KR100418593B1 - Electric Double-Layer Capacitor - Google Patents
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Abstract
사용 중 음극의 부반응생성물에 기인하여 발생할 가능성이 있는 전해액의 누액을 방지하고, 외부공기 유입을 방지하기 위해서 화성처리를 통해 표면에 산화막이 형성된 음극 단자와 내알칼리성이 강한 개스킷을 포함하는 권취형 전기이중층 캐패시터가 개시되어 있다. 상기 전기이중층 캐패시터는 활물질이 부착된 전극군을 내장하는 하우징을 구비한다. 하우징의 일측에는 상기 하우징의 내,외부를 차단하는 고무전이 구비된다. 고무전을 관통하여 외부로 돌출되는 양극 단자 및 음극 단자는 전극군에 연결된 양극 및 음극 리드선과 각각 연결된다. 고무전과 접촉되는 상기 양극 단자 및 음극 단자의 표면에는 화성처리에 의한 산화막이 형성된다. 상기와 같이 양극 단자 및 음극 단자를 상기 산화막에 의해 전기적으로 절연시킴으로서 수분의 환원 반응을 방지하고, 이에 따른 고무전의 부식을 방지할 수 있다. 또한, 내알칼리성이 강한 개스킷을 사용하여 전해액의 누액을 방지함으로서 수명이 연장된다.In order to prevent leakage of electrolyte which may occur due to the negative reaction product of the negative electrode during use, and to prevent the inflow of external air, a wound type electric machine including a negative electrode terminal having an oxide film formed on the surface and a strong alkali resistance gasket through chemical conversion treatment Double layer capacitors are disclosed. The electric double layer capacitor includes a housing that houses an electrode group to which an active material is attached. One side of the housing is provided with a rubber field to block the inside and outside of the housing. The positive electrode terminal and the negative electrode terminal which protrude outward through the rubber field are respectively connected to the positive and negative lead wires connected to the electrode group. An oxide film formed by chemical conversion is formed on the surfaces of the positive electrode terminal and the negative electrode terminal in contact with the rubber field. As described above, by electrically insulating the positive electrode terminal and the negative electrode terminal with the oxide film, it is possible to prevent a reduction reaction of water and thereby prevent corrosion of the rubber field. In addition, the service life is extended by preventing leakage of the electrolyte using an alkali resistant gasket.
Description
본 발명은 전기이중층 캐패시터에 관한 것으로서, 전해액의 누설을 방지하는 전기이중층 캐패시터에 관한 것이다.The present invention relates to an electric double layer capacitor, and to an electric double layer capacitor that prevents leakage of an electrolyte solution.
일반적으로, 전기이중층 캐패시터는 크게 전기 에너지를 저장하는 활물질과 활물질로부터 방출되거나 공급되는 전하의 이동 통로 역할을 하는 집전체로 구성된 양극과 음극, 그리고 양극과 음극 사이에 위치하며 전기적으로 양극과 음극을 절연시키면서 이온의 전도를 가능케하는 다공성 종이나 다공성 고분자로 만들어진 분리막, 전극과 분리막에 함침되어 있으며 전극에 이온을 공급하고 이온의 전도를 가능케 하는 전해액, 그리고 각 구성 요소를 밀폐된 상태로 보존하기 위한 하우징, 그리고 전기에너지 저장장치를 외부와 연결시키는 터미널로 구성되어 있다.In general, an electric double layer capacitor is located between a positive electrode and a negative electrode, and a positive electrode and a negative electrode, and a positive electrode and a negative electrode, which are composed of an active material that stores electrical energy and a current collector serving as a movement path of charges emitted from or supplied to the active material. Separator made of porous paper or porous polymer to insulate while conducting ions, electrolyte impregnated in the electrode and separator, supplying ions to the electrode and enabling conduction of ions, and to preserve each component in a sealed state It consists of a housing and a terminal that connects the electrical energy storage device with the outside.
일반적으로 1F ~ 100F 내외의 축전용량을 갖는 전기이중층 캐패시터를 권취형으로 제작하는 경우에는 공정이 확립되어 있는 전해콘덴서의 외장형으로 제작한다. 알루미늄 전해콘덴서는 컵 형상을 갖고, 활물질이 붙어있는 집전체를 내장하는알루미늄 재질의 하우징과 상기 하우징의 내,외부를 차단하는 고무전 및 상기 집전체와 연결되어 있는 양극 단자와 음극 단자를 구비한다.In general, when the electric double layer capacitor having a storage capacity of about 1F ~ 100F in the winding type, it is manufactured in the external type of the electrolytic capacitor that the process is established. The aluminum electrolytic capacitor has a cup shape, and includes a housing made of aluminum containing a current collector having an active material therein, a rubber field to block the inside and the outside of the housing, and a positive electrode terminal and a negative electrode terminal connected to the current collector. .
보통의 권취형 알루미늄 전해콘덴서에서는 도 1과 같이 양극과 음극에 각기 다른 종류의 처리가 된 알루미늄 화성박(10)을 사용하며, 알루미늄 화성박(10) 사이에 다공성 고분자를 사용한 전해지(12)가 들어가서 전해액의 이동통로 및 전기적으로 절연시켜주는 역할을 하게 된다.In a typical wound aluminum electrolytic capacitor, as shown in FIG. 1, an aluminum compound foil 10 having different kinds of treatments on the anode and the cathode is used, and an electrolytic cell 12 using a porous polymer between the aluminum compound foils 10 is formed. It enters and serves to insulate the movement path and electrically insulate the electrolyte.
권취형으로 전기이중층 캐패시터를 제작하는 경우에도 알루미늄 전해콘덴서와 같은 구조를 가지게 되는데, 알루미늄 전해콘덴서와 다른 점은 양극과 음극에 각각 활물질로 사용되는 활성탄이 코팅되어 있거나 알루미늄 메쉬에 활성탄 페이스트를 붙인 점이다.When manufacturing an electric double layer capacitor as a winding type, it has the same structure as an aluminum electrolytic capacitor. The difference from the aluminum electrolytic capacitor is that the activated carbon used as the active material is coated on the anode and the cathode, respectively, or the activated carbon paste is attached to the aluminum mesh. to be.
활성탄 대신 활성탄소섬유를 에너지를 구현하는 활물질로 사용하는 경우도 있는데, 이 때는 활성탄과는 달리 활성탄소섬유의 한 면에 알루미늄 분말을 스퍼터링한 후, 그 면을 알루미늄 포일에 접촉시키고, 알루미늄 포일을 단자에 연결하는 방식으로 제작된다.Instead of activated carbon, activated carbon fiber is sometimes used as an active material for energy.In this case, unlike activated carbon, after sputtering aluminum powder on one side of activated carbon fiber, the surface is contacted with aluminum foil, and the aluminum foil is It is manufactured by connecting to a terminal.
1F ∼ 100F 내외의 전기이중층 캐패시터에서, 활성탄에 바인더를 혼합하여 활물질로 사용하는 경우에는 권취형이 밀도 증가 및 저항 감소의 측면에서 큰 이점을 가지고 있다.In the electric double layer capacitor of about 1F to 100F, when the binder is mixed with activated carbon and used as an active material, the winding type has a great advantage in terms of density increase and resistance reduction.
100F 이상의 전기이중층 캐패시터에서는 리드 인출이 쉽지 않아서 저항이 커지기 때문에 전해 콘덴서의 디자인을 그대로 적용하는데는 무리가 있으므로, 권취형으로 제작하여 단자에 연결시키는 리드의 숫자를 늘리거나 필름형 캐패시터와 같이 집전체의 한 쪽을 길게 인출해서 리드에 직접 닿게 하는 방법을 사용하기도 한다.It is not easy to apply the design of the electrolytic capacitor as it is not easy to draw out the lead in the electric double layer capacitor of 100F or more, so it is difficult to apply the design of the electrolytic capacitor as it is. Another method is to draw a long side of the wire and make it touch the lead directly.
그리고, 각형 전기이중층 캐패시터로 제작하는 경우도 있는데, 이 때는 권취형으로 제작하지 않고, 전극을 한 장씩 적층하며, 집전체를 따로 인출하여 단자에 연결하게 된다.In addition, in some cases, a rectangular electric double layer capacitor may be manufactured. In this case, the electrodes are stacked one by one, and the current collectors are drawn out separately and connected to the terminals, instead of the winding type.
현재 일반적인 전기이중층 캐패시터의 사용전압은 2.3V ∼ 3.0V 정도이다. 사용 전압이 2V보다 크기 위해서는 반드시 비프로톤성 극성 유기 전해질(aprotic polar organic electrolyte)을 사용해야만 한다. 이는 내부에 수소 이온이 생성되지 않는 비프로톤성 용매이어야 전기화학적 안정 전위가 크고, 내부 이온의 전도도가 크기 때문이다. 그래서 보통의 캐패시터에서는 유기 전해질로 비프로톤성 극성의 특징을 갖는 프로필렌 카보네이트(propylene carbonate)나 아세토나이트릴(Acetonitrile)을 주로 사용한다. 2V 이상의 사용전압을 갖는 캐패시터에서 사용전압은 양극과 음극에서의 축전 용량 비에 따라서 적절히 양극과 음극으로 분배되는 데, 일반적으로 음극으로 1.0V ∼ 1.7V의 전위가 인가되고 나머지 전위가 양극에 인가된다. 그런데, 음극으로 1.2V 이상의 전위가 인가되면 음극에서 아래와 같은 물의 환원반응이 발생한다. 환원반응에 참여하는 물은 전해질 내의 물이거나 전극 표면에 흡착되어 있는 물일수도 있고, 셀 내부나 외부에서 공급된 공기 중의 수증기일수도 있다.Currently, the voltage of general electric double layer capacitors is about 2.3V to 3.0V. In order for the voltage to be greater than 2V, an aprotic polar organic electrolyte must be used. This is because the electrochemical stable potential is large and the conductivity of the internal ions is large when the aprotic solvent does not generate hydrogen ions therein. Therefore, in the common capacitor, propylene carbonate or acetonitrile having aprotic polarity is mainly used as an organic electrolyte. In capacitors with a working voltage of 2 V or more, the working voltage is appropriately distributed between the positive electrode and the negative electrode according to the capacitance ratio between the positive electrode and the negative electrode. In general, a potential of 1.0 V to 1.7 V is applied to the cathode and the remaining potential is applied to the anode. do. However, when a potential of 1.2 V or more is applied to the cathode, the following reduction reaction of water occurs in the cathode. The water participating in the reduction reaction may be water in the electrolyte or water adsorbed on the electrode surface, or may be water vapor in the air supplied from inside or outside the cell.
상기와 같은 물의 환원 반응에 의해서 물에서부터 수산화 이온(hydroxideion)이 생성된다. 그런데, 셀 내부는 수분이 거의 없는 환경이기 때문에 수산화 이온의 반응성은 상당히 커지고 강한 염기(strong base) 혹은 친핵성 반응물질(neucleophile)로써 작용하게 된다. 물로부터 생성된 수산화 이온은 전해액 내부에 존재하면서 전해액을 분해시키거나, 내부의 고분자 물질 등 화학적 안정성이 취약한 물질을 분해시키는 역할을 하게 된다. 특히 전기이중층 캐패시터는 빠른 충방전 속도와 100,000 사이클 이상의 수명을 필수로 하기 때문에 오랜 시간 동안의 사용이나, 고온에서 사용하는 경우에 이 반응이 더욱 촉진되어 캐패시터의 열화를 촉진시키게 된다.By the reduction reaction of water as described above, hydroxide ions are produced from water. However, since the inside of the cell is an environment in which there is little moisture, the reactivity of hydroxide ions is considerably increased and acts as a strong base or a nucleophile. Hydroxide ions generated from water decompose the electrolyte while being present in the electrolyte, or decompose a substance having poor chemical stability, such as a polymer material therein. In particular, since electric double layer capacitors require fast charge and discharge rates and a lifespan of 100,000 cycles or more, this reaction is further promoted when used for a long time or at high temperatures, thereby promoting deterioration of the capacitor.
현재 100F 미만의 축전용량을 가지는 전기이중층 캐패시터는 앞서 언급한 대로 알루미늄 전해콘덴서의 외장형으로 제작하게 되는데, 알루미늄 전해콘덴서에서는 인가되는 전압의 대부분이 양극에 인가되기 때문에 양극 단자를 화성하여 알루미늄 산화막을 두껍게 입혀서 사용한다.Currently, the electric double layer capacitor having a capacitance of less than 100F is manufactured as an external type of aluminum electrolytic capacitor as mentioned above.In the aluminum electrolytic capacitor, since most of the applied voltage is applied to the anode, the anode terminal is formed to thicken the aluminum oxide film. Use by coating.
하지만, 전기이중층 캐패시터에서는 인가전압의 분배 형태가 알루미늄 전해 콘덴서와는 전혀 다르다. 전해콘덴서에서 양극 쪽에 대부분의 인가전압이 걸리고, 음극에는 거의 전압이 인가되지 않은 것과는 달리 전기이중층 캐패시터에는 음극에 오히려 더 큰 전압이 인가되게 된다.However, in the electric double layer capacitor, the distribution form of the applied voltage is completely different from that of the aluminum electrolytic capacitor. In the electrolytic capacitor, most of the applied voltage is applied to the anode side, and the voltage is applied to the cathode of the electric double layer capacitor, whereas almost no voltage is applied to the cathode.
앞서 언급한 바와 같이 음극쪽으로 1.2V 이상의 전위가 인가되면 물의 환원반응이 발생하게 되는데, 물의 환원 반응시에 발생하는 OH-에 의해서 고무가 부식될 가능성이 존재한다.As mentioned above, when a potential of 1.2 V or more is applied toward the cathode, a reduction reaction of water occurs. There is a possibility that the rubber is corroded by OH- generated during the reduction reaction of water.
일반적으로 전해콘덴서 제작시 사용되는 고무전은 부틸고무로 화학적 안정성이 크다고 알려진 고무이다. 하지만, 고분자의 특성상 OH- 같은 친핵체에는 화학적 안정성이 떨어지며, 고온에서 장시간 사용시 친핵체와의 반응에 의한 고무전의 부식이 발생할 가능성이 높아진다.Generally, the rubber field used in manufacturing an electrolytic capacitor is butyl rubber, which is known to have high chemical stability. However, due to the nature of the polymer, nucleophiles such as OH- have poor chemical stability, and when used at high temperatures for a long time, the possibility of corrosion of rubber fields due to reaction with nucleophiles increases.
특히, 이러한 물의 분해 반응이 발생할 가능성이 큰 곳은 전기이중층 캐패시터 내부에서 음극 단자와 고무전이 서로 접촉된 부분에 전기이중층 캐패시터에서 사용되는 전해액이 닿아 있고, 하우징 내에 수십 ppm이상의 수분이 존재할 때이다. 유기전해질을 사용하는 전기이중층 캐패시터의 경우 미량의 수분이 불순물로 작용하여 상기 반응의 원인이 되며 기체 발생, 용량 감소, 저항 증가 등 열화의 주원인이 된다. 하지만, 제작 공정상 수분을 완전히 제거하는 것은 불가능하며, 이러한 수분의 존재는 고무전의 부식에 영향을 미치게 된다.Particularly, such a water decomposition reaction is likely to occur when the electrolyte used in the electric double layer capacitor is in contact with the negative electrode terminal and the rubber field in the electric double layer capacitor, and water of several tens of ppm or more is present in the housing. In the case of an electric double layer capacitor using an organic electrolyte, a small amount of moisture acts as an impurity to cause the reaction and is a main cause of deterioration such as gas generation, capacity reduction, and resistance increase. However, it is impossible to completely remove the moisture in the manufacturing process, the presence of this will affect the corrosion of the rubber field.
그래서, 고온에서 오랜 시간 사용하는 경우 음극 단자 주변이 부식되어 있고, 단자구멍이 커져 있는 것을 발견할 수 있다.Therefore, it can be found that when used at a high temperature for a long time, the surroundings of the negative electrode terminal are corroded and the terminal holes are enlarged.
이와 같이 고무전이 부식되면, 캐패시터 내부로 외부 공기가 유입되거나 내부 전해액의 누액 가능성이 커지기 때문에 이러한 현상을 가능한 방지하여야 할 필요가 있다.As such, when the rubber field is corroded, it is necessary to prevent this phenomenon as much as possible because external air flows into the capacitor or leakage of the internal electrolyte increases.
한편, 100F 급 이상의 큰 축전용량을 가지는 캐패시터에서도 이것은 더욱 중요한 문제가 된다. 100F 급 이하의 캐패시터에서는 캐패시터의 크기가 커지기 때문에 고무전을 직접적으로 사용하는 컬링(curling) 공정이 어려워지며, 고무전 대신 딱딱한 플라스틱 재질의 커버 주변에 탄성이 있는 고무를 감아서 컬링을 하게 된다. 또한, 100F 급 이상의 캐패시터에서는 전해액의 누액을 막기 위해서 커버와 단자의 사이에 전해액 누액을 방지하기 위한 개스킷을 설치할 필요가 있다. 그리고, 직육면체 형태로 제작하는 경우에는 외장 케이스는 알루미늄 등의 금속으로 제작하는 경우가 많으며, 이때 외장 케이스와 양극, 음극 단자 사이의 전기적 접촉을 방지하고 단자 사이에서의 전해액 누액을 막기 위해서 개스킷을 사용해야만 한다. 개스킷은 일반적으로 탄성이 있는 고무를 사용하는데, 개스킷으로 사용되는 고무도 100F 이하 용량의 캐패시터와 같이 수분에 의해서 생성되는 부산물인 OH-에 의해서 부식될 가능성이 존재한다.On the other hand, this is a more important problem even in a capacitor having a large storage capacity of 100F class or more. In the capacitor below 100F class, the size of the capacitor increases, which makes the curling process using the rubber field directly difficult, and instead of the rubber field, the elastic rubber is wound around the cover of a hard plastic material to perform curling. In addition, in a capacitor of 100F class or more, a gasket for preventing electrolyte leakage is required between the cover and the terminal in order to prevent leakage of the electrolyte. In the case of manufacturing a rectangular parallelepiped, the exterior case is often made of metal such as aluminum, and at this time, a gasket should be used to prevent electrical contact between the exterior case and the positive and negative terminals and to prevent electrolyte leakage between the terminals. Should be. Gaskets generally use elastic rubber, which also has the potential to be corroded by OH-, a byproduct produced by moisture, such as capacitors with capacities up to 100F.
특히, 이러한 점은 사용전압을 상승시키고자 할 때, 더욱 두드러지는 문제이다. 현재의 캐패시터 특성상 사용전압을 상승시키게 되면, 양극 쪽의 누설전류가 더 커지기 때문에 음극 쪽으로 더 큰 전위가 인가되게 된다. 활물질의 전기화학적 안정성은 음극쪽으로 더 전위가 인가되어도 큰 문제가 없지만, 반면에 외장재료의 경우에는 물에서 기인하는 수산화이온의 영향으로 안정성이 떨어져서 셀의 열화를 촉진시킬 가능성이 더욱 커지므로 사용전압을 상승시키기 위해서는 외장재료의 안정성을 증가시킬 필요가 있다.In particular, this point is more prominent when trying to increase the voltage used. Increasing the operating voltage due to the current capacitor characteristics, a larger potential is applied to the cathode because the leakage current on the anode side becomes larger. The electrochemical stability of the active material is not a big problem even if the potential is applied toward the negative electrode, but in the case of the exterior material, the stability is lowered due to the influence of hydroxide ions originating from water, which increases the possibility of promoting cell deterioration. In order to increase the pressure, it is necessary to increase the stability of the exterior material.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 고무전과 개스킷의 부식을 방지하여 내부에 충전되는 전해액의 누액을 방지하는 전기이중층 캐패시터를 제공하는데 있다.An object of the present invention for solving the problems as described above is to provide an electric double layer capacitor to prevent the leakage of the electrolyte is filled therein by preventing the corrosion of the rubber field and the gasket.
도 1은 권취형 알루미늄 전해콘덴서의 전극군을 나타내는 도면이다.1 is a view showing an electrode group of a wound aluminum electrolytic capacitor.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 권취형 전기이중층 캐패시터를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.2 is a schematic configuration diagram illustrating a wound type electric double layer capacitor according to a first embodiment of the present invention.
도 3은 도 2에 도시한 음극 단자를 나타내는 사시도이다.3 is a perspective view illustrating a negative electrode terminal illustrated in FIG. 2.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 권취형 전기이중층 캐패시터를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.4 is a schematic configuration diagram illustrating a wound type electric double layer capacitor according to a second embodiment of the present invention.
도 5는 도 4에 도시한 커버를 나타내는 분해 사시도이다.5 is an exploded perspective view illustrating the cover illustrated in FIG. 4.
도 6은 도 4에 도시한 개스킷을 나타내는 사시도이다.FIG. 6 is a perspective view illustrating the gasket shown in FIG. 4. FIG.
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 각형 전기이중층 캐패시터를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.7 is a schematic diagram illustrating a square electric double layer capacitor according to a third embodiment of the present invention.
도 8은 도 7에 도시한 제1개스킷을 나타내는 사시도이다.FIG. 8 is a perspective view illustrating the first gasket shown in FIG. 7.
도 9는 도 7에 도시한 제2개스킷을 나타내는 사시도이다.FIG. 9 is a perspective view illustrating the second gasket illustrated in FIG. 7.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10 : 알루미늄 화성박 12 : 전해지10 aluminum foil 12 electrolytic cell
100, 200, 300 : 전극군 102, 202, 302 : 하우징100, 200, 300: electrode group 102, 202, 302: housing
104a, 204a, 304a : 양극 리드선 104b, 204b, 304b : 음극 리드선104a, 204a, 304a: positive lead wire 104b, 204b, 304b: negative lead wire
106, 206, 306 : 양극 단자 108, 208, 308 : 음극 단자106, 206, 306: positive terminal 108, 208, 308: negative terminal
110, 210 : 커버 112 : 산화알루미늄막110, 210: cover 112: aluminum oxide film
212 : 컬링용 고무링 214, 314 : 너트212: rubber ring for curling 214, 314: nut
216 : 개스킷 316a : 제1개스킷216: gasket 316a: first gasket
316b : 제2개스킷316b: second gasket
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따른 전기이중층 캐패시터는활물질이 부착된 양극 및 음극을 포함하는 전극군을 내장하고, 일측이 개방된 하우징, 상기 하우징의 개방된 일측에 삽입되어 상기 하우징의 내,외부를 차단하는 커버, 상기 양극과 연결되고, 상기 커버를 관통하여 상기 하우징의 외부로 돌출되는 양극 단자 및 상기 음극과 연결되고, 상기 양극 단자가 관통되는 부위와 다른 부위에서 상기 커버를 관통하여 상기 하우징의 외부로 돌출되고, 표면에 산화막이 형성된 음극 단자를 포함한다.An electric double layer capacitor according to an aspect of the present invention for achieving the above object is a built-in electrode group including a positive electrode and a negative electrode to which the active material is attached, the housing is open on one side, the housing is inserted into the open one side of the housing A cover for blocking the inside and the outside of the cover, the positive electrode terminal is connected to the positive electrode and protrudes to the outside of the housing and connected to the negative electrode, the cover is different from the portion where the positive terminal is penetrated It penetrates to protrude to the outside of the housing, the cathode terminal having an oxide film formed on the surface.
여기서, 상기 음극 단자는 알루미늄으로 이루어지고, 상기 커버를 관통하는 부위의 표면에 산화알루미늄막이 형성된다. 그리고, 상기 전기이중층 캐패시터는 상기 양극 및 음극 단자를 둘러싸고, 상기 커버와 접촉되도록 설치되어 상기 하우징의 내,외부를 실링(sealing)하고, 내알칼리성이 강한 재질로 이루어지는 개스킷을 더 포함한다. 상기 개스킷은 클로로프렌 고무, 네오프렌 고무, 부틸 고무, 에틸렌-프로필렌 고무 및 클로로술폰화 폴리에틸렌 고무로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나로 이루어진다.Here, the cathode terminal is made of aluminum, and an aluminum oxide film is formed on the surface of the portion penetrating the cover. The electric double layer capacitor further includes a gasket made of a material having strong alkali resistance, surrounding the positive and negative terminals, installed to contact the cover, and sealing the inside and the outside of the housing. The gasket consists of at least one selected from the group consisting of chloroprene rubber, neoprene rubber, butyl rubber, ethylene-propylene rubber and chlorosulfonated polyethylene rubber.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 전기이중층 캐패시터는 밀폐된 공간을 갖고, 상기 공간에 활물질이 부착된 양극 및 음극을 포함하는 전극군을 내장하는 하우징, 상기 양극과 연결되고, 상기 하우징의 일측을 관통하여 상기 하우징의 외부로 돌출되는 양극 단자, 상기 음극과 연결되고, 상기 양극 단자가 관통되는 부위와 다른 부위에서 상기 하우징의 상기 일측을 관통하여 상기 하우징의 외부로 돌출되는 음극 단자 및 상기 양극 및 음극 단자를 각각 둘러싸고, 상기 하우징과 접촉되도록 설치되어 상기 하우징의 내,외부를 실링하고, 상기 양극및 음극 단자와 상기 하우징을 전기적으로 절연시키고, 내알칼리성이 강한 재질로 이루어지는 개스킷을 포함한다.An electric double layer capacitor according to another aspect of the present invention for achieving the above object has a sealed space, a housing containing an electrode group including a positive electrode and a negative electrode having an active material attached to the space, connected to the positive electrode, A positive electrode terminal which penetrates one side of the housing and protrudes to the outside of the housing, and is connected to the negative electrode, and a negative electrode terminal which penetrates the one side of the housing and protrudes to the outside of the housing at a portion different from a portion where the positive electrode terminal is penetrated. And a gasket formed around the positive and negative terminals, the inner and outer sides of the housing being sealed to electrically contact the housing, and electrically insulating the positive and negative terminals and the housing from each other. Include.
여기서, 상기 음극 단자는 알루미늄으로 이루어지고, 표면에 산화알루미늄막이 형성되고, 상기 개스킷은 클로로프렌 고무, 네오프렌 고무, 부틸 고무, 에틸렌-프로필렌 고무 및 클로로술폰화 폴리에틸렌 고무로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나로 이루어진다.Here, the negative electrode terminal is made of aluminum, an aluminum oxide film is formed on the surface, the gasket is at least one selected from the group consisting of chloroprene rubber, neoprene rubber, butyl rubber, ethylene-propylene rubber and chlorosulfonated polyethylene rubber.
상기 전기이중층 캐패시터의 음극 단자는 알루미늄으로 이루어지고, 그 표면의 산화알루미늄막에 의해 전기적으로 절연되어 있으며 상기 음극 단자에 인가되는 전위에 따른 수분의 환원반응이 발생하더라도 환원반응 생성물인 수산화 이온과 같은 알칼리에 강한 개스킷을 사용하기 때문에 고무의 부식반응이 거의 일어나지 않게 된다. 즉, 장시간 사용시 약간 발생할 수도 있으나, 전해액의 누액을 일으킬 정도까지 부식이 심화되지는 않는다. 이러한 이유로, 상기 개스킷을 사용하여 상기 하우징 내부에 충전되는 전해액의 누액을 방지할 수 있다.The negative electrode terminal of the electric double layer capacitor is made of aluminum, is electrically insulated by an aluminum oxide film on the surface thereof, and even if a reduction reaction of water occurs according to a potential applied to the negative electrode terminal, such as a hydroxide product, which is a reduction reaction product. Alkali resistant gaskets are used so that the corrosion reaction of rubber hardly occurs. That is, it may occur slightly when used for a long time, but the corrosion is not intensified to the extent that leakage of electrolyte is caused. For this reason, it is possible to prevent leakage of the electrolyte solution filled in the housing using the gasket.
따라서, 상기 전기이중층 캐패시터의 음극 단자는 그 표면의 산화막에 의해 전기적으로 절연되어 있으므로 상기 음극 단자에 인가되는 전위에 따른 수분의 환원반응을 방지할 수 있다. 또한, 상기 개스킷을 사용하여 상기 하우징 내부에 충전되는 전해액의 누액을 방지할 수 있다.Therefore, since the negative electrode terminal of the electric double layer capacitor is electrically insulated by the oxide film on the surface thereof, it is possible to prevent a reduction reaction of moisture according to the potential applied to the negative electrode terminal. In addition, the gasket may be used to prevent leakage of the electrolyte solution filled in the housing.
상기 음극 단자의 산화과정은 일반적인 화성공정을 통해서 이루어질 수 있는 것으로 음극 단자를 화성액에 침지시킨 후 전류를 인가하여 상기 음극 단자의 표면에 산화막을 형성한다. 이외에도 여러 가지 공지 산화막 형성과정을 적용할 수 있다.Oxidation of the negative electrode terminal may be performed through a general chemical conversion process, and an oxide film is formed on the surface of the negative electrode terminal by applying current after immersing the negative electrode terminal in the chemical liquid. In addition, various known oxide film forming processes may be applied.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 권취형 전기이중층 캐패시터를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.2 is a schematic configuration diagram illustrating a wound type electric double layer capacitor according to a first embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 양극 및 음극을 포함하는 권취형 전극군(100)을 내장하는 하우징(102)이 도시되어 있다. 상기 권취형 전극군(100)은 활물질로 사용되는 활성탄이 각각 코팅되어 있는 양극 및 음극과 상기 양극 및 음극 사이에 배치되어 절연체 역할을 하는 분리막을 적층시키고, 이를 원통 형상으로 권취함으로서 형성된다.Referring to FIG. 2, there is shown a housing 102 having a wound electrode group 100 including a positive electrode and a negative electrode. The wound electrode group 100 is formed by stacking a separator disposed between an anode and a cathode coated with activated carbon used as an active material and an anode and a cathode serving as an insulator, and winding it in a cylindrical shape.
상기 전극군에는 양극 및 음극에 연결되는 양극 리드선(104a) 및 음극 리드선(104b)이 각각 형성되고, 각각의 리드선(104a, 104b)은 하우징(102)의 외부로 돌출되는 양극 단자(106) 및 음극 단자(108)에 각각 연결된다.In the electrode group, positive lead wires 104a and negative lead wires 104b connected to the positive electrode and the negative electrode are respectively formed, and each of the lead wires 104a and 104b protrudes out of the housing 102. Respectively connected to the negative terminal 108.
하우징(102)은 알루미늄으로 이루어진 컵 형상을 갖고, 하우징(102)의 개방된 일측에는 하우징(102)의 내,외부를 차단시키는 커버(110)가 삽입되어 장착된다. 여기서, 커버(110)는 일반적으로 사용되는 고무전이며, 양극 단자(106) 및 음극 단자(108)가 커버(110)를 관통하여 외부로 돌출된다.The housing 102 has a cup shape made of aluminum, and a cover 110 that blocks the inside and the outside of the housing 102 is inserted and mounted at an open side of the housing 102. Here, the cover 110 is a commonly used rubber field, and the positive terminal 106 and the negative terminal 108 penetrate the cover 110 to protrude to the outside.
양극 단자(106) 및 음극 단자(108)는 알루미늄 재질로 이루어지고, 커버(110)를 관통하는 부위의 표면은 화성처리를 통해 산화알루미늄막이 형성된다. 양극 단자(106) 및 음극 단자(108)는 하우징(102)의 내부에서 상기 양극 및 음극의 리드선들과 각각 용접 및 리벳 이음에 의해 연결된다.The positive electrode terminal 106 and the negative electrode terminal 108 are made of aluminum, and an aluminum oxide film is formed on the surface of the portion penetrating the cover 110 through chemical conversion treatment. The positive terminal 106 and the negative terminal 108 are connected to the positive and negative lead wires by welding and rivet joints, respectively, in the housing 102.
도 3은 도 2에 도시한 음극 단자를 나타내는 사시도이다.3 is a perspective view illustrating a negative electrode terminal illustrated in FIG. 2.
도 3을 참조하면, 가는 막대 형상을 갖는 음극 단자(108)가 도시되어 있다. 음극 단자(108)의 일측 표면은 화성 처리를 통해 산화알루미늄막(112)이 형성되어 있다.Referring to FIG. 3, a negative terminal 108 having a thin rod shape is shown. One surface of the negative electrode terminal 108 is formed with an aluminum oxide film 112 through chemical conversion.
따라서, 하우징의 내,외부를 차단하는 커버를 관통하여 외부로 돌출되는 음극 단자를 절연시킬 수 있고, 커버로 사용되는 고무전이 물의 환원 반응에 의해 부식되는 것을 방지할 수 있다.Therefore, it is possible to insulate the negative electrode terminal projecting to the outside through the cover that blocks the inside and outside of the housing, and it is possible to prevent the rubber field used as the cover from being corroded by the reduction reaction of water.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 권취형 전기이중층 캐패시터를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.4 is a schematic configuration diagram illustrating a wound type electric double layer capacitor according to a second embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 100F 이상의 용량을 갖는 전기이중층 캐패시터의 경우 도 2에 도시한 일반적인 커버를 사용할 수 없다. 이는 전기이중층 캐패시터의 크기가 커짐에 따라 일반적인 컬링 공정으로 커버로 사용되는 고무전을 형성할 수 없기 때문이다. 따라서, 100F 이상의 용량을 갖는 전기이중층 캐패시터의 경우에는 단단한 재질의 플라스틱에 컬링용 고무링(212)을 부착시켜서 커버(210)를 형성한다.Referring to FIG. 4, in the case of an electric double layer capacitor having a capacity of 100F or more, the general cover illustrated in FIG. 2 may not be used. This is because, as the size of the electric double layer capacitor increases, the rubber field used as a cover cannot be formed by a general curling process. Therefore, in the case of an electric double layer capacitor having a capacity of 100F or more, the cover 210 is formed by attaching a curling rubber ring 212 to a plastic of hard material.
도시된 전기이중층 캐패시터는 도 2에 도시한 것과 동일하게 알루미늄 재질로 이루어지는 하우징(202)과 하우징(202)의 내부에 내장되고, 양극 및 음극을 포함하는 권취형 전극군(200)을 포함한다. 또한, 상기와 같이 형성되는 커버(210)가 하우징(202)의 개방된 일측에 삽입되어 하우징(202)의 내,외부를 차단함으로서 하우징(202)의 내부에 충전되는 전해액의 누액을 방지한다.As shown in FIG. 2, the illustrated electric double layer capacitor includes a housing 202 made of aluminum and a wound electrode group 200 including an anode and a cathode. In addition, the cover 210 formed as described above is inserted into an open side of the housing 202 to block the inside and the outside of the housing 202 to prevent leakage of the electrolyte solution filled in the interior of the housing 202.
이때, 플라스틱으로 이루어지는 커버(210)를 관통하는 양극 및 음극단자(206, 208)는 머리부를 갖는 볼트 형상을 갖고, 하우징(202)의 내측에서 커버(210)를 관통하여 외측으로 돌출되고, 상기 돌출된 부위에 너트(214)가 조립되어 커버(210)에 각각 고정된다. 여기서, 양극 단자(206) 및 음극 단자(208)의 형상 및 조립 방법은 다양한 형태로 변경될 수 있으며, 상기 형상 및 조립 방법에 본 발명이 한정되지는 않는다.In this case, the anode and cathode terminals 206 and 208 penetrating the cover 210 made of plastic have a bolt shape having a head, and protrude outward through the cover 210 from the inside of the housing 202. Nuts 214 are assembled to the protruding portions and fixed to the covers 210, respectively. Here, the shape and the assembly method of the positive terminal 206 and the negative terminal 208 may be changed in various forms, the present invention is not limited to the shape and the assembly method.
그런데, 상기와 같은 조립 방법의 경우 커버(210)에 형성되어 양극 및 음극 단자(206, 208)가 관통되는 홀과 양극 및 음극 단자(206, 208) 사이에서 전해액의 누액이 발생된다. 특히, 전해액으로 아세토나이트릴과 같은 휘발성이 강한 액체를 사용할 경우, 양극 및 음극 단자(206, 208) 부분에서 전해액의 누액이 지속적으로 일어나게 된다. 상기와 같은 전해액의 누액을 방지하기 위해 상기 머리부와 커버(210) 사이에 고무 재질로 형성되는 개스킷(216)이 설치된다.However, in the case of the assembly method as described above, leakage of the electrolyte is generated between the hole formed in the cover 210 and the positive and negative terminals 206 and 208 therethrough, and the positive and negative terminals 206 and 208. In particular, when a highly volatile liquid such as acetonitrile is used as the electrolyte, leakage of the electrolyte continuously occurs at the positive and negative electrode terminals 206 and 208. In order to prevent leakage of the electrolyte, a gasket 216 formed of a rubber material is installed between the head and the cover 210.
한편, 양극 및 음극 단자(206, 208)는 알루미늄 재질로 이루어지고, 물의 환원 반응에 의해 개스킷(216)이 부식되는 것을 방지하기 위해 개스킷(216)과 접촉하는 상기 양극 및 음극 단자(206, 208)의 표면에는 화성 처리를 통해 산화알루미늄막을 형성시킨다.Meanwhile, the positive and negative terminals 206 and 208 are made of aluminum, and the positive and negative terminals 206 and 208 are in contact with the gasket 216 to prevent the gasket 216 from being corroded by a water reduction reaction. An aluminum oxide film is formed on the surface of the substrate through chemical conversion treatment.
이와 같이 전해액의 누액을 막고, 전기절연을 위해서 사용하는 개스킷(216)은 상기 물의 환원 반응에 의해 생성되는 수산화 이온에 안정성이 큰 고무를 선택하는 것이 바람직하다. 상기 수산화 이온에 안정성이 큰 고무와 가장 근사한 것은 여러 종류의 고무 중에서 내알칼리성이 큰 것이 특히 유리하다. 일반적으로 알려진 바로는 내알칼리성이 큰 고무로는 클로로프렌 고무, 네오프렌 고무, 부틸고무, 에틸렌-프로필렌 고무, 클로로술폰화 폴리에틸렌 고무 등이 있으며, 음극 단자(208)에 개스킷(216)으로 이 고무를 사용하는 것이 전해액 누액 방지를 위해서 필수적이다.As described above, the gasket 216 used to prevent leakage of the electrolyte solution and used for electrical insulation is preferably selected from a rubber having high stability to hydroxide ions generated by the water reduction reaction. The closest to the rubber having high stability to the hydroxide ions is particularly advantageous in that the alkali resistance is high among various rubbers. Commonly known rubbers having high alkali resistance include chloroprene rubber, neoprene rubber, butyl rubber, ethylene-propylene rubber, chlorosulfonated polyethylene rubber, and the like as the gasket 216 for the negative electrode terminal 208. It is essential to prevent electrolyte leakage.
그리고, 양극 및 음극 단자(206, 208)의 머리부에는 하우징(202)에 내장되는 권취형 전극군(200)과 연결된 양극 리드선(204a) 및 음극 리드선(204b)이 연결된다. 이때, 상기 각각의 머리부와 양극 및 음극 리드선(204a, 204b)은 리벳 이음 또는 초음파 용접에 의해 연결된다.The positive and negative lead wires 204a and 204b connected to the wound electrode group 200 embedded in the housing 202 are connected to the heads of the positive and negative terminals 206 and 208. At this time, each of the head and the positive and negative lead wires (204a, 204b) is connected by rivet joint or ultrasonic welding.
도 5는 도 4에 도시한 커버를 나타내는 분해 사시도이고, 도 6은 도 4에 도시한 개스킷을 나타내는 사시도이다.FIG. 5 is an exploded perspective view showing the cover shown in FIG. 4, and FIG. 6 is a perspective view showing the gasket shown in FIG. 4.
도 5 및 도 6을 참조하면, 하우징의 내,외부를 차단하는 커버(210)는 플라스틱 재질로 이루어지고, 원형의 플레이트 형상을 갖는다. 상기 원형의 플레이트의 주연 부위를 따라 컬링용 고무링(212)을 부착하기 위한 계단부가 형성되고, 상기 계단부에 컬링용 고무링(212)이 부착된다. 그리고, 양극 및 음극 단자가 관통되는 두 개의 홀이 형성되어 있다.5 and 6, the cover 210 for blocking the inside and the outside of the housing is made of a plastic material and has a circular plate shape. A step portion for attaching the curling rubber ring 212 is formed along the peripheral portion of the circular plate, the curling rubber ring 212 is attached to the step portion. Then, two holes through which the positive and negative terminals pass are formed.
개스킷(216)은 내알칼리성이 강한 고무로 형성되고, 상기 양극 및 음극 단자가 관통되는 홀이 형성되어 있으며, 원형 링 형상을 갖는다. 따라서, 개스킷(216)은 하우징 내부에 충전되는 전해액의 누액을 방지하는 실링 역할을 하게 된다.The gasket 216 is formed of a rubber having a high alkali resistance, a hole through which the positive electrode and the negative electrode terminal are formed, and has a circular ring shape. Therefore, the gasket 216 serves as a sealing to prevent leakage of the electrolyte solution filled in the housing.
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 각형 전기이중층 캐패시터를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.7 is a schematic diagram illustrating a square electric double layer capacitor according to a third embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 100F 이상의 용량을 갖는 각형 전기이중층 캐패시터가 도시되어 있다. 상기 각형 전기이중층 캐패시터는 직육면체 형상을 갖고, 알루미늄 재질로 이루어지는 하우징(302)을 포함한다. 하우징(302)의 일측에는 양극 단자(306) 및 음극 단자(308)가 조립되는 두 개의 관통공이 형성되어 있다. 상기 일측을 관통하여 설치되는 양극 및 음극 단자(306, 308)는 머리부를 갖는 볼트 형상을 갖고, 하우징(302)을 내측에서 상기 일측을 관통하여 외측으로 돌출되고, 상기 돌출된 단부에 너트(314)가 체결됨으로서 하우징(302)에 고정된다.Referring to FIG. 7, a square electric double layer capacitor having a capacity of 100F or more is shown. The rectangular electric double layer capacitor has a rectangular parallelepiped shape and includes a housing 302 made of aluminum. One side of the housing 302 is formed with two through holes for assembling the positive terminal 306 and the negative terminal 308. The positive and negative terminals 306 and 308 installed to penetrate the one side have a bolt shape having a head, protrude outward through the one side from the inside of the housing 302, and a nut 314 at the protruding end. ) Is fixed to the housing 302 by being fastened.
이때, 양극 및 음극 단자(306, 308)는 하우징(302)과 동일하게 알루미늄 재질로 이루어지고, 전기절연을 위해 표면에 산화알루미늄막이 형성되어 있다. 또한, 전기절연을 위한 방법으로 상기 일측에 형성되는 관통홀에는 테프론 재질로 이루어지고, 원통 형상을 갖는 제1개스킷(316a)이 삽입되고, 제1개스킷(316a)을 관통하여 양극 및 음극 단자(306, 308)가 설치된다. 또한 양극 및 음극 단자(306, 308)의 머리부와 하우징(302)의 상기 일측이 접촉되는 것을 방지하기 위해 상기 머리부와 상기 하우징의 일측 사이에는 고무 재질로 형성되는 제2개스킷(316b)이 설치된다. 이때, 제1개스킷(316a)은 하우징(302)과 상기 너트(314)가 접촉되지 않도록 하우징(302)의 외측으로 돌출된다. 즉, 볼트 형상을 갖는 양극 및 음극 단자(306, 308)는 하우징(302)의 내측에서 제2개스킷(316b)과 상기 관통홀에 삽입되어 있는 제1개스킷(316a)을 차례로 관통하여 하우징(302)의 외측으로 돌출되고, 상기 돌출된 단부에 상기 너트(314)가 나사결합된다. 여기서, 양극 및 음극 단자(306, 308)의 형상 및 조립 방법은 다양한 형태로 변경될 수 있으며, 상기 형상 및 조립 방법에 본 발명이 한정되지는 않는다.In this case, the anode and cathode terminals 306 and 308 are made of the same aluminum material as the housing 302, and an aluminum oxide film is formed on the surface for electrical insulation. In addition, the through hole formed on one side of the method for electrical insulation is formed of a Teflon material, a first gasket 316a having a cylindrical shape is inserted, and penetrates through the first gasket 316a to provide a positive and negative terminal ( 306 and 308 are installed. In addition, a second gasket 316b formed of a rubber material is formed between the head and one side of the housing to prevent contact between the head of the positive and negative terminals 306 and 308 and the one side of the housing 302. Is installed. At this time, the first gasket 316a protrudes out of the housing 302 such that the housing 302 and the nut 314 do not contact each other. That is, the positive and negative terminals 306 and 308 having a bolt shape sequentially pass through the second gasket 316b and the first gasket 316a inserted into the through hole from the inside of the housing 302 so as to sequentially pass through the housing 302. Protruding outward, the nut 314 is screwed to the protruding end. Here, the shape and the assembly method of the positive and negative terminals 306 and 308 may be changed in various forms, the present invention is not limited to the shape and the assembly method.
하우징(302)의 내부에는 직사각형 형상을 갖는 양극 및 음극을 포함하는 각형 전극군(300)이 내장되고, 상기 양극 및 음극에 연결된 양극 리드선(304a) 및 음극 리드선(304b)과 상기 볼트 형상의 양극 및 음극 단자(306, 308)의 머리부가 각각 연결된다. 이때, 상기 각각의 리드선(304a, 304b)과 상기 각각의 머리부는 리벳 이음 또는 초음파 용접에 의해 연결된다.A rectangular electrode group 300 including a cathode and a cathode having a rectangular shape is embedded in the housing 302, and the anode lead wire 304a and the cathode lead wire 304b and the bolt-shaped anode connected to the anode and the cathode are embedded. And the heads of the cathode terminals 306 and 308 are respectively connected. At this time, each of the lead wires (304a, 304b) and the respective head portion is connected by rivet joint or ultrasonic welding.
여기서, 하우징(302)의 내부에 충전되는 전해액의 누액을 막고, 전기절연을 위해서 사용하는 제2개스킷(316b)은 권취형 전기이중층 캐패시터와 동일하게 상기 물의 환원 반응에 의해 생성되는 수산화 이온에 안정성이 큰 고무를 선택하는 것이 바람직하다. 상기 수산화 이온에 안정성이 큰 고무는 여러 종류의 고무 중에서 내알칼리성이 큰 것이 특히 유리하다. 즉, 권취형 전기이중층 캐패시터에서 사용되는 개스킷과 동일하게 상기 내알칼리성이 큰 고무로는 클로로프렌 고무, 네오프렌 고무, 부틸고무, 에틸렌-프로필렌 고무, 클로로술폰화 폴리에틸렌 고무 등이 있다.Here, the second gasket 316b, which prevents leakage of the electrolyte solution filled in the housing 302 and is used for electrical insulation, is stable to hydroxide ions generated by the reduction reaction of water in the same manner as the wound type electric double layer capacitor. It is desirable to choose this large rubber. The rubber having high stability to the hydroxide ions is particularly advantageous in that alkali resistance is high among various rubbers. That is, like the gasket used in the wound type electric double layer capacitor, the rubber having high alkali resistance includes chloroprene rubber, neoprene rubber, butyl rubber, ethylene-propylene rubber, chlorosulfonated polyethylene rubber, and the like.
실제로 개스킷으로 많이 사용하는 실리콘 고무의 경우는 음극에 사용하였을 때, 60 내지 70℃의 온도에서 100시간 이상동안 사용할 경우 실리콘이 딱딱해지면서 푸석푸석해지고 부서진다. 그리고, 그 부분을 통해서 전해액이 누설되어 염이 석출되는 것을 관찰할 수 있다. 그러나 상기 내알칼리성이 강한 고무를 사용하게 되면, 상기와 같은 현상이 발생하지 않는다.In the case of silicone rubber, which is actually used as a gasket, when used for a negative electrode, when used for 100 hours or more at a temperature of 60 to 70 ° C., the silicon becomes hard and crumbles. And it can be observed that electrolyte leaks through this part and a salt precipitates. However, when the alkali resistant rubber is used, the above phenomenon does not occur.
따라서, 음극에 개스킷을 사용하는 경우에는 반드시 내알칼리성이 강한 클로로프렌 고무, 네오프렌 고무, 부틸 고무, 에틸렌-프로필렌 고무, 클로로술폰화 폴리에틸렌 고무를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 부틸 고무의 경우 100F 이하 전기이중층 캐패시터의 고무전으로 채용되어 사용되고 있는데, 오랜 시간 사용시 음극 쪽의 구멍이 다소 넓어지기는 하지만, 탄성도가 변하거나 물질의 변형이 심각하게 관찰되지는 않는다. 여기서, 상기 내알칼리성이 강한 고무를 상기 음극 단자에 사용할 경우 완전히 변형이 없다는 의미가 아니라 변형의 정도가 다른 고무에 비해서 상당히 작아서, 전기이중층 캐패시터의 개스킷으로 응용하여 사용할 수 있음을 의미한다.Therefore, when using a gasket for a negative electrode, it is preferable to use chloroprene rubber, neoprene rubber, butyl rubber, ethylene-propylene rubber, and chlorosulfonated polyethylene rubber with strong alkali resistance. In the case of the butyl rubber is used as a rubber field of the electric double layer capacitor of 100F or less, although the hole on the cathode side is somewhat wider when used for a long time, the elasticity is not changed or the deformation of the material is not seriously observed. Here, when the alkali resistant rubber is used for the negative electrode terminal, it does not mean that there is no deformation, but the degree of deformation is considerably smaller than that of other rubbers, which means that it can be used as a gasket of an electric double layer capacitor.
도 8은 도 7에 도시한 제1개스킷을 나타내는 사시도이고, 도 9는 도 7에 도시한 제2개스킷을 나타내는 사시도이다.FIG. 8 is a perspective view showing the first gasket shown in FIG. 7, and FIG. 9 is a perspective view showing the second gasket shown in FIG. 7.
도 8 및 도 9를 참조하면, 제1개스킷(316a)은 원통 형상을 갖고, 상기 양극 및 음극 단자와 상기 하우징 사이를 전기적으로 절연시키기 위해 상기 하우징에 형성된 관통홀에 삽입된다. 즉, 원형의 플레이트 형상을 갖고, 상기 하우징의 내부에서 상기 하우징의 일측과 접촉되는 제2개스킷(316b)의 일측면과 접촉된다. 따라서 제1개스킷(316a) 및 제2개스킷(316b)을 관통하여 설치되는 상기 양극 및 음극 단자는 제1개스킷(316a) 및 제2개스킷(316b)에 의해 상기 하우징과 전기적으로 절연되고, 제2개스킷(316b)은 하우징 내부에 충전되는 전해액의 누액을 방지하는 실링 역할을 하게 된다.8 and 9, the first gasket 316a has a cylindrical shape and is inserted into a through hole formed in the housing to electrically insulate the positive and negative terminals from the housing. That is, it has a circular plate shape and is in contact with one side of the second gasket 316b which is in contact with one side of the housing inside the housing. Therefore, the positive and negative terminals provided through the first gasket 316a and the second gasket 316b are electrically insulated from the housing by the first gasket 316a and the second gasket 316b, and the second The gasket 316b serves as a sealing to prevent leakage of the electrolyte solution filled in the housing.
상기와 같이 본 발명에 따르면, 권취형 전기이중층 캐패시터의 음극 단자의 표면에 화성처리에 의한 산화알루미늄막을 형성함으로서 상기 전기이중층 캐패시터의 내,외부를 차단하는 고무전과 접촉하는 상기 음극 단자를 절연시킬 수 있다.According to the present invention as described above, by forming an aluminum oxide film by the chemical conversion treatment on the surface of the negative electrode terminal of the wound type electric double layer capacitor, it is possible to insulate the negative electrode terminal in contact with the rubber field blocking the inside and outside of the electric double layer capacitor. have.
그리고, 100F 이상의 용량을 갖는 전기이중층 캐패시터에서 양극 및 음극 단자의 전기절연과 전해액의 누액을 방지하기 위해 내알칼리성이 강한 클로로프렌 고무, 네오프렌 고무, 부틸 고무, 에틸렌-프로필렌 고무, 클로로술폰화 폴리에틸렌 고무 중에서 선택된 하나로 이루어지는 개스킷을 사용한다. 이에 따라, 상기 음극 단자에 전위가 인가되더라도 수분의 환원 반응에 의해 생성된 수산화 이온에 의한 고무전과 개스킷의 부식이 방지되고, 장시간 사용할 경우에도 상기 고무전 및 개스킷이 변형되지 않는다.And, in the electric double layer capacitor having a capacity of 100F or more, among the alkali resistant chloroprene rubber, neoprene rubber, butyl rubber, ethylene-propylene rubber, and chlorosulfonated polyethylene rubber to prevent electrical insulation of the positive and negative electrode terminals and leakage of the electrolyte solution. Use a gasket made of one selected. Accordingly, even when a potential is applied to the negative electrode terminal, corrosion of the rubber field and the gasket by the hydroxide ions generated by the reduction reaction of moisture is prevented, and the rubber field and the gasket do not deform even when used for a long time.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified and changed within the scope of the invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below I can understand that you can.
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