KR20160107058A - 플렉서블 이차 전지 - Google Patents

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Abstract

본 기재의 플렉서블 이차 전지는, 보호기판측 제1 단자 및 보호기판측 제2 단자가 형성된 보호기판, 일단이 상기 보호기판측 제1 단자 및 상기 보호기판측 제2 단자에 각각 연결되며 플렉서블한 제1 배선 및 제2 배선을 포함하고, 상기 제1 배선 및 상기 제2 배선은 인접하여 서로 평행하게 배치되는 배선부, 상기 제1 배선의 일부가 끼워져, 상기 제1 배선과 전기적으로 연결되는 복수의 제1 연결부재, 상기 제2 배선의 일부가 끼워져, 상기 제2 배선과 전기적으로 연결되는 복수의 제2 연결부재 및 상기 제1 연결부재와 전기적으로 연결되는 전지셀측 제1 단자 및 상기 제2 연결부재와 전기적으로 연결되는 전지셀측 제2 단자를 각각 포함하는 복수의 전지셀을 포함한다.

Description

플렉서블 이차 전지{Flexible rechargeable battery}
본 발명은 이차 전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 외력에 의해 외형이 변형 가능한 플렉서블 이차 전지에 관한 것이다.
이차 전지(Rechargeable battery)는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지이다. 저용량의 이차 전지는 휴대폰이나 노트북 컴퓨터 및 캠코더와 같이 휴대가 가능한 소형 전자기기에 사용되고, 대용량 전지는 하이브리드 자동차 등의 모터 구동용 전원 또는 대용량 전력 저장 장치로 사용되고 있다.
일반적으로 이차 전지는 적어도 하나 이상의 전지셀과 이를 제어하는 제어기판 및 외력에 대하여 전지셀 및 제어기판을 보호하기 위한 몰딩 또는 케이스로 구성되어 있다.
한편, 핸드 헬드 제품과 같이 이차 전지가 필수적으로 구비되는 장치에 대한 수요가 폭발적으로 증가되고 있으며, 사용형태에 따라서 외형의 일부가 변형 가능한 장치가 다수 출시되고 있다.
이러한 경향에 따라서 장치의 외형과 함께 변형된 다음, 외력이 제거되면 본래 모습으로 복원될 수 있는 플렉서블한 이차 전지의 요구가 증대되고 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 기술적 배경을 바탕으로 안출된 것으로, 외형이 가변 가능한 이차 전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플럭서블 이차 전지는, 보호기판측 제1 단자 및 보호기판측 제2 단자가 형성된 보호기판, 일단이 상기 보호기판측 제1 단자 및 상기 보호기판측 제2 단자에 각각 연결되며 플렉서블한 제1 배선 및 제2 배선을 포함하고, 상기 제1 배선 및 상기 제2 배선은 인접하여 서로 평행하게 배치되는 배선부, 상기 제1 배선의 일부가 끼워져, 상기 제1 배선과 전기적으로 연결되는 복수의 제1 연결부재, 상기 제2 배선의 일부가 끼워져, 상기 제2 배선과 전기적으로 연결되는 복수의 제2 연결부재, 및 상기 제1 연결부재와 전기적으로 연결되는 전지셀측 제1 단자 및 상기 제2 연결부재와 전기적으로 연결되는 전지셀측 제2 단자를 각각 포함하는 복수의 전지셀을 포함한다.
또한, 상기 제1 배선 및 상기 제2 배선은, 전류가 흐르기 위한 금속재질의 도체부,를 포함하고, 상기 제1 연결부재 및 상기 제2 연결부재 중 적어도 하나는, 상기 도체부를 감싸며 일부가 개구되는 배선 고정부, 상기 배선 고정부의 일단에서 연장 형성되는 제1 브래킷을 포함하고, 상기 전지셀측 제1 단자 또는 상기 전지셀측 제2 단자는 상기 제1 브래킷과 접촉될 수 있다.
또한, 상기 제1 연결부재 및 상기 제2 연결부재 중 적어도 하나는, 상기 배선 고정부의 타단에서 상기 제1 브래킷과 나란한 방향으로 연장 형성되는 제2 브래킷을 포함하고, 상기 전지셀측 제1 단자 또는 상기 전지셀측 제2 단자는 상기 제1 브래킷과 상기 제2 브래킷 사이에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 브래킷 및 상기 제2 브래킷은, 상기 배선 고정부와 연결된 지점을 중심으로 상호 간의 이격 거리가 변하도록 탄성 변형 가능할 수 있다.
또한, 상기 제1 브래킷은, 상기 배선 고정부의 단부에서 제1 방향으로 연장 형성되는 제1 영역, 및 상기 제1 영역의 단부에서 상기 제1 방향과 기설정된 각도만큼 기울어지는 제2 방향으로 연장형성되는 제2 영역을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 브래킷은, 상기 제1 브래킷의 상기 제1 영역이 연장형성된 방향과 동일한 방향으로 연장형성되는 제1 영역, 및 상기 제1 방향을 중심으로 상기 제1 브래킷의 상기 제2 영역과대칭되는 방향으로 상기 제1 영역의 단부로부터 연장형성되는 제2 영역을 포함할 수 있다.
또한, 상기 전지셀측 제1 단자는 상기 전지셀로부터 돌출된 금속 판상으로 형성되며, 상기 전지셀측 제1 단자는 상기 제1 연결부재의 상기 제1 브래킷 및 상기 제2 브래킷 사이에 배치될 수 있다.
또한, 상기 전지셀측 제1 단자는 상기 제1 브래킷 및 상기 제2 브래킷에 용접될 수 있다.
또한, 상기 제1 브래킷, 상기 전지셀측 제1 단자 및 상기 제2 브래킷에는 관통하는 관통홀이 형성되며, 상기 관통홀을 동시에 관통하여 상기 제1 브래킷, 상기 전지셀측 제1 단자 및 상기 제2 브래킷을 상호 고정시키는 체결부재,를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 배선 고정부는 개구된 일부를 제외한 내면이 상기 도체부에 밀착될 수 있다.
또한, 상기 배선 고정부와 상기 도체부는 상호 간에 용접될 수 있다.
또한, 상기 제1 배선 및 상기 제2 배선은, 금속재질의 도체부, 상기 도체부를 감싸며, 상기 도체부를 절연시키는 복수의 절연부, 및 상기 절연부 사이에 배치되며, 상기 도체부의 일부가 노출되는 복수의 노출부를 각각 포함하고, 상기 제1 연결부재는 상기 제1 배선의 상기 노출부에 위치된 상기 도체부에 연결되며, 상기 제2 연결부재는 상기 제2 배선의 상기 노출부에 위치된 상기 도체부에 연결될 수 있다.
또한, 상기 제1 배선 및 상기 제2 배선은, 판상으로 형성되는 금속재질의 플렉서블 도체부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 보호기판, 상기 배선부, 상기 제1 연결부재, 상기 제2 연결부재 및 상기 전지셀을 동시에 감싸는 몰딩부재를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 복수의 전지셀 중 어느 하나의 전지셀과 이에 인접되는 다른 전지셀을 폴딩 가능하게 연결하는 폴딩부재를 더 포함할 수 있다.
또한, 복수의 상기 전지셀 중 어느 하나의 전지셀 및 이와 연결된 상기 제1 연결부재 및 상기 제2 연결부재를 감싸는 제1 몰딩부재 및 상기 전지셀을 제외한 다른 전지셀 및 이와 연결된 상기 제1 연결부재 및 상기 제2 연결부재를 동시에 감싸는 제2 몰딩부재를 더 포함할 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 이차 전지에 의하면, 외력을 가하여 이차 전지의 외형을 변형시킬 수 있으며, 외력을 제거한 상태에서는 다시 본래의 이차 전지 외형으로 복원될 수 있다.
또한, 다수의 전지셀이 제1 배선 및 제2 배선을 통하여, 보호기판 측에 병렬로 연결됨에 따라서, 보호기판의 면적이 소형화될 수 있으며 회로구성이 단순해질 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 이차 전지를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 플렉서블 이차 전지의 평면도이다.
도 3는 도 1의 Ⅲ 부분의 확대도이다.
도 4는 도 1의 플렉서블 이차 전지의 분해 사시도이다.
도 5은 도 1의 제1 연결부재의 측면도이다.
도 6 및 도 7은 도 1의 플렉서블 이차 전지의 조립 과정을 보여주는 도면이다.
도 8은 도 2의 플렉서블 이차 전지를 Ⅷ 방향에서 바라본 측면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플렉서블 이차 전지의 평면도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 이차 전지의 평면도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 이차 전지의 일부 확대도이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 이차 전지의 일부를 확대도이다.
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 붙였다. 또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
본 발명에 있어서 "상에"라 함은 대상부재의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력방향을 기준으로 상부에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다. 또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 플렉서블 이차전지를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 이차 전지를 도시한 사시도이다. 도 2는 도 1의 플렉서블 이차 전지의 평면도이며, 도 3는 도 1의 Ⅲ 부분의 확대도이다. 도 4는 도 1의 플렉서블 이차 전지의 분해 사시도이고, 도 5은 도 1의 제1 연결부재의 측면도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 플렉서블 이차 전지(100)는 복수의 전지셀(11,12,13,14,15)과, 배선부(20)와, 복수의 연결부재(31,32)와, 보호기판(40)와, 폴딩부재(50)를 포함한다.
보다 상세히, 복수의 전지셀(11,12,13,14,15)은 분리막, 양극재, 음극재 및 전해질이 내부에 마련되며, 예시적으로 리튬이온전지, 폴리머전지, 리튬폴리머 전지 등일 수 있다. 상기에서 언급한 전지 형태는 예시적인 것으로, 본 발명에 따른 전지셀 (11,12,13,14,15)은 이에 한정되지 않는다.
전지셀(11,12,13,14,15)은 상호 간에 나란한 방향으로 배치된다. 각각의 전지셀(11,12,13,14,15)은 외형을 형성하는 전지셀 케이스(111)과, 전지셀 케이스(111)의 일측에 돌출되는 전지셀측 제1 단자(112) 및 전지셀측 제2 단자(113)를 포함한다.
전지셀측 제1 단자(112) 및 전지셀측 제2 단자(113)는 각각 양극(+) 단자 및 음극(-) 단자 일 수 있으며, 일례로 알루미늄과 같은 도전성 물질의 플레이트 형상으로 형성될 수 있다.
보호기판(40)은 전지셀(11,12,13,14,15)의 내부에 마련되는 전극 물질의 안정화를 위하여, 전지셀(11,12,13,14,15)의 사용전류 및 사용전압을 제어하기 위한 전지 보호회로 모듈(Protection Circuit Module)이다. 보호기판(40)은 복수의 전지셀(11,12,13,14,15)의 일측에 위치될 수 있으며, 기판 몸체(41)와 기판 몸체(41)의 일면에 형성되는 기판측 제1 단자(411) 및 기판측 제2 단자(412)를 포함한다.
이때, 기판측 제1 단자(411)는 양극(+) 단자, 기판측 제2 단자(412)는 음극(-) 단자 일 수 있다.
배선부(20)는 복수의 전지셀(11,12,13,14,15)들 및 보호기판(40)과 전기적으로 연결되며, 전지셀(11,12,13,14,15)들 및 보호기판(40) 간 전류의 이동이 이뤄질 수 있도록 한다.
배선부(20)는 복수의 전지셀(11,12,13,14,15)들의 상측에 배치되며, 전지셀(11,12,13,14,15)들이 배치되는 방향으로 길게 연장 형성되는 제1 배선(21)과 제2 배선(22)을 포함한다.
제1 배선(21) 및 제2 배선(22)은 플렉서블한 재질로 형성되며, 인접하게 위치된 상태에서 서로 나란한 방향으로 배치된다. 제1 배선(21)의 일단은 기판측 제1 단자(411)에 연결되며, 제2 배선(22)의 일단은 기판측 제2 단자(412)에 전기적으로 연결된다.
제1 배선(21) 및 기판측 제1 단자(411)의 연결 및 제2 배선(22) 및 기판측 제2 단자(412)의 연결은 예시적으로 솔더링(Soldering)에 의하여 이루어질 수 있다.
제1 배선(21)은 도전성 금속 재질의 제1 배선 도체부(211), 제1 배선 도체부(211)를 감싸는 형상으로 형성되며 제1 배선 도체부(211)를 절연시키는 복수의 제1 배선 절연부(212) 및 복수의 제1 배선 절연부(212)들 사이에 배치되며 제1 배선 도체부(211)의 일부가 외부로 노출되는 복수의 제1 배선 노출부(213)들 포함한다.
제2 배선(22)도 제1 배선(21)과 동일하게 제2 배선 도체부(221), 제2 배선 절연부(222) 및 제2 배선 노출부(223)을 포함한다. 제2 배선(22)의 구성은 제1 배선(21)의 구성과 실질적으로 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
그리고, 제1 배선 노출부(213) 및 제2 배선 노출부(223)는 서로 엇갈리게 배치된다. 즉, 어느 하나의 제1 배선 노출부(213)는 2개의 제2 배선 노출부(223)들 사이에 위치된다.
제1 배선 도체부(211) 및 제2 배선 도체부(221)는 예시적으로 알루미늄으로 형성될 수 있다.
연결부재(31,32)는 전지셀(11,12,13,14,15)들과 배선부(20)를 전기적으로 연결한다. 연결부재(31,32)는 복수의 제1 연결부재(31) 및 복수의 제2 연결부재(32)를 포함하며, 도전성 금속재질 일례로 알루미늄으로 형성된 금속 클립(Clip)과 같은 형태로 제공된다.
제1 연결부재(31)의 일측에는 제1 배선(21)의 노출부(213)에 위치된 제1 배선 도체부(211)가 끼워지며, 제1 연결부재(31)의 타측에는 제1 전지셀(11)의 전지셀측 제1 단자(112)가 끼워진다.
보다 상세히, 제1 연결부재(31)는 배선 고정부(311)와, 배선 고정부(311)의 일단 및 타단에서 각각 연장 형성되는 제1 브래킷(312) 및 제2 브래킷(313)을 포함한다.
배선 고정부(311)는 제1 배선 도체부(211)를 감싸도록 형성되며, 일부가 개구되는 형상으로 형성된다. 본 실시예에 따른 제1 배선 도체부(211)의 단면은 원형으로 형성되며, 배선 고정부(311)가 제1 배선 도체부(211)와 보다 밀착될 수 있도록 배선 고정부(311)의 내주면은 제1 배선 도체부(211)의 외주면에 대응되는 원형으로 형성될 수 있다.
제1 브래킷(312)은 배선 고정부(311)의 개구된 부분에 위치되는 배선 고정부(311)의 일단과 연결되며, 제1 영역(314) 및 제2 영역(315)을 포함한다.
제1 영역(314)은 배선 고정부(311)의 단부에서 제1 방향(A1)으로 연장 형성되며, 제2 영역(314)은 제1 영역(314)의 타단에서 제2 방향(A2)으로 연장 형성된다. 제2 방향(A2)은 제1 방향(A2)과 기설정된 각도(θ)만큼 기울어지게 형성된다. 즉, 제1 브래킷(312)은 일부가 절곡된 형상으로 형성된다.
제2 브래킷(313)은 배선 고정부(311)의 개구된 부분에 위치되는 배선 고정부(311)의 타단과 연결되며, 제1 브래킷(312)과 일정거리 이격된 상태로 나란하게 형성된다. 그리고, 제2 브래킷(313)은 제1 브래킷(312)과 마찬가지로 제1 영역(316) 및 제2 영역(317)을 형성한다. 제2 브래킷(313)의 구성은 제1 브래킷(312)의 구성과 실질적으로 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
제1 브래킷(312) 및 제2 브래킷(313)이 상호 간에 이격된 거리는 배선 고정부(311)의 내주 직경보다 작게 형성된다.
이하에서는 제1 연결부재(31)에 제1 배선 도체부(211) 및 전지셀측 제1 전극(113)이 연결되는 과정을 설명한다.
도 6 및 도 7은 도 1의 플렉서블 이차 전지의 조립 과정을 보여주는 도면이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 제1 연결부재(31)의 제1 브래킷(312) 및 제2 브래킷(313)의 단부 측에 서로 멀어지는 방향으로 외력을 가하면, 제1 브래킷(312) 및 제2 브래킷(313)은 서로 간의 거리가 이격 되도록 탄성 변형된다.
그 다음, 제1 배선 도체부(211)를 제1 브래킷(312) 및 제2 브래킷(313) 사이의 확장된 이격 공간에 삽입시킨 다음, 배선 고정부(311) 측으로 이동시킨다.
배선 고정부(311)의 개구부를 통하여 제1 배선 도체부(211)가 배선 고정부(311) 측으로 삽입되면, 배선 고정부(311)의 내주면과 제1 배선 도체부(211)의 외주면이 서로 접촉되어, 제1 연결부재(31) 및 제1 배선(21) 사이의 전기적 연결이 이루어 진다.
그 다음, 제1 배선 도체부(211)의 제1 브래킷(312) 및 제2 브래킷(313) 사이에 전지셀측 제1 단자(112)을 삽입시킨다.
그 다음, 제1 배선 도체부(211)의 제1 브래킷(312) 및 제2 브래킷(313)에 가해진 외력을 제거하면, 제1 브래킷(312) 및 제2 브래킷(313)은 탄성 복원되어 제1 전극(113)의 일면 및 타면에 밀착되어, 제1 연결부재(31) 및 전지셀측 제1 단자(112) 사이의 전기적 연결이 이루어 진다.
본 실시예에 따른 이차 전지에서, 제1 연결부재(31)의 제1 브래킷(312) 및 제2 브래킷(313)과 그 사이에 배치되는 전지셀측 제1 단자(114)은 용접에 의하여 보다 견고하게 상호 고정될 수 있다.
또한, 제1 연결부재(31)의 배선 고정부(311)와 제1 배선 도체부(211)는 상호 간에 용접되어 보다 견고하게 연결될 수 있다.
제1 연결부재(31)와 전지셀측 제1 단자(114)의 고정이 견고하게 이루어지면, 제1 연결부재(31)의 배선 고정부(311)는 내부에 삽입된 도체부(211)를 보다 가압하게 된다, 즉 배선 고정부(311)의 내면이 도체부(211)의 외면에 보다 밀착됨으로써, 제1 연결부재(31)와 제1 배선부(21)의 전기적 연결이 보다 신뢰성있게 수행될 수 있다.
한편, 제2 연결부재(32)는 배선 고정부(321), 제1 브래킷(322) 및 제2 브래킷(323)을 포함한다. 제1 브래킷(322) 및 제2 브래킷(323)은 제1 영역(미도시) 및 제2 영역(미도시)를 포함하여, 제2 연결부재(32)는 제1 연결부재(31)와 마찬가지로 일부가 절곡된 형상으로 형성된다.
다만, 제2 연결부재(32)의 상기 제2 영역은 제1 연결부재(32)의 제2 영역(315,316)과 반대 방향으로 절곡되는 형상으로 형성된다.
제2 연결부재(32)의 세부 구성은 상기 구성에 차이가 있을 뿐 다른 구성에 있어서는 제1 연결부재(31)의 구성과 살질적으로 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 제2 연결부재(32)와 제2 배선(22) 및 전지셀측 제2 단자(113)의 연결 구성 또한 제1 연결부재(31)와 제1 배선(21) 및 전지셀측 제1 단자(114)의 연결 구성과 실질적으로 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
제1 연결부재(31) 및 제2 연결부재(32)와, 제1 전기셀(11)와, 제1 배선(21) 및 제2 배선(22)이 서로 연결되면, 제1 전기셀(11)과 보호기판(40) 간의 전기적 연결이 수행될 수 있다.
제2 전기셀(12), 제3 전기셀(13), 제4 전기셀(14) 및 제5 전기셀(15)과 보호기판(40) 간의 전기적 연결 또한 다른 제1 연결부재(31) 및 제2 연결부재(32)에 의하여 이루어지므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 실시예에 따른 제1 전기셀(11) 내지 제5 전기셀(15)은 하나의 제1 배선(21) 및 하나의 제2 배선(22)을 통하여 보호기판(40)에 연결됨에 따라서, 제1 전기셀(11) 내지 제5 전기셀(15)은 보호기판(40)와 병렬 상태로 연결된다.
한편, 본 실시예에 따른 이차 전지(100)의 제1 연결부재(31) 및 제2 연결부재(32)는 각각 그 일부가 서로 다른 방향으로 절곡되는 형상으로 형성된다. 따라서 전지셀(11,12,13,14,15)의 전지셀측 제1 전극(112) 및 제2 전극(113)이 동일한 평면상에 위치되는 경우에도 상호 간의 간섭이 최소화될 수 있다.
도 8은 도 1의 플렉서블 이차 전지를 Ⅷ 방향에서 바라본 측면도이다.
도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 플렉서블 이차 전지(100)는 외력(P)에 의하여 플렉서블 하게 외형이 구부려질 수 있다.
보다 상세히, 플렉서블 이차 전지(100)의 양 단부, 즉 보호기판(40)와 제5 전지셀(15)에 일정 크기의 외력(P)을 하방으로 작용시키면, 플렉서블 이차 전지(100)는 하부에 위치되는 지점을 중심으로 하는 원호 형상으로 구부려질 수 있다.
플렉서블 이차 전지(100)의 양 단부측에 상방으로 작용되는 힘을 가하면, 플렉서블 이차 전지(100)는 상부에 위치되는 지점을 중심으로 하는 원호 형상으로 구부려질 수 있다.
즉, 제1 전지셀(11) 내지 제5 전지셀(15)의 상측에, 플렉서블 이차 전지(100)의 길이방향으로 배치된 배선부(21,22)가 플렉서블하게 형성됨에 따라서, 양 단부 측에 작용되는 외력(P)에 의하여 플렉서블 이차 전지(100)가 원하는 방향으로 용이하게 구부려질 수 있다.
또한, 다수의 전지셀(11,12,13,14,15)이 제1 배선(21) 및 제2 배선(22)을 통하여, 보호기판(40)의 기판측 제1 전극(411) 및 기판측 제2 전극(412) 측에 병렬로 연결됨에 따라서, 보호기판(40)의 면적이 소형화될 수 있으며 회로구성이 단순해질 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플렉서블 이차 전지의 평면도이다.
본 실시예는 몰딩부재(60)를 포함하는 구성에 있어서 차이가 있을 뿐, 나머지 구성에 있어서는 도 1 내지 도 8의 구성과 실질적으로 동일하므로, 이하에서는 본 실시예의 차별적인 구성을 중심으로 설명한다.
도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 플렉서블 이차 전지(100)는 보호기판(40), 배선부(30), 제1 연결부재(31), 제2 연결부재(32) 및 복수의 전기셀(10)을 동시에 감싸는 사각 형상의 몰딩부재(60)를 포함한다.
몰딩부재(60)는 플렉서블 이차 전지(100)의 외형을 형성함으로써, 외부의 충격으로부터 내부의 구성을 보호할 수 있다.
또한, 몰딩부재(60)는 예시적으로 우레탄 또는 합성고무와 같은 플렉서블한 폴리머 재질로 형성되어, 플렉서블 이차 전지(100)가 외력에 의하여 원하는 형상으로 외형이 가변되도록 할 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 이차전지(100)는 전지셀(11,12,13,14,15)을 상호 간에 폴딩 가능하게 연결시키기 위한 폴딩부재(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 폴딩부재는 일례로 플렉서블한 폴리머 재질로 형성될 수 있다.
상기 폴딩부재는 일측이 어느 하나의 전지셀(11)의 측면과 연결되고, 타측은 이에 인접하는 다른 하나의 전지셀(12)의 측면과 연결된다. 전지셀(11,12)들은 상기 폴딩부재를 중심으로 상호 간에 폴딩될 수 있다.
본 실시예에서 상기 폴딩부재는 플렉서블한 폴리머 재질로 형성되는 것으로 설명되고 있으나, 힌지 결합체로 형성되는 구성 또한 가능하다고 할 것이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 이차 전지의 평면도이다.
본 실시예는 복수의 몰딩부재(70)를 포함하는 구성에 있어서 차이가 있을 뿐, 나머지 구성에 있어서는 도 1 내지 도 8의 구성과 실질적으로 동일하므로, 이하에서는 본 실시예의 차별적인 구성을 중심으로 설명한다.
도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 플렉서블 이차 전지(100)는 외부의 충격으로부터 내부 구성을 보호하고, 상호 간에 폴딩가능하게 연결되는 제1 몰딩부재(71) 내지 제6 몰딩부재(76)를 포함한다.
제1 몰딩부재(71)는 보호회로(40)와, 보호회로(40)에 연결된 도선부(20)의 일부 영역을 감싸는 형상으로 형성된다.
제2 몰딩부재(72)는 제1 전지셀(11)과, 제1 전지셀(11)에 연결된 연결부재(31,32)와, 연결부재(31,32)에 연결된 도선부(20)의 일부 영역을 감싸는 형상으로 형성된다.
제3 몰딩부재(73) 내지 제6 몰딩부재(76)의 구성은 제2 몰딩부재(72)의 구성과 실질적으로 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
각각의 몰딩부재(71~76)은 인접한 몰딩부재(71~76)와 폴딩 가능하게 연결된다. 이때, 몰딩부재(71~76)들 사이에는 몰딩부재(71~76)을 상호 폴딩 가능하게 연결하기 위한 몰딩 연결부재(미도시)가 포함될 수 있으며, 상기 몰딩 연결부재는 일례로 힌지 결합체일 수 있다.
이때, 배터리셀(11~15)들과 보호기판(40)을 연결하는 배선부(20)는 제1 몰딩부재(71) 내지 제6 몰딩부재(72)에 걸쳐 배치되며, 복수의 몰딩부재(71~76) 중 어느 하나의 몰딩부재와 이에 인접되는 다른 몰딩부재를 관통하는 관통홀을 통과하도록 배치된다.
본 실시예에서는 상기 몰딩 연결부재가 힌지 결합체인 것으로 설명되고 있으나, 상기 몰딩 연결부재가 폴리머 재질의 스트링으로 마련되어, 몰딩부재(71~76) 중 어느 하나의 몰딩부재와 상기 몰딩부재에 인접되는 다른 몰딩부재에 열접착되는 구성 또한 가능하다고 할 것이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 이차 전지의 일부 확대도이다.
본 실시예는 체결부재(80)를 포함하는 구성에 있어서 차이가 있을 뿐, 나머지 구성에 있어서는 도 1 내지 도 8의 구성과 실질적으로 동일하므로, 이하에서는 본 실시예의 차별적인 구성을 중심으로 설명한다.
도 11을 참조하면, 본 실시예에 따른 플렉서블 이차 전지(100)는 연결부재(31)와 전지셀측 전극(112)을 고정시키기 위한 체결부재(80)를 더 포함한다.
체결부재(80)는 일례로 체결볼트(81)와 체결너트(82)를 포함할 수 있다.
체결볼트(81)는 연결부재(31)의 제1 브래킷(312)과 제2 브래킷(313) 사이에 전지셀측 전극(113)이 배치된 상태에서, 제1 브래킷(312), 전지셀측 전극(112) 및 제2 브래킷(313)을 차례로 관통하는 관통홀(90)에 삽입된다.
체결볼트(81)가 관통홀(90)에 완전하게 삽입되면, 체결너트(82)가 체결볼트(81)의 단부에 체결된다.
체결된 체결너트(82)는 제2 브래킷(322)을 체결볼트(81)의 헤드 방향 즉 전지셀측 전극(113) 측으로 가압함으로써, 연결부재(31)와 전지셀측 전극(113) 간의 고정이 보다 견고하게 이루어질 수 있도록 한다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 이차 전지의 연결부재를 보여주는 도면이다.
본 실시예는 연결부재(31,32) 및 배선부(20)의 구성에 있어서 차이가 있을 뿐, 나머지 구성에 있어서는 도 1 내지 도 8의 구성과 실질적으로 동일하므로, 이하에서는 본 실시예의 차별적인 구성을 중심으로 설명한다.
도 12를 참조하면, 본 실시예에 따른 배선부(20)는 플렉서블한 판상 형상의 도체부(24)를 포함한다.
그리고, 도체부(24)의 일부가 끼워지는 연결부재(34)의 배선 고정부(341)는 도체부(24)의 단면의 형상에 대응되는 직사각형 내면을 가지며, 일측에는 도체부(24)의 일부가 삽입되기 위한 개구부(345)가 형성된다.
그리고, 배선 고정부(341)의 일단에는 전지셀측 단자(113)가 고정되기 위한 제1 브래킷(342)이 연장 형성된다. 전기셀측 단자(113)는 제1 브래킷(342)에 용접 등의 방법에 의하여 전기적으로 연결된 상태에서 고정될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
100 : 플렉서블 이차 전지 11 : 제1 전지셀
111 : 전지셀 케이스 112 : 전지셀측 제1 전극
113 : 전지셀측 제2 전극 12 : 제2 전지셀
13: 제3 전지셀 14 : 제4 전지셀
15 : 제5 전지셀 21 : 제1 배선
211 : 도체부 212 : 절연부
213 : 노출부 31 : 제1 연결부재
311 : 배선 고정부 312 : 제1 브래킷
313 : 제2 브래킷 40 : 보호기판

Claims (16)

  1. 보호기판측 제1 단자 및 보호기판측 제2 단자가 형성된 보호기판;
    일단이 상기 보호기판측 제1 단자 및 상기 보호기판측 제2 단자에 각각 연결되며 플렉서블한 제1 배선 및 제2 배선을 포함하고, 상기 제1 배선 및 상기 제2 배선은 인접하여 서로 평행하게 배치되는 배선부;
    상기 제1 배선의 일부가 끼워져, 상기 제1 배선과 전기적으로 연결되는 복수의 제1 연결부재;
    상기 제2 배선의 일부가 끼워져, 상기 제2 배선과 전기적으로 연결되는 복수의 제2 연결부재; 및
    상기 제1 연결부재와 전기적으로 연결되는 전지셀측 제1 단자 및 상기 제2 연결부재와 전기적으로 연결되는 전지셀측 제2 단자를 각각 포함하는 복수의 전지셀;을 포함하는 플렉서블 이차 전지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 배선 및 상기 제2 배선은, 전류가 흐르기 위한 금속재질의 도체부;를 포함하고,
    상기 제1 연결부재 및 상기 제2 연결부재 중 적어도 하나는, 상기 도체부를 감싸며 일부가 개구되는 배선 고정부; 상기 배선 고정부의 일단에서 연장 형성되는 제1 브래킷;을 포함하고,
    상기 전지셀측 제1 단자 또는 상기 전지셀측 제2 단자는 상기 제1 브래킷과 접촉되는 플렉서블 이차 전지.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 연결부재 및 상기 제2 연결부재 중 적어도 하나는, 상기 배선 고정부의 타단에서 상기 제1 브래킷과 나란한 방향으로 연장 형성되는 제2 브래킷을 포함하고,
    상기 전지셀측 제1 단자 또는 상기 전지셀측 제2 단자는 상기 제1 브래킷과 상기 제2 브래킷 사이에 배치되는 플렉서블 이차 전지.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 브래킷 및 상기 제2 브래킷은, 상기 배선 고정부와 연결된 지점을 중심으로 상호 간의 이격 거리가 변하도록 탄성 변형 가능한 플렉서블 이차 전지.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 브래킷은,
    상기 배선 고정부의 단부에서 제1 방향으로 연장 형성되는 제1 영역; 및 상기 제1 영역의 단부에서 상기 제1 방향과 기설정된 각도만큼 기울어지는 제2 방향으로 연장형성되는 제2 영역을 포함하는 플렉서블 이차 전지.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제2 브래킷은,
    상기 제1 브래킷의 상기 제1 영역이 연장형성된 방향과 동일한 방향으로 연장형성되는 제1 영역; 및 상기 제1 방향을 중심으로 상기 제1 브래킷의 상기 제2 영역과대칭되는 방향으로 상기 제1 영역의 단부로부터 연장형성되는 제2 영역;을 포함하는 플렉서블 이차 전지.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 전지셀측 제1 단자는 상기 전지셀로부터 돌출된 금속 판상으로 형성되며,
    상기 전지셀측 제1 단자는 상기 제1 연결부재의 상기 제1 브래킷 및 상기 제2 브래킷 사이에 배치되는 플렉서블 이차 전지.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 전지셀측 제1 단자는 상기 제1 브래킷 및 상기 제2 브래킷에 용접되는 플렉서블 이차 전지.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 제1 브래킷, 상기 전지셀측 제1 단자 및 상기 제2 브래킷에는 관통하는 관통홀이 형성되며,
    상기 관통홀을 동시에 관통하여 상기 제1 브래킷, 상기 전지셀측 제1 단자 및 상기 제2 브래킷을 상호 고정시키는 체결부재;를 더 포함하는 플렉서블 이차 전지.
  10. 제 2 항에 있어서,
    상기 배선 고정부는 개구된 일부를 제외한 내면이 상기 도체부에 밀착되는 플렉서블 이차 전지.
  11. 제 2 항에 있어서,
    상기 배선 고정부와 상기 도체부는 상호 간에 용접되는 플렉서블 이차 전지.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 배선 및 상기 제2 배선은,
    금속재질의 도체부;
    상기 도체부를 감싸며, 상기 도체부를 절연시키는 복수의 절연부; 및
    상기 절연부 사이에 배치되며, 상기 도체부의 일부가 노출되는 복수의 노출부;를 각각 포함하고,
    상기 제1 연결부재는 상기 제1 배선의 상기 노출부에 위치된 상기 도체부에 연결되며, 상기 제2 연결부재는 상기 제2 배선의 상기 노출부에 위치된 상기 도체부에 연결되는 플렉서블 이차 전지.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 배선 및 상기 제2 배선은,
    판상으로 형성되는 금속재질의 플렉서블 도체부;를 포함하는 플렉서블 이차 전지.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호기판, 상기 배선부, 상기 제1 연결부재, 상기 제2 연결부재 및 상기 전지셀을 동시에 감싸는 몰딩부재;를 더 포함하는 플렉서블 이차 전지.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 복수의 전지셀 중 어느 하나의 전지셀과 이에 인접되는 다른 전지셀을 폴딩 가능하게 연결하는 폴딩부재;를 더 포함하는 플렉서블 이차 전지.
  16. 제 1 항에 있어서,
    복수의 상기 전지셀 중 어느 하나의 전지셀 및 이와 연결된 상기 제1 연결부재 및 상기 제2 연결부재를 감싸는 제1 몰딩부재; 및
    상기 전지셀을 제외한 다른 전지셀 및 이와 연결된 상기 제1 연결부재 및 상기 제2 연결부재를 동시에 감싸는 제2 몰딩부재;를 더 포함하는 플렉서블 이차 전지.
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