(57)【要約】【課題】所望の形態にデザインできるバッテリーおよびこれを有する電子装置を提供する。【解決手段】本発明のバッテリーにおいて、可撓性ケース、第１方向の長さ、前記第１方向に垂直な第２方向の幅、前記第１方向および第２方向に直角な第３方向の厚さを有し、前記長さが前記幅および前記厚さより大きく、前記可撓性ケースに収容される電極組立体、および前記可撓性ケースと前記電極組立体の間に位置し、前記電極組立体に囲まれた可撓性シーリング部材を含み、前記バッテリーは可撓性のバッテリーおよびこれを有する電子装置を提供する。【選択図】図１ａ
2015002173.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリーにおいて、
可撓性ケース、
第１方向の長さ、前記第１方向に垂直な第２方向の幅、前記第１方向および第２方向に直角な第３方向の厚さを有し、前記長さが前記幅および前記厚さより大きく、前記可撓性ケースに収容される電極組立体、および
前記可撓性ケースと前記電極組立体の間に位置し、前記電極組立体に囲まれた可撓性シーリング部材を含み、
前記バッテリーは可撓性であることを特徴とするバッテリー。
【請求項２】
前記電極組立体の幅に対する前記電極組立体の長さの比率は１０：１またはそれより大きいことを特徴とする請求項１に記載のバッテリー。
【請求項３】
前記電極組立体の幅に対する前記電極組立体の長さの比率は１０：１ないし１００：１であることを特徴とする請求項１または２に記載のバッテリー。
【請求項４】
前記電極組立体の厚さに対する前記電極組立体の幅の比率は０．５：１ないし１．５：１であることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のバッテリー。
【請求項５】
前記シーリング部材は前記電極組立体の長さより小さい幅を有し、
前記シーリング部材は前記第１方向に前記電極組立体の周りに螺旋状に巻き取られたことを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載のバッテリー。
【請求項６】
前記シーリング部材は前記電極組立体の第１方向を横切る方向に囲まれることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載のバッテリー。
【請求項７】
前記シーリング部材はＰＥ、ＰＰ、ＰＩまたはその混合物からなることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載のバッテリー。
【請求項８】
前記シーリング部材はＰＥＴ、ＰＴＴまたはその混合物からなる熱収縮テープであることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載のバッテリー。
【請求項９】
前記電極組立体は第１電極板、第２電極板、および前記第１、第２電極板の間に介在したセパレータを含み、
前記第１電極板、第２電極板、およびセパレータは柔軟に変形可能であることを特徴とする請求項１から８の何れか１項に記載のバッテリー。
【請求項１０】
前記第１電極板、第２電極板およびセパレータは前記第１方向に延長された軸を基準に螺旋状に巻き取られたことを特徴とする請求項９に記載のバッテリー。
【請求項１１】
前記第１電極板、第２電極板およびセパレータは前記第２方向に延長された軸を基準に螺旋状に巻き取られたことを特徴とする請求項９に記載のバッテリー。
【請求項１２】
前記第１電極板、第２電極板およびセパレータは前記第３方向に予め定められた厚さほどスタックされることを特徴とする請求項９に記載のバッテリー。
【請求項１３】
前記第１電極板は第１集電体と前記第１集電体にコーティングされた第１活物質を含み、前記第１集電体は２０μｍより小さい厚さを有し、
前記第２電極板は第２集電体と前記第２集電体にコーティングされた第２活物質を含み、前記第２集電体は２０μｍより小さい厚さを有することを特徴とする請求項９から１２の何れか１項に記載のバッテリー。
【請求項１４】
前記第１電極板は第１集電体を含み、
前記第２電極板は第２集電体を含み、
前記第１、第２集電体はそれぞれメッシュまたは発泡形態であることを特徴とする請求項９から１３の何れか１項に記載のバッテリー。
【請求項１５】
前記第１電極板および第２電極板それぞれは１ないし２００μｍの直径を有する多数の貫通ホールを含むことを特徴とする請求項９から１４の何れか１項に記載のバッテリー。
【請求項１６】
前記可撓性ケースは薄膜形態の金属層、前記金属層の第１面上に形成された第１絶縁層、前記金属層の第２面上に形成された第２絶縁層を含むことを特徴とする請求項１から１５の何れか１項に記載のバッテリー。
【請求項１７】
前記電極組立体は前記第１方向または第２方向より前記第３方向にさらに容易に曲がることを特徴とする請求項１から１６の何れか１項に記載のバッテリー。
【請求項１８】
前記バッテリーは三角、四角、五角、六角、台形、丸、楕円、スパイラル、ミアンダ、のこぎり歯、またはサイン曲線の形態に曲がれることを特徴とする請求項１から１７の何れか１項に記載のバッテリー。
【請求項１９】
請求項１８に記載の形態に曲がるバッテリーのための収納領域を有することを特徴とする電子装置。
【請求項２０】
バッテリーのための収納領域を含んでおり、前記収納領域は形態を有し、前記バッテリーは前記収納領域の形態に対応するように曲がることを特徴とする電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一実施例はバッテリーおよびこれを有する電子装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、モバイル電子機器の小型軽量化によりこれら電子機器などに電力を供給するバッテリーに対しても駆動用およびバックアップ用の用途を問わず、小型化、薄型化、軽量化の要求が高まっている。また、電子機器内の収納空間を効率的に使用できることが要求されている。そして、このようなバッテリーには、例えば、エネルギー密度や出力密度が大きく再充電可能なリチウムイオン２次電池が適合する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の一実施例は所望の形態にデザインできるバッテリーおよびこれを有する電子装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一実施例はバッテリーにおいて、可撓性ケース、第１方向の長さ、前記第１方向に垂直な第２方向の幅、前記第１方向および第２方向に直角な第３方向の厚さを有し、前記長さが前記幅および前記厚さより大きく、前記可撓性ケースに収容される電極組立体、および前記可撓性ケースと前記電極組立体の間に位置し、前記電極組立体に囲まれた可撓性シーリング部材を含み、前記バッテリーは可撓性であることを特徴とする。
【０００５】
前記電極組立体の幅に対する前記電極組立体の長さの比率は１０：１またはそれより大きいことができる。
【０００６】
前記電極組立体の幅に対する前記電極組立体の長さの比率は１０：１ないし１００：１であることができる。
【０００７】
前記電極組立体の厚さに対する前記電極組立体の幅の比率は０．５：１ないし１．５：１であることができる。
【０００８】
前記シーリング部材は前記電極組立体の長さより小さい幅を有し、前記シーリング部材は前記第１方向に前記電極組立体の周りに螺旋状に巻き取ることができる。
【０００９】
前記シーリング部材は前記電極組立体の第１方向を横切る方向に囲むことができる。
【００１０】
前記シーリング部材はＰＥ、ＰＰ、ＰＩまたはその混合物からなることができる。
【００１１】
前記シーリング部材はＰＥＴ、ＰＴＴまたはその混合物からなる熱収縮テープであることができる。
【００１２】
前記電極組立体は第１電極板、第２電極板、および前記第１、第２電極板の間に介在したセパレータを含み、前記第１電極板、第２電極板、およびセパレータは柔軟に変形可能である。
【００１３】
前記第１電極板、第２電極板およびセパレータは前記第１方向に延長された軸を基準に螺旋状に巻き取ることができる。
【００１４】
前記第１電極板、第２電極板およびセパレータは前記第２方向に延長された軸を基準に螺旋状に巻き取ることができる。
【００１５】
前記第１電極板、第２電極板およびセパレータは前記第３方向に予め定められた厚さほどにスタックされることができる。
【００１６】
前記第１電極板は第１集電体と前記第１集電体にコーティングされた第１活物質を含み、前記第１集電体は２０μｍより小さい厚さを有し、前記第２電極板は第２集電体と前記第２集電体にコーティングされた第２活物質を含み、前記第２集電体は２０μｍより小さい厚さを有することができる。
【００１７】
前記第１電極板は第１集電体を含み、前記第２電極板は第２集電体を含み、前記第１、第２集電体はそれぞれメッシュまたは発泡形態であることができる。
【００１８】
前記第１電極板および第２電極板それぞれは１ないし２００μｍの直径を有する多数の貫通ホールを含むことができる。
【００１９】
前記可撓性ケースは薄膜形態の金属層、前記金属層の第１面上に形成された第１絶縁層、前記金属層の第２面上に形成された第２絶縁層を含むことができる。
【００２０】
前記電極組立体は前記第１方向または第２方向より前記第３方向にさらに容易に曲がることができる。
【００２１】
前記バッテリーは三角、四角、五角、六角、はしご、丸、楕円、スパイラル、ミアンダ、のこぎり歯、またはサイン曲線の形態に曲がることができる。
【００２２】
本発明の他の実施例は三角、四角、五角、六角、はしご、丸、楕円、スパイラル、ミアンダ、のこぎり歯、またはサイン曲線の形態に曲がるバッテリーのための収納領域を有する電子装置を特徴とする。
【００２３】
本発明の他の実施例はバッテリーのための収納領域を含んでおり、前記収納領域は形態を有し、前記バッテリーは前記収納領域の形態に対応するように曲がることができる電子装置を特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の一実施例はバッテリーが装着される電子装置の空間的特性により多様な形態にデザインできるバッテリーを提供する。
【００２５】
例えば、電子装置に形成された三角形、四角形、五角形、六角形、梯形、丸形、楕円形、スパイラル型、ミアンダ型、のこぎり形またはサイン波形のような多様な曲線形態の収納領域に本発明によるバッテリーが収納されることができる。
【００２６】
したがって、本発明は電子装置でバッテリーが占有する収納領域が電子装置のデザインや回路などの設計に制約を与えないことによって、電子装置の形態がさらに多様になり、さらに小型化および薄型化される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１ａ】図１ａは本発明の一実施例によるバッテリーを示す斜視図である。
【図１ｂ】図１ｂは本発明の一実施例によるバッテリーを示す部分拡大斜視図である。
【図１ｃ】図１ｃは本発明の一実施例によるバッテリーを示す断面図である。
【図１ｄ】図１ｄは電極組立体およびシーリング部材を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施例によるバッテリーの中、電極組立体を示す部分拡大斜視図である。
【図３】本発明の他の実施例によるバッテリーの中、電極組立体を示す部分拡大斜視図である。
【図４】本発明のまた他の実施例によるバッテリーの中、電極組立体を示す部分拡大斜視図である。
【図５】本発明のまた他の実施例によるバッテリーの中、電極組立体を示す部分拡大斜視図である。
【図６ａ】図６ａは本発明の他の実施例によるバッテリーを示す斜視図である。
【図６ｂ】図６ｂは本発明の他の実施例によるバッテリーを示す部分拡大斜視図である。
【図６ｃ】図６ｃは本発明の他の実施例によるバッテリーを示す断面図である。
【図６ｄ】図６ｄは電極組立体およびシーリング部材を示す斜視図である。
【図７ａ】本発明のまた他の実施例によるバッテリーの２次元的なベンディング形態を示す平面図である。
【図７ｂ】本発明の他の実施例によるバッテリーの２次元的なベンディング形態を示す平面図である。
【図７ｃ】本発明の他の実施例によるバッテリーの２次元的なベンディング形態を示す平面図である。
【図７ｄ】本発明の他の実施例によるバッテリーの２次元的なベンディング形態を示す平面図である。
【図７ｅ】本発明の他の実施例によるバッテリーの２次元的なベンディング形態を示す平面図である。
【図７ｆ】本発明の他の実施例によるバッテリーの２次元的なベンディング形態を示す平面図である。
【図７ｇ】本発明の他の実施例によるバッテリーの２次元的なベンディング形態を示す平面図である。
【図７ｈ】本発明の他の実施例によるバッテリーの２次元的なベンディング形態を示す平面図である。
【図７ｉ】本発明の他の実施例によるバッテリーの２次元的なベンディング形態を示す平面図である。
【図７ｊ】本発明の他の実施例によるバッテリーの２次元的なベンディング形態を示す平面図である。
【図７ｋ】本発明の他の実施例によるバッテリーの２次元的なベンディング形態を示す平面図である。
【図７ｌ】本発明の他の実施例によるバッテリーの２次元的なベンディング形態を示す平面図である。
【図７ｍ】本発明の他の実施例によるバッテリーの２次元的なベンディング形態を示す平面図である。
【図８】本発明のまた他の実施例によるバッテリーの３次元的なベンディング形態を示す平面図である。
【図９ａ】本発明のバッテリーが装着された外部セットを示す背面図である。
【図９ｂ】本発明のバッテリーが装着された外部セットを示す断面図である。
【図１０】本発明のバッテリーが装着された他の外部セットを示す背面図である。
【図１１ａ】本発明の他の実施例による第１電極板または第２電極板を示す断面図である。
【図１１ｂ】本発明の他の実施例による第１電極板または第２電極板を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施例を詳しく説明する。
【００２９】
本発明の実施例は該当技術分野において通常の知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものであり、下記実施例は様々な他の形態に変形することができ、本発明の範囲が下記実施例に限定されるものではない。むしろ、これら実施例は本開示をより充実かつ完全になるようにし、当業者に本発明の思想を完全に伝達するために提供されるものである。
【００３０】
また、以下の図面において、各層の厚さや大きさは説明の便宜および明確性のために誇張されたものであり、図面上で同一符号は同一な要素を示す。本明細書で用いられたように、‘および／または’という用語は該当記載された項目のうちいずれか一つおよび一つ以上のすべての組み合わせを含む。
【００３１】
本明細書で用いられる用語は、特定の実施例を説明するために用いられ、本発明を限定しようとするものではない。本明細書に用いられたように、単数型は文脈上異なる場合を明白に指摘するものでない限り、複数型を含むことができる。また、本明細書で用いられる‘含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）’および／または‘含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）’は言及された形状、数字、段階、動作、部材、要素および／またはこれらの組み合わせが存在することを特定するものであり、一つ以上の他の形状、数字、動作、部材、要素および／またはこれらの組み合わせの存在または付加を排除するものではない。
【００３２】
本明細書で第１、第２などの用語が多様な部材、部品、領域、層および／または部分を説明するために用いられるが、これら部材、部品、領域、層および／または部分は、前記用語によって限定されてはならないということは明らかであろう。前記用語は一つの部材、部品、領域、層または部分を他の領域、層または部分から区別する目的にのみ用いられる。したがって、以下に説明する第１部材、部品、領域、層または部分は、本発明の思想を外れなくても第２部材、部品、領域、層または部分を指称することができる。
【００３３】
また、本明細書で用いられる‘分離膜’は分離膜と親和性が小さい液体電解質を使用する液体電解質バッテリーで一般に通用する分離膜を含む。さらには、本明細書で用いられる‘分離膜’は、電解質が分離膜に強く束縛されて電解質と分離膜が同じものと認識される真性固体ポリマー電解質、および／またはゲル固体ポリマー電解質を含む概念である。したがって、前記分離膜は本明細書で定義するところにより、その意味が定義されなければならない。
【００３４】
図１ａ乃至図１ｃは本発明の一実施例によるバッテリーを示す斜視図、部分拡大斜視図および断面図であり、図１ｄは電極組立体およびシーリング部材を示す斜視図である。
【００３５】
図１ａ乃至図１ｄに示されているように、本発明によるバッテリー１は再充電可能な電極組立体１１０、電極組立体１１０を囲むシーリング部材１２０、および電極組立体１１０を外部環境から保護する可撓性ケース１３０を含む。
【００３６】
電極組立体１１０は第１方向の長さが第２方向の長さに比較して相対的にさらに長く形成される。例えば、電極組立体１１０の第１方向の長さおよび第２方向の長さに対する縦横比がほぼ１０：１ないしほぼ１００：１であることができるが、本発明はこのような数値に限定されるものではない。ここで、第１方向および第２方向は相互垂直な関係を有する。
【００３７】
電極組立体１１０は第１電極板１１１、第２電極板１１２およびその間に介在した分離膜１１３からなり、第１電極板１１１、第２電極板１１２および分離膜１１３は第１方向に沿って巻き取られてなる。つまり、電極組立体１１０は第２方向を巻取り軸にして第１方向に沿って巻き取られてなる。よって、電極組立体１１０は第１、第２方向と垂直な第３方向に沿って容易に曲がることができる。一例として、第１方向をＸ軸に、第２方向をＹ軸に、第３方向をＺ軸に定義すれば、電極組立体１１０はＹ軸を巻取り軸にしてＸ軸に沿って巻き取られ、よって、電極組立体１１０はＺ軸に沿って容易に曲がることができる。また、電極組立体１１０は横断面が直四角または正四角形態であることもあるが、本発明はこれに限定されるものではない。一例として、横断面の電極組立体１１０で幅と厚さ（またはＹ軸方向の長さおよびＺ軸方向の長さ）の比率はほぼ０．５ないしほぼ１．５であることができる。さらに好ましくは電極組立体１１０の幅と厚さの比率はほぼ１であることができる。つまり、電極組立体１１０の横断面形態がほぼ正四角形に近いほど自由度の増加によって電極組立体１１０の柔軟性が向上する。
【００３８】
ここで、前述のように第３方向（Ｚ軸）に沿ってバッテリー１の厚さが定義されることができ、第２方向（Ｙ軸）に沿ってバッテリー１の幅が定義されることもできる。
【００３９】
また、第１電極板１１１は正極板であり、第２電極板１１２は負極板であることができる。もちろん、その逆も可能である。また、第１電極板１１１は第１集電体（図示せず）および第１活物質（図示せず）を含み、第２電極板１１２は第２集電体（図示せず）および第２活物質（図示せず）を含む。
【００４０】
第１電極板１１１は第１集電体に金属酸化物、金属硫化物または特定の高分子などからなる第１活物質がコーティングされてなる。
【００４１】
第１集電体は、例えば、アルミニウム、チタン、またはこれらの合金であることができる。また、第１集電体の形状は薄膜型、ラス（ｌａｔｈ）型、パンチングメタル（ｐｕｎｃｈｉｎｇ  ｍｅｔａｌ）型、網（ｎｅｔ）型などであることができる。また、第１集電体の厚さは薄型バッテリー１を実現するため、例えば、２０μｍより小さいこともある。
【００４２】
また、第１集電体には第１タップ１１１ａが形成されて、可撓性ケース１３０の外側に一定の長さが延長されている。このような第１タップ１１１ａもアルミニウム、チタン、またはこれらの合金であることができ、周りの一部領域は可撓性ケース１３０の金属層と短絡しないように第１絶縁フィルム１１１ｂで覆われる。
【００４３】
第１活物質は製造するバッテリーの種類によって異なり、特に限定されるものではない。例えば、第１活物質はリチウム電池またはリチウムイオン電池を製造する場合、リチウムの吸収および放出が可能な材料であれば特に限られない。具体的にはＴｉＳ２、ＭｏＳ２、ＮｂＳｅ２、Ｖ２Ｏ５等のリチウムを含有しない金属硫化物または酸化物や一般式ＬｉｘＭＯ２（式中、Ｍは１種以上の遷移金属を表し、Ｘは電池の充放電形態によって異なるが、通常０．０５≦ｘ≦１．１０である）で表されるリチウム複合酸化物などであることができる。ここで、遷移金属ＭはＣｏ、Ｎｉ、Ｍｎなどであることができる。このようなリチウム複合酸化物の具体的な例としては、ＬｉＣＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＮｙＣｏ１−ｙＯ２（式中、０<ｙ<１である）、ＬｉＭｎ２Ｏ４等が挙げられる。これらリチウム複合酸化物は高電圧を発生させることができ、エネルギー密度が優れている。
【００４４】
特に、第１活物質として高電圧および固体的密度を得ることができ、サイクル特性に優れているため、リチウムコバルト酸化物やリチウムニッケル酸化物が用いられる。このようなリチウム複合酸化物はリチウムの炭素塩、酢酸塩、酸化物または水酸化物と、コバルト、マンガンまたはニッケルなどの炭酸塩、酢酸塩、酸化物または水酸化物を所望の組成により粉砕混合して、酸素雰囲気下で６００ないし１０００℃の温度範囲で焼成することによって製造されることができる。また、上述のような第１活物質を使って電極を形成するとき、公知の導電剤やバインダーなどが添加されることは当然である。
【００４５】
第２電極板１１２は第２集電体に第２活物質がコーティングされてなる。
【００４６】
第２集電体は、例えば、銅、ニッケル、またはこれらの合金であることができる。また、第２集電体の形状は薄膜型、ラス（ｌａｔｈ）型、パンチングメタル（ｐｕｎｃｈｉｎｇ  ｍｅｔａｌ）型、網（ｎｅｔ）型などであることができる。また、第２集電体の厚さは薄型バッテリーを実現するため、例えば、２０μｍより小さいこともある。
【００４７】
また、第２集電体には第２タップ１１２ａが形成されて、可撓性ケース１３０の外側に一定の長さが延長されている。このような第２タップ１１２ａは銅、ニッケル、またはこれらの合金であることもあり、周りの一部領域は可撓性ケース１３０の金属層と短絡しないように第２絶縁フィルム１１２ｂで覆われている。
【００４８】
第２活物質は製造するバッテリーの種類によって異なり、特に限定されるものではない。例えば、リチウムイオン２次電池を製造する場合、第２活物質としては、リチウムをドープ／脱ドープすることができる黒鉛化が難しい炭素系材料や黒鉛系材料の炭素材料であることができる。具体的には熱分解炭素類、ピッチコークス、ニードルコークス、石油コークスなどのコークス類、黒鉛類、ガラス状炭素類、フェノール樹脂、フラン（ｆｕｒａｎｅ）樹脂などが適当な温度で焼成されて炭素化した有機高分子化合物焼成体、炭素繊維、活性炭などの炭素材料であることができる。この他に、リチウムをドープ／脱ドープすることができる材料としてはポリアセチレン、ポリピロールなどの高分子やＳｎＯ２等の酸化物であることができる。このような材料で第２活物質を形成するときは、導電剤およびバインダーが利用されることは当然である。
【００４９】
分離膜１１３は特に限定されるものではないが、一例として、多孔性のポリオレフィン（ｐｏｌｙｏｌｅｆｉｎ）系分離膜またはセラミック分離膜であることができる。ポリオレフィン系セパレータは３層構造としてシリンダー型孔（ｐｏｒｅ）構造を有するＰＰ（ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）／ＰＥ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）／ＰＰであるか、または単層構造として網形態の孔（ｐｏｒｅ）構造を有するＰＰまたはＰＥであることができる。さらに、セラミック分離膜はポリオレフィン系分離膜の表面にセラミックをコーティングして得られるものであるか、または不織布の表面にセラミックをコーティングして得られるものであることもある。ここで、前記セラミックは主にアルミナであることができる。
【００５０】
また、分離膜１１３としてポリマー電解質層が利用されることもできる。この場合、ポリマー電解質層は第２電極板（負極板）１１２だけを完全に囲む形態であることができる。ポリマー電解質層は特に限定されるものではないが、膜分離特性を有する高分子固体電解質、またはこれらに可塑剤を添加したゲル状電解質であることができる。
【００５１】
また、図に示していないが、分離膜がポリマー電解質層を含まない場合、別途の電解液を必要とするが、
このような電解液は、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ベンゾニトリル、アセトニトリル、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、γ−ブチロラクトン、ジオキソラン、４−メチルジオキソラン、Ｎ、Ｎ−ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ジオキサン、１、２−ジメトキシエタン、スルホラン、ジクロロエタン、クロロベンゼン、ニトロベンゼン、ジメチルカーボネート、メチルエーテルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルプロピルカーボネート、メチルイソプロピルカーボネート、エチルプロピルカーボネート、ジプロピルカーボネート、ジイソプロピルカーボネート、ジブチルカーボネート、ジエチレングリコール、ジメチルエーテルなどの非プロトン性溶媒、またはこのような溶媒中、２種以上を混合した混合溶媒にＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＳｂＦ６、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、Ｌｉ（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ、ＬｉＣ４Ｆ９ＳＯ３、ＬｉＳｂＦ６、ＬｉＡｌＯ４、ＬｉＡｌＣｌ４、ＬｉＮ（Ｃｘ  Ｆ２ｘ＋１ＳＯ２）（ＣｙＦ２ｙ＋１ＳＯ２）（ここでｘ、ｙは自然数）、ＬｉＣｌ、ＬｉＩなどのリチウム塩からなる電解質の１種または２種以上を混合、形成したものを溶解させて使用することができる。
【００５２】
一方、本発明で電極組立体１１０はフレキシブルに変形しなければならないが、このため、第１集電体および／または第２集電体はマッシュタイプ（ｍａｓｈ  ｔｙｐｅ）であることができる。また、第１集電体および／または第２集電体は発泡タイプ（ｆｏａｍ  ｔｙｐｅ）であることができる。例えば、第１集電体は発泡アルミニウムで形成されることができ、第２集電体は発泡銅および／または発泡ニッケルで形成されることができる。特に、第２集電体（負極板）は炭素繊維からなることもできる。もちろん、この場合、第２集電体自体もリチウムイオンをドープおよび脱ドープ可能で、バッテリー容量の側面からも有利である。
【００５３】
また、電極組立体１１０の柔軟性を高めるために、図１１ａに示されているように、第１電極板１１１０ａまたは第２電極板１１２０ａには全体的に多数の微細貫通ホール１１１３ａが形成されて配列されることができる。例えば、第１集電体１１１１ａまたは第２集電体には微細貫通ホール１１１３ａが複数備えて配列されており、前記微細貫通ホール１１１３ａはほぼ１〜２００μｍの大きさを有する。なお、第１集電体１１１１ａまたは第２集電体における微細貫通ホール１１１３ａは活物質１１１２ａで満たされる。
【００５４】
また、電極組立体１１０の柔軟性を一層高めるために、図１１ｂに示されているように、第１電極板１１１０ｂまたは第２電極板１１２０ｂの第１集電体１１１１ｂまたは第２集電体だけでなく第１活物質１１１２ｂおよび第２活物質に全体的に多数の微細貫通ホール１１１３ｂが形成されて配列されることができる。つまり、微細貫通ホール１１１３ｂが第１電極板１１１０ｂまたは第２電極板１１２０ｂ自体を貫通して形成されることができる。例えば、第１電極板１１１０ｂまたは第２電極板１１２０ｂにほぼ１〜２００μｍの微細貫通ホール１１１３ｂが複数備えて配列されることができる。
【００５５】
さらに、電極組立体１１０の柔軟性が向上するように、上述した構造が一つの電極組立体１１０にいずれも適用できることは当然である。
【００５６】
シーリング部材１２０はバッテリー製造工程中、電極組立体１１０が一定の形態を維持するように電極組立体１１０を囲む。一例として、シーリング部材１２０は第１方向に対して電極組立体の周囲を螺旋状に囲むことができる。他の例として、シーリング部材１２０は電極組立体１１０の第１方向に直角、鈍角または鋭角をなし、電極組立体１１０を囲むことができる。つまり、シーリング部材１２０は電極組立体１１０の巻取り方向に直角、鈍角または鋭角をなし、電極組立体１１０を囲むことができる。特に、シーリング部材１２０は電極組立体１１０の第１方向に直角でない鈍角または鋭角をなすように多数回巻き取られることによって、電極組立体１１０の柔軟性を向上させることができる。つまり、電極組立体１１０の長さより小さい幅を有するシーリング部材１２０が電極組立体１１０の第１方向に鈍角または鋭角をなすように重なりながら多数回巻き取られることによって、電極組立体１１０の柔軟性を向上させることができる。
【００５７】
シーリング部材１２０はポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリイミド（ＰＩ）またはこれらの混合物の中から選択されたいずれか一つで製造されることができる。また、シーリング部材１２０は熱収縮テープであることもある。一例として、熱収縮テープはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）またはこれらの混合物の中から選択されたいずれか一つで製造されることができる。
【００５８】
可撓性ケース１３０は電極組立体１１０およびシーリング部材１２０を囲むことによって、これらを外部環境から保護する。つまり、可撓性ケース１３０はパウチまたは封筒形態であることができる。また、可撓性ケース１３０は電極組立体１１０およびシーリング部材１２０の一領域（例えば、ほぼ上部領域）を囲む第１可撓性ケース１３１と、電極組立体１１０およびシーリング部材１２０の他領域（例えば、ほぼ下部領域）を囲む第２可撓性ケース１３２を含む。さらに、可撓性ケース１３０は電極組立体１１０およびシーリング部材１２０の外側に形成された融着領域１３３をさらに含むことができる。たとえば、図１ｃには電極組立体１１０の収納領域が第１可撓性ケース１３１にだけ形成され、融着領域１３３が可撓性ケース１３０のほぼ下部領域に形成されたことが示されているが、電極組立体１１０の収納領域が第１可撓性ケース１３１および第２可撓性ケース１３２に共通で形成され、融着領域１３３が可撓性ケース１３０のほぼ中央領域に形成されることもある。
【００５９】
可撓性ケース１３０は、バッテリー１がフレキシブルに曲がれるように、薄膜形態として第１表面および第２表面を有する金属層１３１ａと、金属層１３１ａの第１表面に形成された第１絶縁層１３１ｂ、金属層１３１ａの第２表面に形成された第２絶縁層１３１ｃを含む。ここで、金属層１３１ａはアルミニウム、銅、ニッケルおよびステンレススチールのうち選択したいずれか一つで製造されることができる。また、第１絶縁層１３１ｂは熱接着層として無延伸ポリプロピレン（ｃａｓｔｅｄ  ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ：ＣＰＰ）のような変性ポリオレフィン樹脂またはポリプロピレンとブチレンとエチレンとの三元共重合体などで製造されることができる。さらに、第２絶縁層１３１ｃはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）またはナイロンなどで製造されることができる。ここで、融着領域１３３は第１可撓性ケース１３１の第１絶縁層１３１ａおよび第２可撓性ケース１３２の第１絶縁層（図示せず）が相互間熱圧着されて電極組立体１１０の外側に形成されることができる。
【００６０】
このようにして本発明は多様な形態にデザインできる、つまり、多様な形態に曲がることができるバッテリー１を提供する。
【００６１】
特に、本発明によるバッテリー１は縦横比がほぼ１０：１ないしほぼ１００：１であって、厚さおよび幅に比べて長さが相対的に非常に長い。したがって、本発明によるバッテリー１は既存のバッテリー収納領域でない多様な変形のバッテリー収納領域に収納されることができる。
【００６２】
例えば、電子装置に三角形、四角形、五角形、六角形、梯形、丸形、楕円形、スパイラル型、ミアンダ型、のこぎり形またはサイン波形のような多様な曲線形態の収納領域が備えられ、このような収納領域に本発明によるバッテリー１が収納されることができる。
【００６３】
したがって、本発明は電子装置でバッテリー１が占有する収納領域が電子装置のデザインや回路などの設計に制約を与えないことによって、電子装置の形態がさらに多様になり、さらに小型化および薄型化されるようにできる。
【００６４】
図２は本発明の一実施例によるバッテリーの中、電極組立体を示す部分拡大斜視図である。
【００６５】
図２に示されているように、電極組立体１１０は第２方向を巻取り軸にして第１方向に沿って巻き取られて形成されることができる。つまり、第１電極板１１１、第２電極板１１２および分離膜１１３が第２方向を巻取り軸にして第１方向に沿って多数回巻き取られる。このようにして、巻取り方向が第１方向（Ｘ軸）になることによって、電極組立体１１０は第３方向（Ｚ軸）に沿ってさらに容易に曲がることができる。
【００６６】
また、第１タップ１１１ａは第１電極板１１１に電気的に接続され、第２タップ１１２ａは第２電極板１１２に電気的に接続され、第１タップ１１１ａおよび第２タップ１１２ａは第１方向に沿って電極組立体１１０の外側に一定の長さが延長されることができる。つまり、第１タップ１１１ａおよび第２タップ１１２ａの延長方向が第１方向とほぼ平行する。
【００６７】
このように、第１タップ１１１ａおよび第２タップ１１２ａが第１方向とほぼ平行する場合、製造工程中にこれを採用したバッテリーの取り扱いがさらに容易になる。
【００６８】
図３は本発明の他の実施例によるバッテリーの中、電極組立体を示す部分拡大斜視図である。
【００６９】
図３に示されているように、第１タップ３１１ａおよび第２タップ３１２ａは第２方向に沿って電極組立体３１０の外側に延長されることができる。つまり、第１タップ３１１ａおよび第２タップ３１２ａの延長方向が第２方向とほぼ平行である。
【００７０】
図４は本発明のまた他の実施例によるバッテリーの中、電極組立体を示す部分拡大斜視図である。
【００７１】
図４に示されているように、電極組立体４１０は第１方向を巻取り軸にして第２方向に沿って巻き取られて形成されることができる。つまり、第１電極板４１１、第２電極板４１２および分離膜４１３が第１方向を巻取り軸にして第２方向に沿って多数回巻き取られる。このように、第１方向を巻取り軸にする場合、第１電極板４１１、第２電極板４１２および分離膜４１３の幅が広くなるため、相対的にアラインが容易である。
【００７２】
また、第１タップ４１１ａおよび第２タップ４１２ａは第１方向に沿って電極組立体４１０の外側に延長されることができる。つまり、第１タップ４１１ａおよび第２タップ４１２ａの延長方向が第１方向と平行である。もちろん、場合によって第１タップ４１１ａおよび第２タップ４１２ａの延長方向は第２方向と平行である。
【００７３】
図５は本発明のまた他の実施例によるバッテリーの中、電極組立体を示す部分拡大斜視図である。
【００７４】
図５に示されているように、電極組立体５１０はスタック形態として備えることができる。つまり、第１電極板５１１、第２電極板５１２およびその間の分離膜５１３が第１方向および第２方向に垂直な第３方向に沿って、一定の厚さにスタックされることができる。
【００７５】
また、第１タップ５１１ａおよび第２タップ５１２ａは第１方向に沿って電極組立体５１０の外側に延長されることができる。場合によって第１タップ５１１ａおよび第２タップ５１２ａの延長方向は第２方向と平行であることができる。
【００７６】
図６ａ乃至図６ｃは本発明のまた他の実施例によるバッテリーを示した斜視図、部分拡大斜視図および断面図であり、図６ｄは電極組立体およびシーリング部材を示した斜視図である。ここで、図６ａ乃至図６ｄに示されたバッテリー２は、図１ａ乃至図１ｄに示されたバッテリー１と類似の構造および材質を有するので、主として差異点について説明する。
【００７７】
図６ａ乃至図６ｄに示されているように、本発明によるバッテリー２は電極組立体２１０、シーリング部材２２０および可撓性ケース２３０を含む。ここで、電極組立体２１０がほぼ円筒形態に形成されるため、シーリング部材２２０および可撓性ケース２３０もほぼ円筒形態に形成される。
【００７８】
このため、電極組立体２１０は第１方向を巻取り軸にして、第２方向に沿って巻き取られる。つまり、第１電極板２１１、第２電極板２１２およびその間の分離膜２１３は第１方向（Ｘ軸）を巻取り軸にして、第２方向（Ｙ軸）でかつほぼ円筒形に多数回巻き取られることによって、結局、円筒形電極組立体２１０が完成される。
【００７９】
したがって、図６ａに示されたバッテリー２は図１ａに示されたバッテリー１と異なり、第３方向（例えば、Ｚ軸）だけでなく、これと直交する第１方向（例えば、Ｘ軸）および／または第２方向（例えば、Ｙ軸）にも容易に曲がることができる。
【００８０】
したがって、本発明の他の実施例によるバッテリー２は２次元だけでなく、３次元的にも多様な形態に曲がることができる。
【００８１】
図７ａ乃至図７ｍは本発明のまた他の実施例によるバッテリーの２次元的なベンディング形態を示した平面図である。ここで、ベンディングに利用されたバッテリー１は、図１ａ乃至図１ｄに示されたものである。また、バッテリー１のベンディングは概して第１方向（Ｘ軸）と第３方向（Ｚ軸）がなす面で２次元的なものであるが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００８２】
図７ａおよび図７ｂに示されているように、バッテリー３、４は互いに接触しないスパイラル形態に曲がったり、または互いに接触するスパイラル形態に曲がることができる。ここで、タップ（第１タップまたは第２タップ）はバッテリー３、４の最外側端部に位置したり、または最内側端部に位置できる。
【００８３】
図７ｃおよび図７ｄに示されているように、バッテリー５、６は互いに接触しないミアンダ（ｍｅａｎｄｅｒ）形状に曲がったり、または互いに接触するミアンダ（ｍｅａｎｄｅｒ）形状に曲がることができる。
【００８４】
図７ｅ、図７ｆ、図７ｇ、図７ｈ、図７ｉ、図７ｊおよび図７ｋに示されているように、バッテリー７、８、９、１０、１１、１２、１３はそれぞれ三角、四角、台形、五角、六角、丸および楕円形に曲がることができる。ここで、概して融着領域１３３が可撓性ケース１３０の厚さを基準に一側に相対的に近く形成される場合には、バッテリーがより一層曲がるように、融着領域１３３は曲率半径が小さい領域に位置させることが望ましい。しかし、それによって本発明が限定されるものではない。
【００８５】
図７ｌおよび図７ｍに示されているように、バッテリー１４、１５はそれぞれのこぎり歯形態およびサイン波（またはコサイン波）形態に曲がることができる。
【００８６】
他にも、本発明によるバッテリーは電子装置の空間的特性または制約により多様な形態に曲がることができ、ここに示された図面によってバッテリーのベンディング形態を限定するものではない。
【００８７】
図８は本発明のまた他の実施例によるバッテリー１６の３次元的なベンディング形態を示した平面図である。ここで、ベンディングに利用されたバッテリー２は図６ａ乃至図６ｄに示されたものである。また、バッテリー１６のベンディングは、第１方向（Ｘ軸）と第２方向（Ｙ軸）がなす面および第２方向（Ｙ軸）と第３方向（Ｚ軸）がなす面で、３次元的になる。もちろん、バッテリー１６のベンディングは、第１方向（Ｘ軸）と第３方向（Ｚ軸）がなす面で行われることもある。
【００８８】
このようにして、本発明によるバッテリー１６は２次元だけでなく、３次元的にも自由に曲がることによって、電子装置の空間的特性や制約を受けずにさらに容易に適用できる。
【００８９】
図９ａおよび図９ｂは本発明のバッテリーが装着された電子装置を示した背面図および断面図である。
【００９０】
図９ａおよび図９ｂに示されているように、バッテリー１は既存のバッテリー収納領域と違った余分な収納領域に収納されることができる。例えば、電子装置６１０をなすハウジング６１１の周りに沿って平面の形態がほぼ四角である余分な収納領域６１１ａが備えられ、このような余分な収納領域６１１ａにバッテリー１が収納されることができる。もちろん、既存のバッテリー収納領域には例えば、回路基板６１９などが位置することによって、既存に比べてずっと薄型化され多様な形態の電子装置６１０が提供されることができる。
【００９１】
図中の符号６１２はバッテリー１が電気的に接続する保護回路モジュールであり、６１３はカメラモジュール、６１４はスピーカモジュール、６１５は有心チップ、６１６は外部メモリ装置、６１７は表示装置、６１８は保護カバーである。ここに示された電子装置６１０は一例としてスマートホンであることもあるが、それによって本発明が限定されるものではない。
【００９２】
図１０は本発明のバッテリーが装着された他の電子装置を示した背面図である。
【００９３】
図１０に示されているように、電子装置６２０をなすハウジング６１１の周りだけでなく、内側も平面の形態が閉曲線である収納領域６１１ａが備えられ、このような収納領域６１１ａにバッテリー１が収納されることができる。さらに、このようなバッテリー１の内側または外側にそれぞれ回路基板６１９ａ、６１９ｂが備えられる。
【００９４】
このようなバッテリー１の収納形態は本発明の理解のための一例に過ぎず、図７ａ乃至図７ｍに示された２次元的形態にバッテリー２乃至１５が電子装置に収納されることは当然である。また、図８に示された３次元的形態にバッテリー１６が電子装置に収納されることができる。さらに、ここに図示されない多様な形態にバッテリーが電子装置に収納されることができる。
【００９５】
以上の説明は、本発明によるバッテリーを実施するための一つの実施例に過ぎないものであって、本発明は前記実施例に限定されないで、以下の特許請求の範囲で請求するように本発明の要旨を逸脱することなしに当該発明が属する分野で通常の知識を有する者であれば誰でも多様な変更実施が可能な範囲まで本発明の技術的精神があるといえる。
【符号の説明】
【００９６】
１乃至１６  本発明によるバッテリー
１１０  電極組立体
１１１  第１電極板
１１１ａ  第１タップ
１１１ｂ  第１絶縁フィルム
１１２  第２電極板
１１２ａ  第２タップ
１１２ｂ  第２絶縁フィルム
１１３  分離膜
１２０  シーリング部材
１３０  可撓性ケース
１３１  第１可撓性ケース
１３２  第２可撓性ケース
１３３  融着領域
【図１ａ】
2015002173.tif 000003
【図１ｂ】
2015002173.tif 000004
【図１ｃ】
2015002173.tif 000005
【図１ｄ】
2015002173.tif 000006
【図２】
2015002173.tif 000007
【図３】
2015002173.tif 000008
【図４】
2015002173.tif 000009
【図５】
2015002173.tif 000010
【図６ａ】
2015002173.tif 000011
【図６ｂ】
2015002173.tif 000012
【図６ｃ】
2015002173.tif 000013
【図６ｄ】
2015002173.tif 000014
【図７ａ】
2015002173.tif 000015
【図７ｂ】
2015002173.tif 000016
【図７ｃ】
2015002173.tif 000017
【図７ｄ】
2015002173.tif 000018
【図７ｅ】
2015002173.tif 000019
【図７ｆ】
2015002173.tif 000020
【図７ｇ】
2015002173.tif 000021
【図７ｈ】
2015002173.tif 000022
【図７ｉ】
2015002173.tif 000023
【図７ｊ】
2015002173.tif 000024
【図７ｋ】
2015002173.tif 000025
【図７ｌ】
2015002173.tif 000026
【図７ｍ】
2015002173.tif 000027
【図８】
2015002173.tif 000028
【図９ａ】
2015002173.tif 000029
【図９ｂ】
2015002173.tif 000030
【図１０】
2015002173.tif 000031
【図１１ａ】
2015002173.tif 000032
【図１１ｂ】
2015002173.tif 000033