CN107112490A - 改进内部接线端的结合结构的电能储存装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电能储存装置，所述电能储存装置中具有电极引线部的单元组件设置于金属外壳内，所述电能储存装置包括：内部接线端，包括支撑部和连接筋以及贯通部；所述电极引线部包括：被所述内部接线端的支撑部和所述连接筋贴压的一部分；以及位于所述内部接线端的贯通部，以保持其形状的另一部分。

Description

改进内部接线端的结合结构的电能储存装置
技术领域
本申请要求享有于2015年1月14日提交的韩国专利申请10-2015-0006839的优先权，通过援引将该专利申请结合在此，如同该专利申请在此被全部公开一样。
本发明涉及电能储存装置，更详细而言，涉及一种具有能够提高电解液的浸渍性及内部气体释放性能的结构的电能储存装置。
背景技术
被视为下一代电能储存装置的高电容储存装置是指作为电容器的一种的超电容器(Ultra Capacitor；UC)、超级电容器(Super Capacitor；SC)、双电层电容器(ElectricDouble Layer Capacitor；EDLC)等，它是具有电解电容器和二次电池的中间特性的储能装置，其为因具有高效率和半永久性的寿命特性，能够并用及代替二次电池的储能装置。
高电容储存装置在不容易进行维修(Maintenance)且要求长时间的使用寿命的应用程序(Application)中可以代替蓄电池来使用。高电容储存装置具有快速充放电特性，因而不仅在作为移动通信信息装置的手机、笔记本、PDA等中作为辅助电源使用，还非常适合在需要高容量的电动汽车、夜间路标灯、不间断供电(Uninterrupted Power Supply，UPS)等中作为主电源或辅助电源使用，并且以这样的用途得到广泛的应用。
为了实现高电容储存装置的小型化，如图1所示，其较多地使用由圆筒形状构成的形态。
参照图1，高电容储存装置包括：单元组件10(cell assembly)，呈凝胶卷(Jellyroll)形态，以将分隔件(separator)置于阳极板和阴极板之间的状态卷绕形成；金属外壳40，用于容置所述单元组件10；内部接线端20，分别配置于金属外壳40的内部上侧和下侧，分别与单元组件10的阴极板和阳极板相连接；外部接线端30，结合于内部接线端20的外部。
在高电容储存装置中，尤其是，内部接线端20如图2所示由在平面部21形成有多个电解质浸渍用通孔22且具有圆形的外周的板状体构成。并且，在内部接线端20的边缘设置有以垂直方式延伸的凸缘部23，从而能够与外部接线端30的边缘端相结合。
在内部接线端20配置于金属外壳40的内部时，平面部21的上面与外部接线端30的下部相接触，所述平面部21的下面与向单元组件10的外部露出的电极引线部11相接触。
一般而言，高电容储存装置在常温下发生诸如过充电或过放电、过电压的异常动作时，在电解质和电极的界面进行副反应，从而作为与之对应的副产物产生气体。当如上所述产生气体并积蓄于内部时，金属外壳40的内部压力将持续增加，其结果，金属外壳40凸出地隆起，或者气体在金属外壳40的脆弱的部分急剧地排出并发生爆炸。
作为与金属外壳40隆起的现象相关的结构，在金属外壳40的上端设置有朝外部接线端30方向弯曲形成的卷边加工部41(curling)。
但是，现有的高电容储存装置中，因板状的内部接线端贴压于整个引线部而无法适当地确保流路，存在有内部气体释放性能不佳的问题，即使如上所述设置有卷边加工部41，也不易有效地应对金属外壳40的内部压力增加。
并且，现有的内部接线端20在与单元组件10相结合时，其下面贴压于整个电极引线部11，使得电解液不易渗透而无法顺畅地进行浸渍工艺，这样的问题在使用高黏度电解液时尤为严重。
发明内容
发明所要解决的问题
本发明考虑到如上所述的问题而提出，本发明的目的在于提供一种电能储存装置，在内部接线端和电极引线部间的结合时，使电极引线部的一部分不被贴压而保持其原有的形状，以能够提高电解液的浸渍及内部气体释放性能。
解决问题的技术方案
为了实现如上所述的目的，本发明提供一种电能储存装置，所述电能储存装置中具有电极引线部的单元组件设置于金属外壳内，所述电能储存装置包括：内部接线端，包括支撑部和连接筋以及贯通部，所述支撑部和所述连接筋的下面与所述电极引线部的一部分相接触；所述电极引线部包括：被所述内部接线端的支撑部和所述连接筋贴压的一部分；以及位于所述内部接线端的贯通部，以保持其形状的另一部分。
所述支撑部可位于所述内部接线端的中心，在所述支撑部的周缘形成有按规定间隔以条形态排列的连接筋。
在所述支撑部的中心可形成有电解质浸渍用通孔。
本发明的电能储存装置可还包括：一个以上的加强筋，沿着所述内部接线端的圆周方向延伸，以将所述连接筋相互连接。
所述电极引线部优选地裁剪与所述连接筋对应的部分并进行贴压。
多个所述连接筋可在其端部形成有凸缘部，以与所述金属外壳的内壁对应。
与所述电极引线部相接触的所述内部接线端的接触面积优选为所述电极引线部的整个截面积的60％以上。
发明效果
根据本发明，在内部接线端和电极引线部的结合时，使电极引线部的一部分保持其原有的形状，从而使电解液顺畅地渗透，能够显著地提高浸渍性并改进内部气体释放性能。
并且，利用构成内部接线端的连接筋的结构，能够容易地调节电极引线部的形状保持区域面积和接触阻力。
附图说明
本说明书中所附的以下附图用于例示本发明的优选实施例，其与后述的发明的详细说明一起用于更好地理解本发明的技术思想，因此，本发明的不应仅限定于这样的附图上记载的内容进行解释。
图1是示出现有技术的电能储存装置的结构的部分剖视图。
图2是示出图1中的内部接线端的外观的立体图。
图3是示出本发明的优选实施例的电能储存装置的结构的部分剖视图。
图4是示出图3中的内部接线端和引线部间的结合关系的立体图。
图5是示出图3中的内部接线端的结构的仰视图。
图6是图5的立体图。
图7是示出图5的变形例的仰视图。
图8是图7的立体图。
图9是示出制造本发明的优选实施例的电能储存装置的过程的流程图。
图10是概略示出将单元组件的引线部进行部分裁剪，以使其与连接筋的侧面对应的例的俯视图。
图11是概略示出贴压单元组件的引线部的例的俯视图。
图12是示出在图9中的引线部的贴压部分配置内部接线端的例的俯视图。
具体实施方式
图3是示出本发明的优选实施例的电能储存装置的结构的剖视图。
参照图3，本发明的优选实施例的电能储存装置包括：单元组件100(cellassembly)；圆筒形的金属外壳150，容置所述单元组件100；内部接线端120，配置于金属外壳150的端部内部，与单元组件100相连接，具有放射状的本体；外部接线端130，与内部接线端120相接触，以向外部露出。
作为单元组件100可采用通常的超电容器用单元，其在将分隔件置于阳极板和阴极板的状态下，将其一起进行卷绕而构成凝胶卷形态。在单元组件100的两端面部设置有电极引线部110，所述阳极板和阴极板分别连接于所述电极引线部110。
金属外壳150具有圆筒形的本体，其中形成有能够容置单元组件100的内部空间。优选地，金属外壳150可提供为铝圆筒体。
在金属外壳150的长度方向两端附近配置有与单元组件100的电极引线部110相连接的内部接线端120，在内部接线端120的外部配置有与所述内部接线端120相接触的外部接线端130。虽然图3中仅示出相对于金属外壳150的上侧的内部接线端120及外部接线端130，在金属外壳150的下侧也同样设置有内部接线端和外部接线端。
外部接线端130向金属外壳150的外部露出，其具有与金属外壳150的内周面对应的圆形的外周面，外部接线端130的整体上的形状可构成为多种三维形态。
在外部接线端130的中心形成有朝厚度方向延伸的中空部140。中空部140例如可不仅作为用于安装自动复位式的安全阀141的空间来使用，还可作为用于注入电解质的通道和用于真空作业的通气孔(Air Vent)使用。
在与外部接线端130靠近的金属外壳150的上端优选地设置有卷边加工部151，所述卷边加工部151向金属外壳150的内侧稍微卷边(Curling)，以防止外部接线端130脱离。
内部接线端120如图4所示与单元组件100相结合。即，内部接线端120配置于单元组件100上方，以与一部分电极引线部110相贴压及熔接(Welding)，同时使另一部分的电极引线部110朝所述内部接线端120的本体的厚度方向贯通，以能够保持其形状。电极引线部110的贴压程度和内部接线端120的厚度将决定贯通内部接线端120而上来的电极引线部120的上端位置。因此，贯通内部接线端120而上来的电极引线部120的上端可位于比内部接线端120的上面更高的位置，也可位于与内部接线端120的上面相同的位置或比其稍微低的位置。
为了实现如上所述的内部接线端120和电极引线部110间的结合关系，如图5及图6所示，内部接线端120包括预定形状的支撑部121和从所述支撑部121以放射状延伸的多个连接筋122。优选地，支撑部121和连接筋122利用金属板材形成为一体。
支撑部121具有预定形状的板状本体，所述本体在其中心形成有电解质浸渍用通孔124。
各个连接筋122由条(Bar)形态构成，在支撑部121的周缘按规定间隔排列，使得支撑部121和多个连接筋122的下面与电极引线部110的某一部分相接触。
利用多个连接筋122按设定的间隔以放射状排列的结构，连接筋122和连接筋122之间自然地形成空余空间123。所述空余空间123在将内部接线端120结合于电极引线部110时，执行使电极引线部110的一部分保持其形状的贯通部(参照图11的127)的作用。即，所述空余空间123即为贯通部127。
内部接线端120设置有凸缘部126，所述凸缘部126以垂直方式向上延伸形成，以使连接筋122的端部与圆筒形金属外壳150的内壁对应。凸缘部126通过包覆外部接线端130的下部边缘端，以与其紧密结合。
如图7及图8所示，在内部接线端120可附加有将连接筋122相互连接的一个以上的加强筋125。加强筋125用于提供对内部接线端120的加强功能和与电极引线部110的接触面积调节功能，优选地，所述加强筋125与连接筋122构成一体，沿着内部接线端120的圆周方向以圆形方式延伸，从而将多个连接筋122相互连接。
图9中示出制造本发明的优选实施例的电能储存装置的主要过程。
参照图9，本发明的优选实施例的电能储存装置的制造方法中，首先准备凝胶卷形态的单元组件100，然后依次进行引线部裁剪(步骤S100)、引线部部分贴压(步骤S110)、内部接线端布置(步骤S120)、激光熔接(步骤S130)等工艺。
在引线部裁剪工艺(步骤S100)中，利用预定的裁剪装置按如图10所示裁剪与内部接线端120的连接筋122的两侧面122a对应的所述电极引线部110的一部分101，在不裁剪与支撑部121对应的电极引线部110的状态下执行下一工艺。
在引线部部分贴压工艺(步骤S110)中，利用预定的施压装置向所述部分裁剪的区域施加物理压力，从而如图11所示形成贴压部102。其中，贴压部102的整体形状与内部接线端120的形状一致。
在内部接线端布置工艺(步骤S120)中，如图12所示，将内部接线端120配置于贴压部102。此时，电极引线部110中除了贴压部102以外的部分将贯通内部接线端120上形成的连接筋122之间的空余空间123，因此，不被内部接线端120按压而保持其原有的形状。其中，内部接线端120具有预定的数目和面积的连接筋122，以使不仅尽可能多的保持电极引线部110的形状，还能够对电极引线部110具有适当的接触面积。考虑到内部接线端120和电极引线部110间的接触阻力特性时，与电极引线部110相接触的内部接线端120的接触面积优选为向单元组件100的外部露出的电极引线部110的整个截面积的60％以上。在小于60％的情况下，存在有内部接线端120和电极引线部110间的接触阻力过度增加的问题。
在激光熔接工艺(步骤S130)中，对内部接线端120的支撑部121及连接筋122执行激光熔接工艺，从而完成内部接线端120和电极引线部110间的结合。
在如上所述完成内部接线端120和电极引线部110间的结合后，在内部接线端120的外侧结合外部接线端130，并经过金属外壳150组装、卷边工艺等而密封处理电能储存装置。
本发明中记载为引线部裁剪工艺(步骤S100)后进行引线部部分贴压工艺(步骤S110)并执行内部接线端布置工艺(步骤S120)，但是也可以为所述引线部裁剪工艺(步骤S110)后不执行引线部部分贴压工艺(步骤S110)，而是利用内部接线端120部分贴压引线部的同时执行内部接线端布置工艺(步骤S120)。
如上所述，本发明的优选实施例的电能储存装置中，在内部接线端120和电极引线部110间的结合时，能够使电极引线部110的一部分保持其形状，因而具有能够顺畅地实现电解液渗透及内部气体释放的显著的效果。
以上利用限定的实施例和附图对本发明进行了说明，但是本发明并不限定于此，本发明所属的技术领域的技术人员可以在本发明的技术思想和所附的权利要求书的均等范围内进行多种修改及变形。例如，在上述的实施例及附图中示出内部接线端120及电极引线部110配置于金属外壳150的上侧的情形为例进行了说明，但是所述内部接线端120和电极引线部110的结构及结合关系可以同样适用于金属外壳150的下侧配置的内部接线端和电极引线部。
工业实用性
在采用本发明的情况下，能够改进电解液的浸渍及内部气体释放性能，从而提供工艺效率及安全性得到提高的电能储存装置。

Claims (7)

1.一种电能储存装置，其特征在于，所述电能储存装置中具有电极引线部的单元组件设置于金属外壳内，所述电能储存装置包括：
内部接线端(120)，包括支撑部(121)和连接筋(122)以及贯通部(127)，所述支撑部(121)和所述连接筋(122)的下面与所述电极引线部(110)的一部分相接触；
所述电极引线部(110)包括：
被所述内部接线端(120)的支撑部(121)和所述连接筋(122)贴压的一部分，以及
位于所述内部接线端(120)的贯通部(127)，以保持其形状的另一部分。
2.根据权利要求1所述的电能储存装置，其特征在于，
所述支撑部(121)位于所述内部接线端(120)的中心，在所述支撑部(121)的周缘形成有按规定间隔以条形态排列的连接筋(122)。
3.根据权利要求2所述的电能储存装置，其特征在于，
在所述支撑部(121)的中心形成有电解质浸渍用通孔(124)。
4.根据权利要求2所述的电能储存装置，其特征在于，
还包括：
一个以上的加强筋(125)，沿着所述内部接线端(120)的圆周方向延伸，以将所述连接筋(122)相互连接。
5.根据权利要求1所述的电能储存装置，其特征在于，
利用裁剪装置裁剪所述电极引线部(110)的与所述连接筋(122)两侧面(122a)对应的部分后，以与所述内部接线端(120)形状对齐的方式进行贴压。
6.根据权利要求2所述的电能储存装置，其特征在于，
多个所述连接筋(122)在其端部形成有凸缘部(126)，以与所述金属外壳(150)的内壁对应。
7.根据权利要求1所述的电能储存装置，其特征在于，
与所述电极引线部(110)相接触的所述内部接线端(120)的接触面积为所述电极引线部(110)的整个截面积的60％以上。
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