KR100919103B1 - Energy storing device - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 에너지 저장장치는, 양극전극 및 음극전극과, 양극리드선 및 음극리드선과, 상기 양극전극과 음극전극 사이에 위치하여 본 양극전극과 음극전극을 전기적으로 분리하기 위한 분리막과, 상기 양극전극과 음극전극과 분리막을 수용하는 하우징과, 상기 하우징 내에 수용되는 전해액과, 상기 양극리드선과 음극리드선이 각각 연결되는 양극단자 및 음극단자를 포함하며, 상기 양극전극과 음극전극과 분리막은 권취되어 전극소자를 형성하되, 상기 전극소자의 중심에 대해 상기 양극리드선과 음극리드선의 외단부가 이루는 사이각(θ1)은,An energy storage device according to the present invention includes a positive electrode and a negative electrode, a positive lead wire and a negative lead wire, a separator disposed between the positive electrode and the negative electrode to electrically separate the positive electrode and the negative electrode, and the positive electrode A housing accommodating an electrode, a cathode electrode, and a separator; an electrolyte solution contained in the housing; and a cathode terminal and a cathode terminal to which the anode lead line and the cathode lead line are respectively connected; and the cathode electrode, the cathode electrode, and the separator are wound. An electrode element is formed, and an angle θ1 formed between the outer ends of the anode lead line and the cathode lead line with respect to the center of the electrode element is
로 구성된다.(R: 전극소자의 중심에서 리드선 단부 까지의 거리, S: 양극리드선과 음극리드선 사이의 거리)(R: distance from the center of the electrode element to the lead wire end, S: distance between the positive lead wire and the negative lead wire)
이에 의해, 양극 리드선 및 음극 리드선 간의 단락 및 불필요한 리드선의 낭비와 파열을 방지할 수 있다.As a result, it is possible to prevent a short circuit between the positive lead wire and the negative lead wire and the waste and tear of unnecessary lead wires.
Description
본 발명은 에너지 저장장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 에너지 저장장치에 이용되는 양극과 음극 리드선 간의 상대적 위치와 길이를 적절히 조절함으로써, 상기 양극 리드선과 음극 리드선 간의 단락 및 파열을 방지할 수 있는 에너지 저장장치에 관한 것이다.The present invention relates to an energy storage device, and more particularly, by appropriately adjusting the relative position and length between the positive electrode and the negative electrode lead used in the energy storage device, it is possible to prevent short circuit and rupture between the positive electrode lead and the negative electrode lead wire. It relates to an energy storage device.
일반적으로, 전기에너지를 저장하는 소자로는 전지(battery)와 커패시터(capacitor)가 대표적이다.In general, a battery and a capacitor are typical elements for storing electrical energy.
울트라 캐패시터(Ultra Capacitor)는 슈퍼 커패시터(Super Capacitor)라고도 불리우며, 전해콘덴서와 이차전지의 중간적인 특성을 갖는 에너지저장장치로서 높은 효율, 반영구적인 수명특성으로 인해 이차전지와의 병용 및 대체가 가능한 차세대 에너지 저장장치이다.Ultra Capacitor, also called Super Capacitor, is an energy storage device with intermediate characteristics between an electrolytic capacitor and a secondary battery.The next generation that can be used and replaced with a secondary battery due to its high efficiency and semi-permanent life characteristics It is an energy storage device.
울트라 캐패시터는 에너지 저장메커니즘에 따라 전기이중층 캐패시터(EDLC; electric double layer capacitor)와 유사캐패시터(pseudocapacitor)로 나눌수 있다.Ultracapacitors can be divided into electric double layer capacitors (EDLC) and pseudocapacitors according to energy storage mechanisms.
유사캐패시터는 전극표면 혹은 표면근처의 전극내부에 전하가 축전되는 현상을 이용하지만, EDLC는 전극과 전해질 계면의 전기이중층에 전하가 흡착되는 성질을 이용한다. Pseudocapacitors utilize the phenomenon that charges are stored in the electrode surface or in the electrode near the surface, whereas EDLC uses the property that charge is adsorbed on the electric double layer at the electrode and electrolyte interface.
EDLC는 활성탄소와 같이 표면적이 넓은 물질을 전극의 활물질로 하여 전극물질의 표면과 전해질의 접촉면에 전기이중층을 형성하게 된다. EDLC forms an electric double layer on the surface of the electrode material and the contact surface of the electrolyte by using a material having a large surface area such as activated carbon as an active material of the electrode.
즉, 전극과 전해질 용액의 경계면에서 서로 다른 극성을 갖는 전하층이 정전 효과에 의해 생성되는데, 이렇게 형성된 전하 분포를 전기이중층이라고 하며, 이와 같은 현상으로 마치 축전지에서와 같은 축전 용량을 갖게 된다.That is, charge layers having different polarities at the interface between the electrode and the electrolyte solution are generated by the electrostatic effect. The charge distribution thus formed is called an electric double layer, and as a result, it has the same capacitance as in a battery.
그러나, 전기이중층 커패시터의 경우 축전지와는 다른 충/방전 특성을 가지는데, 축전지의 경우 충/방전 과정동안 시간에 대한 전압 특성이 마치 고원과 같은 평탄형(Plateau)의 그래프 특성을 보임에 비해, 전기이중층 커패시터의 경우 충/방전 과정동안 시간에 대한 전압 특성이 선형적인 그래프 특성을 보인다.However, the electric double layer capacitor has different charge / discharge characteristics from the battery, whereas the voltage characteristics of the battery during charge / discharge are similar to those of the plateau, In the case of the electric double layer capacitor, the voltage characteristic with time shows a linear graph characteristic during the charge / discharge process.
따라서, 전기이중층 커패시터의 경우 전압을 측정함으로써 충/방전된 에너지의 양이 용이하게 계산될 수 있는 특성을 지닌다. Therefore, the electric double layer capacitor has a characteristic that the amount of charged / discharged energy can be easily calculated by measuring a voltage.
한편, 상기와 같은 전기이중층 커패시터는 전기를 저장하는 메커니즘이 화학반응을 이용하는 축전지와 달리 전해질의 계면에 형성되는 전기이중층에 전하를 저장하므로, 즉 물리적인 전하의 축적에 의한 축전현상을 이용하므로, 반복사용에 따른 열화현상이 없으며, 높은 가역특성과 긴 사용 수명을 가진다.On the other hand, the electric double layer capacitor as described above, because the mechanism for storing electricity stores the electric charge in the electric double layer formed at the interface of the electrolyte, unlike the storage battery using a chemical reaction, that is, because it uses the electrical storage by the accumulation of physical charge, No deterioration due to repeated use, high reversibility and long service life.
따라서, 유지보수(Maintenance)가 용이하지 않고 장기간의 사용 수명이 요구되는 에플리케이션(Application)에 대해서는 축전지 대체용으로 이용되기도 한다.Therefore, it may be used as a battery replacement for applications that are not easy to maintain and require a long service life.
한편, 상기와 같이 전기이중층 커패시터는 전극과 전해액 간의 계면에서 발생되는 전기이중층에 전하를 흡/탈착하는 원리를 이용하므로 빠른 충방전 특성을 가지며, 이에 따라 이동통신 정보기기인 핸드폰, 노트북, PDA 등의 보조 전원으로서 뿐만 아니라, 고용량이 요구되는 전기자동차, 야간 도로 표시등, UPS(Uninterrupted Power Supply) 등의 주전원 혹은 보조 전원으로 매우 적합하다.On the other hand, as described above, the electric double layer capacitor has a fast charging and discharging characteristic because it uses the principle of absorbing / desorbing the electric double layer generated at the interface between the electrode and the electrolyte, and accordingly, mobile communication information devices such as mobile phones, laptops, PDAs, etc. It is very suitable as main power supply or auxiliary power supply for electric vehicles, night road lights, uninterrupted power supply (UPS), etc. as well as auxiliary power supply of high capacity.
이러한 다양한 용도를 가지는 전기이중층 커패시터의 전극은 넓은 비표면적을 통한 고에너지와, 낮은 비저항을 통한 고출력화, 그리고 계면에서의 전기화학 반응의 억제를 통한 전기화학적 안정성을 가지는 것이 주요한 과제이다.The electrodes of the electric double layer capacitor having such various uses have high energy through a large specific surface area, high output through low specific resistance, and electrochemical stability through suppression of an electrochemical reaction at an interface.
따라서, 현재 넓은 비표면적을 가지는 활성탄소 분말 혹은 활성탄소 섬유가 전극의 주재료로 가장 널리 이용되고 있으며, 이에 도전체를 혼합하거나 혹은 금속 가루의 분사코팅 방식을 이용하여 낮은 비저항을 구현하고 있다. Therefore, currently active carbon powder or activated carbon fiber having a large specific surface area is most widely used as a main material of the electrode, and a low specific resistance is realized by mixing a conductor or spray coating of metal powder.
또한, 다양한 방법을 통하여 전극 계면에서 발생하는 전기화학적 부반응을 억제하여 보다 안정적인 전극 물질을 연구 개발하고 있다.In addition, research and development of a more stable electrode material by suppressing the electrochemical side reactions occurring at the electrode interface through various methods.
본 발명의 목적은, 양극 및 음극 리드선 간의 상대적 위치를 적절히 조절함으로써, 리드선의 단락을 미연에 방지할 수 있는 에너지 저장장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an energy storage device capable of preventing a short circuit of a lead wire in advance by appropriately adjusting the relative position between the anode and cathode lead wires.
본 발명의 또 다른 목적은, 리드선의 접힘 길이를 적절히 조절함으로써, 리드선의 불필요한 낭비 및 파열을 방지할 수 있는 에너지 저장장치를 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide an energy storage device capable of preventing unnecessary waste and rupture of lead wires by appropriately adjusting the folding length of the lead wires.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위해 창작된 것으로서, 본 발명에 따른 에너지 저장장치는, 양극전극 및 음극전극과, 양극리드선 및 음극리드선과, 상기 양극전극과 음극전극 사이에 위치하여 본 양극전극과 음극전극을 전기적으로 분리하기 위한 분리막과, 상기 양극전극과 음극전극과 분리막을 수용하는 하우징과, 상기 하우징 내에 수용되는 전해액과, 상기 양극리드선과 음극리드선이 각각 연결되는 양극단자 및 음극단자를 포함하며, 상기 양극전극과 음극전극과 분리막은 권취되어 전극소자를 형성하되, 상기 전극소자의 중심에 대해 상기 양극리드선과 음극리드선의 외단부가 이루는 사이각(θ1)은,The present invention has been made to achieve the above object, the energy storage device according to the present invention, the anode electrode and cathode electrode, the anode lead wire and cathode lead wire, the anode located between the anode electrode and cathode electrode A separator for electrically separating the electrode and the cathode electrode, a housing accommodating the anode electrode, the cathode electrode and the separator, an electrolyte solution contained in the housing, and an anode terminal and a cathode terminal to which the anode lead wire and the cathode lead wire are respectively connected. The positive electrode, the negative electrode and the separator are wound to form an electrode element, the angle (θ1) formed between the outer ends of the positive lead line and the negative lead line with respect to the center of the electrode element,
로 구성된다.(R: 전극소자의 중심에서 리드선 단부 까지의 거리, S: 양극리드선과 음극리드선 사이의 거리)(R: distance from the center of the electrode element to the lead wire end, S: distance between the positive lead wire and the negative lead wire)
여기서, 상기 양극리드선과 음극리드선 사이의 거리(s)는,Here, the distance s between the positive lead wire and the negative lead wire,
로 구성될 수 있다.(r: 전극소자의 중심에서 리드선 중심까지의 거리, w: 리드선 폭의 1/2)(R: distance from the center of the electrode element to the center of the lead wire, w: 1/2 the width of the lead wire)
또한, 상기 리드선의 접힘각도 θ3 는,Further, the folding angle θ3 of the lead wire,
로 구성될 수 있다.(θ2: 전극소자의 중심과 리드선 중심을 연결하는 선과 전극소자의 중심과 리드선의 외단부를 연결하는 선 사이의 중심각)(Θ2: center angle between the line connecting the center of the electrode element and the lead wire center and the line connecting the center of the electrode element and the outer end of the lead wire)
바람직하게는, 상기 리드선의 접힘 길이 L 은,Preferably, the folded length L of the lead wire,
로 구성될 수 있다.It can be configured as.
본 발명에 의해, 양극 리드선 및 음극 리드선 간의 단락을 미연에 방지할 수 있다.According to the present invention, a short circuit between the anode lead wire and the cathode lead wire can be prevented in advance.
또한, 리드선의 불필요한 낭비 및 파열을 방지할 수 있다.In addition, unnecessary waste and rupture of the lead wire can be prevented.
도 1 은 본 발명에 따른 에너지 저장장치의 사시도이며,1 is a perspective view of an energy storage device according to the present invention;
도 2 는 본 발명에 따른 에너지 저장장치의 전극과 리드선이 연결된 상태를 도시하는 정면도이며,2 is a front view showing a state in which the electrode and the lead wire of the energy storage device according to the present invention,
도 3 은 본 발명에 따른 에너지 저장장치의 전극과 리드선, 그리고 분리막이 배치된 상태를 도시하는 평면도이며,3 is a plan view illustrating a state where electrodes, a lead wire, and a separator are disposed in an energy storage device according to the present invention;
도 4 는 본 발명에 따른 에너지 저장장치의 단자와 리드선이 연결된 상태를 도시하는 측단면도이며,4 is a side cross-sectional view showing a state in which a terminal and a lead wire of an energy storage device according to the present invention are connected;
도 5 는 본 발명에 따른 에너지 저장장치의 전극과 분리막에 대해 리드선이 배치된 상태의 단면을 도시하는 평면도이며,5 is a plan view showing a cross section of a state in which lead wires are disposed with respect to an electrode and a separator of an energy storage device according to the present invention;
도 6 은 본 발명에 따른 에너지 저장장치의 전극과 분리막에 대해 리드선이 접혀 배치된 상태를 도시하는 평면도이다.6 is a plan view illustrating a state in which lead wires are folded and disposed on electrodes and separators of an energy storage device according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 * Explanation of symbols on the main parts of the drawings
2, 12: 집전체 4, 14: 활물질층2, 12: current collector 4, 14: active material layer
10:양극전극 20: 음극전극10: anode electrode 20: cathode electrode
30: 분리막 40: 하부하우징30: separator 40: lower housing
50: 상부하우징 66: 양극단자50: upper housing 66: positive terminal
76: 음극단자76: negative electrode terminal
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the configuration of the present invention.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어는 사전적인 의미로 한정 해석되어서는 아니되며, 발명자는 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절히 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.Prior to this, the terms used in this specification and claims should not be construed in a dictionary sense, and the inventors may properly define the concept of terms in order to explain their invention in the best way. It should be construed as meaning and concept consistent with the technical spirit of the present invention.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예 및 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 표현하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 존재할 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the configurations shown in the embodiments and drawings described herein are only preferred embodiments of the present invention, and do not represent all of the technical idea of the present invention, and various equivalents may be substituted for them at the time of the present application. It is to be understood that water and variations may exist.
또한, 본 발명에 따른 리드선과 전극소자의 배치관계를 나타낸 도면은 상기 본 발명의 목적에 부합되는 설계식을 구하기 위해 단순화한 도면이며, 이에 의한 관계식 역시 상기 단순화된 도면에 기초한 설계식임을 밝혀둔다.In addition, the drawing showing the arrangement relationship between the lead wire and the electrode element according to the present invention is a simplified drawing to obtain a design formula that meets the purpose of the present invention, it will be revealed that the relation is also a design formula based on the simplified drawing. .
도 1 은 본 발명에 따른 에너지 저장장치의 사시도이며, 도 2 는 본 발명에 따른 에너지 저장장치의 전극과 리드선이 연결된 상태를 도시하는 정면도이며, 도 3 은 본 발명에 따른 에너지 저장장치의 전극과 리드선, 그리고 분리막이 배치된 상태를 도시하는 평면도이다.1 is a perspective view of an energy storage device according to the present invention, FIG. 2 is a front view showing a state in which an electrode and a lead wire of the energy storage device according to the present invention are connected, and FIG. 3 is an electrode of the energy storage device according to the present invention. It is a top view which shows the state in which the lead wire and the separator were arrange | positioned.
도 1 내지 3 을 참조하면, 본 발명에 따른 에너지 저장장치(100)의 셀은 금속물질로 이루어진 상/하부하우징(50, 40)과 본 하우징(50, 40) 내에 내장되는 양극전극(10)과 음극전극(20)을 포함한다.1 to 3, the cell of the energy storage device 100 according to the present invention includes upper and lower housings 50 and 40 made of a metal material and an anode electrode 10 embedded in the housings 50 and 40. And a cathode electrode 20.
상기 양극전극(10)은 금속성의 집전체(2)와 다공성 활성탄으로 구성된 활물질층(4)을 포함하며, 그 일 측에는 상기 양극리드선(6)이 연결된다.The anode electrode 10 includes an active material layer 4 composed of a metallic current collector 2 and porous activated carbon, and the anode lead wire 6 is connected to one side thereof.
상기 집전체(2)는 통상 금속 포일(Foil)의 형태로 구성되며, 상기 활물질층(4)은 활성탄소로서 상기 금속 집전체(2)의 양면에 넓게 도포 코팅된 형태로 구성된다.The current collector 2 is usually configured in the form of a metal foil, and the active material layer 4 is composed of a form of coating coated on both surfaces of the metal current collector 2 as activated carbon.
상기 활물질층(4, 14)은 양극 및 음극의 전기에너지를 저장하는 부분이며, 상기 집전체(2, 12)는 활물질층으로부터 방출되거나 공급되는 전하의 이동통로 역할을 한다. The active material layers 4 and 14 are portions for storing electrical energy of the positive electrode and the negative electrode, and the current collectors 2 and 12 serve as transfer paths of charges emitted or supplied from the active material layer.
순차적으로 적층된 상기 양극 및 음극의 전극(10, 20) 사이에는 본 양극전극(10)과 음극전극(20) 사이의 전자 전도를 제한하기 위한 분리막(30)이 배치되고 상기 상/하부 하우징(50, 40) 내에는 전해액이 충진된다. A separator 30 is disposed between the anode and cathode electrodes 10 and 20 sequentially stacked to limit electron conduction between the anode electrode 10 and the cathode electrode 20, and the upper and lower housings ( The electrolyte is filled in 50 and 40).
여기서, 상기 다공성의 활성물질층(4, 14)은 마이크로적으로 거의 원형에 가까운 기공들을 포함하여 넓은 표면적을 가지며, 상기 양극전극(10)과 음극전극(20)에 동일하게 활물질로 작용되어 그 각 표면이 상기 전해액과 접촉하게 된다.In this case, the porous active material layers 4 and 14 have a large surface area including pores that are almost circular in shape, and act as an active material on the anode electrode 10 and the cathode electrode 20 in the same manner. Each surface comes into contact with the electrolyte.
상기 전극들(10, 20)에 전압이 가해지면 상기 전해액에 포함된 양이온 및 음이온이 각각 양극전극(10)과 음극전극(20)으로 이동하여 상기 다공성 활물질층(4, 14)의 세부 기공으로 침투하게 된다.When voltage is applied to the electrodes 10 and 20, the positive and negative ions contained in the electrolyte move to the positive electrode 10 and the negative electrode 20, respectively, to the pores of the porous active material layers 4 and 14. Infiltrate.
상기와 같이 적층된 양극전극(10)과 음극전극(20) 및 분리막(30)은 원형으로 권취되어 상기 하부하우징(40) 내에 수용된다.The cathode electrode 10, the cathode electrode 20, and the separator 30 stacked as described above are wound in a circular shape and accommodated in the lower housing 40.
상기 하부하우징(40)은 금속성 또는 합성수지재로 구성될 수 있으며, 바람직하게는 알루미늄 또는 그 합금으로 구성된다.The lower housing 40 may be made of a metallic or synthetic resin material, preferably made of aluminum or an alloy thereof.
상기 하부하우징(40)은 상기 양극/음극 전극(10, 20)과 본 양극/음극 전극(10, 20)들을 전기적으로 분리하기 위한 상기 분리막(30)과 상기 리드선(6, 16)들을 수용하기 위한 구성요소이다.The lower housing 40 accommodates the separator 30 and the lead wires 6 and 16 for electrically separating the anode / cathode electrodes 10 and 20 and the cathode / cathode electrodes 10 and 20. It is a component for.
상기 상부하우징(50)은 상기 하부하우징(40)의 상부에서 본 하부하우징(40)과 결합되며, 상기 상부하우징(50) 역시 금속성 또는 합성수지재로 구성될 수 있으며, 바람직하게는 알루미늄 또는 그 합금으로 구성된다.The upper housing 50 is coupled to the lower housing 40 seen from the upper portion of the lower housing 40, the upper housing 50 may also be composed of a metallic or synthetic resin material, preferably aluminum or its alloy It consists of.
상기 상부하우징(50)에는 상기 양극리드선(6)과 음극리드선(16)이 각각 연결되는 양극단자(66) 및 음극단자(76)가 결합 설치된다.The upper housing 50 is provided with a positive electrode terminal 66 and a negative electrode terminal 76 to which the positive lead wire 6 and the negative lead wire 16 are connected, respectively.
여기서, 상기 양극단자(66) 및 음극단자(76)는 알루미늄 또는 스틸(Steel) 또는 스테인레스 스틸 중의 어느 하나로 마련되어 기구적 강도를 확보하도록 구성될 수 있으며, 그 표면은 니켈 또는 주석에 의해 코팅 형성됨으로써 납땜 등에 의한 접합성을 확보하도록 구성될 수 있다.Here, the positive electrode terminal 66 and the negative electrode terminal 76 may be formed of any one of aluminum, steel (steel) or stainless steel to ensure mechanical strength, the surface is formed by coating by nickel or tin It can be configured to secure the bonding by soldering or the like.
바람직하게는 상기 양극단자 및 음극단자(66, 76)는 상기 상부하우징(50) 상에서 가공오차 범위 내의 서로 수직한 방향으로 배치된다.Preferably, the positive electrode terminal and the negative electrode terminal 66, 76 are disposed in the direction perpendicular to each other in the processing error range on the upper housing 50.
상기와 같이, 양극단자 및 음극단자(66, 76)가 서로 수직한 방향으로 배치됨으로써, 외력에 의한 굽힘모멘트가 어느 방향으로 작용하든지 대략 동일한 지지력을 발생시킬 수 있다.As described above, since the positive electrode terminal and the negative electrode terminals 66 and 76 are disposed in a direction perpendicular to each other, almost the same bearing force may be generated in which direction the bending moment due to external force acts.
도 4 는 본 발명에 따른 에너지 저장장치의 단자와 리드선이 연결된 상태를 도시하는 측단면도이며, 도 5 는 본 발명에 따른 에너지 저장장치의 전극과 분리막에 대해 리드선이 배치된 상태의 단면을 도시하는 평면도이며, 도 6 은 본 발명에 따른 에너지 저장장치의 전극과 분리막에 대해 리드선이 접혀 배치된 상태를 도시하는 평면도이다.4 is a side cross-sectional view illustrating a state in which a terminal and a lead wire of the energy storage device according to the present invention are connected, and FIG. 5 is a cross-sectional view of a state in which the lead wire is disposed with respect to the electrode and the separator of the energy storage device according to the present invention. FIG. 6 is a plan view illustrating a state in which lead wires are folded and disposed with respect to the electrode and the separator of the energy storage device according to the present invention.
도 4 내지 6 을 참조하면, 본 발명에 따른 에너지 저장장치는, 양극전극(10) 및 음극전극(20)과, 양극리드선(6) 및 음극리드선(16)과, 상기 양극전극(10)과 음극전극(20) 사이에 위치하여 본 양극전극(10)과 음극전극(20)을 전기적으로 분리하기 위한 분리막(30)과, 상기 양극전극(10)과 음극전극(20)과 분리막(30)을 수용하는 하우징(40, 50)과, 상기 하우징(40, 50) 내에 수용되는 전해액과, 상기 양극리드선(6)과 음극리드선(16)이 각각 연결되는 양극단자(66) 및 음극단자(76)를 포함하며, 상기 양극전극(10)과 음극전극(20)과 분리막(30)은 권취되어 전극소자(15)를 형성하되, 상기 전극소자(15)의 중심(O)에 대해 상기 양극리드선(6)과 음극리드선(16)의 외단부가 이루는 사이각(θ1)은,4 to 6, an energy storage device according to the present invention includes an anode electrode 10 and a cathode electrode 20, an anode lead line 6, an anode lead line 16, an anode electrode 10, A separator 30 for electrically separating the anode electrode 10 and the cathode electrode 20 positioned between the cathode electrodes 20, and the anode electrode 10, the cathode electrode 20, and the separator 30. A positive electrode terminal 66 and a negative electrode terminal 76 to which the housings 40 and 50 which accommodate the plurality of electrodes, the electrolyte solution accommodated in the housings 40 and 50, and the positive lead wire 6 and the negative lead wire 16 are respectively connected; And the anode electrode 10, the cathode electrode 20, and the separator 30 are wound to form an electrode element 15, and the anode lead line with respect to the center O of the electrode element 15. The angle θ1 formed between the outer end of 6 and the cathode lead wire 16 is
로 구성된다.It consists of.
여기서, 상기 R 은 전극소자(15)의 중심(O)에서 리드선 단부(E1, E2) 까지의 거리이며, 상기 S 는 양극리드선(6)의 단부(E1)와 음극리드선(16)의 단부(E2) 사이의 거리를 의미한다.Here, R is a distance from the center O of the electrode element 15 to the lead wire ends E1 and E2, and S is an end E1 of the positive lead wire 6 and an end of the negative lead wire 16 ( E2) means the distance between them.
한편, 전극소자의 반경을 R' 라 할 경우, 상기 전극소자(15)에 대해 양극리드선(6)과 음극리드선(16)이 서로 가장 멀리 배치될 경우는, 상기 두 리드선(6, 16)이 서로 대면하도록 배치된 상태이며, 이때 두 리드선 사이의 거리는 2R' 가 된다.On the other hand, when the radius of the electrode element is R ', when the anode lead wire 6 and the cathode lead wire 16 are arranged farthest from each other with respect to the electrode device 15, the two lead wires 6, 16 are They are arranged to face each other, and the distance between the two lead wires is 2R '.
그런데, 상기 두 리드선(6, 16)은 상기 전극소자(15)의 외부에 배치될 수는 없으므로, 상기 두 리드선(6, 16)이 접혀진 상태에서 본 리드선의 폭(2w)을 고려할 경우, 상기 두 리드선 사이의 거리(S)의 최대값은 2R' - 4w 가 되어야 한다. However, since the two lead wires 6 and 16 may not be disposed outside the electrode element 15, when the width 2w of the lead wires seen when the two lead wires 6 and 16 are folded, The maximum value of the distance S between the two leads should be 2R '-4w.
따라서, 상기 양극리드선과 음극리드선 사이의 거리(S)는,Therefore, the distance S between the positive lead wire and the negative lead wire,
로 구성될 수 있다Can be composed of
한편, 상기 전극소자(15)의 중심(O)에서 리드선 단부(E1, E2)까지의 거리 R 은, On the other hand, the distance R from the center O of the electrode element 15 to the lead wire ends E1, E2,
이 되며, 여기서 r 은 상기 전극소자의 중심(O)에서 리드선 중심까지의 거리이다.Where r is the distance from the center O of the electrode element to the center of the lead wire.
따라서, 코사인 제 2 법칙을 이용하면,Therefore, using the second law of cosine,
이 되며(θ1: 전극소자의 중심(O)에 대해 양극리드선과 음극리드선의 외단부(E1, E2)가 서로 이루는 각도)가 된다.(Θ1: an angle formed between the outer ends E1 and E2 of the positive lead wire and the negative lead wire with respect to the center O of the electrode element).
상기 식으로부터,From the above formula,
으로서, 따라서, As such,
이며, 이때 상기 θ1 이 0 의 값을 가질 경우, 상기 양/음극 리드선이 상호 단락되므로 상기 θ1 은,In this case, when the θ1 has a value of 0, since the positive / cathode lead wires are mutually shorted, the θ1 is
의 범위가 될 수 있다.It can be in the range of.
한편, 에 대해서는,Meanwhile, Regarding,
의 관계가 성립되며,Relationship is established,
따라서, 이 된다.therefore, Becomes
θ2 의 경우,for θ2,
sinθ2 = w/R 이 되어,sinθ2 = w / R
θ2 = arcsin(w/R) 이 된다.θ2 = arcsin (w / R)
따라서, 상기 리드선을 상기 단자에 연결하기 위해 도 6 에 도시된 바와 같이, 상방향으로 곧게 접을 경우를 가정하면, 상기 리드선과 전극소자의 경계선(F)과 리드선 가장자리 사이의 각도 θ3 는,Therefore, assuming that the lead wire is folded straight upward as shown in FIG. 6 to connect the lead wire to the terminal, the angle θ3 between the lead wire and the boundary line F of the electrode element and the lead wire edge is:
의 관계가 된다.Becomes a relationship.
한편, 상기 리드선을 상기 전극소자의 중심을 향해 접을 경우, 상기 리드선과 전극소자의 경계선(F)과 리드선 가장자리 사이의 각도 θ3 는,On the other hand, when the lead wire is folded toward the center of the electrode element, the angle θ3 between the lead wire and the boundary line F of the electrode element and the edge of the lead wire is
θ3 = 90 - θ2 의 관계가 된다.θ3 = 90-θ2.
따라서, 상기 양극 및 음극 리드선 간의 단락을 방지하기 위해서는, 상기 리드선의 접힘각도 θ3 가,Therefore, in order to prevent a short circuit between the positive and negative lead wires, the folding angle θ3 of the lead wire is
의 범위로 설정되는 것이 바람직하다.It is preferable to set in the range of.
또한, 상기 리드선이 상기 소자의 중심(O)을 벗어나 배치될 경우, 본 리드선의 접힘길이 L 은, 상기 리드선의 단부(E1)의 수평 연장선에서 상기 전극소자 중심(O)까지의 거리에 1.4 배의 여유를 주어,In addition, when the lead wire is disposed outside the center O of the device, the folding length L of the lead wire is 1.4 times the distance from the horizontal extension line of the end portion E1 of the lead wire to the center of the electrode element O. Given room for
의 범위로 설정되는 것이 바람직하다.It is preferable to set in the range of.
상기 1.4 배의 여유는 상기 리드선이 상기 전극소자의 중심을 벗어나도록 배치되는 점과, 도 4 에 도시되는 바와 같이, 상기 리드선이 상기 전극소자의 높이 방향을 따라 3차원적으로 배치되는 점을 고려한 여유계수이다.The 1.4 times margin considers that the lead wire is arranged to be out of the center of the electrode element and that the lead wire is three-dimensionally arranged along the height direction of the electrode element as shown in FIG. 4. It is a margin factor.
이상, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명의 기술적 사상은 이러한 것에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해, 본 발명의 기술적 사상과 하기 될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 실시가 가능할 것이다. As mentioned above, although the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, the technical idea of the present invention is not limited thereto, and a person having ordinary skill in the art to which the present invention pertains, Various modifications and variations may be made without departing from the scope of the appended claims.
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KR20010097628A (en) * | 2000-04-25 | 2001-11-08 | 김선욱 | Electric energy storage device |
KR200266590Y1 (en) * | 2001-11-19 | 2002-03-02 | 주식회사 네스캐패시터 | Electric Double-Layer Capacitor |
KR20030006597A (en) * | 2001-07-13 | 2003-01-23 | 주식회사 네스캡 | Electric Energy Storage System |
KR20070054107A (en) * | 2005-11-22 | 2007-05-28 | 산요덴키가부시키가이샤 | Electolytic capacitor |
-
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20010097628A (en) * | 2000-04-25 | 2001-11-08 | 김선욱 | Electric energy storage device |
KR20030006597A (en) * | 2001-07-13 | 2003-01-23 | 주식회사 네스캡 | Electric Energy Storage System |
KR200266590Y1 (en) * | 2001-11-19 | 2002-03-02 | 주식회사 네스캐패시터 | Electric Double-Layer Capacitor |
KR20070054107A (en) * | 2005-11-22 | 2007-05-28 | 산요덴키가부시키가이샤 | Electolytic capacitor |
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