KR100896222B1 - 하이브리드 전지 - Google Patents

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Abstract

본 발명에는 운반과정이나 사용시에 단선 또는 단락 등의 불량이 발생하는 것을 방지하도록 구성된 컴팩트한 하이브리드 전지가 개시된다.
본 발명의 구체적 특징은 원통형상의 하부 커버와 상기 하부 커버의 상부에 결합되는 상부 커버로 이루어지는 커버 내부에 전지와 상기 전지에 병렬 연결되는 적어도 하나 이상의 콘덴서가 설치되는 하이브리드 전지에 있어서: 상기 상부 커버의 내측에 설치되는 P.C.B(Printed Circuit Board) 기판; 상기 기판과 상기 전지의 음극을 연결하는 전지 음극리드단자와 상기 기판과 상기 전지의 양극을 연결하는 전지 양극리드단자; 상기 기판과 전기적으로 접속되며 상기 상부 커버의 외측에 노출되도록 설치되는 외부 음극단자와, 상기 기판과 전기적으로 접속되며 상기 외부 음극단자와 절연되도록 상기 상부 커버의 외측에 노출되도록 설치되는 외부 양극단자를 포함하며, 상기 전지 음극리드단자와 상기 전지 양극리드단자 사이에 상기 콘덴서들이 전기적으로 접속되는 것이다.
상부 커버, 하부 커버, 리튬 전지, 초음파 융착

Description

하이브리드 전지 {hybrid battery}
도 1은 본 발명의 일실시예를 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예의 하이브리드 전지 상부 커버에 콘덴서가 설치된 상태의 배면 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실실예의 음극의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예의 양극의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예의 완성된 하이브리드 전지의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예의 등가회로도이다.
본 발명은 전지와 캐퍼시터가 연결된 하이브리드 전지에 관한 것이다.
최근 들어 무선 통신의 급속한 성장에 따라 휴대용 기기 및 장비가 기존 아날로그 방식에서 디지털 방식으로 바뀌면서 첨단화 되고 있다. 이러한 무선 통신기기는 무선으로 데이터를 송신하기 위해서 주기적인 순간적인 고전류 펄스가 생성되어야 한다.
이러한 무선통신기기의 순간적인 고전류 펄스를 생성하기 위한 전원으로 단 독 전지만을 사용하게 되면 대전류 방전시 자체저항의한 전압강하가 크게 발생되기 때문에 출력전압이 낮아지게 되고, 대전류 방전에 의한 수명이 짧아지게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 전지를 주 전원으로 하고 캐퍼시터를 보조 전원으로 한 하이브리드 전지를 사용함으로써 순간적인 고전류 출력특성을 충족시키면서 전지의 수명을 연장시키도록 하고 있다.
그러나, 이와 같은 하이브리드 전지는 캐퍼시터의 리드단자와 전지의 리드단자를 외부로 노출시켜 상호 연결하거나, 기판 상에 평면적으로 배치한 후 이들 리드단자를 결합하였기 때문에 하이브리드 전지의 부피가 커지게 되고, 외부로 리드 단자들의 연결부위가 노출되기 때문에 단락 또는 단선 등의 위험이 상존하였다. 또한, 이러한 하이브리드 전지는 전지와 콘덴서의 결합부분이 외부로 노출되기 때문에 운반과정에서 단락, 단선 등의 문제점이 발생하였다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 컴팩트한 하이브리드 전지를 제공하며, 운반과정이나 사용과정에서 단선 또는 단락 등의 불량이 발생하는 것을 방지하는 하이브리드 전지를 제공하기 위한 것이다.
상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 원통형상의 하부 커버와 상기 하부 커버의 상부에 결합되는 상부 커버로 이루어지며, 상기 하부 커버의 내측에 수납되는 전지와 상기 전지에 병렬 연결되는 적어도 하나 이상의 EDLC콘덴서가 설치되는 하이브리드 전지에 있어서: 상기 상부 커버의 내측에 설치되며, 직하부에 상기 EDLC 콘덴서들이 설치되는 P.C.B(Printed Circuit Board) 기판; 상기 기판과 상기 전지의 음극을 연결하는 전지 음극리드단자와 상기 기판과 상기 전지의 양극을 연결하는 전지 양극리드단자; 상기 기판과 전기적으로 접속되며 상기 상부 커버의 외측에 노출되도록 설치되는 외부 음극단자와, 상기 기판과 전기적으로 접속되며 상기 외부 음극단자와 절연되도록 상기 상부 커버의 외측에 노출되도록 설치되는 외부 양극단자를 포함하며, 상기 전지 음극리드단자와 상기 전지 양극리드단자 사이에 상기 EDLC 콘덴서들이 전기적으로 접속되는 것이다.
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또한, 본 발명에서 상기 외부 음극단자는 환형 고리이며, 상기 외부 양극단자는 상기 환형고리의 내주면의 중심에 상기 외부 음극단자와 절연되도록 배치되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에서 상기 외부 음극단자의 외주면에서 하향 절곡되어 상기 상부 커버에 형성된 관통공에 삽입되어 상기 외부 음극단자를 상기 상부 커버에 부착되도록 하는 삽입부와, 상기 외부 음극단자의 외주면에서 절곡 연장되어 상기 상부 커버에 형성된 다른 관통공에 삽입되어 상기 기판에 전기적으로 접속되는 외부 음극 리드단자를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에서 상기 외부 양극단자의 외주면에서 절곡 연장되어 상기 상부 커버에 형성된 관통공에 삽입되어 상기 외부 양극단자를 상기 상부 커버에 부착되도록 하는 삽입부와, 상기 외부 양극단자의 외주면에서 절곡 연장되어 상기 상부 커버에 형성된 별도의 관통공을 통과하여 상기 기판에 전기적으로 접속되는 외부 양극 리드단자를 포함하는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면에 따라서 본 발명의 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.
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도 1은 본 발명의 일실시예를 설명하기 위한 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예의 하이브리드 전지 상부 커버에 콘덴서가 설치된 상태의 배면 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일실실예의 음극의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예의 양극의 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예의 완성된 하이브리드 전지의 사시도이다.
도 1에 도시된 실시예의 하이브리드 전지(100)는 리튬 전지(2)가 하부 커버(1)에 수납되고, 상부 커버(3)에 두 개의 EDLC 콘덴서(8), (9)가 설치된 후 리튬 전지(2)와 콘덴서(8), (9)가 전기적으로 결합된 후 상부 커버(3)와 하부 커버(1)가 초음파 융착된다. 하부 커버(1)는 원판형의 밑면과 밑면의 외주면으로부터 상향으로 형성되는 측면으로 이루어져 상부가 개구된 원통형상을 이루고, 상부 커버(3)는 원판형의 상면과 상면의 외주면으로부터 하향되게 형성된 측면으로 이루어져 하부가 개구된 원통형상을 이룬다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상부 커버(3)의 상면의 내측에는 P.C.B(Printed Circuit Board) 회로 기판(10)이 설치되고, 상부 커버(3)의 상면 외측에는 도 3에 도시된 외부 음극단자(4)와 도 4에 도시된 외부 양극단자(5)가 설치되고, 외부 음극단자(4)의 외부 음극 리드단자(11)와 외부 양극단자(5)의 외부 양극리드단자(12)가 상부 커버(3)에 각각 형성된 관통공들을 통과하도록 설치되어 회로 기판(10)에 접속된다.
외부 양극단자(5)는 원판 형상으로 중심이 상부 커버(3)의 상면 중심과 일치되게 설치되고, 외부 음극단자(4)는 상부 커버(3)의 상면 외측에 설치되되 상기 외부 양극단자(5)의 외주면과 이격되게 설치되어 외부 양극단자(5)와 절연되도록 한다.
또한, 외부 양극단자(5)에는 상부 커버의 상면 외측 중앙에 원판형상으로 이루어지며 외부 양극단자(5)는 외주면으로부터 절곡 연장되어 상부 커버(3)의 상면에 형성된 관통공에 삽입되어 외부 양극단자(5)를 상부 커버(3)의 상면에 부착되도록 하는 삽입부(16), (17)들이 형성된다. 또한 외부 양극단자(5)에는 외주면으로부터 절곡 연장되어 상부 커버(3)의 상면에 형성된 관통공을 통과하여 회로 기판(10)에 전기적으로 접속되는 외부 양극 리드단자(12)가 형성된다.
외부 음극단자(4)는 판형상의 환형 고리로 이루어지며, 환형 고리의 내주면에 이격되게 외부 양극단자(5)가 설치된다. 또한 외부 음극단자(4)에는 외주면에서 하향 절곡되어 상부 커버(3)의 관통공들에 삽입되어 외부 음극단자(4)를 상부 커버(3)에 부착되도록 하는 삽입부(14), (15)가 형성되어 있다. 또한, 외부 음극단자(4)에는 외주면에서 절곡 연장되어 상부 커버(3)의 관통공에 삽입되어 상부 커버(3)의 내부에 설치된 기판(10)에 전기적으로 접속하는 외부 음극 리드단자(11)가 형성되어 있다.
삽입부(14), (15), (16), (17)들의 단부는 꺽임부를 형성하고 있어 관통공에 밀어 넣을 때는 꺽임부가 압착되고, 관통공을 통과하게 되면 꺽임부가 펼쳐져 관통공으로부터 외부 음극단자(4), 외부 양극단자(5)가 상부 커버(3)의 외면에 고정 부착되도록 한다.
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기판(10)에는 전지 양극 리드단자(6), 전지 음극 리드단자(7)가 인출되고, 전지 양극 리드단자(6)는 리튬전지(2)의 양극에 연결되고, 전지 음극 리드단자(7)은 리튬전지(2)의 음극에 연결되고, 두 개의 콘덴서(8), (9)가 전지 양극 리드단자(6)와 전지 음극 리드단자(7) 사이에 병렬 설치된다.
이와 같이 리튬전지(2)와 상부 커버(3)의 기판(10)이 연결된 상태에서 리튬전지(2)를 하부 커버(1)에 삽입시킨 후에 리튬전지(2)의 상부와 콘덴서(8), (9)의 접촉면 사이에 스폰지등의 완충부재(미도시)를 삽입한 후 상부 커버(3)와 하부 커버(1)의 대접면을 초음파 융착시켜 결합시켜 도 5와 같은 하이브리드 전지를 완성한다.
이와 같이, 완성된 하이브리드 전지는 도 6에서와 같이 리튬전지(2)와 콘덴서C1, C2이 병렬 연결된 등가회로를 구성한다.
상기 목적과 구성을 갖는 본 발명에 따르면, 하나의 커버 내부에 콘덴서 및 리튬 전지가 수납되게 됨으로써 하이브리드 전지가 콤팩트화되고, 리드선들의 결합이 기계적으로 이루어져 작업 공정수가 줄어들며, 리드선들의 결합부가 커버 외부로 노출되지 않기 때문에 단락, 단선등의 사고가 미연에 방지될 수 있다.

Claims (7)

  1. 원통형상의 하부 커버와 상기 하부 커버의 상부에 결합되는 상부 커버로 이루어지며, 상기 하부 커버의 내측에 수납되는 전지와 상기 전지에 병렬 연결되는 적어도 하나 이상의 EDLC콘덴서가 설치되는 하이브리드 전지에 있어서:
    상기 상부 커버의 내측에 설치되며, 직하부에 상기 EDLC 콘덴서들이 설치되는 P.C.B(Printed Circuit Board) 기판;
    상기 기판과 상기 전지의 음극을 연결하는 전지 음극리드단자와 상기 기판과 상기 전지의 양극을 연결하는 전지 양극리드단자;
    상기 기판과 전기적으로 접속되며 상기 상부 커버의 외측에 노출되도록 설치되는 외부 음극단자와, 상기 기판과 전기적으로 접속되며 상기 외부 음극단자와 절연되도록 상기 상부 커버의 외측에 노출되도록 설치되는 외부 양극단자를 포함하며,
    상기 전지 음극리드단자와 상기 전지 양극리드단자 사이에 상기 EDLC 콘덴서들이 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전지.
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  4. 제1항에 있어서, 상기 외부 음극단자는 환형 고리이며, 상기 외부 양극단자는 상기 환형고리의 내주면의 중심에 상기 외부 음극단자와 절연되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전지.
  5. 제4항에 있어서, 상기 외부 음극단자의 외주면에서 하향 절곡되어 상기 상부 커버에 형성된 관통공에 삽입되어 상기 외부 음극단자를 상기 상부 커버에 부착되도록 하는 삽입부와, 상기 외부 음극단자의 외주면에서 절곡 연장되어 상기 상부 커버에 형성된 다른 관통공에 삽입되어 상기 기판에 전기적으로 접속되는 외부 음극 리드단자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전지.
  6. 제5항에 있어서, 상기 외부 양극단자의 외주면에서 절곡 연장되어 상기 상부 커버에 형성된 관통공에 삽입되어 상기 외부 양극단자를 상기 상부 커버에 부착되도록 하는 삽입부와, 상기 외부 양극단자의 외주면에서 절곡 연장되어 상기 상부 커버에 형성된 별도의 관통공을 통과하여 상기 기판에 전기적으로 접속되는 외부 양극 리드단자를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전지.
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