤 실시예에 따른, 배터리의 내부 단락시, 단락 저항에 따른 배터리의 발열 수준을 나타내는 그래프이다.6 is an enlarged view of an internal structure of a battery according to various embodiments of the present disclosure; 7 is a conceptual diagram illustrating a state in which a nail is nailed into the battery of FIG. 6 and is damaged. 8 is a graph illustrating a heat generation level of a battery according to a short-circuit resistance when the battery is internally short-circuited, according to an embodiment.
도 6 및 도 7에 도시된 실시예는, 양극 기재(210)의 표면의 적어도 일부가 개질(예: 산화)되어 산화피막층(oxide coating layer)(210')을 형성한 것을 도시할 수 있다. 6 and 7 , at least a portion of the surface of the positive electrode substrate 210 may be modified (eg, oxidized) to form an oxide coating layer 210 ′.
도 3 및 도 5에서 전술한 실시예와 같이, 도 6 및 도 7에 도시된 실시예에 따른 배터리 셀(예: 도 3의 배터리 셀(200))은 양극 기재(210)와 양극 기재(210)의 적어도 일면에 도포된 제1, 2 양극 활물질(211, 212)로 구성된 양극 조립체, 분리막(220) 및 음극 기재(220)와 음극 기재(220)의 적어도 일면에 도포된 제1, 2 음극 활물질(231, 232)로 구성된 음극 조립체를 포함할 수 있다. 3 and 5 , the battery cell according to the embodiment shown in FIGS. 6 and 7 (eg, the battery cell 200 of FIG. 3 ) includes a positive electrode substrate 210 and a positive electrode substrate 210 . ), the first and second negative electrodes coated on at least one surface of the positive electrode assembly, the separator 220 and the negative electrode substrate 220 and the negative electrode substrate 220 composed of the first and second positive active materials 211 and 212 coated on at least one surface of the The negative electrode assembly may include active materials 231 and 232 .
일 실시예에 따르면, 양극 활물질은, 양극 기재(210)의 제 1 방향을 향하는 일면에 도포된 제 1 양극 활물질(211) 및 양극 기재(210)의 상기 제 1 방향과 반대인 제 2 방향을 향하는 타면에 도포된 제 2 양극 활물질(212)을 포함할 수 있다. According to an embodiment, the positive electrode active material may have a second direction opposite to the first direction of the first positive active material 211 and the positive electrode substrate 210 applied to one surface of the positive electrode substrate 210 facing the first direction. It may include a second positive electrode active material 212 applied to the other surface facing.
이와 유사하게, 음극 활물질 또한, 음극 기재(230)의 제 1 방향을 향하는 일면에 도포된 제 1 음극 활물질(231) 및 음극 기재(230)의 상기 제 1 방향과 반대인 제 2 방향을 향하는 타면에 도포된 제 2 음극 활물질(232)을 포함할 수 있다.Similarly, the first negative active material 231 applied to one surface of the negative electrode substrate 230 facing the first direction and the other surface facing the second direction opposite to the first direction of the negative electrode substrate 230 are also applied to the negative electrode active material. It may include a second negative active material 232 applied to the.
일 실시예에 따르면, 여기서, 양극 기재(210)는 알루미늄으로 이루어지고, 이에 대비하여 음극 기재(230)는 구리로 이루어질 수 있다.According to an embodiment, here, the anode base 210 may be made of aluminum, and in contrast to this, the cathode base 230 may be made of copper.
그리고, 도 6 및 도7에 도시된 실시예에 따른 배터리 셀(예: 도 3의 배터리 셀(200))은 상기 양극 기재(210)의 표면에 아노다이징 공법에 의한 산화처리를 하여 양극 기재(210)의 표면을 개질할 수 있다. In addition, the battery cell according to the embodiment shown in FIGS. 6 and 7 (eg, the battery cell 200 of FIG. 3 ) is subjected to oxidation treatment by an anodizing method on the surface of the positive electrode substrate 210 to the positive electrode substrate 210 . ) can be modified on the surface.
양극 기재(210)의 표면 개질을 통해 산화피막층(210')을 형성할 수 있다. 양극 기재(210)와 양극 기재(210)의 적어도 일면에 도포된 제1, 2 양극 활물질(211, 212)에 더하여 산화피막층(210')을 더 포함하는 양극 조립체는 못에 의해 파손되어 단락이 발생(이하 '배터리의 내부 단락'이라 함)하는 경우에도 단락 부분의 전류가 과도히 흐르게 되는 것이 억제될 수 있고, 이에 따른 단락 부분의 온도 상승이 억제될 수 있게 된다. 도 5 및 도 7을 대비하면, 도 7에 도시된 배터리 셀의 경우는 도 5에 도시된 배터리 셀의 단락 부분에 비해 단락 부분의 발열량이 저감될 수 있다. The oxide film layer 210 ′ may be formed through the surface modification of the anode substrate 210 . The positive electrode assembly further comprising an oxide film layer 210 ′ in addition to the positive electrode substrate 210 and the first and second positive electrode active materials 211 and 212 applied to at least one surface of the positive electrode substrate 210 is damaged by a nail to prevent a short circuit. Even in the case of occurrence (hereinafter referred to as 'internal short circuit of the battery'), excessive flow of current in the short-circuited portion may be suppressed, and consequently, the temperature rise of the short-circuited portion may be suppressed. 5 and 7 , in the case of the battery cell illustrated in FIG. 7 , the amount of heat generated in the short-circuited portion may be reduced compared to the short-circuited portion of the battery cell illustrated in FIG. 5 .
도 8에 도시된 실시예는, 어떤 특정한 용량(예: 4Ah)을 가진 서로 다른 세 가지 조건의 배터리를 단락시켰을 때 발열 수준을 나타낼 수 있다. 도 8의 가로축은 단락 저항(short resistance)를 나타내고, 도 8의 세로축은 발열량(heat)을 나타낼 수 있다. The embodiment illustrated in FIG. 8 may indicate a heat generation level when batteries of three different conditions having a specific capacity (eg, 4Ah) are short-circuited. The horizontal axis of FIG. 8 may represent short resistance, and the vertical axis of FIG. 8 may represent heat.
도 8의 그래프에서, Al-Negative는, 예를 들면, 알루미늄으로 이루어진 양극 기재(예: 도 7의 양극 기재(210))와 음극활물질(예: 도 7의 제 1 음극활물질(231))간의 접촉시 발열량을 나타낼 수 있고, Al/AlxOy-Negative와 Al/AlxOy'-Negative는 알루미늄으로 이루어지고, 표면 산화 처리된 양극 기재(예: 도 7의 양극 기재(210))와 음극활물질(예: 도 7의 제 1 음극 활물질(231))간의 접촉시 발열량을 나타낼 수 있으며, Positive-Negative는 양극 활물질(예: 도 7의 제 1 양극 활물질(211))과 음극 활물질(예: 도 7의 제 1 음극 활물질(231)) 간의 접촉시 발열량을 나타낼 수 있다. 여기서 세가지 조건 중 하나의 조건에 해당하는 배터리는 배터리 셀의 전체 저항(예: 전기 저항+전해액 저항+접촉저항)이 10mOhm수준의 저항을 가진 표면이 개질되지 않은 일반 배터리를 의미할 수 있다. 세가지 조건 중 다른 하나의 조건에 해당하는 배터리는 양극 기재(예: 도 7의 양극 기재(210))의 표면을 개질하여 배터리 셀의 전체 저항이 20mOhm 수준의 저항을 가지도록 한 배터리를 의미할 수 있다. 세가지 조건 중 나머지 하나의 조건에 해당하는 배터리는 양극 기재(예: 도 7의 양극 기재(210))의 표면을 개질하여 배터리 셀의 전체 저항이 30mOhm 수준의 저항을 가지도록 한 배터리를 의미할 수 있다. 여기서, 세 가지 중 두 가지 조건의 표면 개질된 양극 기재(예: 도 7의 양극 기재(210))를 포함하는 배터리는, 그 표면 개질 방법으로서 소프트 아노다이징(soft anodizing) 공법을 채택한 것일 수 있다. 소프트 아노다이징 공법은, 일반 아노다이징 공법과 달리 특정 인가 전압 및 전해액 농도 조절 등을 통하여 산화 피막 층을 느린 속도(시간 당 0.1 ~ 20 um)로 매우 얇게 성장시키는 방법일 수 있다. 통상 1 V에서 500 V 내의 전압 범위를 가지며, 전해액은 통상 0.1~ 50 wt% 범위를 가지는 황산(sulfuric acid, H2SO4) 또는옥살산(oxalic acid, C2H2O4), 셀렌산(selenic acid, H2SeO4), 인산(phosphoric acid, H3PO4)등이 사용될 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이 배터리 셀의 전체 저항이 증가할수록(저항이 큰 배터리일 수록) 대부분의 단락 저항 범위에서 발열량이 대폭 감소하게 된다. 일반 배터리 대비 표면 개질한 배터리에서의 발열량의 거동이 어떻게 변화하는지가 도 8의 실시예에서, 굵은 선, 점선, 실선 순서로 도시될 수 있다. 일반 배터리에서 단락이 발생하는 경우에 400W이상(굵은 선)의 발열이 발생하던 것이 표면 개질을 한 배터리의 경우 그 발열량이 200W이하(점선 및 실선)으로 감소하게 되므로 발화 위험이 절반 이하로 감소하게 된다. In the graph of FIG. 8 , Al-Negative is, for example, between a positive electrode substrate made of aluminum (eg, the positive electrode substrate 210 of FIG. 7 ) and a negative electrode active material (eg, the first negative electrode active material 231 of FIG. 7 ). It can exhibit a calorific value upon contact, and Al/AlxOy-Negative and Al/AlxOy'-Negative are made of aluminum, and surface oxidation-treated positive electrode substrate (eg, positive electrode substrate 210 in FIG. 7) and negative electrode active material (eg: The amount of heat generated upon contact between the first negative active material 231 of FIG. 7 ) may be indicated, and the positive-negative is the positive-negative positive active material (eg, the first positive active material 211 of FIG. 7 ) and the negative electrode active material (eg, the second negative active material of FIG. 7 ). 1 may indicate the amount of heat generated when the anode active materials 231) are in contact with each other. Here, the battery corresponding to one of the three conditions may mean a general battery with a non-modified surface having a total resistance of a battery cell (eg, electrical resistance + electrolyte resistance + contact resistance) of 10 mOhm. A battery corresponding to the other one of the three conditions may refer to a battery in which the surface of the positive electrode substrate (eg, the positive electrode substrate 210 of FIG. 7 ) is modified so that the total resistance of the battery cell has a resistance of 20 mOhm level. have. A battery corresponding to the other one of the three conditions may mean a battery in which the surface of the positive electrode substrate (eg, the positive electrode substrate 210 of FIG. 7 ) is modified so that the total resistance of the battery cell has a resistance of 30 mOhm level. have. Here, a battery including a surface-modified positive electrode substrate (eg, the positive electrode substrate 210 of FIG. 7 ) having two of the three conditions may employ a soft anodizing method as a surface modification method thereof. Unlike the general anodizing method, the soft anodizing method may be a method of growing an oxide film layer very thinly at a slow rate (0.1 to 20 μm per hour) by controlling a specific applied voltage and an electrolyte concentration, etc. Generally, it has a voltage range within 1 V to 500 V, and the electrolyte is usually sulfuric acid (H 2 SO 4 ) or oxalic acid (C 2 H 2 O 4 ), selenic acid ( selenic acid, H 2 SeO 4 ), phosphoric acid (phosphoric acid, H 3 PO 4 ), and the like may be used. As shown in FIG. 8 , as the total resistance of a battery cell increases (a battery with a large resistance), the amount of heat generated in most of the short-circuit resistance range is significantly reduced. In the embodiment of FIG. 8 , a thick line, a dotted line, and a solid line change how the behavior of the calorific value in the surface-modified battery changes compared to the general battery. In the case of a short circuit in a general battery, heat of 400 W or more (thick line) occurred, but in the case of a battery with surface modification, the heat output is reduced to 200 W or less (dotted line and solid line), so the risk of ignition is reduced to less than half. do.
한편, 도 8을 참조하면, 양극 기재(예: 도 7의 양극 기재(210))와 음극 활물질(예: 제 1 음극활물질(231)) 간(Al-Negative)의 접촉시 발열량이, 양극 활물질(예: 제 1 양극활물질(211)) 과 음극 활물질(예: 제 1 음극활물질(231)) 간(Positive-Negative)의 접촉시 발열량에 비해 현저히 큰 것을 알 수 있다. 즉, 배터리의 내부 단락시 동일한 배터리 셀(200)에 포함된 구성요소 간의 접촉에 따른 발열량이 상이할 수 있다. 이하, 도 9a 및 도 9b를 참조로 단락되는 양상별 배터리의 발열량을 상세히 설명한다.Meanwhile, referring to FIG. 8 , the amount of heat generated when the positive electrode substrate (eg, the positive electrode substrate 210 of FIG. 7 ) and the negative electrode active material (eg, the first negative active material 231 ) (Al-Negative) comes into contact is, the positive electrode active material It can be seen that (eg, the first positive active material 211 ) and the negative electrode active material (eg, the first negative active material 231 ) are significantly larger than the amount of heat generated when in positive-negative contact. That is, when the battery is short-circuited, the amount of heat generated by the contact between the components included in the same battery cell 200 may be different. Hereinafter, the calorific value of the battery according to the short-circuited aspect will be described in detail with reference to FIGS. 9A and 9B .
도 9a는, 어떤 실시예에 따른, 배터리의 내부 단락시, 단락되는 양상별 배터리의 전력 생성량을 나타내는 도면이다. 도 9b는, 어떤 실시예에 따른, 배터리의 내부 단락 시, 단락되는 양상별 배터리의 온도를 나타내는 도면이다.9A is a diagram illustrating an amount of power generated by a battery for each short-circuited aspect when the battery is internally short-circuited, according to an embodiment. 9B is a diagram illustrating a temperature of a battery for each short-circuited aspect when the battery is internally short-circuited, according to an embodiment.
배터리의 내부 단락으로서, 예컨대, 도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이 양극 조립체, 분리막(220) 및 음극 조립체를 구비한 배터리 셀 전체가 못(nail)에 의해 찢기거나 찍히는 상황이 발생할 수 있다. As an internal short circuit of the battery, for example, as shown in FIGS. 5 and 7 , a situation in which the entire battery cell including the positive electrode assembly, the separator 220 and the negative electrode assembly is torn or stamped by a nail may occur.
배터리의 내부 단락의 양상과 관련하여, 도 9a 및 도 9b에 도시된 실시예에서, Al-anode는 알루미늄으로 이루어진 양극 기재(210)와 음극 활물질(231) 간의 단락을 나타낼 수 있고, Al-Cu는 알루미늄으로 이루어진 양극 기재(210)와 구리로 이루어진 음극 기재(230) 간의 단락을 나타낼 수 있다. 또한, anode-cathode는 음극 활물질(231)과 양극 활물질(211) 간의 단락을 나타낼 수 있고, Cu-cathode는 구리로 이루어진 음극 기재(230)와 양극 활물질(211) 간의 단락을 나타낼 수 있다.Regarding the aspect of the internal short circuit of the battery, in the embodiment shown in FIGS. 9A and 9B , Al-anode may represent a short circuit between the positive electrode substrate 210 made of aluminum and the negative electrode active material 231 , and Al-Cu may indicate a short circuit between the positive electrode substrate 210 made of aluminum and the negative electrode substrate 230 made of copper. In addition, the anode-cathode may indicate a short circuit between the negative electrode active material 231 and the positive electrode active material 211 , and the Cu-cathode may indicate a short circuit between the negative electrode substrate 230 made of copper and the positive electrode active material 211 .
도 9a와 도 9b를 함께 참조하면, 알루미늄으로 이루어진 양극 기재(210)와 음극 활물질(231) 간의 단락(Al-anode간의 단락)이 시간당 발열도와 온도 상승률이 가장 높아 가장 위험하며, 그 다음으로는 알루미늄으로 이루어진 양극 기재(210)와 구리로 이루어진 음극 기재(230) 간의 단락(Al-Cu 간의 단락)이 위험할 수 있다. 이어서, 음극 활물질(231)과 양극 활물질(211) 간의 단락(anode-cathode 간의 단락), 구리로 이루어진 음극 기재(230)와 양극 활물질(211) 간의 단락(Cu-cathode 간의 단락) 순서로 시간당 전력 생성량과 온도 상승률이 줄어든다. 예컨대, 음극 활물질(231)과 양극 활물질(211) 간의 단락(anode-cathode간의 단락)에서 발열도가 낮은 것은 양극층의 저항이 크기 때문에 전류가 많이 흐르지 않는 것에 기인할 수 있다. 9A and 9B together, the short circuit between the positive electrode substrate 210 made of aluminum and the negative electrode active material 231 (short circuit between Al-anode) is the most dangerous because the exothermic rate and temperature increase rate per hour are the highest, and the next A short circuit between the positive electrode substrate 210 made of aluminum and the negative electrode substrate 230 made of copper (a short circuit between Al-Cu) may be dangerous. Then, a short circuit between the anode active material 231 and the cathode active material 211 (short circuit between anode-cathode), a short circuit between the anode substrate 230 made of copper and the cathode active material 211 (short circuit between Cu-cathodes), in the order of power per hour The amount of production and the rate of temperature rise are reduced. For example, the low degree of heat generation in the short circuit between the anode active material 231 and the cathode active material 211 (short circuit between the anode and cathode) may be due to the fact that the current does not flow much because the resistance of the cathode layer is large.
본 개시의 다양한 실시예들에 따라 양극 기재(210)에 산화 피막층 또는 저항층을 형성하면, 도면에 별도로 기재되진 않았으나, 도 9a 및 도 9b의 알루미늄으로 이루어진 양극 기재(210)와 음극 활물질(231)의 시간당 전력 생성량 및 온도 상승률 곡선(Al-anode의 시간당 전력 생성량 및 온도 상승률 곡선)이 음극 활물질(231)과 양극 활물질(211) 간의 단락시 발열도 및 온도 상승률을 나타내는 곡선 방향(anode-cathode 단락시 시간당 전력 생성량 및 온도 상승률 곡선 방향)으로 변화하게 될 수 있다. 즉, 알루미늄으로 이루어진 양극 기재(210)와 음극 활물질(231)의 발열량이 감소하게 된다.When an oxide film layer or a resistance layer is formed on the positive electrode substrate 210 according to various embodiments of the present disclosure, although not separately described in the drawings, the positive electrode substrate 210 and the negative electrode active material 231 made of aluminum in FIGS. 9A and 9B . ) of the hourly power generation amount and temperature rise rate curve (the hourly power generation amount and temperature rise rate curve of Al-anode) is a curve direction (anode-cathode) In the case of a short circuit, it may change in the direction of the amount of power generated per hour and the temperature increase rate curve). That is, the amount of heat generated by the positive electrode substrate 210 and the negative electrode active material 231 made of aluminum is reduced.
상술한, 배터리의 내부 단락시, 단락되는 양상별 배터리의 시간당 전력 생성량과 온도 상승률 그래프를 참고하여, 본 개시의 다양한 실시예들을 배터리 셀의 외부에서 못(nail)(300)이 침투하여 배터리 셀의 적어도 일부가 수축되고 변형되는 상황에서 안정성을 향상시키는 방법에 대하여 설명하도록 한다.In various embodiments of the present disclosure, in various embodiments of the present disclosure, the nail 300 penetrates from the outside of the battery cell, A method for improving stability in a situation in which at least a part of the body is contracted and deformed will be described.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 음극 기재(230)의 표면이 아닌 양극 기재(210)의 표면을 개질하여 양극 기재(210)의 표면 전기 저항을 높일 수 있다. 이에 도 6 및 도 7에 도시된 실시예를 다시 참조하면, 배터리 셀이 못 (300)에 의해 찢기거나 찍힘에 따라 Al-anode간의 단락, anode-cathode 간의 단락, Al-Cu 간의 단락, Cu-cathode 간의 단락과 같이 다중 단락(multiple short-circuit)이 발생될 수 있다. 이러한 상황에서 본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 음극 기재(230)의 표면이 아닌 양극 기재(210)의 표면을 개질하여 양극 기재(210)의 표면 전기 저항을 높일 수 있다. 도 8 내지 도 9b에서 살펴본 바와 같이, 다중 단락 상황에서는 가장 큰 위험이 있는 Al-anode간의 단락에서의 발화를 방지하는 것이 효과적일 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 따르면, 양극 기재(210) 및 양극 활물질(211, 212)을 포함하는 양극 조립체; 음극 기재(230) 및 음극 활물질(231, 232)을 포함하는 음극 조립체; 및 분리막(220)을 이용하여 배터리 셀을 형성할 수 있다. 이때, 상기 양극 조립체가 상기 분리막(220)을 기준으로 상기 배터리 셀의 외측에 위치하도록 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 양극 기재(210)와 양극 활물질(211, 212)은 소재의 차이에 의해 음극 기재(230)와 음극 활물질(231, 232)보다 더 큰 저항을 가지도록 형성될 수 있다. 이러한 점을 고려하면, 배터리 셀이 못(300)에 의해 찢기거나 찍힘으로써 전극과 기재가 못(300)과 함께 인입되는 경우에 있어서, 양극 기재(210)를 음극 기재(230) 보다 적층 구조체의 외곽측에 배치시켜, 상대적으로 더 큰 저항을 갖는 구성요소가 못(300)과 함께 인입되도록 할 수 있다. 이로써 배터리 셀 내부에 단락(short-circuit)이 발생되더라도 발화 위험이 낮아지도록 할 수 있다. According to various embodiments of the present disclosure, the surface electrical resistance of the positive electrode substrate 210 may be increased by modifying the surface of the positive electrode substrate 210 instead of the surface of the negative electrode substrate 230 . Accordingly, referring back to the embodiment shown in FIGS. 6 and 7 , as the battery cell is torn or stamped by the nail 300 , a short circuit between Al-anodes, a short circuit between anode-cathodes, a short circuit between Al-Cu, Cu- Multiple short-circuits may occur, such as a short circuit between the cathodes. In this situation, according to various embodiments of the present disclosure, the surface electrical resistance of the positive electrode substrate 210 may be increased by modifying the surface of the positive electrode substrate 210 instead of the surface of the negative electrode substrate 230 . 8 to 9B, in a multi-short-circuit situation, it may be effective to prevent ignition in the short circuit between Al-anode, which is the most dangerous. According to an embodiment of the present disclosure, a positive electrode assembly including a positive electrode substrate 210 and positive electrode active materials 211 and 212; a negative electrode assembly including a negative electrode substrate 230 and negative active materials 231 and 232; and the separator 220 may be used to form a battery cell. In this case, the positive electrode assembly may be disposed to be positioned outside the battery cell with respect to the separator 220 . According to an embodiment, the positive electrode substrate 210 and the positive electrode active materials 211 and 212 may be formed to have greater resistance than the negative electrode substrate 230 and the negative electrode active materials 231 and 232 due to a difference in materials. Considering this point, in the case where the electrode and the substrate are drawn in together with the nail 300 as the battery cell is torn or stamped by the nail 300 , the positive electrode substrate 210 is used rather than the negative electrode substrate 230 of the laminated structure. By disposing on the outer side, it is possible to allow a component having a relatively greater resistance to be drawn in together with the nail 300 . Accordingly, even if a short-circuit occurs inside the battery cell, it is possible to reduce the risk of ignition.
다양한 실시예들에 따르면, 산화피막층(210')은 양극 기재(210) 및 제 1 양극 활물질(211) 사이에 형성될 수 있으나, 이와 달리 양극 기재(210) 및 제 2 양극 활물질(212) 사이에 형성될 수도 있다. 또한, 산화피막층(210')은 양극 기재(210) 및 제 1 양극 활물질(211) 사이, 양극 기재(210) 및 제 2 양극 활물질(212) 사이 모두에 형성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 양극 기재(210)의 표면 중, 양극 기재(210)와 제 1 양극 활물질(211) 사이의 표면을 개질하는 경우 가장 효과적일 수 있다. 예를 들어, 표면 개질된 제 1 양극 활물질(211)이 제 2 양극 활물질(212)에 비해 배터리 셀의 외곽측에 배치되도록 함으로써, 더 큰 저항을 가지게 된 부분이 못(300)과 함께 인입되도록 함으로써, 단락(short-circuit)이 발생되더라도 발화 위험이 낮아지도록 할 수 있다. 정리하면, 양극 기재(210)와 제 1 양극 활물질(211) 사이의 표면에 산화피막층(210')을 형성함으로써, 배터리 셀의 외부에서 못(nail)이 침투하더라도 배터리 내부 단락시의 안정성이 대폭 향상될 수 있다. According to various embodiments, the oxide film layer 210 ′ may be formed between the positive electrode substrate 210 and the first positive electrode active material 211 , but, in contrast, between the positive electrode substrate 210 and the second positive electrode active material 212 . may be formed in Also, the oxide layer 210 ′ may be formed between the positive electrode substrate 210 and the first positive electrode active material 211 and between the positive electrode substrate 210 and the second positive electrode active material 212 . According to an embodiment, it may be most effective to modify the surface between the positive electrode substrate 210 and the first positive electrode active material 211 among the surfaces of the positive electrode substrate 210 . For example, the surface-modified first positive active material 211 is disposed on the outer side of the battery cell compared to the second positive active material 212 , so that a portion having a greater resistance is drawn in together with the nail 300 . By doing so, even if a short-circuit occurs, it is possible to reduce the risk of ignition. In summary, by forming the oxide film layer 210 ′ on the surface between the positive electrode substrate 210 and the first positive electrode active material 211 , even if a nail penetrates from the outside of the battery cell, the stability during a short circuit inside the battery is greatly improved. can be improved
도 10은, 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 산화피막층(210')을 나타내는 도면이다.10 is a diagram illustrating an oxide film layer 210 ′ according to various embodiments of the present disclosure.
상기 산화피막층(210')의 구체적인 형태는 실시예에 따라 다양할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 산화피막층(210')은 도 10의 (a)에 도시된 바와 같이 메쉬(mesh) 패턴을 형성할 수 있고, 도 10의 (b)에 도시된 바와 같이 다공성 홈 패턴을 형성할 수 있으며, 도 10의 (c)에 도시된 바와 같이 비정형 블록 패턴을 형성할 수도 있고, 도 10의 (d)에 도시된 바와 같이 줄무늬 또는 사선 패턴을 형성할 수도 있다.The specific shape of the oxide film layer 210 ′ may vary according to embodiments. According to various embodiments, the oxide film layer 210 ′ may form a mesh pattern as shown in FIG. 10A , and a porous groove pattern as shown in FIG. 10B . may be formed, and an atypical block pattern may be formed as shown in FIG. 10(c), or a stripe or oblique pattern may be formed as shown in FIG.
다양한 실시예들에 따르면, 산화피막층(210')은 복수 개의 리세스(211')를 포함하는 다공성 층으로 형성될 수 있다. 복수 개의 리세스(211')는 개구(opening), 홈(groove), 홀(hole), 슬릿(slit), 슬롯(slot), 개구(opening) 등 물질 표면에 형성되는 모든 작은 구멍(porous) 형태를 의미할 수 있다. 복수 개의 리세스(211')는 표면 개질의 시간, 온도, 전압과 같은 다양한 파라미터에 그 형상, 밀도 및 개수가 조절될 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 산화피막층(210')은 상기 복수 개의 리세스(211')을 포함하는 다공성 층으로 형성될 수 있고, 상기 복수 개의 리세스(211')에 산화피막 및/또는 양극 활물질이 스며들 수 있다. 이와 같이, 산화피막층(210')은 상기 복수 개의 리세스(211')에 산화피막 및/또는 양극 활물질이 스며든 상태로 실링(또는 봉공) 처리될 수 있다. According to various embodiments, the oxide film layer 210 ′ may be formed of a porous layer including a plurality of recesses 211 ′. The plurality of recesses 211 ′ are all small holes formed on the surface of the material, such as openings, grooves, holes, slits, slots, and openings. It can mean form. The shape, density, and number of the plurality of recesses 211 ′ may be adjusted according to various parameters such as time, temperature, and voltage of the surface modification. According to various embodiments, the oxide film layer 210 ′ may be formed of a porous layer including the plurality of recesses 211 ′, and an oxide film and/or an anode formed on the plurality of recesses 211 ′. The active material may permeate. In this way, the oxide film layer 210 ′ may be sealed (or sealed) in a state in which the oxide film and/or the positive electrode active material are permeated into the plurality of recesses 211 ′.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 표면 개질을 통해 양극 기재의 표면의 전기 저항을 증가시킬 수 있다. 다만, 과도한 저항 증가에 따른 전류 흐름의 저하를 방지하여야 한다. 저항을 증가시키되, 전류 흐름의 과도한 저하를 방지하기 위하여 상기 다공성 층(산화피막층(210'))의 복수 개의 리세스에 양극 활물질을 게재시킬 수 있다. According to various embodiments of the present disclosure, the electrical resistance of the surface of the positive electrode substrate may be increased through surface modification. However, it is necessary to prevent a decrease in current flow due to an excessive increase in resistance. In order to increase resistance, but to prevent excessive reduction in current flow, a positive active material may be disposed in a plurality of recesses of the porous layer (oxide layer 210 ′).
일 실시예에 따르면, 양극 기재(210)의 표면 개질을 통해 형성된 산화피막층(210')의 복수 개의 리세스(211')에 상기 양극 활물질이 게재됨에 따라 상기 양극 기재(210)에 도포되는 양극 활물질(예: 제 1 양극 활물질(211))의 양은 상기 음극 기재(220)에 도포되는 음극 활물질(예: 제 1 음극 활물질(231))의 양보다 많을 수 있다. According to an embodiment, the positive electrode applied to the positive electrode substrate 210 as the positive electrode active material is placed in the plurality of recesses 211 ′ of the oxide film layer 210 ′ formed through surface modification of the positive electrode substrate 210 . The amount of the active material (eg, the first positive active material 211 ) may be greater than the amount of the negative active material (eg, the first negative active material 231 ) applied to the negative electrode substrate 220 .
일 실시예에 따르면, 표면 처리(예: 개질(modification))된 양극 기재(210)의 저항은, 양극 조립체 전체 저항의 1% 내지 15%, 바람직하게는 5%부근으로 형성되도록 할 수 있다. 양극 기재(210)의 표면 개질로 인해 배터리의 내부 단락시 전류의 급격한 상승은 방지하되, 양극 기재(210)에 도포되는 양극 활물질의 양을 조절함으로써, 양극 조립체 전체 저항을 과도히 높혀 전류의 흐름에 방해를 주지 않도록 할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 표면 처리된 양극 기재(210)의 저항은 산화피막층(210')에 형성되는 패턴의 간격, 밀도, 복수 개의 리세스(211')에 게재된 양극 활물질의 양과 같은 요소에 의해 조절될 수 있다. 예를 들면, 상기 패턴층(210')에 형성되는 패턴의 간격, 밀도는 이하 후술하는 아노다이징 공정 진행 과정에서 조절될 수 있다. According to an embodiment, the resistance of the surface-treated (eg, modified) positive electrode substrate 210 may be formed to be 1% to 15% of the total resistance of the positive electrode assembly, preferably around 5%. Due to the surface modification of the positive electrode substrate 210, a rapid increase in current during an internal short circuit of the battery is prevented, but by controlling the amount of the positive electrode active material applied to the positive electrode substrate 210, the overall resistance of the positive electrode assembly is excessively increased to flow current can be done so as not to interfere with According to one embodiment, the resistance of the surface-treated positive electrode substrate 210 is a factor such as an interval of a pattern formed in the oxide film layer 210 ′, a density, and an amount of the positive electrode active material placed in the plurality of recesses 211 ′. can be adjusted by For example, the spacing and density of the patterns formed on the pattern layer 210 ′ may be adjusted during an anodizing process, which will be described later.
도 11은, 본 개시의 다양한 실시예들에 따른, 양극 기재의 표면 처리 방법을 나타내는 블록도이다. 도 12는, 본 개시의 다양한 실시예들에 따른, 양극 기재의 표면 처리 공정을 나타내는 개념도이다. 도 11 및 도 12를 참조하여, 본 개시의 일 실시예에 따른, 아노다이징 공법을 포함하는 양극 기재의 표면 처리 방법을 설명한다.11 is a block diagram illustrating a method for treating a surface of a cathode substrate according to various embodiments of the present disclosure. 12 is a conceptual diagram illustrating a surface treatment process of a cathode substrate according to various embodiments of the present disclosure. A method of surface treatment of a cathode substrate including an anodizing method according to an embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 11 and 12 .
본 개시의 다양한 실시예들에 따른, 양극 기재의 표면 처리 방법은 하기 동작 1101 내지 동작 1105을 포함할 수 있으며, 이들 복수의 동작들은 도 12에 도시된 바와 같이 구비된 표면 개질 라인(410) 상에 투입된 양극 기재(210)에 대하여 이 연속적으로 수행될 수 있다.According to various embodiments of the present disclosure, the method for treating the surface of a positive electrode substrate may include the following operations 1101 to 1105, and a plurality of these operations are performed on the surface modification line 410 provided as shown in FIG. 12 . This may be continuously performed with respect to the positive electrode substrate 210 put into the .
먼저, 동작 1101의 '재료 투입'단계와 관련하여, 어떤 외관과 형상으로 배터리를 만들지, 어떤 사양으로 배터리를 만들지 설계를 진행한다. 어떤 재료를 사용한 양극 기재를 사용할 지, 양극 기재의 전체 부분에 표면 처리를 진행할 지, 또는 양극 기재의 일부분에 표면 처리를 진행할지를 결정한 뒤, 양극 기재에서 아노다이징을 통한 표면 처리가 되는 부분을 선정할 수 있다. 예를 들어, 알루미늄 또는 알류미늄 합금을 소재로 한 양극 기재를 사용할 수 있고, 양극 기재 표면의 일부에만 표면 개질을 진행하도록 설정할 수 있다. 다음으로, 동작 1102 '전처리' 관련하여, 전처리(cleaning)는 탈지 공정, 화학 연마 공정, 디스멋(de-smut) 공정을 포함할 수 있다. 이때 탈지 공정은 공정환경 및 대상 재료에 따라 탈지액을 산성 또는 중성과 같이 선택적으로 적용 가능할 수 있다. 화학 연마 공정은 표면이 불균일하게 처리된 자재의 표면 요철(401)을 평탄화하고, 표면 광택을 향상시키기 위해 진행될 수 있다. 디스멋 공정은 탈지 공정과 화학 연마 공정으로부터 발생한 소재 표면의 스멋(smut) 및 이물을 제거하기 위해 진행할 수 있다. First, in relation to the 'material input' step of operation 1101, a design is performed to make a battery with what appearance and shape and with what specifications. After deciding which material to use for the positive electrode substrate, whether to surface-treat the entire part of the positive electrode substrate, or whether to surface-treat a part of the positive electrode substrate, select the part to be surface treated through anodizing on the positive electrode substrate. can For example, a positive electrode substrate made of aluminum or an aluminum alloy may be used, and the surface modification may be performed on only a portion of the surface of the positive electrode substrate. Next, in relation to operation 1102 'pretreatment', the pretreatment (cleaning) may include a degreasing process, a chemical polishing process, and a de-smut process. In this case, the degreasing process may be selectively applicable such as acidic or neutral degreasing solution depending on the process environment and target material. The chemical polishing process may be performed to planarize the surface irregularities 401 of the non-uniformly treated material and to improve the surface gloss. The desmut process may be performed to remove smut and foreign substances from the surface of the material generated from the degreasing process and the chemical polishing process.
다음으로, 양극 기재(210)의 표면을 아노다이징(1103) 공법에 의해 개질할 수 있다. 동작 1103 '아노다이징'과 관련하여, 아노다이징 단계에서는 양극 기재(210)에 양극 산화 피막을 형성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 양극 산화 피막 형성 방법은 황산(sulfuric acid), 옥살산(oxalic acid), 인산(phosphoric acid), 크롬산(chromic acid), 셀렌산(selenic acid) 또는 유기산(구연산, 초산, 프로피온산, 주석산) 또는 붕산을 포함한 전해액 중 적어도 하나 또는 모두를 포함하는 전해액을 수용하는 장비를 마련하고, 상기 전해액 내에 양극 기재(210)를 침지(1103-1)(또는 침적)시킨 후 소정의 전압 및 온도를 제공하여 진행할 수 있다. 양극 산화 피막 형성은 양극 기재(210)에 cathode(420)를 이용하여 전류를 인가(1103-2)(또는 전압 인가)하면서 산소와의 반응을 일으키고, 밀도가 높은 산화 피막을 형성(1103-3)할 수 있다. 예를 들어, 사용 전압은 대략 1~500V 의 범위 내에서 적용 가능하며, 공정 시간은 약 10분에서 3시간 정도 소요될 수 있다. 공정 온도는 대략 5~30℃ 범위 내에서 모두 적용 가능할 수 있다. 일 실시예에 따르면 본 개시는 아노다이징 공법으로서, 전술한 바와 같이, 소프트 아노다이징 공법을 사용할 수 있다. 특정 인가 전압 및 전해액 농도 조절 등을 수행하는 소프트 아노다이징 공법을 통해 산화 피막 층을 느린 속도(시간 당 0.1 ~ 20 um)로 매우 얇게 성장시킬 수 있다.Next, the surface of the positive electrode substrate 210 may be modified by an anodizing 1103 method. In operation 1103 , in relation to 'anodizing', in the anodizing step, an anodized film may be formed on the anode substrate 210 . According to one embodiment, the method for forming an anodized film is sulfuric acid, oxalic acid, phosphoric acid, chromic acid, selenic acid, or organic acid (citric acid, acetic acid, propionic acid). , tartaric acid) or an electrolyte containing at least one or both of an electrolyte containing boric acid is provided, and after immersing (1103-1) (or immersing) the anode substrate 210 in the electrolyte, a predetermined voltage and You can proceed by providing the temperature. The formation of the anodized film is performed by applying a current (1103-2) (or applying a voltage) to the anode substrate 210 using the cathode 420 to cause a reaction with oxygen, and forming a dense oxide film (1103-3). )can do. For example, the operating voltage is applicable within the range of about 1 to 500V, and the process time may take about 10 minutes to 3 hours. The process temperature may be all applicable within the range of approximately 5 to 30 °C. According to an embodiment, the present disclosure is an anodizing method, and as described above, a soft anodizing method may be used. The oxide film layer can be grown very thinly at a slow rate (0.1 to 20 μm per hour) through the soft anodizing method of controlling a specific applied voltage and electrolyte concentration.
일 실시예에 따르면, 상기 산화 피막 형성 이후 후처리 단계를 더 수행할 수 있다. 후처리 단계에서는 피막 봉공 처리와 봉공 후처리 등을 진행할 수 있다. 봉공 처리는 금속염을 포함한 처리법과 유기물로 이루어진 비금속염 처리법 모두를 포함할 수 있다. 여기에는 물과 수증기를 이용한 수화봉공 처리도 포함될 수 있다. 봉공 후처리는 금속염 제거를 위한 용출 공정(elution) 혹은 이물 세척을 위한 온수세척 공정이 포함될 수 있다. 이러한 후처리 단계들은 아노다이징을 수행한 양극 기재의 안정성과 신뢰성을 확보하기 위해 진행될 수 있다. According to an embodiment, a post-treatment step may be further performed after the oxide film is formed. In the post-processing step, film sealing processing and sealing post processing may be performed. The sealing treatment may include both a treatment method including a metal salt and a treatment method with a non-metal salt made of an organic material. This may include hydration sealing treatment using water and steam. Post-sealing treatment may include an elution process for removing metal salts or a hot water washing process for cleaning foreign substances. These post-treatment steps may be performed in order to secure the stability and reliability of the anodized cathode substrate.
일 실시예에 따르면, 상기 전처리 단계 또는 상기 후처리 단계에서 양극 기재의 원소재를 가공하는 공정을 더 포함할 수 있다. 가공 공정은 절삭 가공과 접합 공정을 진행할 수 있다. 절삭 가공 공정을 통해 양극 기재를 원하는 크기와 형상대로 제작할 수 있다. 접합 공정을 통해 양극 기재에 배터리 셀의 구성 요소인 양극 탭(미도시)을 부착하는 공정을 수행할 수 있다. 상기 가공 공정은 본 개시의 양극 기재를 형성할 수 있는 모든 화학적, 물리적 가공 공정을 의미할 수 있다.According to one embodiment, the process of processing the raw material of the cathode substrate in the pre-treatment step or the post-treatment step may be further included. The machining process may include a cutting process and a joining process. Through the cutting process, the anode substrate can be manufactured in a desired size and shape. A process of attaching a positive electrode tab (not shown), which is a component of a battery cell, to the positive electrode substrate may be performed through the bonding process. The processing process may refer to any chemical or physical processing process capable of forming the cathode substrate of the present disclosure.
다음으로, 동작 1104 '세척(rinsing)' 단계와 관련하여, 아노다이징 공정 또는 후처리 단계에서 발생하는 부산물(예: 잔류액(402), 절삭유, 가공 Burr, 기타 이물)들을 제거할 수 있다. 이후, 동작 1105 '건조' 단계와 관련하여, 세척 단계를 거친 양극 기재(210)를 말려, 양극 기재(210)의 표면에 산화 피막(예: Al2O3)을 형성할 수 있다. 예컨대, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어진 양극 기재(210) 표면을 아노다이징 공정에 의해 처리하면, 양극 기재(210)의 표면에 Al2O3 의 산화 피막이 형성될 수 있다. Next, in relation to the 'rinsing' step of operation 1104, by-products (eg, residual liquid 402, cutting oil, machining burrs, and other foreign materials) generated in the anodizing process or post-treatment step may be removed. Thereafter, in relation to the 'drying' step of operation 1105 , the positive electrode substrate 210 that has undergone the washing step is dried to form an oxide film (eg, Al 2 O 3 ) on the surface of the positive electrode substrate 210 . For example, when the surface of the positive electrode substrate 210 made of aluminum or an aluminum alloy is treated by an anodizing process, an oxide film of Al 2 O 3 may be formed on the surface of the positive electrode substrate 210 .
한편, 본 개시의 다양한 실시예들에 따른, 양극 기재(210)의 표면 개질 방법으로, 전술한 아노다이징(anodizing)이외 다른 표면 개질 방법을 적용할 수 있다. 예를 들면, 양극 기재(210)의 표면 개질 방법으로 chromate conversion coating 또는 corona treatment 가 해당될 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 상기 chromate conversion coating 또는 corona treatment을 통해서도 양극 기재(210) 표면 저항을 높여, 배터리 셀의 내부 단락 시 전류의 과도한 흐름을 억제하고, 단락 부분의 온도 상승을 억제할 수 있다. Meanwhile, as a method for modifying the surface of the cathode substrate 210 according to various embodiments of the present disclosure, a surface modification method other than the above-described anodizing may be applied. For example, chromate conversion coating or corona treatment may be applied as a method for modifying the surface of the anode substrate 210 . According to various embodiments, the surface resistance of the positive electrode substrate 210 may be increased through the chromate conversion coating or corona treatment, thereby suppressing an excessive flow of current during an internal short circuit of the battery cell and suppressing a temperature increase of the short circuit portion. .
본 개시의 다양한 실시예들에 따른 배터리는, 표면 처리된 양극 기재를 포함함으로써, 배터리가 파손되어 단락(short-circuit) 형성시 발열 온도가 급격히 상승하지 않도록 하는 이점을 가질 수 있다. 또한, 표면 처리된 양극 기재를 포함함으로써, 배터리가 파손되어 단락(short-circuit) 형성되더라도 안전 기능의 작동이 가능한 이점을 가질 수 있다. 또한, 표면 처리된 양극 기재를 포함함으로써, 배터리가 파손되어 단락(short-circuit) 형성되더라도 발화없이 안전하게 배터리의 에너지가 소진되도록 하는 이점을 가질 수 있다. 또한, 배터리는 아노다이징과 같은 표면 개질 방법에 의해 형성된 산화 피막(패턴층)을 포함할 수 있으며, 이에 부피를 차지 하지 않고 배터리의 용량이나 에너지 밀도 저하 없이도 출력 성능을 만족할 수 있음은 물론, 안전성이 향상되는 이점을 가질 수 있다.The battery according to various embodiments of the present disclosure may have an advantage in that the heat generation temperature does not rapidly increase when the battery is damaged and a short-circuit is formed by including the surface-treated positive electrode substrate. In addition, by including the surface-treated cathode substrate, even if the battery is damaged and a short-circuit is formed, it may have an advantage that a safety function can be operated. In addition, by including the surface-treated cathode substrate, even if the battery is damaged and a short-circuit is formed, it may have an advantage in that the energy of the battery is safely consumed without ignition. In addition, the battery may include an oxide film (pattern layer) formed by a surface modification method such as anodizing, and thus it does not occupy a volume and the output performance can be satisfied without lowering the capacity or energy density of the battery, as well as safety. may have the advantage of being improved.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치(예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.The electronic device according to various embodiments disclosed in this document may have various types of devices. The electronic device may include, for example, a portable communication device (eg, a smart phone), a computer device, a portable multimedia device, a portable medical device, a camera, a wearable device, or a home appliance device. The electronic device according to the embodiment of the present document is not limited to the above-described devices.
본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", "A 또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C", "A, B 및 C 중 적어도 하나", 및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.The various embodiments of this document and terms used therein are not intended to limit the technical features described in this document to specific embodiments, but it should be understood to include various modifications, equivalents, or substitutions of the embodiments. In connection with the description of the drawings, like reference numerals may be used for similar or related components. The singular form of the noun corresponding to the item may include one or more of the item, unless the relevant context clearly dictates otherwise. As used herein, "A or B", "at least one of A and B", "at least one of A or B", "A, B or C", "at least one of A, B and C", and "A , B, or C" each may include any one of the items listed together in the corresponding one of the phrases, or all possible combinations thereof. Terms such as "first", "second", or "first" or "second" may be used simply to distinguish the element from other elements in question, and may refer to elements in other aspects (e.g., importance or order) is not limited. It is said that one (eg, first) component is "coupled" or "connected" to another (eg, second) component, with or without the terms "functionally" or "communicatively". When referenced, it means that one component can be connected to the other component directly (eg by wire), wirelessly, or through a third component.
본 문서의 다양한 실시예들에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로와 같은 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.The term “module” used in various embodiments of this document may include a unit implemented in hardware, software, or firmware, and is interchangeable with terms such as, for example, logic, logic block, component, or circuit. can be used as A module may be an integrally formed part or a minimum unit or a part of the part that performs one or more functions. For example, according to an embodiment, the module may be implemented in the form of an application-specific integrated circuit (ASIC).
다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있으며, 복수의 개체 중 일부는 다른 구성요소에 분리 배치될 수도 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.According to various embodiments, each component (eg, module or program) of the above-described components may include a singular or a plurality of entities, and some of the plurality of entities may be separately disposed in other components. have. According to various embodiments, one or more components or operations among the above-described corresponding components may be omitted, or one or more other components or operations may be added. Alternatively or additionally, a plurality of components (eg, a module or a program) may be integrated into one component. In this case, the integrated component may perform one or more functions of each component of the plurality of components identically or similarly to those performed by the corresponding component among the plurality of components prior to the integration. . According to various embodiments, operations performed by a module, program, or other component are executed sequentially, in parallel, repeatedly, or heuristically, or one or more of the operations are executed in a different order, or omitted. or one or more other operations may be added.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 양극 기재(예: 도 6의 양극 기재(210)); 상기 양극 기재의 적어도 일면에 도포된 양극 활물질(예: 도 6의 양극 활물질(211 또는 212)); 음극 기재(예: 도 6의 음극 기재(230)); 상기 음극 기재의 적어도 일면에 도포된 음극 활물질(예: 도 6의 음극 활물질(231, 232)); 상기 양극 기재와 상기 음극 기재 사이에 위치한 분리막(예: 도 6의 분리막(220)); 및, 상기 양극 기재의 적어도 일면에 표면 개질을 통해 형성된 산화피막층(예: 도 6의 산화피막층(210'))을 포함하는 배터리(예: 도 1의 배터리(150))를 제공할 수 있다. According to various embodiments of the present disclosure, a positive electrode substrate (eg, the positive electrode substrate 210 of FIG. 6 ); a positive active material (eg, the positive active material 211 or 212 of FIG. 6 ) applied to at least one surface of the positive electrode substrate; an anode substrate (eg, the anode substrate 230 of FIG. 6 ); an anode active material (eg, the anode active materials 231 and 232 of FIG. 6 ) applied to at least one surface of the anode substrate; a separator (eg, the separator 220 of FIG. 6 ) positioned between the positive electrode substrate and the negative electrode substrate; And, it is possible to provide a battery (eg, the battery 150 of FIG. 1 ) including an oxide film layer (eg, the oxide film layer 210 ′ of FIG. 6 ) formed through surface modification on at least one surface of the positive electrode substrate.
또한, 본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 전면 플레이트(예: 도 1의 전면 플레이트(110)), 상기 전면 플레이트의 반대 방향을 향하는 후면 플레이트(예: 도 1의 후면 플레이트(180)), 및 상기 전면 플레이트와 후면 플레이트 사이의 공간을 둘러싸는 측면 베젤 구조(예: 도 1의 측면 베젤 구조(131))를 포함하는 하우징(예: 도 1의 하우징(101)); 및 상기 하우징 내에 배터리(예: 도 1의 배터리(150))를 포함하는 전자 장치를 제공할 수 있다.In addition, according to various embodiments of the present disclosure, a front plate (eg, the front plate 110 of FIG. 1 ), a rear plate facing the opposite direction of the front plate (eg, the rear plate 180 of FIG. 1 ), and a housing (eg, the housing 101 of FIG. 1 ) including a side bezel structure (eg, the side bezel structure 131 of FIG. 1 ) surrounding the space between the front plate and the rear plate; and a battery (eg, the battery 150 of FIG. 1 ) in the housing.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 양극 활물질은, 상기 양극 기재의 제 1 방향을 향하는 일면에 도포된 제 1 양극 활물질(예: 도 7의 제 1 양극 활물질(211)) 및 상기 양극 기재의 상기 제 1 방향과 반대인 제 2 방향을 향하는 타면에 도포된 제 2 양극 활물질(예: 도 7의 제 2 양극 활물질(212)) 을 포함할 수 있다.According to various embodiments, the positive active material may include a first positive active material (eg, the first positive active material 211 of FIG. 7 ) applied to one surface of the positive electrode substrate facing in the first direction, and the first positive active material of the positive electrode substrate. A second positive active material (eg, the second positive active material 212 of FIG. 7 ) applied to the other surface facing the second direction opposite to the first direction may be included.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 산화피막층은, 상기 제 1 양극 활물질과 상기 양극 기재 사이에 형성될 수 있다.According to various embodiments, the oxide layer may be formed between the first positive active material and the positive electrode substrate.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 음극 활물질은, 상기 음극 기재의 제 1 방향을 향하는 일면에 도포된 제 1 음극 활물질(예: 도 7의 제 1 음극 활물질(231)) 및 상기 음극 기재의 상기 제 1 방향과 반대인 제 2 방향을 향하는 타면에 도포된 제 2 음극 활물질(예: 도 7의 제 2 음극 활물질(232)) 을 포함할 수 있다.According to various embodiments, the negative active material may include a first negative active material (eg, the first negative active material 231 of FIG. 7 ) applied to one surface of the negative electrode substrate facing in the first direction and the first negative active material of the negative electrode substrate. It may include a second negative active material (eg, the second negative active material 232 of FIG. 7 ) applied to the other surface facing the second direction opposite to the first direction.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 양극 기재는 알루미늄으로 형성될 수 있다.According to various embodiments, the cathode substrate may be formed of aluminum.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 음극 기재는 구리로 형성될 수 있다. According to various embodiments, the negative electrode substrate may be formed of copper.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 양극 기재 및 양극 활물질을 포함하는 양극 조립체; 상기 음극 기재 및 음극 활물질을 포함하는 음극 조립체; 및 상기 분리막은 배터리 셀(예: 도 3의 배터리 셀(200))을 형성하고, 상기 양극 조립체가 상기 분리막을 기준으로 상기 배터리 셀의 외측에 배치된 배터리를 제공할 수 있다. According to various embodiments, a positive electrode assembly including the positive electrode substrate and the positive electrode active material; a negative electrode assembly including the negative electrode substrate and the negative electrode active material; and the separator forms a battery cell (eg, the battery cell 200 of FIG. 3 ), and the positive electrode assembly is disposed outside the battery cell with respect to the separator.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 산화피막층은 복수 개의 리세스(예: 도 10의 복수 개의 리세스(211'))를 포함하는 다공성 레이어로 형성될 수 있다. According to various embodiments, the oxide layer may be formed of a porous layer including a plurality of recesses (eg, a plurality of recesses 211 ′ in FIG. 10 ).
다양한 실시예들에 따르면, 상기 복수 개의 리세스에는 상기 양극 활물질이 게재될 수 있다.According to various embodiments, the positive active material may be disposed in the plurality of recesses.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 양극 기재에 도포되는 양극 활물질이 양은 상기 음극 기재에 도포되는 음극 활물질의 양보다 많을 수 있다. According to various embodiments, the amount of the positive electrode active material applied to the positive electrode substrate may be greater than the amount of the negative electrode active material applied to the negative electrode substrate.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 산화피막층은 배터리 단락(short-circuit) 시, 상기 양극 기재의 저항을 상승시킬 수 있다. According to various embodiments, the oxide film layer may increase the resistance of the positive electrode substrate when a battery is short-circuited.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 산화피막층은 상기 양극 기재를 포함하는 양극 조립체 전체 저항의 1% 내지 15%의 저항을 형성할 수 있다. According to various embodiments, the oxide film layer may form a resistance of 1% to 15% of the total resistance of the positive electrode assembly including the positive electrode substrate.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 산화피막층은 상기 양극 기재의 표면을 아노다이징(anodizing) 공법에 의해 산화시켜 형성할 수 있다. According to various embodiments, the oxide layer may be formed by oxidizing the surface of the cathode substrate by an anodizing method.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 양극 기재; 상기 양극 기재의 일면에 도포된 제 1 양극 활물질; 및 상기 양극 기재의 타면에 도포된 제 2 양극 활물질;을 포함하는 양극 조립체; 음극 기재; 상기 음극 기재의 적어도 일면에 도포된 제 1 음극 활물질; 및 상기 음극 기재의 타면에 도포된 제 2 음극 활물질;을 포함하는 음극 조립체; 상기 양극 조립체와 상기 음극 조립체 사이에 위치한 분리막; 및 상기 양극 기재 및 상기 제 1 양극 활물질 사이에 형성되며, 상기 양극 기재의 표면 개질을 통해 형성된 산화피막층을 포함하는 배터리 및 이를 포함하는 전자 장치를 제공할 수 있다. According to various embodiments of the present disclosure, a cathode substrate; a first positive active material applied to one surface of the positive electrode substrate; and a second positive electrode active material applied to the other surface of the positive electrode substrate; negative electrode substrate; a first negative active material applied to at least one surface of the negative electrode substrate; and a second negative electrode active material applied to the other surface of the negative electrode substrate; a separator positioned between the positive electrode assembly and the negative electrode assembly; and an oxide film layer formed between the positive electrode substrate and the first positive electrode active material and formed through surface modification of the positive electrode substrate, and an electronic device including the same.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 양극 기재; 상기 양극 기재의 일면에 도포된 제 1 양극 활물질; 및 상기 양극 기재의 타면에 도포된 제 2 양극 활물질;을 포함하는 양극 조립체; 음극 기재; 상기 음극 기재의 적어도 일면에 도포된 제 1 음극 활물질; 및 상기 음극 기재의 타면에 도포된 제 2 음극 활물질;을 포함하는 음극 조립체;및 상기 양극 조립체와 상기 음극 조립체 사이에 위치한 분리막;을 포함하고, 상기 양극 기재의 표면 개질을 통해 상기 양극 기재의 표면 저항을 상승시키되, 표면 개질된 양극 기재의 저항은 양극 조립체 전체 저항의 1% 내지 15%인 배터리 및 이를 포함하는 전자 장치를 제공할 수 있다.According to various embodiments of the present disclosure, a cathode substrate; a first positive active material applied to one surface of the positive electrode substrate; and a second positive electrode active material applied to the other surface of the positive electrode substrate; negative electrode substrate; a first negative active material applied to at least one surface of the negative electrode substrate; and a second negative electrode active material applied to the other surface of the negative electrode substrate; a negative electrode assembly comprising a; and a separator positioned between the positive electrode assembly and the negative electrode assembly; the surface of the positive electrode substrate through surface modification of the positive electrode substrate It is possible to provide a battery and an electronic device including the same by increasing the resistance, but the resistance of the surface-modified positive electrode substrate being 1% to 15% of the total resistance of the positive electrode assembly.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 표면 개질 방법은, 아노다이징(anodizing), chromate conversion coating, corona treatment 중 어느 하나에서 선택될 수 있다.According to various embodiments, the surface modification method may be selected from any one of anodizing, chromate conversion coating, and corona treatment.
이상에서 설명한 본 문서에 개시된 다양한 실시예의 배터리 팩 및 그를 포함하는 전자 장치는 전술한 실시 예 및 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 문서에 개시된 기술적 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The battery pack of the various embodiments disclosed in this document described above and the electronic device including the same are not limited by the above-described embodiments and drawings, and various substitutions, modifications, and changes are possible within the technical scope disclosed in this document. It will be apparent to those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains.

Claims (15)

  1. 전자 장치에 있어서,In an electronic device,
    전면 플레이트, 상기 전면 플레이트의 반대 방향을 향하는 후면 플레이트, 및 상기 전면 플레이트와 후면 플레이트 사이의 공간을 둘러싸는 측면 베젤 구조를 포함하는 하우징; 및a housing including a front plate, a rear plate facing in a direction opposite to the front plate, and a side bezel structure surrounding a space between the front plate and the rear plate; and
    상기 하우징 내 상기 공간상에 배치된 배터리;를 포함하고, 상기 배터리는,a battery disposed in the space within the housing; including, the battery comprising:
    양극 기재; anode substrate;
    상기 양극 기재의 적어도 일면에 도포된 양극 활물질; a positive active material applied to at least one surface of the positive electrode substrate;
    음극 기재; negative electrode substrate;
    상기 음극 기재의 적어도 일면에 도포된 음극 활물질; a negative active material applied to at least one surface of the negative electrode substrate;
    상기 양극 기재와 상기 음극 기재 사이에 위치한 분리막; 및,a separator positioned between the positive electrode substrate and the negative electrode substrate; and,
    상기 양극 기재의 적어도 일면에 표면 개질을 통해 형성된 산화피막층을 포함하는 전자 장치. and an oxide film layer formed on at least one surface of the anode substrate through surface modification.
  2. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 양극 활물질은, The positive active material is
    상기 양극 기재의 제 1 방향을 향하는 일면에 도포된 제 1 양극 활물질 및 상기 양극 기재의 상기 제 1 방향과 반대인 제 2 방향을 향하는 타면에 도포된 제 2 양극 활물질을 포함하는 전자 장치. An electronic device comprising: a first positive active material applied to one surface of the positive electrode substrate facing a first direction; and a second positive active material applied to the other surface of the positive electrode substrate facing a second direction opposite to the first direction.
  3. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 산화피막층은, 상기 제 1 양극 활물질과 상기 양극 기재 사이에 형성된 전자 장치. The oxide film layer is formed between the first positive electrode active material and the positive electrode substrate.
  4. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 음극 활물질은, The negative active material is
    상기 음극 기재의 제 1 방향을 향하는 일면에 도포된 제 1 음극 활물질 및 상기 음극 기재의 상기 제 1 방향과 반대인 제 2 방향을 향하는 타면에 도포된 제 2 음극 활물질을 포함하는 전자 장치. An electronic device comprising: a first negative active material applied to one surface of the negative electrode substrate facing a first direction; and a second negative active material applied to the other surface of the negative electrode substrate facing a second direction opposite to the first direction.
  5. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 양극 기재는 알루미늄 재질을 포함하여 형성된 전자 장치. The anode substrate is an electronic device formed by including an aluminum material.
  6. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 음극 기재는 구리 재질을 포함하여 형성된 전자 장치.The negative electrode substrate is an electronic device formed by including a copper material.
  7. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 양극 기재 및 양극 활물질을 포함하는 양극 조립체; a positive electrode assembly including the positive electrode substrate and the positive electrode active material;
    상기 음극 기재 및 음극 활물질을 포함하는 음극 조립체; 및a negative electrode assembly including the negative electrode substrate and the negative electrode active material; and
    상기 분리막은 배터리 셀을 형성하고, The separator forms a battery cell,
    상기 양극 조립체가 상기 분리막을 기준으로 상기 배터리 셀의 외측에 배치된 전자 장치.An electronic device in which the positive electrode assembly is disposed on the outside of the battery cell with respect to the separator.
  8. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 산화피막층은 복수 개의 리세스를 포함하는 다공성 레이어로 형성된 전자 장치.The oxide film layer is an electronic device formed of a porous layer including a plurality of recesses.
  9. 제 8 항에 있어서,9. The method of claim 8,
    상기 복수 개의 리세스에는 상기 양극 활물질이 게재되는 전자 장치.An electronic device in which the positive active material is disposed in the plurality of recesses.
  10. 제 9 항에 있어서,10. The method of claim 9,
    상기 양극 기재에 도포되는 양극 활물질의 양은 상기 음극 기재에 도포되는 음극 활물질의 양보다 많은 전자 장치.The amount of the positive active material applied to the positive electrode substrate is greater than the amount of the negative active material applied to the negative electrode substrate.
  11. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 산화피막층은 배터리 단락(short-circuit) 시, 상기 양극 기재의 저항을 상승시키는 것인 전자 장치.The oxide film layer increases the resistance of the positive electrode substrate when a battery is short-circuited.
  12. 제 11 항에 있어서,12. The method of claim 11,
    상기 산화피막층은 상기 양극 기재를 포함하는 양극 조립체 전체 저항의 1% 내지 15%의 저항을 형성하는 전자 장치.The oxide film layer forms a resistance of 1% to 15% of the total resistance of the positive electrode assembly including the positive electrode substrate.
  13. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 산화피막층은 상기 양극 기재의 표면을 아노다이징(anodizing) 공법에 의해 산화시켜 형성하는 것인 전자 장치.The oxide film layer is an electronic device that is formed by oxidizing the surface of the anode substrate by an anodizing method.
  14. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 양극 기재의 표면 개질을 통해 상기 양극 기재의 표면 저항을 상승시키되, 표면 개질된 양극 기재의 저항은 양극 조립체 전체 저항의 1% 내지 15%인 전자 장치. An electronic device to increase the surface resistance of the positive electrode substrate through surface modification of the positive electrode substrate, wherein the resistance of the surface-modified positive electrode substrate is 1% to 15% of the total resistance of the positive electrode assembly.
  15. 제 14 항에 있어서,15. The method of claim 14,
    상기 표면 개질은, The surface modification is
    아노다이징(anodizing), chromate conversion coating, corona treatment 중 어느 하나의 공정을 선택되어 구현되는 전자 장치.An electronic device implemented by selecting one of anodizing, chromate conversion coating, and corona treatment processes.
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