KR100908575B1 - 전해액 중화 모듈 및 이를 구비하는 전지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 리튬-티오닐클로라이드 전지와 같이 유해한 성분의 전해액과 방전 부산물을 가지는 전지의 안전 배기 장치가 작동하여 내부의 유해 성분이 외부로 유출될 시에 이를 중화하여 배출시킬 수 있도록 하는 전해액 중화 모듈 및 이를 구비하는 전지에 관한 것으로서, 적어도 하나의 단위 전지가 내부에 수용 밀폐되어 있으며 외부와 연통 가능한 배출공을 구비한 케이스에 부착되는 전해액 중화모듈로, 상기 배출공으로부터 유입되는 유체를 내부로 유입시키기 위한 도입관통공과, 상기 도입관통공으로부터 유입된 유체를 외부로 배출하기 위한 배기공과, 상기 도입관통공과 배기공 사이에 유로를 형성한 수납부재와; 상기 수납부재의 유로에 수납되며 제1중화입자를 포함하는 제1중화층; 및 상기 수납부재의 유로에 수납되고 상기 제1중화층 상에 적층되며 제2중화입자를 포함하는 제2중화층; 을 포함하는 중화부가 한 주기 이상 마련되는 것을 특징으로 하여, 전지에 내부 또는 외부로부터 부하가 걸려 배출되는 전해액과 전해액 분해시 발생되는 유해 물질을 중화시키도록 할 수 있으며, 특히 리튬-티오닐클로라이드 전지에서 배출되는 티오닐클로라이드와 이산화황을 중화시켜 배출시킬 수 있다.
전지, 중화 모듈, 리튬-티오닐클로라이드, 이산화황

Description

전해액 중화 모듈 및 이를 구비하는 전지{ELECTROLYTE NEUTRALIZING MODULE AND THE CELL HAVING IT}
본 발명은 전해액 중화 모듈 및 이를 구비하는 전지에 관한 것으로서, 더 상세하게는 리튬-티오닐클로라이드 전지와 같이 유해한 성분의 전해액과 방전 부산물을 가지는 전지의 안전 배기 장치가 작동하여 내부의 유해 성분이 외부로 유출될 시에 이를 중화하여 배출시킬 수 있도록 하는 전해액 중화 모듈 및 이를 구비하는 전지에 관한 것이다.
일반적으로, 전지는 전기 화학 반응의 원리를 이용하여 전기를 얻는 장치로서 생활 및 산업 전반에 다양한 형태로 널리 이용되고 있다.
이러한 전지 중에서 리튬-티오닐클로라이드 전지는 높은 에너지 밀도와 넓은 온도 범위에서의 우수한 방전 성능 등의 장점으로 군용 및 유전 개발용 등의 분야에서 널리 사용되고 있다. 그러나, 단락, 강제 과방전 및 충전 또는 기계적 변형 등 내부 및 외부적 요인으로 인하여 내부 온도가 임계 온도 이상이 되면 폭발하게 된다. 따라서, 리튬-티오닐클로라이드 전지에는 내부 압력 또는 내부 온도 증가시 발화 및 폭발이 발생하기 전에 설정 압력에서 내부 압력이 외부로 배출되도록 안전 배기 장치와 같은 안전 수단이 구비된다.
리튬-티오닐클로라이드 전지는 티오닐클로라이드 전해액이나 이산화황 등의 방전 부산물과 같은 유해 성분을 가지며, 안전 수단이 작동하여 내부 압력이 외부로 배출될 시에 유해 성분도 함께 배출된다.
따라서, 이러한 유해 성분을 중화시킬 수 있는 장치가 요구되어 왔다. 미국특허 제4303745호에서 Anderson 등은 탄산나트륨, 탄산수소나트륨 및 소다라임 등의 중화제가 들어 있는 중화 장치와 전지를 테프론관으로 연결하고 전지의 테프론관 연결 부위에 압력에 따라 작동하는 밸브를 장착하여 전지 내부 압력이 임계값 이상이 되면 전지 내부의 전해액 증기와 이의 분해시 발생되는 이산화황 유체가 중화 장치로 이동하여 중화되는 방식을 제안한 바 있다. 그러나, 이러한 방식은 중화 효율이 낮기 때문에 다량의 중화제가 필요하며 고가의 테프론 튜브를 사용하기 때문에 어뢰용 전지 등 특수한 목적의 대형 전지에만 적용할 수 밖에 없다는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 전지에 내부 또는 외부로부터 부하가 걸려 배출되는 전해액과 전해액으로부터 발생되는 이산화황과 같은 유해 물질을 중화시키도록 하는 전해액 중화 모듈을 구비하는 전지를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 리튬-티오닐클로라이드 전지에서 배출되는 티오닐클로라이드 전해액과 이산화황을 중화시키는 전해액 중화 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 전해액 중화모듈은,
적어도 하나의 단위 전지가 내부에 수용 밀폐되어 있으며 외부와 연통 가능한 배출공을 구비한 케이스에 부착되는 전해액 중화모듈에 있어서,
상기 배출공으로부터 유입되는 유체를 내부로 유입시키기 위한 도입관통공과, 상기 도입관통공으로부터 유입된 유체를 외부로 배출하기 위한 배기공과, 상기 도입관통공과 배기공 사이에 유로를 형성한 수납부재와;
상기 수납부재의 유로에 수납되며 제1중화입자를 포함하는 제1중화층; 및
상기 수납부재의 유로에 수납되고 상기 제1중화층 상에 적층되며 제2중화입자를 포함하는 제2중화층;
을 포함하는 중화부가 한 주기 이상 마련되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1중화입자는 수산화나트륨 및 수산화칼슘 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 제2중화입자는 탄산나트륨 입자인 것이 바람직하다.
상기 제1중화입자는 평균입도 0.5 ㎜ 이하인 것도 바람직하다.
상기 제1중화층은 상기 수산화나트륨 입자와 상기 수산화칼슘 입자를 포함하며, 상기 수산화칼슘 입자의 함량은 무게분율 50% 이상인 것이 바람직하다.
상기 제2중화입자는 평균입도 1 ㎜ 이하인 것이 바람직하다.
상기 제1중화입자 및 상기 제2중화입자 중 적어도 하나는 다공성 입자인 것이 보다 바람직하다.
상기 도입관통공에서 상기 배기공에 이르는 유로는 유체연통이 가능한 격벽에 의해 형성된 것이 바람직하다.
본 발명의 전지는
적어도 하나의 단위 전지가 내부에 수용 밀폐되어 있으며 외부와 연통 가능한 배출공을 구비한 케이스와;
상기 배출공으로부터 유입되는 유체를 내부로 유입시키기 위한 도입관통공과, 상기 도입관통공으로부터 유입된 유체를 외부로 배출하기 위한 배기공과, 상기 도입관통공과 배기공 사이에 유로를 형성한 수납부재와;
상기 수납부재의 유로에 수납되며 제1중화입자를 포함하는 제1중화층; 및
상기 수납부재의 유로에 수납되고 상기 제1중화층 상에 적층되며 제2중화입자를 포함하는 제2중화층;을 포함하는 중화부가 한 주기 이상 마련된 전해액 중화 모듈;로 이루어지되,
상기 전해액 중화모듈은 상기 케이스에 부착되는 것을 특징으로 한다.
상기 유로는 수납부재 내부에 마련된 적어도 하나의 격벽에 의하여 형성되는 것이 바람직하다.
상기 단위 전지는 리튬-티오닐클로라이드 전지인 것도 바람직하다.
상기 제1중화입자는 수산화나트륨 및 수산화칼슘 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 제2중화입자는 탄산나트륨 입자인 것을 특징으로 하는 전지.
상기 배출공이 상기 도입관통공에 삽입가능한 돌출된 튜브형으로 형성되거나, 상기 도입관통공이 상기 배출공에 삽입가능한 돌출된 튜브형으로 형성된 것도 바람직하다.
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상기와 같은 본 발명에 따른 전해액 중화 모듈에 의하여, 전지에 내부 또는 외부로부터 부하가 걸려 배출되는 전해액과 전해액 분해시 발생되는 유해 물질을 중화시키도록 할 수 있으며, 특히 리튬-티오닐클로라이드 전지에서 배출되는 티오닐클로라이드와 이산화황을 중화시켜 배출시킬 수 있다.
이와 같이 유해 물질인 티오닐클로라이드 전해액과 이산화황을 중화시켜 배출하여, 전지의 이상 작동시 유해 물질 배출을 방지하고 사용상의 안정성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기와 같은 전해액 중화 모듈의 중화 반응 효율을 향상시켜 중화제의 사용량을 절감하고 중화 모듈을 소형화할 수 있으며 비용절감이 가능하다.
또한, 중화 모듈의 소형화에 의하여 다수의 전지를 모아 놓은 집합 전지와 같이 여러 가지 타입의 전지에 중화 모듈을 용이하게 장착할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 전해액 중화 모듈 및 이를 구비하는 전지를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
달리 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1a는 본 발명의 제1실시예에 따른 전해액 중화 모듈의 내부를 나타낸 사시도이고, 도 1b는 도 1a의 배면 사시도이다.
본 발명의 제1실시예에 따른 전해액 중화 모듈(100)은, 제1중화입자를 포함하는 제1중화층(10), 제1중화층(10) 상에 적층되며 제2중화입자를 포함하는 제2중화층(30)을 포함하는 중화부가 한 주기 이상 마련되는 것을 특징으로 한다. 여기서, 제1중화입자는 수산화나트륨 입자(11) 및 수산화칼슘 입자(13) 중 적어도 하나를 포함하며, 제2중화입자는 탄산나트륨 입자(31)일 수 있다.
전해액 중화 모듈(100)의 수납 부재(50)는 대략 장방형 육면체의 소정의 밀폐공간을 형성하며, 수납 부재(50)의 일측에는 도입 관통공(51)이 형성되고, 수납 부재(50)의 다른 일측에는 배기공(53)이 형성된다. 전해액 중화 모듈(100)의 수납 부재(50)에서 관통공(51) 및 배기공(53)은 가능한 한 상호 원거리에 배치되도록 하여 수납 부재(50)의 도입 관통공(51)으로 도입된 유체가 가능한 한 긴 유로를 통하여 배기공(53)에 다다르도록 형성되는 것이 바람직하다. 도면상에서의 유로는 +x-방향, 그리고 -z-방향이다. 도면상에서는 하나의 도입 관통공(51) 및 배기공(53)을 도시하였지만, 하나 이상 복수의 도입 관통공(51) 및 배기공(53)이 형성될 수도 있다.
전해액 중화 모듈(100)의 수납 부재(50)내에는 중화제가 충진된 중화부가 마련된다. 이 중화부는 수산화나트륨 입자(11) 또는 수산화칼슘 입자(13)를 포함하는 제1층(10)과, 제1층(10)의 +x-방향 상에 적층되며 탄산나트륨 입자(31)를 포함하는 제2층(30)을 포함한다. 제1층(10) 및 제2층(30)이 한 주기를 이루어 적층된 중화부는 다수의 주기로, 즉 제1층(10) 및 제2층(30)이 교번 적층되는 구조를 가질 수 있다.
이와 같은 적층부가 구성된 전해액 중화 모듈(100)이 전지의 외부 케이스에 부착되어 사용될 경우, 상기 전지와는 도입 관통공(51)을 통하여 상호 연통가능하도록 구성되고, 전지의 내부 압력이 증가하게되어 내부의 유체가 전지 외부로 배출될 경우 배출되는 유체가 전해액 중화 모듈(100)에서 중화되어 배출되도록 한다.
만약, 상기 전지가 리튬-티오닐클로라이드 1차 전지일 경우, 배출되는 유체는 티오닐클로라이드 및/또는 티오닐클로라이드의 반응으로 생성되는 이산화황과 같은 유해한 유체일 수 있다.
이때, 제1층(10)의 수산화나트륨 입자(11)와 수산화칼슘 입자(13) 및 제2층의 탄산나트륨을 통한 SOCl2(티오닐클로라이드)의 중화과정은 각각 하기 화학식 (1), (2) 및 (3)과 같다.
SOCl2 + 2NaOH → SO2 + 2NaCl + H2O...(1)
SOCl2 + Ca(OH)2 → SO2 + CaCl2 + H2O...(2)
SOCl2 + Na2CO3 → SO2 + 2NaCl + CO2...(3)
이때 부산물로서 생성되는 SO2는 제1층(10)의 수산화나트륨 입자(11)와 수산화칼슘 입자(13)에 의하여 분해되며 SO2의 중화과정은 하기 화학식 (4) 및 (5)와 같다.
SO2 + 2NaOH + 1/2O2 → Na2SO4 + H2O...(4)
SO2 + Ca(OH)2 + 1/2O2 → CaSO4 + H2O...(5)
결과적으로, SOCl2의 중화과정으로 NaCl, CaCl2, H2O, CO2, CaSO4, NaSO4와 같은 무해한 성분이 생성된다.
상기 화학식 (1), (2) 및 (3)에서 1 당량의 티오닐클로라이드를 중화시키기 위해서는 수산화나트륨, 수산화칼슘, 탄산나트륨과 같은 중화제 1당량이 요구된다. 중화제가 중화 반응에 참여하는 효율은 중화제 입자의 크기와 중화 모듈의 구조 등 에 의해 가변될 수 있다. 본 발명의 제1실시예에서는 제1층(10)과 제2층(30)을 상호 교번 적층시켜 중화 효율을 향상시켰다. 또한, 일정 체적 내에 수용되는 중화제의 반응 효율을 높이기 위하여 중화제 입자의 크기를 제어할 수 있다. 본 발명의 실시예에서 제1층(10)의 수산화나트륨 입자(11) 및 수산화칼슘 입자(13)의 평균입도는 0.5 ㎜ 이하로 하였고, 제2층(30)의 탄산나트륨 입자(31)의 평균입도는 1 ㎜ 이하로 하였다.
제1층(10)의 수산화나트륨 입자(11) 및 수산화칼슘 입자(13)의 평균입도가 0.5 ㎜를 넘을 경우나 제2층(30)의 탄산나트륨 입자(31)의 평균입도가 1 ㎜를 초과할 경우는 충분한 반응 표면적을 확보하지 못할 수 있다. 제1층(10)의 수산화나트륨 입자(11) 및 수산화칼슘 입자(13)의 평균입도가 제2층(30)의 탄산나트륨 입자(31)의 평균입도보다 작은 이유는 상기 화학반응식에서와 같이 수산화나트륨 입자(11) 및 수산화칼슘 입자(13)에서는 SOCl2의 반응 이외에 SO2의 반응이 더 일어나기 때문이다. 제1층(10)의 수산화나트륨 입자(11) 및 수산화칼슘 입자(13)와 제2층(30)의 탄산나트륨 입자(31)의 반응 표면적을 더 넓게 확보하기 위하여 각각의 입자(11, 13, 31) 중 하나 이상은 다공성 표면을 가질 수 있다. 또한, 각각의 입자(11, 13, 21)는 도면에 도시된 바와 같은 구형 형상이 아닌 여타의 다른 형상을 가질 수도 있다.
제1층(10)의 수산화나트륨 입자(11) 및 수산화칼슘 입자(13)에서 이루어지는 중화 반응 중에, 수산화칼슘 입자(13)를 통한 중화 반응이 더 신속히 이루어지므로 제1층(10)에서의 수산화칼슘 입자(13)는 무게분율로 50% 이상을 차지하는 것이 바람직하다.
물론, 수산화나트륨 입자(11) 및 수산화칼슘 입자(13)와 탄산나트륨 입자(31)는 각각 층을 이루지 않고 혼합되어 충진될 수도 있다.
상기와 같은 전해액 중화 모듈(100)에 의하여 전지, 특히 리튬-티오닐클로라이드 전지에서 내부 또는 외부로부터 부하가 걸려 내부의 유체가 배출될 시에 배출되는 티오닐클로라이드와 이산화황을 중화시켜 배출할 수 있으므로 사용상의 안정성을 높일 수 있다.
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 전해액 중화 모듈을 구비하는 전지를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2a를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전지(2)는, 적어도 하나의 단위 전지(350)가 내부에 수용된 케이스(370) 및 케이스(370)의 외부에 마련되며 케이스(370)의 내부와 연통가능한 전해액 중화 모듈(100)을 포함한다.
케이스(370)는 일측이 개방된 대략 육면체 형상을 가지며, 개방된 일측은 덮개(330)로 폐색가능하도록 형성된다. 케이스(370) 내부에는 리튬-티오닐클로라이드 1차 전지와 같은 적어도 하나의 단위 전지(350)가 수용된다. 이때 단위 전지(350)는 리튬-티오닐클로라이드 1차 전지 이외의 다른 전지일 수 있으며, 도면에 도시된 것과 같은 원통형이 아닌 다른 형상일 수도 있다. 또한, 케이스(370)의 타측으로는 전지(350)가 수용된 내부와는 별개로 개방된 공간을 가지며, 케이스(370) 내부와 이 공간은 배출공(310)을 통하여 연통되고, 전해액 중화 모듈(100)이 탑재될 수 있을 만한 체적을 가진다. 배출공(310)은 전해액 중화 모듈(100)의 도입 관통공(51)과 연통가능하다.
상기와 같은 전해액 중화 모듈(100)에 의하여 전지, 특히 리튬-티오닐클로라이드 전지에서 내부 또는 외부로부터 부하가 걸려 내부의 유체가 배출될 시에 배출되는 티오닐클로라이드와 이산화황을 중화시켜 배출할 수 있으므로 사용상의 안정성을 더욱 높일 수 있다. 또한, 중화입자로서 수산화나트륨, 수산화칼슘, 탄산나트륨을 적층 배치하여 사용하므로, 종래에 중화제로서 사용되던 탄산나트륨, 탄산수소나트륨 및 소다라임 등에 비하여 중화효율을 더욱 높일 수 있다.
또한, 이러한 전해액 중화 모듈(100)을 전지(2)에 사용할 시에 중화 효율을 향상시킬 수 있으므로 전해액 중화 모듈(100) 및 전지(2)의 소형화가 가능하고 비교적 간단한 구성으로 인하여 전해액 중화 모듈(100)을 전지(2)에 용이하게 탑재시킬 수 있다. 그리고, 종래에 사용되던 테프론과 같은 부재가 필요치 않으므로 제작단가를 더욱 절감할 수 있다.
도 2b는 도 2a의 전해액 중화 모듈을 구비하는 전지의 변형예를 나타낸 일부 단면도이다.
도 2b를 참조하면, 전해액 중화 모듈(100)은 전지(2)와 상호 요철결합을 이루어 결합될 수 있다. 즉, 전해액 중화 모듈(100)의 도입 관통공(51)이 돌출된 튜브(52) 모양으로 형성되고, 이 튜브(52)가 전지(2)의 배출공(310)에 결합되는 구성을 가져, 전해액 중화 모듈(100)과 전지(2)의 결합을 더욱 견고히 할 수 있고 튜브(52)가 유로의 가이드 역할을 하므로 전지(2)에서 전해액 중화 모듈(100)로 도입되는 유체의 누출을 방지할 수 있다. 물론, 돌출된 튜브(52) 형상은 전해액 중화 모듈(100)이 아닌 전지(2)의 케이스(370)에 형성될 수 있다. 즉, 케이스(370)의 배출공(310)이 돌출된 튜브형으로 형성되어 전해액 중화 모듈(100)의 도입 관통공(51)에 삽입될 수 있다.
도 3a는 본 발명의 제2실시예에 따른 전해액 중화 모듈의 내부를 나타낸 사시도이고, 도 3b는 도 3a의 배면 사시도이다.
도 3a를 참조하면, 전해액 중화 모듈(200)의 수납 부재(70) 내부에 다수의 격벽(75)이 형성되어 도입 관통공(71)으로 유입되는 유체가 배기공(73)으로 유통되도록 안내한다.
더 상세하게는, 격벽(75)은 수납 부재(70) 내부 일측으로부터 타측 방향(-z-방향 또는 +z-방향)으로 연장되며, 타측 방향의 수납 부재(70) 내측과는 소정 간격 이격되어 이 이격된 간격을 통해 유체가 ±x-방향으로 연통가능하도록 형성된다. 격벽(75)의 측부, 즉 ±y-방향으로 수납 부재(70)와 접촉되는 부분은 수납 부재(70) 내벽과 밀접되도록 형성된다. 이 격벽(75)은 수납 부재(70)와 별도로 형성될 수 있으며, 수납 부재(70)와 일체형일 수도 있다.
이때, 각각의 격벽(75)은 제1 및 제2중화층(10, 30)을 구분하도록 배치되어 각각의 중화층(10, 30)을 유체가 경유하는 유로를 형성한다. 즉, 제1중화층(10)에서는 -z-방향으로의 유로가 형성되고, 제2중화층(30)에서는 +z-방향으로의 유로가 형성되도록 한다. 결과적으로 도입 관통공(71)으로 유입되어 배기공(73)으로 배출되는 유체는 P1-P2의 유로를 가진다. 여기서, 제1층(10)에는 수산화나트륨 입자(11) 및 수산화칼슘 입자(13)가 충진되어 제1유로를 구성하고, 제2층(30)에는 탄산나트륨 입자(31)가 충진되어 제2유로를 구성한다.
이와 같이, 제1 및 제2중화층(10,30) 사이에 배치되는 격벽(75)은 유로를 서로 다른 ±z-방향으로 형성하여 도입 관통공(71)에서 배기공(73)에 이르는 유로를 더욱 연장시켜 중화 반응 효율을 향상시킬 수 있다.
유체의 원활한 유통을 위하여 하나의 유로의 길이(L)는 10 ㎝ 이상일 수 있으며, 이는 전해액 중화 모듈(200)이 장착되는 전지에 따라 가변될 수 있다. 물론, 전지의 형상 등에 따라 전해액 중화 모듈(200)은 도면에서와 같은 장방형의 육면체 형상 이외에 굴곡형상을 가질 수도 있다. 일정한 크기의 수납 부재(70)에서 격벽(75)의 개수가 늘어날 경우 단일 유로의 개수 또한 늘어나며, 이때 전체 유로 길이, 즉 P1-P2 유로 길이는 {(격벽 개수)+1}×L이 될 수 있다. 따라서, 충분한 개수의 격벽(75)을 확보하여 전체 유로 길이를 증가시킴으로써 반응 유로 길이를 연장시킬 수 있다. 본 발명의 제2실시예에서 하나의 유로가 가지는 단면적(S)은 5 ㎠ 이하일 수 있다. 이와 같이 유로의 길이(L) 및 단면적(S)을 조절하여 반응 유로를 제어할 수 있다.
도면 상에서는 두 개의 격벽(75) 사이에 제1층(10) 또는 제2층(30)을 충진하 였지만, 수산화나트륨 입자(11) 및 수산화칼슘 입자(13)와 탄산나트륨 입자(31)는 각각 층을 이루지 않고 혼합되어 충진될 수도 있다.
도 3b에 따르면, 도 2b를 참조하여 설명된 전지(2)에 결합되는 전해액 중화 모듈(100)과 같은 돌출된 튜브(72)가 형성되어 있다. 이 튜브(72)는 도입 관통공(71)을 가지며, 도 2b에서와 같이 케이스(370)의 배출공(310)에 결합 가능하도록 형성된다.
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 전해액 중화 모듈의 내부를 나타낸 사시도이다.
도 4를 참조하면, 도 3a와 대비하여 격벽(76)이 ±x-방향으로 형성된다. 이때 격벽(76)을 통한 유로는 ±x-방향이며, 결과적으로 P3-P4의 유로를 가진다. 이와 같은 경우, +x-방향 또는 -x-방향 중 어느 한 유로로 흐르는 유체는, 도 3a와 같은 구조에 비하여, 제1중화층(10)과 제2중화층(30)을 단시간에 교번 경유할 수 있게 된다.
도 5는 본 발명의 제4실시예에 따른 전해액 중화 모듈의 내부를 나타낸 사시도이다.
도 5를 참조하면, 유체의 유로를 더 확보하여 반응 유로를 연장시키기 위하여 굴곡을 가지는 격벽(75')을 형성하였다. 이와 같이 굴곡을 가지는 격벽(75')을 형성하게 되면 유로 길이는 {(격벽 개수)+1}×L보다 더 길게 연장될 수 있다. 이렇게 유로 길이를 더 연장시킬 경우 수납 부재(70) 내에서의 중화 반응을 더욱 향상시킬 수 있다.
발명의 기술적 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 당업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
도 1a는 본 발명의 제1실시예에 따른 전해액 중화 모듈의 내부를 나타낸 사시도,
도 1b는 도 1a의 배면 사시도,
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 전해액 중화 모듈을 구비하는 전지를 개략적으로 나타낸 사시도,
도 2b는 도 2a의 전해액 중화 모듈을 구비하는 전지의 변형예를 나타낸 일부 단면도,
도 3a는 본 발명의 제2실시예에 따른 전해액 중화 모듈의 내부를 나타낸 사시도,
도 3b는 도 3a의 배면 사시도,
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 전해액 중화 모듈의 내부를 나타낸 사시도,
도 5는 본 발명의 제4실시예에 따른 전해액 중화 모듈의 내부를 나타낸 사시도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
2...전지, 10...제1층,
11...수산화나트륨 입자, 13...수산화칼슘 입자,
30...제2층, 31...탄산나트륨 입자,
50,70...수납 부재, 51,71...도입 관통공,
53,73...배기공, 75,75',76...격벽,
100,200...전해액 중화 모듈.

Claims (20)

  1. 적어도 하나의 단위 전지가 내부에 수용 밀폐되어 있으며 외부와 연통 가능한 배출공을 구비한 케이스에 부착되는 전해액 중화모듈에 있어서,
    상기 배출공으로부터 유입되는 유체를 내부로 유입시키기 위한 도입관통공과, 상기 도입관통공으로부터 유입된 유체를 외부로 배출하기 위한 배기공과, 상기 도입관통공과 배기공 사이에 유로를 형성한 수납부재와;
    상기 수납부재의 유로에 수납되며 제1중화입자를 포함하는 제1중화층; 및
    상기 수납부재의 유로에 수납되고 상기 제1중화층 상에 적층되며 제2중화입자를 포함하는 제2중화층;
    을 포함하는 중화부가 한 주기 이상 마련되는 것을 특징으로 하는 전해액 중화 모듈.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 제1중화입자는 수산화나트륨 및 수산화칼슘 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 제2중화입자는 탄산나트륨 입자인 것을 특징으로 하는 전해액 중화 모듈.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 제1중화입자는 평균입도 0.5 ㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 전해액 중화 모듈.
  4. 청구항 2에 있어서, 상기 제1중화층은 상기 수산화나트륨 입자와 상기 수산화칼슘 입자를 포함하며, 상기 수산화칼슘 입자의 함량은 무게분율 50% 이상인 것을 특징으로 하는 전해액 중화 모듈.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 제2중화입자는 평균입도 1 ㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 전해액 중화 모듈.
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 제1중화입자 및 상기 제2중화입자 중 적어도 하나는 다공성 입자인 것을 특징으로 하는 전해액 중화 모듈.
  7. 삭제
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 도입관통공에서 상기 배기공에 이르는 유로는 유체연통이 가능한 격벽에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 전해액 중화 모듈.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 적어도 하나의 단위 전지가 내부에 수용 밀폐되어 있으며 외부와 연통 가능한 배출공을 구비한 케이스와;
    상기 배출공으로부터 유입되는 유체를 내부로 유입시키기 위한 도입관통공과, 상기 도입관통공으로부터 유입된 유체를 외부로 배출하기 위한 배기공과, 상기 도입관통공과 배기공 사이에 유로를 형성한 수납부재와;
    상기 수납부재의 유로에 수납되며 제1중화입자를 포함하는 제1중화층; 및
    상기 수납부재의 유로에 수납되고 상기 제1중화층 상에 적층되며 제2중화입자를 포함하는 제2중화층;을 포함하는 중화부가 한 주기 이상 마련된 전해액 중화 모듈;로 이루어지되,
    상기 전해액 중화모듈은 상기 케이스에 부착되는 것을 특징으로 하는 전지.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 청구항 11 에 있어서, 상기 유로는 수납부재 내부에 마련된 적어도 하나의 격벽에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 전지.
  15. 삭제
  16. 청구항 11에 있어서, 상기 단위 전지는 리튬-티오닐클로라이드 전지인 것을 특징으로 하는 전지.
  17. 청구항 11에 있어서, 상기 제1중화입자는 수산화나트륨 및 수산화칼슘 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 제2중화입자는 탄산나트륨 입자인 것을 특징으로 하는 전지.
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 청구항 11에 있어서, 상기 배출공이 상기 도입관통공에 삽입가능한 돌출된 튜브형으로 형성되거나, 상기 도입관통공이 상기 배출공에 삽입가능한 돌출된 튜브형으로 형성된 것을 특징으로 하는 전지.
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