KR100779529B1 - 산화은-아연 전지 - Google Patents

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KR100779529B1
KR100779529B1 KR1020060051683A KR20060051683A KR100779529B1 KR 100779529 B1 KR100779529 B1 KR 100779529B1 KR 1020060051683 A KR1020060051683 A KR 1020060051683A KR 20060051683 A KR20060051683 A KR 20060051683A KR 100779529 B1 KR100779529 B1 KR 100779529B1
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zinc
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상용 안
응진 김
상웅 이
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세방하이테크 주식회사
이상웅
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Abstract

본 발명에 따른 산화은-아연 전지는 보관시에는 전해액이 전지 내부에 채워져 있지 않기 때문에, 자기 방전의 문제가 없으며, 누액에 의한 문제가 없으므로 장기간의 보관이 가능하다.
또한, 하나의 케이스를 단위로 하는 셀을 다수 적층시킬 수 있도록 구성하여 원하는 용량을 셀의 적층만으로 만족시킬 수 있어, 설계에 용이하다.
또한, 전지에서 발생되는 열을 효과적으로 냉각시킬 수 있도록 하여, 전지의 효율 및 수명을 신뢰성 있게 제공할 수 있다.
또한, 셀의 형상 변경이 용이하여 다양한 분야에 적용이 가능하다.
전지, 산화은, 아연, 전극, 냉각, 전해액

Description

산화은-아연 전지{Silver oxide-Zinc battery}
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 산화은-아연 전지를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 산화은-아연 전지를 나타낸 단면도.
도 3은 도 2의 전해액 공급부를 나타낸 블럭도.
도 4는 본 발명의 바람직한 또다른 실시예에 따른 산화은-아연 전지를 나타낸 사시도.
도 5는 본 발명의 바람직한 또다른 실시예에 따른 산화은-아연 전지를 나타낸 사시도.
도 6은 본 발명의 바람직한 또다른 실시예에 따른 산화은-아연 전지를 나타낸 사시도.
도 7은 본 발명의 바람직한 또다른 실시예에 따른 산화은-아연 전지를 나타낸 단면도.
도 8은 도 7의 냉각부를 나타낸 단면도.
도 9는 도 6의 냉각부를 나타낸 단면도.
도 10은 도 7의 냉각 주변부를 나타낸 블럭도.
도 11은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 산화은-아연 전지의 냉각 주변부를 나타낸 블럭도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10...케이스 20...산화은 전극
30...아연 전극 40...격리판
50...동 기판 60...함습지
70...전해액 공급부 71...전해액 공급관
73...전해액 저장부 75...가압부
77...가압 밸브 79...가스 주입 밸브
80...배출부 81...배출관
83...배기 밸브 90...냉각부
91...냉각관 92...냉각 유로
93...냉각수 유입구 94...냉각수 유출구
95...냉각 주변부 96...냉각수 저장부
97...냉각 펌프 98...온도 센서
99...냉각판
본 발명은 산화은-아연 전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게 설명하면 장시 간 보관에 따른 전지 효율의 저하 및 파손을 방지하며, 전지 사용시 그 효율을 최적화시킬 수 있는 산화은-아연 전지에 관한 것이다.
일반적인 산화은-아연 전지는 산화은 분말을 메쉬(은망(銀網))에 도포해서 굳힌 것을 양극판으로 하고, 아연을 음극판으로 하여 전해액으로는 가성 알칼리(수산화 칼륨) 용액을 사용한 알칼리 전지의 일종으로서, 소중량으로 대용량이 만들어지고 급격한 대전류가 흐를 수 있는 등의 특징이 있다. 1회의 방전만 실시하고 사용이 다하는 1차 전지 또는 충전과 방전이 반복적으로 이루어지는 2차 전지(축전지)로 모두 사용이 가능하다.
그러나, 산화은-아연 전지는 용액 상태의 전해액을 필수로 요구하고 있으며, 이로 인한 몇가지 문제가 발생하고 있다.
우선, 모든 전지에서 공통적으로 발생되는 문제로서 자기 방전의 문제가 있으며, 다음으로 용액 상태인 전해액의 누액으로 의한 주변 기기의 손상, 또는 누액에 의한 전기적 절연 문제가 대두되고 있다.
특히, 후자의 문제는 산화은-아연 전지의 장기간 보관 또는 운송 중에 흔히 일어나게 되어, 그 취급에 특별한 주의와 비용이 요구되고 있는 실정이다.
또한, 산화은-아연 전지 자체가 대용량으로 제작되는 것이 일반적이므로 다량의 열이 발생되게 되며, 이러한 열은 전지의 수명과 효율을 급격히 감소시키게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로서, 장기간 보관 또는 운송이 용이하며, 동작시 발생되는 열로 인한 전지의 수명과 효율의 감소를 효율적으로 방지할 수 있는 산화은-아연 전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 양극판은 산화은 전극으로, 음극판은 아연 전극으로 이루어진 산화은-아연 전지에 있어서, 상기 산화은 전극과 아연 전극의 활동을 위한 전해액을 공급하는 전해액 공급부를 갖추고, 상기 전해액 공급부를 통해, 전지를 사용하고자 하는 시점에서 전해액을 상기 산화은 전극 및 아연 전극에 공급하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 전해액 공급부에서 공급되는 전해액의 유입을 원활히 하기 위하여 전해액이 유입되는 공간의 공기 또는 과잉 공급된 전해액이 외부로 배출되도록 하는 배출부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
보다 구체적으로는 산화은-아연 전지에 있어서, 소정 공간의 케이스와; 상기 케이스의 내부에 위치하며 (+)전극으로 사용되는 산화은 전극과; 상기 케이스의 내부에 위치하며 (-)전극으로 사용되는 아연 전극과; 상기 케이스의 내부부위 외에 위치하며, 사용자가 전지로서의 사용을 원할 경우 상기 케이스의 내부로 전해액을 공급하는 전해액 공급부와; 상기 전해액 공급부에 의해 공급되는 전해액의 유입을 원활히 하기 위하여 상기 케이스 내부의 공기 또는 과잉 공급된 전해액이 외부로 배출되는 배출부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 전해액 공급부는 상기 케이스 내부로 유입될 전해액이 저장되는 전해액 저장부와; 상기 저장부와 상기 케이스를 연결하는 전해액 공급관과; 상기 전해액 저장부에 압력을 가하여 상기 전해액 공급관을 통해 상기 케이스의 내부로 전해액이 유입되도록 하는 가압부를 포함하는 것이 바람직하며, 상기 가압부는 일정 가스가 압축되어 있는 가스 저장부인 것이 바람직하다.
상기 가스는 질소 가스일 수 있으며, 상기 가압부는 외부에서 연결되는 펌프 또는 가스 공급수단으로 구성될 수 있다.
또한, 상기 전해액 저장부와 상기 가압부의 사이에는 상기 가압부의 개통을 제어하는 가압 밸브가 더 포함될 수 있으며, 상기 가압 밸브는 수동에 의한 직접 제어 방식 또는 원격 제어 방식으로 구성되며, 상기 가압 밸브가 원격 제어 방식인 경우 가압 밸브의 구동을 위한 별도의 전원이 더 구비되어야 한다.
한편, 상기 산화은 전극, 아연 전극이 구비된 케이스를 다층으로 적층시킨 후 각각의 케이스를 상기 전해액 공급부와 연결시켜 대용량의 전지를 구현할 수도 있다.
한편, 산화은-아연 전지에 사용되는 전해액은 수산화 칼륨 용액인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 산화은-아연 전지에 있어서, 소정 공간의 케이스와; 상기 케이스의 내부에 위치하며 (+)전극으로 사용되는 산화은 전극과; 상기 케이스의 내부에 위치하며 (-)전극으로 사용되는 아연 전극과; 상기 산화은 전극과 아연 전극이 배치되는 부분 외의 상기 케이스에 형성되어 냉각수가 유통되는 냉각부와; 상기 냉각부의 작동을 위하여 상기 냉각부에 연결된 상태로 상기 케이스의 외부에 위치하는 냉각 주변부를 포함하여 구성되는 것을 다른 특징으로 한다.
상기 산화은 전극, 아연 전극 및 냉각부가 구비된 케이스를 다층으로 적층시킨 것이 바람직하다.
상기 산화은 전극 및 아연 전극이 판 형상으로 이루어진 경우 상기 냉각부는 상기 산화은 전극 및 아연 전극과 평행하게 배치되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 냉각부는 상기 산화은 전극 및 아연 전극의 형상에 따라 일정 두께의 판 형으로 형성되며, 그 단면 상으로 다수의 냉각수 유로가 형성되어 있는 냉각 케이스와; 상기 냉각 케이스의 일단에 형성된 냉각수 유입구와; 상기 냉각 케이스의 다른 일단에 형성된 냉각수 유출구를 포함하여 구성되는 것이 바람직하며, 상기 냉각 주변부는 상기 냉각수가 저장되는 냉각수 저장부와; 상기 냉각부와 상기 냉각수 저장부를 연결하는 냉각관과; 상기 냉각수 저장부의 냉각수가 상기 냉각부에 공급되도록 하는 냉각 펌프를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 냉각 주변부는 상기 냉각 펌프의 작동을 제어하기 위한 온도 센서를 더 포함할 수도 있으며, 상기 냉각 펌프의 구동은 상기 산화은 전극과, 아연 전극에 의해 이루어질 수도 있다.
상기 냉각 케이스의 단면에 형성된 냉각 유로는 원형 또는 사각형인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 산화은-아연 전지에 있어서, 소정 공간의 케이스와; 상기 케이스의 내부에 위치하며 (+)전극으로 사용되는 산화은 전극과; 상기 케이스의 내 부에 위치하며 (-)전극으로 사용되는 아연 전극과; 상기 케이스의 내부부위 외에 위치하며, 사용자가 전지로서의 사용을 원할 경우 상기 케이스의 내부로 전해액을 공급하는 전해액 공급부와; 상기 전해액 공급부에 의해 공급되는 전해액의 유입을 원활히 하기 위하여 상기 케이스 내부의 공기 또는 과잉 공급된 전해액이 외부로 배출되는 배출부와; 상기 산화은 전극과 아연 전극이 배치되는 부분 외의 상기 케이스 내에 형성되어 냉각수가 유통되는 냉각부와; 상기 냉각부의 작동을 위하여 상기 냉각부에 연결된 상태로 상기 케이스의 외부에 위치하는 냉각 주변부를 포함하여 구성되는 것을 또다른 특징으로 한다.
여기서, 상기 산화은 전극, 아연 전극 및 냉각부가 구비된 케이스를 다층으로 적층시킨 것이 바람직하며, 상기 배출부는 배출을 제어하는 배기 밸브와; 상기 케이스와 배기 밸브 사이의 배출관을 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 전해액은 수산화 칼륨 용액인 것이 바람직하다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 산화은-아연 전지를 나타낸 사시도이다.
도 1을 참조하면, 양극판인 산화은 전극(20)과, 음극판인 아연 전극(30)이 소정 공간을 갖는 케이스(10)의 내부에 배치되어 있고, 그 외부로 전해액 공급관(71)을 통하여 상기 케이스(10)에 연결된 전해액 공급부(70) 및 배출관(81)을 통 하여 상기 케이스(10)에 연결된 배출부(80)가 배치되어 있다.
살펴보면, 상기 산화은 전극(20)은 산화은-아연 전지에서 양극판으로서 동작하며, 그 제작 방법은 전기 전도도가 가장 높은 은 분말과 은 메쉬를 사용하여 두께 0.4~0.6㎜, 밀도 3~5g/㎤로 롤링한 후, 약 700℃로 2~3분간 소결하여 소결극판을 제조한다. 은 분말은 순도 99.9%이상의 고순도를 요하며, 입자의 크기는 1~10㎛ 범위의 것을 사용한다. 상기 소결 극판을 원하는 크기로 절단하고, 출력 전류 밀도에 맞는 집전탭을 전기용접으로 부착한 후, 41wt% 알칼리 전해액에서 산화시킨다. 산화된 극판 표면의 알칼리 용액을 충분히 제거한 후, 건조하면 산화은 전극(20)이 완성된다.
상기 아연 전극(30)은 산화은-아연 전지에서 음극판으로 동작하며, 그 제작 방법은 분말 가압 성형방법, 페이스트방법, 아연 메쉬방법 등을 사용하거나, 전착법을 사용하여 제조한다.
상기 전착법은 전착액 내에서 동기판에 0.1~10시간율 환원전류를 공급하여 전착시키며, 전착된 전극은 알칼리 용액을 완전히 제거한 후, 0.5~2㎜두께로 가압하고, 40~80℃로 2~5시간동안 건조시켜 수분을 제거하여 완성한다. 여기서, 전착액은 20~30wt%의 수산화칼륨 용액에 산화아연 분말과 산화아연 분말 중량 대비 5~10wt% Pb 첨가제를 넣고 용해시켜 제조한다.
이와 같이 제조된 산화은 전극(20)과 아연 전극(30)은 상기 케이스(10)의 내부에 적절히 배치되는데, 이때 상기 케이스 내부에는 전해액이 존재하지 않는다.
즉, 산화은-아연 전지의 사용 개시전까지 상기 케이스 내부에는 전해액이 존 재하지 않으며, 산화은-아연 전지를 사용할 때 비로소 전해액이 상기 케이스 내부에 공급되어 전지로서 역할을 수행하게 되는 것이다.
이를 위하여 상기 전해액 공급부(70)가 설비된다. 상기 전해액 공급부(70)는 내부에 전해액(일반적으로, 수산화 칼륨 용액)을 저장하고 있으며, 필요시에 상기 전해액 공급관(71)을 통해 상기 케이스(10) 내부로 전해액을 공급하는 역할을 한다.
상기 배출부(80)는 상기 전해액 공급부(70)에 의하여 전해액이 상기 케이스(10) 내부로 유입될 때, 그 유입이 원활히 이루어지도록 상기 케이스(10) 내부의 공기가 외부로 배출되도록 한다. 이때 배출되는 공기의 양은 상기 케이스로 유입되는 전해액의 양에 비례하게 되며, 전해액이 충분히 유입된 후 과잉하게 유입된 전해액의 배출도 담당하게 된다.
도 2는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 산화은-아연 전지를 나타낸 단면도이다.
살펴보면, 본 실시예에 따른 산화은-아연 전지는 크게 소정 공간의 케이스(10)와, 상기 케이스(10)의 내부에 위치하며 (+)전극으로 사용되는 산화은 전극(20)과, 상기 케이스(10)의 내부에 위치하며 (-)전극으로 사용되는 아연 전극(30)과, 상기 케이스(10)의 내부부위 외에 위치하며, 사용자가 전지로서의 사용을 원할 경우 상기 케이스(10)의 내부로 전해액을 공급하는 전해액 공급부(70)와, 상기 전해액 공급부(70)에 의해 공급되는 전해액의 유입을 원활히 하기 위하여 상기 케이스 내부의 공기 또는 과잉 공급된 전해액이 외부로 배출되는 배출부(80)로 이루어져 있다.
상기 케이스(10)의 내부에는 양극판으로 은 분말을 은 메쉬 기판에 소결한 후 전기화학적으로 산화시킨 산화은 전극(20)을 양극판으로서 배치하고, 동 기판(50)에 아연 활물질을 전착한 아연 전극(30)을 음극판으로서 배치하고, 상기 산화은 전극(20)과 아연 전극(30)의 사이에는 전극의 단락을 방지하면서도, 이온의 이동이 자유로운 격리판(40) 및 전해액을 함습하고 보유할 수 있는 함습지(60)를 배치한다.
그 밖에 전기 출력을 위한 출력단자(미도시)도 극성에 맞추어 배치한다.
한편, 상기 전해액 공급부(70)는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 케이스(10) 내부로 유입될 전해액이 저장되는 전해액 저장부(73)와, 상기 전해액 저장부(73)와 상기 케이스(10)를 연결하는 전해액 공급관(71)과, 상기 전해액 저장부(73)에 압력을 가하여 상기 전해액 공급관(71)을 통해 상기 케이스(10)의 내부로 전해액이 유입되도록 하는 가압부(75)로 구성된다.
상기 가압부(75)는 일반적인 펌프가 사용될 수도 있으나, 전해액을 상기 케이스로 1회의 공급만 하면 충분하므로, 가스 분사 방식을 사용하는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 가압부는 질소와 같은 가스가 압축되어 있는 가스 저장부로 구성되는 것이 바람직하다.
이때 상기 가압부(75)에 가스를 공급하기 위한 가스 주입 밸브(79)가 구비되어 있으며, 전지를 사용하고자 하는 시점에서 가압용으로 사용될 외부 가스 공급수단 또는 외부 펌프가 존재한다면, 상기 가압부(75) 없이 상기 가스 주입 밸브(79) 를 통하여 외부에서 직접 가압이 이루어지게 할 수도 있다. 또한, 상기 가스 주입 밸브(79)를 통해서 미리 상기 가압부(75)에 가스를 충전시켜 두고 추후에 상기 가압부(75)를 통하여 가압이 이루어지도록 할 수도 있다.
한편, 상기 전해액 저장부(73)와 상기 가압부(75)의 사이에는 상기 가압부의 개통을 제어하는 가압 밸브(77)가 배치되며, 상기 가압 밸브(77)의 개통(제어)에 의해 상기 전해액 저장부(73) 내의 전해액이 상기 케이스(10) 내부로 유입되는 것이 제어된다.
상기 가압 밸브(77)는 수동에 의한 직접 제어 방식 또는 원격 제어 방식 사용환경에 적합하게 설치되며, 상기 가압 밸브가 원격 제어 방식인 경우에는 가압 밸브의 구동을 위하여 별도의 전원이 필요하다.
도 4는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 산화은-아연 전지를 나타낸 사시도이다.
살펴보면, 산화은 전극, 아연 전극이 구비된 케이스를 하나의 셀로서 구성하여, 다수의 셀(케이스)을 적층시킨 후 각각의 셀을 전해액 공급부(70) 및 배출부(80)에 연결시키고 있다.
산화은 전극, 아연 전극이 구비된 케이스(10)를 하나의 셀로 하여 다수를 적층하여 대용량을 구현하는 구성으로서, 각각의 셀은 상기 케이스(10)에 의하여 분리가 되어 있기 때문에 각각의 셀마다 전해액 공급부(70)를 연결시킬 필요가 있다. 이를 위해서 전해액 공급관(71)을 적층되는 셀에 대응되게 배치하고, 이와 마찬가지로 배출부(80)의 배출관(81)도 배치한다.
도 5는 본 발명의 바람직한 또다른 실시예에 따른 산화은-아연 전지를 나타낸 사시도이다.
살펴보면, 본 실시예에 따른 산화은-아연 전지는, 소정 공간의 케이스(10)와, 상기 케이스(10)의 내부에 위치하며 (+)전극으로 사용되는 산화은 전극(20)과, 상기 케이스(10)의 내부에 위치하며 (-)전극으로 사용되는 아연 전극(30)과, 상기 산화은 전극(20)과 아연 전극(30)이 배치되는 부분 외의 상기 케이스에 형성되어 냉각수가 유통되는 냉각부(90)와, 상기 냉각부(90)의 작동을 위하여 상기 냉각부(90)에 연결된 상태로 상기 케이스의 외부에 위치하는 냉각 주변부(95)를 구비하고 있다.
상기 냉각부(90)는 전지로 동작시 발생되는 열을 냉각시키기 위한 것이다. 전지에서 발생되는 열은 전지의 효율을 저하시킬 뿐만 아니라, 그 온도 상승 정도에 따라 전지의 수명을 급감시키는 요소가 되고 있다. 따라서, 전지 발생 열을 억제하는 방안으로서, 별도의 냉각부(90)와 상기 냉각부의 동작을 위한 냉각 주변부(95)가 구비되어 있다.
도 6과 같이 산화은 전극, 아연 전극 및 냉각부가 구비된 케이스를 하나의 셀로 구성하고 다수의 셀을 원하는 용량까지 적층시켜 사용이 가능하며, 이때 최외곽의 셀에서 냉각부가 배치되지 않은 면은 별도로 냉각부만 장착하여 사용하는 것이 바람직하다.
상기 산화은 전극 및 아연 전극이 판 형상으로 이루어진 경우 상기 냉각부는 상기 산화은 전극 및 아연 전극과 평행하게 배치되도록 하여 부피가 증가되는 것을 방지함과 동시에 효율적인 냉각이 이루어질 수 있도록 한다.
도 7은 본 발명의 바람직한 또다른 실시예에 따른 산화은-아연 전지를 나타낸 단면도이다.
케이스(10), 산화은 전극(20), 동 기판(50) 및 아연 전극(30), 격리판(40), 함습지(60), 냉각부(90), 냉각관(91), 냉각 주변부(95)로 전지가 이루어져 있으며, 케이스의 좌우측에는 냉각판(99, 99a)이 설치되어 있다.
좌측의 냉각판(99a)은 일반적인 방열판으로 구성되나, 셀이 우측으로 적층되는 경우 맨 좌측 셀의 좌측 면이 방열판만으로 구성되어 그 냉각효율이 저하되므로, 이때 최 좌측면에 방열판 형식의 냉각판(99a) 대신 별도의 냉각부만을 따로 설치하는 것이 바람직하다.
우측의 냉각판(99)은 상기 냉각판(99)이 맞닿은 케이스의 돌출된 부분과 함께 냉각부(90)를 형성하고 있다.
즉, 우측 냉각판(99)과, 상기 냉각판(99)이 맞닿은 케이스 부분, 우측의 산화은 전극(20)이 맞닿은 케이스 부분이 함께 구성되어 냉각수가 유통되는 구조(냉각부)를 이루고 있다.
이와 같은 구조의 냉각부(90)의 단면(A-A')을 도 8에 나타내었다.
도 8을 참조하면, 냉각판(99)은 하부와 상부에 각각 냉각수 유입구(93)와 냉각수 유출구(94)가 형성되어 있으며, 그 사이는 단면 B-B'와 같이 요철 형태로 되어 있다. 요철 형태에서 볼록한 부분은 우측의 산화은 전극(20)이 맞닿은 케이스 부분에 밀착되도록 함으로써, 요철 형태에서 오목한 부분으로 냉각수가 흐르도록 하여, 냉각 유로(92)를 형성한다.
이상의 냉각부(90) 구조는 제작 과정에 따라 다양하게 변화가 가능하나, 요점은 도 9에 나타난 바와 같이 상기 산화은 전극 및 아연 전극의 형상에 따라 일정 두께의 판 형으로 형성되며, 그 단면 상으로 다수의 냉각수 유로가 형성되어 있는 냉각 케이스와, 상기 냉각 케이스의 일단에 형성된 냉각수 유입구와, 상기 냉각 케이스의 다른 일단에 형성된 냉각수 유출구로 구성이 된다는 것이다.
아울러 상기 냉각수 유로의 형상은 원형 또는 사각형 또는 여러 다각형이 될 수 있다.
따라서, 위에서는 냉각판(99)의 단면을 요철형으로 하고 케이스를 덮개로 하는 형식을 취하고 있으나, 이와 반대로 상기 케이스(10)에서 상기 냉각판(99)이 설치되는 부분을 요철형으로 하고 상기 냉각판(99)을 덮개로 하는 형식을 취해도 무방하다.
한편, 상기 냉각 주변부(95)는 도 10에 나타낸 바와 같이 상기 냉각수가 저장되는 냉각수 저장부(96)와, 상기 냉각부(90)와 상기 냉각수 저장부(96)를 연결하는 냉각관(91)과, 상기 냉각수 저장부(96)의 냉각수가 상기 냉각부(90)에 공급되도록 하는 냉각 펌프(97)로 이루어져 있으며, 상기 냉각 펌프(97)을 제어하기 위하여, 온도 센서(98)를 더 구비할 수도 있다.
상기 냉각 펌프(97)의 구동 전원은 별도의 전원 또는 산화은-아연 전지 자체가 될 수 있다.
도 11은 본 발명의 바람직한 또다른 실시예에 따른 산화은-아연 전지를 나타 낸 개략도로서, 소정 공간의 케이스(10)와, 상기 케이스(10)의 내부에 위치하며 (+)전극으로 사용되는 산화은 전극(20)과, 상기 케이스(10)의 내부에 위치하며 (-)전극으로 사용되는 아연 전극(30)과, 상기 케이스(10)의 내부부위 외에 위치하며, 사용자가 전지로서의 사용을 원할 경우 상기 케이스(10)의 내부로 전해액을 공급하는 전해액 공급부와, 상기 전해액 공급부에 의해 공급되는 전해액의 유입을 원활히 하기 위하여 상기 케이스 내부의 공기 또는 과잉 공급된 전해액이 외부로 배출되는 배출부(80)와, 상기 산화은 전극(20)과 아연 전극(30)이 배치되는 부분 외의 상기 케이스 내에 형성되어 냉각수가 유통되는 냉각부(90)와, 상기 냉각부(90)의 작동을 위하여 상기 냉각부(90)에 연결된 상태로 상기 케이스의 외부에 위치하는 냉각 주변부를 포함하여 산화은-아연 전지가 구성되어 있다.
살펴보면, 상기 산화은 전극(20), 아연 전극(30) 및 냉각부(90)가 구비된 케이스(10)를 하나의 셀로 하여 다층으로 적층시키는 구조이며, 각각의 셀 내부의 산화은 전극을 연결하여 (+)전극으로, 아연 전극을 연결하여 (-)전극으로 사용한다.
최 좌측 셀의 좌측 면은 별도의 냉각부(90)를 설치하여 냉각 효율을 극대화시킨다.
상기 배출부(80) 좌측에 배기 밸브(83)를 두어 배출을 제어하게 되며, 상기 배출부(80)는 내부에 기액 분리부를 구비하여, 기체와 액체(전해액)을 분리하여 기체는 상기 배기 밸브(83)을 통하여 외부로 배출하며, 액체는 배출되지 않도록 하여 상기 케이스 내부 및 전해액 공급관, 배출관에 전해액이 충만하도록 구성한다.
산화은 전극, 아연 전극, 케이스 등을 포함하는 셀은 도 10과 같이 양극판 (산화은 전극), 음극판(아연 전극), 격리판, 함습지를 준비하고(S 110), 상기 극판들을 용도에 맞게 적층하여(S 120) 제작하며(S 130), 다시 상기 셀을 적층하고(S 140), 가압하여(S 150) 산화은-아연 전극의 전체적인 틀을 완성한다. 이후 전해액 공급부 및 냉각부 등을 설치하고 전극과 관련하여 배선하여 산화은-아연 전지를 완성한다.
이외의 부위는 앞에서 설명한 바와 동일하므로 설명을 생략한다.
이상에서 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 산화은-아연 전지는 보관시에는 전해액이 전지 내부에 채워져 있지 않기 때문에, 자기 방전의 문제가 없으며, 누액에 의한 문제가 없으므로 장기간의 보관이 가능하다.
또한, 하나의 케이스를 단위로 하는 셀을 다수 적층시킬 수 있도록 구성하여 원하는 용량을 셀의 적층만으로 만족시킬 수 있어, 설계에 용이하다.
또한, 전지에서 발생되는 열을 효과적으로 냉각시킬 수 있도록 하여, 전지의 효율 및 수명을 신뢰성 있게 제공할 수 있다.
또한, 셀의 형상 변경이 용이하여 다양한 분야에 적용이 가능한 장점이 있다.

Claims (24)

  1. 양극판은 산화은 전극으로, 음극판은 아연 전극으로 이루어진 산화은-아연 전지에 있어서,
    상기 산화은 전극과 아연 전극의 활동을 위한 전해액을 공급하는 전해액 공급부를 갖추고,
    상기 전해액 공급부를 통해, 전지를 사용하고자 하는 시점에서 전해액을 상기 산화은 전극 및 아연 전극에 공급하는 것을 특징으로 하는 산화은-아연 전지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전해액 공급부에서 공급되는 전해액의 유입을 원활히 하기 위하여 전해액이 유입되는 공간의 공기 또는 과잉 공급된 전해액이 외부로 배출되도록 하는 배출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 산화은-아연 전지.
  3. 산화은-아연 전지에 있어서,
    소정 공간의 케이스와;
    상기 케이스의 내부에 위치하며 (+)전극으로 사용되는 산화은 전극과;
    상기 케이스의 내부에 위치하며 (-)전극으로 사용되는 아연 전극과;
    상기 케이스의 내부부위 외에 위치하며, 사용자가 전지로서의 사용을 원할 경우 상기 케이스의 내부로 전해액을 공급하는 전해액 공급부와;
    상기 전해액 공급부에 의해 공급되는 전해액의 유입을 원활히 하기 위하여 상기 케이스 내부의 공기 또는 과잉 공급된 전해액이 외부로 배출되는 배출부
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 산화은-아연 전지.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 전해액 공급부는
    상기 케이스 내부로 유입될 전해액이 저장되는 전해액 저장부와;
    상기 전해액 저장부와 상기 케이스를 연결하는 전해액 공급관과;
    상기 전해액 저장부에 압력을 가하여 상기 전해액 공급관을 통해 상기 케이스의 내부로 전해액이 유입되도록 하는 가압부
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 산화은-아연 전지.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 가압부는 일정 가스가 압축되어 있는 가스 저장부인 것을 특징으로 하는 산화은-아연 전지.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 가스는 질소 가스인 것을 특징으로 하는 산화은-아연 전지.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 가압부는 외부에서 연결되는 펌프 또는 가스 공급수단인 것을 특징으로 하는 산화은-아연 전지.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 전해액 저장부와 상기 가압부의 사이에는 상기 가압부의 개통을 제어하는 가압 밸브가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 산화은-아연 전지.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 가압 밸브는 수동에 의한 직접 제어 방식 또는 원격 제어 방식인 것을 특징으로 하는 산화은-아연 전지.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 가압 밸브가 원격 제어 방식인 경우 가압 밸브의 구동을 위한 별도의 전원이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 산화은-아연 전지.
  11. 제 3 항에 있어서,
    상기 산화은 전극, 아연 전극이 구비된 케이스를 다층으로 적층시킨 후 각각의 케이스를 상기 전해액 공급부와 연결시킨 것을 특징으로 하는 산화은-아연 전지.
  12. 제 3 항에 있어서,
    상기 전해액은 수산화 칼륨 용액인 것을 특징으로 하는 산화은-아연 전지.
  13. 산화은-아연 전지에 있어서,
    소정 공간의 케이스와;
    상기 케이스의 내부에 위치하며 (+)전극으로 사용되는 산화은 전극과;
    상기 케이스의 내부에 위치하며 (-)전극으로 사용되는 아연 전극과;
    상기 산화은 전극과 아연 전극이 배치되는 부분 외의 상기 케이스에 형성되어 냉각수가 유통되는 냉각부와;
    상기 냉각부의 작동을 위하여 상기 냉각부에 연결된 상태로 상기 케이스의 외부에 위치하는 냉각 주변부
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 산화은-아연 전지.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 산화은 전극, 아연 전극 및 냉각부가 구비된 케이스를 다층으로 적층시킨 것을 특징으로 하는 산화은-아연 전지.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 산화은 전극 및 아연 전극이 판 형상으로 이루어진 경우 상기 냉각부는 상기 산화은 전극 및 아연 전극과 평행하게 배치되는 것을 특징으로 하는 산화은- 아연 전지.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 냉각부는
    상기 산화은 전극 및 아연 전극의 형상에 따라 일정 두께의 판 형으로 형성되며, 그 단면 상으로 다수의 냉각수 유로가 형성되어 있는 냉각 케이스와;
    상기 냉각 케이스의 일단에 형성된 냉각수 유입구와;
    상기 냉각 케이스의 다른 일단에 형성된 냉각수 유출구
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 산화은-아연 전지.
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 냉각 주변부는
    상기 냉각수가 저장되는 냉각수 저장부와;
    상기 냉각부와 상기 냉각수 저장부를 연결하는 냉각관과;
    상기 냉각수 저장부의 냉각수가 상기 냉각부에 공급되도록 하는 냉각 펌프
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 산화은-아연 전지.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 냉각 주변부는 상기 냉각 펌프의 작동을 제어하기 위한 온도 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 산화은-아연 전지.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 냉각 펌프의 구동은 상기 산화은 전극과, 아연 전극에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 산화은-아연 전지.
  20. 제 16 항에 있어서,
    상기 냉각 케이스의 단면에 형성된 냉각 유로는 원형 또는 사각형인 것을 특징으로 하는 산화은-아연 전지.
  21. 산화은-아연 전지에 있어서,
    소정 공간의 케이스와;
    상기 케이스의 내부에 위치하며 (+)전극으로 사용되는 산화은 전극과;
    상기 케이스의 내부에 위치하며 (-)전극으로 사용되는 아연 전극과;
    상기 케이스의 내부부위 외에 위치하며, 사용자가 전지로서의 사용을 원할 경우 상기 케이스의 내부로 전해액을 공급하는 전해액 공급부와;
    상기 전해액 공급부에 의해 공급되는 전해액의 유입을 원활히 하기 위하여 상기 케이스 내부의 공기 또는 과잉 공급된 전해액이 외부로 배출되는 배출부와;
    상기 산화은 전극과 아연 전극이 배치되는 부분 외의 상기 케이스 내에 형성되어 냉각수가 유통되는 냉각부와;
    상기 냉각부의 작동을 위하여 상기 냉각부에 연결된 상태로 상기 케이스의 외부에 위치하는 냉각 주변부
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 산화은-아연 전지.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 산화은 전극, 아연 전극 및 냉각부가 구비된 케이스를 다층으로 적층시킨 것을 특징으로 하는 산화은-아연 전지.
  23. 제 21 항에 있어서,
    상기 배출부는
    배출을 제어하는 배기 밸브와;
    상기 케이스와 배기 밸브 사이의 배출관
    을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 산화은-아연 전지.
  24. 제 21 항에 있어서,
    상기 전해액은 수산화 칼륨 용액인 것을 특징으로 하는 산화은-아연 전지.
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