KR100893238B1 - 충전/방전 장치용 낮은 내부 임피던스 전류 수집 구조체 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 낮은 임피던스 전류 수집 구조를 가지는 충전/방전 장치에 관한 것으로, 통상의 1차 전지 또는 2차 재충전 가능 전지 또는 연료 전지, 또는 커패시터 또는 수퍼 커패시터, 다른 유사한 충전/방전 장치의 적용에 적합하고, 전극판은 다수의 합류 전류 경로를 만들기 위해 하나 이상의 전류 수집 단자를 가지며, 다른 극성의 용기로부터 또는 동일 극성의 용기로부터 동일한 극성의 전극판의 전류 수집 단자 및 동일 전압 정격의 전류 수집 단자를 병렬로 연결함으로써, 또는 대안으로 다른 극성의 전극판 사이의 전류 수집 단자의 직렬 결합 또는 직렬/병렬 혼합 결합함으로써, 개별적으로 설치된 전극 용기의 양 측면의 양극 또는 음극 전극판의 외부에, 입력/출력 전류 수집을 위한 낮은 임피던스 구조가 설치되는 것을 특징으로 한다.
Description
도 1은 전극판의 전류 수집 단자가 한 면에 제공된 종래 기술의 전극판을 나타내는 도면,
도 2는 하나의 전류 수집 단자가 전극판의 어느 한쪽에 제공되는 실례를 나타내는 도면,
도 3은 두 개의 전류 수집 단자가 전극판의 반대 면에 제공되는 실례를 나타내는 도면,
도 4는 두 개의 관통 홀과 두 개의 절연 갭이 제공되는 전극판의 실례를 나타내는 도면,
도 5는 각각의 전극 용기에서 외부 전극판의 외형이 두꺼운 플레이트로 강화되거나 이와 통합되는 전류 수집 도전체의 구조를 나타내는 도면,
도 6은 도 5의 측면도,
도 7은 동일 극성 병렬 어셈블리 상에 동일 극성으로 실시되는 경우의 도 5에 도시된 것을 나타내는 도면,
도 8은 각각의 개별적으로 설치된 전극 용기에 대하여 외부 전극판의 외측에 웹 형태로 실시된 전류 수집 도체 어셈블리를 나타내는 도면,
도 9는 도 8에 도시된 것의 측면도,
도 10은 동일 극성 병렬 어셈블리 상의 동일 극성에 실시된 도 8에 도시된 것을 나타내는 도면,
도 11은 개별적으로 설치된 전극 용기에 대하여 외부 전극판의 외형이 스트립으로 구성되는 전류 수집 도전체 어셈블리를 나타내는 도면,
도 12는 도 11에 도시된 것의 측면도,
도 13은 동일 극성의 병렬 연결 어셈블리가 주제가 되도록 한 도 11에 도시된 것을 나타내는 도면,
도 14는 다중 직렬 연결 레이아웃으로 실시된 각각의 독립적인 전극 용기에 대한 전류 수집 단자를 갖는 도 5를 나타내는 도면,
도 15는 전극판에 두 개 또는 그 이상의 전류 수집 단자가 제공되도록 외형이 플레이트 도전체 어셈블리를 포함하는 전극판의 실시예를 나타내는 도면,
도 16은 도 15에 도시된 것의 측면도,
도 17은 각각의 독립적인 전극 용기 내의 전류 수집 단자가 다중의 복합 직/병렬 결합으로 실시되도록 도 15에 도시된 것을 나타내는 도면,
도 18은 본 발명에 따른 전류 수집 단자로 완성되는 전극판의 한 실례를 나타내는 도면,
도 19는 도 18에 도시된 것의 측면도,
도 20은 본 발명에 따른 전류 수집 단자로 완성되는 전극판의 제 2 실시예를 나타내는 도면,
도 21은 도 20에 도시된 것의 측면도,
도 22는 본 발명에 따른 전류 수집 단자로 완성되는 전극판의 제 3 실시예를 나타내는 도면,
도 23은 도 22에 도시된 것의 측면도,
도 24는 본 발명에 따른 전류 수집 단자로 완성되는 전극판의 제 4 실시예를 나타내는 도면,
도 25는 도 24에 도시된 것의 측면도,
도 26은 본 발명에 따른 전류 수집 단자로 완성되는 전극판의 제 5 실시예를 나타내는 도면,
도 27은 도 26에 도시된 것의 측면도,
도 28은 본 발명에 따른 전류 수집 단자로 완성되는 전극판의 제 6 실시예를 나타내는 도면,
도 29는 도 28에 도시된 것의 측면도,
도 30은 본 발명에 따른 전류 수집 단자로 완성되는 전극판의 제 7 실시예를 나타내는 도면,
도 31은 도 30에 도시된 것의 측면도,
도 32는 본 발명에 따른 전류 수집 단자로 완성되는 전극판의 제 8 실시예를 나타내는 도면,
도 33은 도 32에 도시된 것의 측면도,
도 34는 본 발명에 따른 전류 수집 단자로 완성되는 전극판의 제 9 실시예를 나타내는 도면,
도 35는 도 34에 도시된 것의 측면도, 및
도 36은 막대 도전체를 갖는 관통 홀의 어셈블리 상의 본 발명의 충전/방전 장치의 실례를 나타내는 도면이다.
※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
B100: 막대 도전체 P100, P200: 전극판
S100: 도전성 관통 홀 T100: 전류 수집(pool) 단자
본 발명은 충전/방전 장치에 필요한 낮은 임피던스 전류 수집 구조에 관한 것으로, 상기 충전/방전 장치는 결합 도전체에 의해 동일 전위 및 동일 극성의 상기 전류 수집 단자가 병렬 상태로 동일 극성 전극의 용기 또는 다른 극성 전극의 용기에 연결되거나, 직렬 접속 또는 직렬/병렬 혼합 접속으로 다른 전극의 용기에 있는 다른 극성의 전극판 사이의 전류 수집 단자와 연결되고, 합류하는 전류의 인피딩/아웃피딩을 촉진하기 위해, 개별적으로 설치된 전극 용기의 양 측면 상의 양극 또는 음극 극성의 전극판의 외부 측에 어떤 선택된 형태의 낮은 임피던스 전류 수집 구조체가 유입/유출 수집 단자의 형태로 설치되거나 병렬 전류 수집 도전체와 통합되고, 또한 인피딩/아웃피딩 합류 전류에 대한 저항을 줄이기 위해서 더 좋은 도전성의 재료로 만들어진다.
종래의 충전/방전 장치, 모든 1차 혹은 2차 재충전 전지, 또는 연료 전지, 또는 커패시터 또는 수퍼 커패시터, 또는 예를 들어 도 1에 도시한 종래 기술의 한 면에 설치된 전극판의 전류 수집 단자와 같은 다른 전기 충전 또는 방전 장치가 있다. 종래 기술에서는 아웃피딩(outfeeding) 또는 인피딩(infeeding) 전류를 집중시키거나, 대안으로 다른 전극과의 통신을 위한 직렬 또는 병렬 접합점으로서 역할을 하는 각각의 전극판(P100)의 한 면에 설치된 전류 수집 단자(T100)를 갖는다. 이와 같은 실시예에서, 인피딩 또는 아웃피딩 전류가 이동하는 전극판이 양면 대신 한쪽 면에만 있고, 큰 전류가 입력 또는 출력으로서 이동할 때 전극판에 불가피하게 따르는 것은 전류 수집 단자(T100)로부터 떨어진 전극 부분 및 전류 수집 단자에 인접한 전극 부분 상의 전류 밀도의 균일함을 필요로 하고, 이것은 한 방향의 전류 경로이기 때문에 내부 임피던스가 반드시 커지게 된다. 보다 향상된 디자인으로, 종래의 전류 수집 단자들이 둘 또는 그 이상의 위치에 제공되어, 전극판에는 둘 또는 그 이상의 출력 또는 입력 전류 경로가 장치되므로, 내부 임피던스가 감소되며, 또한, 동일 전극 또는 상이한 전극의 용기 내에 배치된 동일 극성 및 동일 전압 사양의 전극판 상의 둘 또는 그 이상의 전류 수집 단자들이 막대 도전체(rod conductor)에 의해 서로 평행하게 된다. 또는 대안으로, 동일한 막대 도전체가 직렬/병렬 혼합 결합 또는 직렬 결합으로 다른 전극의 용기 내의 다른 전극의 전류 수집 단자들을 상호 연결하도록 구성되며; 구조적으로, 양극 전극판과 음극 전극판은 4변형, 5변형, 6변형, 7변형, 8변형 및 보다 높은 차수의 다변형을 포함하는 다각형 또는 3각형 또는 타원형 또는 거의 타원형 또는 원형 또는 거의 원형의 형상으로 구성된다. 그의 낮은 임피던스 전류 수집 실시에 대해서, (1) 전극판의 2 이상의 측면에 설치된 하나 이상의 개별적으로 외부로 연장되는 전류 수집 단자들을 갖는다. 도 2에는 전극판의 어느 한 측면에 고정된 하나의 전류 수집 단자가 도시되어 있으며, 또는 대신에 둘 또는 그 이상의 전류 수집 단자(T100)가 전극판(P100)의 하나 또는 그 이상의 면에 장치되어 둘 또는 그 이상의 전류 입력 또는 출력 경로를 형성하므로, 내부 임피던스가 낮아지게 된다. 도 3에는 각 전극판 상의 반대 면에 설치된 두 개의 전류 수집 단자가 도시되어 있다. 또는 대안으로, (2) 전극판(P100)의 외면에 인접한 하나 또는 둘 이상의 면의 선택된 1/4 지점 또는 중간에 각각 설치된 하나 또는 그 이상의 도전체 관통 홀(S100)을 가지며, 또는 대신에 하나 또는 그 이상의 면의 선택된 1/4 지점에 적어도 2개가 아닌 도전체 관통 홀을 가질 수 있다. 또한 상기한 양극 전극판 또는 음극 전극판 상의 둘 또는 그 이상의 면의 선택된 또는 중간 1/4 지점에 예정된 하나 또는 그 이상의 절연 공간 또는 절연 갭으로 보충되며, 상기 도전체 관통 홀은 다른 극성의 전극판이 서로 교차하여 순서대로 설치되는 경우 접촉되지 않고 막대 도전체(B100)의 통과를 수용하며, 또는 대신에 상기 관통 홀이 각각의 크기가 막대 도전체보다 큰 하나 또는 그 이상의 절연 관통 홀로 대체되어, 전극판에는 둘 또는 그 이상의 입력 또는 출력 전류 경로가 형성되고, 또한 배터리 장치의 내부 임피던스를 감소시키며, 도 4에는 이와 같이 구성된 2개의 관통 홀 및 2개의 절연 갭이 설치된 전극판의 실례가 도시되어 있다. 이와 같은 개선된 구조는 충전/방전 장치에서 전류 경로를 증가시킴으로써 충전 장치의 내부 임피던스를 감소시킬 수 있고, 당 분야에 포함된 각각의 전극 용기 사이에서 직렬 또는 병렬로 상호 연결된 다변형 및 다중 경로는 제조과정에서 요구되는 더 많은 시간과 노력 및 제조비용의 증가를 의미한다.
본 발명의 충전/방전 장치는, 하나 이상의 전류 수집 수단을 가져서 전극판에는 다수의 전류 수집 경로가 만들어지게 되고, 동일한 전극 극성의 용기의 전류 수집 단자 또는 전압 사양이 동일하지만 다른 전극 극성의 용기의 전류 수집 단자들과 전극 극성 전극판이 병렬로 연결되거나, 대안으로 전극 극성이 다른 용기의 다른 전극 극성의 전극판 사이의 전류 수집 단자들과 직렬 또는 직렬 병렬 혼합 결합으로 서로 연결되고, 또한 입력/출력 합류 전류에 알맞은 낮은 임피던스 구조체로 만들어진 개별적인 전극 용기의 양 측면의 양극 또는 음극 전극판의 외관을 가짐으로써 완성되는 것을 특징으로 한다
본 발명의 목적은 장치의 내부 임피던스를 감소시키고 제조 공정의 단순화를 이룰 수 있는 낮은 임피던스 전류 수집 구조를 갖는 충전/방전 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 충전/방전 장치의 일부분으로서의 낮은 임피던스 전류 수집 구조체는 1차 전지, 또는 2차 재충전 전지, 또는 연료 전지, 또는 커패시터 또는 수퍼 커패시터에 적용하기 위한 것으로, 상기 충전/방전 장치의 각각의 전극 플레이트에는 하나 이상의 전류 수집 수단이 제공되어 전극판 플레이트가 다중 전류 집중 회로로서 가능하게 되는데, 다른 전극의 용기에 있는 것이 아닌, 동일 전극의 용기 또는 동일 전위 사양의 용기에 있는 전류 수집 단자를 병렬로 함으로써, 또는 다른 극성의 전극 용기의 다른 극성의 전극 플레이트 사이의 전류 수집 단자들을 직렬 접속 또는 직렬/병렬 혼합 접속함으로써 각각의 개별적인 전극 용기의 양 측면의 양극 또는 음극 전극 플레이트의 외형이 입력 및 출력 수집 전류 모두에 매우 이로운 낮은 임피던스 구조로 만들어지게 된다.
충전/방전 장치는 결합 도전체에 의해 동일 전위 및 동일 극성의 상기 전류 수집 단자가 병렬 상태로 동일 극성 전극의 용기 또는 다른 극성 전극의 용기에 연결되거나, 직렬 접속 또는 직렬/병렬 혼합 접속으로 다른 전극의 용기에 있는 다른 극성의 전극판 사이의 전류 수집 단자와 연결되고, 합류하는 전류의 인피딩/아웃피딩을 촉진하기 위해, 개별적으로 설치된 전극 용기의 양 측면 상의 양극 또는 음극 극성의 전극판의 외부 측에 어떤 선택된 형태의 낮은 저항 전류 수집 구조체가 유입/유출 수집 단자의 형태로 설치되거나 병렬 전류 수집 도전체와 통합되고, 또는 인피딩/아웃피딩 합류 전류에 대한 저항을 줄이기 위해서 더 좋은 도전성의 재료로 만들어지며, 구조적으로, 상기 충전/방전 장치는,
- 개별적인 전극 용기가 전극 용기의 양 측면 상의 양극 또는 음극 전극판(P200) 외부에 설치되는 각각의 출력/입력 전류 수집 단자(T100)에 접속하기 위한 플레이트(plate) 또는 스트립(strip) 또는 웹(web) 형상 구조, 또는 다른 기하학적 구성으로 선택된 재료로 만들어진 다른 낮은 임피던스 전류 수집 도전체 어셈블리,
- 입력/출력 전류의 수집을 쉽게 하기 위해, 연속적인 출력 전류 수집 단자들 사이의 영역이 용접, 땜납, 리벳팅, 또는 나사 조임 기술에 의해 상호 연결되거나, 압축 응력 받아서, 또는 매립 또는 인레이(inlay) 또는 다른 수단에 의해 상호 연결되어 있는, 개별적인 전극 용기가 전극 용기의 양 측면의 양극 또는 음극 전극판의 외부에 설치되는 각각의 출력/입력 전류 수집 단자에 접속하기 위한 플레이트 또는 스트립 또는 웹 형상 구조, 또는 다른 기하학적 구성으로 선택된 재료의 다른 낮은 임피던스 전류 수집 도전체 어셈블리,
- 입력/출력 전류 수집의 통과를 쉽게 하기 위해, 전극 용기의 양 측면 상의 양극 또는 음극 전극판 외부에 설치되어 있는 전체 충전/방전 장치와 관련된 입력/출력 전류 수집 단자를 갖는, 균일하거나 균일하지 않은 두꺼운 전극판을 포함하는 플레이트 형상 또는 스트립 또는 웹 형상의 구조, 또는 다른 기하학적 구성이 아닌 선택된 재료의 낮은 임피던스 전류 수집 도전체 어셈블리,
- 땜납, 용접, 리벳팅, 나사 조임, 압축 응력 기술, 또는 매립, 인레이 또는 다른 수단에 의해 확실하게 연결되고, 전극 용기의 양 측면의 양극 또는 음극 전극판 외부에 설치되고, 마스터 충전/방전 어셈블리 상의 대응 단자들에 이르며, 입력/출력 전류의 수집을 쉽게 하기 위해 플레이트, 스트립 또는 웹 형상을 가지며, 선택된 기하학적 외형 및 다른 재료의 낮은 임피던스 도전성 어셈블리인 입력/출력 목적의 전류 수집 단자들,
- 복수의 동일한 극성의 전극판 상의 입력/출력 전류 수집 단자들의 세트들 사이의 병렬 도전체들 사이에 끼워진 선택된 재료 및 선택된 기하학적 외형의 도전체의 상호 연결 부분 또는 바(bar), 및
- 다른 극성의 전극판들의 세트들 상의 입력/출력 전류 수집 단자 상의 직결, 병렬로 연결된 복수의 도전체들 사이에 추가로 끼워지는 선택된 기하학적 외형 및 재료의 상호 연결 부분 및 바의 특징 중에서 단일 또는 복수의 것을 포함할 수 있다.
이와 같이 구성된 충전/방전 장치에 대한 낮은 임피던스 전류 수집 어셈블리에서, 양극 또는 음극 전극판은 외형이 앞서 개시된 낮은 임피던스 구조와 다른 필요한 다른 낮은 임피던스 재료로 구성될 수 있고, 입력/출력 목적의 전류 수집 단자의 일부로서 단일 측면 또는 하나 이상의 측면 상에 단일 또는 복수로 제공될 수 있다.
상기한 특징 중 하나 이상의 특징이 통합되는 충전/방전 장치에 대한 낮은 임피던스 전류 수집 어셈블리의 많은 실례 및 그들의 응용예가 이하에 기술될 것이고, 많은 기하학적 형상이 이 디자인에 적용되며, 또한 전류 수집 단자의 측면의 수와 단자 자체의 수에 대하여 선택 사항이 개방될 수 있으며, 도 5 내지 도 35 중 어느 하나의 주어진 실례를 참고하여 본 발명이 설명될 것이며, 어떤 수단도 충전/방전 장치의 낮은 임피던스 전류 수집 어셈블리의 적용 범위를 제한하지 않고, 주 디자인의 주요한 특징에서 벗어나지 않으며, 종래 충전/방전 장치에 적용된 공지의 기술 중에서 다른 극성의 전극판들 사이에 놓여진 절연 매트 또는 절연 막, 전해질 절연 실드뿐만 아니라 종래 충전/방전 장치에 오랫동안 사용되어 온 케이싱, 포함된 매개물에 도포된 유전성 코팅이 간단히 언급되거나, 본 명세서의 다음의 하기에 설명 중에서 완전히 생략될 것이다.
주 충전/방전 장치의 낮은 임피던스 전류 수집 어셈블리의 낮은 임피던스 구조는 도 5 내지 도 10에 도시된 바와 같이 각각 개별적으로 설치된 전극 용기의 양 측면의 양극 또는 음극 전극판 및 전류 수집 단자들의 외형의 개선을 포함하고, 개별적으로 설치된 전극 용기의 양 측면의 전극판의 양극 또는 음극 외형의 개선에 관련된 디자인은 개별적인 전극 쌍을 구성하기 위해 개별적인 전극 용기에 배치된, 하나 이상의 병렬 음극 전극판(P100)의 부분, 및 이것에 매칭되는 하나 이상의 병렬 음극 전극판(P100)의 부분을 갖고, 각각의 개별적인 전극 용기의 양 측면의 양극 또는 음극 전극판(P200)의 외부의 각각의 전류 수집 단자들 사이에 설치된 특정 두께 및 선택된 재료로 만들어진 평면 플레이트 형상 전류 수집 도전체 어셈블리를 가져서, 외부의 양극 또는 음극 전극판(P200)의 주변의 전류 수집 단자들 사이에서 지배적인 임피던스가 동일한 전극판 상의 격자 구성으로 화학적으로 활성인 재료의 한 층(layer)이 적용된 통상의 전극 표면을 가로질러 지배적인 임피던스보다 낮다.
도 5에는 주 충전/방전 장치의 개별적인 전극 용기 내의 외부의 전극판의 외형의 구성 또는 두꺼운 플레이트 형태 또는 플레이트 형태의 전류 수집 도전체 어셈블리가 도시되어 있고, 플레이트 형태는 적절한 경사로 균일한 두께 또는 균일하지 않은 두께를 갖는다. 도 5에 도시된 것의 측면도가 도 6에 도시되어 있다. 도 7에는 평행한 동일 극성에 동일한 극성으로 도 5에 도시된 것의 실시예가 도시되어 있다. 상기 개별적인 전극 용기에 설치된 개별적인 전극 쌍의 양 측면의 양극 또는 음극 전극판(P200)의 바깥쪽의 각각의 전류 수집 단자(T100) 사이에는 도 8에 도시된 바와 같은 소정의 두께 및 웹 형태의 직선 도전성 어셈블리가 가공 처리될 수 있고, 도 8에 도시된 것의 측면도가 도 9에 도시되어 있으며, 동일 극성이 평행한 상태인, 도 8에 도시된 실례의 실시예가 도 10에 도시되어 있다.
양 측면 상의 양극 또는 음극 전극판(P200) 외부의 전류 수집 단자들 사이의, 상기 독립적으로 설치된 전극 용기에 형성된 개별적인 전극 쌍들에서, 외부에 제공된 양극 또는 음극 전극판의 주변의 전류 수집 단자(T100) 사이에 지배적인 임피던스가 화학적 활성 코팅의 격자 작업이 적용된 동일한 전극판의 다른 측면의 정상적인 전극 표면의 임피던스보다 작게 제어되도록 하기 위해서, 조각 또는 웹 형태 또는 스트립(strip) 형태의 전류 수집 도전체 어셈블리가 납땜, 용접, 리벳팅, 나사 조임 결합, 압축 응력에 의한 접합, 내부 매립, 부설(laying), 또는 다른 기술로 상호 연결된다. 도 11에는 본 발명의 충전/방전 장치에 따른 낮은 임피던스 전류 수집 구조를 갖는 각각의 개별적으로 설치된 전극 용기의 외부에 제공된 전극판의 바깥쪽의 스트립 형태의 전류 수집 도전체 어셈블리가 도시되어 있고, 도 11에 도시된 것의 측면도가 도 12에 도시되어 있으며, 도 13에는 도 11에 도시된 것을 동일 극성으로 평행하게 한 것이 도시되어 있다.
상기한 바와 같이, 외부에 플레이트 형태의 단자를 갖는 전극판은 2 또는 그 이상의 독립된 전극 용기에 대한 접속에 적합하므로, 동일한 전압 사양 하에서 동일한 극성의 병렬 접속 또는 반대 극성의 직렬 접속의 동일 극성에 적합하고, 도 5에 도시된 각각의 독립된 전극 용기의 전류 수집 단자들에 대하여 이루어진 다중의 직렬 결합이 도 14에 도시되어 있다.
또한, 다른 전극 용기로부터 오는 전류 수집 단자들과 결합하기 위하여 계획된 외부에 제공된 플레이트 형태의 단말 전극판의 그 측면 상에 요구되는 곳은 2 또는 그 이상의 전류 수집 단자들이 장착될 수 있고, 이에 의해 다중 결합의 가능성의 원인이 되어 임피던스가 결국 낮아지게 되며, 이것의 실례가 도 15에 도시되어 있고, 도 15에 따라서 도 16에는 이것의 측면도가 도시되어 있다.
일반적으로, 충전/방전 장치의 낮은 임피던스 전류 수집 구조에서, 개별적인 전극 용기의 양 측면의 양극 또는 음극 전극판(P200) 외부의 전류 도전체 어셈블리에 2개의 전류 단자(T100)가 제공되어 다수의 전극 용기의 세트가 응용을 위해 배치되어 있는 각각의 전극 용기와의 직렬 또는 병렬 결합을 수용한다. 도 17에는 도 5에 도시된 각각의 독립된 전극 용기의 일부의 각각의 전류 수집 단자에 대한 다중 직렬 병렬 결합이 나타나 있다.
특히, 낮은 임피던스 전류 수집 구조에 관한 충전/방전 장치에 있어서, 양 측의 전류 수집 단자의 일부 및 전극판의 일부의 임피던스를 추가로 줄이기 위한 관점에서, 실행 가능한 방법은 사다리꼴 전류 수집 단자의 보다 넓은 베이스가 전극판에 결합되도록 전류 수집 단자를 밖으로 연장되는 사다리꼴로 가공 처리하는 것으로, 이것에 의해 전극판의 출력 또는 입력, 단자 상의 내부 임피던스가 적절히 감소되고, 상기한 사다리꼴 전류 수집 단자 및 전극판의 응용의 실례는 격자 구조의 화학적 능동 코팅이 도포된 양 측면을 갖는 통상의 전극판(P100), 각각의 전극 용기의 양 측면 상의 양극 또는 음극 전극판(P200)의 외부의 2 또는 그 이상의 출력 또는 입력 전류 수집 단자(T100)를 포함하고, 상기 입력 또는 출력 전류 수집 단자는 전극판(P100), 또는 양극 또는 음극 전극판(P200)의 한 측면 또는 그 이상의 측면에 장착될 수 있거나, 전극판(P100)의 2 이상의 측면, 또는 음극 또는 양극 전극판의 2 이상의 측면에 설치될 수 있다.
도 18에는 본 발명의 충전/방전 장치에 속하는 낮은 임피던스 전류 수집 구조의 전류 수집 단자를 구비한 전극판의 한 실시예가 도시되어 있으며, 상기 낮은 임피던스 전류 수집 구조에서, 개별적으로 설치된 전극 용기의 양 측면의 음극 또는 양극 전극판(P200)상의 한 외부 측면의 중간에 있는 2개의 사다리꼴 전류 수집 단자(T100)는 도 20에 도시된 전극판과 대응하는 양극 또는 음극 전극 쌍에 대해 만들어지며, 도 19에는 도 18에 도시된 것의 측면도가 도시되어 있다.
도 20에는 전류 수집 단자들을 구비한 전극판에 관하여 낮은 임피던스 전류 수집 어셈블리를 갖는 본 발명의 충전/방전 장치의 제 2 실시예가 도시되어 있으며, 제 2 실시예의 사다리꼴의 전류 수집 단자들(T100)이 각각의 개별적인 전극 용기의 양 측면의 양극 또는 음극 전극판(P200)의 외부의 양 측면에 제공되어, 도 18에 도시된 전극판과 대칭적으로 전극 쌍을 형성하며, 도 20에 도시된 것의 측면도가 도 21에 도시되어 있다.
도 22에는 본 발명의 충전/방전 장치의 낮은 임피던스 전류 수집 디자인의 전류 수집 단자들로 완성되는 전극판의 제 3 실시예가 도시되어 있으며, 제 3 실시예에서 개별적인 전극 용기의 양 측면의 양극 또는 음극 전극판(P200)의 양쪽 외부 측면 중 어느 한쪽에 외부로 연장되는 2개의 사다리꼴 전류 수집 단자들(T100)이 설치되고, 사다리꼴의 동일 측면의 전류 수집 단자들의 혹(hunch)의 피크(peak)와 전극판의 양 측면의 에지 사이에 치수의 차가 존재하여, 전극 쌍이 2개의 동일하게 구성된 전극판의 배면을 포갬으로써 만들어지는 경우, 상호 작용 결합을 편리하게 하기 위해 전류 수집 단자(T100)가 서로 방해하지 않고 교차하면서 인접한 전극판의 양극/음극 극성 전극을 포함하는 상호 조화된 포갬이 만들어져, 보다 나은 전류 수집 효과가 보다 넓은 사다리꼴의 베이스 영역에 실현된다. 도 23에 도시된 것의 측면도가 도 22에 도시되어 있다.
도 24에는 본 발명의 충전/방전 장치의 낮은 임피던스 전류 수집 디자인의 전류 수집 단자들로 완성된 전극판의 제 4 실시예가 도시되어 있으며, 제 4 실시예는 전극 용기의 양 측면의 양극 또는 음극 전극판(P200)의 각각의 외부 측 상의 3개의 외부로 연장하는 사다리꼴의 전류 수집 단자(T100)를 포함하고, 사다리꼴의 동일 측면 상의 전류 수집 단자들의 볼록부(hunchback)와 전극판의 양 측면의 에지 사이에 치수의 차가 존재하여, 전극 쌍이 2개의 동일하게 구성된 전극판의 배면을 포갬으로써 만들어지는 경우, 상호 작용 결합을 편리하게 하기 위해 전류 수집 단자(T100)가 서로 방해하지 않고 교차하면서 인접한 전극판의 양극/음극 극성 전극을 포함하는 상호 조화된 포갬이 만들어져, 보다 나은 전류 수집 효과가 보다 넓은 사다리꼴의 베이스 영역에 실현된다. 도 24에 도시된 것의 측면도가 도 25에 도시되어 있다.
도 26에는 낮은 임피던스 전류 수집 모양이 강조된 본 발명의 충전/방전 장치의 전류 수집 디자인을 갖는 전극판의 제 5 실시예가 도시되어 있으며, 제 5 실시예는 개별적으로 설치된 전극 용기의 양 측면의 사변형의 양극 또는 음극 전극판(P200)의 2개의 대향 측면 상의 하나의 외부로 연장하는 사다리꼴의 전류 수집 단자(T100)를 포함하고, 사다리꼴의 동일 측면 상의 전류 수집 단자들의 혹의 피크(hunch peak)와 전극판의 양 측면의 에지 사이에 치수의 차가 유지되어, 전극 쌍이 2개의 동일하게 구성된 전극판의 배면을 포갬으로써 만들어지는 경우, 상호 작용 결합을 편리하게 하기 위해 전류 수집 단자(T100)가 서로 방해하지 않고 교차하면서 인접한 전극판의 양극/음극 극성 전극을 포함하는 상호 조화된 포갬이 만들어져, 보다 나은 전류 수집 효과가 보다 넓은 사다리꼴의 베이스 영역에 실현된다. 도 26에 도시된 것의 측면도가 도 27에 도시되어 있다.
도 28에는 본 발명의 충전/방전 장치의 낮은 임피던스 전류 수집 디자인을 갖는 전극판의 제 6 실시예가 도시되어 있으며, 제 6 실시예는 개별적으로 설치된 전극 용기의 양 측면의 사변형의 양극 또는 음극 전극판(P200)의 2개의 대향 측면 상의 2개의 외부로 연장하는 사다리꼴의 전류 수집 단자(T100)를 포함하고, 사다리꼴의 동일 측면 상의 전류 수집 단자들의 혹의 피크와 전극판의 양 측면의 에지 사이에 치수의 차가 유지되어, 전극 쌍이 2개의 동일하게 구성된 전극판의 배면을 포갬으로써 만들어지는 경우, 상호 작용 결합을 편리하게 하기 위해 전류 수집 단자(T100)가 서로 방해하지 않고 교차하면서 인접한 전극판의 양극/음극 극성 전극을 포함하는 상호 조화된 포갬이 만들어져, 보다 나은 전류 수집 효과가 보다 넓은 사다리꼴의 베이스 영역에 실현된다. 도 28에 도시된 것의 측면도가 도 29에 도시되어 있다.
도 30에는 낮은 임피던스 전류 수집 형태를 갖는 전극판의 제 7 실시예가 도시되어 있으며, 제 7 실시예는 개별적으로 설치된 전극 용기의 양 측면의 사변형의 양극 또는 음극 전극판(P200)의 2개의 대향 측면 상의 3개의 외부로 연장하는 사다리꼴의 전류 수집 단자(T100)를 포함하고, 사다리꼴의 동일 측면 상의 전류 수집 단자들의 혹의 피크와 전극판의 양 측면의 에지 사이에 치수의 차가 유지되어, 전극 쌍이 2개의 동일하게 구성된 전극판의 배면을 포갬으로써 만들어지는 경우, 상호 작용 결합을 편리하게 하기 위해 전류 수집 단자(P100)가 서로 방해하지 않고 교차하면서 인접한 전극판의 양극/음극 극성 전극을 포함하는 상호 조화된 포갬이 만들어져, 보다 나은 전류 수집 효과가 보다 넓은 사다리꼴의 베이스 영역에 실현된다. 도 30에 도시된 것의 측면도가 도 31에 도시되어 있다.
도 32에는 본 발명의 충전/방전 장치의 낮은 임피던스 전류 수집 디자인을 갖는 전극판의 제 8 실시예가 도시되어 있으며, 제 8실시예는 개별적으로 설치된 전극 용기의 양 측면의 사변형의 양극 또는 음극 전극판(P200)의 2개의 대향 측면 상의 하나의 외부로 연장하는 사다리꼴의 전류 수집 단자(T100)를 포함하고, 사다리꼴의 동일 측면 상의 전류 수집 단자들의 볼록부와 전극판의 양 측면의 에지 사이에 치수의 차가 유지되어, 전극 쌍이 2개의 동일하게 구성된 전극판의 배면을 포갬으로써 만들어지는 경우, 상호 작용 결합을 편리하게 하기 위해 전류 수집 단자(P100)가 서로 방해하지 않고 교차하면서 인접한 전극판의 양극/음극 극성 전극을 포함하는 상호 조화된 포갬이 만들어져, 보다 나은 전류 수집 효과가 보다 넓은 사다리꼴의 베이스 영역에 실현된다. 도 32에 도시된 것의 측면도가 도 33에 도시되어 있다.
도 34에는 본 발명의 충전/방전 장치의 낮은 임피던스 전류 수집 디자인을 갖는 전극판의 제 9 실시예가 도시되어 있으며, 제 9 실시예는 개별적으로 설치된 전극 용기의 양 측면의 사변형의 양극 또는 음극 전극판(P200)의 2개의 대향 측면 상의 2개의 외부로 연장하는 사다리꼴의 전류 수집 단자(T100)를 포함하고, 사다리꼴의 동일 측면 상의 전류 수집 단자들의 볼록부와 전극판의 양 측면의 에지 사이에 치수의 차가 유지되어, 전극 쌍이 2개의 동일하게 구성된 전극판의 배면을 포갬으로써 만들어지는 경우, 상호 작용 결합을 편리하게 하기 위해 전류 수집 단자(P100)가 서로 방해하지 않고 교차하면서 인접한 전극판의 양극/음극 극성 전극을 포함하는 상호 조화된 포갬이 만들어져, 보다 나은 전류 수집 효과가 보다 넓은 사다리꼴의 베이스 영역에 실현된다. 도 34에 도시된 것의 측면도가 도 35에 도시되어 있다.
도 5 내지 도 35에 도시된 본 발명의 일부 또는 모든 실례 및 실시예는 본 발명의 설명을 위한 것이지 본 발명의 응용의 범위를 제한하려는 것이 아님에 주목해야 하며, 사변형 또는 거의 사변형의 전극판에 대한 응용에서, 2 또는 4개의 측면상의 전류 수집 단자들의 공급과는 별개로, 또한 전극판의 3개 측면 상에 전류 수집 단자를 제공하고, 또한 상기 전극판의 구성이 단지 사변형에 제한되지 않으며, 실제로 원형, 거의 원형, 타원형, 거의 타원형, 삼각형 및 삼각형, 사변형, 5변형, 6변형, 7변형, 8변형 등의 제한이 없는 다변형의 형태를 취할 수 있고, 각각의 전극판은 2 또는 그 이상의 전류 수집 단자들을 갖도록 제조되어, 각각의 전극판에는 2 또는 그 이상의 전류 수집 루프가 설치된다.
도 24 내지 도 35에 포함되는 각각 및 모든 실례들에서, 사용시 전극판에 대한 응용상의 특수성 때문에 특수한 특징이 나타나며,
- 양극 극성 전극판 및 음극 극성 전극판은 원형, 거의 원형, 타원형, 거의 타원형, 삼각형 또는 예를 들어 사변형, 5변형, 6변형, 7변형, 8변형 및 보다 높은 차수의 다변형과 같은 다변형으로 구성되어, 쌍을 이루거나 다른 전극 용기로부터의 각각의 작업 전극판 상의 동일 극성의 전류 수집 단자들 및 동일한 전압 사양의 전류 수집 단자들과의 병렬 결합을 수용하거나, 대안적으로 다른 전극 용기의 반대 극성의 전극판들 사이의 전류 수집 단자들과의 직렬, 병렬 또는 직렬/병렬 합성 결합을 수용하고,
- 충전/방전 장치의 낮은 임피던스 전류 수집 구조체가 비극성 충전/방전 장치, 커패시터(예를 들어)에 적용되는 경우, 상기 양극 전극판 및 음극 전극판은 비극성 제 1 전극판 및 비극성 제 2 전극판로 대체될 수 있고,
- 막대(rod) 도전체는 전극판 상의 도전성 관통 홀을 가로질러 관통 및 결합을 위한 것이고, 막대 도전체 및 전극판이 일단 서로 결합되는 경우 상기 막대 도전체 및 전극판은 양호한 도전 상태를 나타내는데, 그 이유는 상기 막대 도전체가 원형, 사각형, 삼각형, 타원형 또는 다른 구성 형태, 하드코어 도전성 바(bar) 또는 공동 상태의 바, 또는 축 방향의 틈을 갖는 끝이 막히지 않은 공동 상태 구조의 유연성 있는 튜브로 구성되기 때문이며.
- 상기 막대 도전체는 그의 양 단이 캡(cap), 너트, 나사 고정된, 한쪽 면으로 압착된 쿠션 차단 절연 범퍼(bumper)로 엠보싱되어 전극판 세트에 대한 압력을 가하도록 추가로 처리되어, 상기 어셈블리의 안전성을 보다 향상시키며,
- 상기한 구조의 막대 도전체는 그의 병렬 전류 수집 가능 출력의 방전에서, 동일 극성의 전극판 상의 도전성 관통 홀을 관통하기 위한 것이고, 또는 직렬 가능 출력의 방전에서 다른 극성의 전극 도전성 관통 홀을 가로질러 관통하기 위한 것이고, 또는 동일 극성 및 다른 극성의 전극들을 동시에 가로질러 관통함으로써 병렬 전류 수집 및 직렬 결합 기능을 완성하기 위한 것이며,
- 상기 막대 도전체가 공동의 튜브로 구성되는 경우, 기체 또는 액체 펌프 및 냉각 장치, 또는 반대로 온도를 올리는 히터를 설치하여, 튜브 막대 도전체를 통해서 기체 또는 액체를 펌핑하여, 냉각 또는 가열로 적절히 조절되는, 즉 온도가 조절되도록 하는 것이 바람직하며,
- 막대 도전체가 병렬 전류 수집을 위한 구조체로서 역할을 하고, 통과되는 유체는 절연 유체인 경우, 동일 전위의 모든 전극 상의 튜브 막대 도전체는 전체적으로 직선 직렬 루프 또는 병렬 루프를 형성할 수 있으며,
- 막대 도전체가 직렬 결합 응용과 함께 병렬 전류 수집의 목적에 알맞은 경우, 다른 전위 레벨의 막대 도전체가 절연 도관에 의해 직렬 또는 병렬로 접속되어 냉각 또는 가열 기술을 사용하여 온도 조절이 가능한 절연 기체 또는 액체의 통과를 쉽게 할 수 있으며,
- 막대 도전체 및 막대 도전체가 통과될 전극판 상의 절연 관통 홀로 삽입될 절연 링 또는 튜브 인슐런트(insulant)는 절연을 보호하고, 또한 전극판 자신들 사이의 구조적 안전을 향상시키며,
- 막대 도전체 자체 및 막대 도전체가 통과될 전극판 상의 절연 갭(gap)에 절연이 설비되어 절연을 확실하게 하고, 또한 전극판의 구조적 안전성을 향상시키며,
- 막대 도전체 상에, 및 상기 막대 도전체가 통과될 전극판 상의 절연 공간에 공간 안정성의 절연이 설비되어 절연을 확실하게 하고, 추가적으로 전극판의 구조적인 안전을 향상시키며,
- 각각이 개별적인 전극판의 2 또는 그 이상의 측면 상의 외부로 연장되는 2 또는 그 이상의 전류 수집 단자들은 동일한 극성의 전극판들 사이의 다중 병렬 결합을 쉽게 하거나, 대안으로 다른 극성의 전극판들 사이에 직렬 결합을 만들고, 또한 충전 배터리의 동일한 전극판 상의 어떤 입력 또는 출력 전류에 뒤이어 2 또는 그 이상의 전류 경로를 동시에 가능하게 하여, 입력 또는 출력이 진행 중인 경우 배터리의 일부의 내부 임피던스가 적절히 감소되며,
- 서로 다른 극성의 구획된 인슐런트 또는 서로 다른 극성의 전극판들 사이에 제공된 절연 매트, 절연막으로 절연이 이루어지고, 상기 인슐런트가 결합 기술, 슬리브 연결에 의해 설치되는 경우, 예를 들어 상기 인슐런트는 양(兩) 극성의 전극판 상에, 또는 대신하여 양극 또는 음극의 어느 한 극성의 전극판에만 적용된 절연 슬리브 연결로 실행될 수 있으며,
- 충전/방전 장치의 컨테이너는 외부 상자(shell casing)이고, 절연 또는 비절연 재료로 구성되어, 전극판을 보호하는 역할을 하며, 비절연 재료로 만들어지는 경우, 상자의 내부 및 전극의 내부 공간은 절연 강화제로 커버되는 특징들의 일부 또는 모두가 고유한 것이다.
도 36에는 충전/방전 장치가 관통 홀 및 막대 도전체로 이루어지는 본 발명의 한 실시예를 나타낸다.
상기한 본 발명의 충전/방전 장치의 일부를 형성하는 낮은 임피던스 전류 수집 어셈블리에서, 필요한 경우 단일하게 또는 복수로 하나의 측면 또는 그 이상의 측면에 설치될 수 있는, 전극 용기의 양 측면의 양극, 음극 전극판 상의 입력/출력 전류 수집 단자와는 별개로, 개별적으로 외부로 향하여 연장되는 하나 이상의 전류 수집 단자들이 개별적인 전극판 상의 2 또는 그 이상의 측면 상에 설치되도록, 또는 2 또는 그 이상의 전류 수집 단자들이 모두 단지 하나의 측면 또는 그 이상의 측면 상에 설치되도록 모든 다른 전극판들이 설치되어, 동일 극성의 전극판 상에 집중되는 다중 전류 경로 병렬 접속, 또는 대신하여 서로 다른 극성의 전극판 사이의 다중 경로 직렬 접속을 가능하게 하고, 구조적으로, 상기 전류 수집 단자들은 원형, 사각형, 다른 형태의 구성을 취하는 하드코어 또는 공동(空洞)의 튜브 막대 도전체로 만들어져, 충전/방전 장치의 전극판들 사이에 있는 도전성 관통 홀을 가로지르는 위치에 장착되어, 동일 극성의 전극판과의 병렬 접속이 가능하게 되고, 또는 대안으로 서로 다른 극성의 전극판 사이에 직렬 접속이 이루어지고, 또한, 결합된 직렬/병렬 접속이 완성되며, 동일한 전극 용기 또는 서로 다른 전극 용기로부터 동일한 전압 사양 및 동일한 극성의 전극판 상의 도전체 자신인 전류 수집 단자들을 포함하기 위해 추가적인 병렬 실행이 연장되고, 또한 서로 다른 전극 용기로부터 다른 극성의 전극판 사이의 전류 수집 단자들을 직렬로 상호 연결함으로써 직렬 접속이 이루어지므로, 직렬/병렬 합성 결합이 바로 이루어질 수 있고, 또한 입력/출력 전류 수집 단자들이 결합되어 개별적으로 설치된 전극 용기의 양 측면 상의 양극 또는 음극 전극판의 외부에 입력/출력 전류의 수집이 촉진되고, 또는 대안으로, 병렬 전류 수집 도전체가 보충되어 합류하는 입력 또는 출력 전류에 대한 임피던스가 감소된다.
대체로, 상기한 설명에 의해 전류 수집 구조를 갖는 충전/방전 장치는 구조적인 강도뿐만 아니라 구조적인 개선의 관점에서 본 발명의 중요한 일부라고 생각된다.
상기한 바와 같이, 본원 발명의 낮은 임피던스 전류 수집 구조를 채택함으로써 전극판에 대한 임피던스가 감소되는 효과 및 전극판의 구조적 안전성을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.
Claims (23)
1차 셀 또는 2차 재충전/방전 셀, 또는 연료 셀 또는 커패시터 또는 수퍼 커패시터 또는 유사한 충전/방전 장치에서의 응용을 위해, 전극판에 하나 이상의 전류 수집(current pool) 수단이 마련되고, 다수의 전류 수렴 경로를 만드는, 충전/방전 장치를 구성하는 낮은 임피던스 전류 수집(pool) 구조체에 있어서,
같은 극성의 용기 또는 다른 극성의 용기로부터 동일한 전압 정격의 전류 수집 단자들 및 동일한 극성의 전극판의 전류 수집 단자들을 병렬로 연결함으로써, 또는 대안적으로 다른 극성의 전극판들 사이의 전류 수집 단자 방향을 직렬 접속 또는 직렬/병렬 혼합 접속시킴으로써, 입력/출력 전류 수집에 대한 낮은 임피던스 구조가 개별적으로 설치된 전극 용기의 양(兩) 측면 상의 양극 또는 음극 전극판의 외부에 제공하는 것을 특징으로 하는 낮은 임피던스 전류 수집 구조체.
제 1 항에 있어서,
상기 충전/방전 장치를 구성하는 낮은 임피던스 전류 수집 구조체는 결합 도전체에 의해 동일 전위 및 동일 극성의 상기 전류 수집 단자가 병렬 상태로 동일 극성 전극의 용기 또는 다른 극성 전극의 용기에 연결되거나, 직렬 접속 또는 직렬/병렬 혼합 접속으로 다른 전극의 용기에 있는 다른 극성의 전극판 사이의 전류 수집 단자와 연결되고, 합류하는 전류의 인피딩/아웃피딩을 촉진하기 위해, 개별적으로 설치된 전극 용기의 양 측면 상의 양극 또는 음극 극성의 전극판의 외부 측에 어떤 선택된 형태의 낮은 임피던스 전류 수집 구조체가 유입/유출 수집 단자의 형태로 설치되거나 병렬 전류 수집 도전체와 통합되고, 또는 인피딩/아웃피딩 합류 전류에 대한 저항을 줄이기 위해서 더 좋은 도전성의 재료로 만들어지며,
- 개별적인 전극 용기가 전극 용기의 양 측면 상의 양극 또는 음극 전극판(P200) 외부에 설치되는 각각의 출력/입력 전류 수집 단자(T100)에 접속하기 위한 플레이트(plate) 또는 스트립(strip) 또는 웹(web) 형상 구조, 또는 다른 기하학적 구성으로 선택된 재료로 만들어진 다른 낮은 임피던스 전류 수집 도전체 어셈블리,
- 입력/출력 전류의 수집을 쉽게 하기 위해, 연속적인 출력 전류 수집 단자들 사이의 영역이 용접, 땜납, 리벳팅, 또는 나사 조임 기술에 의해 상호 연결되거나, 압축 응력 받아서, 또는 매립 또는 인레이(inlay) 또는 다른 수단에 의해 상호 연결되어 있는, 개별적인 전극 용기가 전극 용기의 양 측면의 양극 또는 음극 전극판의 외부에 설치되는 각각의 출력/입력 전류 수집 단자에 접속하기 위한 플레이트 또는 스트립 또는 웹 형상 구조, 또는 다른 기하학적 구성으로 선택된 재료의 다른 낮은 임피던스 전류 수집 도전체 어셈블리,
- 입력/출력 전류 수집의 통과를 쉽게 하기 위해, 전극 용기의 양 측면 상의 양극 또는 음극 전극판 외부에 설치되어 있는 전체 충전/방전 장치와 관련된 입력/출력 전류 수집 단자를 갖는, 균일하거나 균일하지 않은 두꺼운 전극판을 포함하는 플레이트 형상 또는 스트립 또는 웹 형상의 구조, 또는 다른 기하학적 구성이 아닌 선택된 재료의 낮은 임피던스 전류 수집 도전체 어셈블리,
- 땜납, 용접, 리벳팅, 나사 조임, 압축 응력 기술, 또는 매립, 인레이 또는 다른 수단에 의해 확실하게 연결되고, 전극 용기의 양 측면의 양극 또는 음극 전극판 외부에 설치되고, 마스터 충전/방전 어셈블리 상의 대응 단자들에 이르며, 입력/출력 전류의 수집을 쉽게 하기 위해 플레이트, 스트립 또는 웹 형상을 가지며, 선택된 기하학적 외형 및 다른 재료의 낮은 임피던스 도전성 어셈블리인 입력/출력 목적의 전류 수집 단자들,
- 복수의 동일한 극성의 전극판 상의 입력/출력 전류 수집 단자들의 세트들 사이의 병렬 도전체들 사이에 끼워진 선택된 재료 및 선택된 기하학적 외형의 도전체의 상호 연결 부분 또는 바(bar), 및
- 다른 극성의 전극판들의 세트들 상의 입력/출력 전류 수집 단자 상의 직렬, 병렬로 연결된 복수의 도전체들 사이에 추가로 끼워지는 선택된 기하학적 외형 및 재료의 상호 연결 부분 및 바의 특징들 중 적어도 일부는 단일 또는 복수로 포함하는 것을 특징으로 하는 낮은 임피던스 전류 수집 구조체.
제 1 항에 있어서,
상기 양극 또는 음극 전극판은 외형이 상기 낮은 임피던스 구조와 다른 필요한 다른 낮은 임피던스 재료로 구성되고, 입력/출력 목적의 전류 수집 단자의 일부로서 단일 측면 또는 하나 이상의 측면 상에 단일 또는 복수로 제공될 수 있는 것을 특징으로 하는 낮은 임피던스 전류 수집 구조체.
제 1 항에 있어서,
독립적으로 설치된 전극 용기의 양 측면의 전극판의 양극 또는 음극의 외형의 개선에 관한 디자인은, 개별적인 전극 쌍을 구성하기 위해 개별적인 전극 용기에 배치된, 하나 이상의 병렬 양극 전극판(P100)의 부분, 및 이것에 매칭되는 하나 이상의 병렬 음극 전극판(P100)의 부분을 갖고, 각각의 개별적인 전극 용기의 양 측면의 양극 또는 음극 전극판(P200)의 외부의 각각의 전류 수집 단자들 사이에 설치된 특정 두께 및 선택된 재료로 만들어진 평면 플레이트 형상 전류 수집 도전체 어셈블리를 가져서, 외부의 양극 또는 음극 전극판(P200)의 주변의 전류 수집 단자들 사이에서 지배적인 임피던스가 동일한 전극판 상의 격자 구성으로 화학적으로 활성인 재료의 한 층(layer)이 적용된 통상의 전극 표면을 가로질러 지배적인 임피던스보다 낮은 것을 특징으로 하는 낮은 임피던스 전류 수집 구조체.
제 1 항에 있어서,
상기 각각의 개별적인 전극 용기의 외부 전극판의 외관은 경사를 주도록 처리된 균일한 원소 또는 비균일 원소의 두꺼운 라미나(lamina) 형태로 전류 수집 도전체 내에 가공 처리되는 것을 특징으로 낮은 임피던스 전류 수집 구조체.
제 1 항에 있어서,
각각의 전류 수집 단자들(T100) 사이의, 상기 독립적으로 설치된 전극 용기에 있는 개체의 양 측면의 양극 또는 음극 전극판(P200)의 외면은 선택된 두께의 웹 형태의 도전체로 곧게 가공 처리되는 것을 특징으로 하는 낮은 임피던스 전류 수집 구조체.
제 1 항에 있어서,
양 측면 상의 양극 또는 음극 전극판(P200) 외부의 전류 수집 단자들 사이의, 상기 독립적으로 설치된 전극 용기에 형성된 개별적인 전극 쌍들에서, 외부에 제공된 양극 또는 음극 전극판의 주변의 전류 수집 단자(T100) 사이에 우세한 임피던스가 화학적 능동 코팅의 격자 작업이 적용된 동일한 전극판의 다른 측면의 정상적인 전극 표면의 임피던스보다 작게 제어되도록 하기 위해서, 조각 또는 웹 형태 또는 스트립(strip) 형태의 전류 수집 도전체 어셈블리가 납땜, 용접, 리벳팅, 나사 조임 결합, 압축 응력에 의한 접합, 내부 매립, 부설(laying), 또는 다른 기술로 상호 연결되는 것을 특징으로 하는 낮은 임피던스 전류 수집 구조체.
제 1 항에 있어서,
외부에 플레이트 형태의 단자를 갖는 상기 전극판은 2 또는 그 이상의 독립된 전극 용기에 대한 접속에 적합하므로, 동일한 전압 사양 하에서 동일한 극성의 병렬 접속 또는 반대 극성의 직렬 접속의 동일 극성에 적합한 것을 특징으로 하는 낮은 임피던스 전류 수집 구조체.
제 1 항에 있어서,
다른 전극 용기로부터 오는 전류 수집 단자들과 결합하기 위하여 계획된 외부에 제공된 플레이트 형태의 단말 전극판의 그 측면 상에 요구되는 곳은 2 또는 그 이상의 전류 수집 단자들이 장착될 수 있고, 이에 의해 다중 결합의 가능성의 원인이 되어 임피던스가 결국 낮아지게 되는 것을 특징으로 하는 낮은 임피던스 전류 수집 구조체.
제 1 항에 있어서,
개별적인 전극 용기의 양 측면의 양극 또는 음극 전극판(P200) 외부의 전류 도전체 어셈블리에 2개의 전류 단자(T100)가 제공되어 다수의 전극 용기의 세트가 응용을 위해 배치되어 있는 각각의 전극 용기와의 직렬 또는 병렬 결합을 수용하는 것을 특징으로 하는 낮은 임피던스 전류 수집 구조체.
제 1 항에 있어서,
양 측의 전류 수집 단자의 일부 및 전극판의 일부의 임피던스를 추가로 줄이기 위한 관점에서, 실행 가능한 방법은 사다리꼴 전류 수집 단자의 보다 넓은 베이스가 전극판에 결합되도록 전류 수집 단자를 밖으로 연장되는 사다리꼴로 가공 처리하는 것으로, 이것에 의해 전극판의 출력 또는 입력, 단자 상의 내부 임피던스가 적절히 감소되고,
상기한 사다리꼴 전류 수집 단자 및 전극판의 응용의 실례는 격자 구조의 화학적 능동 코팅이 도포된 양 측면을 갖는 통상의 전극판(P100), 각각의 전극 용기의 양 측면 상의 양극 또는 음극 전극판(P200)의 외부의 2 또는 그 이상의 출력 또는 입력 전류 수집 단자(T100)를 포함하고, 상기 입력 또는 출력 전류 수집 단자는 전극판(P100), 또는 양극 또는 음극 전극판(P200)의 한 측면 또는 그 이상의 측면에 장착될 수 있거나, 전극판(P100)의 2 이상의 측면, 또는 음극 또는 양극 전극판의 2 이상의 측면에 설치될 수 있는 것을 특징으로 하는 낮은 임피던스 전류 수집 구조체.
제 1 항에 있어서,
개별적으로 설치된 전극 용기의 양 측면의 음극 또는 양극 전극판(P200)상의 한 외부 측면의 중간에 있는 2개의 사다리꼴 전류 수집 단자(T100)는 전극판과 대응하는 양극 또는 음극 전극 쌍을 위해 만들어진 것을 특징으로 하는 낮은 임피던스 전류 구조체.
제 1 항에 있어서,
사다리꼴의 전류 수집 단자들(T100)이 각각의 개별적인 전극 용기의 양 측면의 양극 또는 음극 전극판(P200)의 외부의 양 측면에 제공되어, 전극판과 대칭적으로 전극 쌍을 형성하는 것을 특징으로 하는 낮은 임피던스 전류 수집 구조체.
제 1 항에 있어서,
개별적인 전극 용기의 양 측면의 양극 또는 음극 전극판(P200)의 양쪽 외부 측면 중 어느 한쪽에 외부로 연장되는 2개의 사다리꼴 전류 수집 단자들(T100)이 제공되고,
사다리꼴의 동일 측면의 전류 수집 단자들의 혹(hunch)의 피크(peak)와 전극판의 양 측면의 에지 사이에 치수의 차가 존재하여, 전극 쌍이 2개의 동일하게 구성된 전극판의 배면을 포갬으로써 만들어지는 경우, 상호 작용 결합을 편리하게 하기 위해 전류 수집 단자(T100)가 서로 방해하지 않고 교차하면서 인접한 전극판의 양극/음극 극성 전극을 포함하는 상호 조화된 포갬이 만들어져, 보다 나은 전류 수집 효과가 보다 넓은 사다리꼴의 베이스 영역에 실현되는 것을 특징으로 하는 낮은 임피던스 전류 수집 구조체.
제 1 항에 있어서,
전극 용기의 양 측면의 양극 또는 음극 전극판(P200)의 각각의 외부 측 상의 3개의 외부로 연장하는 사다리꼴의 전류 수집 단자(T100)에 있어서,
사다리꼴의 동일 측면 상의 전류 수집 단자들의 볼록부(hunchback)와 전극판의 양 측면의 에지 사이에 치수의 차가 존재하여, 전극 쌍이 2개의 동일하게 구성된 전극판의 배면을 포갬으로써 만들어지는 경우, 상호 작용 결합을 편리하게 하기 위해 전류 수집 단자(T100)가 서로 방해하지 않고 교차하면서 인접한 전극판의 양극/음극 극성 전극을 포함하는 상호 조화된 포갬이 만들어져, 보다 나은 전류 수집 효과가 보다 넓은 사다리꼴의 베이스 영역에 실현되는 것을 특징으로 하는 낮은 임피던스 전류 수집 구조체.
제 1 항에 있어서,
개별적으로 설치된 전극 용기의 양 측면의 사변형의 양극 또는 음극 전극판(P200)의 2개의 대향 측면 상의 하나의 외부로 연장하는 사다리꼴의 전류 수집 단자(T100)에 있어서,
사다리꼴의 동일 측면 상의 전류 수집 단자들의 혹의 피크(hunch peak)와 전극판의 양 측면의 에지 사이에 치수의 차가 유지되어, 전극 쌍이 2개의 동일하게 구성된 전극판의 배면을 포갬으로써 만들어지는 경우, 상호 작용 결합을 편리하게 하기 위해 전류 수집 단자(T100)가 서로 방해하지 않고 교차하면서 인접한 전극판의 양극/음극 극성 전극을 포함하는 상호 조화된 포갬이 만들어져, 보다 나은 전류 수집 효과가 보다 넓은 사다리꼴의 베이스 영역에 실현되는 것을 특징으로 하는 낮은 임피던스 전류 수집 구조체.
제 1 항에 있어서,
개별적으로 설치된 전극 용기의 양 측면의 사변형의 양극 또는 음극 전극판(P200)의 2개의 대향 측면 상의 2개의 외부로 연장하는 사다리꼴의 전류 수집 단자(T100)에 있어서,
사다리꼴의 동일 측면 상의 전류 수집 단자들의 혹의 피크와 전극판의 양 측면의 에지 사이에 치수의 차가 유지되어, 전극 쌍이 2개의 동일하게 구성된 전극판의 배면을 포갬으로써 만들어지는 경우, 상호 작용 결합을 편리하게 하기 위해 전류 수집 단자(T100)가 서로 방해하지 않고 교차하면서 인접한 전극판의 양극/음극 극성 전극을 포함하는 상호 조화된 포갬이 만들어져, 보다 나은 전류 수집 효과가 보다 넓은 사다리꼴의 베이스 영역에 실현되는 것을 특징으로 하는 낮은 임피던스 전류 수집 구조체.
제 1 항에 있어서,
개별적으로 설치된 전극 용기의 양 측면의 사변형의 양극 또는 음극 전극판(P200)의 2개의 대향 측면 상의 3개의 외부로 연장하는 사다리꼴의 전류 수집 단자(T100)에 있어서,
사다리꼴의 동일 측면 상의 전류 수집 단자들의 혹의 피크와 전극판의 양 측면의 에지 사이에 치수의 차가 유지되어, 전극 쌍이 2개의 동일하게 배열된 전극판의 배면을 포갬으로써 만들어지는 경우, 상호 작용 결합을 편리하게 하기 위해 전류 수집 단자(P100)가 서로 방해하지 않고 교차하면서 인접한 전극판의 양극/음극 극성 전극을 포함하는 상호 조화된 포갬이 만들어져, 보다 나은 전류 수집 효과가 보다 넓은 사다리꼴의 베이스 영역에 실현되는 것을 특징으로 하는 낮은 임피던스 전류 수집 구조체.
제 1 항에 있어서,
개별적으로 설치된 전극 용기의 양 측면의 사변형의 양극 또는 음극 전극판(P200)의 2개의 대향 측면 상의 하나의 외부로 연장하는 사다리꼴의 전류 수집 단자(T100)에 있어서,
사다리꼴의 동일 측면 상의 전류 수집 단자들의 볼록부와 전극판의 양 측면의 에지 사이에 치수의 차가 유지되어, 전극 쌍이 2개의 동일하게 구성된 전극판의 배면을 포갬으로써 만들어지는 경우, 상호 작용 결합을 편리하게 하기 위해 전류 수집 단자(P100)가 서로 방해하지 않고 교차하면서 인접한 전극판의 양극/음극 극성 전극을 포함하는 상호 조화된 포갬이 만들어져, 보다 나은 전류 수집 효과가 보다 넓은 사다리꼴의 베이스 영역에 실현되는 것을 특징으로 하는 낮은 임피던스 전류 수집 구조체.
제 1 항에 있어서,
개별적으로 설치된 전극 용기의 양 측면의 사변형의 양극 또는 음극 전극판(P200)의 2개의 대향 측면 상의 2개의 외부로 연장하는 사다리꼴의 전류 수집 단자(T100)에 있어서,
사다리꼴의 동일 측면 상의 전류 수집 단자들의 볼록부와 전극판의 양 측면의 에지 사이에 치수의 차가 유지되어, 전극 쌍이 2개의 동일하게 구성된 전극판의 배면을 포갬으로써 만들어지는 경우, 상호 작용 결합을 편리하게 하기 위해 전류 수집 단자(P100)가 서로 방해하지 않고 교차하면서 인접한 전극판의 양극/음극 극성 전극을 포함하는 상호 조화된 포갬이 만들어져, 보다 나은 전류 수집 효과가 보다 넓은 사다리꼴의 베이스 영역에 실현되는 것을 특징으로 하는 낮은 임피던스 전류 수집 구조체.
제 1 항에 있어서,
사변형 또는 거의 사변형의 전극판에 대한 응용에서, 2 또는 4개의 측면상의 전류 수집 단자들의 공급과는 별개로, 또한 전극판의 3개 측면 상에 전류 수집 단자를 제공하고, 또한 상기 전극판의 구성이 단지 사변형에 제한되지 않으며, 실제로 원형, 거의 원형, 타원형, 거의 타원형, 삼각형 및 삼각형, 사변형, 5변형, 6변형, 7변형, 8변형 등의 제한이 없는 다변형의 형태를 취할 수 있고, 각각의 전극판은 2 또는 그 이상의 전류 수집 단자들을 갖도록 제조되어, 각각의 전극판에는 2 또는 그 이상의 전류 수집 루프가 설치되는 것을 특징으로 하는 낮은 임피던스 전류 수집 구조체.
제 1 항에 있어서,
사용시 상기 전극판에 대한 응용상의 특수성 때문에 특수한 특징이 나타나며,
- 양극 극성 전극판 및 음극 극성 전극판은 원형, 거의 원형, 타원형, 거의 타원형, 삼각형 또는 예를 들어 사변형, 5변형, 6변형, 7변형, 8변형 및 보다 높은 차수의 다변형과 같은 다변형으로 구성되어, 쌍을 이루거나 다른 전극 용기로부터의 각각의 작업 전극판 상의 동일 극성의 전류 수집 단자들 및 동일한 전압 사양의 전류 수집 단자들과의 병렬 결합을 수용하거나, 대안적으로 다른 전극 용기의 반대 극성의 전극판들 사이의 전류 수집 단자들과의 직렬, 병렬 또는 직렬/병렬 합성 결합을 수용하고,
- 충전/방전 장치의 낮은 임피던스 전류 수집 구조체가 비극성 충전/방전 장치, (예를 들어)커패시터에 적용되는 경우, 상기 양극 전극판 및 음극 전극판은 비극성 제 1 전극판 및 비극성 제 2 전극판로 대체될 수 있고,
- 막대(rod) 도전체는 전극판 상의 도전성 관통 홀을 가로질러 관통 및 결합을 위한 것이고, 막대 도전체 및 전극판이 일단 서로 결합되는 경우 상기 막대 도전체 및 전극판은 양호한 도전 상태를 나타내는데, 그 이유는 상기 막대 도전체가 원형, 사각형, 삼각형, 타원형 또는 다른 구성 형태, 하드코어 도전성 바(bar) 또는 공동 상태의 바, 또는 축 방향의 틈을 갖는 끝이 막히지 않은 공동 상태 구조의 유연성 있는 튜브로 구성되기 때문이며.
- 상기 막대 도전체는 그의 양 단이 캡(cap), 너트, 나사 고정된, 한쪽 면으로 압착된 쿠션 차단 절연 범퍼로 엠보싱되어 전극판 세트에 대한 압력을 가하도록 추가로 처리되어, 상기 어셈블리의 안전성을 보다 향상시키며,
- 상기한 구조의 막대 도전체는 그의 병렬 전류 수집 가능 출력의 방전에서 동일 극성의 전극판 상의 도전성 관통 홀을 관통하기 위한 것이고, 또는 직렬 가능 출력의 방전에서 다른 극성의 전극 도전성 관통 홀을 가로질러 관통하기 위한 것이고, 또는 동일 극성 및 다른 극성의 전극들을 동시에 가로질러 관통함으로써 병렬 전류 수집 및 직렬 결합 기능을 완성하기 위한 것이며,
- 상기 막대 도전체가 공동의 튜브로 구성되는 경우, 기체 또는 액체 펌프 및 냉각 장치 또는 반대로 온도를 올리는 히터를 설치하여, 튜브 막대 도전체를 통해서 기체 또는 액체를 펌핑하여, 냉각 또는 가열로 적절히 조절되는, 즉 온도가 조절되도록 하는 것이 바람직하며,
- 막대 도전체가 병렬 전류 수집을 위한 구조체로서 역할을 하고, 통과되는 유체는 절연 유체인 경우, 동일 전위의 모든 전극 상의 튜브 막대 도전체는 전체적으로 직선 직렬 루프 또는 병렬 루프를 형성할 수 있으며,
- 막대 도전체가 직렬 결합 응용과 함께 병렬 전류 수집의 목적에 알맞은 경우, 다른 전위 레벨의 막대 도전체가 절연 도관에 의해 직렬 또는 병렬로 접속되어 냉각 또는 가열 기술을 사용하여 온도 조절이 가능한 절연 기체 또는 액체의 통과를 쉽게 할 수 있으며,
- 막대 도전체 및 막대 도전체가 통과될 전극판 상의 절연 관통 홀로 삽입될 절연 링 또는 튜브 인슐런트(insulant)는 절연을 보호하고, 또한 전극판 자신들 사이의 구조적 안전을 향상시키며,
- 막대 도전체 자체 및 막대 도전체가 통과될 전극판 상의 절연 갭(gap)에 절연이 설비되어 절연을 확실하게 하고, 또한 전극판의 구조적 안전성을 향상시키며,
- 막대 도전체 상에, 및 상기 막대 도전체가 통과될 전극판 상의 절연 공간에 공간 안정성의 절연이 설비되어 절연을 확실하게 하고, 추가적으로 전극판의 구조적인 안전을 향상시키며,
- 각각이 개별적인 전극판의 2 또는 그 이상의 측면 상의 외부로 연장되는 2 또는 그 이상의 전류 수집 단자들은 동일한 극성의 전극판들 사이의 다중 병렬 결합을 쉽게 하거나, 대안적으로 다른 극성의 전극판들 사이에 직렬 결합을 만들고, 또한 충전 배터리의 동일한 전극판 상의 어떤 입력 또는 출력 전류에 뒤이어 2 또는 그 이상의 전류 경로를 동시에 가능하게 하여, 입력 또는 출력이 진행 중인 경우 배터리의 일부의 내부 임피던스가 적절히 감소되며,
- 서로 다른 극성의 구획된 인슐런트 또는 서로 다른 극성의 전극판들 사이에 제공된 절연 매트, 절연막으로 절연이 이루어지고, 상기 인슐런트가 결합 기술, 슬리브 연결에 의해 설치되는 경우, 예를 들어 상기 인슐런트는 양(兩) 극성의 전극판 상에, 또는 대신하여 양극 또는 음극의 어느 한 극성의 전극판에만 적용된 절연 슬리브 연결로 실행될 수 있으며,
- 충전/방전 장치의 컨테이너는 외부 상자(shell casing)이고, 절연 또는 비절연 재료로 구성되어, 전극판을 보호하는 역할을 하며, 비절연 재료로 만들어지는 경우, 상자의 내부 및 전극의 내부 공간은 절연 강화제로 커버되는 특징의 일부 또는 모두가 본질적인 것을 특징으로 하는 낮은 임피던스 전류 수집 구조체.
제 1 항에 있어서,
필요한 경우 단일하게 또는 복수로 하나의 측면 또는 그 이상의 측면에 설치될 수 있는, 전극 용기의 양 측면의 양극, 음극 전극판 상의 입력/출력 전류 수집 단자와는 별개로, 개별적으로 외부로 향하여 연장되는 하나 이상의 전류 수집 단자들이 개별적인 전극판 상의 2 또는 그 이상의 측면 상에 설치되도록, 또는 2 또는 그 이상의 전류 수집 단자들이 모두 단지 하나의 측면 또는 그 이상의 측면 상에 설치되도록 모든 다른 전극판들이 설치되어, 동일 극성의 전극판 상에 집중되는 다중 전류 경로 병렬 접속, 또는 대신하여 서로 다른 극성의 전극판 사이의 다중 경로 직렬 접속을 가능하게 하고,
구조적으로, 상기 전류 수집 단자들은 원형, 사각형, 다른 형태의 구성을 취하는 하드코어 또는 공동(空洞)의 튜브 막대 도전체로 만들어져, 충전/방전 장치의 전극판들 사이에 있는 도전성 관통 홀을 가로지르는 위치에 장착되어, 동일 극성의 전극판과의 병렬 접속이 가능하게 되고, 또는 대안으로 서로 다른 극성의 전극판 사이에 직렬 접속이 이루어지고, 또한, 결합된 직렬/병렬 접속이 완성되며,
동일한 전극 용기 또는 서로 다른 전극 용기로부터 동일한 전압 사양 및 동일한 극성의 전극판 상의 도전체 자신인 전류 수집 단자들을 포함하기 위해 추가적인 병렬 실행이 연장되고, 또한 서로 다른 전극 용기로부터 다른 극성의 전극판 사이의 전류 수집 단자들을 직렬로 상호 연결함으로써 직렬 접속이 이루어지므로, 직렬/병렬 합성 결합이 바로 이루어질 수 있고, 또한 입력/출력 전류 수집 단자들이 결합되어 개별적으로 설치된 전극 용기의 양 측면 상의 양극 또는 음극 전극판의 외부에 입력/출력 전류의 수집이 촉진되고, 또는 대안적으로, 병렬 전류 수집 도전체가 보충되어 합류하는 입력 또는 출력 전류에 대한 임피던스가 감소되는 것을 특징으로 하는 낮은 임피던스 전류 수집 구조체.
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