KR100923861B1 - 에너지 저장장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 에너지 저장장치는, 양극리드부를 포함하는 양극전극과, 음극리드부를 포함하는 음극전극과, 상기 양극전극과 음극전극 사이에 위치하여 본 양극전극과 음극전극을 분리하기 위한 분리막이 함께 권취되어 구성된 전극소자와; 상기 전극소자를 수용하는 하우징과; 상기 하우징 내에 수용되는 전해액과; 상기 하우징 내에서 상기 전극소자 상부에 배치되는 집전부재를 포함하며, 상기 집전부재에는 개구가 형성되되, 본 개구의 면적은 본 집전부재 면적의 30% 이상 50% 이하로 형성된다.

이에 의해, 에너지 저장장치의 전기적 저항 특성을 개선시키면서도 전해액의 함침시간을 단축시키고, 전극소자에 대한 집전부재의 결합 공정을 자동화 하여 공정 수율을 향상시킬 수 있다.

또한, 전해액의 부반응에 따른 기체 발생을 고려한 예비 공간 확보가 불필요하므로, 전체 에너지 저장장치를 보다 컴팩트하게 구성할 수 있다.

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Description

에너지 저장장치{ENERGY STORING DEVICE}

본 발명은 에너지 저장장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 전기적 저항 특성을 개선시키면서도 전해액의 함침시간을 단축시키고, 전극소자에 대한 집전부재의 결합 공정을 자동화 하여 공정 수율을 향상시킬 수 있는 에너지 저장장치에 관한 것이다.

일반적으로, 전기에너지를 저장하는 소자로는 전지(battery)와 커패시터(capacitor)가 대표적이다.

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.

울트라 캐패시터는 에너지 저장메커니즘에 따라 전기이중층 캐패시터(EDLC; electric double layer capacitor)와 유사캐패시터(pseudocapacitor)로 나눌수 있다.

유사캐패시터는 전극표면 혹은 표면근처의 전극내부에 전하가 축전되는 현상 을 이용하지만, EDLC는 전극과 전해질 계면의 전기이중층에 전하가 흡착되는 성질을 이용한다.

EDLC는 활성탄소와 같이 표면적이 넓은 물질을 전극의 활물질로 하여 전극물질의 표면과 전해질의 접촉면에 전기이중층을 형성하게 된다.

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.

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.

따라서, 전기이중층 커패시터의 경우 전압을 측정함으로써 충/방전된 에너지의 양이 용이하게 계산될 수 있는 특성을 지닌다.

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.

따라서, 유지보수(Maintenance)가 용이하지 않고 장기간의 사용 수명이 요구되는 에플리케이션(Application)에 대해서는 축전지 대체용으로 이용되기도 한다.

한편, 상기와 같이 전기이중층 커패시터는 전극과 전해액 간의 계면에서 발 생되는 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.

이러한 다양한 용도를 가지는 전기이중층 커패시터의 전극은 넓은 비표면적을 통한 고에너지와, 낮은 비저항을 통한 고파워화, 그리고 계면에서의 전기화학 반응의 억제를 통한 전기화학적 안정성을 가지는 것이 주요한 과제이다.

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.

또한, 다양한 방법을 통하여 전극 계면에서 발생하는 전기화학적 부반응을 억제하여 보다 안정적인 전극 물질을 연구 개발하고 있다.

한편, 1000F 이상의 출력 특성을 가지는 전기이중층 커패시터의 경우 순간출력 전류가 100A 를 초과하는 경우가 발생되며, 이와 같은 대용량 전기이중층 커패시터의 경우 전기 저항을 감소시키기 위한 단자 설계가 매우 중요하다.

통상적으로 전극의 리드부를 단자에 결합하기 위한 방법으로서는, 상기와 같은 전기적 저항 특성을 고려하여 설계되는바, 원통형 전기이중층 커패시터에서 하우징의 양방향으로 단자가 배치되는 구조의 경우, 상기 하우징의 상면 또는 하면에 단자가 접촉될 수 있도록 설계 가능하므로, 한방향에 양극 및 음극 단자가 모두 배치되는 구조에 비해 전기적 저항을 감소시킬 수 있어 보다 바람직하다.

1000F 이상의 대형 전기이중층 커패시터의 경우, 공정의 간소화와 불량율의 최소화를 위해, 전극소자를 하우징에 배치시킨 후 진공건조 하고, 전해액을 진공함침에 의해 주입한 이후, 최종적으로 밀봉하여 제조 공정을 마치게 된다.

이때, 종래의 대용량 전기이중층 커패시터의 경우 전해액 유입을 위한 유입구의 직경이 매우 작게 구성되어, 전해액 주입에 요구되는 시간이 지연됨으로써, 제품의 공정수율을 저해하는 하나의 요인이 되었다.

또한, 전극소자의 리드부와 단가간의 접촉을 위해 집전구조물을 채용할 경우, 이러한 집전구조물이 상기 전해액 유입구를 가로막게 되어 전해액 주입에 요구되는 시간이 더욱 증가되었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 본 발명의 목적은, 전극과 리드부의 접촉면적을 증가시키면서도 전해액의 함침시간을 단축시킬 수 있는 에너지 저장장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 전극소자와 집전부재의 접합 부분의 전기적 저항 특성을 개선할 수 있는 에너지 저장장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 전극소자에 대한 집전부재의 결합 공정을 자동화 할 수 있는 에너지 저장장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 전해액의 부반응에 따른 기체 발생을 고려하여 예비적으로 제공되어야 하는 별도의 공간 확보가 불필요하 에너지 저장장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 에너지 저장장치는, 양극리드부를 포함하는 양극전극과, 음극리드부를 포함하는 음극전극과, 상기 양극전극과 음극전극 사이에 위치하여 본 양극전극과 음극전극을 분리하기 위한 분리막이 함께 권취되어 구성된 전극소자와; 상기 전극소자를 수용하는 하우징과; 상기 하우징 내에 수용되는 전해액과; 상기 하우징 내에서 상기 전극소자 상부에 배치되는 집전부재를 포함하며, 상기 집전부재에는 개구가 형성되되, 본 개구의 면적은 본 집전부재 면적의 30% 이상 50% 이하로 형성된다.

여기서, 상기 집전부재는 상기 전극소자에 레이저 용접되는 것이 바람직하다.

바람직하게는, 상기 집전부재가 상기 전극소자에 레이저 용접되는 접합 부분의 면적은 상기 집전부재 면적의 5% 이상 30% 이하로 형성된다.

또한, 상기 집전부재 내에 형성된 개구의 전체 부피는 상기 하우징 내부 부피의 5% 이상 30% 이하로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 집전부재가 상기 전극소자에 레이저 용접되는 부분의 두께는 0.1 mm 이상 1.5 mm 이하로 형성되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 집전부재의 중심에는 중앙개구가 형성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 집전부재가 상기 전극소자에 레이저용접되는 부분은 본 집전부재의 방사상 방향으로 형성된다.

여기서, 상기 레이저용접되는 부분은 상기 집전부재 내에서 방사상 네 방향으로 형성되며, 상기 개구는 상기 네 방향의 레이저용접 부분 사이에서 다각 형상으로 형성될 수 있다.

또는, 상기 레이저용접되는 부분은 본 집전부재를 방사상으로 8 분할하도록 형성되며, 상기 개구는 상기 8 분할된 각 영역 내에서 다수의 원형으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 하우징 내에서 상기 전극소자 하부에 배치되는 하부집전부재를 추가적으로 포함할 수 있다.

본 발명에 의해, 에너지 저장장치의 전기적 저항 특성을 개선시키면서도 전해액의 함침시간을 단축시켜 공정 수율을 향상시킬 수 있다.

또한, 전극소자에 대한 집전부재의 결합 공정을 자동화 할 수 있다.

또한, 전해액의 부반응에 따른 기체 발생을 고려한 예비 공간 확보가 불필요하므로, 전체 에너지 저장장치를 보다 컴팩트하게 구성할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하기로 한다.

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.

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.

도 1 은 본 발명에 따른 에너지 저장장치의 분해사시도이며, 도 2 는 본 발명에 따른 에너지 저장장치의 전극과 분리막 및 리드선이 배치된 후 권취된 상태를 도시하는 사시도이며, 도 3 은 본 발명에 따른 에너지 저장장치의 집전부재의 사시도이다.

도 1 내지 3 을 참조하면, 본 발명에 따른 에너지 저장장치는, 양극리드 부(6)를 포함하는 양극전극(10)과, 음극리드부(16)를 포함하는 음극전극(20)과, 상기 양극전극(10)과 음극전극(20) 사이에 위치하여 본 양극전극(10)과 음극전극(20)을 분리하기 위한 분리막(30)이 함께 권취되어 구성된 전극소자(15)와; 상기 전극소자(15)를 수용하는 하우징(40, 50)과; 본 하우징(40, 50) 내에 수용되는 전해액과; 상기 하우징(40, 50) 내에서 상기 전극소자(15) 상부에 배치되는 집전부재(60)를 포함하며, 상기 집전부재(60)에는 개구(62)가 형성되되, 본 개구(62)의 면적은 상기 집전부재(60) 면적의 30% 이상 50% 이하로 형성된다.

본 발명에 따른 에너지 저장장치는 금속물질로 이루어진 상/하부하우징(50, 40)과 본 하우징(50, 40) 내에 내장되는 양극전극(10)과 음극전극(20)을 포함한다.

상기 양극전극(10)은 금속성의 집전체와 다공성 활성탄으로 구성된 활물질층을 포함하며, 그 일 측에는 상기 양극리드부(6)가 연결된다.

상기 집전체는 통상 금속 포일(Foil)의 형태로 구성되며, 상기 활물질층은 활성탄소로서 상기 금속 집전체의 양면에 넓게 도포 코팅된 형태로 구성된다.

상기 활물질층은 양극 및 음극의 전기에너지를 저장하는 부분이며, 상기 집전체는 활물질층으로부터 방출되거나 공급되는 전하의 이동통로 역할을 한다.

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.

여기서, 상기 다공성의 활성물질층은 마이크로적으로 거의 원형에 가까운 기공들을 포함하여 넓은 표면적을 가지며, 상기 양극전극(10)과 음극전극(20)에 동일 하게 활물질로 작용되어, 그 각 표면이 상기 전해액과 접촉하게 된다.

상기 전극들(10, 20)에 전압이 가해지면 상기 전해액에 포함된 양이온 및 음이온이 각각 양극전극(10)과 음극전극(20)으로 이동하여 상기 다공성 활물질층의 세부 기공으로 침투하게 된다.

여기서, 상기 전극과 리드부는 별개의 구성으로 제작된 상태에서 상호 연결될 수도 있으나, 상기 집전체와 리드부가 금속 포일로써 일체로 형성된 상태에서, 상기 활물질층이 상기 집전체에 도포됨으로써, 상기 전극과 리드부가 일체로 형성될 수도 있다.

상기와 같이 적층된 양극전극(10)과 음극전극(20) 및 분리막(30)은 원형으로 권취된 상태에서, 상기 양극전극(10) 및 음극전극(20)에 연결된 리드부(6, 16)를 고르게 눕혀 전극소자(15)를 형성하게 된다.

즉, 양극전극(10) 및 양극리드부(6)의 높이가 상기 분리막(30)과 동일한 높이로 형성되고, 음극전극(20) 및 음극리드부(16)의 높이가 상기 분리막(30)과 동일한 높이로 형성될 경우, 도 2 에 도시된 바와 같이 상기 양극전극(10)과 음극전극(20)의 중간 위치에 상기 분리막(30)이 배치된 상태에서 이들을 권취하게 되면, 상기 분리막(30)의 상부는 상기 음극전극(16)을 기준으로 상방으로 더욱 외부에 배치되며, 상기 양극리드부(6)는 상기 분리막(30) 보다 상방으로 더욱 외부에 배치된다.

또한, 상기 음극전극(16)의 경우에도, 상기 분리막(30)의 하부는 상기 양극전극(10)을 기준으로 하방으로 더욱 외부에 배치되며, 상기 음극리드부(16)는 상기 분리막(30) 보다 하방으로 더욱 외부에 배치된다.

상기와 같이 배치하여 권취한 상태에서, 상기 양극리드부(6) 및 음극리드부(16) 각각을 90도 접어 눕히게 되면, 양극리드부(6)들은 양극리드부들과 서로 접촉되며, 음극리드부(16)들은 음극리드부들과 서로 접촉되어 전극소자(15)를 구성하게 된다.

이때, 상기 리드부(6, 16)의 용이한 접힘을 위해, 본 리드부(6, 16)는 일정한 간격마다 길이 방향을 따라 절개될 수 있다.

또한, 단락을 방지하기 위해, 상기 분리막(30)의 상/하부는 각각 상기 양극전극(10) 및 음극전극(20) 각각으로부터 외부로 2 mm 이상 돌출되도록 구성되는 것이 바람직하며, 상기 양극리드부(6) 및 음극리드부(16) 각각은 상기 분리막으로부터 2 mm 이상 외부로 돌출되도록 구성되는 것이 바람직하다.

상기 하부하우징(40)은 금속성 또는 합성수지재로 구성될 수 있으며, 바람직하게는 알루미늄 또는 그 합금으로 구성된다.

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.

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.

여기서, 상기 상부하우징(50)과 하부하우징(40)은 상호간 전기적으로 절연되 도록 구성된다.

상기 전극소자(15)와 상부하우징(50) 사이에는 본 전극소자의 리드부와 상기 상부하우징(50)을 전기적으로 연결하기 위한 집전부재(60)가 배치된다.

여기서, 상기 집전부재(60)에는 전해액 유입을 위한 다수의 개구(62)가 형성되며, 상기 개구(62)의 면적은 상기 집전부재(60)의 상부 면적 대비 30% 이상 50% 이하의 범위에서 형성된다.

상기 범위는 전해액 유입 속도를 증가시키면서도, 상기 리드부(6)와 상기 집전부재(60)의 접촉면적을 적절히 확보하여 전기적 유동 저항을 감소시키기 위한 범위로서, 상기 개구 면적이 30% 미만일 경우, 전해액 유입에 소요되는 시간이 많이 소요되며, 상기 개구 면적이 50%를 초과할 경우 상기 리드부(6)와 집전부재(60)의 접촉면적이 작아져 상기 전극소자(15)로부터의 전기 흐름에 대한 저항 특성이 저하되는 문제점이 있다.

상기 집전부재(60)와 상기 전극소자(15) 간의 전기적 저항을 더욱 감소시키면서도 양호한 접합을 구현하기 위해, 레이저 용접법이 이용될 수 있다.

상기와 같이 레이저 용접을 통해 집전부재(60)와 전극소자(15)가 상호 결합됨으로써, 레이저 용접이 이루어진 부분에서는 용융에 의한 국소적인 일체 형성의 효과를 발휘함으로써, 마이크로적으로 불연속면을 최소화하여 전기적 유동 저항을 더욱 감소시킬 수 있다.

이때, 상기 레이저 용접이 이루어지는 상기 집전부재의 접합부(64)는 그 두께(t)를 0.1 mm 이상 1.5 mm 이하의 범위로 형성하는 것이 바람직하다.

상기 접합부(64)의 두께(t)가 0.1 mm 미만으로 형성될 경우, 본 접합부의 가공이 가공이 어려워져 공정 수율이 저하되며, 상기 접합부(64)의 두께(t)가 1.5 mm 를 초과할 경우 레어저 용접의 특성상 접합에 요구되는 시간이 지나치게 증가되며, 또한 양호한 접합을 구현하기가 어려워진다.

또한, 상기 레이저 용접이 이루어지는 접합부(64)의 면적은 상기 집전부재(60) 면적 대비 5% 이상 30% 이하의 범위로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 접합부(64)의 면적이 5% 미만일 경우 접합에 따른 충분한 기계적 강도를 확보하기 어려우며, 또한 일체 형성에 의한 전기적 유동저항 감소라는 효과를 충분히 발휘하기 어렵게 된다.

또한, 상기 접합부(64)의 면적이 30%를 초과할 경우에는 레이저 용접에 소요되는 시간이 지나치게 증가되어, 접합에 요구되는 전력 소비가 증가되어 공정 수율 역시 저하되며 또한 전해액 주입을 위한 공간 확보에 어려움이 발생하는 문제점이 있다.

도 3 에 도시된 바와 같이, 상기 레이저 용접 접합부(64)는 상기 집전부재(60) 내에서 방사상 방향으로 형성되는데, 예로써 방사상 X 자 형상으로 형성되거나, 또는 도 4 에 도시된 바와 같이, 상기 집전부재(60)를 방사상 8 분할 하도록 형성될 수 있다.

여기서, 상기와 같이 레이저 용접 접합부(64)가 방사상 방향으로 일체 형성됨으로써, 상기 전극소자(15)의 중앙부분뿐만 아니라 방사상으로 외주 부분에 이르기까지, 상기 집전부재(60)와 균일한 접합을 구현할 수 있다.

이러한 균일한 접합에 의해 상기 전극소자(15)와 집전부재(60) 간의 전기적 저항 역시 균일한 특성을 가질 수 있도록 구성될 수 있다.

상기 레이저 용접 접합부(64)가 상기 집전부재(60) 내에서 X 자 형상으로 형성되는 경우, 상기 전해액 유입을 위한 개구(62)는 상기 X 자 형상의 접합부(64) 사이 사이에 다각 형상, 바람직하게는 삼각 형상으로 형성되는 것이 바람직하며, 상기 레이저 용접 접합부(64)가 상기 집전부재(60)를 8 분할 하도록 형성될 경우, 상기 개구(62)는 8 분할된 각 영역 내에서 다수의 원형으로 형성될 수 있다.

한편, 상기 전극(10, 20)과 분리막(30)을 권취하기 위한 권심(미도시)이 이용되어 상기 전극소자(15)의 중심에 배치될 수 있는데, 이러한 경우 상기 권심의 삽입을 통한 정위치 확보를 위해 상기 집전부재(60)의 중심에는 중앙개구(66)가 형성될 수 있다.

상기와 같이 상기 집전부재(60)에 전해액 유입을 위한 개구(62) 및 중앙개구(66)가 형성됨으로써, 전극소자(15)와 집전부재(60) 간의 상대적 위치확보를 용이하게 할 수 있어 레이저 용접의 자동화를 구현할 수 있을 뿐만 아니라, 전해액 유입을 위한 공정 시간을 대폭적으로 감소시킬 수 있다.

또한, 상기 집전부재(60) 내에 형성된 개구(62)의 전체 부피는 상기 상하부 하우징(40, 50)의 결합에 의해 마련되는 내부 공간 부피의 5% 이상 30% 이하의 범위로 형성되는 것이 바람직하다.

에너지 저장장치 내에 수용되는 전해액의 경우 시간의 경과에 따라 부반응에 의한 기체를 발생시킬 수 있는데, 이러한 기체 발생을 고려하여 하우징 내부에 는 전체 하우징 내부 부피 대비 30% 이상의 일정한 예비적 공간이 필요하게 된다.

상기와 같이 집전부재(60) 내에 개구(62)를 형성함으로써, 이러한 개구(62) 자체의 부피가 상기 부반응에 의한 기체 발생을 대비한 공간으로서의 역할을 제공하여, 상기 하우징(40, 50) 내에 상기와 같은 목적의 공간이 별도로 제공되어야 하는 필요성이 제거된다.

이때, 상기 개구(62)의 부피 범위는, 상기와 같은 집전부재(60) 내의 개구(62) 면적 비율에 대해 상기 집전부재(60)의 두께를 조절함으로써 확보가 가능하다.

한편, 상기 상부하우징(50) 자체가 외부 단자로서의 기능을 구현하도록 구성될 수 있으나, 상기 상부하우징(50) 에 단자용 개구를 형성한 상태에서, 상기 집전부재(60)의 상부에 외부단자로서의 역할을 발휘하기 위한 돌출부를 형성하여 상기 상부하우징(50)의 개구와 결합함으로써 단자를 구성할 수도 있다.

또한, 상기 전극소자(15)와 하부하우징(40) 사이에도 집전부재가 배치되어, 음극리드부(16)와 하부하우징 또는 이에 형성된 외부단자 간의 전기적 연결을 구현하도록 구성될 수도 있음은 물론이다.

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.

도 1 은 본 발명에 따른 에너지 저장장치의 분해사시도이며,

도 2 는 본 발명에 따른 에너지 저장장치의 전극과 분리막 및 리드선이 배치된 후 권취된 상태를 도시하는 사시도이며,

도 3 은 본 발명에 따른 에너지 저장장치의 집전부재의 사시도이며,

도 4 는 본 발명에 따른 에너지 저장장치의 집전부재의 또 다른 실시예를 도시하는 평면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

6, 16: 리드부 10, 20: 양극전극 및 음극전극

30: 분리막 40: 하부하우징

50: 상부하우징

Claims (10)

1. 양극리드부를 포함하는 양극전극과, 음극리드부를 포함하는 음극전극과, 상기 양극전극과 음극전극 사이에 위치하여 본 양극전극과 음극전극을 분리하기 위한 분리막이 함께 권취되어 구성된 전극소자와;

   상기 전극소자를 수용하는 하우징과;

   상기 하우징 내에 수용되는 전해액과;

   상기 하우징 내에서 상기 전극소자 상부에 배치되는 집전부재를 포함하며,

   상기 집전부재에는 개구가 형성되되, 본 개구의 면적은 본 집전부재 면적의 30% 이상 50% 이하로 형성되며,

   상기 집전부재는 상기 전극소자에 레이저 용접되고,

   상기 집전부재가 상기 전극소자에 레이저 용접되는 부분의 두께는 0.1 mm 이상 1.5 mm 이하로 형성되는 것을 특징으로 하는 에너지 저장장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 집전부재가 상기 전극소자에 레이저 용접되는 접합 부분의 면적은 상기 집전부재 면적의 5% 이상 30% 이하로 형성되는 것을 특징으로 하는 에너지 저장장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 집전부재 내에 형성된 개구의 전체 부피는 상기 하우징 내부 부피의 5% 이상 30% 이하로 형성되는 것을 특징으로 하는 에너지 저장장치.
5. 삭제
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 집전부재의 중심에는 중앙개구가 형성되는 것을 특징으로 하는 에너지 저장장치.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 집전부재가 상기 전극소자에 레이저용접되는 부분은 본 집전부재의 방사상 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 에너지 저장장치.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 레이저용접되는 부분은 상기 집전부재 내에서 방사상 네 방향으로 형성되며, 상기 개구는 상기 네 방향의 레이저용접 부분 사이에서 다각 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 에너지 저장장치.
9. 제 7 항에 있어서,

   상기 레이저용접되는 부분은 본 집전부재를 방사상으로 8 분할하도록 형성되며, 상기 개구는 상기 8 분할된 각 영역 내에서 다수의 원형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 에너지 저장장치.
10. 제 1 항에 있어서,

    상기 하우징 내에서 상기 전극소자 하부에 배치되는 하부집전부재를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장장치.

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