KR20160089296A

KR20160089296A - 팔찌형 보조배터리

Info

Publication number: KR20160089296A
Application number: KR1020160006688A
Authority: KR
Inventors: 노승윤; 최원길; 조현우; 남지현; 장주희; 노형탁; 김종관
Original assignee: 주식회사 아모그린텍
Priority date: 2015-01-19
Filing date: 2016-01-19
Publication date: 2016-07-27
Also published as: KR101795542B1

Abstract

팔찌형 보조배터리가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 팔찌형 보조배터리는 본 발명은 전자기기의 배터리를 충전하기 위한 전원을 제공하는 플렉서블 배터리가 내장되는 밴드부; 상기 플렉서블 배터리와 전자기기를 유선 방식으로 전기적으로 연결하기 위한 접속유닛; 외부로부터 제공되는 전원을 이용하여 상기 플렉서블 배터리를 무선 방식으로 재충전하기 위한 충전유닛; 및 상기 밴드부의 양단부를 연결하는 연결유닛;을 포함한다.

Description

팔찌형 보조배터리{Braceket type assistance battery}

본 발명은 팔찌형 보조배터리에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 평상시에는 신체의 일부에 간편하게 착용하여 팔찌와 같은 악세서리로 사용할 수 있고, 비상시에는 휴대용 전자기기나 웨어러블 디바이스의 메인배터리를 충전할 수 있는 팔찌형 보조배터리에 관한 것이다.

일반적으로 스마트폰 단말기는 멀티미디어 통합기기로서 현대인에게 없어서는 안 되는 필수품이며, 과거의 휴대 단말기와 달리 통화기능 이외에도 인터넷, 애플리케이션, TV, 네비게이션, SNS 등의 다양한 기능을 수행하는 것을 목적으로 하고 있다.

이러한 휴대 단말기는 내장형 배터리 또는 교체 가능한 배터리를 구비하여 상기 배터리로부터 필요로 하는 전원을 공급받게 된다.

그러나, 최근 휴대 단말기는 다양한 기능을 수행함에 따라 요구되는 전력량이 증가하고 있다. 이에 따라, 배터리의 사용시간을 증가시키기 위한 다양한 기술이 개발되고 있는 실정이다.

그 일환으로, 휴대 단말기에 연결하여 메인배터리를 간편하게 충전하기 위한 방법으로 보조 배터리가 판매되고 있다.

그러나 종래의 보조 배터리는 보조 배터리 자체의 무게가 무거울 뿐만 아니라 일정두께 및 소정의 크기를 가진 사각형상 또는 바 형상의 형태를 가지고 있어 주머니에 소지하기 곤란하므로 가방 등과 같이 별도의 수납공간을 갖는 물품에 보관하는 것이 통상적이다.

이에 따라, 사용자가 상기 보조 배터리가 수납된 물품이 놓인 장소와 떨어져 있는 경우 상기 물품이 놓인 장소로 이동해야 하는 번거로움이 존재하였다.

KR 20-0469779 Y1

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 플렉서블 배터리를 밴드부에 내장하여 팔찌형으로 구현함으로써 사용자가 신체의 일부에 착용하여 항상 소지할 수 있어 유사시 곧바로 휴대단말기와 같은 전자기기의 메인배터리를 간편하고 신속하게 충전할 수 있는 팔찌형 보조배터리를 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 전자기기의 배터리를 충전하기 위한 전원을 제공하는 플렉서블 배터리가 내장되는 밴드부; 상기 플렉서블 배터리와 전자기기를 유선 방식으로 전기적으로 연결하기 위한 접속유닛; 외부로부터 제공되는 전원을 이용하여 상기 플렉서블 배터리를 무선 방식으로 재충전하기 위한 충전유닛; 및 상기 밴드부의 양단부를 연결하는 연결유닛;을 포함하는 팔찌형 보조배터리를 제공한다.

또한, 상기 접속유닛은 상기 밴드부의 양단부 중 적어도 어느 하나의 단부로부터 돌출형성되는 접속단자로 구비되어 상기 전자기기와 직접 연결될 수 있다.

또한, 상기 연결유닛은 일측에 상기 접속단자를 수용하기 위한 수용홈이 내측으로 인입형성될 수 있다.

또한, 상기 접속유닛은 상기 밴드부의 양단부로부터 각각 돌출되는 한 쌍의 접속단자를 포함하고, 상기 한 쌍의 접속단자는 서로 다른 종류로 구비될 수 있다.

또한, 상기 접속유닛은 충전케이블의 일단이 연결될 수 있도록 상기 밴드부 및 연결유닛 중 어느 일측에 내측으로 인입되는 USB포트로 형성될 수 있다.

또한, 상기 충전유닛은 외부의 소스로부터 공급되는 무선 전력을 수신하는 무선전력 수신용 안테나 및 상기 무선전력 수신용 안테나를 통하여 수신된 무선전력을 이용하여 상기 플렉서블 배터리의 충전에 필요한 에너지를 생성하는 회로부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 충전유닛은 상기 연결유닛에 내장되거나 상기 밴드부에 내장될 수 있다.

또한, 상기 플렉서블 배터리의 적어도 일면에는 판상의 지지체가 배치될 수 있다.

또한, 상기 연결유닛의 일면에는 소정의 정보를 표시하는 디스플레이부가 구비될 수 있다.

또한, 상기 플렉서블 배터리는, 전극조립체; 및 상기 전극조립체를 전해액과 함께 봉지하는 외장재;를 포함하고, 상기 전극조립체 및 외장재는 밴딩시 길이방향에 대한 수축 및 이완을 위한 패턴이 서로 일치하도록 각각 형성될 수 있다.

또한, 상기 패턴은 길이방향을 따라 복수 개의 산부 및 골부가 교대로 형성되고, 상기 산부 및 골부는 호형단면, 다각단면 및 이들이 상호 조합된 단면을 갖도록 구비될 수 있다.

또한, 상기 패턴은 상기 전극조립체 및 외장재에 전체적으로 형성되거나 부분적으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 전극조립체는 양극, 음극 및 분리막을 포함하고, 상기 분리막은 부직포층과, 상기 부직포층의 일면 또는 양면에 적층된 폴리아크릴로니트릴 나노섬유를 함유한 나노섬유웹층을 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면, 평상시에는 팔찌와 같은 악세서리로의 이용이 가능하고, 비상시에는 밴드부에 내장된 플렉서블 배터리를 통하여 휴대단말기와 같은 전자기기를 간편하고 신속하게 충전할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 팔찌형 보조배터리를 나타낸 도면,
도 2는 도 1에서 밴드부와 연결유닛이 분리된 상태를 나타낸 도면,
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 팔찌형 보조배터리에 적용되는 연결유닛의 내부구성을 개략적으로 나타낸 도면,
도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 따른 팔찌형 보조배터리의 사용상태도로서, 도 4a는 접속단자를 이용하여 전자기기를 충전하는 경우이고, 도 4b는 충전케이블을 이용하여 전자기기를 충전하는 경우이며, 도 4c는 크래들에 거치된 상태에서 무선 방식으로 플렉서블 배터리가 충전되는 상태를 나타낸 도면,
도 5는 본 발명에 따른 팔찌형 보조배터리에 적용되는 밴드부에 지지체가 내장되는 경우를 나타낸 도면,
도 6은 본 발명에 따른 팔찌형 보조배터리에 적용되는 플렉서블 배터리를 나타낸 도면,
도 7은 본 발명에 따른 팔찌형 보조배터리에 적용되는 플렉서블 배터리에서 전극조립체와 외장재에 적용되는 다양한 패턴을 나타낸 예시도로서, 서로 이웃하는 골부 또는 산부들간의 다양한 간격을 나타낸 도면,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 팔찌형 보조배터리에 적용되는 플렉서블 배터리의 세부구성을 나타낸 확대도, 그리고,
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 팔찌형 보조배터리에 적용되는 플렉서블 배터리의 성능을 나타낸 그래프로서, 도 9a는 밴딩 전후 배터리 용량의 변화를 나타낸 그래프이고, 도 9b는 접힌 부분에 순간적인 외력을 가했을 경우 시간에 따른 배터리의 전압변화를 나타낸 그래프이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부가한다.

본 발명에 따른 팔찌형 보조배터리(100)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 밴드부(110), 접속유닛(131,132), 충전유닛(140) 및 연결유닛(120)을 포함한다.

상기 밴드부(110)는 팔찌와 같은 액세서리와 같이 사용자의 신체, 일례로 손목을 감쌀 수 있도록 소정의 폭과 길이를 갖도록 구비된다.

이러한 밴드부(110)는 실리콘이나 가죽, 고무 등과 같은 연질의 재질로 이루어질 수 있으며, 양단부 측이 상기 연결유닛(120)을 매개로 연결되어 사용자의 손목에 착용될 수 있다.

이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 팔찌형 보조배터리(100)는 유사시 충전대상의 배터리를 충전하기 위한 보조배터리로 사용될 수 있도록 상기 충전대상인 전자기기의 메인배터리 측으로 전원을 제공하기 위한 플렉서블 배터리(150)가 상기 밴드부(110)에 내장된다.

이에 따라, 사용자는 상기 밴드부(110)에 내장된 플렉서블 배터리(150)로부터 제공되는 전원을 이용하여 충전대상의 메인배터리를 충전할 수 있음으로써 평상시에는 손목에 착용하여 팔찌와 같은 액세서리로 이용하고 비상시에는 상기 충전대상의 메인배터리를 간편하게 충전할 수 있게 된다.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 팔찌형 보조배터리(100)는 가방 등과 같은 별도의 공간에 보관하여 휴대하여야 하는 종래의 보조배터리와는 달리 손목에 착용할 수 있는 팔찌형으로 구현된다.

이에 따라, 평상시에는 사용자의 손목에 착용된 상태로 휴대가 가능하므로 가방 등과 같은 별도의 공간에 보관할 필요가 없고, 전자기기의 충전이 필요한 비상시에는 밴드부(110)에 내장된 플렉서블 배터리(150)의 전원을 이용하여 간편하게 충전이 가능하므로 휴대성 및 사용편의성을 높일 수 있게 된다.

상기 접속유닛(131,132)은 충전대상인 외부 전자기기와 플렉서블 배터리(150)를 서로 전기적으로 연결하여 상기 플렉서블 배터리(150)로부터 제공되는 전원을 상기 외부 전자기기 측으로 공급하기 위한 것이다.

이와 같은 접속유닛(131,132)은 상기 외부 전자기기의 메인배터리가 빠르게 충전될 수 있도록 상기 외부 전자기기와 유선방식으로 연결될 수 있다.

이때, 상기 접속유닛은 상기 전자기기와 직접 연결되는 형태로 구현될 수도 있고 공지의 충전케이블을 매개로 상기 전자기기와 전기적으로 연결될 수도 있다.

일례로, 상기 접속유닛은 상기 밴드부(110)의 양단부 중 적어도 어느 하나의 단부로부터 돌출형성되는 접속단자(131,131')로 구비되고, 상기 접속단자(131,131')는 상기 연결유닛(120)에 대응형성되는 수용홈(121)에 삽입될 수 있다.

여기서, 상기 접속단자(131,131')는 공지의 USB 플러그로 구현될 수 있다.

이에 따라, 상기 외부 전자기기와 상기 플렉서블 배터리(150)를 연결하고자 하는 경우 상기 연결유닛(120)으로부터 상기 접속단자(131,131')를 분리한 후 상기 접속단자(131,131')를 외부 전자기기의 USB 포트(미도시)측으로 삽입함으로써 상기 전자기기와 직접 연결될 수 있다(도 4a 참조). 이로 인해, 외부 전자기기(10)의 메인배터리를 충전하고자 하는 경우 공지의 충전케이블과 같은 별도의 부품을 휴대하지 않아도 간편하게 외부 전자기기의 메인배터리를 충전할 수 있게 된다.

한편, 상기 접속단자(131,131')는 상기 밴드부(110)의 양 단부측에 각각 돌출 형성될 수 있으며, 상기 연결유닛(120)에는 상기 한 쌍의 접속단자(131,131')와 대응되는 수용홈(121)이 각각 형성될 수 있다.

이에 따라, 사용자는 상기 한 쌍의 접속단자(131,131') 중 어느 하나를 선택적으로 분리하여 외부 전자기기(10)와 직접 연결할 수 있게 된다. 더불어, 상기 한 쌍의 접속단자(131,131') 중 어느 하나의 접속단자가 사용과정 중에 파손이 발생하더라도 나머지 하나의 접속단자를 통하여 외부 전자기기와의 전기적인 연결이 가능하게 된다.

이때, 상기 한 쌍의 접속단자(131,131')는 서로 동일한 형태로 구비될 수도 있고, 서로 다른 종류로 구비될 수도 있다. 일례로, 상기 한 쌍의 접속단자 중 어느 하나(131)는 5핀 타입의 USB 플러그로 구비되고 다른 하나(131')는 8핀 타입의 USB 플러그 형태로 구현될 수 있다. 이를 통해, 충전하고자 하는 전자기기(10)의 USB 포트에 적합한 접속단자(131,131')를 선택하여 충전할 수 있음으로써 전자기기와의 호환성을 높일 수 있게 된다.

다른 예로써, 상기 접속유닛은 공지의 충전케이블(12)이 연결될 수 있도록 상기 밴드부(110) 또는 연결유닛(120)의 일측에 내측으로 인입되는 USB 포트(132)로 형성될 수도 있다.

즉, 상기 USB 포트(132)와 충전대상인 전자기기(10) 측에 충전케이블(12)의 양 단부에 각각 구비된 USB 플러그를 연결하여 상기 전자기기와 플렉서블 배터리(150)를 서로 전기적으로 연결함으로써 상기 플렉서블 배터리(150)로부터 제공되는 전원을 이용하여 상기 전자기기의 메인배터리를 충전할 수도 있다(도 4b 참조).

이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 팔찌형 보조배터리(100)를 손목에 착용한 상태에서 상기 충전케이블을 통하여 전자기기의 메인배터리를 충전할 수 있음으로써 전자기기의 메인배터리의 충전이 이루어지는 동안에도 상기 전자기기의 자유로운 사용이 가능하게 된다.

상기 충전유닛(140)은 외부로부터 제공되는 전원을 이용하여 상기 플렉서블 배터리(150)를 재충전하기 위한 것이다. 즉, 전자기기(10)의 메인배터리를 충전하는 과정에서 상기 플렉서블 배터리(150)에 저장된 전원의 일부 또는 전부가 소진된 경우 상기 충전유닛(140)을 통하여 플렉서블 배터리(150)를 재충전함으로써 재사용이 가능하도록 한다.

이를 위해, 상기 충전유닛(140)은 외부의 소스(일례로, 무선 충전기기)로부터 공급되는 무선 전력을 수신하는 무선전력 수신용 안테나(142)와, 상기 무선전력 수신용 안테나(142)를 통하여 수신된 무선전력을 이용하여 상기 플렉서블 배터리(150)의 충전에 필요한 에너지를 생성하는 회로부(141)를 포함할 수 있다(도 3a 및 도 3b 참조).

여기서, 상기 무선전력 수신용 안테나(142)는 무선 충전기기에 내장되는 무선전력 송신용 안테나(22)(1차코일)로부터 송출되는 무선전력을 수신하는 2차코일의 역할을 수행하는 것으로, 소정의 주파수 대역에서 자기유도 방식으로 작동할 수도 있고 자기공진 방식으로 작동할 수도 있다.

이와 같은 충전유닛(140)은 밴드부(110)의 일측에 내장될 수도 있고, 상기 연결유닛(120)에 내장될 수도 있다.

일례로, 상기 충전유닛(140)은 상기 연결유닛(120)의 내부에 내장될 수 있으며, 상기 회로부(141)는 상기 접속단자(131,131')가 수용되는 수용홈(121) 및 충전케이블의 단부가 연결되는 USB 포트(132)와 각각 전기적으로 연결될 수 있다.

여기서, 상기 회로부(141)는 충,방전을 위한 충전회로와 더불어 과충전을 방지하기 위한 보호회로가 포함될 수 있다. 일례로, 상기 회로부(141)는 회로기판의 일면에 충,방전을 위한 소자 및 과충전 방지를 위한 보호소자가 실장되거나 충,방전 회로 및 보호회로가 패터닝될 수 있다.

한편, 상기 무선전력 수신용 안테나(142)의 일면에는 상기 무선전력 수신용 안테나(142)의 작동시 발생되는 자기장을 차폐하여 소요의 방향으로 집속시킴으로써 전력 전송 효율을 높이기 위한 자기장 차폐시트(미도시)가 배치될 수도 있다.

이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 팔찌형 보조배터리(100)는 밴드부(110)에 내장된 플렉서블 배터리(150)가 무선전력전송 방식을 이용하여 재충전이 이루어짐으로써 간편하게 재충전을 수행할 수 있게 된다.

일례로, 팔찌형 보조배터리(100)를 거치하기 위한 크래들(20)의 내부에 무선 전력을 외부로 송출하는 무선전력 송신용 안테나(22)가 내장되는 경우 사용자는 미착용시 상기 팔찌형 보조배터리(100)를 크래들에 단순히 거치시킴으로써 플렉서블 배터리(150)를 충전할 수 있게 된다(도 4c 참조). 더불어, 무선 전력 전송 방식이 자기 공진 방식을 이용하는 경우 외부 충전기기가 사용자와 동일한 공간에 배치되기만 하면 팔찌형 보조배터리(100)를 손목에 착용한 상태에서도 간편하게 충전이 이루어질 수 있게 된다.

상기 연결유닛(120)은 본 발명에 따른 팔찌용 보조배터리(100)를 사용자의 신체에 착용하거나 착용상태로부터 해제하기 위한 것으로, 상기 밴드부(110)의 단부로부터 돌출형성되는 접속단자(131,131')를 수용하기 위한 수용홈(121)을 포함한다.

이에 따라, 사용자는 상기 접속단자(131,131')를 수용홈(121) 측에 삽입하여 사용자의 신체에 착용된 상태를 유지하거나 상기 수용홈(121)으로부터 접속단자(131,131')를 분리함으로써 착용상태를 해제할 수 있게 된다.

즉, 상기 접속단자(131,131')는 상기 연결유닛(120)에 내장되는 회로부(141)와 전기적인 연결을 위한 역할과 상기 밴드부(110)의 단부를 연결유닛(120)과 체결하기 위한 체결역할을 동시에 수행하게 된다.

그러나, 상기 연결유닛(120)과 밴드부(110)의 고정방식을 이에 한정하는 것은 아니며, 상기 접속단자(131,131')는 상기 수용홈(121)에 삽입되어 상기 회로부(141)와 플렉서블 배터리(150)를 전기적으로 연결하는 단자의 역할만을 수행하고, 연결유닛(120)과 밴드부(110)를 체결하기 위한 체결유닛(미도시)이 별도로 구비될 수도 있음을 밝혀둔다.

여기서, 상기 체결유닛은 상기 밴드부(110) 및 연결유닛(120)에 서로 대응되는 형태로 구비되는 공지의 다양한 방식이 채용될 수 있다. 일례로, 상기 체결유닛은 서로 대응되는 슬라이딩 방식, 회전방식, 압입방식, 벨크로 방식, 삽입 방식 등으로 구현될 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 팔찌형 보조배터리는 밴드부(210)에 플렉서블 배터리(150)와 함께 판상의 지지체(160)가 내장될 수 있다(도 5 참조). 이를 통해, 상기 밴드부(210)가 실리콘이나 가죽, 직물 등과 같은 연질의 재질로 이루어지더라도 상기 지지체(160)에 의해 전체적인 형상이 유지될 수 있게 된다.

더불어, 상기 지지체(160)가 상기 플렉서블 배터리(150)의 적어도 일면에 배치되어 상기 플렉서블 배터리(150)를 지지하여 줌으로써 밴딩시 상기 플렉서블 배터리(150)가 길이방향에 대하여 일정각도 경사지는 사선 방향으로 비틀어지는 것을 방지하게 된다.

이를 위해, 상기 지지체(160)는 탄성력을 갖추고 일정면적을 갖는 판상의 형태로 이루어질 수 있으며, 상기 밴드부(210)가 대략 'C'자 형상으로 유지될 수 있도록 양단부가 개방된 호형으로 이루어질 수 있다.

이에 따라, 송곳이나 바늘 등과 같은 날카로운 물체 또는 가구나 가전제품 등의 모서리에 밴드부(210)가 찍히더라도 상기 지지체(160)를 통해 플렉서블 배터리(150)가 관통되는 것을 방지할 수 있게 된다. 더불어, 상기 지지체(160)를 통하여 밴드부(210)가 대략 'C'자 형상으로 유지됨으로써 상기 밴드부(210)의 양단에 형성된 접속단자(131,131')와 연결유닛(120)의 체결력을 높일 수 있게 된다.

한편, 본 발명에 따른 팔찌형 보조배터리(100)는 소정의 기능을 갖는 기능부를 포함할 수 있다. 일례로, 상기 기능부는 상기 연결유닛(120)의 일면에 배치되어 상기 연결유닛(120)에 내장되는 회로부(141)로부터 전달된 여러 가지 정보를 표시하는 디스플레이부일 수 있다.

이를 통해, 사용자는 팔찌형 보조배터리(100)를 손목에 착용한 상태에서 상기 디스플레이부(124)에 표시되는 각종 정보를 확인할 수 있게 된다.

즉, 본 발명에 따른 팔찌형 보조배터리(100)는 팔찌와 같은 패션용품으로 사용할 수 있을 뿐만 아니라 디스플레이부(124)와 같은 추가적인 기능을 구현함으로써 웨어러블 디바이스로 사용될 수도 있게 된다.

여기서, 상기 정보는 영상, 숫자 및 문자를 포함하는 정보일 수 있고, 상기 회로부(141)는 상기 디스플레이부(124)를 구동하고 제어하기 위한 각종 회로소자가 포함될 수 있다. 더불어, 상기 회로부(141)는 다른 휴대용 전자기기 및 외부 전자기기와의 근거리 통신을 통해 데이터를 송수신할 수 있는 통신모듈이 포함될 수 있으며, 근거리 통신을 통해 송,수신되는 내용을 상기 디스플레이부(124)를 통해 표시할 수도 있음을 밝혀둔다.

또한, 상기 디스플레이부 및 통신부는 별도의 배터리를 통해 구동될 수도 있지만, 상기 밴드부(110)에 내장되는 플렉서블 배터리(150)의 전원 중 일부가 상기 디스플레이부 및 통신부를 구동하기 위한 전원으로 사용될 수도 있음을 밝혀둔다.

상기 플렉서블 배터리(150)는 밴드부(110)에 내장되어 충전대상인 외부 전자기기 측으로 전원을 공급하기 위한 것으로, 도 6 및 도 8에 도시된 바와 같이 전극조립체(151) 및 외장재(157,158)를 포함하며, 상기 전극조립체(151)는 전해액과 함께 외장재(157,158)의 내부에 봉지된다.

이때, 상기 전극조립체(151) 및 외장재(157,158)는 길이방향에 대한 수축 및 이완을 위한 패턴(156,159)이 각각 구비될 수 있으며, 상기 외장재(157,158)에 형성되는 제1패턴(159)과 상기 전극조립체(151)에 형성되는 제2패턴(156)이 서로 동일한 방향성을 갖도록 구비될 수 있다(도 6 및 도 7 참조).

이와 같은 패턴(156,159)은 사용과정 중에 상기 밴드부(110)의 밴딩이 발생하더라도 곡률에 의해 발생되는 길이변화량을 상쇄하여 줌으로써 기재 자체가 수축되거나 이완되는 것을 방지하거나 최소화하게 된다.

이를 통해, 상기 전극조립체(151) 및 외장재(157,158)를 구성하는 기재 자체의 변형량이 방지되거나 최소화되므로 밴딩이 발생하더라도 휘어지는 부분에서 일어날 수 있는 기재 자체의 변형량이 최소화됨으로써 전극조립체(151) 및 외장재(157,158)가 파손되거나 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있게 된다.

이때, 상기 제1패턴(159) 및 제2패턴(156)은 서로 동일한 방향성뿐만 아니라 제1패턴(159)과 제2패턴(156)이 서로 일치하도록 배치된다. 이는, 상기 제1패턴(159)과 제2패턴(156)이 항상 동일한 거동이 일어날 수 있도록 하기 위함이다.

이는, 도 9a 및 도 9b의 그래프를 통해 확인할 수 있다.

즉, 온도 25℃, 습도 65%의 환경에서 플렉서블 배터리의 양 단부측에 힘을 가하여 굽혀진 부분에서의 곡률이 25mm가 되도록 밴딩시키고 100회의 충방전을 수행하게 되면, 도 9a에 도시된 바와 같이 외장재 및 전극조립체에 길이방향에 대한 수축 및 이완을 위한 패턴이 서로 일치하도록 형성되는 플렉서블 배터리(150)의 경우 밴딩하지 않았을 때의 용량(130mAh)에 비하여 대략 15% 감소된 용량(110mAh)을 나타내었고 100회가 수행되더라도 성능이 유지되었으나(실시예), 외장재 측에만 수축 및 이완을 위한 패턴을 형성한 플렉서블 배터리의 경우 최초대비 대략 60% 감소된 용량(52mAh)에서 서서히 떨어지는 성능을 나타내었고 50회가 넘어갈 경우 충방전이 불가능 하였으며(비교예 1), 외장재 및 전극조립체 모두 패턴이 형성되지 않은 단순 판상의 형태로 구비되는 플렉서블 배터리의 경우 최초대비 대략 80% 감소된 용량(26mAh)의 저하가 발생하였고 30회가 넘어갈 경우 충방전이 불가능함을 확인할 수 있었다(비교예 2).

한편, 온도 25℃, 습도 65%의 환경에서 플렉서블 배터리의 길이 중간을 완전히 접은 상태에서 원상태로 복귀시킨 후 시간에 따른 배터리에서의 전압을 측정한 결과, 도 9b에 도시된 바와 같이 외장재 및 전극조립체에 길이방향에 대한 수축 및 이완을 위한 패턴이 서로 일치하도록 형성되는 플렉서블 배터리(150)에는 전압값의 변화가 발생하지 않았으나(실시예), 외장재 측에만 수축 및 이완을 위한 패턴을 형성한 플렉서블 배터리와(비교예 1), 외장재 및 전극조립체 모두 패턴이 형성되지 않은 단순 판상의 형태로 구비되는 플렉서블 배터리(비교예 2)는 전압값의 저하가 발생하는 것을 확인할 수 있었다.

달리 말하면, 외장재(120) 및 전극조립체(110)에 수축 및 이완을 위한 패턴(119,124)이 서로 일치하도록 형성되는 경우 밴딩이 발생하더라도 성능의 저하가 크게 발생하지 않는 반면에 외장재 측에만 패턴을 형성하거나 외장재 및 전극조립체에 모두 패턴을 형성하지 않는 경우 밴딩에 의해 크랙이 발생하거나 전해액의 누액이 발생하여 배터리로서의 성능 저하가 발생한다는 것을 확인할 수 있었다.

이와 같이, 본 발명에 적용되는 플렉서블 배터리(150)는 상기 전극조립체(151) 및 외장재(157,158)에 밴딩시 발생되는 길이방향에 대한 수축 및 이완을 위한 패턴(156,159)이 서로 일치하도록 형성됨으로써 길이방향에 대한 휘어짐이 발생하더라도 상기 전극조립체(151)와 외장재(157,158)가 전체 길이에 대하여 항상 균일한 간격 또는 접촉상태를 유지할 수 있게 되므로 상기 전극조립체(151)와 함께 봉지되는 전해액이 전체 길이에 대하여 균일하게 분포됨으로써 배터리로서의 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있게 된다.

이를 위해, 상기 제1패턴(159) 및 제2패턴(156)은 각각의 산부 및 골부가 상기 외장재(157,158) 및 전극조립체(151)의 폭방향과 평행한 방향으로 형성되며, 상기 외장재(157,158) 및 전극조립체(151)의 길이방향을 따라 산부 및 골부가 교대로 배치된다. 더불어, 상기 제1패턴(159) 및 제2패턴(156)을 구성하는 산부 및 골부는 산부는 산부끼리, 골부는 골부끼리 서로 동일한 위치에 형성됨으로써 상기 제1패턴(159) 및 제2패턴(156)이 서로 합치되도록 한다(도 7 참조).

구체적으로 설명하면, 상기 제1패턴(159) 및 제2패턴(156)의 산부 및 골부는 상기 외장재(157,158) 및 전극조립체(151)의 폭방향과 평행한 직선에 대하여 평행한 방향으로 형성되며, 길이방향을 따라 상기 산부 및 골부가 반복적으로 배치된다.

이때, 상기 패턴(156,159)은 상기 전극조립체(151) 및 외장재(157,158)의 폭방향과 평행한 방향으로 연속적으로 형성될 수 있고 비연속적으로 형성될 수도 있으며, 상기 전극조립체(151) 및 외장재(157,158)의 전체 길이에 대하여 형성될 수도 있고 일부 길이에 대하여 부분적으로 형성될 수도 있다.

여기서, 상기 산부 및 골부는 반원을 포함하는 호형단면, 삼각이나 사각을 포함하는 다각단면 및 호형단면과 다각단면이 상호 조합된 다양한 형상의 단면을 갖도록 구비될 수 있으며, 각각의 산부 및 골부는 동일한 피치 및 폭을 갖도록 구비될 수도 있지만 서로 다른 피치 및 폭을 갖도록 구비될 수도 있다.

이를 통해, 상기 외장재(157,158) 및 전극조립체(151)가 상기 밴드부(110)에 휘어진 상태로 내장되더라도 상기 패턴(156,159)을 통해 기재 자체에 가해지는 피로도를 줄일 수 있게 된다.

한편, 상기 제1패턴(159) 및 제2패턴(156)은 서로 이웃하는 산부간의 간격 또는 골부간의 간격이 동일한 간격으로 형성될 수도 있고 서로 다른 간격을 갖도록 구비될 수도 있으며, 동일한 간격과 서로 다른 간격이 조합된 형태로 구비될 수도 있다. 더불어, 상기 외장재(157,158)에 형성되는 제1패턴(159)은 상기 외장재(157,158) 표면 전체에 형성될 수도 있지만 부분적으로 형성될 수도 있다.

상기 전극조립체(151)는 상기 외장재(157,158)의 내부에 전해액과 함께 봉지되는 것으로, 양극(152), 음극(154) 및 분리막(153)을 포함한다(도 8 참조).

상기 양극(152)은 양극집전체(152a) 및 양극 활물질(152b)을 포함하고, 상기 음극(154)은 음극집전체(154a) 및 음극 활물질(154b)을 포함하며, 상기 양극집전체(152a) 및 음극집전체(154a)는 소정의 면적을 갖는 판상의 시트형태로 구현될 수 있다.

즉, 상기 양극(152) 및 음극(154)은 각각의 집전체(152a,154a)의 일면 또는 양면에 활물질(152b,154b)이 압착 또는 증착되거나 도포될 수 있다. 이때, 상기 활물질(152b,154b)은 집전체(152a,154a)의 전체면적에 대하여 구비될 수도 있고 일부 면적에 대하여 부분적으로 구비될 수도 있다.

또한, 상기 양극집전체(152a) 및 음극집전체(154a)는 각각의 몸체로부터 외부기기와의 전기적인 연결을 위한 음극단자(155a) 및 양극단자(155b)가 각각 형성될 수 있다. 여기서, 상기 양극단자(155b) 및 음극단자(155a)는 상기 양극집전체(152a) 및 음극집전체(154a)로부터 연장되어 외장재(157,158)의 일측에 돌출되는 형태로 구비될 수도 있고, 외장재(157,158)의 표면상에 노출되도록 구비될 수도 있다.

이때, 상기 양극 활물질(152b) 및 음극 활물질(154b)은 PTFE(Polytetrafluoroethylene) 성분을 함유할 수 있다. 이는, 밴딩시 상기 양극 활물질(152b) 및 음극 활물질(154b)이 각각의 집전체(152a,154a)로부터 박리되거나 크랙이 발생하는 것을 방지하기 위함이다.

한편, 상기 양극(152)과 음극(154) 사이에 배치되는 분리막(153)은 부직포층(153a)의 일면 또는 양면에 나노섬유웹층(153b)을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 나노섬유웹층(153b)은 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile) 나노섬유 및 폴리비닐리덴 플루오라이드(polyvinylidene fluoride) 나노섬유 중에서 선택된 1종 이상을 함유한 나노섬유일 수 있다.

바람직하게는, 상기 나노섬유웹층(153b)은 방사성 및 균일한 기공형성을 확보하기 위해 폴리아크릴로니트릴 나노섬유만으로 구성될 수 있다.

상기 외장재(157,158)는 일정면적을 갖는 판상의 부재로 이루어지며, 내부에 상기 전극조립체(151) 및 전해액을 수용함으로써 외력으로부터 상기 전극조립체(151)를 보호하기 위한 것이다.

이를 위해, 상기 외장재(157,158)는 한 쌍의 제1외장재(157) 및 제2외장재(158)로 구비되고, 테두리를 따라 접착제를 통해 밀봉됨으로써 내부에 수용된 상기 전해액 및 전극조립체(151)가 외부로 노출되는 것을 방지하고 외부로 누설되는 것을 방지하게 된다.

이러한 외장재(157,158)는 상기 제1외장재(157) 및 제2외장재(158)가 두 개의 부재로 이루어진 후 상기 밀봉부를 구성하는 테두리측이 모두 접착제를 통해 밀봉될 수도 있고, 하나의 부재로 이루어지고 폭방향 또는 길이방향을 따라 반으로 접혀진 후 맞접하는 나머지 부분이 접착제를 통해 밀봉될 수도 있다.

이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.

100: 팔찌형 보조배터리 110,210 : 밴드부
120 : 연결유닛 121 : 수용홈
124 : 디스플레이부 131,131' : 접속단자
132 : USB 포트 140 : 충전유닛
141 : 회로기판 142 : 무선전력 수신용 안테나
150 : 플렉서블 배터리 160 : 지지체

Claims

전자기기의 배터리를 충전하기 위한 전원을 제공하는 플렉서블 배터리가 내장되는 밴드부;
상기 플렉서블 배터리와 전자기기를 유선 방식으로 전기적으로 연결하기 위한 접속유닛;
외부로부터 제공되는 전원을 이용하여 상기 플렉서블 배터리를 무선 방식으로 재충전하기 위한 충전유닛; 및
상기 밴드부의 양단부를 연결하는 연결유닛;을 포함하는 팔찌형 보조배터리.
제 1항에 있어서,
상기 접속유닛은 상기 밴드부의 양단부 중 적어도 어느 하나의 단부로부터 돌출형성되는 접속단자로 구비되어 상기 전자기기와 직접 연결되는 팔찌형 보조배터리.
제 2항에 있어서,
상기 연결유닛은 일측에 상기 접속단자를 수용하기 위한 수용홈이 내측으로 인입형성되는 팔찌형 보조배터리.
제 2항에 있어서,
상기 접속유닛은 상기 밴드부의 양단부로부터 각각 돌출되는 한 쌍의 접속단자를 포함하고, 상기 한 쌍의 접속단자는 서로 다른 종류로 구비되는 팔찌형 보조배터리.
제 1항에 있어서,
상기 접속유닛은 충전케이블의 일단이 연결될 수 있도록 상기 밴드부 및 연결유닛 중 어느 일측에 내측으로 인입되는 USB포트로 형성되는 팔찌형 보조배터리.
제 1항에 있어서,
상기 충전유닛은 외부의 소스로부터 공급되는 무선 전력을 수신하는 무선전력 수신용 안테나 및 상기 무선전력 수신용 안테나를 통하여 수신된 무선전력을 이용하여 상기 플렉서블 배터리의 충전에 필요한 에너지를 생성하는 회로부를 포함하는 팔찌형 보조배터리.
제 6항에 있어서,
상기 충전유닛은 상기 연결유닛에 내장되거나 상기 밴드부에 내장되는 팔찌형 보조배터리.
제 1항에 있어서,
상기 플렉서블 배터리의 적어도 일면에는 판상의 지지체가 배치되는 팔찌형 보조배터리.
제 1항에 있어서,
상기 연결유닛의 일면에는 소정의 정보를 표시하는 디스플레이부가 구비되는 팔찌형 보조배터리.
제 1항에 있어서,
상기 플렉서블 배터리는,
전극조립체; 및
상기 전극조립체를 전해액과 함께 봉지하는 외장재;를 포함하고,
상기 전극조립체 및 외장재는 밴딩시 길이방향에 대한 수축 및 이완을 위한 패턴이 서로 일치하도록 각각 형성되는 팔찌형 보조배터리.
제 10항에 있어서,
상기 패턴은 길이방향을 따라 복수 개의 산부 및 골부가 교대로 형성되고,
상기 산부 및 골부는 호형단면, 다각단면 및 이들이 상호 조합된 단면을 갖도록 구비되는 팔찌형 보조배터리.
제 10항에 있어서,
상기 패턴은 상기 전극조립체 및 외장재에 전체적으로 형성되거나 부분적으로 형성되는 팔찌형 보조배터리.
제 10항에 있어서,
상기 전극조립체는 양극, 음극 및 분리막을 포함하고,
상기 분리막은 부직포층과, 상기 부직포층의 일면 또는 양면에 적층된 폴리아크릴로니트릴 나노섬유를 함유한 나노섬유웹층을 포함하는 팔찌형 보조배터리.