KR101609156B1 - 전기 에너지 저장소자를 위한 고분자 수지 용기 및 전기 에너지 저장소자 - Google Patents
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Abstract
종래 제품의 두께 조절의 어려움과 내부 용적의 축소의 문제를 개선하고, 복잡한 제조공정을 단순화할 수 있도록 하는 전기 에너지 저장소자를 위한 고분자 수지 용기 및 전기 에너지 저장소자를 제시한다. 제시된 고분자 수지 용기는 상면에 제 1 금속-고분자 수지 접합층이 형성된 평판의 제 1 금속 기판, 중앙부가 천공되고 제 1 금속 기판의 상부에 배치되되 저면에 제 2 금속-고분자 수지 접합층이 형성된 제 2 금속 기판, 및 제 1 및 제 2 금속-고분자 수지 접합층을 매개로 제 1 금속 기판과 제 2 금속 기판 사이에 배치되되 중앙부가 천공된 고분자 수지 재질의 절연 기판을 포함한다.
Description
본 발명은 전기 에너지 저장소자를 위한 고분자 수지 용기 및 전기 에너지 저장소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기 에너지 저장소자의 내부 전극과 전해액 및 세퍼레이터를 수납할 수 있는 고분자 수지 용기와 이를 이용하여 제조되는 전기 에너지 저장소자에 관한 것이다.
최근에 전자기기, 가전제품 및 산업기기 등의 발전과 더불어 전자부품이 고급화, 소형화 및 경량화되고 있다. 이에 따라 전자부품의 다양화에 따른 부품의 다기능화도 요구되고 있다.
그 한가지의 예로써 2차 전지와 축전기의 기능을 합친 전기 에너지 저장소자의 사용이 날로 증가하고 있다. 전기 에너지 저장소자는 서로 다른 계면에 형성된 전기이중층에서 발생하는 정전하 현상을 이용한 것이다.
또한, 휴대용 기기, 통신기기 등의 발전으로 전자제품의 두께가 점점 얇아져서 제품 내에 탑재되는 전자 부품의 칩(chip)화가 요구되는 실정이다.
칩형 전기 에너지 저장소자를 제조하기 위한 중요한 기술로는 칩 형태를 갖추기 위한 용기를 제조하는 기술, 전기 에너지 저장소자로서의 성능을 구현하기 위하여 용기 내부에 수납되는 전극, 전해액 및 세퍼레이터 기술, 및 칩형 전기 에너지 저장소자를 완성하기 위하여 용기 내부에 전극, 전해액 및 세퍼레이터가 수납된 상태에서 봉구하기 위하여 밀봉판을 용접하는 기술 등이 있다.
종래의 전기 에너지 저장소자의 예(종래 예 1)를 설명하면 다음과 같다. 도 1은 종래의 전기 에너지 저장소자를 위한 용기의 일 예를 나타낸 단면도이고, 도 2는 도 1의 용기를 이용한 전기 에너지 저장소자의 단면도이다.
전기 에너지 저장소자는, 제 1 세라믹 기판(11)과 제 2 세라믹 기판(12) 및 제 3 세라믹 기판(13)을 이용하여 도전성의 제 1 전극 패턴(14) 및 제 2 전극 패턴(16)이 상호 이격되게 형성된 세라믹 소재의 용기(10), 및 세퍼레이터(Separator)(36)에 의해 상호 분리되어 용기(10)에 설치되는 분극성의 제 1 내부 전극(30) 및 제 2 내부 전극(32)을 포함한다.
제 1 전극 패턴(14)은 제 1 세라믹 기판(11)상에 적층된 제 2 세라믹 기판(12) 상에 형성되고, 제 2 전극 패턴(14)은 제 3 세라믹 기판(13) 상에 형성된다.
제 1 내부 전극(30)은 도전성의 접착제에 의한 접착층(34)을 통해 제 1 전극 패턴(14)에 접촉되고, 제 2 내부 전극(32)은 도전성의 접착제에 의한 접착층(34)을 통해 금속의 밀봉판(28)에 접촉된다. 또한, 제 2 내부 전극(32)은 도금층(26)을 매개로 제 2 전극 패턴(16)에 접촉된 금속링(24)에 접촉된다.
제 1 및 제 2 내부 전극(30, 32)의 내부에는 전해액(도시 생략)이 함침되어 있다.
용기(10)는 상면 및 하면의 제 1 및 제 2 전극 패턴(14, 16)은 텅스텐 또는 몰리망간 혼합물을 이용하여 메탈 프린팅(Metal Printing)되어 형성된다. 이때, 제 1 전극 패턴(14)과 하면의 접속단자(20)는 비아홀(Via Hole)(18)로 서로 연결된다. 제 2 전극 패턴(16)과 하면의 접속단자(22)는 스루홀(Through Hole)로 서로 연결된다. 여기서, 접속단자(20)는 제 1 전극 패턴(14)을 외부로 노출시킨 것으로 이해하면 되고, 접속단자(22)는 제 2 전극 패턴(16)을 외부로 노출시킨 것으로 이해하면 된다.
용기(10)는 적어도 3개 층 이상의 세라믹 시트를 기본으로 구성되는 세라믹 기판(11, 12, 13)의 적층구조를 포함한다. 이에 의해, 용기(10)를 세라믹 베이스 용기라고 할 수 있다.
또한, 용기(10)의 요철을 형성하는 제 3 세라믹 기판(13)은 중앙 부분이 관통된 링의 형태를 취한다. 그리고, 제 3 세라믹 기판(13)의 측면 외곽부분은 제 1 및 2 세라믹 기판(11, 12)의 측면 외곽과 같이 제 2 전극 패턴(16)을 연결하는 스루홀이 형성되어 있다. 제 3 세라믹 기판(13)의 측면 상부에는 금속링(24)이 브레이징(Brazing)으로 접합할 수 있도록 텅스텐 또는 몰리망간 혼합물을 이용하여 메탈 프린팅되어 있다.
여기서, 외부 전기 에너지가 인가되는 제 1 전극 패턴(14)은 고온으로 소성한 후 니켈 하지도금 후 금도금하여 완성된다. 이때, 금도금 부분은 전기화학적으로 안정되어 전해액과 산화환원반응이 발생하지 않는다. 그러나, 세라믹 기판상에서 금속이 프린팅 및 도금되지 않는 부분과 금속이 프린팅 및 도금된 부분의 계면 부분을 중심으로 다공성 구조가 형성된다. 이 부분으로 전해액의 침투가 발생하여 금도금층 하부의 니켈과 텅스텐층의 측면 또는 계면과 접하게 된다.
이에 따라 전해액과 니켈, 텅스텐층의 측면 또는 계면에 접한 부분에서부터 점진적으로 전기화학적인 반응으로 인하여 부식이 발생한다. 이로 인해, 전해액이 변질되어 전기 에너지 저장 소자로서의 기능이 상실된다.
이를 해결하기 위해, 종래의 다른 예(종래 예 2라고 함)(도 3 및 도 4 참조)에서는 알루미늄, 스테인레스, 티타늄 등의 내부식성이 강한 금속소재의 금속층(38)을 1개 층 이상으로 제 1 전극 패턴(14) 위에 형성시키고, 제 1 전극 패턴(14)의 중앙부를 제외한 최외곽의 부분(도 3에서 A)에 추가적으로 세라믹을 코팅하고 소성한 후에, 니켈 하지도금 후 금도금을 실시한다. 여기서, 세라믹을 코팅하여 소성한 부위를 세라믹 코팅층(40)이라고 한다.
그러나, 제 1 전극 패턴(14)의 중앙부를 제외한 최외곽 부분(도 3에서 A)을 세라믹으로 코팅하고 소성하여 전해액의 침투를 원천적으로 억제하기 위해서는 충분한 코팅두께를 확보해야만 가능하다. 그에 따라, 세라믹 내부 체적을 축소해야 하는 문제와 제 1 전극 패턴(14)과 마주하는 세라믹 코팅층(40)의 계면에서의 전해액 침투를 원천적으로 차단하기 어려운 문제가 발생한다.
또한, 알루미늄, 스테인레스, 티타늄 등의 내부식성이 강한 금속소재의 금속층(38)을 1개 층 이상으로 제 1 전극 패턴(14) 위에 형성시키고, 제 1 전극 패턴(14)의 중앙부를 제외한 최외곽의 부분에 추가적으로 세라믹을 코팅하고 소성한 후에, 니켈 하지도금 후 금도금을 실시하기 때문에 제조 원가가 상승한다.
그리고, 세라믹을 소성할 때 발생하는 휨특성(캠버, Camber)을 방지하기 위하여 세라믹의 두께를 충분히 확보해야 하기 때문에, 추가적인 금속층 형성에 의하여 세라믹 베이스 용기에 내부 전극이 수납되는 공간이 협소하게 되어 전극의 크기를 작게 제작해야 한다. 이에 의해, 전기 에너지 저장소자의 용량을 감소시키는 문제를 일으킨다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 종래 제품의 두께 조절의 어려움과 내부 용적의 축소의 문제를 개선하고, 복잡한 제조공정을 단순화할 수 있도록 하는 전기 에너지 저장소자를 위한 고분자 수지 용기 및 전기 에너지 저장소자를 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시양태에 따른 전기 에너지 저장소자를 위한 고분자 수지 용기는, 상면에 제 1 금속-고분자 수지 접합층이 형성된 평판의 제 1 금속 기판; 중앙부가 천공되고, 상기 제 1 금속 기판의 상부에 배치되되 저면에 제 2 금속-고분자 수지 접합층이 형성된 제 2 금속 기판; 및 상기 제 1 및 제 2 금속-고분자 수지 접합층을 매개로 상기 제 1 금속 기판과 상기 제 2 금속 기판 사이에 배치되되, 중앙부가 천공된 고분자 수지 재질의 절연 기판;을 포함한다.
상기 제 1 금속 기판은 제 1 내부 전극에 접촉될 수 있다.
상기 제 2 금속 기판은 제 2 내부 전극과 접촉하는 밀봉판에 접촉될 수 있다.
상기 제 2 금속 기판의 상면에는 금속 도금층이 형성될 수 있다.
상기 제 2 금속 기판 및 상기 절연 기판은 고리 형상을 가질 수 있다.
상기 고분자 수지 용기에는 제 1 내부 전극과 세퍼레이터 및 제 2 내부 전극이 수납될 수 있다.
상기 고분자 수지 재질의 절연 기판은 고분자 수지로 인서트 사출하여 형성될 수 있다.
그리고, 본 발명의 바람직한 실시양태에 따른 전기 에너지 저장소자는, 상면에 제 1 금속-고분자 수지 접합층이 형성된 평판의 제 1 금속 기판, 중앙부가 천공되고 상기 제 1 금속 기판의 상부에 배치되되 저면에 제 2 금속-고분자 수지 접합층이 형성된 제 2 금속 기판, 및 상기 제 1 및 제 2 금속-고분자 수지 접합층을 매개로 상기 제 1 금속 기판과 상기 제 2 금속 기판 사이에 배치되되 중앙부가 천공된 고분자 수지 재질의 절연 기판을 포함하는 고분자 수지 용기; 상기 고분자 수지 용기의 내부에 수납된 제 1 내부 전극 및 제 2 내부 전극; 및 상기 고분자 수지 용기를 밀봉하는 밀봉판;을 포함한다.
상기 제 1 금속 기판은 상기 제 1 내부 전극에 접촉될 수 있다.
상기 제 2 금속 기판은 상기 제 2 내부 전극과 접촉하는 상기 밀봉판에 접촉될 수 있다.
상기 제 1 금속 기판에 접합된 제 1 인출 단자; 및 상기 밀봉판에 접합된 제 2 인출 단자;를 추가로 포함할 수 있다.
상기 제 1 내부 전극 및 상기 제 2 내부 전극은 극성이 상호 다를 수 있다.
상기 제 1 금속 기판의 일측에서 하방향으로 연장된 제 1 인출 단자; 및 상기 제 2 금속 기판의 중앙부의 측면중 상기 제 1 금속 기판의 제 1 인출 단자가 형성되는 위치와 반대되는 측면에 상기 고분자 수지 재질의 절연 기판을 관통하되 상기 제 1 금속 기판에 비접촉되게 연장된 제 2 인출 단자;를 추가로 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 제 2 금속 기판의 제 2 인출 단자가 위치하게 되는 상기 제 1 금속 기판의 측면에는 상기 제 2 인출 단자가 관통되는 홀이 형성될 수 있다.
이러한 구성의 본 발명에 따르면, 전기 에너지 저장소자의 인서트 사출로 형성된 고분자 수지 용기를 제공함으로써 종래 제품의 두께 조절의 어려움과 내부 용적의 축소의 문제를 개선할 수 있다. 즉, 종래의 전기 에너지 저장소자의 제 1 전극 패턴과 세라믹의 계면부에서 발생하는 전해액에 의한 전기화학적 부식을 해결하고, 추가적인 금속층으로 인한 내부 수납 공간의 축소에 따른 용량감소의 문제 및 제조공정 상승으로 인한 원가상승의 문제점을 해결할 수 있다.
그리고, 제조 원가상승의 주요원인인 원재료비용을 절감할 수 있으며, 복잡한 제조공정을 단순화할 수 있다.
도 1은 종래의 전기 에너지 저장소자를 위한 용기의 일 예를 나타낸 단면도이다.
도 2는 도 1의 용기를 이용한 전기 에너지 저장소자의 단면도이다.
도 3은 종래의 전기 에너지 저장소자를 위한 용기의 다른 예를 나타낸 단면도이다.
도 4는 도 3의 용기를 이용한 전기 에너지 저장소자의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전기 에너지 저장소자를 위한 고분자 수지 용기의 분해사시도이다.
도 6은 도 5의 결합상태도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 전기 에너지 저장소자의 단위 셀의 단면도이다.
도 8은 도 7의 단위 셀에 인출 단자를 연결시키는 구조의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 9 내지 도 15는 단위 셀에 인출 단자를 형성시키는 구조의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1의 용기를 이용한 전기 에너지 저장소자의 단면도이다.
도 3은 종래의 전기 에너지 저장소자를 위한 용기의 다른 예를 나타낸 단면도이다.
도 4는 도 3의 용기를 이용한 전기 에너지 저장소자의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전기 에너지 저장소자를 위한 고분자 수지 용기의 분해사시도이다.
도 6은 도 5의 결합상태도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 전기 에너지 저장소자의 단위 셀의 단면도이다.
도 8은 도 7의 단위 셀에 인출 단자를 연결시키는 구조의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 9 내지 도 15는 단위 셀에 인출 단자를 형성시키는 구조의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전기 에너지 저장소자를 위한 고분자 수지 용기의 분해사시도이고, 도 6은 도 5의 결합상태도이다.
본 발명의 실시예에 따른 전기 에너지 저장소자를 위한 고분자 수지 용기는, 제 1 금속 기판(50), 고분자 수지 절연 기판(60), 및 제 2 금속 기판(70)을 포함한다.
제 1 금속 기판(50)은 평탄한 형태의 기판으로서, 제 1 내부 전극과 제 2 내부 전극 중에서 제 1 내부 전극(도 2, 도 4 참조)과 접촉한다. 여기서, 제 1 금속 기판(50)을 베이스 기판이라고 할 수 있다.
제 1 금속 기판(50)은 하나의 도전성 금속을 이용하여 대략 0.1 ~ 10 ㎜의 두께로 형성할 수 있다.
제 1 금속 기판(50)의 소재로는 전해액에 대한 내식성과 도금층을 형성하기 용이한 특징 등을 고려하여 선택적으로 사용할 수 있다. 예를 들어, 제 1 금속 기판(50)은 코바(Kovar) 합금, 알로이42(Alloy42) 합금, 스테인레스 합금, 니켈(Ni), 니켈 합금, 알루미늄(Al), 알루미늄 합금, 구리(Cu), 아연(Zn), 주석(Sn), 철(Fe), 몰리브덴(Mo), 금(Au), 은(Ag), 및 백금(Pt), 이종금속간 접합으로 형성된 클래드메탈(예: 스테인레스 합금과 알루미늄, 스테인레스 합금과 구리 등) 등과 같은 소재를 사용할 수 있다. 전해질 용액에 대한 내식성이 강한 알루미늄이 적절하지만, 알루미늄의 특성상 도금층을 형성하기 어려우므로 도금층을 형성하기 용이한 스테인레스 합금 또는 스테인레스합금과 알루미늄 클래드 소재를 사용할 수 있다.
한편, 제 1 금속 기판(50)의 상면에는 고분자 수지 절연 기판(60)과의 접합을 위하여 금속-고분자 수지 접합층(52)이 형성된다. 여기서, 금속-고분자 수지 접합층(52)은 본 발명의 청구범위에 기재된 제 1 금속-고분자 수지 접합층의 일 예가 될 수 있다.
고분자 수지 절연 기판(60)은 내부 전극과 전해액 및 세퍼레이터를 수납할 수 있는 수납 공간을 형성하기 위한 것으로서, 중앙부가 관통되어 고리의 형태로 구성될 수 있다. 여기서, 고분자 수지 절연 기판(60)은 고분자 수지로 형성됨이 바람직하다.
이에 따라, 고분자 수지 절연 기판(60)은 용기를 최종적으로 밀봉하는 밀봉판과 도전성의 제 1 금속 기판(50)을 전기적으로 절연시킨다.
필요에 따라, 고분자 수지 절연 기판(60)의 재질은 앞서 설명한 고분자 수지 이외의 것으로 하여도 된다. 예를 들어, 폴리페닐렌설파이드(PPS), 폴리뷰틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리이미드(PI), 액정폴리머(LCP), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리에테르케톤(PEK), 에틸렌프로필렌 디엔메틸렌고무(EPDM), 아크릴고무(ACM), 폴리프로필렌과 에틸렌/프로필렌디엔메틸렌 고무(PP + EPDM)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상이 고분자 수지 절연 기판(60)의 재질이 될 수도 있다. 만약, 내열성이 요구되는 경우에는 글라스필러를 10% ~ 40% 정도 첨가하여 사용할 수 있다. 물론, 고분자 수지 이외의 재질로 절연 기판(60)을 만든 경우에는 고분자 수지 절연 기판이 아니라 해당 재질의 절연 기판이라고 지칭할 것이다.
제 2 금속 기판(70)은 제 1 내부 전극과 제 2 내부 전극 중에서 제 2 내부 전극이 접촉되는 밀봉판에 접촉한다.
제 2 금속 기판(70)은 코바(Kovar) 합금, 알로이42(Alloy42) 합금, 스테인레스 합금, 니켈(Ni), 니켈 합금, 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 알루미늄(Al), 알루미늄 합금, 구리(Cu), 아연(Zn), 주석(Sn), 철(Fe), 몰리브덴(Mo), 금(Au), 은(Ag), 및 백금(Pt), 이종금속간 접합으로 형성된 클래드메탈(예: 스테인레스합금과 알루미늄, 스테인레스합금과 구리 등) 등의 도전성 금속소재를 선택적으로 사용할 수 있다.
특히, 제 2 금속 기판(70)은 고분자 수지 절연 기판(60)과의 접합성을 고려하여 알루미늄(Al), 알루미늄 합금, 스테인레스합금과 알루미늄 클래드메탈이 바람직하다.
제 2 금속 기판(70)은 고분자 수지 절연 기판(60)의 형상과 동일한 고리의 형상으로 구성된다.
제 2 금속 기판(70)의 상면에는 밀봉판과의 접합을 위하여 밀봉판에 형성시킨 금속의 도금층과 동일한 금속 도금층(74)을 형성한다.
한편, 제 2 금속 기판(70)의 저면에는 고분자 수지 절연 기판(60)과의 접합을 위하여 금속-고분자 수지 접합층(72)을 형성한다. 여기서, 금속-고분자 수지 접합층(72)은 본 발명의 청구범위에 기재된 제 2 금속-고분자 수지 접합층의 일 예가 될 수 있다.
제 1 금속 기판(50)과 제 2 금속 기판(70)과 고분자 수지 절연 기판(60)을 접합하기 위한 수단인 금속-고분자 수지 접합층(52, 72)은, ⅰ) 금속 기재에 탈지 및 산처리 공정을 수행하여 표면 거칠기를 확보하는 단계; ⅱ) 거칠기가 확보된 금속표면에 전기화학적 양극산화를 통한 적절한 나노 다공성 구조의 표면을 확보하는 단계; ⅲ) 산화금속에 S 원소를 함유하는 디아졸계 유도체, 디아민계 유도체, 티올계 유도체, 피리미딘계 유도체 및 실란 커플링제로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 표면처리 화합물을 도포하는 단계; 및 ⅳ) 표면처리 화합물이 도포된 금속상에 고분자 수지를 사출하는 단계를 거침에 의해 형성할 수 있다.
상기의 방식으로 형성된 금속-고분자 수지 접합층(52, 72)을 이차이온질량본석기(SIMS)로 분석하여 본 결과, 강도비(intensity ratio)가 100 ㎚ 내지 500 ㎚의 깊이에서 9.75 × 10-6 ~ 9.5 × 10-1인 것을 확인하였다. 이러한 강도비 수치는 금속-고분자 수지 접합층(52, 72)의 상당한 깊이(depth)에서도 고분자 수지가 접합할 수 있는 원소가 적절한 수치범위로 존재한다는 것을 의미한다.
상술한 도 5에서는 제 1 금속 기판(50)과 고분자 수지 절연 기판(60) 및 제 2 금속 기판(70)을 사각 형상으로 하였는데, 필요에 따라서는 그 형상을 사각 이외의 다각형 또는 원형으로도 할 수 있다.
그리고, 금속-고분자 수지 접합층(52, 72)을 형성하는 방법을 보다 구체적으로 설명하면 하기와 같을 수 있다.
먼저, 금속 기재(제 1 금속 기판(50)의 상면과 제 2 금속 기판(70)의 저면)에 탈지공정 및 산처리 공정을 통하여 표면 거칠기를 확보한다.
다음으로, 금속상을 염기상에 산을 혼합하여 화학산화 반응을 이용하여 검은 산화막의 산화금속을 형성한다. 표면처리 과정을 통하여 형성된 산화금속의 두께는 100 내지 5,000 ㎚인 것이 바람직하다.
산화금속의 두께가 100 ㎚ 미만인 경우에는 산화금속 표면에 충분한 다공성 표면거칠기를 확보할 수 없어서 바람직하지 못하다. 반대로, 5,000 ㎚를 초과하는 경우에는 산화금속 표면의 기공간 경계가 약해져서 표면에서 쉽게 탈리되는 현상이 발생하여 바람직하지 못하다.
이후, 탈지 과정 및 산 염기처리 공정을 거친 금속 기재를 양극산화시킨다. 구체적으로, 대략 10℃ ~ 20℃의 온도에서 30 ~ 40V 정도의 전압을 10 ~ 20 분 정도 인가하여 양극산화한다. 양극산화를 통하여 고분자 결합 시 표면 안쪽을 고분자 수지가 침투하여 금속-고분자 수지 간의 점착력 및 인장강도가 개선되고, 열 충격 후에도 인장강도가 유지될 수 있다.
그리고, 선택적으로, 금속을 열처리하는 단계를 추가로 처리할 수 있다. 적정한 온도범위(바람직하게는 200℃ ~ 300℃)의 열처리와 시간을 통해 산화상태의 금속을 만들어 금속-고분자 수지 간의 점착력 및 인장강도를 개선시키고 열충격 후에도 인장강도가 유지되도록 할 수 있다.
다음으로, 양극산화 공정을 거친 산화금속을 S 원소를 함유하는 디아졸계 유도체, 디아민계 유도체, 티올계 유도체, 피리미딘계 유도체 및 실란 커플링제로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 표면처리 화합물로 처리한다. S 원소를 함유하는 표면 처리 화합물은 1차원 (One dimensional (Linear)) 고분자인 2,5-디머캅토 티아디아졸(2,5-dimercapto-1,3,4-thiadiazol)계 유도체, 디티오피페라진(Dithio piperazine), 디메틸에틸렌 디아민(Dimethylethylene diaamine); 2차원 (사닥다리) (Two dimensional (Ladder)) 고분자인 테트라티오에틸렌 디아민(Tetrathioethylene diamine), 폴리에틸렌 이민 디티올(Polyethylene imine dithiol); 3차원 (Three dimensional (Cross-linked)) 고분자인 트리아진 티올 (triazine thiol)계 유도체, 디티오 피리미딘(2,4-dithio pyrimidine) 유도체; 및 머캅토프로필메톡시실란 중에서 선택될 수 있다.
여기서, 산화금속을 표면처리 화합물로 처리하는 방법은 화학적 방법과 전기화학적 방법으로 나눌 수 있다.
화학적 방법은 상기 화학종 유도체들을 일정한 농도로 물을 포함한 유기 용매에 용해하여 스프레이 코팅, 딥코팅, 플로우 코팅 및 스핀 코팅 등의 방법을 통하여 코팅하는 것이다. 바람직한 두께는 대략 100㎚ ~ 5,000㎚ 이다.
전기화학적 방법은 순환전압전류법 (CV, cyclic voltametry)으로 ~0.5V 내지 2.0V vs, SCE 범위로 수차례 순환하는 방법, 3V ~ 50V 사이를 인가해 주는 정전압 방법, 0.1㎃ ~ 30㎃의 전류 밀도를 주사하는 정전류 방법 등으로 코팅할 수 있다.
용매로서는 메탄올, 에탄올, 물 또는 다양한 다른 용매 시스템 및 혼합용매도 사용 가능하다. 유기물이 코팅된 막은 고분자화되어 고분자 수지와의 결합을 용이하게 하기 위하여 벤조일퍼옥사이드(BPO) 또는 아조비스이소부티로니트릴(AIBN)와 같은 개시제를 용매에 적절한 농도로 녹여 첨가하고, UV조사, 광경화(photo-curing), 열적(thrtmal), 전기화학적인 방법 등으로 처리할 수 있다.
상술한 바와 같은 방식에 의해, 금속-고분자 수지 접합층(52, 72)이 형성될 수 있다.
그리고 나서, 이와 같이 형성된 금속-고분자 수지 접합층 표면 위에 고분자 수지(추후에 고분자 수지 절연 기판(60)이 됨)를 적절한 온도와 압력으로 원하는 여러 형상으로 고분자 수지 인서트 사출을 수행함으로써, 금속(즉, 금속 기판)-고분자 수지(즉, 고분자 수지 절연 기판)가 접합한다.
도 5 및 도 6의 고분자 수지 용기를 제조하는 방법은 다음과 같을 수 있다. 먼저, 평판의 제 1 금속 기판(50) 및 중앙부가 천공된 제 2 금속 기판(70)을 각각 준비한다. 이때, 상면에 금속-고분자 수지 접합층(52)이 형성된 제 1 금속 기판(50), 저면에 금속-고분자 수지 접합층(72)이 형성된 제 2 금속 기판(70)을 준비할 수 있다.
그리고, 제 1 금속 기판(50) 및 제 2 금속 기판(70)을 순차적으로 인서트 사출 금형 내부에 적층시킨다. 이때, 제 1 금속 기판(50)과 제 2 금속 기판(70) 사이에는 추후에 형성될 고분자 수지 절연 기판의 두께만큼의 갭(gap)이 형성됨이 바람직하다.
그리고, 고분자 수지 인서트 사출에 의하여 고분자 수지 절연 기판(60)을 형성시킴과 더불어 제 1 금속 기판(50)과 절연 기판(60) 및 제 2 금속 기판(70)을 고분자 수지 인서트 사출로 상호 접합시킨다.
이러한 접합에 의해 고정된 접합체를 금속 도금(즉, 금속 도금층(74)을 형성)하게 되면 도 5 및 도 6의 고분자 수지 용기가 완성된다.
종래에는 제 1 세라믹 기판, 제 2 세라믹 기판, 및 제 3 세라믹 기판을 순차적으로 성형하였지만, 상술한 본 발명의 실시예에 따른 전기 에너지 저장소자를 위한 고분자 수지 용기는 제 1 금속 기판(50)과 제 2 금속 기판(70)을 개별적으로 마련하고, 각각을 정렬한 상태에서 고분자 수지 인서트 사출하여 접합하는 방식의 1개 단일 공정으로 완성할 수 있다.
한편, 종래기술에 의하여 제작된 세라믹 용기는 세라믹을 소성할 때 발생하는 휨특성(캠버, Camber)을 방지하기 위하여 세라믹의 두께를 충분히 확보해야 하기 때문에, 세라믹 용기의 바닥면의 두께가 증가시켜야 한다. 이에 반해, 상술한 제조방법에 의한 본 발명의 실시예의 고분자 수지 용기의 바닥면은 금속판을 사용하기 때문에 소성 공정이 필요없다. 또한, 브레이징에 의한 휨특성이 없기 때문에 종래의 세라믹 베이스 용기에 비하여 그 두께를 현저히 줄일 수 있다. 그리고, 본 발명의 실시예는 동일한 외관 크기를 기준으로 고분자 수지 용기의 수용부의 크기가 훨씬 크게 되고 전기적 용량도 훨씬 크게 된다. 또한, 동일한 용량의 소자일 경우에는 완성된 전기 에너지 저장소자의 크기를 현저히 줄일 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 전기 에너지 저장소자의 단위 셀의 단면도이다.
본 발명의 실시예에 따른 전기 에너지 저장소자의 단위 셀은 고분자 수지 용기(도 5 및 도 6 참조), 분극성의 제 1 및 제 2 내부 전극(80, 82), 세퍼레이터(86), 및 밀봉판(88)을 포함한다.
제 1 및 제 2 내부 전극(80, 82)은 고분지 수지 용기에 수납되고 전해액에 함침된다.
제 1 및 제 2 내부 전극(80, 82)은 세퍼레이터(86)에 의해 상호 분리된다. 여기서, 제 1 내부 전극(80)은 양극이 될 수 있고, 제 2 내부 전극(82)은 음극이 될 수 있다. 필요에 따라서, 제 1 및 제 2 내부 전극(80, 82)의 극성은 상술한 예와 반대로 되어도 된다.
그리고, 제 1 내부 전극(80)은 도전성 접착제 등에 의한 접착층(84a)을 매개로 제 1 금속 기판(50) 상에 접착된다. 제 2 내부 전극(82)은 도전성 접착제 등에 의한 접착층(84b)을 매개로 밀봉판(88)의 저면에 접착된다.
밀봉판(88)은 고분자 수지 용기를 최종적으로 밀봉한다. 밀봉판(88)은 도전성 금속으로 구성된다. 이때, 밀봉판(88)의 소재는 코바(Kovar) 합금, 알로이42(Alloy42) 합금, 스테인레스 합금, 니켈(Ni), 니켈 합금, 알루미늄(Al), 알루미늄 합금, 구리(Cu), 아연(Zn), 주석(Sn), 철(Fe), 금(Au), 은(Ag), 및 백금(Pt) 등을 사용할 수 있다. 특히, 밀봉판(80)은 제 2 금속 기판(70)과 접합 시 발생하는 열팽창과 수축을 고려하여 제 2 금속 기판(70)의 소재와 동일하게 선택하는 것이 바람직할 것이다. 그리고, 니켈을 대략 1 ~ 15㎛의 두께로 하여 밀봉판(88)의 표면에 최소한 고분자 수지 절연 기판(60)과 접합하는 영역으로 도금층을 형성할 수 있다.
필요에 따라서, 밀봉판(88)은 제 2 금속 기판(70)과의 접합 강도를 높이기 위해 밀봉판(88)의 표면에 니켈을 대략 16 ~ 30㎛ 정도의 두께로 최소한 고분자 수지 절연 기판(60)과 접합하는 영역으로 도금층을 형성할 수 있다. 이때, 전해액과의 반응을 고려하여 티타늄(Ti), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 아연(Zn), 주석(Sn), 금(Au), 은(Ag), 및 백금(Pt) 중 1가지 혹은 그 이상의 도금층을 형성시킬 수 있다.
상술한 바와 같은 도 7의 구조를 전기 에너지 저장소자를 구성하는 단위 셀이라고 할 수 있다.
도 8은 도 7의 단위 셀에 인출 단자를 연결시킴으로써 전기 에너지 저장소자를 구현시킨 경우를 설명하기 위한 도면이다.
제 1 금속 기판(50)의 저면에 인출 단자(90)를 연결시키고, 밀봉판(88)의 상면에 인출 단자(92)를 연결시킨다.
여기서, 인출 단자(90, 92)는 레이저 용접 또는 저항 용접 등으로 용접하여 연결시킬 수 있다.
그리고, 인출 단자(90)와 인출 단자(92)는 상호 이격된다.
도 8에서는, 인출 단자(92)를 밀봉판(88)의 상면에 연결되는 것으로 하였으나, 밀봉판(88)의 상면 이외로 측면에 연결될 수도 있다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 전기 에너지 저장소자를 제조하는 방법에 대해 설명한다.
제 1 내부 전극(80)을 고분자 수지 용기의 내부 중앙에 수납하기 위하여, 고분자 수지 용기 중앙 내부의 상면에 제 1 내부 전극(80)을 접착시키기 위한 접착층(84a)을 형성한다. 여기서, 접착층(84a)은 액상의 카본 페이스트(Carbon Paste)를 사용한다. 정량토출기를 이용하여 일정량을 메탈 베이스 용기 중앙 내부의 상면에 분사하여 접착층(84a)을 형성할 수 있다.
이후, 고분자 수지용기 중앙 내부 공간보다 작은 크기의 제 1 내부 전극(80)을 접착층(84a)과 접촉시켜 접착한 후에 대략 100℃의 온도로 유지한 상태에서 3시간 동안 건조한다.
그리고, 제 2 내부 전극(82)을 수납하기 위하여, 밀봉판(88)에 제 2 내부 전극(82)을 접착시키기 위한 접착층(84b)을 형성한다. 여기서, 접착층(84b)은 액상의 카본 페이스트를 사용한다. 정량토출기를 이용하여 일정량을 밀봉판 중앙의 저면에 분사하여 접착층(84b)을 형성할 수 있다.
이후, 제 1 내부 전극(80) 보다 작거나 동일한 크기의 제 2 내부 전극(82)을 접착층(84b)과 접촉시켜 접착한 후에 대략 100℃의 온도로 유지한 상태에서 3시간 동안 건조한다.
그리고 나서, 고분자 수지 용기의 중앙 내부의 상면에 접착된 제 1 내부 전극(80), 밀봉판(88)의 중앙 저면에 접착된 제 2 내부 전극(82), 및 세퍼레이터(86)의 표면 및 내부에 정량토출기를 이용하여 전해액을 함침한다.
이후, 고분자 수지 용기의 중앙 내부의 상면에 접착된 제 1 내부 전극(80)의 상면에 세퍼레이터(86)를 설치시키고, 제 2 내부 전극(82)이 세퍼레이터(86)에 접촉되는 방향으로 밀봉판(88)을 제 2 금속 기판(70)의 금속 도금층(74)에 안착시킨다.
그리고, 제 2 금속 기판(70)과 밀봉판(88)을 레이저 용접 또는 저항 용접의 방법으로 서로를 접합하여 단위 셀을 완성한다.
이와 같이 완성된 단위 셀에서, 제 1 금속 기판(50)의 노출된 저면에 인출 단자(90)를 안착하여 레이저 용접 등의 방법으로 서로를 접합하고, 밀봉판(88)의 노출된 상부 표면에 인출 단자(92)를 안착하여 레이저 용접 등의 방법으로 서로를 접합함으로써, 전기 에너지 저장소자를 완성한다.
이때, 밀봉판(88)과의 접합성을 고려하여, 인출 단자(90, 92)의 소재 금속은 스테인레스 합금을 사용하는 것이 바람직하다. 여기서, 인출 단자(90)는 본 발명의 청구범위의 청구항 10에 기재된 제 1 인출 단자의 일 예라고 할 수 있고, 인출 단자(92)는 본 발명의 청구범위의 청구항 10에 기재된 제 2 인출 단자의 일 예라고 할 수 있다.
한편, 완성된 전기 에너지 저장소자의 표면실장을 위한 각각의 인출 단자(90, 92)의 종단점 부분에는 전기 저항이 낮은 니켈 하지도금 후 금도금을 실시하여 사용하거나, 니켈 하지도금 후 주석도금을 실시하여 사용할 수 있다.
(비교예 설명)
이번에는, 본 발명에 의한 실시예와 종래 예 2의 완성된 제품을 비교한 결과에 대해 설명하면 다음과 같다.
하기의 표 1에서와 같이, 종래 세라믹 베이스 용기를 제조하는 과정 중 통상적으로 세라믹 시트의 소성시 발생하는 휨특성으로 인하여 제품의 두께 편차가 0.09㎜ 발생한 것을 확인하였다. 그리고, 본 발명의 고분자 수지 용기를 채용한 제품의 고분자 수지 인서트 사출의 특성상 두께 편차는 발생하지 않은 것을 확인하였다. 이에, 본 발명에 의한 실시예를 채용한 제품의 두께 특성이 보다 우수함을 알 수 있다.
| 항목 | 샘플1 | 샘플2 | 샘플3 | 샘플4 | 샘플5 | 샘플6 | 샘플7 | 샘플8 | 샘플9 | 샘플10 |
| 종래 예 2 | 1.82 | 1.83 | 1.80 | 1.85 | 1.82 | 1.83 | 1.85 | 1.85 | 1.89 | 1.88 |
| 실시예 | 1.80 | 1.80 | 1.80 | 1.80 | 1.80 | 1.80 | 1.80 | 1.80 | 1.80 | 1.80 |
표 1은 완제품(가로 10.0㎜, 세로 8.0㎜, 두께 1.80㎜)의 두께 측정치를 비교(단위 : ㎜)한 결과를 나타낸 것이다. 표 1의 데이터는 비접촉식으로 3차원 공구현미경으로 측정한 것이며, 측정 오차는 ±0.0001㎜이다.
한편, 종래 세라믹 베이스 용기 내부의 메탈 프린팅 부분(즉, 제 1 전극 패턴)의 전해액과의 반응에 의한 부식현상을 방지하기 위하여, 세라믹 베이스 용기 내부의 메탈 프린팅 부분 상부에 내식성이 우수한 금속층을 추가하였다. 이에 의해, 종래 세라믹 베이스 용기의 내부 용적은 하기의 표 2에서와 같이 본 발명의 실시예에 따른 고분자 수지 용기의 내부 용적에 비해 축소되었다.
| 항목 |
샘플1 | |||
| 가로(mm) | 세로(mm) | 깊이(mm) | 용적(mm3) | |
| 종래 예 2 | 7.5 | 5.5 | 1.45 | 57.42 |
| 실시예 | 8.0 | 6.0 | 1.65 | 79.20 |
상술한 표 2는 내부 용적을 비교한 결과를 나타낸 것으로서, 내부 용적도 본 발명에 의한 고분자 수지 용기가 37.9% 정도 우수하였다.
표 2의 측정 데이터는 비접촉식으로 3차원 공구현미경으로 측정한 것이며, 측정 오차는 ±0.0001㎜이다.
그리고, 완성된 종래 예 2의 제품과 본 발명에 의한 실시예의 제품의 전기적 용량을 측정하여 비교한 결과, 하기의 표 3에서와 같이 본 발명에 의한 실시예의 제품의 전기적 용량이 종래 예 2의 제품에 비해 대략 30% ~ 35% 정도 우수하였다.
| 항목 | 샘플1 | 샘플2 | 샘플3 | 샘플4 | 샘플5 | 샘플6 | 샘플7 | 샘플8 | 샘플9 | 샘플10 |
| 종래 예 2 | 100 | 105 | 120 | 110 | 100 | 90 | 100 | 100 | 110 | 120 |
| 실시예 | 160 | 150 | 140 | 150 | 150 | 130 | 140 | 140 | 140 | 150 |
표 3은 완제품(가로 10.0㎜, 세로 8.0㎜, 두께 1.90㎜)의 용량 측정치(mF)를 비교한 결과를 나타낸 것이다.
표 3의 측정은 전기적 용량 측정용 PCB를 제작하고, 각각의 시료를 260℃ 히팅 리플로우를 실시하여 고정하고, 인출되어 있는 각각의 측정용 단자를 배터리 용량 측정기에 연결하여 전기적 용량을 측정하였다. 이때, 측정 조건은 직류 2.5V, 전류 100㎃로 정전압 조건에서 90분간 인가하여 충전한 후 10mA로 정전류 방전하여 셀 내부 전압이 2.5V에서 1.0V까지 방전하는 전압강하 구간의 시간(초단위)을 측정하여 전기적 용량을 계산하였다. 여기서, 전기적 용량은 "전기적 용량(F) = (방전전류(A) × 방전시간(sec))/전압강하(V)"의 방법으로 산출하였다.
따라서, 상술한 본 발명에 의해서는 전기 에너지 저장소자의 고분자 수지 용기를 제공함으로써, 종래 제품의 두께 조절의 어려움과 내부 용적의 축소의 문제를 개선할 수 있다. 그리고, 제조 원가상승의 주요원인인 복잡한 제조 공정을 단순화할 수 있도록 간편한 조립구조를 갖는 칩형 전기에너지 저장 소자를 제공할 수 있다.
상술한 도 8은 완성된 단위 셀의 상면과 저면에 독립된 인출 단자를 추가적으로 용접하여 PCB 보드 등에 표면실장할 수 있도록 하는 구조라고 할 수 있다. 이와 다르게, 고분자 수지 용기 자체적으로 인출 단자를 형성시킬 수도 있다.
고분자 수지 용기 자체적으로 인출 단자를 형성시키는 구조에 대해서는 도 9 내지 도 15를 참조하여 설명한다. 도 9는 제 1 금속 기판(100)의 사시도이고, 도 10은 도 9의 단면도이다. 도 11은 제 2 금속 기판(110)의 사시도이고, 도 12는 도 11의 단면도이다. 도 13은 제 1 금속 기판(100)과 제 2 금속 기판(110)을 이용한 고분자 수지 용기의 사시도이고, 도 14는 도 13의 단면도이다. 도 15는 도 14의 저면도이다.
먼저, 도 9 및 도 10에서와 같이, 제 1 금속 기판(100)의 한쪽 측면 중앙에 제 1 금속 기판(100)의 소재를 연장하되 하방향으로 밴딩시킨 단자(102; 즉, 인출 단자가 됨)를 형성한다.
그리고, 도 11 및 도 12에서와 같이, 제 2 금속 기판(110)의 관통되어 있는 중앙부의 측면 중 제 1 금속 기판(100)의 단자(102)가 형성되는 위치와 반대 측면에 고분자 수지 절연 기판(120)을 관통하되 제 1 금속 기판(100)의 모든 면에 접촉이 되지 않는 부분까지 연장하여 밴딩시킨 단자(112; 즉, 인출 단자가 됨)를 형성한다. 이때, 제 2 금속 기판(110)에서 연장하여 밴딩되는 단자(112)와 접촉이 되지 않도록 하기 위해, 제 2 금속 기판(110)의 단자(112)가 위치하는 제 1 금속 기판(100)의 측면 부분에는 단자(112)가 관통되도록 홀(104)을 구성한다.
이후, 고분자 수지 인서트 사출 금형 내부에 제 1 금속 기판(100)을 정렬하여 적층한 후에 제 2 금속 기판(110)을 적층한다.
이어, 대략 150℃ ~ 300℃ 정도의 온도로 유지한 상태의 고분자 수지 인서트 사출 금형에 고분자 수지(추후에 고분자 수지 절연 기판(120)이 됨)를 압출하여 각각의 기판(100, 110)을 접합하여 고정시킨다.
이러한 접합에 의해 고정된 접합체를 금속 도금하게 되면 도 13 내지 도 15와 같이 단자(102, 112)가 포함되어 있는 고분자 수지 용기가 완성된다. 여기서, 단자(102)는 본 발명의 청구범위의 청구항 12에 기재된 제 1 인출 단자의 일 예라고 할 수 있고, 단자(112)는 본 발명의 청구범위의 청구항 12에 기재된 제 2 인출 단자의 일 예라고 할 수 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적의 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
50, 100 : 제 1 금속 기판
52, 72 : 금속-고분자 수지 접합층
60, 120 : 고분자 수지 절연 기판
70, 110 : 제 2 금속 기판
80 : 제 1 내부 전극
82 : 제 2 내부 전극
84 : 접착층
86 : 세퍼레이터
88 : 밀봉판
90, 92 : 인출 단자
52, 72 : 금속-고분자 수지 접합층
60, 120 : 고분자 수지 절연 기판
70, 110 : 제 2 금속 기판
80 : 제 1 내부 전극
82 : 제 2 내부 전극
84 : 접착층
86 : 세퍼레이터
88 : 밀봉판
90, 92 : 인출 단자
Claims (16)
- 상면에 제 1 금속-고분자 수지 접합층이 형성된 평판의 제 1 금속 기판;
중앙부가 천공되고, 상기 제 1 금속 기판의 상부에 배치되되 저면에 제 2 금속-고분자 수지 접합층이 형성된 제 2 금속 기판; 및
상기 제 1 및 제 2 금속-고분자 수지 접합층을 매개로 상기 제 1 금속 기판과 상기 제 2 금속 기판 사이에 배치되되, 중앙부가 천공된 고분자 수지 재질의 절연 기판;을 포함하고,
상기 제 2 금속 기판의 상면에는 금속 도금층이 형성되는 것을 특징으로 하는 전기 에너지 저장소자를 위한 고분자 수지 용기. - 청구항 1에 있어서,
상기 제 1 금속 기판은 제 1 내부 전극에 접촉되는 것을 특징으로 하는 전기 에너지 저장소자를 위한 고분자 수지 용기. - 청구항 1에 있어서,
상기 제 2 금속 기판은 제 2 내부 전극과 접촉하는 밀봉판에 접촉되는 것을 특징으로 하는 전기 에너지 저장소자를 위한 고분자 수지 용기. - 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 제 2 금속 기판 및 상기 절연 기판은 고리 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 전기 에너지 저장소자를 위한 고분자 수지 용기. - 청구항 1에 있어서,
상기 고분자 수지 용기에는 제 1 내부 전극과 세퍼레이터 및 제 2 내부 전극이 수납되는 것을 특징으로 하는 전기 에너지 저장소자를 위한 고분자 수지 용기. - 청구항 1에 있어서,
상기 고분자 수지 재질의 절연 기판은 고분자 수지로 인서트 사출하여 형성된 것을 특징으로 하는 전기 에너지 저장소자를 위한 고분자 수지 용기. - 상면에 제 1 금속-고분자 수지 접합층이 형성된 평판의 제 1 금속 기판, 중앙부가 천공되고 상기 제 1 금속 기판의 상부에 배치되되 저면에 제 2 금속-고분자 수지 접합층이 형성된 제 2 금속 기판, 및 상기 제 1 및 제 2 금속-고분자 수지 접합층을 매개로 상기 제 1 금속 기판과 상기 제 2 금속 기판 사이에 배치되되 중앙부가 천공된 고분자 수지 재질의 절연 기판을 포함하는 고분자 수지 용기;
상기 고분자 수지 용기의 내부에 수납된 제 1 내부 전극 및 제 2 내부 전극; 및
상기 고분자 수지 용기를 밀봉하는 밀봉판;을 포함하고,
상기 제 2 금속 기판의 상면에는 금속 도금층이 형성되는 것을 특징으로 하는 전기 에너지 저장소자. - 청구항 8에 있어서,
상기 제 1 금속 기판은 상기 제 1 내부 전극에 접촉되는 것을 특징으로 하는 전기 에너지 저장소자. - 청구항 9에 있어서,
상기 제 2 금속 기판은 상기 제 2 내부 전극과 접촉하는 상기 밀봉판에 접촉되는 것을 특징으로 하는 전기 에너지 저장소자. - 청구항 8에 있어서,
상기 제 1 금속 기판에 접합된 제 1 인출 단자; 및
상기 밀봉판에 접합된 제 2 인출 단자;를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 에너지 저장소자. - 청구항 11에 있어서,
상기 제 1 내부 전극 및 상기 제 2 내부 전극은 극성이 상호 다른 것을 특징으로 하는 전기 에너지 저장소자. - 청구항 8에 있어서,
상기 제 1 금속 기판의 일측에서 하방향으로 연장된 제 1 인출 단자; 및
상기 제 2 금속 기판의 중앙부의 측면중 상기 제 1 금속 기판의 제 1 인출 단자가 형성되는 위치와 반대되는 측면에 상기 고분자 수지 재질의 절연 기판을 관통하되 상기 제 1 금속 기판에 비접촉되게 연장된 제 2 인출 단자;를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 에너지 저장소자. - 청구항 13에 있어서,
상기 제 2 금속 기판의 제 2 인출 단자가 위치하게 되는 상기 제 1 금속 기판의 측면에는 상기 제 2 인출 단자가 관통되는 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 전기 에너지 저장소자. - 청구항 14에 있어서,
상기 제 1 내부 전극 및 상기 제 2 내부 전극은 극성이 상호 다른 것을 특징으로 하는 전기 에너지 저장소자. - 청구항 8에 있어서,
상기 고분자 수지 재질의 절연 기판은 고분자 수지로 인서트 사출하여 형성된 것을 특징으로 하는 전기 에너지 저장소자.
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|---|---|---|---|---|
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR101682472B1 (ko) * | 2016-05-17 | 2016-12-05 | 주식회사 씨엘씨팩토리 | 고분자 수지계 용기 및 이를 이용한 전기 에너지 저장 소자 |
| WO2017200188A1 (ko) * | 2016-05-17 | 2017-11-23 | 주식회사 씨엘씨팩토리 | 고분자 수지계 용기 및 이를 이용한 전기 에너지 저장 소자 |
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