JP2013021327A - エネルギー貯蔵体ケース及びそれを含むエネルギー貯蔵装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、エネルギー貯蔵体ケース及びそれを含むエネルギー貯蔵装置に関する。
【解決手段】本発明によるエネルギー貯蔵体ケースは、エネルギー貯蔵セルと電解液が収納される収納部が備えられたハウジングと、前記ハウジングと結合され、その両面を貫通する二つの貫通孔が備えられたカバー部と、前記エネルギー貯蔵セルの集電体の一端が超音波融着される融着部、及び第１ねじ部が形成された結合部が備えられたリード連結部と、前記第１ねじ部と結合される第２ねじ部及び四角形状に形成されるヘッド部が備えられた外部引き出し部と、を含むことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、エネルギー貯蔵体ケース及びそれを含むエネルギー貯蔵装置に関する。
各種電気電子機器に電源を安定して供給するために、二次電池、スーパーキャパシタなどのエネルギー貯蔵体が用いられている。
前記スーパーキャパシタは、二次電池に比べエネルギー入出力に優れるという点が注目され、瞬時停電の際に作動する補助電源であるバックアップ（ｂａｃｋ−ｕｐ）電源としてその応用が拡大している。また、充／放電効率や寿命が二次電池より優れており、使用可能温度及び電圧範囲が相対的に広いだけでなく、メンテナンスが不要で、環境に優しいという長所を有するため、二次電池の代替用としても検討されている状況である。
近年、このようなスーパーキャパシタの長所を活用するために、独立した電源供給装置が要求されるシステム、瞬間的に発生する過負荷を調節するためのシステムなど、その適用範囲を拡大している傾向である。
一方、このようなスーパーキャパシタの抵抗特性は様々な要因によって決まるが、その一つとして、集電体と外部端子の連結状態が挙げられる。
スーパーキャパシタなどのエネルギー貯蔵装置において、集電体の束またはリード線と外部端子を連結するために、鋲着方式や超音波融着方式などが主に利用されている。
前記鋲着方式は、リベットを用いて集電体の束またはリード線と外部端子を物理的に着ける方式であるが、この際、接触面の表面状態によって各電極毎の接触抵抗が大きくなるという問題点があった。
また、前記超音波融着方式は、超音波を用いてリード線と外部端子を融着させる方式であるが、超音波融着過程で発生する振動によって外部端子に微細なクラックが発生し、このようなクラックにより接触抵抗が増加するという問題点があった。
一方、従来の一般的な外部端子は、ヘッド部が円形からなり、ヘッド部のサイズがケースのカバー部の広さに比べ非常に小さく製作されている。複数個のスーパーキャパシタモジュールを直列または並列に連結して用いる場合、スーパーキャパシタモジュール夫々の外部端子を別の連結手段を用いて電気的に結線する際に、外部端子ヘッド部と連結手段との接触面積が小さくて接触抵抗が大きくなるという問題点があった。
韓国特許出願公開第１０−２０１１−００１８２６０号 韓国特許出願公開第１０−２０１０−０１２８２８７号
上記のような問題点を解決するために導き出された本発明は、リード線と外部端子を超音波融着方式で連結する際に、外部端子にクラックが発生しないようにして、外部端子のヘッド部と連結手段との接触面積を増加させ、抵抗特性が改善されたエネルギー貯蔵体ケースを提供することをその目的とする。
また、本発明の他の目的は、前記エネルギー貯蔵体ケースを含んで、抵抗特性が改善されたエネルギー貯蔵装置を提供することにある。
上記のような目的を果たすための本発明の一実施形態によるエネルギー貯蔵体ケースは、エネルギー貯蔵セルと電解液が収納される収納部が備えられたハウジングと、前記ハウジングと結合され、その両面を貫通する二つの貫通孔が備えられたカバー部と、前記エネルギー貯蔵セルの集電体の一端が超音波融着される融着部、及び第１ねじ部が形成された結合部が備えられたリード連結部と、前記第１ねじ部と結合される第２ねじ部及び四角形状に形成されるヘッド部が備えられた外部引き出し部と、を含むことができる。
この際、前記リード連結部と外部引き出し部とを合わせて外部端子と定義することができる。
この際、前記カバー部には内側に凹み形成された二つの凹み部がさらに備えられ、前記貫通孔は前記凹み部の内部に形成されることができる。
また、前記外部引き出し部には前記第２ねじ部とヘッド部との間にガイド部がさらに備えられ、前記カバー部には前記ガイド部に対応する形状をなして内側に凹み形成された二つの凹み部がさらに備えられ、前記貫通孔は前記凹み部の内部に形成されることができる。
また、前記凹み部とガイド部との間にＯリングがさらに備えられることができる。
本発明の他の実施形態によるエネルギー貯蔵体ケースは、エネルギー貯蔵セルと電解液が収納される収納部が備えられたハウジングと、前記ハウジングと結合され、その両面を貫通する二つの貫通孔及びガス排出手段が備えられたカバー部と、前記エネルギー貯蔵セルの集電体の一端が超音波融着される融着部、及び第１ねじ部が形成された結合部が備えられたリード連結部と、前記第１ねじ部と結合される第２ねじ部及び四角形状に形成されるヘッド部が備えられた外部引き出し部と、を含み、前記カバー部の横の長さをＡ、前記カバー部の縦の長さをＢ、前記ヘッド部の横の長さをａ、前記ヘッド部の縦の長さをｂ、前記ガス排出手段の横の長さをｃとしたときに、Ａ≧Ｂ、Ａ≧２ａ＋ｃ、Ｂ≧ｂ及びＢ＞ｃの条件を全て満たすことができる。
この際、前記カバー部には内側に凹み形成された二つの凹み部がさらに備えられ、前記貫通孔は前記凹み部の内部に形成されることができる。
また、前記外部引き出し部には前記第２ねじ部とヘッド部との間にガイド部がさらに備えられ、前記カバー部には前記ガイド部に対応する形状をなして内側に凹み形成された二つの凹み部がさらに備えられ、前記貫通孔は前記凹み部の内部に形成されることができる。
また、前記凹み部とガイド部との間にＯリングがさらに備えられることができる。
一方、本発明の一実施形態によるエネルギー貯蔵装置は、上記のエネルギー貯蔵体ケースの内部にエネルギー貯蔵セル及び電解液が備えられ、前記エネルギー貯蔵セルの集電体の一端が前記融着部に結合されてなされることができる。
上記のように構成された本発明の一実施形態によるエネルギー貯蔵体ケースは、集電体と外部端子との間の接触抵抗が従来より減少するため、エネルギー貯蔵体の抵抗特性を従来より改善することができるという有用な効果を提供する。
また、外部端子の表面積を最大化することができるため、複数個のエネルギー貯蔵体モジュールを直列または並列に連結して用いる場合、エネルギー貯蔵体モジュール夫々の外部端子を別の連結手段を用いて電気的に結線する際に、接触抵抗を従来より減少させることができるため、エネルギー貯蔵体の抵抗特性を従来より改善することができるという有用な効果を提供する。
本発明の一実施形態によるエネルギー貯蔵装置を例示した分解斜視図である。 本発明の一実施形態によるエネルギー貯蔵装置を例示した結合斜視図である。 図２の平面図である。 従来のエネルギー貯蔵装置を例示した平面図である。
本発明の利点及び特徴、そしてそれらを果たす方法は、添付図面とともに詳細に後述される実施形態を参照すると明確になるであろう。しかし、本発明は以下で開示される実施形態に限定されず、相異なる多様な形態で具現されることができる。本実施形態は、本発明の開示が完全になるようにするとともに、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に伝達するために提供されることができる。明細書全体において、同一参照符号は同一構成要素を示す。
本明細書で用いられる用語は、実施形態を説明するためのものであり、本発明を限定しようとするものではない。本明細書で、単数型は文句で特別に言及しない限り複数型も含む。明細書で用いられる「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」及び／または「含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は言及された構成要素、段階、動作及び／または素子は一つ以上の他の構成要素、段階、動作及び／または素子の存在または追加を排除しない。
以下、添付図面を参照して本発明の構成及び作動をより詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態によるエネルギー貯蔵装置１００を例示した分解斜視図であり、図２は本発明の一実施形態によるエネルギー貯蔵装置１００を例示した結合斜視図である。
図１及び図２を参照すると、本発明の一実施形態によるエネルギー貯蔵装置１００は、エネルギー貯蔵体ケースと、エネルギー貯蔵セル２００と、電解液（不図示）と、を含むことができる。
この際、前記エネルギー貯蔵セル２００は二次電池またはスーパーキャパシタセルであることができる。
一方、本発明の一実施形態によるエネルギー貯蔵体ケースは、ハウジング５０と、カバー部３０と、リード連結部２０と、外部引き出し部１０と、を含むことができる。
前記ハウジング５０は、角形などに形成されることができ、内部空間にエネルギー貯蔵セル２００と電解液が収納されることができる。
前記カバー部３０はハウジング５０と結合され、エネルギー貯蔵セル２００と電解液を密閉するように収納する。
また、前記カバー部３０には、エネルギー貯蔵体ケースの内部で発生するガスを排出するためのガス排出手段３３が備えられることができる。この際、ガス排出手段３３は様々な形態を有することができ、エネルギー貯蔵装置１００の内部圧力が予め設定した圧力より大きくなると、排出口３４を介してガスを排出させることができる。
また、前記カバー部３０には、内側に凹み形成された二つの凹み部３２が備えられることができる。
この際、夫々の凹み部３２の内部には貫通孔３１が形成されることができる。
前記リード連結部２０及び外部引き出し部１０は、互いに結合されて外部端子として作用することができる。
前記リード連結部２０は、融着部２２及び第１ねじ部２１を含むことができる。前記融着部２２とエネルギー貯蔵セル２００の集電体の一端またはリード線２１０とは、超音波融着方式により融着されることができる。
前記第１ねじ部２１は、雌ねじまたは雄ねじで形成されることができる。
前記外部引き出し部１０は、第２ねじ部１３と、ガイド部１２と、ヘッド部１１と、からなることができる。
第２ねじ部１３は第１ねじ部２１とねじ結合される部分であり、第１ねじ部２１が雌ねじで具現される場合は第２ねじ部１３は雄ねじで具現され、第１ねじ部２１が雄ねじで具現される場合は第２ねじ部１３は雌ねじで具現されることができる。
ガイド部１２は凹み部３２に挿入される部分であり、ガイド部１２と凹み部３２は対応する形状を有することができる。第１ねじ部２１及び第２ねじ部１３の結合が円滑になされるように、ガイド部１２は円柱状からなることが好ましい。
また、前記ガイド部１２と凹み部３２との接触面にはＯリング４０が備えられ、エネルギー貯蔵体ケースの内部と外部の密閉度を高めることができる。
ヘッド部１１は、ガイド部１２の上部に四角形形状に形成されることができる。
以下、図１及び図２を参照して本発明の一実施形態によるエネルギー貯蔵装置１００を組み立てる過程を説明する。
まず、エネルギー貯蔵セル２００の集電体自体または別のリード線２１０を融着部２２に超音波方式により融着する。
次に、カバー部３０を挟んで外部引き出し部１０の第２ねじ部１３とリード連結部２０の第１ねじ部２１とをねじ結合する。
このように、融着過程を行った後に外部引き出し部１０とリード連結部２０を結合することができるため、超音波融着過程で発生する振動によって、外部引き出し部１０とリード連結部２０の結合によりなされる外部端子にクラックが発生するという問題を解決することができる。
最後に、エネルギー貯蔵セル２００をハウジング５０の内部に挿入し、電解液を注入した後、カバー部３０とハウジング５０を密閉されるように結合する。
図３は図２の平面図であり、図４は従来のエネルギー貯蔵体ケースを例示した平面図である。
既存の外部端子１は殆ど円形に形成されていたため、外部端子１の上部面の面積を増加させるに限界があった。
図３及び図４を参照すると、前記カバー部３０の横の長さをＡ、前記カバー部３０の縦の長さをＢ、前記ヘッド部１１の横の長さをａ、前記ヘッド部１１縦の長さをｂ、前記ガス排出手段３３の横の長さをｃと示している。
この際、Ａ≧Ｂ、Ａ≧２ａ＋ｃ、Ｂ≧ｂ及びＢ＞ｃの条件を全て満たすようにａ及びｂを決定してヘッド部１１を形成することにより、ヘッド部１１の面積を最大化することができる。
例えば、Ａ＝１００ｍｍ、Ｂ＝２０ｍｍ、ｃ＝６ｍｍの場合を仮定すると、図４に例示したような構造では、外部端子の最大断面積が３１４ｍｍ2を超えることができなかった。
しかし、図３に例示したような本発明の一実施形態によるエネルギー貯蔵装置１００の場合、端子ヘッド部１１の断面積が９４０ｍｍ2となることができる。
このように、外部端子の上部面の表面積を最大化することができるため、複数個のエネルギー貯蔵装置モジュールを直列または並列に連結して用いる場合、エネルギー貯蔵装置モジュール夫々の外部端子を別の連結手段を用いて電気的に結線する際に、接触抵抗を従来より減少させることができ、エネルギー貯蔵装置１００の抵抗特性を従来より改善することができる。
以上の詳細な説明は本発明を例示するものである。また、上述の内容は本発明の好ましい実施形態を示して説明するものに過ぎず、本発明は多様な他の組合、変更及び環境で用いることができる。即ち、本明細書に開示された発明の概念の範囲、述べた開示内容と均等な範囲及び／または当業界の技術または知識の範囲内で変更または修正が可能である。上述の実施形態は本発明を実施するにおいて最善の状態を説明するためのものであり、本発明のような他の発明を用いるにおいて当業界に公知された他の状態での実施、そして発明の具体的な適用分野及び用途で要求される多様な変更も可能である。従って、以上の発明の詳細な説明は開示された実施状態に本発明を制限しようとする意図ではない。また、添付された請求範囲は他の実施状態も含むと解釈されるべきであろう。
１０ 外部引き出し部
１１ ヘッド部
１２ ガイド部
１３ 第２ねじ部
２０ リード連結部
２１ 第１ねじ部
２２ 融着部
３０ カバー部
３１ 貫通孔
３２ 凹み部
３３ ガス排出手段
３４ 排出口
４０ Ｏリング
５０ ハウジング
１００ エネルギー貯蔵装置
２００ エネルギー貯蔵セル
２１０ リード線

Claims (9)

  1. エネルギー貯蔵セルと電解液が収納される収納部が備えられたハウジングと、
    前記ハウジングと結合され、その両面を貫通する二つの貫通孔が備えられたカバー部と、
    前記エネルギー貯蔵セルの集電体の一端が超音波融着される融着部、及び第１ねじ部が形成された結合部が備えられたリード連結部と、
    前記第１ねじ部と結合される第２ねじ部及び四角形状に形成されるヘッド部が備えられた外部引き出し部と、
    を含むエネルギー貯蔵体ケース。
  2. 前記カバー部には内側に凹み形成された二つの凹み部がさらに備えられ、
    前記貫通孔は前記凹み部の内部に形成される、請求項１に記載のエネルギー貯蔵体ケース。
  3. 前記外部引き出し部には前記第２ねじ部とヘッド部との間にガイド部がさらに備えられ、
    前記カバー部には前記ガイド部に対応する形状をなして内側に凹み形成された二つの凹み部がさらに備えられ、
    前記貫通孔は前記凹み部の内部に形成される、請求項１に記載のエネルギー貯蔵体ケース。
  4. 前記凹み部とガイド部との間にＯリングがさらに備えられる、請求項３に記載のエネルギー貯蔵体ケース。
  5. エネルギー貯蔵セルと電解液が収納される収納部が備えられたハウジングと、
    前記ハウジングと結合され、その両面を貫通する二つの貫通孔及びガス排出手段が備えられたカバー部と、
    前記エネルギー貯蔵セルの集電体の一端が超音波融着される融着部、及び第１ねじ部が形成された結合部が備えられたリード連結部と、
    前記第１ねじ部と結合される第２ねじ部及び四角形状に形成されるヘッド部が備えられた外部引き出し部と、を含み、
    前記カバー部の横の長さをＡ、前記カバー部の縦の長さをＢ、前記ヘッド部の横の長さをａ、前記ヘッド部の縦の長さをｂ、前記ガス排出手段の横の長さをｃとしたときに、Ａ≧Ｂ、Ａ≧２ａ＋ｃ、Ｂ≧ｂ及びＢ＞ｃの条件を全て満たす、エネルギー貯蔵体ケース。
  6. 前記カバー部には内側に凹み形成された二つの凹み部がさらに備えられ、
    前記貫通孔は前記凹み部の内部に形成される、請求項５に記載のエネルギー貯蔵体ケース。
  7. 前記外部引き出し部には前記第２ねじ部とヘッド部との間にガイド部がさらに備えられ、
    前記カバー部には前記ガイド部に対応する形状をなして内側に凹み形成された二つの凹み部がさらに備えられ、
    前記貫通孔は前記凹み部の内部に形成される、請求項６に記載のエネルギー貯蔵体ケース。
  8. 前記凹み部とガイド部との間にＯリングがさらに備えられる、請求項７に記載のエネルギー貯蔵体ケース。
  9. 請求項１から７の何れか一項に記載のエネルギー貯蔵体ケースの内部にエネルギー貯蔵セル及び電解液が備えられ、
    前記エネルギー貯蔵セルの集電体の一端が前記融着部に結合される、エネルギー貯蔵装置。
JP2012152223A 2011-07-08 2012-07-06 エネルギー貯蔵体ケース及びそれを含むエネルギー貯蔵装置 Pending JP2013021327A (ja)

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