KR101416809B1 - 단자판 및 그를 이용한 에너지 저장 장치 - Google Patents

단자판 및 그를 이용한 에너지 저장 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101416809B1
KR101416809B1 KR1020120114026A KR20120114026A KR101416809B1 KR 101416809 B1 KR101416809 B1 KR 101416809B1 KR 1020120114026 A KR1020120114026 A KR 1020120114026A KR 20120114026 A KR20120114026 A KR 20120114026A KR 101416809 B1 KR101416809 B1 KR 101416809B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
terminal plate
terminal
gas
case body
plate
Prior art date
Application number
KR1020120114026A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20140051497A (ko
Inventor
유육성
Original Assignee
비나텍주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 비나텍주식회사 filed Critical 비나텍주식회사
Priority to KR1020120114026A priority Critical patent/KR101416809B1/ko
Publication of KR20140051497A publication Critical patent/KR20140051497A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101416809B1 publication Critical patent/KR101416809B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/74—Terminals, e.g. extensions of current collectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/66—Current collectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/78—Cases; Housings; Encapsulations; Mountings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/004—Details
    • H01G9/08—Housing; Encapsulation
    • H01G9/12—Vents or other means allowing expansion

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Gas Exhaust Devices For Batteries (AREA)

Abstract

본 발명은 단자판 및 그를 이용한 에너지 저장 장치에 관한 것으로, 봉합된 케이스로부터 전해액의 누액 발생을 억제할 수 있는 안정적인 기밀성을 제공하기 위한 것이다. 본 발명에 따른 단자판은 제1 단자판, 제2 단자판, 제1 봉합 부재 및 제2 봉합 부재를 포함한다. 제1 단자판은 일면에서 돌출되게 전극 단자가 형성되어 있다. 제2 단자판은 제1 단자판의 일면 위에 위치하며, 외곽이 제1 단자판의 가장자리 부분을 덮는 링 형태를 갖는다. 제1 봉합 부재는 제1 및 제2 단자판 사이에 개재되어 제1 및 제2 단자판을 서로 이격되게 접합시킨다. 제2 봉합 부재는 제2 단자판 아래의 제1 단자판의 테두리면에 결합된다.

Description

단자판 및 그를 이용한 에너지 저장 장치{Terminal plate and energy storage device using the same}
본 발명은 에너지 저장 장치 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 안정적인 기밀성을 제공하는 케이스 본체 봉합용 단자판 및 그를 이용한 에너지 저장 장치에 관한 것이다.
각종 휴대용 전자기기를 비롯하여 전기자동차 등은 전원 공급 장치가 요구되는 시스템이나, 순간적으로 발생하는 과부하를 조절 또는 공급하는 시스템을 위한 에너지 저장 장치도 요구되고 있으며, 이러한 에너지 저장 장치로 Ni-MH 전지, Ni-Cd 전지, 납축전지 및 리튬이차전지와 같은 이차전지와, 높은 출력 밀도를 가지면서 충방전 수명이 무제한에 가까운 슈퍼 커패시터, 알루미늄 전해 커패시터 및 세라믹 커패시터 등이 있다.
특히 슈퍼 커패시터는 전기이중층 커패시터(EDLC; Electric Double Layer Capacitor), 유사 커패시터(pseudo capacitor), 리튬 이온 커패시터와 같은 하이브리드 커패시터(hybrid capacitor) 등이 있다.
여기서 전기이중층 커패시터는 서로 다른 상의 계면에 형성된 전기이중층에서 발생하는 정전하현상을 이용한 커패시터로서, 에너지 저장 메커니즘이 화학반응에 의존하는 배터리에 비하여 충방전 속도가 빠르고 충방전 효율이 높으며 사이클 특성이 월등하여 백업 전원에 광범위하게 사용되며, 향후 전기자동차의 보조전원으로서의 가능성도 무한하다.
유사 커패시터는 전극과 전기화학 산화물의 산화-환원 반응을 이용하여 화학 반응을 전기적 에너지로 전환하여 저장하는 커패시터이다. 유사 커패시터는 전기이중층 커패시터가 전기화학 이중층형 전극 표면에 형성된 이중층에만 전하를 저장하는 데 비하여 전극 재료의 표면 근처까지 전하를 저장 할 수 있어 저장 용량이 전기이중층 커패시터에 비하여 약 5배정도 크다. 금속산화물 전극재료로는 RuOx, IrOx, MnOx 등이 사용되고 있다.
그리고 리튬 이온 커패시터는 기존 전기이중층 커패시터의 고출력 및 장수명 특성과, 리튬 이온 전지의 고에너지밀도를 결합한 새로운 개념의 이차전지 시스템이다. 전기이중층 내 전하의 물리적 흡착반응을 이용하는 전기이중층 커패시터는 우수한 출력특성 및 수명특성에도 불구하고 낮은 에너지밀도 때문에 다양한 응용분야에 적용이 제한되고 있다. 이러한 전기이중층 커패시터의 문제점을 해결하는 수단으로서 음극 활물질로서 리튬 이온을 삽입 및 탈리할 수 있는 탄소계 소재를 이용하는 리튬 이온 커패시터가 제안되었으며, 리튬 이온 커패시터는 이온화 경향이 큰 리튬 이온을 음극에 미리 도핑하여 음극의 전위를 대폭적으로 낮출 수 있고, 셀 전압도 종래의 전기이중층 커패시터의 2.5 V 대비 크게 향상된 3.8 V 이상의 고전압 구현이 가능하며 높은 에너지 밀도를 발현할 수 있다.
이러한 슈퍼 커패시터의 기본적인 구조는 다공성 전극과 같이 표면적이 상대적으로 큰 전극, 전해질, 집전체(current collector), 연질의 분리막(separator)으로 이루어져 있으며, 단위 셀 전극의 양단에 수 볼트의 전압을 가해 전해질 내의 이온들이 전기장을 따라 이동하여 전극 표면에 흡착되어 발생되는 전기 화학적 메카니즘을 작동원리로 한다. 이러한 셀은 금속 또는 플라스틱 재질의 케이스에 봉합되고, 외부에 양극 및 음극 단자가 노출된 구조를 갖는다.
이와 같은 에너지 저장 장치는 셀이 케이스에 봉합된 구조를 갖지만, 액상의 전해질을 사용하기 때문에, 전해질의 누액에 따른 문제의 발생 소지를 항상 안고 있다. 특히 관형의 케이스 본체에 셀이 수납된 후, 수납된 공간을 단자판으로 봉합할 때, 케이스 본체와 단자판의 경계 부분에서 전해질의 누액이 발생될 우려가 크다.
따라서 본 발명의 목적은 케이스에 봉합된 액상의 전해질의 누액 발생을 억제할 수 있도록 안정적인 기밀성을 제공하는 케이스 본체 봉합용 단자판 및 그를 이용한 에너지 저장 장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 제1 단자판, 제2 단자판, 제1 봉합 부재 및 제2 봉합 부재를 포함하는 에너지 저장 장치용 단자판을 제공한다. 상기 제1 단자판은 일면에서 돌출되게 전극 단자가 형성된다. 상기 제2 단자판은 상기 제1 단자판의 일면 위에 위치하며, 외곽이 상기 제1 단자판의 가장자리 부분을 덮는 링 형태를 갖는다. 상기 제1 봉합 부재는 상기 제1 및 제2 단자판 사이에 개재되어 상기 제1 및 제2 단자판을 서로 이격되게 접합시킨다. 그리고 상기 제2 봉합 부재는 상기 제2 단자판 아래의 상기 제1 단자판의 테두리면에 결합된다.
본 발명에 따른 에너지 저장 장치용 단자판에 있어서, 상기 제2 단자판은 탑재부와 삽입부를 포함한다. 상기 탑재부는 상기 케이스 본체의 상단에 탑재된다. 그리고 상기 삽입부는 상기 탑재부와 연결되어 형성되며, 상기 케이스 본체에 삽입되어 내측면에 접합되며, 외측면이 상기 제2 봉합 부재의 외측면과 동일면에 위치한다.
본 발명에 따른 에너지 저장 장치용 단자판은, 상기 제2 봉합 부재 안쪽의 상기 제1 및 제2 단자판 사이에 개재되는 스페이서를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 에너지 저장 장치용 단자판에 있어서, 상기 제1 및 제2 봉합 부재는 PE(Polyethylene)일 수 있다.
본 발명에 따른 에너지 저장 장치용 단자판에 있어서, 상기 제1 단자판은 상기 일면의 중심 부분에서 돌출되게 상기 전극 단자가 형성되어 있고, 상기 일면에 반대되는 타면의 중심 부분에 셀 조립체의 권심에 결합되는 돌기가 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 에너지 저장 장치용 단자판은, 상기 제1 단자판의 타면에 마련되며, 상기 제1 및 제2 단자판에 형성된 가스 배출 구멍과 연통되어 형성된 설치 구멍에 삽입 설치되는 가스 릴리즈 장치를 더 포함할 수 있다. 여기서 상기 가스 릴리즈 장치는 다공성 플레이트, 가스 통과막 및 지지판을 포함한다. 상기 다공성 플레이트는 상기 설치 구멍에 삽입되어 설치되며, 상기 가스 배출 구멍과 연결되는 복수의 제1 구멍이 형성된다. 상기 가스 통과막은 상기 설치 구멍에 삽입되어 상기 다공성 플레이트 위에 설치되며, 중심 부분에 형성되며 가스가 통과하는 통과부와, 상기 통과부의 가장자리에 형성되며 상기 통과부의 두께 보다는 두꺼운 밀폐링을 갖는다. 그리고 상기 지지판은 상기 설치 구멍에 삽입되어 상기 가스 통과막의 밀폐링에 밀착되어 설치되며, 상기 가스 배출 구멍과 마주보는 위치에 제2 구멍이 형성된다.
본 발명은 또한 셀 조립체, 케이스 본체 및 단자판을 포함하는 에너지 저장 장치를 제공한다. 상기 셀 조립체는 전기 에너지를 저장한다. 상기 케이스 본체는 상기 셀 조립체가 수납되며 관형이다. 그리고 상기 단자판은 상기 케이스 본체를 덮어 봉합하며, 상기 셀 조립체와 전기적으로 연결된다.
본 발명에 따른 에너지 저장 장치에 있어서, 상기 제2 단자판의 가장자리 부분은 상기 케이스 본체에 용접에 의해 접합되고, 상기 제2 봉합 부재는 상기 제1 단자판, 상기 제2 단자판 및 상기 케이스 본체에 가열에 의해 접합될 수 있다.
본 발명에 따른 에너지 저장 장치는, 상기 케이스 본체의 외주면에 프레스 가공을 통해 형성되되, 상기 프레스 가공에 의해 주변에 비해 두께가 얇게 형성되고, 중심 부분에 상기 케이스 본체의 축 방향으로 길게 홈이 형성된 안전변을 더 포함할 수 있다.
그리고 본 발명에 따른 에너지 저장 장치는, 상기 제1 단자판의 타면에 마련되며, 상기 제1 및 제2 단자판에 형성된 가스 배출 구멍과 연통되어 형성된 설치 구멍에 삽입 설치되는 가스 릴리즈 장치를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 단자판은 제1 봉합 부재를 매개로 제1 및 제2 단자판이 접합된 구조를 갖고, 제1 및 제2 단자판의 외곽에 개재된 제2 봉합 부재를 매개로 케이스 본체에 접합된 이중 봉합 구조를 갖기 때문에, 제1 및 제2 단자판의 사이와, 단자판과 케이스 본체의 계면을 통하여 액상의 전해액이 누액되는 문제를 억제할 수 있다.
즉 종래의 에너지 저장 장치의 경우, 케이스 본체와 단자판 사이의 계면을 통하여 누액이 발생되거나, 케이스 본체에 내장된 전해액은 단자판 자체를 통하여 누액이 발생될 수 있다. 하지만 본 발명의 경우 케이스 본체와 단자판 사이에는 제2 봉합 부재와 더불어 제2 단자판이 케이스 본체에 용접에 의해 접합되기 때문에, 전해액의 누액 발생을 억제할 수 있다. 또한 제1 및 제2 단자판 사이에는 제1 봉합 부재가 개재되어 있고, 제1 및 제2 단자판의 외곽에는 제2 봉합 부재가 개재되어 있기 때문에, 제1 및 제2 단자판의 사이를 통하여 전해액의 누액이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장 장치를 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1의 단면도이다.
도 3은 도 1의 단자판을 보여주는 사시도이다.
도 4는 도 3의 단자판을 보여주는 저면도이다.
도 5는 도 4의 단자판에 설치된 가스 릴리즈 장치의 분해 사시도이다.
도 6은 도 3의 6-6선 단면도이다.
도 7은 도 3의 7-7선 단면도이다.
도 8은 도 2의 A 부분의 확대도이다.
도 9은 도 1의 안전변을 갖는 케이스를 보여주는 사시도이다.
도 10은 도 9의 9-9선 단면도이다.
도 11 내지 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 안전변을 갖는 케이스의 제조 방법에 따른 각 단계를 보여주는 도면들이다.
하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 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 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장 장치를 보여주는 사시도이다. 도 2는 도 1의 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 에너지 저장 장치(100)는 셀 조립체(10), 케이스(20) 및 가스 릴리즈 장치(50)를 포함하며, 원통형 구조를 가질 수 있다. 셀 조립체(10)는 전기 에너지를 저장한다. 케이스(20)는 셀 조립체(10)가 수납되어 봉합되며, 셀 조립체(10)에서 발생되는 가스를 외부로 배출할 수 있도록 가스 배출 구멍(25)과 안전변(40)이 형성되어 있고, 가스 배출 구멍(25)과 연통되어 안쪽에 설치 구멍(27)이 형성되어 있다. 그리고 가스 릴리즈 장치(50)는 케이스(20)의 설치 구멍(27)에 삽입 설치되어 케이스(20) 내에서 발생되는 가스를 가스 배출 구멍(25)을 통하여 외부로 배출시킨다.
본 실시예에 따른 에너지 저장 장치(100)는 원통형 구조로 구현된 예를 개시하였지만, 사각기둥의 형태로 구현될 수도 있다.
여기서 셀 조립체(10)는 권심(12; winding core)과, 권심(12)에 권취된 셀(14)을 포함한다. 여기서 셀(14)은 양극, 음극, 분리막 및 전해질을 포함한다. 양극은 산화 반응에 의해 전자를 생성한다. 음극은 생성된 전자를 흡수하여 환원반응이 일어난다. 분리막은 음극과 양극 사이에 개재되어 음극과 양극을 물리적으로 분리시켜 산화반응과 환원반응이 일어나는 장소를 격리하여 서로 구분한다. 전해액은 양극 및 음극에 전기 에너지를 저장시키는 이온의 이동매개체이다. 이러한 셀 조립체(10)는 양극, 음극 및 분리막이 권심(12)을 중심으로 차례로 권취되어 전체적으로 원통 형상을 이룬다.
케이스(20)는 셀 조립체(20)를 외부와 격리시키기 위한 것으로, 셀 조립체(10)의 종류에 따라 다양한 소재와 형상으로 제조될 수 있다. 이러한 케이스(20)는 케이스 본체(21), 한 쌍의 단자판(23,24) 및 안전변(40)을 포함한다.
케이스 본체(21)는 양쪽에 개방부(22a,22b)가 형성된 관형으로, 셀 조립체(10)가 수납된다. 케이스 본체(21)의 소재로는 알루미늄, 스테인리스 스틸 또는 주석 도금강 등의 금속 소재를 사용하거나, PE(Polyethylene), PP(Polypropylene), PPS(polyphenylene sulfide), PEEK(polyetherether ketone) 또는 PTFE(polytetrafluoroethylene) 등과 같은 플라스틱 소재를 사용할 수 있다. 케이스 본체(21)에 안전변(40)을 형성하는 경우, 케이스 본체(21)의 소재로는 전술된 바와 같은 금속 소재가 사용될 수 있다.
한 쌍의 단자판(23,24)은 케이스 본체(21)의 양쪽의 개방부(22a,22b)를 덮어 셀 조립체(10)가 수납된 공간을 봉합하며, 가스 릴리즈 장치(50)가 설치된다. 한 쌍의 단자판(23,24)은 케이스 본체(21)의 제1 개방부(22a)를 덮는 상부 단자판(23)과, 케이스 본체(21)의 제2 개방부(22b)를 덮는 하부 단자판(24)을 포함한다. 한 쌍의 단자판(23,24)은 각각 중심 부분에서 외부로 돌출되게 전극 단자(23a,24a)가 형성되어 있다. 한 쌍의 단자판(23,24)은 각각 한 쌍의 연결판(31,33)을 매개로 셀 조립체(10)의 양극 및 음극에 각각 전기적으로 연결된다. 한 쌍의 연결판(31,33) 중 제1 연결판(31)은 상부 단자판(23)에 연결되고, 제2 연결판(33)은 하부 단자판(24)에 연결된다.
한 쌍의 단자판(23,24)는 전극 단자(23a,24a)가 형성된 면의 반대쪽에 돌기(23b,24b)가 형성되어 있다. 돌기(23b,24b)는 단자판(23,24)의 중심 부분에 형성되어, 에너지 저장 장치(100)의 조립 시 권심(12)에 삽입되어 제1 및 제2 연결판(31,33)의 위치를 잡아준다. 한 쌍의 단자판(23,24)은 상부 단자판(23)과 하부 단자판(24)을 포함한다.
한 쌍의 단자판(23,24)에는 각각 셀 조립체(10)에서 발생하는 가스를 케이스(20)의 외부로 배출시키기 위한 설치 구멍(27)과 가스 배출 구멍(25)이 형성되어 있다. 설치 구멍(27)은 단자판(23,24)의 중심 부분에 전극 단자(23a,24a)가 형성되기 때문에, 단자판(23,24)의 중심 부분에서 이격된 위치에 형성될 수 있다. 설치 구멍(27)에 가스 릴리즈 장치(50)가 삽입되어 설치된다. 가스 배출 구멍(25)은 설치 구멍(27)과 연통되게 형성되며, 1파이(φ)의 직경을 갖도록 형성될 수 있다. 가스 배출 구멍(25)은 설치 구멍(27) 보다는 작게 형성된다. 설치 구멍(27)은 셀 조립체(10)와 마주보는 쪽에 위치하고, 가스 배출 구멍(25)은 그 반대 쪽에 위치하여 가스 릴리즈 장치(50)를 통과한 가스를 케이스(20) 밖으로 배출시킨다.
안전변(40)은 케이스(20) 내에 발생되는 가스로 인해서 케이스(20)의 내부 압력이 임계 압력을 초과하면 파괴되어 케이스(20)가 폭발하는 것을 방지한다. 임계 압력은 에너지 저장 장치(100)에 따라서 차이가 있을 수 있지만, 12 내지 15kg/cm2 사이에서 결정될 수 있다. 안전변(40)은 케이스 본체(21)의 외주면에 형성된다. 안전변(40)은 상부 단자판(23)에 가까운 케이스 본체(21)의 외주면에 형성될 수 있다.
그리고 가스 릴리즈 장치(50)는 케이스(20) 내에 발생되는 가스로 인해서 케이스(20)의 내부 압력이 외부 압력을 초과하면, 케이스(20) 내의 가스를 외부로 배출하여 가스로 인한 문제와 케이스(20)의 내부 압력의 상승을 억제하는 안전 장치이다. 이러한 가스 릴리즈 장치(50)는 한 쌍의 단자판(23,24)에 각각 설치되어, 셀 조립체(10)에서 발생되는 가스를 케이스(20) 밖으로 배출시킨다. 가스 릴리즈 장치(50)는 셀 조립체(10)와 마주보는 쪽의 단자판(23,24)의 안쪽면에 형성된 설치 구멍(27)에 설치된다.
본 실시예에서는 한 쌍의 단자판(23,24)에 각각 가스 릴리즈 장치(50)가 설치된 예를 개시하였지만, 한 쌍의 단자판(23,24) 중에 하나에만 설치될 수 있다. 하나의 가스 릴리즈 장치(50)가 설치되는 경우, 상부 단자판(23)에 설치될 수 있다.
또한 본 실시예에서는 한 쌍의 단자판(23,24)의 중심 부분에 전극 단자(23a,24a)가 형성되기 때문에, 단자판(23,24)의 중심 부분에서 이격된 위치에 가스 릴리즈 장치(50)가 설치된 예를 개시하였지만, 전극 단자가 중심 부분에서 이격된 위치에 형성된다면 가스 릴리즈 장치는 단자판의 중심 부분에 설치될 수도 있다.
이와 같은 한 쌍의 단자판(23,24)에 각각 설치된 가스 릴리즈 장치(50)는 동일한 구조로 설치되기 때문에, 도 3 내지 도 6을 참조하여 가스 릴리즈 장치(50)가 상부 단자판(23)에 설치된 구조를 중심으로 설명하면 다음과 같다. 여기서 도 3은 도 1의 상부 단자판(23)을 보여주는 사시도이다. 도 4는 도 3의 상부 단자판(23)을 보여주는 저면도이다. 도 5는 도 4의 상부 단자판(23)에 설치된 가스 릴리즈 장치(50)의 분해 사시도이다. 그리고 도 6은 도 3의 6-6선 단면도이다.
본 실시예에 따른 가스 릴리즈 장치(50)는 다공성 플레이트(51), 가스 통과막(53) 및 지지판(57)을 포함하며, 이들이 순차적으로 설치 구멍(27)에 삽입되어 설치된 구조를 갖는다. 다공성 플레이트(51)는 설치 구멍(27)에 삽입되어 설치되며, 가스 배출 구멍(25)과 연결되는 복수의 제1 구멍(52)이 형성되어 있다. 가스 통과막(53)은 설치 구멍(27)에 삽입되어 다공성 플레이트(51) 위에 설치되며, 중심 부분에 형성되며 가스가 통과하는 통과부(54)와, 통과부(54)의 가장자리에 형성되며 통과부(54)의 두께 보다는 두꺼운 밀폐링(56)을 갖는다. 그리고 지지판(57)은 설치 구멍(27)에 삽입되어 가스 통과막(53)의 밀폐링(56)에 밀착되어 설치되며, 가스 배출 구멍(25)과 마주보는 위치에 제2 구멍(58)이 형성되어 있다.
이때 가스 릴리즈 장치(50)가 삽입 설치되는 설치 구멍(27)은 제1 내지 제3 설치 구멍(27a,27b,27c)을 포함할 수 있다. 제1 설치 구멍(27a)은 가스 배출 구멍(25)과 연통되어 설치되며, 가스 배출 구멍(25) 보다는 큰 내경을 갖는다. 제2 설치 구멍(27b)은 제1 설치 구멍(27a)과 연통되며 제1 설치 구멍(27a) 보다는 큰 내경을 가지며, 다공성 플레이트(51) 및 가스 통과막(53)이 삽입되어 설치된다. 그리고 제3 설치 구멍(27c)은 제2 설치 구멍(27b)과 연통되며 제2 설치 구멍(27b) 보다는 큰 내경을 가지며, 지지판(57)이 삽입되어 가스 통과막(53)의 밀폐링(56)에 밀착되어 밀폐링(56) 안쪽을 밀폐링(56)의 바깥쪽에 대해서 밀폐시킨다.
다공성 플레이트(51)는 복수의 제1 구멍(52)이 밀폐링(56) 안쪽의 통과부(54)와 마주보는 영역에 형성되어 있다. 다공성 플레이트(51)는 가스를 가스 배출 구멍(25)을 통하여 안정적으로 외부로 배출할 수 있도록, 복수의 제1 구멍(52)은 각각 가스 배출 구멍(27) 보다는 크고, 제2 구멍(58) 보다는 작게 형성된다. 복수의 제1 구멍(52)은 균일하게 형성될 수 있다. 여기서 다공성 플레이트(51)의 소재로는 알루미늄이 사용될 수 있다.
다공성 플레이트(51)는 제1 설치 구멍(27a)과 제2 설치 구멍(27b) 사이에 형성된 제2 설치 구멍(27b)의 가장자리 부분의 바닥면에 탑재된다. 이로 인해 다공성 플레이트(51)와 가스 배출 구멍(25) 사이에는 제1 설치 구멍(27a)의 크기에 대응하는 제1 공간(28)이 형성되기 때문에, 다공성 플레이트(51)의 복수의 제1 구멍(52)을 통과한 가스를 가스 배출 구멍(25)으로 안정적으로 배출시킨다.
즉 제1 공간(28)이 마련되어 있기 때문에, 가스가 다공성 플레이트(51)를 안정적으로 통과하여 하나의 가스 배출 구멍(25)을 통하여 외부로 배출될 수 있다. 예컨대 제1 공간(28)이 없는 경우, 다공성 플레이트(51)의 복수의 제1 구멍(52)에 각각 대응되게 복수의 가스 배출 구멍을 단자판에 형성해 주어야하기 때문에 제조 공정이 복잡할 수 있다.
가스 통과막(53)의 밀폐링(56)은 통과부(54)의 일면의 가장자리에서 돌출되게 형성되며, 통과부(54)의 일면은 지지판(57)과 마주보는 면이다. 이로 인해 통과부(54)의 일면은 지지판(57)에서 이격되어 있고, 통과부(54)의 일면과 마주보는 타면은 다공성 플레이트(51)에 접촉하게 된다. 가스 통과막(53)을 중심으로 외곽의 밀폐링(56)에 다공성 플레이트(51) 및 지지판(57)이 밀착되면서, 가스가 밀폐링(56)의 외측으로 세는 것을 방지하면서 통과부(54)를 통하여 가스 배출 구멍(25)으로 이동할 수 있도록 한다.
가스 통과막(53)이 제2 설치 구멍(27b)에 삽입될 때, 가스 통과막(53)의 밀폐링(56)의 일부는 제2 설치 구멍(27b) 밖으로 돌출되어 제3 설치 구멍(27c) 안에 위치하게 된다. 이로 인해 제3 설치 구멍(27c)에 삽입 설치되는 지지판(57)으로 밀폐링(56)을 압착하여 기밀을 유지할 수 있는 것이다.
또한 지지판(57)과 가스 통과막(53)의 통과부(54) 사이에는 제2 공간(29)이 형성되어 있기 때문에, 지지판(57)의 제2 구멍(58)을 통하여 주입되는 가스는 해당 제2 공간(29)을 통하여 확산되어 통과부(54) 전체를 통하여 위쪽의 다공성 플레이트(51)의 복수의 제1 구멍(52)으로 이동시켜 가스의 배출 흐름을 원활히 할 수 있다.
여기서 가스 통과막(53)의 소재는 부틸계 고무, PE(Polyethylene) 또는 PP(Polypropylene) 중에 하나일 수 있다.
그리고 지지판(57)은 케이스(20)의 설치 구멍(27)에 삽입되어 가장자리 부분이 케이스(20)에 접합되어 고정된다. 지지판(57)은 제2 설치 구멍(27b)과 제3 설치 구멍(27c) 사이에 형성된 제3 설치 구멍(27c)의 가장자리 부분의 바닥면에 탑재된다. 지지판(57)은 제3 설치 구멍(27c)의 바닥면 위로 돌출된 가스 통과막(53)의 밀폐링(56)을 누른다. 지지판(57)은 제3 설치 구멍(27c)의 내측면에 접합되어 고정되며, 접합 방법으로는 납땜, 스팟 용접(spot welding), 레이저 용접(laser welding) 또는 플라즈마 용접(plasma welding) 방법이 사용될 수 있다. 도면부호 59는 지지판(57)이 접합된 부분을 가리킨다. 여기서 지지판(57)의 소재로는 알루미늄이 사용될 수 있다.
이와 같이 가스 릴리즈 장치(50)는 가스 통과막(53)을 중심으로 양쪽에 다공성 플레이트(51) 및 지지판(57)이 설치된 구조를 갖는다. 이로 인해 가스 통과막(53)이 가스에 의해 팽창할 수 있는 범위를 다공성 플레이트(51)와 지지판(57) 사이로 구속하기 때문에, 가스 통과막(53)이 필요 이상으로 팽창하여 손상되는 문제를 억제할 수 있다.
본 실시예에 따른 한 쌍의 단자판(23,24)은, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 전술된 바와 같이 상부 단자판(23)과 하부 단자판(24)을 포함한다.
상부 단자판(23)은 케이스 본체(21)의 제1 개방부(22a)를 덮어 봉합하며, 전극 단자(23a)가 제1 연결판(31)을 매개로 셀 조립체(10)의 양극에 전기적으로 연결된다.
그리고 하부 단자판(24)은 케이스 본체(21)의 제2 개방부(22b)를 덮어 봉합하며, 전극 단자(24a)가 제2 연결판(33)을 매개로 셀 조립체(10)의 음극에 전기적으로 연결된다. 이때 하부 단자판(24)의 외곽과 제2 연결판(33)의 외곽은 용접에 의해 케이스 본체(21)에 접합될 수 있다.
여기서 본 실시예에 따른 상부 단자판(23)에 대해서 도 2, 도 7 및 도 8을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 여기서 도 7은 도 3의 7-7선 단면도이다. 도 8은 도 2의 A 부분의 확대도이다.
본 실시예에 따른 상부 단자판(23)은 제1 단자판(91), 제2 단자판(93), 제1 봉합 부재(95) 및 제2 봉합 부재(97)를 포함한다. 제1 단자판(91)은 일면에서 돌출되게 전극 단자(23a)가 형성되어 있다. 제2 단자판(93)은 제1 단자판(91)의 일면 위에 위치하며, 외곽이 제1 단자판(91)의 가장자리 부분을 덮는 링 형태를 갖는다. 제1 봉합 부재(95)는 제1 및 제2 단자판(91,93) 사이에 개재되어 제1 및 제2 단자판(91,93)을 서로 이격되게 접합시킨다. 그리고 제2 봉합 부재(97)는 제2 단자판(93) 아래의 제1 단자판(91)의 테두리면에 결합된다. 이때 상부 단자판(23)는 제2 봉합 부재(97) 안쪽의 제1 및 제2 단자판(91,93) 사이에 개재되는 스페이서(99; spacer)를 더 포함할 수 있다.
여기서 제1 단자판(91)은 일면의 중심 부분에서 돌출되게 전극 단자(23a)가 형성되어 있고, 일면에 반대되는 타면의 중심 부분에 셀 조립체(10)의 권심(12)에 결합되는 돌기(23b)가 형성되어 있다. 제1 단자판(91)은 일면의 가장자리 부분에 링 형태의 제2 단자판(93)이 삽입되어 위치할 수 있는 설치홈(91a)이 마련되어 있다. 제1 단자판(91)의 타면에는 제1 연결판(31)이 용접에 의해 접합될 수 있다. 제1 연결판(31)은 케이스 본체(21)의 내측면에서 이격되게 제1 단자판(91)에 접합된다. 제1 연결판(31)에는 제1 단자판(91)의 돌기(23b)가 통과할 수 있는 구멍이 형성되어 있다.
제2 단자판(93)은 제1 단자판(91)에 마련된 설치홈(91a)에 제1 봉합 부재(95)를 매개로 삽입되며, 탑재부(93a)와 삽입부(93b)를 포함한다. 탑재부(93a)는 케이스 본체(21)의 상단에 탑재되며, 용접에 의해 케이스 본체(21)에 접합될 수 있다. 삽입부(93b)는 탑재부(93a)와 연결되어 형성되며, 케이스 본체(21)에 삽입되어 케이스 본체(21)의 내측면에 용접에 의해 접합되며, 외측면이 제2 봉합 부재(97)의 외측면과 동일면에 위치할 수 있다.
이때 삽입부(93b)와 제2 봉합 부재(97)의 외측면이 동일면 상에 위치하도록 상부 단자판(23)을 제조하는 이유는, 안정적인 기밀성을 유지하기 위해서이다. 예컨대 상부 단자판(23)로 케이스 본체(21)의 제1 개방부(22a)를 봉합할 때, 삽입부(93b)와 제2 봉합 부재(97)의 외측면이 동일면에 있지 않고 편차가 발생될 경우, 삽입부(93b)와 제2 봉합 부재(97) 중에 하나는 케이스 본체(21)의 내측면에서 들떠 안정적으로 접합시킬 수 없게 된다.
상부 단자판(23)을 케이스 본체(21)의 제1 개방부(22a)에 삽입하여 설치할 때, 제2 단자판(93)의 탑재부(93a) 아래의 부분이 삽입되고, 탑재부(93a)는 케이스 본체(21)의 상단에 걸려 탑재된다.
제1 봉합 부재(95), 제2 봉합 부재(97) 및 스페이서(99)의 소재로는 제1 및 제2 단자판(91,93)을 전기적으로 분리할 수 있는 절연성 소재가 사용될 수 있다. 예컨대 제1 및 제2 봉합 부재(95,97)의 소재로는 PE가 사용될 수 있다. 스페이서(99)의 소재로는 PPS가 사용될 수 있다.
제1 봉합 부재(95)는 제1 및 제2 단자판(91,93)의 물리적인 결합을 매개하며, 제1 및 제2 단자판(91,93)을 서로 이격시켜 전기적으로 분리한다.
스페이서(99)는 제1 봉합 부재(95)와 함께 제1 및 제2 단자판(91,93)을 서로 이격시켜 전기적으로 분리한다. 스페이서(99)는 링 형태를 가질 수 있다. 제1 및 제2 단자판(91,93)의 가장자리 부분의 서로 마주보는 부분에 스페이서(99)가 삽입될 수 있는 삽입홈(99a)이 마련되어 있다.
제2 봉합 부재(97)은 케이스 본체(21)와 상부 단자판(23) 사이의 접합을 매개한다. 제2 봉합 부재(97)는 가열에 의해 케이스 본체(21)와 상부 단자판(23)을 서로 접합시킬 수 있다. 제2 봉합 부재(97)의 가열 방법으로는 고주파 유도 가열 방법이 사용될 수 있다. 이때 제2 봉합 부재(97)에 대한 가열은 상부 단자판(23)을 케이스 본체(21)의 제1 개방부(22a)에 삽입하여 제2 단자판(93)을 케이스 본체(21)의 상단에 탑재시킨 이후에 수행될 수 있다.
이와 같이 제1 및 제2 단자판(91,93)은 서로 제1 봉합 부재(95), 제2 봉합 부재(97) 및 스페이서(99)에 의해 전기적으로 분리된다. 제1 단자판(91)은 제1 연결판(31)을 매개로 셀 조립체(10)의 양극에 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 단자판(93)은 케이스 본체(21)에 접합되어 셀 조립체(10)의 음극에 전기적으로 연결될 수 있다.
또한 본 실시예에 따른 상부 단자판(23)은 제1 봉합 부재(95)를 매개로 제1 및 제2 단자판(91,93)이 접합된 구조를 갖고, 제1 및 제2 단자판(91,93)의 외곽에 개재된 제2 봉합 부재(97)를 매개로 케이스 본체(21)에 접합된 이중 봉합 구조를 갖기 때문에, 제1 및 제2 단자판(91,93)의 사이와, 상부 단자판(23)과 케이스 본체(21)의 계면을 통하여 액상의 전해액이 누액되는 문제를 억제할 수 있다.
즉 종래의 에너지 저장 장치의 경우 케이스 본체와 단자판 사이의 계면을 통하여 누액이 발생되거나, 케이스 본체에 내장된 전해액은 단자판 자체를 통하여 누액이 발생될 수 있다. 하지만 본 실시예의 경우 케이스 본체(21)와 상부 단자판(23) 사이에는 제2 봉합 부재(97)와 더불어 제2 단자판(93)이 케이스 본체(21)에 용접에 의해 접합되기 때문에, 전해액의 누액 발생을 억제할 수 있다. 또한 제1 및 제2 단자판(91,93) 사이에는 제1 봉합 부재(95)가 개재되어 있고, 제1 및 제2 단자판(91,93)의 외곽에는 제2 봉합 부재(97)가 개재되어 있기 때문에, 제1 및 제2 단자판(91,93)의 사이를 통하여 전해액의 누액이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
한편 본 실시예에서는 스페이서(99)와 제2 봉합 부재(97)를 별도로 형성된 예를 개시하였지만, 일체로 형성될 수도 있다.
이와 같은 본 실시예에 따른 상부 단자판(23)은 다음과 같이 제조할 수 있다. 먼저 제1 단자판(91)의 설치홈(91a)에 제1 단자판(93)을 삽입하되 일정 간격 이격되게 위치시킨 상태에서, 액상의 제1 봉합 부재(95)를 제1 및 제2 단자판(91,93)에 주입한다.
다음으로 액상의 제1 봉합 부재(95)를 경화시켜 제1 봉합 부재(95)를 매개로 제1 및 제2 단자판(91,93)을 고정할 수 있다.
그리고 삽입홈(99a)에 스페이서(99)를 끼운 후, 스페이서(99)의 둘레를 덮도록 제2 봉합 부재(95)를 끼움으로써, 본 실시예에 따른 상부 단자판(23)을 얻을 수 있다.
이와 같은 본 실시예에 따른 상부 단자판(23)으로 케이스 본체(21)의 제1 개방부(22a)를 봉합하는 방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저 케이스 본체(21)의 제1 개방부(22a) 위에 상부 단자판(23)을 위치시킨 상태에서, 상부 단자판(23)의 탑재부(93a) 부분을 제1 개방부(22a)를 통하여 케이스 본체(21) 내부에 삽입한다.
다음으로 제2 단자판(93)은 스팟 용접에 의해 케이스 본체(21)의 내측면과 상단에 접합시킨다.
그리고 제2 봉합 부재(97)에 대한 고주파 유도 가열을 통하여 제2 봉합 부재(97)를 케이스 본체(21)의 내측면에 접합시킨다.
이때 본 실시예에서는 스팟 용접 이후에 고주파 유도 가열 공정을 수행하는 예를 개시하였지만, 반대로 수행할 수도 있다.
본 실시예에 따른 안전변에 대해서 도 9 및 도 10을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 여기서 도 9는 도 1의 안전변을 갖는 케이스를 보여주는 사시도이다. 도 10은 도 9의 8-8선 단면도이다.
안전변(40)은 케이스 본체(21)의 외주면에 프레스 가공을 통해 형성될 수 있다. 안전변(40)은 프레스 가공에 의해 주변에 비해 두께가 얇게 형성되고, 중심 부분에 케이스 본체(21)의 축 방향으로 길게 홈(45)이 형성된다.
이러한 안전변(40)은 턱(41)과, 홈(45)이 형성된 가공면(43)을 포함한다. 턱(41)은 프레스의 가압에 의해 케이스 본체(21)의 축 방향으로 상하에 아래로 단차지게 형성된다. 가공면(43)은 턱(41)과 연결되어 프레스의 가압면에 의해 가압되어 평평하게 형성되며, 중심 부분에 홈(45)이 형성되어 있다.
안전변(40)이 형성되는 케이스 본체(21)가 일정한 두께를 갖고 있다고 가정할 때, 홈(45)을 중심으로 외측으로 갈수록 두께가 증가하는 형태로 형성된다.
따라서 본 실시예에 따른 안전변(40)이 형성된 케이스(20)를 구비하는 에너지 저장 장치(100)에 있어서, 케이스(20) 내부에서 가스가 발생되고, 발생된 가스로 인한 케이스(20)의 내부 압력이 임계 압력을 초과하게 되면, 안전변(40)에서 두께가 가장 얇은 홈(45) 부분부터 터쳐 케이스(20)의 내부 압력을 신속하게 조절할 수 있다.
이와 같은 안전변(40)을 갖는 케이스 본체(21)는 도 11 내지 도 13에 도시된 제조 방법으로 제조될 수 있다. 여기서 도 11 내지 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 안전변(40)을 갖는 케이스(20)의 제조 방법에 따른 각 단계를 보여주는 도면들이다.
먼저 도 11에 도시된 바와 같이, 일정한 두께를 갖는 원통형의 케이스 본체(21)를 준비한다.
다음으로 도 12에 도시된 바와 같이, 케이스 본체(21)의 제1 개방부(22a)를 통하여 지지봉(70)을 삽입한다. 이어서 케이스 본체(21) 위에 프레스(80)를 위치시킨다.
이때 프레스(80)는 케이스 본체(21)의 외주면과 마주보는 가압면(81)이 평평하며, 케이스 본체(21)의 축 방향에 평행하게 가압면(81) 위에 돌기(83)가 형성된 구조를 갖는다.
그리고 도 13에 도시된 바와 같이, 프레스(80)로 케이스 본체(21)의 외주면 일부를 가압하여 안전변(40)을 형성한다. 즉 케이스 본체(21)가 지지봉(70)으로 지지된 상태에서 프레스(80)로 가압하면, 프레스(80)에 형성된 가압면(81)과 돌기(83) 형태가 케이스 본체(21)의 외주면에 음각되어 안전변(40)이 형성된다. 프레스(80)의 가압면(81)에 의해 턱(41)과 가공면(43)이 형성되고, 돌기(83)에 의해 홈(45)이 형성된다.
한편 본 실시예에서는 안전변(40)이 프레스 가공에 의해 형성되는 예를 개시하였지만 이것에 한정되는 것은 아니다. 안전변(40)은 물리적인 절삭을 통하여 형성할 수도 있다. 절삭 가공의 경우, 안전변(40)의 턱(41)과 가공면(43)을 형성하는 공정과, 홈(45)을 형성하는 공정을 수행하여 안전변(40)을 형성할 수 있다.
이와 같이 케이스 본체(21)의 외주면에 안전변(40)이 형성되어 있기 때문에, 케이스(20) 내부에서 발생한 가스를 안전변(40)을 통하여 외부로 신속하게 배출시켜 케이스(20) 내부에서 발생하는 가스로 인해 케이스(20)가 폭발하는 문제를 해소할 수 있다.
또한 본 실시예에 따른 안전변(40)은 케이스 본체(21)의 외주면 일부를 프레스(80)로 눌러 형성할 수 있기 때문에, 케이스 본체(21)를 제조하는 공정에서 쉽게 안전변(40)을 형성할 수 있다. 특히 케이스(20)에 별도의 기구물의 추가 없이 케이스 본체(21)의 외주면 일부를 프레스(80)로 눌러 안전변(40)을 형성할 수 있기 때문에, 케이스(20)를 포함한 에너지 저장 장치(100)의 제조 공정을 간소화하고 제조 비용을 줄일 수 있는 이점이 있다.
이와 같은 본 실시예에 따른 에너지 저장 장치(100)에 있어서, 케이스(20) 내부에서 발생되는 가스가 가스 릴리즈 장치(50) 및 안전변(40)을 통하여 배출되는 과정을 설명하면 다음과 같다.
케이스(20)에 내장된 셀 조립체(10)에서 가스가 발생하면, 케이스(20) 내부의 압력이 상승하게 된다. 케이스(20)의 내부 압력이 외부 압력을 초과하면, 가스는 단자판(23,24)에 설치된 가스 릴리즈 장치(50)를 통하여 외부로 배출된다.
먼저 가스는 지지판(57)의 제2 구멍(58)을 통하여 유입되고, 유입된 가스는 지지판(57)과 가스 통과막(53)이 형성하는 제2 공간(29)을 통하여 분산된다. 분산된 가스는 가스 통과막(53)과 다공성 플레이트(51)를 통과한다.
그리고 다공성 플레이트(51)를 통과한 가스는 다공성 플레이트(51)와 제1 설치 구멍(27a)이 형성하는 제1 공간(28)에 연결된 가스 배출 구멍(25)을 통하여 외부로 배출된다.
한편 가스 릴리즈 장치(50)를 통하여 배출되는 가스에 비해서 케이스(20) 내에서 발생되는 가스의 양이 더 많을 경우, 케이스(20)의 내부 압력은 상승하게 된다. 그 내부 압력이 임계 압력을 초과하면, 케이스 본체(21)에 마련된 안전변(40)이 터져 케이스(20)의 내부 압력을 신속하게 낮춘다.
이와 같이 본 실시예에 따른 에너지 저장 장치(100)의 케이스(20)에 가스 배출 구멍(25)을 형성하고, 그 가스 배출 구멍(25)에 가스 통과막(53)을 설치함으로써, 케이스(20) 내부에서 발생한 가스를 외부로 신속하게 배출시켜 케이스(20) 내부에서 발생하는 가스로 인한 문제를 해소할 수 있다.
또한 본 실시예에 따른 가스 릴리즈 장치(50)는 가스 통과막(53)을 중심으로 양쪽에 다공성 플레이트(51)와 지지판(57)이 설치된 구조를 갖기 때문에, 케이스(20) 내에서 발생되는 가스를 외부로 안정적으로 배출시킬 수 있다.
또한 가스 통과막(53)은 다공성 플레이트(51) 및 지지판(57)에 의해 지지되어 팽창할 수 있는 범위가 제한되기 때문에, 케이스(20) 내에서 발생된 가스를 외부로 배출시키는 과정에서 가스 통과막(53)이 손상되는 문제를 억제할 수 있다.
또한 본 실시예에 따른 가스 통과막(53)은 가스가 통과하는 통과부(54)의 외곽에 오링의 역할을 하는 밀폐링(56)이 일체로 형성된 구조를 갖기 때문에, 본 실시예에 따른 가스 릴리즈 장치(50)를 쉽게 케이스(20)에 조립할 수 있는 이점이 있다.
더불어 가스 통과막(53)의 통과부(54)는 다공성 플레이트(51)에 밀착된 형태로 설치되고, 밀폐링(56)에 의해 통과부(54)와 지지판(57) 사이에는 제2 공간(29)이 형성되기 때문에, 지지판(57)의 제2 구멍(58)을 통과한 가스는 통과부(54)와 지지판(57)이 형성하는 제2 공간(29)을 통해 분산된 후 통과부(54) 및 다공성 플레이트(51)를 통해 외부로 배출되기 때문에, 가스 통과막(53)의 특정 부분에 배출되는 가스에 따라 압이 집중되어 가스 통과막(53)이 손상되는 것을 억제하면서 신속하게 가스를 외부로 배출시킬 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.
10 : 셀 조립체 12 : 권심
14 : 셀 20 : 케이스
21 : 케이스 본체 22a,22b : 개방부
23 : 상부 단자판 23a,24a : 전극 단자
23b,24b : 돌기 24 : 하부 단자판
25 : 가스 배출 구멍 27 : 설치 구멍
27a : 제1 설치 구멍 27b : 제2 설치 구멍
27c : 제3 설치 구멍 28 : 제1 공간
29 : 제2 공간 31 : 제1 연결판
33 : 제2 연결판 40 : 안전변
41 : 턱 43 : 가공면
45 : 홈 50 : 가스 릴리즈 장치
51 : 다공성 플레이트 52 : 제1 구멍
53 : 가스 통과막 54 : 통과부
56 : 밀폐링 57 : 지지판
58 : 제2 구멍 70 : 지지봉
80 : 프레스 81 : 가압면
83 : 돌기 91 : 제1 단자판
93 : 제2 단자판 95 : 제1 봉합 부재
97 : 제2 봉합 부재 99 : 스페이서
100 : 에너지 저장 장치

Claims (10)

  1. 케이스 본체의 개방부를 덮어 봉합하는 에너지 저장 장치용 단자판으로,
    일면에서 돌출되게 전극 단자가 형성되며, 상기 케이스 본체에 수납되는 셀조립체에 전기적으로 연결되는 제1 단자판;
    상기 제1 단자판의 일면 위에 위치하며, 외곽이 상기 제1 단자판의 가장자리 부분을 덮으며, 상기 케이스 본체에 접합되어 전기적으로 연결되는 링 형태의 제2 단자판;
    상기 제1 및 제2 단자판 사이에 개재되어 상기 제1 및 제2 단자판을 서로 이격되게 접합시키되, 상기 제1 및 제2 단자판을 전기적으로 분리하는 제1 봉합 부재;
    상기 제2 단자판 아래의 상기 제1 단자판의 테두리면에 결합된 제2 봉합 부재;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 장치용 단자판.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2 단자판은,
    상기 케이스 본체의 상단에 탑재되는 탑재부;
    상기 탑재부와 연결되어 형성되며, 상기 케이스 본체에 삽입되어 내측면에 접합되며, 외측면이 상기 제2 봉합 부재의 외측면과 동일면에 위치하는 삽입부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 장치용 단자판.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 봉합 부재 안쪽의 상기 제1 및 제2 단자판 사이에 개재되는 스페이서;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 장치용 단자판.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 봉합 부재는 PE(Polyethylene)인 것을 특징으로 하는 에너지 저장 장치용 단자판.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 단자판은,
    상기 일면의 중심 부분에서 돌출되게 상기 전극 단자가 형성되어 있고, 상기 일면에 반대되는 타면의 중심 부분에 셀 조립체의 권심에 결합되는 돌기가 형성되어 있는 것을 특징으로 에너지 저장 장치용 단자판.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 단자판의 타면에 마련되며, 상기 제1 및 제2 단자판에 형성된 가스 배출 구멍과 연통되어 형성된 설치 구멍에 삽입 설치되는 가스 릴리즈 장치;를 더 포함하며,
    상기 가스 릴리즈 장치는,
    상기 설치 구멍에 삽입되어 설치되며, 상기 가스 배출 구멍과 연결되는 복수의 제1 구멍이 형성된 다공성 플레이트;
    상기 설치 구멍에 삽입되어 상기 다공성 플레이트 위에 설치되며, 중심 부분에 형성되며 가스가 통과하는 통과부와, 상기 통과부의 가장자리에 형성되며 상기 통과부의 두께 보다는 두꺼운 밀폐링을 갖는 가스 통과막;
    상기 설치 구멍에 삽입되어 상기 가스 통과막의 밀폐링에 밀착되어 설치되며, 상기 가스 배출 구멍과 마주보는 위치에 제2 구멍이 형성된 지지판;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 장치용 단자판.
  7. 전기 에너지를 저장하는 셀 조립체;
    상기 셀 조립체가 수납되는 관형의 케이스 본체;
    상기 케이스 본체를 덮어 봉합하며, 상기 셀 조립체와 전기적으로 연결되는 단자판;을 포함하며,
    상기 단자판은,
    일면에서 돌출되게 전극 단자가 형성되며, 상기 케이스 본체에 수납되는 셀조립체에 전기적으로 연결되는 제1 단자판;
    상기 제1 단자판의 일면 위에 위치하며, 외곽이 상기 제1 단자판의 가장자리 부분을 덮으며, 상기 케이스 본체에 접합되어 전기적으로 연결되는 링 형태의 제2 단자판;
    상기 제1 및 제2 단자판 사이에 개재되어 상기 제1 및 제2 단자판을 서로 이격되게 접합시키되, 상기 제1 및 제2 단자판을 전기적으로 분리하는 제1 봉합 부재;
    상기 제2 단자판 아래의 상기 제2 단자판의 테두리면에 결합되는 제2 봉합 부재;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2 단자판의 가장자리 부분은 상기 케이스 본체에 용접에 의해 접합되고, 상기 제2 봉합 부재는 상기 제1 단자판, 상기 제2 단자판 및 상기 케이스 본체에 가열에 의해 접합되는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 케이스 본체의 외주면에 프레스 가공을 통해 형성되되, 상기 프레스 가공에 의해 주변에 비해 두께가 얇게 형성되고, 중심 부분에 상기 케이스 본체의 축 방향으로 길게 홈이 형성된 안전변;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 단자판의 타면에 마련되며, 상기 제1 및 제2 단자판에 형성된 가스 배출 구멍과 연통되어 형성된 설치 구멍에 삽입 설치되는 가스 릴리즈 장치;를 더 포함하며,
    상기 가스 릴리즈 장치는,
    상기 설치 구멍에 삽입되어 설치되며, 상기 가스 배출 구멍과 연결되는 복수의 제1 구멍이 형성된 다공성 플레이트;
    상기 설치 구멍에 삽입되어 상기 다공성 플레이트 위에 설치되며, 중심 부분에 형성되며 가스가 통과하는 통과부와, 상기 통과부의 가장자리에 형성되며 상기 통과부의 두께 보다는 두꺼운 밀폐링을 갖는 가스 통과막;
    상기 설치 구멍에 삽입되어 상기 가스 통과막의 밀폐링에 밀착되어 설치되며, 상기 가스 배출 구멍과 마주보는 위치에 제2 구멍이 형성된 지지판;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 장치.
KR1020120114026A 2012-10-15 2012-10-15 단자판 및 그를 이용한 에너지 저장 장치 KR101416809B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120114026A KR101416809B1 (ko) 2012-10-15 2012-10-15 단자판 및 그를 이용한 에너지 저장 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120114026A KR101416809B1 (ko) 2012-10-15 2012-10-15 단자판 및 그를 이용한 에너지 저장 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140051497A KR20140051497A (ko) 2014-05-02
KR101416809B1 true KR101416809B1 (ko) 2014-07-09

Family

ID=50885138

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120114026A KR101416809B1 (ko) 2012-10-15 2012-10-15 단자판 및 그를 이용한 에너지 저장 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101416809B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021033783A1 (ko) * 2019-08-16 2021-02-25 지오네이션 주식회사 엔지니어링 플라스틱을 이용한 전기에너지 저장장치

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6524739B1 (en) * 1998-08-25 2003-02-25 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Secondary battery
US7817404B2 (en) * 2005-04-20 2010-10-19 Panasonic Corporation Capacitor and method for manufacturing same

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6524739B1 (en) * 1998-08-25 2003-02-25 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Secondary battery
US7817404B2 (en) * 2005-04-20 2010-10-19 Panasonic Corporation Capacitor and method for manufacturing same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021033783A1 (ko) * 2019-08-16 2021-02-25 지오네이션 주식회사 엔지니어링 플라스틱을 이용한 전기에너지 저장장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140051497A (ko) 2014-05-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101416808B1 (ko) 안전변을 갖는 케이스, 그의 제조 방법 및 그를 이용한 에너지 저장 장치
KR102341595B1 (ko) 가요성 금속 접촉 집전체를 갖는 전기화학적 에너지 저장 장치 및 제조 방법
EP2416404B1 (en) Electrochemical cell with a gas permeable membrane
JP2013546136A (ja) パウチおよびパウチ型二次電池
KR101735511B1 (ko) 패턴화된 형상을 갖는 배터리 셀 및 그 제조방법
JP4806936B2 (ja) 密閉型電池
KR102555959B1 (ko) 외부접속단자를 갖는 전기화학 에너지 저장장치
KR101511302B1 (ko) 이차 전지
KR101416809B1 (ko) 단자판 및 그를 이용한 에너지 저장 장치
KR101121205B1 (ko) 이차전지
KR101381651B1 (ko) 가스 릴리즈 장치를 갖는 에너지 저장 장치
JP6907509B2 (ja) 蓄電素子、導電部材及び蓄電素子の製造方法
KR101563680B1 (ko) 이차 전지
KR20150039381A (ko) 이차 전지 및 그 제조 방법
KR102168725B1 (ko) 슈퍼 커패시터용 단자 연결 구조
KR20110109029A (ko) 가스투과막이 설치된 전기화학셀
WO2003096441A2 (en) Packaging device for an electrochemical device and method for making the same
KR20180082776A (ko) 가스켓이 용접에 의해 결합되어 있는 원통형 전지셀
KR101211668B1 (ko) 표면 실장형 슈퍼 커패시터
KR101525878B1 (ko) 가스 릴리즈부를 갖는 에너지 저장 장치
KR20190058840A (ko) 액시얼 타입의 전기화학 에너지 저장 장치
KR20190011515A (ko) 이차전지
KR101988628B1 (ko) 전기화학 에너지 저장장치
KR102184267B1 (ko) 전해액 함침 이동성이 향상된 셀 및 그를 포함하는 슈퍼 커패시터
KR101296253B1 (ko) 가스투과막이 설치된 전기화학셀

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee