WO2024128577A1 - 배터리 및 이를 포함하는 전자 장치 - Google Patents

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WO2024128577A1
WO2024128577A1 PCT/KR2023/018324 KR2023018324W WO2024128577A1 WO 2024128577 A1 WO2024128577 A1 WO 2024128577A1 KR 2023018324 W KR2023018324 W KR 2023018324W WO 2024128577 A1 WO2024128577 A1 WO 2024128577A1
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electrode layers
battery
disposed
polo
active material
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PCT/KR2023/018324
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English (en)
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김시현
박선영
박타리
정신영
추정호
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삼성전자 주식회사
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • Batteries provided in electronic devices may be formed in a stack structure in which anode layers and cathode layers are alternately stacked.
  • a battery constituting a stack structure may be composed of an anode layer, a cathode layer, and an intermediate layer that separates the anode layer and the cathode layer.
  • Active materials corresponding to each polarity may be applied to the anode layer and the cathode layer.
  • a positive electrode active material may be applied on the metal substrate of the positive electrode layer
  • a negative electrode active material may be applied on the metal substrate of the negative electrode layer.
  • the active material needs to be applied to a substantially uniform thickness on the metal substrate to maintain cohesion between the layer structures (eg, anode layer, cathode layer, and intermediate layer).
  • an electronic device including a battery includes a battery stack and a battery receptor for accommodating the battery stack, and the battery stack includes a plurality of electrode layers and the battery stack. a plurality of separation layers disposed between the plurality of electrode layers, the plurality of electrode layers including a plurality of external electrode layers, a plurality of internal electrode layers disposed between the plurality of external electrode layers, and the plurality of external electrode layers.
  • An active material is disposed on the inner surface of each of the electrode layers, a pressure pattern is disposed on the outer surface of each of the plurality of external electrode layers, and the battery receptor is in physical contact with the pressure pattern and continuously moves in a height direction with respect to the battery stack.
  • the battery stack can be accommodated to apply a force.
  • a battery includes a battery stack and a battery receptor accommodating the battery stack, wherein the battery stack includes a plurality of electrode layers and a plurality of electrode layers disposed between the plurality of electrode layers. comprising separation layers, wherein the plurality of electrode layers include a plurality of external electrode layers and a plurality of internal electrode layers disposed between the plurality of external electrode layers, and an active material is disposed on the inner surface of each of the plurality of external electrode layers.
  • a pressure pattern is disposed on the outer surface of each of the plurality of external electrode layers, and the battery receptor is in physical contact with the pressure pattern and continuously applies a force in the height direction to the battery stack. body can be accommodated.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device in a network environment, according to various embodiments.
  • Figure 2 shows a battery stack according to one embodiment.
  • FIG. 3 shows a battery surrounding the battery stack shown in FIG. 2 with a pouch according to one embodiment.
  • Figures 4 and 5 are diagrams showing the external electrode layer before the punching process.
  • Figure 6 is a view showing both sides of an external electrode layer manufactured by a punching process.
  • FIG. 7A and 7B are perspective views of a battery including an external electrode layer.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line A-A' of FIGS. 7A and 7B.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device in a network environment, according to various embodiments.
  • the electronic device 101 communicates with the electronic device 102 through a first network 198 (e.g., a short-range wireless communication network) or a second network 199. It is possible to communicate with at least one of the electronic device 104 or the server 108 through (e.g., a long-distance wireless communication network). According to one embodiment, the electronic device 101 may communicate with the electronic device 104 through the server 108.
  • a first network 198 e.g., a short-range wireless communication network
  • a second network 199 e.g., a long-distance wireless communication network.
  • the electronic device 101 may communicate with the electronic device 104 through the server 108.
  • the electronic device 101 includes a processor 120, a memory 130, an input module 150, an audio output module 155, a display module 160, an audio module 170, and a sensor module ( 176), interface 177, connection terminal 178, haptic module 179, camera module 180, power management module 188, battery 189, communication module 190, subscriber identification module 196 , or may include an antenna module 197.
  • at least one of these components eg, the connection terminal 178) may be omitted or one or more other components may be added to the electronic device 101.
  • some of these components e.g., sensor module 176, camera module 180, or antenna module 197) are integrated into one component (e.g., display module 160). It can be.
  • the processor 120 for example, executes software (e.g., program 140) to operate at least one other component (e.g., hardware or software component) of the electronic device 101 connected to the processor 120. It can be controlled and various data processing or calculations can be performed. According to one embodiment, as at least part of data processing or computation, the processor 120 stores commands or data received from another component (e.g., sensor module 176 or communication module 190) in volatile memory 132. The commands or data stored in the volatile memory 132 can be processed, and the resulting data can be stored in the non-volatile memory 134.
  • software e.g., program 140
  • the processor 120 stores commands or data received from another component (e.g., sensor module 176 or communication module 190) in volatile memory 132.
  • the commands or data stored in the volatile memory 132 can be processed, and the resulting data can be stored in the non-volatile memory 134.
  • the processor 120 includes a main processor 121 (e.g., a central processing unit or an application processor) or an auxiliary processor 123 that can operate independently or together (e.g., a graphics processing unit, a neural network processing unit ( It may include a neural processing unit (NPU), an image signal processor, a sensor hub processor, or a communication processor).
  • a main processor 121 e.g., a central processing unit or an application processor
  • auxiliary processor 123 e.g., a graphics processing unit, a neural network processing unit ( It may include a neural processing unit (NPU), an image signal processor, a sensor hub processor, or a communication processor.
  • the electronic device 101 includes a main processor 121 and a secondary processor 123
  • the secondary processor 123 may be set to use lower power than the main processor 121 or be specialized for a designated function. You can.
  • the auxiliary processor 123 may be implemented separately from the main processor 121 or as part of it.
  • the auxiliary processor 123 may, for example, act on behalf of the main processor 121 while the main processor 121 is in an inactive (e.g., sleep) state, or while the main processor 121 is in an active (e.g., application execution) state. ), together with the main processor 121, at least one of the components of the electronic device 101 (e.g., the display module 160, the sensor module 176, or the communication module 190) At least some of the functions or states related to can be controlled.
  • co-processor 123 e.g., image signal processor or communication processor
  • may be implemented as part of another functionally related component e.g., camera module 180 or communication module 190. there is.
  • the auxiliary processor 123 may include a hardware structure specialized for processing artificial intelligence models.
  • Artificial intelligence models can be created through machine learning. For example, such learning may be performed in the electronic device 101 itself on which the artificial intelligence model is performed, or may be performed through a separate server (e.g., server 108).
  • Learning algorithms may include, for example, supervised learning, unsupervised learning, semi-supervised learning, or reinforcement learning, but It is not limited.
  • An artificial intelligence model may include multiple artificial neural network layers.
  • Artificial neural networks include deep neural network (DNN), convolutional neural network (CNN), recurrent neural network (RNN), restricted boltzmann machine (RBM), belief deep network (DBN), bidirectional recurrent deep neural network (BRDNN), It may be one of deep Q-networks or a combination of two or more of the above, but is not limited to the examples described above.
  • artificial intelligence models may additionally or alternatively include software structures.
  • the memory 130 may store various data used by at least one component (eg, the processor 120 or the sensor module 176) of the electronic device 101. Data may include, for example, input data or output data for software (e.g., program 140) and instructions related thereto.
  • Memory 130 may include volatile memory 132 or non-volatile memory 134.
  • the program 140 may be stored as software in the memory 130 and may include, for example, an operating system 142, middleware 144, or application 146.
  • the input module 150 may receive commands or data to be used in a component of the electronic device 101 (e.g., the processor 120) from outside the electronic device 101 (e.g., a user).
  • the input module 150 may include, for example, a microphone, mouse, keyboard, keys (eg, buttons), or digital pen (eg, stylus pen).
  • the sound output module 155 may output sound signals to the outside of the electronic device 101.
  • the sound output module 155 may include, for example, a speaker or a receiver. Speakers can be used for general purposes such as multimedia playback or recording playback.
  • the receiver can be used to receive incoming calls. According to one embodiment, the receiver may be implemented separately from the speaker or as part of it.
  • the display module 160 can visually provide information to the outside of the electronic device 101 (eg, a user).
  • the display module 160 may include, for example, a display, a hologram device, or a projector, and a control circuit for controlling the device.
  • the display module 160 may include a touch sensor configured to detect a touch, or a pressure sensor configured to measure the intensity of force generated by the touch.
  • the audio module 170 can convert sound into an electrical signal or, conversely, convert an electrical signal into sound. According to one embodiment, the audio module 170 acquires sound through the input module 150, the sound output module 155, or an external electronic device (e.g., directly or wirelessly connected to the electronic device 101). Sound may be output through the electronic device 102 (e.g., speaker or headphone).
  • the electronic device 102 e.g., speaker or headphone
  • the sensor module 176 detects the operating state (e.g., power or temperature) of the electronic device 101 or the external environmental state (e.g., user state) and generates an electrical signal or data value corresponding to the detected state. can do.
  • the sensor module 176 includes, for example, a gesture sensor, a gyro sensor, an air pressure sensor, a magnetic sensor, an acceleration sensor, a grip sensor, a proximity sensor, a color sensor, an IR (infrared) sensor, a biometric sensor, It may include a temperature sensor, humidity sensor, or light sensor.
  • the interface 177 may support one or more designated protocols that can be used to connect the electronic device 101 directly or wirelessly with an external electronic device (eg, the electronic device 102).
  • the interface 177 may include, for example, a high definition multimedia interface (HDMI), a universal serial bus (USB) interface, an SD card interface, or an audio interface.
  • HDMI high definition multimedia interface
  • USB universal serial bus
  • SD card interface Secure Digital Card interface
  • audio interface audio interface
  • connection terminal 178 may include a connector through which the electronic device 101 can be physically connected to an external electronic device (eg, the electronic device 102).
  • the connection terminal 178 may include, for example, an HDMI connector, a USB connector, an SD card connector, or an audio connector (eg, a headphone connector).
  • the haptic module 179 can convert electrical signals into mechanical stimulation (e.g., vibration or movement) or electrical stimulation that the user can perceive through tactile or kinesthetic senses.
  • the haptic module 179 may include, for example, a motor, a piezoelectric element, or an electrical stimulation device.
  • the camera module 180 can capture still images and moving images.
  • the camera module 180 may include one or more lenses, image sensors, image signal processors, or flashes.
  • the power management module 188 can manage power supplied to the electronic device 101.
  • the power management module 188 may be implemented as at least a part of, for example, a power management integrated circuit (PMIC).
  • PMIC power management integrated circuit
  • the battery 189 may supply power to at least one component of the electronic device 101.
  • the battery 189 may include, for example, a non-rechargeable primary battery, a rechargeable secondary battery, or a fuel cell.
  • Communication module 190 is configured to provide a direct (e.g., wired) communication channel or wireless communication channel between electronic device 101 and an external electronic device (e.g., electronic device 102, electronic device 104, or server 108). It can support establishment and communication through established communication channels. Communication module 190 operates independently of processor 120 (e.g., an application processor) and may include one or more communication processors that support direct (e.g., wired) communication or wireless communication.
  • processor 120 e.g., an application processor
  • the communication module 190 is a wireless communication module 192 (e.g., a cellular communication module, a short-range wireless communication module, or a global navigation satellite system (GNSS) communication module) or a wired communication module 194 (e.g., : LAN (local area network) communication module, or power line communication module) may be included.
  • a wireless communication module 192 e.g., a cellular communication module, a short-range wireless communication module, or a global navigation satellite system (GNSS) communication module
  • GNSS global navigation satellite system
  • wired communication module 194 e.g., : LAN (local area network) communication module, or power line communication module
  • the corresponding communication module is a first network 198 (e.g., a short-range communication network such as Bluetooth, wireless fidelity (WiFi) direct, or infrared data association (IrDA)) or a second network 199 (e.g., legacy It may communicate with an external electronic device 104 through a telecommunication network such as a cellular network, a 5G network, a next-generation communication network, the Internet, or a computer network (e.g., LAN or WAN).
  • a telecommunication network such as a cellular network, a 5G network, a next-generation communication network, the Internet, or a computer network (e.g., LAN or WAN).
  • a telecommunication network such as a cellular network, a 5G network, a next-generation communication network, the Internet, or a computer network (e.g., LAN or WAN).
  • a telecommunication network such as a cellular network, a 5G network, a next-generation communication network
  • the wireless communication module 192 uses subscriber information (e.g., International Mobile Subscriber Identifier (IMSI)) stored in the subscriber identification module 196 within a communication network such as the first network 198 or the second network 199.
  • subscriber information e.g., International Mobile Subscriber Identifier (IMSI)
  • IMSI International Mobile Subscriber Identifier
  • the wireless communication module 192 may support 5G networks after 4G networks and next-generation communication technologies, for example, NR access technology (new radio access technology).
  • NR access technology provides high-speed transmission of high-capacity data (enhanced mobile broadband (eMBB)), minimization of terminal power and access to multiple terminals (massive machine type communications (mMTC)), or ultra-reliable and low-latency (URLLC). -latency communications)) can be supported.
  • the wireless communication module 192 may support high frequency bands (eg, mmWave bands), for example, to achieve high data rates.
  • the wireless communication module 192 uses various technologies to secure performance in high frequency bands, for example, beamforming, massive array multiple-input and multiple-output (MIMO), and full-dimensional multiplexing.
  • MIMO massive array multiple-input and multiple-output
  • the wireless communication module 192 may support various requirements specified in the electronic device 101, an external electronic device (e.g., electronic device 104), or a network system (e.g., second network 199). According to one embodiment, the wireless communication module 192 supports Peak data rate (e.g., 20 Gbps or more) for realizing eMBB, loss coverage (e.g., 164 dB or less) for realizing mmTC, or U-plane latency (e.g., 164 dB or less) for realizing URLLC.
  • Peak data rate e.g., 20 Gbps or more
  • loss coverage e.g., 164 dB or less
  • U-plane latency e.g., 164 dB or less
  • the antenna module 197 may transmit or receive signals or power to or from the outside (eg, an external electronic device).
  • the antenna module 197 may include an antenna including a radiator made of a conductor or a conductive pattern formed on a substrate (eg, PCB).
  • the antenna module 197 may include a plurality of antennas (eg, an array antenna). In this case, at least one antenna suitable for a communication method used in a communication network such as the first network 198 or the second network 199 is connected to the plurality of antennas by, for example, the communication module 190. can be selected. Signals or power may be transmitted or received between the communication module 190 and an external electronic device through the at least one selected antenna.
  • other components eg, radio frequency integrated circuit (RFIC) may be additionally formed as part of the antenna module 197.
  • RFIC radio frequency integrated circuit
  • the antenna module 197 may form a mmWave antenna module.
  • a mmWave antenna module includes a printed circuit board, an RFIC disposed on or adjacent to a first side (e.g., bottom side) of the printed circuit board and capable of supporting a designated high-frequency band (e.g., mmWave band); And a plurality of antennas (e.g., array antennas) disposed on or adjacent to the second side (e.g., top or side) of the printed circuit board and capable of transmitting or receiving signals in the designated high frequency band. can do.
  • a mmWave antenna module includes a printed circuit board, an RFIC disposed on or adjacent to a first side (e.g., bottom side) of the printed circuit board and capable of supporting a designated high-frequency band (e.g., mmWave band); And a plurality of antennas (e.g., array antennas) disposed on or adjacent to the second side (e.g., top or side)
  • peripheral devices e.g., bus, general purpose input and output (GPIO), serial peripheral interface (SPI), or mobile industry processor interface (MIPI)
  • signal e.g. commands or data
  • commands or data may be transmitted or received between the electronic device 101 and the external electronic device 104 through the server 108 connected to the second network 199.
  • Each of the external electronic devices 102 or 104 may be of the same or different type as the electronic device 101.
  • all or part of the operations performed in the electronic device 101 may be executed in one or more of the external electronic devices 102, 104, or 108.
  • the electronic device 101 may perform the function or service instead of executing the function or service on its own.
  • one or more external electronic devices may be requested to perform at least part of the function or service.
  • One or more external electronic devices that have received the request may execute at least part of the requested function or service, or an additional function or service related to the request, and transmit the result of the execution to the electronic device 101.
  • the electronic device 101 may process the result as is or additionally and provide it as at least part of a response to the request.
  • cloud computing distributed computing, mobile edge computing (MEC), or client-server computing technology can be used.
  • the electronic device 101 may provide an ultra-low latency service using, for example, distributed computing or mobile edge computing.
  • the external electronic device 104 may include an Internet of Things (IoT) device.
  • Server 108 may be an intelligent server using machine learning and/or neural networks.
  • the external electronic device 104 or server 108 may be included in the second network 199.
  • the electronic device 101 may be applied to intelligent services (e.g., smart home, smart city, smart car, or healthcare) based on 5G communication technology and IoT-related technology.
  • Figure 2 shows a battery stack according to one embodiment.
  • FIG. 2 exemplarily illustrates a battery stack constituting at least a portion of a battery according to various embodiments of the present specification.
  • the battery stack 200 includes an anode (not shown), a cathode (not shown), a separation layer 220, and an anode tab 231 (e.g., a first anode tab 231-1, It may include 2 anode tabs 231-2) and a cathode tab 232 (e.g., a first cathode tab 232-1 and a second cathode tab 232-2).
  • the positive electrode may include a positive electrode substrate and a positive electrode active material applied to at least one side of the positive electrode substrate.
  • the negative electrode may include a negative electrode substrate and a negative electrode active material applied to at least one side of the negative electrode substrate.
  • Components included in the battery stack 200 may not be limited to the components shown in FIG. 2 .
  • the battery stack 200 may include a binder or conductive material applied to the positive electrode substrate and the negative electrode substrate.
  • the anode substrate may be formed of a metal that is aluminum, stainless steel, titanium, copper, silver, or a combination of materials selected from these.
  • the positive electrode active material may be applied to the surface of the positive electrode substrate.
  • the positive electrode active material may be applied to one or both sides of the positive electrode substrate.
  • the positive electrode active material may be formed of a material that can reversibly store and release lithium ions.
  • 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 and lithium iron phosphate, nickel sulfides, sulfides It may contain at least one material selected from the group consisting of copper sulfides, sulfur, iron oxides, and vanadium oxides.
  • a binder (not shown) and a conductive material (carbon additive) (not shown) may be further applied to the surface of the positive electrode substrate in addition to the positive electrode active material.
  • the conductive material may refer to fine powder carbon added in small amounts to improve conductivity between active material particles or between metal current collectors in the electrode and to prevent the binder from acting as an insulator.
  • the binder is polyvinylidene fluoride, vinylidene fluoride/hexafluoropropylene copolymer, vinylidene fluoride/tetrafluoroethylene copolymer ( polyvinylidene fluoride-containing binders such as vinylidene fluoride/tetrafluoroethylene copolymer, carboxymethyl such as sodium-carboxymethyl cellulose, and lithium-carboxymethyl cellulose.
  • Cellulose binders (carboxymethyl cellulose-containing binders), polyacrylic acid, lithium-polyacrylic acid, acrylic, polyacrylonitrile, polymethyl methacrylate ), acrylate-containing binders such as polybutylacrylate, polyimide-imides, polytetrafluoroethylene, polyethylene oxide, polypyrrole It may contain at least one material selected from the group consisting of polypyrrole, lithium-Nafion, and styrene butadiene rubber-containing polymers.
  • the conductive material is carbon-containing conducting agents such as carbon black, carbon fiber, and graphite, and conductive fibers such as metal powder.
  • conductive fibers such as metal powder.
  • conductive metal oxides such as titanium oxides
  • conductive polymers such as polyphenylene derivatives.
  • the cathode substrate may be formed of at least one metal selected from the group consisting of copper, stainless steel, nickel, aluminum, and titanium.
  • the negative active material may be applied to the surface of the negative electrode substrate.
  • the negative electrode active material may be applied to one or both sides of the negative electrode substrate.
  • the negative electrode active material may be formed of a material capable of forming an alloy together with lithium or a material capable of reversibly intercalating and deintercalating lithium.
  • the negative electrode active material may include at least one material selected from the group consisting of metals, carbon-containing materials, metal oxides, and lithium metal nitrides. there is.
  • the metals include lithium, silicon, magnesium, calcium, aluminum, germanium, tin, lead, and arsenic ( arsenic, antimony, bismuth, silver, gold, zinc, cadmium, mercury, copper, iron, nickel ( It may include at least one material selected from the group consisting of nickel, cobalt, and indium.
  • the carbon-based material includes graphite, graphite carbon fiber, coke, mesocarbon microbeads (MCMBS), polyacene, and pitch-based carbon. It may include at least one material selected from the group consisting of pitch-derived carbon fiber and non-graphitizable carbon.
  • the metal oxides include lithium titanium oxides, titanium oxides, molybdenum oxides, niobium oxides, iron oxides, and tungsten oxides. ), tin oxides, amorphous tin oxide composites, silicon monoxide, cobalt oxides, and nickel oxides. can do.
  • a binder and a conductive material may be further applied to the surface of the negative electrode substrate in addition to the negative electrode active material.
  • the binder and conductive material may be the same as or similar to the binder and conductive material applied to the positive electrode substrate.
  • the separation layer 220 may be disposed between the anode substrate and the cathode substrate, and may insulate the anode substrate and the cathode substrate from each other.
  • the separation layer 220 may be formed of a porous polymer membrane such as polyethylene or polypropylene membrane.
  • the anode substrate or the cathode substrate may be composed of a flexible substrate.
  • the anode substrate or the cathode substrate may contain at least a portion of a flexible material, and the battery laminate including the flexible anode substrate or the cathode substrate may be bent in at least some areas.
  • FIG. 3 shows a battery surrounding the battery stack shown in FIG. 2 with a pouch according to one embodiment.
  • the battery 201 may include a battery stack (eg, the battery stack 200 of FIG. 2) and a battery receptor 230.
  • the battery stack 200 may be accommodated in the battery receptor 230 to form the battery 201.
  • the positive electrode tab eg, the first positive electrode tab 231-1, the second positive electrode tab 231-2
  • the negative electrode tab eg, the first negative electrode tab 232-1, the second negative electrode
  • a portion of the tab 232-2 may be exposed to the outside of the battery receptor 230.
  • Figures 4 and 5 are diagrams showing the external electrode layer before the punching process.
  • the external electrode layer before the punching process of the present specification may be referred to as a 'starting external electrode layer' or a 'prepared external electrode layer'.
  • the outer electrode layer (POLo) applied to various embodiments of the present specification may be separated by punching out at least a portion of the starting outer electrode layer.
  • the external electrode layer before the punching process is also referred to as the external electrode layer.
  • the external electrode layer (POLo) may include a metal substrate (SB), an active material (AM), and a pressure pattern (PTN).
  • the active material (AM) may be disposed on one side of the metal substrate (SB), and the pressing pattern (PTN) may be disposed on the other side of the metal substrate (SB).
  • the external electrode layer (POLo) may be separated by a punching process, and the other side of the external electrode layer on which the pressure pattern (PTN) is formed may be disposed toward the outside of the battery stack.
  • the inner surface of the external electrode layer (POLo) refers to the surface in contact with the internal electrode layer of the battery stack, and the outer surface of the external electrode layer (POLo) refers to the surface facing the battery receptor (battery receptor 230 in FIG. 3).
  • the active material (AM) may be either a positive electrode active material or a negative electrode active material described above with reference to FIG. 2 .
  • the metal substrate SB may be either an anode substrate or a cathode substrate.
  • the pressurized pattern (PTN) may be an insulating material.
  • the active material (AM) may be at least partially disposed on the inner surface of the external electrode layer (POLo). On the inner surface, the active material (AM) may be repeatedly arranged at predetermined intervals. For example, the active material (AM) may be repeatedly disposed with a width of the 1-1 length (w11) with the 1-2 length (w12) interposed therebetween. Additionally, the active material AM has a width of the 1-1 length w11 and may be formed to extend along the horizontal direction.
  • a pressure pattern (PTN) may be at least partially disposed on the outer surface of the external electrode layer (POLo).
  • the pressing pattern (PTN) may be repeatedly arranged at predetermined intervals.
  • the pressing pattern PTN may be repeatedly arranged with a width of the 2-2 length w22, with the 2-1 length w21 interposed therebetween.
  • the pressing pattern PTN may have a width of the 2-2 length w22 and may be formed to extend along the horizontal direction.
  • the pressure pattern (PTN) may be formed to extend along substantially the same horizontal direction as the active material (AM).
  • the active material (AM) and the pressurized pattern (PTN) may be formed to partially overlap.
  • the 1-1 length (w11), which defines the width of the active material (AM), may be larger than the 2-1 length (w21), which is the gap between the pressing patterns (PTN).
  • the area corresponding to the width of the active material (AM) may overlap with the area corresponding to the gap between the pressure patterns (PTN) based on the horizontal direction.
  • the area corresponding to the gap between the pressurizing patterns (PTN) may entirely overlap with the area corresponding to the width of the active material (AM) based on the horizontal direction.
  • the 2-2 length (w22), which defines the width of the pressing pattern (PTN), may be larger than the 1-2 length (w12), which is the gap between the active materials (AM), but is not limited thereto and is the 2-2 length. (w22) may be formed to be smaller than the 1-2 length (w12).
  • the area corresponding to the width of the pressing pattern (PTN) may overlap with the area corresponding to the gap between the active materials (AM) based on the horizontal direction.
  • the area corresponding to the gap between the active materials (AM) may entirely overlap with the area corresponding to the width of the pressurizing pattern (PTN) based on the horizontal direction.
  • the 1-1 length (w11) defining the width of the active material (AM) may be larger than the 1-2 length (w12) defining the gap between the active materials (AM).
  • the 2-2 length w22 defining the width of the pressing patterns PTN may be smaller than the 2-1 length w21 defining the spacing between the pressing patterns PTN.
  • external force may be applied to the pressing pattern.
  • the pressing pattern may be placed on the outer surface of the metal substrate.
  • the pressure pattern can first receive an external force applied vertically from the outer surface.
  • the pressure pattern can be introduced between the active materials along with the metal pattern according to the direction of the force.
  • FIG. 5 illustrates that the pressing pattern is entirely introduced between active materials
  • the various embodiments of the present specification are not limited to this illustrated example. According to various embodiments of the present specification, the pressing pattern may be partially introduced between the active materials along the direction of force.
  • Figure 6 is a view showing both sides of an external electrode layer manufactured by a punching process.
  • Figure 6 shows both sides of the outer electrode layer separated from corresponding portions of the inner and outer surfaces of the outer electrode layer, respectively.
  • the starting external electrode layer is substantially the same as the starting external electrode layer described above with reference to FIG. 4, and duplicate descriptions will be omitted.
  • the inner surface (S1) of the external electrode layer may be composed of an active material surface (or active material coating surface), and the outer surface (S2) of the external electrode layer may be composed of a pressure pattern surface (or pressure pattern coating surface).
  • the outer electrode layer (POLo) may be separated from the starting outer electrode layer (POLo) in a predetermined shape.
  • the predetermined shape may include a planar shape and a protruding shape.
  • the active material (AM) is disposed on a portion corresponding to the planar shape, and the portion corresponding to the protruding shape may be a positive electrode tab.
  • a pressure pattern is disposed on a part of the part corresponding to the surface shape and a part corresponding to the protruding shape (patterned part), and in the remaining part (non-patterned part)
  • the electrode substrate SB may be exposed to the outside.
  • FIGS. 7A and 7B are perspective views of a battery including an external electrode layer
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line A-A' of FIGS. 7A and 7B.
  • the battery shown in FIGS. 7A, 7B, and 8 includes a battery stack (eg, battery stack 200 of FIG. 2) having the external electrode layer described with reference to FIGS. 4 to 6. Since the external electrode layer is substantially the same as that described above with reference to FIGS. 4 to 6, duplicate description will be omitted. Meanwhile, FIGS. 7A, 7B, and 8 can be explained based on the first to third directions (DR1 to DR3).
  • the first direction DR1 and the second direction DR2 may be the horizontal and vertical directions mentioned in FIGS. 4 to 6, respectively.
  • the third direction DR3 may be understood as a height direction.
  • the batteries 301 and 401 may include a battery stack and battery receptors 330a, 330b, 430a, and 430b.
  • the battery stack may include a plurality of electrode layers and isolation layers (INL) disposed between the electrode layers.
  • the plurality of electrode layers may be divided into an anode layer and a cathode layer depending on polarity. Additionally, the plurality of electrode layers may be divided into an external electrode layer (POLo) and an internal electrode layer (POLi) depending on the arrangement position.
  • the battery stack may include a plurality of external electrode layers (POLo), and a plurality of internal electrode layers (POLi) and separation layers (INL) arranged between the external electrode layers (POLo).
  • POLo external electrode layers
  • POLi internal electrode layers
  • INL separation layers
  • the external electrode layer (POLo) may include an external metal substrate (SB2), an active material disposed on the inner surface of the external metal substrate (SB2), and a pressure pattern (PTN, PTN1, PTN2) disposed on the outside.
  • the external metal substrate SB2 may be either an anode substrate or a cathode substrate.
  • the active material disposed is a positive electrode active material.
  • the active material disposed is a negative electrode active material.
  • the outer electrode layer (POLo) with the anode substrate can be placed adjacent to the inner electrode layer (POLi), which is the cathode layer, and the outer electrode layer (POLo) with the cathode substrate can be placed adjacent to the inner electrode layer (POLi), which is the anode layer. there is.
  • the pressing patterns are at least part of the external electrode layer (POLo) and may be disposed over the patterning area (PA), which will be described later with reference to FIG. 8.
  • the pressure pattern (PTN) may be disposed on a protrusion where the anode tab or the cathode tab is formed.
  • the pressing patterns PTN1 and PTN2 may be formed on at least one of the anode tab, the protrusion where the cathode tab is formed, and the flat portion in the opposite direction to the protrusion.
  • the active material of the external electrode layer POLo may be arranged to have a shorter length relative to the second direction DR2 than that of the internal metal substrate SB1.
  • Different materials may be disposed on the inner and outer surfaces of the external electrode layer (POLo).
  • An active material may be disposed on the inner surface of the external electrode layer (POLo), and pressure patterns (PTN, PTN1, PTN2) may be disposed on the outer surface of the external electrode layer (POLo).
  • the internal electrode layer (POLi) may include an internal metal substrate (SB1) and an active material disposed on the inner and outer surfaces.
  • the internal electrode layer (POLi) may be an anode layer or a cathode layer.
  • the negative electrode layer may include a negative electrode substrate and a negative electrode active material disposed on the inner and outer surfaces of the negative electrode substrate. Substantially the same active material may be disposed on the inner and outer surfaces of the internal electrode layer (POLi).
  • the positive electrode layer may include a positive electrode substrate and a positive electrode active material disposed on the inner and outer surfaces of the positive electrode substrate.
  • the active material may be arranged to have a shorter length relative to the second direction DR2 than the metal substrate.
  • the anode layers and cathode layers included in the internal electrode layer POLi are arranged alternately along the third direction DR3, and are located in one of the plurality of external electrode layers POLo arranged adjacent to the anode layer.
  • a negative electrode active material may be disposed, and a positive electrode active material may be disposed on one of the plurality of external electrode layers (POLo) disposed adjacent to the negative electrode layer.
  • Separation layers are disposed between electrode layers to physically separate active materials of different polarities from contact.
  • the separation layers (INL) may be formed to have a larger area than the inner electrode layer (POLi) and the outer electrode layer (POLo).
  • the battery stack may be accommodated inside the battery receptors 330a, 330b, 430a, and 440b.
  • the battery receptors 330a, 330b, 430a, and 440b may include upper receptors 330a and 430a and lower receptors 330b and 430b.
  • the upper receptors 330a and 430a are disposed on the upper side of the battery stack (e.g., DR3(Z) direction), and the lower receptors 330b and 430b are disposed on the lower side of the battery stack (e.g., -DR3(-Z) direction).
  • the upper receptors 330a and 430a and the lower receptors 330b and 430b may surround the battery stack along the third direction DR3.
  • the upper receptors (330a, 430a) and the lower receptors (330b, 430b) are connected, and the upper receptors (330a, 430a) and lower receptors (330b, 430b) have a pressure pattern (PTN, PTN1, PTN2) in the third direction (DR3). ) can apply force.
  • the battery receptors 330a, 330b, 430a, and 430b are in physical contact with the pressure patterns (PTN, PTN1, PTN2) and continuously apply an inward direction force to the battery stack. It is acceptable.
  • the battery stack may be divided/partitioned into a patterned area (PA) and a non-patterned area (NPA).
  • PA patterned area
  • NPA non-patterned area
  • the description will be made based on the cross-section of the pressing pattern (PTN) cut along A-A', and the cross-section of the pressing patterns (PTN1 and PTN2) shown in FIG. 7B will also show substantially the same patterning area and An unpatterned area may be configured.
  • the battery stack may include an internal electrode layer (POLi) and an external electrode layer (POLo). Alternating internal anode layers and internal cathode layers may be disposed between the external electrode layers POLo.
  • a pressure pattern (PTN) may be disposed between the external electrode layer (POLo) and the battery receptor.
  • the pressing pattern (PTN) is disposed on the outer surface of the external electrode layer (POLo) over the patterned area (PA), and the active materials (AMa, AMb) are disposed on the non-patterned area (NPA) and the non-patterned area (NPA). It may be disposed over an area starting from the patterning area (NPA) and including at least a portion of the patterning area (PA).
  • the internal electrode layer (POLi) includes internal metal substrates (SB1a, SB1b) and active materials (AMa, AMb) formed on both sides of the internal metal substrates (SB1a, SB1b), each The active materials (AMa, AMb) formed on both sides of the internal metal substrate may have the same polarity.
  • the external electrode layer (POLo) may include a pressure pattern (PTN).
  • the pressure pattern (PTN) may be formed on the outer surface of the external electrode layer (POLo) over the patterned area (PA).
  • the pressure pattern (PTN) is not formed in the external electrode layer (POLo) based on the non-patterned area (NPA), and the external metal substrate (SB2) may be exposed to the outside of the external electrode layer (POLo).
  • the area of the pressing patterns (PTN, PTN1, PTN2) disposed on the outer surface of the external electrode layer (POLo) may be larger than the area of the external metal substrate (SB1) exposed on the inner surface of the external electrode layer (POLo). there is. Additionally, the area of the external metal substrate SB2 exposed on the outer surface of the external electrode layer POLo may be smaller than the area of the active material disposed on the inner surface of the external electrode layer POLo.
  • a separation step may be formed between the internal electrode layers POLi based on the patterned area PA.
  • a separation layer (INL) may be disposed between the internal electrode layers (POLi).
  • a separation layer (INL) may also be disposed between the external electrode layer (POLo) and the internal electrode layer (POLi).
  • the active material disposed on both sides of the internal electrode layer (POLi) is not formed over the entire internal electrode layer (POLi)
  • the active material disposed on both sides of the internal electrode layer (POLi) based on the second direction DR2 may be disposed to have a shorter length than the metal substrate (eg, the first internal metal substrate SB1a or the second internal metal substrate SB1b) of the internal electrode layer POLi.
  • a separation step may be formed between the first internal metal substrate SB1a and the separation layer INL. Additionally, a separation step may be formed between the second internal metal substrate SB1b and the separation layer INL.
  • the active material e.g., anode active material (AMb)
  • the active material disposed on both sides of the first internal metal substrate (SB1a) becomes thinner toward the edge due to the spread of the active material in the patterning area (PA). You can.
  • the active material e.g., positive electrode active material (AMa)
  • the thickness of the active material eg, positive electrode active material (AMa)
  • disposed on the inner surface of the external metal substrate SB2 may become thinner toward the edge due to the spread of the active material in the patterned area PA.
  • a first separation step is formed between the external metal substrate SB2 and one of the plurality of adjacent separation layers INL, and the internal metal substrates SB1a and SB1b are adjacent to each other.
  • a second separation step may be formed between one of the plurality of separation layers (INL). The first separation step or the second separation step may be at least partially reduced by the force in the inner direction applied by the battery receptors 330a, 330b, 430a, and 430b.
  • an active material of a first thickness is disposed between the external metal substrate (SB2) and one of the plurality of adjacent separation layers (INL), and the internal metal substrates (SB1a, SB1b)
  • An active material of a second thickness may be disposed between one of the plurality of adjacent separation layers (INL).
  • the first separation step based on the patterned area PA may be formed to have a length smaller than the first thickness.
  • the first separation step may be formed smaller than the first thickness of the active material
  • the second separation step may be smaller than the second thickness of the active material. can be formed in the same way.
  • An external electrode layer (POLo) is disposed inside the upper receptors (330a, 430a) and the lower receptors (330b, 430b). At least a portion of the battery receptors (eg, the upper receptors 330a and 430a and the lower receptors 330b and 430b) may be in contact with the pressurization pattern (PTN).
  • the battery receptor is coupled along the inner direction (DR3(+Z, -Z)), the battery receptor applies force to the pressure pattern (PTN) of the outer electrode layer (POLo), and the battery stack is in the direction of the applied force. It can be compressed. As force is applied to the battery stack, spacing differences due to active material spreading formed in the battery stack may be compensated.
  • the distance between the edge area of the active material (AMa) of the outer electrode layer (POLo) and the separation layer (INL) or the distance between the active materials of the inner electrode layers (POLia and POLib) can be reduced.
  • at least one of the external metal substrate (SB1) or the internal metal substrates (SB1a, SB1b) is flexible to facilitate change in shape of the external electrode layer (POLo) or internal electrode layer (POLia, POLib) due to external force. May contain sexual ingredients.
  • the external electrode layer POLo
  • the external electrode layer POLo
  • the external electrode layer can compensate for the level difference caused by the spread of the active material at the edge of the battery stack. Due to the nature of the active material, the edges of the battery stack are not uniform like the center, but the active material may spread in a horizontal direction. At edges where active material spread exists, the thickness of the active material is not uniform, which may adversely affect the binding force at the edges.
  • an outer electrode layer having a pressing pattern is provided on the battery electrode body, and the pressing pattern provided in the area where the active material spreads can compensate for the level difference due to the spreading using the pressure on the pressing pattern. .
  • batteries according to various embodiments of the present specification may have improved adhesion at the edges, unlike conventional batteries.
  • the pressure patterns (PTN, PTN1, PTN2) are continuously subjected to vertical pressure while the battery stack is accommodated in the battery housing, the level difference caused by the spread of the active material is maintained even after the manufacturing and distribution of the battery product. You will be able to receive compensation continuously.
  • an electronic device including a battery includes a battery stack, and a battery receptor 330a, 330b, 430a, 430b that accommodates the battery stack.
  • the battery laminate includes a plurality of electrode layers and a plurality of separation layers (INL) disposed between the electrode layers, wherein the plurality of electrode layers include a plurality of external electrode layers (POLo), It includes a plurality of internal electrode layers (POLi) disposed between external electrode layers (POLo), an active material (AMa) is disposed on the inner surface of each of the plurality of external electrode layers (POLo), and a pressing pattern (PTN, PTN1) is disposed on the outer surface.
  • PTN2 is disposed, and the battery receptors (330a, 330b, 430a, 430b) are in physical contact with the pressing patterns (PTN, PTN1, PTN2) and continuously apply a force in the inner direction to the battery stack.
  • the battery stack can be accommodated.
  • the battery stack is divided into a patterned area (PA) and a non-patterned area (NPA), and the pressing patterns (PTN, PTN1, PTN2) are in the patterned area (PA).
  • POLo the outer surface of the external electrode layer (POLo)
  • the active materials AMa, AMb
  • NPA non-patterned area
  • PA patterned area
  • the external electrode layer (POLo) includes an external metal substrate (SB2)
  • the internal electrode layer (POLi) includes internal metal substrates (SB1a and SB1b)
  • a first separation step is formed between the external metal substrate SB2 and one of the plurality of adjacent separation layers INL, and the plurality of separation layers adjacent to the internal metal substrates SB1a and SB1b.
  • a second separation step is formed between one of the (INL), and the first separation step is at least partially reduced by the force in the inner direction applied by the battery receptors 330a, 330b, 430a, 430b. You can.
  • an active material of a first thickness is disposed between the external metal substrate (SB2) and one of the plurality of adjacent separation layers (INL), and the internal metal substrate (NPA)
  • An active material of a second thickness may be disposed between the substrates SB1a and SB1b and one of the plurality of adjacent separation layers INL, and the first separation step may be formed to have a length smaller than the first thickness.
  • the first separation step may be formed to be smaller than the first thickness of the active material.
  • the second separation step may be formed to be smaller than or equal to the second thickness of the active material.
  • the battery receptors (330a, 330b, 430a, 430b) may include upper receptors (330a, 430a) and lower receptors (330b, 430b).
  • the upper receptor (330a) is coupled to the lower receptor (330b) in the inner direction, and has a pressure pattern (PTN, PTN1, PTN2) in contact with the upper receptor (330a), and the lower receptor Pressure patterns (PTN, PTN1, PTN2) in contact with (330b) may apply force to the battery stack in the inner direction.
  • the external metal substrate SB1 constituting the external electrode layer POLo may contain a flexible material.
  • the pressure patterns may contain an insulating material.
  • the area of the pressing patterns (PTN, PTN1, PTN2) disposed on the outer surface of the external electrode layer (POLo) is the area of the external metal substrate (SB1) exposed on the inner surface of the external electrode layer (POLo). It can be formed larger than the area.
  • the area of the external metal substrate SB2 exposed on the outer surface of the external electrode layer POLo may be smaller than the area of the active material disposed on the inner surface of the external electrode layer POLo.
  • the internal electrode layer (POLi) includes internal metal substrates (SB1a, SB1b) and active materials (AMa, AMb) formed on both sides of the internal metal substrates (SB1a, SB1b), and the active material ( AMa, AMb) may have the same polarity.
  • the internal electrode layer includes anode layers and cathode layers, the anode layers and cathode layers are arranged alternately along the height direction, and the plurality of electrode layers are arranged adjacent to the anode layer.
  • a negative electrode active material may be disposed on one of the external electrode layers (POLo), and a positive electrode active material may be disposed on one of the plurality of external electrode layers (POLo) disposed adjacent to the negative electrode layer.
  • the battery according to one aspect of the present specification includes a battery stack and a battery receptor (330a, 330b, 430a, 430b) that accommodates the battery stack, and the battery stack includes a plurality of electrode layers. And a plurality of separation layers (INL) disposed between the electrode layers, wherein the plurality of electrode layers include a plurality of external electrode layers (POLo), and a plurality of internal electrode layers disposed between the external electrode layers (POLo) ( POLi), an active material is disposed on the inner surface of each of the plurality of external electrode layers (POLo), a pressure pattern (PTN, PTN1, PTN2) is disposed on the outer surface, and the battery receptors (330a, 330b, 430a, 430b) ) is in physical contact with the pressing patterns (PTN, PTN1, PTN2) and can accommodate the battery stack so as to continuously apply force in the inner direction to the battery stack.
  • INL a plurality of separation layers
  • Electronic devices may be of various types.
  • Electronic devices may include, for example, display devices, portable communication devices (e.g., smartphones), computer devices, portable multimedia devices, portable medical devices, cameras, wearable devices, or home appliances.
  • Electronic devices according to embodiments of the present specification are not limited to the above-described devices.
  • unit or “module” used in various embodiments of the present specification may include a unit implemented with hardware, software, or firmware, for example, logic, logic block, component, or circuit. Can be used interchangeably with the same term.
  • the “ ⁇ part” or “ ⁇ module” may be an integrated part or a minimum unit of the part or a part thereof that performs one or more functions.
  • “ ⁇ unit” or “ ⁇ module” may be implemented in the form of an application-specific integrated circuit (ASIC).
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • a program executed by an electronic device described throughout this specification may be implemented with hardware components, software components, and/or a combination of hardware components and software components.
  • a program can be executed by any system that can execute computer-readable instructions.
  • Software may include a computer program, code, instructions, or a combination of one or more of these, which may configure a processing unit to operate as desired, or may be processed independently or collectively. You can command the device.
  • Software may be implemented as a computer program including instructions stored on computer-readable storage media.
  • Computer-readable storage media include, for example, magnetic storage media (e.g., read-only memory (ROM), random-access memory (RAM), floppy disk, or hard disk) and optical readable media (e.g., CD-ROM). (CD-ROM), or DVD (digital versatile disc).
  • the computer-readable storage medium is distributed across networked computer systems, so that computer-readable code can be stored and executed in a distributed manner.
  • Computer programs may be distributed (e.g., downloaded or uploaded) online, through an application store (e.g., Play StoreTM) or directly between two user devices (e.g., smart phones).
  • an application store e.g., Play StoreTM
  • two user devices e.g., smart phones
  • at least a portion of the computer program product may be at least temporarily stored or temporarily created in a machine-readable storage medium, such as the memory of a manufacturer's server, an application store's server, or a relay server.
  • each component (e.g., module or program) of the above-described components may include a single or plural entity, and some of the plurality of entities may be separately placed in other components. there is.
  • one or more of the components or operations described above may be omitted, or one or more other components or operations may be added.
  • multiple components eg, modules or programs
  • 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 of the plurality of components prior to the integration. .
  • operations performed by a module, program, or other component may be executed sequentially, in parallel, iteratively, or heuristically, or one or more of the operations may be executed in a different order, or omitted. Alternatively, one or more other operations may be added.

Landscapes

  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

본 명세서의 일 실시예에 따른, 배터리를 포함하는 전자 장치에 있어서, 상기 배터리는 배터리 적층체, 및 상기 배터리 적층체를 수용하는 배터리 수용체를 포함하고, 상기 배터리 적층체는, 복수의 전극층들 및 상기 복수의 전극층들 사이에 배치되는 복수의 분리층들을 포함하고, 상기 복수의 전극층들은, 복수의 외부 전극층들, 상기 복수의 외부 전극층들 사이에 배치되는 복수의 내부 전극층들을 포함하고, 상기 복수의 외부 전극층들 각각의 내면에는 활물질이 배치되고, 상기 복수의 외부 전극층들 각각의 외면에는 가압패턴이 배치되고, 상기 배터리 수용체는, 상기 가압패턴과 물리적으로 접촉하며 상기 배터리 적층체에 대해 계속적으로 높이 방향의 힘을 인가하도록, 상기 배터리 적층체를 수용한다.

Description

배터리 및 이를 포함하는 전자 장치
본 명세서의 다양한 실시예들은 배터리 및 이를 포함하는 전자 장치에 관한 것이다.
전자 장치에 구비되는 배터리는 양극층과 음극층이 교번적으로 적층되는 스택 구조로 형성될 수 있다. 스택 구조를 구성하는 배터리는 양극층과 음극층, 그리고 양극층과 음극층을 분리시키는 중간층으로 구성될 수 있다. 양극층과 음극층에는 각각의 극성에 대응되는 활물질이 도포될 수 있다. 양극층의 금속 기재상에는 경우에는 양극 활물질이 도포되고, 음극층의 금속 기재 상에는 음극 활물질이 도포될 수 있다. 활물질은 층 구조물들(예: 양극층, 음극층, 및 중간층) 간의 결착력을 유지시키기 위하여, 금속 기재 상에, 실질적으로 균일한 두께로 도포될 필요가 있다.
본 명세서의 일 실시예에 따른, 배터리를 포함하는 전자 장치는, 상기 배터리는 배터리 적층체, 및 상기 배터리 적층체를 수용하는 배터리 수용체를 포함하고, 상기 배터리 적층체는, 복수의 전극층들 및 상기 복수의 전극층들 사이에 배치되는 복수의 분리층들을 포함하고, 상기 복수의 전극층들은, 복수의 외부 전극층들, 상기 복수의 외부 전극층들 사이에 배치되는 복수의 내부 전극층들을 포함하고, 상기 복수의 외부 전극층들 각각의 내면에는 활물질이 배치되고, 상기 복수의 외부 전극층들 각각의 외면에는 가압패턴이 배치되고, 상기 배터리 수용체는, 상기 가압패턴과 물리적으로 접촉하며 상기 배터리 적층체에 대해 계속적으로 높이 방향의 힘을 인가하도록, 상기 배터리 적층체를 수용할 수 있다.
본 명세서의 일 실시예에 따른, 배터리는 배터리 적층체, 및 상기 배터리 적층체를 수용하는 배터리 수용체를 포함하고, 상기 배터리 적층체는, 복수의 전극층들 및 상기 복수의 전극층들 사이에 배치되는 복수의 분리층들을 포함하고, 상기 복수의 전극층들은, 복수의 외부 전극층들, 상기 복수의 외부 전극층들 사이에 배치되는 복수의 내부 전극층들을 포함하고, 상기 복수의 외부 전극층들 각각의 내면에는 활물질이 배치되고, 상기 복수의 외부 전극층들 각각의 외면에는 가압패턴이 배치되고, 상기 배터리 수용체는, 상기 가압패턴과 물리적으로 접촉하며 상기 배터리 적층체에 대해 계속적으로 높이 방향의 힘을 인가하도록, 상기 배터리 적층체를 수용할 수 있다.
본 명세서의 예시적 실시예들에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 아니하며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 이하의 기재로부터 본 명세서의 예시적 실시예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 도출되고 이해될 수 있다. 즉, 본 명세서의 예시적 실시예들을 실시함에 따른 의도하지 아니한 효과들 역시 본 명세서의 예시적 실시예들로부터 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 도출될 수 있다.
도 1은 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 배터리 적층체를 도시한다.
도 3은 일 실시예에 따른 도 2에 도시된 배터리 적층체를 파우치로 둘러싼 배터리를 도시한다.
도 4 및 도 5는 타발 공정 이전의 외부 전극층을 나타내는 도면이다.
도 6은 타발 공정에 의해 제조되는 외부 전극층의 양 면을 나타내는 도면이다.
도 7a 및 도 7b는 외부 전극층을 포함하는 배터리의 사시도다.
도 8은 도 7a 및 도 7b의 A-A' 에 대한 단면도이다.
이하의 설명에서 첨부된 도면들이 참조되며, 실시될 수 있는 특정 예들이 도면들 내에서 예시로서 도시된다. 또한, 다양한 예들의 범주를 벗어나지 않으면서 다른 예들이 이용될 수 있고 구조적 변경이 행해질 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 명세서의 실시예에 대하여 본 명세서가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 명세서는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면의 설명과 관련하여, 동일하거나 유사한 구성요소에 대해서는 동일하거나 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 또한, 도면 및 관련된 설명에서는, 잘 알려진 기능 및 구성에 대한 설명이 명확성과 간결성을 위해 생략될 수 있다.
도 1은 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제 1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108) 중 적어도 하나 와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 모듈(150), 음향 출력 모듈(155), 디스플레이 모듈(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 연결 단자(178), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(188), 배터리(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196), 또는 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 연결 단자(178))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들(예: 센서 모듈(176), 카메라 모듈(180), 또는 안테나 모듈(197))은 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(160))로 통합될 수 있다.
프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 실행하여 프로세서(120)에 연결된 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(132)에 저장하고, 휘발성 메모리(132)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서) 또는 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치, 신경망 처리 장치(NPU: neural processing unit), 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)가 메인 프로세서(121) 및 보조 프로세서(123)를 포함하는 경우, 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
보조 프로세서(123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(121)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(121)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)와 함께, 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부로서 구현될 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 신경망 처리 장치)는 인공지능 모델의 처리에 특화된 하드웨어 구조를 포함할 수 있다. 인공지능 모델은 기계 학습을 통해 생성될 수 있다. 이러한 학습은, 예를 들어, 인공지능 모델이 수행되는 전자 장치(101) 자체에서 수행될 수 있고, 별도의 서버(예: 서버(108))를 통해 수행될 수도 있다. 학습 알고리즘은, 예를 들어, 지도형 학습(supervised learning), 비지도형 학습(unsupervised learning), 준지도형 학습(semi-supervised learning) 또는 강화 학습(reinforcement learning)을 포함할 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은, 복수의 인공 신경망 레이어들을 포함할 수 있다. 인공 신경망은 심층 신경망(DNN: deep neural network), CNN(convolutional neural network), RNN(recurrent neural network), RBM(restricted boltzmann machine), DBN(deep belief network), BRDNN(bidirectional recurrent deep neural network), 심층 Q-네트워크(deep Q-networks) 또는 상기 중 둘 이상의 조합 중 하나일 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은 하드웨어 구조 이외에, 추가적으로 또는 대체적으로, 소프트웨어 구조를 포함할 수 있다.
메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서 모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다.
프로그램(140)은 메모리(130)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(142), 미들 웨어(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.
입력 모듈(150)은, 전자 장치(101)의 구성요소(예: 프로세서(120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 모듈(150)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 키(예: 버튼), 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.
음향 출력 모듈(155)은 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(155)은, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있다. 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
디스플레이 모듈(160)은 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 디스플레이 모듈(160)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(160)은 터치를 감지하도록 설정된 터치 센서, 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 압력 센서를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 모듈(150)을 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 모듈(155), 또는 전자 장치(101)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))(예: 스피커 또는 헤드폰)를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(176)은 전자 장치(101)의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일실시예에 따르면, 센서 모듈(176)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.
인터페이스(177)는 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 인터페이스(177)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(178)는, 그를 통해서 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 연결 단자(178)는, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(179)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일실시예에 따르면, 햅틱 모듈(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(188)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소에 전력을 공급할 수 있다. 일실시예에 따르면, 배터리(189)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108)) 간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(190)은 프로세서(120)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 통신 모듈(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제 1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi(wireless fidelity) direct 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(199)(예: 레거시 셀룰러 네트워크, 5G 네트워크, 차세대 통신 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부의 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성요소(예: 단일 칩)로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 확인 또는 인증할 수 있다.
무선 통신 모듈(192)은 4G 네트워크 이후의 5G 네트워크 및 차세대 통신 기술, 예를 들어, NR 접속 기술(new radio access technology)을 지원할 수 있다. NR 접속 기술은 고용량 데이터의 고속 전송(eMBB(enhanced mobile broadband)), 단말 전력 최소화와 다수 단말의 접속(mMTC(massive machine type communications)), 또는 고신뢰도와 저지연(URLLC(ultra-reliable and low-latency communications))을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은, 예를 들어, 높은 데이터 전송률 달성을 위해, 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 고주파 대역에서의 성능 확보를 위한 다양한 기술들, 예를 들어, 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO(multiple-input and multiple-output)), 전차원 다중입출력(FD-MIMO: full dimensional MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 또는 대규모 안테나(large scale antenna)와 같은 기술들을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 전자 장치(101), 외부 전자 장치(예: 전자 장치(104)) 또는 네트워크 시스템(예: 제 2 네트워크(199))에 규정되는 다양한 요구사항을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(192)은 eMBB 실현을 위한 Peak data rate(예: 20Gbps 이상), mMTC 실현을 위한 손실 Coverage(예: 164dB 이하), 또는 URLLC 실현을 위한 U-plane latency(예: 다운링크(DL) 및 업링크(UL) 각각 0.5ms 이하, 또는 라운드 트립 1ms 이하)를 지원할 수 있다.
안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부의 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 안테나를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(190)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(190)과 외부의 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))이 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 mmWave 안테나 모듈을 형성할 수 있다. 일실시예에 따르면, mmWave 안테나 모듈은 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판의 제 1 면(예: 아래 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 지정된 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있는 RFIC, 및 상기 인쇄 회로 기판의 제 2 면(예: 윗 면 또는 측 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 상기 지정된 고주파 대역의 신호를 송신 또는 수신할 수 있는 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다.
상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))을 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제 2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 외부의 전자 장치(102, 또는 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부의 전자 장치들(102, 104, 또는 108) 중 하나 이상의 외부의 전자 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부의 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부의 전자 장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 모바일 에지 컴퓨팅(MEC: mobile edge computing), 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다. 전자 장치(101)는, 예를 들어, 분산 컴퓨팅 또는 모바일 에지 컴퓨팅을 이용하여 초저지연 서비스를 제공할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 외부의 전자 장치(104)는 IoT(internet of things) 기기를 포함할 수 있다. 서버(108)는 기계 학습 및/또는 신경망을 이용한 지능형 서버일 수 있다. 일실시예에 따르면, 외부의 전자 장치(104) 또는 서버(108)는 제 2 네트워크(199) 내에 포함될 수 있다. 전자 장치(101)는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스(예: 스마트 홈, 스마트 시티, 스마트 카, 또는 헬스 케어)에 적용될 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 배터리 적층체를 도시한다.
구체적으로, 도 2는 본 명세서의 다양한 실시예에 따른 배터리의 적어도 일부를 구성하는 배터리 적층체를 예시적으로 도시한 것이다. 도 2를 참조하면, 배터리 적층체(200)는 양극(미도시), 음극(미도시), 분리층(220), 양극 탭(231)(예: 제1 양극 탭(231-1), 제2 양극 탭(231-2)), 음극 탭(232)(예: 제1 음극 탭(232-1), 제2 음극 탭(232-2))을 포함할 수 있다. 상기 양극은 양극 기판 및 상기 양극 기판의 적어도 일 면에 도포된 양극 활물질을 포함할 수 있다. 상기 음극은 음극 기판 및 상기 음극 기판의 적어도 일 면에 도포된 음극 활물질을 포함할 수 있다. 배터리 적층체(200)에 포함되는 구성요소들은 도 2에 도시된 구성요소들에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 배터리 적층체(200)는 상기 양극 기판 및 상기 음극 기판에 도포된 바인더 또는 도전재를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 양극 기판은 알루미늄(aluminum), 스테인리스강(stainless steel), 티탄(titanium), 구리(copper), 은(silver), 또는 이들로부터 선택된 물질의 조합인 금속으로 형성될 수 있다. 양극 활물질은 양극 기판의 표면에 도포될 수 있다. 예를 들어, 양극 활물질은 양극 기판의 일 면에 또는 양 면에 도포될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 양극 활물질은 리튬 이온을 가역적으로 흡장 및 방출할 수 있는 물질로 형성될 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) 및 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) 및 산화 바나듐(vanadium oxides)으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 양극 기판의 표면은 양극 활물질 외에 바인더(미도시) 및 도전재(carbon additive)(미도시)가 더 도포될 수 있다. 도전재는 전극에서 활물질 입자 간 또는 금속 집전체와의 전도도를 향상시키고 바인더가 부도체로 작용하는 것을 방지하기 위해 소량 첨가하는 미세 분말 탄소를 의미할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 바인더는 폴리비닐리덴플루오라이드(polyvinylidene fluoride), 비닐리덴 플루오라이드/헥사플루오로프로필렌코폴리머(vinylidene fluoride/hexafluoropropylene copolymer), 비닐리덴플루오라이드/테트라플루로에틸린 코폴리머(vinylidene fluoride/tetrafluoroethylene copolymer)와 같은 폴리비닐리덴플루오라이드계 바인더(polyvinylidene fluoride-containing binders), 나트륨-카르복시메틸셀룰로오스(sodium-carboxymethyl cellulose), 리튬-카르복시메틸셀룰로오스(lithium-carboxymethyl cellulose)와 같은 카르복시메틸셀룰로오스계 바인더(carboxymethyl cellulose-containing binders), 폴리아크릴산(polyacrylic acid), 리튬-폴리아크릴산(lithium-polyacrylic acid), 아크릴(acrylic), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethyl methacrylate), 폴리부틸아크릴레이트(polybutylacrylate))와 같은 아크릴레이트계 바인더(acrylate-containing binders), 폴리아미드이미드(polyimide-imides), 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene), 리에틸렌옥사이드(polyethylene oxide), 폴리피롤(polypyrrole), 리튬-나피온(lithium-Nafion) 및 스티렌 부타디엔 고무계 폴리머(styrene butadiene rubber-containing polymers)로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 도전재는 카본블랙(carbon black), 탄소섬유(carbon fiber) 및 흑연(graphite)과 같은 탄소계 도전재(carboncontaining conducting agents), 금속섬유(metal powder)와 같은 도전성 섬유(conductive fiber), 불화카본 분말(carbon fluoride powder), 알루미늄 분말(zinc oxides) 및 니켈 분말과 같은 금속 분말(metal powder), 산화아연(zinc oxides) 및 티탄산칼륨(potassium titanate)과 같은 도전성 휘스커(conductive whisker), 산화티탄(titanium oxides)과 같은 도전성 금속 산화물(conductive metal oxides) 및 폴리페닐렌 유도체(polyphenylene derivatives)와 같은 전도성 고분자(conductive polymers)로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 음극 기판은 구리, 스테인리스강, 니켈(nickel), 알루미늄, 및 티탄으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 금속으로 형성될 수 있다. 음극 활물질은 음극 기판의 표면에 도포될 수 있다. 예를 들어, 음극 활물질은 음극 기판의 일 면 또는 양 면에 도포될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 음극 활물질은 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)로 형성될 수 있다. 예를 들어, 음극 활물질은 금속(metals), 탄소계 재료(carbon-containing materials), 금속산화물(metal oxides) 및 리튬금속질화물(lithium metal nitrides)로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 금속은 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) 및 인듐(indium)으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 탄소계 재료는 흑연(graphite), 흑연 탄소섬유(graphite carbon fiber), 코크스(coke), 메소카본 마이크로비즈(MCMBS)(mesocarbon microbeads), 폴리아센(polyacene), 피치계 탄소섬유(pitch-derived carbon fiber) 및 난흑연화성 탄소(hard carbon)로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 금속산화물은 리튬티탄산화물(lithium titanium oxides), 산화티탄(titanium oxides), 산화몰리브덴(molybdenum oxides), 산화니오븀(niobium oxides), 산화철(iron oxides), 산화텅스텐(tungsten oxides), 산화 주석(tin oxides), 비정질 주석복합산화물(amorphous tin oxide composites), 실리콘 모노옥사이드(silicon monoxide), 산화코발트(cobalt oxides) 및 산화니켈(nickel oxides)로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 음극 기판의 표면은 음극 활물질 외에 바인더 및 도전재가 더 도포될 수 있다. 바인더 및 도전재는 양극 기판에 도포된 바인더 및 도전재와 동일 또는 유사한 것일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 분리층(220)은 양극 기판과 음극 기판 사이에 배치될 수 있고, 상기 양극 기판과 상기 음극 기판을 서로 절연시킬 수 있다. 예를 들어, 분리층(220)은 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene)막과 같은 다공성 고분자막으로 형성될 수 있다.
이로 제한되는 것은 아니나, 양극 기판 또는 음극 기판은 가요성 기판으로 구성될 수도 있다. 이 경우 양극 기판 또는 음극 기판은 가요성 물질을 적어도 일부로서 함유할 수 있으며, 가요성의 양극 기판 또는 음극 기판을 구비하고 있는 배터리 적층체는 적어도 일부의 영역에서 벤딩될 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 도 2에 도시된 배터리 적층체를 파우치로 둘러싼 배터리를 도시한다.
도 3을 참조하면, 배터리(201)는 배터리 적층체(예: 도 2의 배터리 적층체(200)) 및 배터리 수용체(230)를 포함할 수 있다. 배터리 적층체(200)는 배터리 수용체(230)에 수용되어 배터리(201)를 형성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 양극 탭(예: 제1 양극 탭(231-1), 제2 양극 탭(231-2))과 음극 탭(예: 제1 음극 탭(232-1), 제2 음극 탭(232-2))의 일부는 배터리 수용체(230)의 외부에 노출될 수 있다.
도 4 및 도 5는 타발 공정 이전의 외부 전극층을 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 명세서의 타발 공정 이전의 외부 전극층은, '출발 외부 전극층', 또는 '준비 외부 전극층'으로 언급될 수 있다. 도 6을 참조하여 후술할 것이나, 출발 외부 전극층의 적어도 일부가 타발됨으로써, 본 명세서의 다양한 실시예에 적용되는 외부 전극층(POLo)이 분리될 수 있다. 설명의 편의를 위하여, 도 4 및 도 5에서, 타발 공정 이전의 외부 전극층 또한 외부 전극층으로 언급하여 설명한다.
외부 전극층(POLo)은, 금속 기판(SB), 활물질(AM) 및 가압패턴(PTN)을 포함할 수 있다. 활물질(AM)은 금속 기판(SB)의 일면에 배치될 수 있고, 가압패턴(PTN)은 금속 기판(SB)의 타면에 배치될 수 있다. 이후 타발 공정에 의해 외부 전극층(POLo)이 분리될 수 있으며, 외부 전극층은 가압패턴(PTN)이 형성된 타면이 배터리 적층체의 외부 방향을 향하게 배치될 수 있다. 이하 명세서에서 외부 전극층(POLo)의 내면은 배터리 적층체의 내부 전극층과 접촉하는 면을 의미하고, 외부 전극층(POLo)의 외면은 배터리 수용체(도 3의 배터리 수용체(230))를 향하는 면을 의미한다. 활물질(AM)은 도 2를 참조하여 전술한, 양극 활물질 또는 음극 활물질 중 어느 하나일 수 있다. 금속 기판(SB)은 양극 기판, 또는 음극 기판 중 어느 하나일 수 있다. 가압패턴(PTN)은 절연 물질일 수 있다.
외부 전극층(POLo)의 내면에는 활물질(AM)이 적어도 부분적으로 배치될 수 있다. 내면에서, 활물질(AM)은 소정의 간격으로 반복적으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 활물질(AM)은 제1-2 길이(w12)를 사이에 두고 제1-1 길이(w11)의 폭을 가지며 반복적으로 배치될 수 있다. 또한, 활물질(AM)은 제1-1 길이(w11)의 폭을 가지며, 수평 방향을 따라 연장되게 형성될 수 있다.
외부 전극층(POLo)의 외면에는 가압패턴(PTN)이 적어도 부분적으로 배치될 수 있다. 외면에서, 가압패턴(PTN)은 소정의 간격으로 반복적으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 가압패턴(PTN)은 제2-1 길이(w21)를 사이에 두고, 제2-2 길이(w22)의 폭을 가지며 반복적으로 배치될 수 있다. 또한, 가압패턴(PTN)은 제2-2 길이(w22)의 폭을 가지며, 수평 방향을 따라 연장되게 형성될 수 있다. 가압패턴(PTN)은 활물질(AM)과 실질적으로 동일한 수평 방향을 따라 연장되게 형성될 수 있다.
활물질(AM)과 가압패턴(PTN)은 부분적으로 중첩되게 형성될 수 있다.
활물질(AM)의 폭을 정의하는 제1-1 길이(w11)는, 가압패턴(PTN) 간의 간격인 제2-1 길이(w21)보다 클 수 있다. 활물질(AM)의 폭에 해당하는 영역은, 수평 방향을 기준으로, 가압패턴(PTN) 간의 간격에 해당하는 영역과 중첩될 수 있다. 가압패턴(PTN) 간 간격에 해당하는 영역은, 수평 방향을 기준으로, 활물질(AM)의 폭에 해당하는 영역에 전체적으로 중첩될 수 있다.
가압패턴(PTN)의 폭을 정의하는 제2-2 길이(w22)는, 활물질(AM) 간의 간격인 제1-2 길이(w12)보다 클 수 있으나, 이로 제한되는 것은 아니며 제2-2 길이(w22)는 제1-2 길이(w12)보다 작게 형성될 수도 있다. 가압패턴(PTN)의 폭에 해당하는 영역은, 수평 방향을 기준으로, 활물질(AM) 간의 간격에 해당하는 영역과 중첩될 수 있다. 활물질(AM) 간 간격에 해당하는 영역은, 수평 방향을 기준으로, 가압패턴(PTN)의 폭에 해당하는 영역에 전체적으로 중첩될 수 있다.
한편, 활물질(AM)의 폭을 정의하는 제1-1 길이(w11)는 활물질(AM) 간 간격을 정의하는 제1-2 길이(w12)보다 클 수 있다. 가압패턴(PTN)의 폭을 정의하는 제2-2 길이(w22)는 가압패턴(PTN) 간 간격을 정의하는 제2-1 길이(w21)보다 작을 수 있다.
도 5를 참조하면, 가압패턴 상에는 외력이 인가될 수 있다. 가압패턴은 금속 기판의 외면에 배치될 수 있다. 가압패턴은 외면에서 가장 먼저 수직으로 인가되는 외력을 받을 수 있다. 가압패턴에 대해 수직 방향의 힘이 가압되면, 가압 패턴은 금속 패턴과 함께 힘의 방향에 따라 활물질 사이로 도입될 수 있다.
도 5는 가압패턴이 전체적으로 활물질 사이에 도입되는 것으로 도시하였으나, 본 명세서의 다양한 실시예가 이러한 도시된 예로 제한되는 것은 아니다. 본 명세서의 다양한 실시예에 따르면, 가압패턴은, 힘의 방향을 따라, 부분적으로 활물질 사이에 도입될 수도 있다.
도 6은 타발 공정에 의해 제조되는 외부 전극층의 양 면을 나타내는 도면이다.
도 6은, 외부 전극층의 내면과 외면 각각의 대응되는 부분으로부터 분리된 외부 전극층의 양 면을 도시한다. 도 6을 참조하면, 출발 외부 전극층은 도 4를 참조하여 전술한 출발 외부 전극층과 실질적으로 동일하며, 중복된 설명은 생략한다.
도 4 및 도 6을 참조하면, 외부 전극층의 내면(S1)은 활물질면(또는 활물질 코팅면)으로, 외부 전극층의 외면(S2)은 가압패턴면(또는 가압패턴 코팅면)으로 구성될 수 있다.
출발 외부 전극층(POLo)으로부터 소정의 형상으로 외부 전극층(POLo)은 분리될 수 있다. 소정의 형상은, 면 형상과 돌출 형상을 포함할 수 있다.
외부 전극층(POLo)의 내면(S1)의 경우, 면 형상에 대응되는 부분에는 활물질(AM)이 배치되고, 돌출 형상에 대응되는 부분은 양극 탭이 될 수 있다.
외부 전극층(POLo)의 외면(S2)의 경우, 면 형상에 대응되는 부분의 일부와 돌출 형상에 대응되는 부분(패턴화부)에는 가압패턴(PTN)이 배치되고, 나머지 부분(비패턴화부)에서는 전극 기판(SB)이 외측으로 노출될 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 외부 전극층을 포함하는 배터리의 사시도들이고, 도 8은 도 7a 및 도 7b의 A-A' 에 대한 단면도이다.
도 7a, 도 7b 및 도 8에 도시된 배터리는 도 4 내지 도 6을 참조하여 설명된 외부 전극층을 구비하는 배터리 적층체(예: 도 2의 배터리 적층체(200))를 포함한다. 외부 전극층은 도 4 내지 도 6을 참조하여 전술한 것과 실질적으로 동일하므로, 중복된 설명은 생략한다. 한편, 도 7a, 도 7b 및 도 8은 제1 내지 제3 방향(DR1 내지 DR3)을 기준으로 설명할 수 있다. 제1 방향(DR1), 제2 방향(DR2)은 각각, 도 4 내지 도 6에서 언급된 수평 방향, 수직 방향일 수 있다. 제3 방향(DR3)은, 설명의 편의를 위해, 높이 방향으로 이해될 수 있다.
도 7a 및 도 7b를 참조하면, 본 명세서의 일 실시예에서, 배터리(301, 401)는 배터리 적층체와 배터리 수용체(330a, 330b, 430a, 430b)를 포함할 수 있다. 배터리 적층체는 복수의 전극층들 및 전극층들 사이에 배치된 분리층(INL)들을 포함할 수 있다. 복수의 전극층들은, 극성에 따라, 양극층과 음극층으로 구분될 수 있다. 또한, 복수의 전극층들은, 배치 위치에 따라, 외부 전극층(POLo)과 내부 전극층(POLi)으로 구분될 수 있다.
일 실시예에서, 배터리 적층체는, 복수의 외부 전극층(POLo)들, 및 외부 전극층(POLo)들 사이에 배열되는 복수의 내부 전극층(POLi)들 및 분리층(INL)들을 포함할 수 있다.
외부 전극층(POLo)은 외부 금속 기판(SB2), 외부 금속 기판(SB2)의 내면에 배치된 활물질, 외부에 배치된 가압패턴(PTN, PTN1, PTN2)을 포함할 수 있다. 외부 금속 기판(SB2)은 양극 기판 또는 음극 기판 중 어느 하나일 수 있다. 외부 금속 기판(SB2)이 양극 기판인 경우에 배치되는 활물질은 양극 활물질이다. 외부 금속 기판(SB2)이 음극 기판인 경우에 배치되는 활물질은 음극 활물질이다. 양극 기판을 구비한 외부 전극층(POLo)은 음극층인 내부 전극층(POLi)과 인접하게 배치되고, 음극 기판을 구비한 외부 전극층(POLo)은 양극층인 내부 전극층(POLi)과 인접하게 배치될 수 있다.
가압패턴(PTN, PTN1, PTN2)은 외부 전극층(POLo)의 적어도 일부로서, 도 8을 참조하여 후술하는 패턴화 영역(PA)에 걸쳐 배치될 수 있다. 도 7a를 참조하면, 가압패턴(PTN)은 양극 탭, 또는 음극 탭이 형성되는 돌출부에 배치될 수 있다. 도 7b를 참조하면, 가압패턴(PTN1, PTN2)은 양극 탭, 또는 음극 탭이 형성되는 돌출부, 및 돌출부와 반대 방향의 평탄부 중 적어도 하나에 형성될 수도 있다.
한편, 외부 전극층(POLo)의 활물질은 내부 금속 기판(SB1)보다, 제2 방향(DR2)을 기준으로, 더 짧은 길이로 배치될 수 있다.
외부 전극층(POLo)의 내면과 외면에는 상이한 재료가 배치될 수 있다. 외부 전극층(POLo)의 내면에는 활물질이 배치되고, 외부 전극층(POLo)의 외면에는 가압패턴(PTN, PTN1, PTN2)이 배치될 수 있다.
내부 전극층(POLi)은 내부 금속 기판(SB1), 내외면에 배치된 활물질을 포함할 수 있다. 내부 전극층(POLi)은 양극층 또는 음극층일 수 있다. 음극층은 음극 기판, 음극 기판의 내면과 외면에 배치된 음극 활물질을 포함할 수 있다. 내부 전극층(POLi)의 내면과 외면에는 실질적으로 동일한 활물질이 배치될 수 있다. 예를 들어, 양극층은 양극 기판, 양극 기판의 내면과 외면에 배치된 양극 활물질을 포함할 수 있다. 활물질은 금속 기판보다, 제2 방향(DR2)을 기준으로, 더 짧은 길이로 배치될 수 있다. 한편, 내부 전극층(POLi)에 포함되는, 양극층들, 및 음극층들은 제3 방향(DR3)을 따라 교번적으로 배열되고, 양극층과 이웃하게 배치되는 복수의 외부 전극층(POLo) 중 하나에는 음극 활물질이 배치되고, 음극층과 이웃하게 배치되는 복수의 외부 전극층(POLo) 중 하나에는 양극 활물질이 배치될 수 있다.
분리층(INL)들은 전극층들 사이에 배치되어, 서로 다른 극성의 활물질이 접촉하지 않도록 물리적으로 분리시킬 수 있다. 분리층(INL)들은 내부 전극층(POLi), 및 외부 전극층(POLo)보다 더 큰 면적을 갖도록 형성될 수 있다.
배터리 적층체는 배터리 수용체(330a, 330b, 430a, 440b) 내부에 수용될 수 있다. 배터리 수용체(330a, 330b, 430a, 440b)는 상부 수용체(330a, 430a), 하부 수용체(330b, 430b)를 포함할 수 있다. 상부 수용체(330a, 430a)는 배터리 적층체의 상측(예: DR3(Z) 방향)에 배치되고, 하부 수용체(330b, 430b)는 배터리 적층체의 하측(예: -DR3(-Z) 방향)에 배치될 수 있다. 상부 수용체(330a, 430a)와 하부 수용체(330b, 430b)는 제3 방향(DR3)을 따라 배터리 적층체를 둘러쌀 수 있다.
상부 수용체(330a, 430a)와 하부 수용체(330b, 430b)가 연결되며, 상부 수용체(330a, 430a)와 하부 수용체(330b, 430b)는 제3 방향(DR3)으로 가압패턴(PTN, PTN1, PTN2)에 힘을 가할 수 있다. 예를 들어, 배터리 수용체(330a, 330b, 430a, 430b)는, 가압패턴(PTN, PTN1, PTN2)과 물리적으로 접촉하며 배터리 적층체에 대해 계속적으로 내면 방향의 힘을 인가하도록, 배터리 적층체를 수용할 수 있다.
도 7a, 도 7b 및 도 8을 참조하면, 배터리 적층체는 패턴화 영역(PA), 비패턴화 영역(NPA)으로 구분/구획될 수 있다. 이하에서는, 설명의 편의를 위해 A-A' 로 절개된 가압패턴(PTN)에 대한 단면을 기준으로 설명하며, 도 7b에 도시된 가압패턴(PTN1, PTN2)에 대한 단면에서도 실질적으로 동일한 패턴화 영역 및 비패턴화 영역이 구성될 수 있다.
배터리 적층체는 내부 전극층(POLi), 외부 전극층(POLo)을 포함할 수 있다. 외부 전극층(POLo)들 사이에는 교번적으로 배치된 내부 양극층들과 내부 음극층들이 배치될 수 있다. 외부 전극층(POLo)과 배터리 수용체 사이에는 가압패턴(PTN)이 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 가압패턴(PTN)은, 패턴화 영역(PA)에 걸쳐, 외부 전극층(POLo)의 외면에 배치되고, 활물질(AMa, AMb)은, 비패턴화 영역(NPA) 및 비패턴화 영역(NPA)으로부터 시작하여 패턴화 영역(PA)의 적어도 일부까지를 포함하는 영역에 걸쳐 배치될 수 있다. 여기서, 이로 제한되는 것은 아니지만, 내부 전극층(POLi)은, 내부 금속 기판(SB1a, SB1b), 및 내부 금속 기판(SB1a, SB1b)의 양 면에 형성되는 활물질(AMa, AMb)을 포함하며, 각 내부 금속 기판의 양면에 형성된 활물질(AMa, AMb)은 동일한 극성을 가질 수도 있다.
패턴화 영역(PA)을 기준으로, 외부 전극층(POLo)은 가압패턴(PTN)을 포함할 수 있다. 가압패턴(PTN)은 패턴화 영역(PA)에 걸쳐, 외부 전극층(POLo)의 외면에, 형성될 수 있다. 비패턴화 영역(NPA)을 기준으로 외부 전극층(POLo)에는 가압패턴(PTN)이 형성되지 않고, 외부 전극층(POLo)의 외측으로는 외부 금속 기판(SB2)이 노출될 수 있다.
이때, 외부 전극층(POLo)의 외면 상에 배치되는 가압패턴(PTN, PTN1, PTN2)의 면적은, 외부 전극층(POLo)의 내면 상에 노출되는 외부 금속 기판(SB1)의 면적보다 크게 형성될 수 있다. 또한, 외부 전극층(POLo)의 외면 상에 노출되는 외부 금속 기판(SB2)의 면적은, 외부 전극층(POLo)의 내면 상에 배치된 활물질의 면적보다 작게 형성될 수 있다.
패턴화 영역(PA)을 기준으로, 내부 전극층(POLi)들 간에는 이격 단차가 형성될 수 있다. 내부 전극층(POLi)들 사이에는 분리층(INL)이 배치될 수 있다. 외부 전극층(POLo)과 내부 전극층(POLi) 사이에도 분리층(INL)이 배치될 수 있다. 또한, 내부 전극층(POLi)의 양 면에 배치되는 활물질은, 내부 전극층(POLi) 전체에 걸쳐 형성되지 않으므로, 제2 방향(DR2)을 기준으로 내부 전극층(POLi)의 양 면에 배치되는 활물질은, 내부 전극층(POLi)의 금속 기판(예: 제1 내부 금속 기판(SB1a) 또는 제2 내부 금속 기판(SB1b)) 보다 짧은 길이로 배치될 수 있다.
이에 따라, 제1 내부 금속 기판(SB1a)과 분리층(INL) 사이에는 이격 단차가 형성될 수 있다. 또한, 제2 내부 금속 기판(SB1b)과 분리층(INL) 사이에도 이격 단차가 형성될 수 있다. 또한, 제1 내부 금속 기판(SB1a)의 양 면에 배치되는 활물질(예를 들어, 음극 활물질(AMb))은 패턴화 영역(PA)에서의 활물질 퍼짐으로 인해, 가장자리를 향할수록 두께가 얇아질 수 있다. 제2 내부 금속 기판(SB1b)의 양 면에 배치되는 활물질(예를 들어, 양극 활물질(AMa))도 패턴화 영역(PA)에서의 활물질 퍼짐으로 인해, 가장자리를 향할수록 두께가 얇아질 수 있다. 또한, 외부 금속 기판(SB2)의 내면에 배치되는 활물질(예를 들어, 양극 활물질(AMa))도 패턴화 영역(PA)에서 활물질 퍼짐으로 인해, 가장자리를 향할수록 두께가 얇아질 수 있다.
전술한 바와 같은, 일 실시예에 따르면, 외부 금속 기판(SB2)과 이웃한 복수의 분리층(INL) 중 하나 사이에는 제1 이격 단차가 형성되고, 내부 금속 기판(SB1a, SB1b)과 이웃한 복수의 분리층(INL) 중 하나 사이에는 제2 이격 단차가 형성될 수 있다. 제1 이격 단차 또는 제2 이격 단차는, 배터리 수용체(330a, 330b, 430a, 430b)에 의해 인가되는 내면 방향의 힘에 의해, 적어도 부분적으로 감소될 수 있다.
한편, 비패턴화 영역(NPA)을 기준으로, 외부 금속 기판(SB2)과 이웃한 복수의 분리층(INL) 중 하나 사이에는 제1 두께의 활물질이 배치되고, 내부 금속 기판(SB1a, SB1b)과 이웃한 복수의 분리층(INL) 중 하나 사이에는 제2 두께의 활물질이 배치될 수 있다. 이때, 패턴화 영역(PA)을 기준으로 한 제1 이격 단차는 제1 두께 보다 작은 길이로 형성될 수 있다. 또한, 배터리 수용체(330a, 330b, 430a, 430b)에 의해 힘이 인가됨에 따라 제1 이격 단차는 활물질의 제1 두께보다 작게 형성될 수 있으며, 제2 이격 단차는 활물질의 제2 두께보다 작거나 같게 형성될 수 있다.
상부 수용체(330a, 430a)와 하부 수용체(330b, 430b)의 내측에는 외부 전극층(POLo)이 배치된다. 배터리 수용체(예: 상부 수용체(330a, 430a) 및 하부 수용체(330b, 430b))의 적어도 일부는 가압패턴(PTN)과 와 접촉할 수 있다. 배터리 수용체가 내면 방향(DR3(+Z, -Z))을 따라 결합되며, 배터리 수용체는 외부 전극층(POLo)의 가압패턴(PTN)에 힘을 인가하고, 인가되는 힘의 방향으로 배터리 적층체는 압착될 수 있다. 배터리 적층체에 대해 힘이 인가됨에 따라, 배터리 적층체에 형성된 활물질 퍼짐으로 인한 이격 단차가 보상될 수 있다. 예를 들어, 외부 전극층(POLo)의 활물질(AMa)의 가장자리 영역과 분리층(INL)과 거리 또는 내부 전극층(POLia, POLib)의 활물질과의 거리를 줄일 수 있다. 한편 일 실시예에 따르면 외력에 의한 외부 전극층(POLo) 또는 내부 전극층(POLia, POLib)의 형태 변화가 용이해지도록, 외부 금속 기판(SB1) 또는 내부 금속 기판(SB1a, SB1b) 중 적어도 하나는 가요성 재료를 함유할 수도 있다.
이처럼, 가압패턴(PTN, PTN1, PTN2)이 외면에 형성됨으로써, 외부 전극층(POLo)은 배터리 적층체의 가장자리에서 활물질의 퍼짐 현상으로 인한 단차를 보상할 수 있다. 배터리 적층체의 가장자리에서는 활물질의 재료의 특성상 중심부와 같이 균일하지 않고, 수평 방향으로 퍼지게 코팅되는 활물질 퍼짐 현상이 발생할 수 있다. 활물질 퍼짐이 존재하는 가장자리에서는 활물질의 두께가 균일하지 않으며, 가장자리에서의 결착력에 악영향을 미칠 수 있다. 본 명세서의 다양한 실시예에서는, 가압패턴을 갖는 외면 전극층을 배터리 전극체에 구비하고 있으며, 활물질 퍼짐이 야기되는 구역에 마련된 가압패턴은 퍼짐으로 인한 단차를 가압패턴에 대한 압력을 이용해 보상할 수 있다. 결과적으로, 본 명세서의 다양한 실시예에 따른 배터리의 경우에는, 종래의 배터리와 달리, 가장자리에서의 결착력이 개선된 양상을 가질 수 있다.
나아가, 가압패턴(PTN, PTN1, PTN2)은 배터리 적층체가 배터리 수용부 내에 수용되는 동안에는, 계속적으로 수직 방향의 압력을 받게 되므로, 활물질 퍼짐으로 인해 야기되는 단차는, 배터리 제품의 제조 및 유통 이후에도, 계속적으로 보상받을 수 있게 된다.
또한, 본 명세서의 다양한 실시예들에 따른 장치는 다음과 같이 설명될 수 있다.
도 1 내지 도 8을 참조하면, 본 명세서의 일 양상에 따른, 배터리를 포함하는 전자 장치는, 상기 배터리는 배터리 적층체, 및 상기 배터리 적층체를 수용하는 배터리 수용체(330a, 330b, 430a, 430b)를 포함하고, 상기 배터리 적층체는, 복수의 전극층들 및 상기 전극층들 사이에 배치되는 복수의 분리층(INL)들을 포함하고, 상기 복수의 전극층들은, 복수의 외부 전극층(POLo)들, 상기 외부 전극층(POLo)들 사이에 배치되는 복수의 내부 전극층(POLi)들을 포함하고, 상기 복수의 외부 전극층(POLo)들 각각의 내면에는 활물질(AMa)이 배치되고, 외면에는 가압패턴(PTN, PTN1, PTN2)이 배치되고, 상기 배터리 수용체(330a, 330b, 430a, 430b)는, 상기 가압패턴(PTN, PTN1, PTN2)과 물리적으로 접촉하며 상기 배터리 적층체에 대해 계속적으로 내면 방향의 힘을 인가하도록, 상기 배터리 적층체를 수용할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 배터리 적층체는, 패턴화 영역(PA)과 비패턴화 영역(NPA)으로 구획되고, 상기 가압패턴(PTN, PTN1, PTN2)은, 상기 패턴화 영역(PA)에 걸쳐, 상기 외부 전극층(POLo)의 외면에 배치되고, 상기 활물질(AMa, AMb)은, 상기 비패턴화 영역(NPA) 및 상기 비패턴화 영역(NPA)으로부터 시작하여 상기 패턴화 영역(PA)의 적어도 일부까지를 포함하는 영역에 걸쳐 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 외부 전극층(POLo)은, 외부 금속 기판(SB2)을 포함하고, 상기 내부 전극층(POLi)은, 내부 금속 기판(SB1a, SB1b)을 포함하고, 상기 패턴화 영역(PA)에서, 상기 외부 금속 기판(SB2)과 이웃한 상기 복수의 분리층(INL) 중 하나 사이에는 제1 이격 단차가 형성되고, 상기 내부 금속 기판(SB1a, SB1b)과 이웃한 상기 복수의 분리층(INL) 중 하나 사이에는 제2 이격 단차가 형성되고, 상기 배터리 수용체(330a, 330b, 430a, 430b)에 의해 인가되는 상기 내면 방향의 힘에 의해, 상기 제1 이격 단차는 적어도 부분적으로 감소될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 비패턴화 영역(NPA)에서, 상기 외부 금속 기판(SB2)과 이웃한 상기 복수의 분리층(INL) 중 하나 사이에는 제1 두께의 활물질이 배치되고, 상기 내부 금속 기판(SB1a, SB1b)과 이웃한 상기 복수의 분리층(INL) 중 하나 사이에는 제2 두께의 활물질이 배치되고, 상기 제1 이격 단차는 상기 제1 두께 보다 작은 길이로 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 배터리 수용체(330a, 330b, 430a, 430b)에 의해 상기 힘이 인가됨에 따라, 상기 제1 이격 단차는 상기 활물질의 제1 두께보다 작게 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 배터리 수용체(330)에 의해 상기 힘이 인가됨에 따라, 상기 제2 이격 단차는 상기 활물질의 제2 두께보다 작거나 같게 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 배터리 수용체(330a, 330b, 430a, 430b)는 상부 수용체(330a, 430a), 하부 수용체(330b, 430b)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 상부 수용체(330a)는 상기 하부 수용체(330b)와 상기 내면 방향으로 결합되며, 상기 상부 수용체(330a)와 접촉하는 가압패턴(PTN, PTN1, PTN2), 및 상기 하부 수용체(330b)와 접촉하는 가압패턴(PTN, PTN1, PTN2)은 상기 내면 방향으로 상기 배터리 적층체에 대해 힘을 인가할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 외부 전극층(POLo)을 구성하는 외부 금속 기판(SB1)은, 가요성 재료를 함유할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 가압패턴(PTN, PTN1, PTN2)은 절연 물질을 함유할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 외부 전극층(POLo)의 외면 상에 배치되는 가압패턴(PTN, PTN1, PTN2)의 면적은, 상기 외부 전극층(POLo)의 내면 상에 노출되는 외부 금속 기판(SB1)의 면적보다 크게 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 외부 전극층(POLo)의 외면 상에 노출되는 외부 금속 기판(SB2)의 면적은, 상기 외부 전극층(POLo)의 내면 상에 배치된 활물질의 면적보다 작게 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 내부 전극층(POLi)은, 내부 금속 기판(SB1a, SB1b), 및 상기 내부 금속 기판(SB1a, SB1b)의 양 면에 형성되는 활물질(AMa, AMb)을 포함하며, 활물질(AMa, AMb)은 동일한 극성을 가질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 내부 전극층(POLi)은, 양극층들, 및 음극층들을 포함하고, 양극층과 음극층은 높이 방향을 따라 교번적으로 배열되고, 상기 양극층과 이웃하게 배치되는 상기 복수의 외부 전극층(POLo) 중 하나에는 음극 활물질이 배치되고, 상기 음극층과 이웃하게 배치되는 상기 복수의 외부 전극층(POLo) 중 하나에는 양극 활물질이 배치될 수 있다.
본 명세서의 일 양상에 따른 배터리는, 상기 배터리는 배터리 적층체, 및 상기 배터리 적층체를 수용하는 배터리 수용체(330a, 330b, 430a, 430b)를 포함하고, 상기 배터리 적층체는, 복수의 전극층들 및 상기 전극층들 사이에 배치되는 복수의 분리층(INL)들을 포함하고, 상기 복수의 전극층들은, 복수의 외부 전극층(POLo)들, 상기 외부 전극층(POLo)들 사이에 배치되는 복수의 내부 전극층(POLi)들을 포함하고, 상기 복수의 외부 전극층(POLo)들 각각의 내면에는 활물질이 배치되고, 외면에는 가압패턴(PTN, PTN1, PTN2)이 배치되고, 상기 배터리 수용체(330a, 330b, 430a, 430b)는, 상기 가압패턴(PTN, PTN1, PTN2)과 물리적으로 접촉하며 상기 배터리 적층체에 대해 계속적으로 내면 방향의 힘을 인가하도록, 상기 배터리 적층체를 수용할 수 있다.
본 명세서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 디스플레이 장치, 휴대용 통신 장치(예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 명세서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 명세서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 명세서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들면, 단수로 표현된 구성요소는 문맥상 명백하게 단수만을 의미하지 않는다면 복수의 구성요소를 포함하는 개념으로 이해되어야 한다. 본 명세서에서 사용되는 '및/또는'이라는 용어는, 열거되는 항목들 중 하나 이상의 항목에 의한 임의의 가능한 모든 조합들을 포괄하는 것임이 이해되어야 한다. 본 명세서에서 사용되는 '포함하다,' '가지다,' '구성되다'와 같은 용어는 본 명세서 상에 기재된 특징, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것일 뿐이고, 이러한 용어의 사용에 의해 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하려는 것은 아니다. 본 명세서에서, "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.
본 명세서의 다양한 실시예들에서 사용된 용어 "~부" 또는 "~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. "~부" 또는 "~모듈"은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일 실시예에 따르면, "~부" 또는 "~모듈"은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 명세서의 다양한 실시예들에서 사용된 용어 “~할 경우”는 문맥에 따라 “~할 때”, 또는 “~할 시” 또는 “결정하는 것에 응답하여” 또는 “검출하는 것에 응답하여”를 의미하는 것으로 해석될 수 있다. 유사하게, “~라고 결정되는 경우” 또는 “~이 검출되는 경우”는 문맥에 따라 “결정 시” 또는 “결정하는 것에 응답하여”, 또는 “검출 시” 또는 “검출하는 것에 응답하여”를 의미하는 것으로 해석될 수 있다.
본 명세서를 통해 설명된 전자 장치에 의해 실행되는 프로그램은 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 프로그램은 컴퓨터로 읽을 수 있는 명령어들을 수행할 수 있는 모든 시스템에 의해 수행될 수 있다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령어(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로 (collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어는, 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장 매체(computer-readable storage media)에 저장된 명령어를 포함하는 컴퓨터 프로그램으로 구현될 수 있다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장 매체로는, 예를 들어 마그네틱 저장 매체(예컨대, ROM(read-only memory), RAM(random-access memory), 플로피 디스크, 또는 하드 디스크) 및 광학적 판독 매체(예컨대, 시디롬(CD-ROM), 또는 디브이디(DVD: digital versatile disc))가 있다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템들에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 판독 가능한 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두 개의 사용자 장치들(예: 스마트 폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있으며, 복수의 개체 중 일부는 다른 구성요소에 분리 배치될 수도 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.

Claims (15)

  1. 배터리를 포함하는 전자 장치에 있어서,
    상기 배터리는 배터리 적층체, 및 상기 배터리 적층체를 수용하는 배터리 수용체(330a, 330b, 430a, 430b)를 포함하고,
    상기 배터리 적층체는, 복수의 전극층들 및 상기 복수의 전극층들 사이에 배치되는 복수의 분리층(INL)들을 포함하고,
    상기 복수의 전극층들은, 복수의 외부 전극층(POLo)들, 상기 복수의 외부 전극층(POLo)들 사이에 배치되는 복수의 내부 전극층(POLi)들을 포함하고,
    상기 복수의 외부 전극층(POLo)들 각각의 내면에는 활물질(AMa)이 배치되고, 상기 복수의 외부 전극층(POLo)들 각각의 외면에는 가압패턴(PTN, PTN1, PTN2)이 배치되고,
    상기 배터리 수용체(330a, 330b, 430a, 430b)는, 상기 가압패턴(PTN, PTN1, PTN2)과 물리적으로 접촉하며 상기 배터리 적층체에 대해 계속적으로 내면 방향의 힘을 인가하도록, 상기 배터리 적층체를 수용하는, 전자 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 적층체는, 패턴화 영역(PA)과 비패턴화 영역(NPA)으로 구획되고,
    상기 가압패턴(PTN, PTN1, PTN2)은, 상기 패턴화 영역(PA)에 걸쳐, 상기 복수의 외부 전극층(POLo)들 각각의 외면에 배치되고,
    상기 활물질(AMa, AMb)은, 상기 비패턴화 영역(NPA) 및 상기 비패턴화 영역(NPA)으로부터 시작하여 상기 패턴화 영역(PA)의 적어도 일부까지를 포함하는 영역에 걸쳐 배치되는, 전자 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 외부 전극층(POLo)들 각각은, 외부 금속 기판(SB2)을 포함하고,
    상기 복수의 내부 전극층(POLi)들 각각은, 내부 금속 기판(SB1a, SB1b)을 포함하고,
    상기 패턴화 영역(PA)에서,
    상기 외부 금속 기판(SB2)과 이웃한 상기 복수의 분리층(INL)들 중 하나 사이에는 제1 이격 단차가 형성되고, 상기 내부 금속 기판(SB1a, SB1b)과 이웃한 상기 복수의 분리층(INL)들 중 하나 사이에는 제2 이격 단차가 형성되고,
    상기 배터리 수용체(330a, 330b, 430a, 430b)에 의해 인가되는 상기 내면 방향의 힘에 의해, 상기 제1 이격 단차는 적어도 부분적으로 감소되는, 전자 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 비패턴화 영역(NPA)에서,
    상기 외부 금속 기판(SB2)과 이웃한 상기 복수의 분리층(INL)들 중 하나 사이에는 제1 두께의 활물질이 배치되고, 상기 내부 금속 기판(SB1a, SB1b)과 이웃한 상기 복수의 분리층(INL)들 중 하나 사이에는 제2 두께의 활물질이 배치되고,
    상기 제1 이격 단차는 상기 제1 두께 보다 작은 길이로 형성되는, 전자 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 배터리 수용체(330a, 330b, 430a, 430b)에 의해 상기 힘이 인가됨에 따라, 상기 제1 이격 단차는 상기 활물질의 제1 두께보다 작게 형성되는, 전자 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 배터리 수용체(330)에 의해 상기 힘이 인가됨에 따라, 상기 제2 이격 단차는 상기 활물질의 제2 두께보다 작거나 같게 형성되는, 전자 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 수용체(330a, 330b, 430a, 430b)는 상부 수용체(330a, 430a) 및 하부 수용체(330b, 430b)를 포함하는, 전자 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 상부 수용체(330a, 430a)는 상기 하부 수용체(330b, 430b)와 상기 내면 방향으로 결합되며,
    상기 상부 수용체(330a, 430a)와 접촉하는 가압패턴(PTN, PTN1, PTN2), 및 상기 하부 수용체(330b, 430b)와 접촉하는 가압패턴(PTN, PTN1, PTN2)은 상기 내면 방향으로 상기 배터리 적층체에 대해 힘을 인가하는, 전자 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 외부 전극층(POLo)들 각각을 구성하는 외부 금속 기판(SB1)은, 가요성 재료를 함유하는, 전자 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 가압패턴(PTN, PTN1, PTN2)은 절연 물질을 함유하는, 전자 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 외부 전극층(POLo)들 각각의 외면 상에 배치되는 가압패턴(PTN, PTN1, PTN2)의 면적은, 상기 복수의 외부 전극층(POLo)들 각각의 내면 상에 노출되는 외부 금속 기판(SB1)의 면적보다 크게 형성되는, 전자 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 외부 전극층(POLo)들 각각의 외면 상에 노출되는 외부 금속 기판(SB2)의 면적은, 상기 복수의 외부 전극층(POLo)들 각각의 내면 상에 배치된 활물질의 면적보다 작게 형성되는, 전자 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 내부 전극층(POLi)들 각각은, 내부 금속 기판(SB1a, SB1b), 및 상기 내부 금속 기판(SB1a, SB1b)의 양 면에 형성되는 활물질(AMa, AMb)을 포함하며, 상기 활물질(AMa, AMb)은 동일한 극성을 갖는, 전자 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 내부 전극층(POLi)들 각각은, 양극층들, 및 음극층들을 포함하고,
    양극층과 음극층은 높이 방향을 따라 교번적으로 배열되고,
    상기 양극층과 이웃하게 배치되는 상기 복수의 외부 전극층(POLo)들 중 하나에는 음극 활물질이 배치되고, 상기 음극층과 이웃하게 배치되는 상기 복수의 외부 전극층(POLo)들 중 하나에는 양극 활물질이 배치되는, 전자 장치.
  15. 배터리(189, 201, 301, 401)에 있어서,
    상기 배터리는 배터리 적층체(200), 및 상기 배터리 적층체를 수용하는 배터리 수용체(330a, 330b, 430a, 430b)를 포함하고,
    상기 배터리 적층체는, 복수의 전극층들 및 상기 복수의 전극층들 사이에 배치되는 복수의 분리층(INL)들을 포함하고,
    상기 복수의 전극층들은, 복수의 외부 전극층(POLo)들, 상기 복수의 외부 전극층(POLo)들 사이에 배치되는 복수의 내부 전극층(POLi)들을 포함하고,
    상기 복수의 외부 전극층(POLo)들 각각의 내면에는 활물질이 배치되고, 상기 복수의 외부 전극층(POLo)들 각각의 외면에는 가압패턴(PTN, PTN1, PTN2)이 배치되고,
    상기 배터리 수용체(330a, 330b, 430a, 430b)는, 상기 가압패턴(PTN, PTN1, PTN2)과 물리적으로 접촉하며 상기 배터리 적층체에 대해 계속적으로 내면 방향의 힘을 인가하도록, 상기 배터리 적층체를 수용하는, 배터리.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015146237A (ja) * 2014-02-03 2015-08-13 株式会社豊田自動織機 電池の製造方法
KR20150098445A (ko) * 2014-02-20 2015-08-28 주식회사 엘지화학 절연물질이 코팅되어 있는 전극을 포함하는 전지셀
KR20160014370A (ko) * 2014-07-29 2016-02-11 주식회사 엘지화학 전극 조립체 및 이를 위한 기본 단위체
KR20160060096A (ko) * 2013-10-30 2016-05-27 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 전극 및 전극을 갖는 전지
JP2017084539A (ja) * 2015-10-26 2017-05-18 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電素子及び蓄電素子の製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160060096A (ko) * 2013-10-30 2016-05-27 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 전극 및 전극을 갖는 전지
JP2015146237A (ja) * 2014-02-03 2015-08-13 株式会社豊田自動織機 電池の製造方法
KR20150098445A (ko) * 2014-02-20 2015-08-28 주식회사 엘지화학 절연물질이 코팅되어 있는 전극을 포함하는 전지셀
KR20160014370A (ko) * 2014-07-29 2016-02-11 주식회사 엘지화학 전극 조립체 및 이를 위한 기본 단위체
JP2017084539A (ja) * 2015-10-26 2017-05-18 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電素子及び蓄電素子の製造方法

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