KR101325629B1 - 개선된 결합 구조를 가지는 에너지 저장 장치 및 이의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 에너지 저장 장치에 관한 것으로, 특히 본 발명은 전기이중층 커패시터가 권취형으로 형성된 커패시터 소자, 상기 커패시터 소자의 상부와 전기적으로 접속되는 제1 내부 단자판, 상기 제1 내부 단자판과 전기적으로 접속되며 상기 커패시터 소자의 중심부 상측에 체결되는 제1 단자판 돌출부가 형성되는 제1 외부 단자판, 상기 커패시터 소자의 하부와 전기적으로 접속되는 제2 내부 단자판, 상기 제2 내부 단자판과 전기적으로 접속되며 상기 커패시터 소자의 중심부 하측에 체결되는 제2 단자판 돌출부가 형성되는 제2 외부 단자판, 앞뒤가 개방되어 상기 커패시터 소자가 내측에 배치되고 커링 공정으로 상기 제1 외부 단자판 및 제2 외부 단자판의 가장자리를 감싸는 케이스를 포함하는 개선된 결합 구조를 가지는 에너지 저장 장치 및 이의 제조 방법을 개시한다.

Description

개선된 결합 구조를 가지는 에너지 저장 장치 및 이의 제조 방법{Energy Storage Device including a Enhanced Combination And Manufacturing Method thereof}

본 발명은 슈퍼 커패시터 기반의 에너지 저장 장치에 관한 것으로, 특히 보다 개선된 결합 구조를 가지면서도 제작이 용이하고 외부 충격에 안정적인 개선된 결합 구조를 가지는 에너지 저장 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

최근 들어 차량 내에 음향기기, 조명, 기타 전자제품 등 다양한 전자장치를 설치하여 사용하고 있다. 차량 내 전자장치나 전동장치 예를 들면 리프트, 자동화장치, 기타 모터 사용 장비의 발전기로 배터리를 사용한다. 하지만, 배터리의 성능 저하나 불완전 충전 시 노이즈가 발생하여 안전운행의 방해가 되는 문제가 있다. 예를 들어 차량에 설치된 음향기기 앰프에서 노이즈가 발생하거나 TV 모니터 떨림 현상이 발생하거나, 자동차의 속도에 따라 윙윙하는 등의 노이즈가 생기는 문제가 있다. 이러한 파워라인 노이즈는 적절한 출력을 제공하지 못하는 상황에서 비롯되는 경우가 많다. 이에 따라 적절한 출력을 제공할 수 있는 저장 장치 즉 슈퍼 커패시터 기반의 저장 장치에 대한 연구와 관심이 높아지고 있다.

슈퍼 커패시터(super capacitor)는 커패시터의 성능 중 특히 전기 용량의 성능을 중점적으로 강화한 것으로서, 전지의 목적으로 사용하도록 한 부품이다. 전자 회로에 사용되는 커패시터는 전력을 모아서 필요에 따라 방출하는 전기적으로 충전지와 같은 기능을 갖는다. 슈퍼 커패시터를 사용하면 배터리의 성능 저하나 불완전 충전 및 차량 내 과도한 부가장치로 인한 전자ㅇ진동 장비의 성능저하나 오작동을 완전하게 해결하게 된다. 슈퍼 커패시터는 장치에 꼭 필요시에만 신속하게 일정 전원만 공급할 수 있으므로 차량 내모든 장치의 안정성과 성능을 향상시켜 준다.

한편 상술한 바와 같이 슈퍼 커패시터는 차량 등에 탑재되는 등이 유동이나 움직임이 있는 장치에 탑재되어 사용되는 경우가 많다. 이에 따라 슈퍼 커패시터 기반의 저장 장치는 내부에 커패시터 소자가 보다 견고하고 안정된 구조가 될 수 있도록 설계되어야 한다. 그러나 종래 슈퍼 커패시터 기반의 저장 장치는 그 구조가 복잡하기 때문에 대량 생산에 어려움이 많고 구조의 안정성을 제공하기에는 미흡한 점이 많았다.

따라서 본 발명의 목적은 보다 안정된 구조를 가지면서도 제작이 간편하여 대량 생산이 용이한 개선된 결합 구조를 가지는 에너지 저장 장치 및 이의 제조 방법을 제공함에 있다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전기이중층 커패시터가 권취형으로 형성된 커패시터 소자, 상기 커패시터 소자의 상부와 전기적으로 접속되는 제1 내부 단자판, 상기 제1 내부 단자판과 전기적으로 접속되며 상기 커패시터 소자의 중심부 상측에 체결되는 제1 단자판 돌출부가 형성되는 제1 외부 단자판, 상기 커패시터 소자의 하부와 전기적으로 접속되는 제2 내부 단자판, 상기 제2 내부 단자판과 전기적으로 접속되며 상기 커패시터 소자의 중심부 하측에 체결되는 제2 단자판 돌출부가 형성되는 제2 외부 단자판, 앞뒤가 개방되어 상기 커패시터 소자가 내측에 배치되고 커링 공정으로 상기 제1 외부 단자판 및 제2 외부 단자판의 가장자리를 감싸는 케이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 개선된 결합 구조를 가지는 에너지 저장 장치의 구성을 개시한다.

여기서 상기 제1 내부 단자판 및 제2 내부 단자판은 일정 두께와 직경을 가지는 원형 판재부, 상기 원형 판재부 중심에서 상기 제1 단자판 돌출부 또는 제2 단자판 돌출부가 관통하도록 형성된 관통홀, 상기 원형 판재부 전면 일측 중 적어도 한 곳에 연결되면서 전면으로부터 일정 높이만큼 꺽여진 형상으로 마련되는 일정 폭과 길이를 가지는 적어도 하나의 판재를 포함할 수 있다.

또한 상기 장치는 상기 판재를 관통하여 상기 판재를 상기 제1 외부 단자판 및 제2 외부 단자판에 형성된 나사홈에 연결시키는 제1 결합 구조물 및 제2 결합 구조물, 상기 제1 내부 단자판과 상기 제1 외부 단자판 사이에 배치되어 상기 제1 내부 단자판과 상기 제1 외부 단자판이 일정 유격을 유지하도록 지원하는 제1 탄성링, 상기 제2 내부 단자판과 상기 제2 외부 단자판 사이에 배치되어 상기 제2 내부 단자판과 상기 제2 외부 단자판이 일정 유격을 유지하도록 지원하는 제2 탄성링을 더 포함할 수 있다.

그리고 상기 케이스는 앞뒤가 개방되며 일정 직경을 가지고 상기 커패시터 소자가 수납되는 통형 기둥부, 상기 통형 기둥부의 상단에 형성되며 상기 제1 외부 단자판 배치 후 커링되어 상기 제1 외부 단자판을 고정시키는 상단 개방부, 상기 통형 기둥부의 하단에 형성되며 상기 제2 외부 단자판 배치 후 커링되어 상기 제2 외부 단자판을 고정시키는 하단 개방부를 포함할 수 있다.

이에 대응하여 상기 제1 외부 단자판 및 제2 외부 단자판은 상기 바닥부와 유사한 제1 직경을 가지며 일정 두께로 형성되는 제1 원판부, 상기 제1 원판부 상에 형성되며 상기 제1 직경보다 작은 제2 직경을 가지며 형성되는 제2 원판부, 상기 제2 원판부와 동일한 중심을 가지며 일정 높이만큼 돌출되어 형성되는 단자부를 포함할 수 있다.

상기 장치는 또한 상기 제1 외부 단자판 및 제2 외부 단자판의 제1 원판부와 상기 제2 원판부 간에 형성되는 단차에 각각 배치되는 밀폐 절연링들, 상기 통형 기둥부의 상단과 상기 제1 외부 단자판 사이를 절연하는 제1 절연체, 상기 통형 기둥부의 하단과 상기 제2 외부 단자판 사이를 절연하는 제2 절연체를 더 포함할 수 있다.

본 발명은 또한, 전기이중층 커패시터가 권취형으로 형성된 커패시터 소자를 마련하는 단계, 제1 단자판 돌출부가 형성된 제1 외부 단자판을 제1 내부 단자판과 전기적으로 접속시키며 제2 단자판 돌출부가 형성된 제2 외부 단자판을 상기 제2 내부 단자판과 전기적으로 접속시키는 단계, 상기 제1 내부 단자판이 연결된 제1 외부 단자판과 상기 제2 내부 단자판이 연결된 제2 외부 단자판을 상기 커패시터 소자의 상하부에 각각 배치하면서 앞뒤가 개방된 케이스 내측에 배치시키는 단계, 상기 케이스 개방부들을 커링시키는 단계를 포함할 수 있다.

여기서 상기 제1 내부 단자판 및 제2 내부 단자판을 상기 제1 외부 단자판 및 제2 외부 단자판에 전기적으로 접속시키는 단계는 상기 제1 내부 단자판 및 제2 내부 단자판 전면 중 적어도 한 곳에 일정 폭과 길이를 가지는 판재들을 고정시키는 단계, 상기 판재들의 일부를 굽혀 상기 제1 내부 단자판 및 제2 내부 단자판 전면으로부터 일정 높이만큼 이격되도록 배치시키는 단계, 상기 일정 높이만큼 이격된 판재의 끝단을 결합 구조물을 이용하여 상기 제1 외부 단자판 및 제2 외부 단자판에 형성된 나사홈에 각각 결합시키는 단계를 포함할 수 있다.

한편 상기 방법은 상기 제1 외부 단자판과 상기 제1 내부 단자판 사이에 탄성을 가지며 일정 두께를 가지는 제1 탄성링을 배치하는 단계, 상기 제2 외부 단자판과 상기 제2 내부 단자판 사이에 탄성을 가지며 일정 두께를 가지는 제2 탄성링을 배치하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 제1 외부 단자판의 가장자리 영역에 제1 밀폐 절연링을 배치하는 단계 및 상기 케이스 상단부 내측과 상기 제1 외부 단자판 사이에 제1 절연체를 배치하는 단계를 상기 케이스 상단부의 커링 단계 이전에 수행하는 단계, 상기 제2 외부 단자판의 가장자리 영역에 제2 밀폐 절연링을 배치하는 단계 및 상기 케이스 상단부 내측과 상기 제2 외부 단자판 사이에 제2 절연체를 배치하는 단계를 상기 케이스 상단부의 커링 단계 이전에 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.

그리고 상기 케이스 개방부들을 커링시키는 단계는 상기 케이스의 개방부들을 동시 커링시키는 단계가 될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 개선된 결합 구조를 가지는 에너지 저장 장치 및 이의 제조 방법에 따르면, 본 발명은 에너지 저장 장치의 제작을 보다 간단히 수행할 수 있으면서도 구조의 결합성이 뛰어나고 안정적이어서 보다 개선된 결합 구조를 제공할 수 있다. 이에 따라 본 발명은 수율 향상을 높일 수 있으며, 안정성과 이용성이 뛰어난 에너지 저장 장치를 제공할 수 있도록 지원한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 개선된 결합 구조를 가지는 에너지 저장 장치 외관을 개략적으로 나타낸 블록도.
도 2는 도 1의 에너지 저장 장치의 단면을 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 케이스의 일예를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 케이스의 다른 예를 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 커패시터 소자를 보다 상세히 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 외부 단자판을 보다 상세히 설명하기 위한 상측 방향에서의 사시도.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 외부 단자판을 보다 상세히 설명하기 위한 하측 방향에서의 사시도.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 내부 단자판의 일 형태를 설명하기 위한 도면.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 내부 단자판의 다른 형태를 설명하기 위한 도면.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 내부 단자파과 외부 단자판 결합을 설명하기 위한 상측 방향에서의 사시도.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 내부 단자파과 외부 단자판 결합을 설명하기 위한 하측 방향에서의 사시도.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 에너지 저장 장치 제조 방법을 설명하기 위한 순서도.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명의 실시 예에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하 본 발명의 기능과 관련된 구성들과 구성들의 역할에 대하여 보다 상세히 설명하기로 한다. 여기서 본 발명의 특징이 상술한 예시들로 한정되는 것은 아니다. 즉 본 발명은 특징은 상술한 예시들뿐만 아니라 이하에서 설명하는 각 구성들의 형태 변경이나, 추가적인 기능들까지도 포함하는 형태로 이해되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 에너지 저장 장치(10)의 외관을 나타낸 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 에너지 저장 장치(10)는 상부에 배치되는 제1 외부 단자판(100), 앞뒤가 뚫린 통형으로 마련되어 제1 외부 단자판(100)의 가장자리를 감싸며 내부에 전기이중층 커패시터 형태의 커패시터 소자가 배치되는 케이스(200), 상기 제1 외부 단자판(100)과 일정 간격 이격된 위치의 케이스(200) 하단부에 배치되는 제2 외부 단자판(900)을 포함하여 구성될 수 있다.

이와 같은 구성의 에너지 저장 장치(10)는 전기이중층 커패시터가 권취형으로 마련되어 커패시터 소자를 구성하고, 이 커패시터 소자가 앞뒤가 개방된 통형의 케이스(200)의 내측에 배치된 후 케이스(200)의 앞뒤에 배치되는 제1 외부 단자판(100) 및 제2 외부 단자판(900)에 의하여 고정되는 구조를 제공한다. 이러한 구조의 본 발명의 에너지 저장 장치(10)는 케이스(200) 상단에 제1 외부 단자판(100)이 배치되며, 케이스(200) 중앙에 전해액이 주입된 커패시터 소자가 배치되고, 케이스(200) 하단에 제2 외부 단자판(900)이 배치된 상태로 형성될 수 있다.

결과적으로 본 발명의 에너지 저장 장치(10)는 케이스(200) 내측에 배치된 커패시터 소자를 앞뒤 방향에서 각각 제1 외부 단자판(100)과 제2 외부 단자판(900)이 고정 결합함으로써 커패시터 소자를 케이스(200) 내측에 견고하게 고정시킬 수 있다. 여기서 제1 외부 단자판(100)과 커패시터 소자 사이에 판재가 부착된 제1 내부 단자판이 배치되며, 제2 외부 단자판(900)과 커패시터 소자 사이에 판재가 부착된 제2 내부 단자판이 배치된다. 이에 따라 본 발명의 에너지 저장 장치(10)는 커패시터 소자와 제1 외부 단자판(100) 및 제2 외부 단자판(900)이 전기적으로 보다 견고하게 결합될 수 있는 구조를 가질 수 있다. 상술한 에너지 저장 장치(10)의 내부 구조에 대하여 도 2를 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 에너지 저장 장치(10) 내부 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 에너지 저장 장치(10)는 상측부터 제1 외부 단자판(100), 제1 내부 단자판(400), 커패시터 소자(300), 제2 내부 단자판(404), 제2 외부 단자판(900)을 포함하여 구성될 수 있다. 그리고 에너지 저장 장치(10)는 제1 외부 단자판(100)과 제1 내부 단자판(400) 사이에 배치되는 제1 탄성링(500), 제2 외부 단자판(900)과 제2 내부 단자판(404) 사이에 배치되는 제2 탄성링(502), 제1 외부 단자판(100)과 제1 내부 단자판(400)을 연결하는 제1 결합 구조물(600), 제2 외부 단자판(900)과 제2 내부 단자판(404)을 연결하는 제2 결합 구조물(602), 제1 외부 단자판(100)과 케이스(200) 사이를 절연하기 위한 제1 절연체(700), 제2 외부 단자판(900)과 케이스(200) 사이를 절연하기 위한 제2 절연체(702)를 포함할 수 있다. 그리고 본 발명의 에너지 저장 장치(10)는 케이스(200)의 개구부 커링 공정 과정에서 제1 외부 단자판(100)과 케이스(200)의 커링부(201) 간의 절연을 수행하며 케이스(200) 상부를 밀폐시키기 위한 제1 밀폐 절연링(800)과, 제2 외부 단자판(900)과 케이스(200)의 커링부(201) 간의 절연을 수행하는 케이스(200) 하부를 밀폐시키기 위한 제2 밀폐 절연링(802)을 포함할 수 있다.

이러한 본 발명의 에너지 저장 장치(10)는 도시된 바와 같이 케이스(200)의 중심부 내측에 마련된 플라스틱 보빙(310) 중 상측 중심부와 제1 외부 단자판(100)에 형성된 제1 단자판 돌출부(110)가 체결되며, 상기 플라스틱 보빙(310) 중 하측 중심부와 제2 외부 단자판(900)에 형성된 제2 단자판 돌출부(910)가 체결되어 커패시터 소자(300)를 케이스(200) 중앙에 견고하게 지지하도록 지원한다. 이에 따라 제1 외부 단자판(100)의 가장자리와 케이스(200)의 개구부 끝단이 커링 작업으로 결합되며 제2 외부 단자판(900)의 가장자리와 케이스(200)의 개구부 끝단이 커링 작업으로 결합되는 경우 케이스(200) 내측에서 커패시터 소자(300)가 보다 견고하게 고정될 수 있다. 여기서 제1 외부 단자판(100)의 제1 단자부(140) 및 제2 외부 단자판(900)의 제2 단자부(940)는 각각 특정 극성의 전극 단자 역할을 수행할 수 있다. 그리고 제1 단자부(140) 및 제2 단자부(940)는 각각 특정 극성임을 지시하기 위하여 특정 색으로 코팅될 수 있다.

상술한 구조에서 커패시터 소자(300)와 제1 외부 단자판(100)과의 보다 견고한 접촉을 위하여 커패시터 소자(300)의 상부에 제1 내부 단자판(400)을 접착하고, 제1 내부 단자판(400)과 제1 외부 단자판(100)을 제1 결합 구조물(600)을 이용하여 연결함으로써 제1 외부 단자판(100)과 커패시터 소자(300)를 보다 견고하게 체결시킬 수 있다. 특히 제1 내부 단자판(400) 상에 탄성을 가지는 도전성 판재들을 마련하고 이를 제1 외부 단자판(100)에 연결할 수 있다. 결과적으로 제1 외부 단자판(100)이 케이스(200)와 결합됨에 따라 판재들이 일정 방향으로 탄성을 제공하여 제1 외부 단자판(100)과 케이스(200)의 결합이 보다 견고하게 유지될 수 있도록 지원한다. 여기서 제1 내부 단자판(400)과 제1 외부 단자판(100) 사이에 제1 탄성링(500)을 마련함으로써 제1 내부 단자판(400)과 제1 외부 단자판(100) 사이의 유격을 줄이도록 하여, 유격으로 인해 발생할 수 있는 저항 특성 저하를 방지할 수 있다.

또한 상기 제1 외부 단자판(100)과 제1 내부 단자판(400)의 결합과 동일한 방식으로 제2 외부 단자판(900)과 제2 내부 단자판(404)이 결합될 수 있다. 그리고 제2 외부 단자판(900)과 제2 내부 단자판(404) 사이에 일정 유격 유지를 위한 제2 탄성링(502)이 배치될 수 있다. 이에 따라 본 발명의 제2 외부 단자판(900)과 제2 내부 단자판(404)은 판재들의 탄성력 작용과 케이스(200)의 커링 그리고 제2 탄성링(502)의 탄성력 작용 등 복합적인 물리력의 행사를 통하여 케이스(200) 내에 배치된 커패시터 소자(300)의 지지와 함께 내부 결합 구조 자체가 보다 견고한 강성을 가지게 된다.

여기서 상술한 구조의 본 발명의 에너지 저장 장치(10)는 제1 내부 단자판(400)을 커패시터 소자(300)의 상부에 접촉식으로 배치하더라도 제1 외부 단자판(100)과 제1 내부 단자판(400) 사이에 배치되는 판재의 탄성에 의하여 제1 내부 단자판(400)이 커패시터 소자(300)의 상부와 견밀하게 접촉되도록 유지함으로써 별도의 용접과정 수행 없이 에너지 저장 장치(10)를 제작할 수 있도록 지원한다. 동일하게 제2 내부 단자판(404) 역시 커패시터 소자(300) 하부에 별도의 용접과정 수행 없이 접촉식으로 배치되더라도 소자들 간의 전기적 접촉을 견밀하게 유지할 수 있도록 지원할 수 있다. 커패시터 소자(300)의 상부에 제1 내부 단자판(400)을 통하여 전기적으로 연결되는 제1 외부 단자판(100) 및 커패시터 소자(300)의 하부에 제2 내부 단자판(404)을 통하여 전기적으로 연결되는 제2 외부 단자판(900)은 각각 다른 극성의 전극 단자 역할을 수행할 수 있다.

한편 상기 제1 밀폐 절연링(800)과 제1 절연체(700)는 케이스(200)와 제1 외부 단자판(100) 사이에 배치되어 케이스(200) 상부와 제1 외부 단자판(100)을 절연시키는 역할을 수행한다. 특히 제1 절연체(700)는 커패시터 소자(300)의 상단 테두리 및 제1 외부 단자판(100)의 테두리를 감싸는 형상으로 마련되어 케이스(200)의 내측벽 및 제1 외부 단자판(100)의 테두리가 커패시터 소자(300)에 접촉되지 않도록 지원할 수 있다. 그리고 제1 밀폐 절연링(800)은 케이스(200)의 상단부 커링 과정에서 커링부(201)가 제1 외부 단자판(100)에 접촉되지 않도록 커링부(201)의 끝단과 접촉되며, 제1 밀폐 절연링(800)가 함께 에너지 저장 장치(10) 밀봉을 지지한다. 이러한 제1 밀폐 절연링(800)은 탄성 재질로 형성될 수 있으며, 케이스(200) 내측을 밀봉하기 위해 고무나 합성 고무 등으로 형성될 수 있다.

제2 밀폐 절연링(802)과 제2 절연체(702) 또한 케이스(200)와 제2 외부 단자판(900) 사이를 절연하는 역할을 수행하다. 이러한 제2 밀폐 절연링(802)과 제2 절연체(702)는 제2 외부 단자판(900)에 대하여 제1 밀폐 절연링(800)과 제1 절연체(700)와 동일한 역할과 기능을 수행할 수 있으며 동일 재질로 구성될 수 있다.

한편 도 2에서 커링부(201)는 좌측에만 형성된 것으로 나타내었으나 이는 커링부(201) 형성을 설명하기 위한 것으로 제1 외부 단자판(100) 및 제2 외부 단자판(900)이 배치된 후 제조 작업이 완료되는 과정에서 케이스(200)의 상부 및 하부는 모두 커링되어 제1 외부 단자판(100)과 제2 외부 단자판(900)의 테두리에 형성된 제1 밀폐 절연링(800) 및 제2 밀폐 절연링(802)과 접촉되는 커링 형상으로 마련될 수 있다.

도 3은 본 발명의 슈퍼 커패시터 기반의 에너지 저장 장치(10) 중 케이스(200) 형태의 일예에 대하여 보다 상세히 설명하기 위한 도면이다. 특히 도시된 도면은 통형의 케이스(200)를 절단한 형태를 나타낸 도면이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 케이스(200)는 앞과 뒤가 모두 개방된 제1 통형 기둥부(241)와, 제1 통형 기둥부(241)에 형성되어 제1 외부 단자판(100)이 배치된 후 커링되어 상기 제1 외부 단자판(100)의 가장자리를 고정시키는 상단 개방부(210) 및 제2 외부 단자판(900)이 배치된 후 커링되어 상기 제2 외부 단자판(900)의 가장자리를 고정시키는 하단 개방부(220), 상단 개방부(210)에 인접된 영역에 형성되는 제1 마디부(251) 및 하단 개방부(220)에 인접된 영역에 형성된 제2 마디부(252)를 포함할 수 있다. 여기서 커링되는 상단 개방부(210)와 하단 개방부(220)에는 밀폐 절연링들이 배치될 수 있다.

제1 통형 기둥부(241)는 단면이 원형 또는 타원형의 형상을 가지며 중앙이 비고 일정 길이를 가지는 파이프 형상으로 마련될 수 있다. 이 제1 통형 기둥부(241)의 높이는 커패시터 소자(300)의 높이와 제1 내부 단자판(400) 및 제2 내부 단자판(404), 제1 외부 단자판(100) 및 제2 외부 단자판(900) 두께의 높이보다 크게 형성되어, 상단과 하단이 커링 작업을 수행할 수 있도록 마련될 수 있다.

제1 마디부(250)는 제1 통형 기둥부(241)의 외벽 상단에서 내측으로 일정 깊이만큼 절곡된 형태로 마련될 수 있다. 제2 마디부(252)는 제1 통형 기둥부(241)의 외벽 하단에서 내측으로 일정 깊이만큼 절곡된 형태로 마련될 수 있다. 이러한 제1 마디부(251) 및 제2 마디부(252)는 커패시터 소자(300)와 제1 외부 단자판(100) 경계 사이 및 커패시터 소자(300)와 제2 외부 단자판(900) 경계 사이에 마련될 수 있다. 이러한 제1 마디부(251) 및 제2 마디부(252)는 제1 외부 단자판(100) 및 제2 외부 단자판(900)의 배치에 대한 참조점 역할을 수행할 수 있다.

제1 통형 기둥부(241)의 상단 및 하단 중 일정 높이는 커링 공정에 의하여 케이스(200) 중심 방향으로 휘어지게 되며, 이때 제1 통형 기둥부(241)의 상단은 제1 외부 단자판(100) 및 제1 외부 단자판(100)의 가장자리에 놓이는 제1 밀폐 절연링(800) 상에 커링될 수 있다. 그리고 제1 통형 기둥부(241)의 하단은 제2 외부 단자판(100) 및 제2 외부 단자판(100)의 가장자리에 놓이는 제2 밀폐 절연링(801) 상에 커링될 수 있다.

한편 본 발명의 케이스(200) 구조는 도 4에 도시된 바와 같이 다른 형태로 마련될 수도 있다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 케이스(200)는 앞과 뒤가 모두 개방된 제2 통형 기둥부(242)와, 제2 통형 기둥부(242)에 형성된 상단 개방부(210) 및 하단 개방부(220)를 포함하며, 제2 통형 기둥부(242)는 제1 길이를 가지는 내측벽(42)과, 내측벽(42)과 밀착되어 형성되며 내측벽(42)의 제1 길이보다 길게 형성되는 외측벽(41)을 포함할 수 있다. 여기서 내측벽(42)보다 길게 형성된 외측벽(41)은 상단 개방부(210) 및 하단 개방부(220)를 형성하며, 추후 커링 공정 과정에서 커링되어 커링부를 형성한다. 내측벽(42)과 외측벽(41)에 의하여 제2 통형 기둥부(242) 내측에는 상측 및 하측에 각각 단차진 형상이 마련될 수 있다. 내측벽(42)과 외측벽(41)을 각각 구분된 형상으로 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 케이스(200)는 일정 두께를 가지며 단면이 원형을 형성하는 측벽과, 상기 측벽의 상단 및 하단에 각각 측벽보다 얇은 두께를 가지는 원통형의 상단부 및 하단부가 마련되는 형태로 구성될 수 도 있다.

도 5는 본 발명의 슈퍼 커패시터 기반의 에너지 저장 장치(10)에 적용되는 커패시터 소자(300)를 보다 상세히 나타낸 사시도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 커패시터 소자(300)는 양극판(340), 음극판(350), 분리판(330)들이 각각 적층된 상태에서 중앙에 배치된 플라스틱 보빙(310)을 중심으로 권취된 형태로 구성될 수 있다. 이때 상측에는 분리판(330)이 배치된 후 다음으로 음극판(350), 그리고 다시 분리판(330) 이후 양극판(340)이 적층된 판재 구조물을 플라스틱 보빙(310)을 중심으로 권취시켜 커패시터 소자(300)가 구성될 수 있다. 여기서 분리판(330)은 양극판(340)과 음극판(350)을 전기적으로 각각 절연시키면서 전해액이 투과될 수 있는 구조물이 될 수 있다.

추가로 커패시터 소자(300)는 권취된 원통형 상단을 일정 높이만큼 덮는 제1 덮개(360)와 하단을 일정 높이만큼 덮는 제2 덮개(370)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서 제1 덮개(360)는 권취된 원통형 커패시터 소자(300)의 적어도 한 지점의 양극판(340) 예를 들면 양극판(340) 상부와 접촉되며, 제2 덮개(370)는 권취된 원통형 커패시터 소자(300)의 적어도 한 지점의 음극판(350) 예를 들면 음극판(350) 상부와 접촉된다. 이 과정에서 양극판(340) 및 음극판(350)과의 접촉은 레이저 용접 등으로 형성될 수 있다. 결과적으로 제1 덮개(360)는 커패시터 소자(300)의 양극 리드 역할을 수행하며 제2 덮개(370)는 커패시터 소자(300)의 음극 리드 역할을 수행할 수 있다. 또는 설계자의 설계 방식이나 커패시터 소자(300) 배치 형태에 따라 반대 극성 리드 역할을 수행할 수도 있다. 제1 덮개(360)는 상부에 배치되는 제1 내부 단자판(400)의 일면과 접촉되며, 제2 덮개(370)는 하부에 배치되는 제2 내부 단자판(404)의 일면과 접촉될 수 있다.

한편 권취된 원통형 커패시터 소자(300)는 양극판(340)의 상단부가 음극판(350)보다 상측으로 돌출될 수 있도록 그리고 음극판(350)의 하단부가 양극판(340)보다 하측으로 돌출될 수 있도록 서로 일정 간격 비틀린 형태로 적층되는 판재 구조물이 될 수도 있다. 이에 따라 권취된 원통형 커패시터 소자(300) 상측에 형성되는 제1 덮개(360)는 양극판(340)과 보다 용이하게 접촉 또는 용접될 수 있으며, 제2 덮개(370)는 음극판(350)과 보다 용이하게 접촉 또는 용접될 수 있다.

도 6 및 도 7은 본 발명의 슈퍼 커패시터 기반의 에너지 저장 장치(10)에 적용되는 제1 외부 단자판(100)을 보다 상세히 나타낸 도면들이다. 여기서 제1 외부 단자판(100)은 실질적으로 본 발명의 제2 외부 단자판(900)과 동일한 형상으로 마련될 수 있다. 이에 따라 제2 외부 단자판(900)에 대한 상세한 설명은 제1 외부 단자판(100)의 설명으로 대체하기로 한다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 제1 외부 단자판(100)은 제1 직경과 일정 두께를 가지며 형성되는 제1 원판부(120), 제1 원판부(120)보다 작은 제2 직경과 일정 두께를 가지며 제1 원판부(120) 상에 형성되는 제2 원판부(130), 제2 원판부(130) 상에 형성되는 단자부(140), 제1 원판부(120)의 중심에서 상기 단자부(140)가 배치된 방향과 반대 방향쪽으로 돌출되는 제1 단자판 돌출부(110)를 포함하여 형성될 수 있다.

제1 원판부(120)는 케이스(200)의 상단 개방부(210) 직경과 유사한 제1 직경과 모양 예를 들면 원판형 또는 타원판형으로 형성될 수 있다. 케이스(200)의 상단 개방부(210)가 사각형이나 삼각형 등의 다각형으로 형성되는 경우 제1 원판부(120)도 상단 개방부(210)에 대응하는 다각형의 형상으로 형성될 수 있다. 이러한 제1 원판부(120)는 일정 두께를 가지며 형성되며 상단 가장자리에는 제1 밀폐 절연링(800)이 놓인다. 여기서 제1 밀폐 절연링(800)은 일정 두께를 가지는 띠 형상을 가지며 제1 원판부(120)에 놓이는 면 및 대향된 면이 각각 평평하게 형성될 수 있다. 제1 원판부(120)의 배면에는 제1 탄성링(500)이 배치될 수 있는 링홈(150)이 중심에서 일정 간격 이격된 위치에 마련될 수 있다.

제1 원판부(120)와 동일한 중심을 가지되 제1 원판부(120)의 제1 직경 보다 작은 제2 직경으로 형성되는 제2 원판부(130)는 제1 원판부(120)와 단차를 형성한다. 이 단차에는 앞서 언급한 제1 밀폐 절연링(800)이 놓일 수 있다. 제2 원판부(130)의 두께는 제1 원판부(120) 두께와 유사한 두께를 가질 수 있다.

제1 단자부(140)는 제2 원판부(130)와 동일한 중심과 유사한 두께를 가지되 제2 원판부(130)의 제2 직경보다 작은 직경을 가지는 제11 단자부(141), 제11 단자부(141)와 동일한 중심을 가지며 제11 단자부(141) 상측에서 일정 높이를 가지며 형성되는 제12 단자부(142)를 포함한다. 여기서 제11 단자부(141)는 전극 단자 역할을 수행할 수 있다. 제12 단자부(142)는 일정 높이를 가지며 형성될 수 있다.

제1 원판부(120) 배면 중심에 마련된 제1 단자판 돌출부(110)는 제1 원판부(120)와 동일한 중심에서 일정 직경과 높이를 가지며 형성되는 받침부(111)와, 받침부(111)의 끝단부로부터 직경이 점진적으로 줄어드는 형상의 원뿔(112), 원뿔(112)의 꼭지에 형성된 꼭지부(113)를 포함할 수 있다. 꼭지부(113)와 원뿔(112)의 일부는 커패시터 소자(300)의 중심부에 마련된 플라스틱 보빙(310)과 접촉되어 커패시터 소자(300)를 고정시키는 역할을 수행한다. 여기서 플라스틱 보빙(310)의 중심부에는 홈이 형성될 수 있으며, 이 홈은 다수의 면 예를 들면 사각면이나 육각면을 가지는 형태로 마련될 수 있다. 이에 따라 꼭지부(113) 역시 다수의 면을 가지는 홈의 형상에 대응하는 형상 예를 들면 사각 기둥이나 육각 기둥 형상으로 마련될 수 있다.

제1 원판부(120)의 배면 일측에는 적어도 한 곳 이상의 나사홈(160)이 마련될 수 있다. 이 나사홈(160)은 제1 결합 구조물(600)과 결합되는 구성이다. 나사홈(160)은 제1 내부 단자판(400)에 형성되는 판재와 접촉되어 제1 내부 단자판(400)과 제1 외부 단자판(100)을 전기적으로 연결할 수 있다.

상술한 본 발명의 제1 외부 단자판(100)은 제1 단자판 돌출부(110)와 기타 원판부들 및 제1 단자부(140)가 모두 일체형으로 형성될 수 있다. 이에 따라 본 발명은 제1 외부 단자판(100) 제조를 간단히 할 수 있으며 대량 생산이 가능하도록 지원할 수 있다. 또한 본 발명의 제2 외부 단자판(900)은 실질적으로 제1 외부 단자판(100)과 동일한 형상으로 제작될 수 있음으로, 별도의 제2 외부 단자판(900) 제작을 위한 제조 장치나 제조 공정 없이 하나의 형상을 가지는 외부 단자판을 제조하여 제1 외부 단자판(100) 및 제2 외부 단자판(900)으로 각각 사용할 수 있어 제조 공정을 보다 단순화할 수 있다.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 슈퍼 커패시터 기반의 에너지 저장 장치(10)에 적용되는 제1 내부 단자판(400)의 일 형태를 나타낸 도면이다. 여기서 본 발명의 제1 내부 단자판(400)은 실질적으로 제2 내부 단자판(404)과 동일한 형상으로 마련될 수 있으므로, 이하에서는 제2 내부 단자판(404)의 상세한 설명은 제1 내부 단자판(400)의 설명으로 대체하기로 한다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 제1 내부 단자판(400)의 일 형태는 일정 두께의 원형 판재부(410), 원형 판재부(410) 상에 일정 간격을 가지며 배치된 적어도 하나의 판재(420)들을 포함할 수 있다.

원형 판재부(410)는 일정 두께와 직경을 가지되 제1 외부 단자판(100)의 제1 원판부(120) 또는 제2 원판부(130)의 직경보다 작은 직경을 가지는 형태로 마련될 수 있다. 원형 판재부(410)의 중심부는 관통홀(430)이 마련될 수 있다. 이 관통홀(430)은 커패시터 소자(300)의 중심부를 노출시키기 위한 것이며, 제1 외부 단자판(100)의 제1 단자판 돌출부(110)가 삽입되는 영역이다. 이를 위하여 관통홀(430)의 크기는 커패시터 소자(300)의 중심부를 노출시키면서 제1 단자판 돌출부(110)가 삽입될 수 있는 구경으로 형성될 수 있다.

원형 판재부(410)의 중심부외의 적어도 한 곳에 원형 판재부(410)의 전면 및 후면을 관통하는 관통부(450)들이 마련될 수 있다. 이 관통부(450)들은 관통홀(430)을 중심으로 대칭되는 형상으로 마련될 수 있다. 관통부(450)들의 배치를 통하여 제1 내부 단자판(400)의 무게를 저감시킬 수 있다. 또한 원형 판재부(410)의 테두리에는 적어도 한 곳 이상에서 외부로 개구된 판재홈(440)들이 마련될 수 있다. 도면에서는 4 곳에 판재홈(440)들이 마련되는 것을 예시로 하여 나타내었다. 판재홈(440)은 반원형 또는 "ㄷ"자 형상으로 형성될 수 있다.

판재(420)들은 일정 폭과 길이를 가지며 개구된 판재홈(440)의 양측부를 잇는 띠 형태로 마련될 수 있으며, 구부러질 경우 탄성을 가지는 재질로 구성될 수 있고 제1 외부 단자판(100)과의 접촉을 위하여 도전성 재질로 형성될 수 있다. 이에 따라 판재홈(440)들이 4곳에 마련되는 경우 판재(420)들은 각 판재홈(440)들에 대응하여 4개가 마련될 수 있다. 또는 판재홈(440)은 두 곳에 마련될 수도 있다. 이러한 판재(420)들은 판재홈(440)의 개구부를 형성하는 날개 양측부 중 일측부에 고정되는 고정부(421)와, 고정부(421)로부터 일정 기울기만큼 꺽인 상태로 원형 판재부(410)의 표면으로부터 이격되는 꺽임부(422), 꺽임부(422) 끝단에서 고정부(421)와 나란한 방향으로 배치되는 연결부(423)를 포함하여 구성될 수 있다. 이에 따라 연결부(423)는 원형 판재부(410)로부터 일정 높이만큼 이격된 위치에 배치되며 이때 연결부(423)의 배치 위치는 판재홈(440)이 배치된 위치와 나란하게 배치될 수 있다. 이 연결부(423)는 결합 구조물(600)에 의하여 제1 외부 단자판(100) 일측과 결합할 수 있다. 특히 연결부(423)는 결합 구조물(600)를 통하여 제1 외부 단자판(100)에 형성된 나사홈(160)과 접촉될 수 있다. 이를 위하여 연결부(423)의 중심부는 결합 구조물(600)가 관통될 수 있는 홀이 형성될 수 있다.

한편 본 발명의 제1 내부 단자판(400)은 도 9에 도시된 다른 형태로 구성될 수도 있다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 제1 내부 단자판(400)의 다른 형태는 일정 두께의 원형 판재부(410), 원형 판재부(410) 상에 일정 간격을 가지며 배치되데 원형 판재부(410)의 중심에서 바깥쪽 방향으로 배치되는 적어도 하나의 판재(420)들을 포함할 수 있다. 여기서 원형 판재부(410)는 앞서 도 8에서 설명한 형상과 동일한 형상으로 마련될 수 있다. 즉 원형 판재부(410)에는 앞서 도 8에서 설명한 바와 같이 중앙에 관통홀(430)이 형성되고, 관통홀(430)이 형성된 주변 영역에 다수의 관통부(450)들이 마련될 수 있다. 그리고 원형 판재부(410)는 가장자리 일부가 제거되어 형성되는 판재홈(440)이 마련될 수 있다.

한편 본 발명의 다른 형태의 판재(420)들은 판재홈(440)을 형성하는 인접 영역들 중 판재홈(440)의 개구된 영역을 형성하는 날개 양측부의 중앙 영역에 고정된 고정부(421), 고정부(421)로부터 원형 판재부(410)의 상측 방향으로 일정 기울기를 가지며 이격되는 꺽임부(422), 꺽임부(422) 끝단에서 고정부(421)와 나란한 방향으로 형성되는 연결부(423)를 포함할 수 있다. 여기서 연결부(423)는 제1 외부 단자판(100)에 형성된 나사홈(160)과 결합 구조물(600)를 통하여 결합되는 구성이다.

한편 상술한 고정부(421)는 제1 내부 단자판(400)에 용접에 의해서 고정되거나 또는 전도성 접착제에 의하여 접착될 수 있다. 제1 내부 단자판(400)에 형성되는 구성들 즉 원형 판재부(410)와 판재(420)들은 모두 전기 전도성 재질로 형성될 수 있다. 상술한 제1 외부 단자판(100)과 제1 내부 단자판(400)의 결합에 대하여 이하 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 10 및 도 11은 본 발명의 제1 내부 단자판(400)과 제1 외부 단자판(100)의 결합 상태를 나타낸 도면이다. 여기서 제1 내부 단자판(400)과 제1 외부 단자판(100)의 결합 형태는 제2 내부 단자판(404)과 제2 외부 단자판(900)의 결합 형태와 동일하게 구성될 수 있다. 이에 따라 이하에서는 내부 단자판과 외부 단자판 간의 결합 형태에 대하여 제1 내부 단자판(400)과 제1 외부 단자판(100)의 결합 형태만을 대표로하여 설명하기로 한다.

도 10 및 도 11을 참조하면, 본 발명의 제1 외부 단자판(100)에 형성된 제1 단자판 돌출부(110)는 제1 내부 단자판(400)의 원형 판재부(410) 중심에 형성된 관통홀(430)에 삽입되는 형태로 배치될 수 있다. 이때 제1 내부 단자판(400)과 제1 외부 단자판(100) 사이에는 제1 탄성링(500)이 배치되어 제1 내부 단자판(400)과 제1 외부 단자판(100) 사이가 일정 간격 이상을 유지하도록 지원할 수 있다. 이 제1 탄성링(500)은 제1 외부 단자판(100)의 제1 원판부(120) 배면에 형성된 링홈(150)에 일부가 안착될 수 있다.

한편 제1 내부 단자판(400)에 형성된 판재(420) 중 연결부(423)들은 중앙에 홀이 형성될 수 있으며, 제1 결합 구조물(600) 예를 들면 나사 일부가 연결부(423)의 중앙 홀(401)을 관통한 후 제1 외부 단자판(100)에 형성된 나사홈(160)에 삽입 고정될 수 있다. 이때 제1 결합 구조물(600)은 제1 내부 단자판(400)에 형성된 판재홈(440)을 통하여 연결부(423)의 중앙에 형성된 홀(401) 및 나사홈(160)에 결합될 수 있다.

제1 내부 단자판(400)의 배면에는 도시된 바와 같이 삼각형 형상의 요철부(402)가 마련될 수 있다. 이 요철부(402)는 커패시터 소자(300)의 제1 덮개(360)와 전기적으로 접속되는 구성이다. 요철부(402)가 제1 내부 단자판(400)으로부터 일정 높이만큼 돌출됨으로써 제1 내부 단자판(400)은 제1 덮개(360)와 보다 정확히 접촉될 수 있도록 지원한다. 요철부(402)는 제1 내부 단자판(400) 중앙에 형성된 관통홀(430)에서 바깥쪽 방향 예를 들면 판재홈(440) 방향으로 형성될 수 있으며, 위치 또한 관통홀(430)과 판재홈(440) 사이에 형성될 수 있다.

도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 에너지 저장 장치(10)의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 12를 참조하면, 본 발명의 에너지 저장 장치(10) 제조 방법은 먼저, S101 단계에서 전해액이 함침된 권취형의 커패시터 소자(300)를 마련한다. 이 커패시터 소자(300)는 중앙에 관 형태의 플라스틱 보빙(310)이 마련되며, 플라스틱 보빙(310)을 중심으로 극판과 분리판이 권취된 형태로 구성될 수 있다.

다음으로 S103 단계에서 제1 내부 단자판(400)에 제1 외부 단자판(100)을 연결하며, 제2 내부 단자판(404)에 제2 외부 단자판(900)을 연결한다. 이 단계에서 제1 외부 단자판(100)과 제1 내부 단자판(400) 사이에 제1 탄성링(500)을 배치시킬 수 있으며, 또한 제2 외부 단자판(900)과 제2 내부 단자판(404) 사이에 제2 탄성링(502)을 배치시킬 수 있다. 그리고 제1 내부 단자판(400) 및 제1 외부 단자판(100) 연결 과정에서 제1 내부 단자판(400)에 형성된 적어도 하나의 판재(420)들을 제1 외부 단자판(100)에 형성된 나사홈(160)에 연결한다. 동일한 방식으로 제2 내부 단자판(404) 및 제2 외부 단자판(900) 연결 과정에서 제2 내부 단자판(404)에 배치된 판재(420)들의 연결부(423)를 결합 구조물(600)을 이용하여 제2 외부 단자판(900)의 나사홈에 결합시킬 수 있다.

이후 S105 단계에서 커패시터 소자(300)의 상부 및 하부에 제1 내부 단자판(400) 및 제2 내부 단자판(404)을 배치시킨다. 특히 커패시터 소자(300)의 제1 덮개(360)에 제1 내부 단자판(400)을 접촉시키며, 제2 덮개(370)에 제2 내부 단자판(404)을 접촉시킨다. 이때 내부 단자판들의 유동을 방지하기 위하여 전도성 접착제가 이용될 수 있다.

커패시터 소자(300)의 상부 및 하부에 각각 제1 내부 단자판(400)과 제1 외부 단자판(100) 그리고 제2 내부 단자판(404)과 제2 외부 단자판(900)이 결합된 내부 모듈이 마련되면, S107 단계에서 이 내부 모듈을 앞 및 뒤가 개방된 케이스(200) 내측으로 삽입한다. 이때 내부 모듈 특히 커패시터 소자(300)가 케이스(200) 중앙에 배치되도록 삽입할 수 있다.

삽입이 완료되면, S109 단계에서 제1 외부 단자판(100) 또는 제2 외부 단자판(900) 중 어느 하나가 배치된 케이스(200) 개방부를 우선하여 커링 작업을 수행하고 나머지 개방부의 커링 작업을 수행할 수 있다. 여기서 커패시터 소자(300)가 케이스(200) 중앙에 정밀하게 위치하도록 작업하기 위하여 상단 개방부(210) 및 하단 개방부(220)를 동시에 커링할 수 있다. 커링 과정에서 케이스(200)의 상단 개방부(210) 및 하단 개방부(220)의 밀봉을 위하여 제1 외부 단자판(100)의 테두리에 제1 밀폐 절연링(800)을 배치하며, 제2 외부 단자판(900)의 테두리에 제2 밀폐 절연링(802)을 배치시킬 수 있다. 또한 제1 외부 단자판(100)과 케이스(200) 사이의 절연을 위하여 제1 절연체(700)를 해당 위치에 배치시킬 수 있으며, 이와 유사하게 제2 외부 단자판(900)과 케이스(200) 사이의 절연을 위하여 제2 절연체(702)를 해당 위치에 배치시킬 수 있다.

상술한 바와 같은 구조를 가지는 본 발명의 에너지 저장 장치(10) 제조 방법은 먼저 커패시터 소자(300)의 상부 및 하부에 각각 내부 단자판과 내부 단자판이 체결된 내부 모듈을 구성하고 이를 앞뒤가 개방된 케이스(200)에 삽입하여 밀봉함으로써 보다 쉽게 장치 제조를 수행하면서도 장치의 커패시터 소자(300)의 결합 구조를 견고하게 유지하도록 지원할 수 있다. 한편, 본 발명의 케이스(200) 외벽은 설계자 의도에 따라 절연물질로 코팅될 수 있다.

이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시 예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시 예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 균등론에 따라 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.

10 : 에너지 저장 장치
100, 900 : 외부 단자판
200 : 케이스
300 : 커패시터 소자
400, 404 : 내부 단자판
500, 502 ; 탄성링
600, 502 : 결합 구조물
700, 702 : 절연체
800, 802 : 밀폐 절연링

Claims (13)

1. 전기이중층 커패시터가 권취형으로 형성된 커패시터 소자;
   상기 커패시터 소자의 상부와 전기적으로 접속되는 제1 내부 단자판;
   상기 제1 내부 단자판과 전기적으로 접속되며 상기 커패시터 소자의 중심부 상측에 체결되는 제1 단자판 돌출부가 형성되는 제1 외부 단자판;
   상기 커패시터 소자의 하부와 전기적으로 접속되는 제2 내부 단자판;
   상기 제2 내부 단자판과 전기적으로 접속되며 상기 커패시터 소자의 중심부 하측에 체결되는 제2 단자판 돌출부가 형성되는 제2 외부 단자판;
   앞뒤가 개방되어 상기 커패시터 소자가 내측에 배치되고 커링 공정으로 상기 제1 외부 단자판 및 제2 외부 단자판의 가장자리를 감싸는 케이스; 를 포함하고,
   상기 제1 내부 단자판 및 제2 내부 단자판은
   일정 두께와 직경을 가지는 원형 판재부;
   상기 원형 판재부 중심에서 상기 제1 단자판 돌출부 또는 제2 단자판 돌출부가 관통하도록 형성된 관통홀;
   상기 원형 판재부 전면 일측 중 적어도 한 곳에 연결되면서 전면으로부터 일정 높이만큼 꺽여진 형상으로 마련되는 일정 폭과 길이를 가지는 적어도 하나의 판재;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 개선된 결합 구조를 가지는 에너지 저장 장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 판재를 관통하여 상기 판재를 상기 제1 외부 단자판 및 제2 외부 단자판에 형성된 나사홈에 연결시키는 제1 결합 구조물 및 제2 결합 구조물;
   을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 개선된 결합 구조를 가지는 에너지 저장 장치.
4. 전기이중층 커패시터가 권취형으로 형성된 커패시터 소자;
   상기 커패시터 소자의 상부와 전기적으로 접속되는 제1 내부 단자판;
   상기 제1 내부 단자판과 전기적으로 접속되며 상기 커패시터 소자의 중심부 상측에 체결되는 제1 단자판 돌출부가 형성되는 제1 외부 단자판;
   상기 커패시터 소자의 하부와 전기적으로 접속되는 제2 내부 단자판;
   상기 제2 내부 단자판과 전기적으로 접속되며 상기 커패시터 소자의 중심부 하측에 체결되는 제2 단자판 돌출부가 형성되는 제2 외부 단자판;
   앞뒤가 개방되어 상기 커패시터 소자가 내측에 배치되고 커링 공정으로 상기 제1 외부 단자판 및 제2 외부 단자판의 가장자리를 감싸는 케이스; 를 포함하고,
   상기 제1 내부 단자판과 상기 제1 외부 단자판 사이에 배치되어 상기 제1 내부 단자판과 상기 제1 외부 단자판이 일정 유격을 유지하도록 지원하는 제1 탄성링;
   상기 제2 내부 단자판과 상기 제2 외부 단자판 사이에 배치되어 상기 제2 내부 단자판과 상기 제2 외부 단자판이 일정 유격을 유지하도록 지원하는 제2 탄성링;
   을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 개선된 결합 구조를 가지는 에너지 저장 장치.
5. 제1항 또는 제4항에 있어서,
   상기 케이스는
   앞뒤가 개방되며 일정 직경을 가지고 상기 커패시터 소자가 수납되는 통형 기둥부;
   상기 통형 기둥부의 상단에 형성되며 상기 제1 외부 단자판 배치 후 커링되어 상기 제1 외부 단자판을 고정시키는 상단 개방부;
   상기 통형 기둥부의 하단에 형성되며 상기 제2 외부 단자판 배치 후 커링되어 상기 제2 외부 단자판을 고정시키는 하단 개방부;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 개선된 결합 구조를 가지는 에너지 저장 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제1 외부 단자판 및 제2 외부 단자판은
   상기 상단 및 하단 개방부와 유사한 제1 직경을 가지며 일정 두께로 형성되는 제1 원판부;
   상기 제1 원판부 상에 형성되며 상기 제1 직경보다 작은 제2 직경을 가지며 형성되는 제2 원판부;
   상기 제2 원판부와 동일한 중심을 가지며 일정 높이만큼 돌출되어 형성되는 단자부;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 개선된 결합 구조를 가지는 에너지 저장 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 제1 외부 단자판 및 제2 외부 단자판의 제1 원판부와 상기 제2 원판부 간에 형성되는 단차에 각각 배치되는 밀폐 절연링들;
   을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 개선된 결합 구조를 가지는 에너지 저장 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 통형 기둥부의 상단과 상기 제1 외부 단자판 사이를 절연하는 제1 절연체;
   상기 통형 기둥부의 하단과 상기 제2 외부 단자판 사이를 절연하는 제2 절연체;
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 개선된 결합 구조를 가지는 에너지 저장 장치.
9. 전기이중층 커패시터가 권취형으로 형성된 커패시터 소자를 마련하는 단계;
   제1 단자판 돌출부가 형성된 제1 외부 단자판을 제1 내부 단자판과 전기적으로 접속시키며 제2 단자판 돌출부가 형성된 제2 외부 단자판을 상기 제2 내부 단자판과 전기적으로 접속시키는 단계;
   상기 제1 내부 단자판이 연결된 제1 외부 단자판과 상기 제2 내부 단자판이 연결된 제2 외부 단자판을 상기 커패시터 소자의 상하부에 각각 배치하면서 앞뒤가 개방된 케이스 내측에 배치시키는 단계;
   상기 케이스 개방부들을 커링시키는 단계; 를 포함하고,
   상기 제1 내부 단자판 및 제2 내부 단자판을 상기 제1 외부 단자판 및 제2 외부 단자판에 전기적으로 접속시키는 단계는
   상기 제1 내부 단자판 및 제2 내부 단자판 전면 중 적어도 한 곳에 일정 폭과 길이를 가지는 판재들을 고정시키는 단계;
   상기 판재들의 일부를 굽혀 상기 제1 내부 단자판 및 제2 내부 단자판 전면으로부터 일정 높이만큼 이격되도록 배치시키는 단계;
   상기 일정 높이만큼 이격된 판재의 끝단을 결합 구조물을 이용하여 상기 제1 외부 단자판 및 제2 외부 단자판에 형성된 나사홈에 각각 결합시키는 단계;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 개선된 결합 구조를 가지는 에너지 저장 장치 제조 방법.
10. 삭제
11. 전기이중층 커패시터가 권취형으로 형성된 커패시터 소자를 마련하는 단계;
    제1 단자판 돌출부가 형성된 제1 외부 단자판을 제1 내부 단자판과 전기적으로 접속시키며 제2 단자판 돌출부가 형성된 제2 외부 단자판을 상기 제2 내부 단자판과 전기적으로 접속시키는 단계;
    상기 제1 내부 단자판이 연결된 제1 외부 단자판과 상기 제2 내부 단자판이 연결된 제2 외부 단자판을 상기 커패시터 소자의 상하부에 각각 배치하면서 앞뒤가 개방된 케이스 내측에 배치시키는 단계;
    상기 케이스 개방부들을 커링시키는 단계; 를 포함하고,
    상기 제1 외부 단자판과 상기 제1 내부 단자판 사이에 탄성을 가지며 일정 두께를 가지는 제1 탄성링을 배치하는 단계;
    상기 제2 외부 단자판과 상기 제2 내부 단자판 사이에 탄성을 가지며 일정 두께를 가지는 제2 탄성링을 배치하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 개선된 결합 구조를 가지는 에너지 저장 장치 제조 방법.
12. 제9항 또는 제11항에 있어서,
    상기 제1 외부 단자판의 가장자리 영역에 제1 밀폐 절연링을 배치하는 단계 및 상기 케이스 상단부 내측과 상기 제1 외부 단자판 사이에 제1 절연체를 배치하는 단계를 상기 케이스 상단부의 커링 단계 이전에 수행하는 단계;
    상기 제2 외부 단자판의 가장자리 영역에 제2 밀폐 절연링을 배치하는 단계 및 상기 케이스 상단부 내측과 상기 제2 외부 단자판 사이에 제2 절연체를 배치하는 단계를 상기 케이스 상단부의 커링 단계 이전에 수행하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 개선된 결합 구조를 가지는 에너지 저장 장치 제조 방법.
13. 제9항 또는 제11항에 있어서,
    상기 케이스 개방부들을 커링시키는 단계는
    상기 케이스의 개방부들을 동시 커링시키는 단계인 것을 특징으로 하는 개선된 결합 구조를 가지는 에너지 저장 장치 제조 방법.

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