KR101682472B1 - Polymer Resin-based Containers and Electric Energy Storage Devices Using the Same - Google Patents
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Abstract
Description
본 개시 내용은 고분자 수지계 용기 및 이를 이용한 전기 에너지 저장 소자에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 개시 내용은 전기 에너지 저장 소자의 내부 소자(한 쌍의 내부 전극, 전해액 및 세퍼레이터를 포함함)를 수용하기 위한 용기의 주요 재질을 고분자 수지로 구성한 고분자 수지계 용기 및 이를 이용한 전기 에너지 저장 소자에 관한 것이다.The present disclosure relates to a polymer resin-based container and an electric energy storage device using the same. More particularly, the present disclosure relates to a polymer resin-based container in which a main material of a container for accommodating internal elements (including a pair of internal electrodes, an electrolytic solution and a separator) of an electric energy storage element is formed of a polymer resin, And a storage element.
최근 전자기기, 가전제품, 산업 기기 등의 발전과 함께 전자 부품 역시 고급화, 소형화 및 경량화하고 있으며, 전자 부품의 다양화 추세에 따라 부품의 다기능화도 요구되고 있다. Recently, along with the development of electronic devices, household appliances, and industrial devices, electronic components are also becoming more sophisticated, smaller, and lighter, and the diversification of electronic components is also required to make them more versatile.
일 예로서 2차 전지와 축전기의 기능을 결합한 전기 에너지 저장 소자가 각광받고 있는 바. 이러한 타입의 전기 에너지 저장 소자는 초고용량 커패시터, 슈퍼-커패시터(super-capacitor), 울트라 커패시터 또는 전기화학적 커패시터로 불리기도 한다. 특히, 활성탄소를 전극으로 사용하고 전기이중층 전하흡착 메커니즘을 갖는 방식의 전기 에너지 저장 소자를 전기이중층 커패시터(Electric Double-Layer Capacitor)라고 한다.As an example, an electric energy storage device combining the functions of a secondary battery and a capacitor is attracting attention. This type of electrical energy storage element may also be referred to as an ultra-high capacity capacitor, a super-capacitor, an ultra-capacitor or an electrochemical capacitor. Particularly, an electric energy storage device using an activated carbon as an electrode and an electric double layer charge adsorption mechanism is called an electric double-layer capacitor.
상술한 전기 에너지 저장 소자는 화학반응을 이용하는 배터리와 달리 전극과 전해질 계면으로의 단순한 이온의 이동 또는 표면화학 반응에 의한 충전 현상을 이용한다. 구체적으로, 양(+) 이온과 음(-) 이온으로 이루어진 전해질과 많은 량의 이온들이 전기적인 흡착을 할 수 있도록 큰 비표면적을 갖는 다공성 전도체 물질을 전극으로 이용하는 단위 셀(cell)의 구조를 가지며, 단위 셀 전극의 양단에 전압이 인가되면 전해액 내의 이온들이 전기장(electric field)을 따라 이동하여 전극 표면에 흡착한 후 발생되는 전기화학적 메커니즘을 갖게 된다. 이처럼, 전술한 전기 에너지 저장 소자는 서로 다른 계면에 형성된 전기 이중층에서 발생하는 정전하 현상을 이용한 것으로, 급속 충방전이 가능하고 높은 충방전 효율 및 반영구적인 사이클 수명 특성을 갖는다. Unlike a battery using a chemical reaction, the above-described electric energy storage device utilizes a simple phenomenon of transferring ions to the electrolyte-electrolyte interface or a charging phenomenon by a surface chemical reaction. Specifically, a structure of a unit cell using a porous conductive material having a large specific surface area as an electrode so that an electrolyte composed of positive (+) and negative (-) ions and a large amount of ions can be adsorbed And when a voltage is applied to both ends of the unit cell electrode, the ions in the electrolyte move along the electric field to have an electrochemical mechanism generated after adsorbing to the electrode surface. As described above, the above-described electric energy storage device utilizes the electrostatic charge phenomenon occurring in the electric double layer formed at different interfaces, and is capable of rapid charging and discharging, has high charging / discharging efficiency and semi-permanent cycle life characteristics.
전기 에너지 저장 소자의 응용 분야로서, 예를 들면 전기자동차 등의 경우에는 초기구동 시 또는 고속 주행 시에 필요한 고출력 에너지원으로 사용될 수 있다. 특히, 소형 전기 에너지 저장 소자의 경우, 스마트폰, 휴대폰, 내비게이션, 태블릿 PC, 블랙박스 등의 전원공급 중단 시 데이터 저장 및 RTC(Real Time Clock)를 유지해주는 보조전원 역할을 수행하는데 사용되기도 한다. 또한, 휴대용 기기, 통신기기 등의 성능이 급속히 발전함에 따라 관련 전자제품의 두께 역시 점점 얇아지는 특징을 갖게 되어 제품 내에 탑재되는 전자 부품의 칩(chip)화가 요구되고 있다. 예를 들면, 관련 업계에서는 직사각형 형상의 칩 타입의 전기 에너지 저장 소자가 제안된 바 있다(예를 들면, 일본특허공개번호 제2001-216952호 등). As an application field of an electric energy storage element, for example, in the case of an electric automobile, it can be used as a high power energy source required for initial driving or at high speed. Particularly, in the case of a small electric energy storage device, it is used as an auxiliary power source for storing data and real time clock (RTC) when a power supply of a smart phone, a mobile phone, a navigation device, a tablet PC, or a black box is interrupted. In addition, as the performance of portable devices and communication devices rapidly develops, the thickness of related electronic products also becomes thinner, so that the chip of electronic components mounted in the products is required. For example, a rectangular chip type electric energy storage element has been proposed in the related art (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-216952, etc.).
전술한 칩 타입의 전기 에너지 저장 소자의 제작에 있어서 중요한 기술 요소은, 예를 들면 칩 형태를 갖추기 위한 용기 제조기술, 전기 에너지 저장 소자로서의 성능 구현을 위하여 용기 내부에 수용되는 전극, 전해액 및 세퍼레이터의 제조기술, 밀봉판을 이용하여 전극, 전해액 및 세퍼레이터가 수용된 용기를 밀봉하는 기술(예를 들면, 용접기술) 등을 예시할 수 있다. 특히, 전기 용량 및 충방전 특성, 전기적 연결의 간편성, 외부 영향으로부터 내부 소자의 차단성 등이 양호하고, 가급적 구성 요소의 수를 줄이면서 간편한 방법으로 제작할 수 있는 것이 바람직하다. Important technical elements in the fabrication of the above-mentioned chip type electric energy storage device include, for example, a container manufacturing technique for forming a chip form, manufacture of an electrode accommodated in a container for an electric energy storage device, an electrolyte and a separator A technique of sealing a container containing an electrode, an electrolytic solution and a separator by using a sealing plate (for example, a welding technique), and the like. Particularly, it is desirable that the electric capacity and the charging / discharging characteristics, the simplicity of the electric connection, the blocking ability of the internal elements from the external influences are good, and the number of constituent elements can be reduced while being easily manufactured.
종래에는 세라믹 기반의 용기를 이용하여 전기 에너지 저장 소자를 제작하는 기술이 알려져 있다. 도 1은 종래의 세라믹 기반의 전기 에너지 저장 소자의 예를 도시한다.BACKGROUND ART [0002] Conventionally, a technique for manufacturing an electric energy storage device using a ceramic-based container is known. Figure 1 shows an example of a conventional ceramic-based electrical energy storage element.
상기 도면을 참고하면, 세라믹 기반의 용기는 제1 세라믹 기판(1), 제2 세라믹 기판(2) 및 세라믹 재질의 측벽(3)을 포함한다. 또한, 도전성의 제1 접속 단자(10) 및 제2 접속 단자(11)가 상호 이격되는 방식으로 용기의 최외곽 바닥 저면에 형성되어 있다. 상기 세라믹 기반의 용기 내에는 내부 소자로서 분극성의 제1 내부 전극(14) 및 제2 내부 전극(16)이 세퍼레이터(15)에 의하여 상호 분리되어 있는 형태로 수용되어 있다. 이때, 제1 내부 전극(14) 및 제2 내부 전극(16) 각각에는 전해액이 함침되어 있다. 도시된 예에서 제1 전극 패턴(5)은 제1 세라믹 기판(1) 상에 적층된 제 2 세라믹 기판(2)의 상부 표면에 형성되는 한편, 제2 전극 패턴(8)은 세라믹 재질의 측벽(3) 상부 표면에 형성되어 있다.Referring to the drawings, a ceramic-based container includes a first
세라믹 재질의 용기 내에서 제1 내부 전극(14)은 도전성 접착층(도시되지 않음)을 통하여 제1 전극 패턴(5)과 접촉하고, 제2 내부 전극(16)은 도전성 접착층(도시되지 않음)을 통하여 금속 재질의 밀봉판(12)과 접촉하도록 하여 용기 내부를 밀봉한다. 이때, 제2 내부 전극(16)은 제1 도금층(13)의 개재 하에서, 세라믹 재질의 측벽(3)의 최상면에 형성된 제2 전극 패턴(8)과 브레이징(brazing)에 의하여 전기적으로 연결되는 금속링(4)의 도금층(6)과 저항 용접, 레이저 용접 등에 의하여 접촉하게 된다.The first
도시된 예에 있어서, 세라믹 용기의 상면 및 하면 각각에 형성된 제1 전극 패턴(5) 및 제2 전극 패턴(8)은 텅스텐 또는 몰리브덴(Mo)-망간(Mn) 혼합물을 금속 프린팅(metal printing)하여 형성된다. 이때, 제1 전극 패턴(5)과 용기 하면에 형성된 제1 접속 단자(10)는 비아 홀(Via Hole; 9)을 통하여 서로 연결된다. 제2 전극 패턴(8)과 용기 하면에 형성된 제2 접속 단자(11)는 스루 홀(Through Hole; 7)을 통하여 세라믹 재질의 측벽(3) 최상 면에 위치한 금속 링(4)과 서로 연결된다. 이때, 제1 접속 단자(10) 및 제2 접속 단자(11)는 각각 제1 전극 패턴(5) 및 제2 전극 패턴(8)을 외부로 노출시킨 것으로 고려할 수 있다. In the illustrated example, the
이처럼, 도시된 내부 소자의 수용을 위한 세라믹 기반의 용기는 기본적으로 적어도 3층의 세라믹 시트로 이루어지는 세라믹 기판의 적층 구조를 포함하게 된다.Thus, the ceramic-based container for accommodating the illustrated internal elements basically comprises a laminate structure of a ceramic substrate consisting of at least three layers of ceramic sheets.
또한, 세라믹 기반 용기의 요철을 형성하는 세라믹 재질의 측벽(3)은 중앙 부위가 관통되어 있는 링(고리) 형태를 갖는다. 이외에도, 세라믹 재질의 측벽(3)의 측면 외측 부분은 제1 세라믹 기판(1) 및 제2 세라믹 기판(2)의 측면 외측과 유사하게 제2 전극 패턴(8)을 연결하는 스루 홀이 형성되어 있다. 세라믹 재질의 측벽(3)의 측면 상부에는 금속 링(4)이 브레이징에 의하여 접합할 수 있도록 텅스텐 또는 몰리브덴-망간 혼합물을 이용하여 메탈 프린팅되어 있다. The
한편, 외부 전기 에너지가 인가되는 제1 전극 패턴(5)은 고온으로 소성한 다음, 니켈 하지 도금 및 금 도금을 수행하여 완성된다. 이때, 금 도금 부위는 전기화학적으로 안정되어 전해액과 산화환원 반응이 일어나지 않는다. 그러나, 세라믹 표면 상에서 금속이 프린팅(또는 도금)되어 있지 않은 부위와 금속이 프린팅(또는 도금)되어 있는 부위에서의 계면을 중심으로 다공성 구조가 형성된다. 이러한 다공성 부위를 통하여 전해액이 침투하여 금 도금층 하측의 니켈과 텅스텐 층의 측면 또는 계면과 접촉하게 된다. 이에 따라 전해액과 니켈과 텅스텐 층의 측면 또는 계면에 접한 부위에서부터 점진적으로 전기화학적인 반응이 일어나 부식 현상이 야기된다. 그 결과, 전해액이 변질되어 전기 에너지 저장 소자로서의 기능이 저하되거나 상실되는 문제점이 발생한다.On the other hand, the
또한, 칩 형 전기 에너지 저장 소자 제작에 있어서, 세라믹 기반의 용기 내부에 한 쌍의 전극, 전해액 및 세퍼레이터가 수용된 상태에서 밀봉하기 위하여는 금속소재의 밀봉판(12)과 세라믹 용기의 최상면에 위치하는 금속 링(4)을 레이저 용접 또는 저항 용접을 통하여 접합한다. 이때, 밀봉판(12)의 재료로서 통상적으로 금속 링(4)을 구성하는 재료와 열 팽창계수가 실질적으로 동일한 종류의 재료를 선택하여 사용할 수 있다. 예를 들면, 니켈 합금인 코바(korva) 표면에 니켈 도금을 실시하여 사용한다. 그러나, 세라믹 재질 표면에 형성된 금 도금 층과 유사하게 니켈 도금 층과 전해액이 접한 부분에서부터 점차적으로 전기화학적 반응이 일어나 부식 현상이 야기된다. 그 결과, 전해액이 변질되어 전기 에너지 저장 소자로서의 기능이 저하되거나 상실된다. 구체적으로, 밀봉판(12)과 금속 링(4)을 접합하기 위한 니켈 도금층이 충방전을 반복하는 동안 전압을 인가하거나 해당 전압을 유지하는 과정에서 용해되고, 특히 충전 시 누설 전류가 증가하여, 충전 효율을 저하시키게 된다.Further, in the production of a chip-type electric energy storage device, in order to seal in a state in which a pair of electrodes, an electrolytic solution and a separator are accommodated in a ceramic-based container, a
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 택일적인 예로서 알루미늄, 스테인레스 스틸(SUS), 티타늄 등의 내부식성이 강한 적어도 하나의 층으로 이루어진 금속 층을 제1 전극 패턴(5) 상에 형성하고, 제1 전극 패턴(5)의 중앙부를 제외한 최외곽 부위에 추가적으로 세라믹을 코팅하고 소성하여 세라믹 코팅층을 형성한 다음, 니켈 하지 도금 및 금 도금 단계를 수행하는 방안이 제시된 바 있다. 그러나, 제1 전극 패턴(5)의 중앙부를 제외한 최외곽 부위를 세라믹으로 코팅하고 소성하여 전해액의 침투를 원천적으로 방지하기 위하여는 충분한 코팅 두께가 확보되어야 한다. 그 결과, 세라믹 내부 체적의 감소는 불가피하며, 제1 전극 패턴(5)과 대향하는 세라믹 코팅층의 계면에서 전해액의 침투를 원천적으로 차단하기 곤란하다. 또한, 금속층 형성, 세라믹 코팅층 형성 및 니켈 하지 도금/금 도금과 같은 추가적인 단계를 수행해야 하기 때문에 제조 원가가 상승한다. In order to solve such a problem, a metal layer made of at least one layer having high corrosion resistance such as aluminum, stainless steel (SUS), or titanium is formed on the
또 다른 방안으로서, 밀봉판(12)에 니켈 도금층을 형성한 후에 금, 은, 주석, 구리 등을 2차적으로 도금하는 예도 알려져 있으나, 니켈 하지 도금 후에 금 도금을 수행하기 때문에 제조 원가가 증가한다.As another method, there is known an example in which a nickel plating layer is formed on the sealing
이외에도, 세라믹의 고온 소성 시 휘는 현상(또는 캠버(camber) 현상)을 방지하기 위하여 세라믹의 두께를 충분히 확보해야 하며, 또한 전기화학적 부식 현상 억제를 위한 금속층 형성으로 인하여 세라믹 기반의 용기의 내부 수용(수납) 공간이 감소하기 때문에 전극 사이즈를 줄일 수밖에 없고, 이는 전기 에너지 저장소자의 용량 감소를 야기한다.In addition, it is necessary to secure a sufficient thickness of the ceramic in order to prevent the bowing phenomenon (or camber phenomenon) of the ceramic at high temperature baking, and to prevent the electrochemical corrosion phenomenon, Storage space), the electrode size must be reduced, which causes a reduction in the capacity of the electric energy store.
이처럼, 세라믹 기반의 용기를 이용한 전기 에너지 저장 소자의 경우, 재질 특성상 제작 과정 중 고온 처리를 수반함에 따라 과도한 열 스트레스를 유발하여 전해액의 누설 등이 발생하여 불량률이 증가한다. 특히, 금속 밀봉판과 세라믹 기반 용기 간의 이종 접합을 위하여 브레이징, 금속 링 등의 접합 요소를 부가해야 하는 등, 비용 증가 요인을 갖고 있다. 더욱이, 금속 재질의 밀봉판을 사용하여 금속 링과 밀착한 상태에서 레이저 용접 또는 저항 용접에 의하여 니켈 도금층을 용융시키는 방식으로 접합해야 하는데, 니켈 도금층이 용융되는 온도(통상 약 800 내지 1000℃) 이상에서는 전기 에너지 저장 소자의 내부로 열 충격이 가해지므로 액상 전해액의 비산 또는 변질이 야기될 수 있다.As described above, in the case of an electric energy storage device using a ceramic-based container, the defective rate is increased due to leakage of the electrolyte due to excessive heat stress accompanied with high temperature treatment during the manufacturing process. Particularly, it is necessary to add bonding elements such as brazing and metal rings for heterogeneous bonding between the metal sealing plate and the ceramic-based container. Further, it is necessary to bond the nickel plating layer by laser welding or resistance welding in a state in which it is in close contact with the metal ring by using a sealing plate made of a metal. In the case where the nickel plating layer is melted (usually about 800 to 1000 ° C Thermal shock is applied to the interior of the electric energy storage element, which may cause scattering or deterioration of the liquid electrolyte.
전술한 문제점을 완화하기 위하여, 최근에는 세라믹 재질에 비하여 저온에서 처리하여 열 스트레스를 저감할 목적으로 수용 용기의 주요 재질을 고분자 또는 플라스틱으로 치환하려는 시도 역시 이루어지고 있다. 그러나, 상이한 재질 간의 접합(예를 들면, 금속 밀봉판과 플라스틱 용기 간의 접합)을 위하여는 금속 도금과 같은 부가 단계가 수행되는 만큼, 근본적인 해결 방안으로 보기 어렵다. In order to alleviate the above-described problems, attempts have recently been made to replace the main material of a container with a polymer or plastic for the purpose of reducing heat stress by processing at a lower temperature than a ceramic material. However, it is difficult to find a fundamental solution for the joining between different materials (for example, the joining between the metal sealing plate and the plastic container) as additional steps such as metal plating are performed.
본 개시 내용의 일 구체예에서는 전기 에너지 저장 소자 제작에 있어서 전기화학적으로 안정한 고분자 수지를 주요 재질로 하여 내부 소자를 수용하기 위한 용기를 이용함으로써, 종래의 세라믹 기반 용기의 사용에 따른 문제점(예를 들면, 두께 조절의 곤란성, 수용 공간의 축소, 이종 재질의 접합 시 열 팽창계수 차이에 의한 전해액의 누출 등)을 해소하고, 세라믹 기반 용기의 제작 시 요구되는 복잡한 다수의 단계 및 구성 요소(예를 들면, 금속 링)를 생략함으로써 제조 원가를 절감할 수 있는 고분자 수지계 용기 및 이를 이용한 전기 에너지 저장 소자를 제공하고자 한다.In one embodiment of the present disclosure, the use of a container for accommodating an internal device using a polymer resin that is electrochemically stable as a main material in the production of an electric energy storage device can solve the problems (for example, The difficulty of thickness control, the reduction of the accommodation space, and the leakage of the electrolyte due to the difference in the thermal expansion coefficient at the time of bonding of different materials) are eliminated and the complicated steps and components required in the production of the ceramic- A polymer resin-based container capable of reducing manufacturing cost by omitting a metal ring), and an electric energy storage device using the same.
본 개시 내용의 제1 면에 따르면,According to a first aspect of the present disclosure,
전기 에너지 저장 소자용 고분자 수지계 용기로서,A polymer resin-based container for an electric energy storage device,
고분자 수지 재질의 절연 기판의 양 측면에 접촉하며 형성되는 제1 금속 부재 및 제2 금속 부재; 및A first metal member and a second metal member formed in contact with both side surfaces of an insulating substrate made of a polymer resin; And
상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재와 각각 접촉하면서 상기 용기의 측벽부를 형성하여 수용 공간을 제공하는 고분자 수지 재질의 절연 링;An insulating ring made of a polymeric resin material which is in contact with the first metal member and the second metal member and forms a side wall portion of the container to provide a receiving space;
을 포함하고,/ RTI >
여기서, 상기 제1 금속 부재 및 제2 금속 부재 각각이 상기 절연 기판 및 상기 절연 링과 접촉하는 부위에 금속-고분자 수지 접합층이 개재되어 있는 고분자 수지계 용기가 제공된다.There is provided a polymer resin-based container in which a metal-polymer resin bonding layer is interposed at a portion where each of the first metal member and the second metal member is in contact with the insulating substrate and the insulating ring.
예시적 구체예에 따르면, 상기 제1 금속 부재는 상기 용기의 내부로 노출되는 제1 금속 판 및 상기 용기의 외부로 노출되는 제1 인출 단자를 포함하고, 상기 제2 금속 부재는 상기 용기의 내부로 노출되는 제2 금속판 및 상기 용기의 외부로 노출되는 제2 인출 단자를 포함할 수 있다.According to an exemplary embodiment, the first metal member includes a first metal plate exposed to the inside of the container and a first take-out terminal exposed to the outside of the container, And a second lead-out terminal exposed to the outside of the container.
예시적 구체예에 따르면, 상기 제1 금속판 및 제1 인출 단자는 단일 금속판이 절곡되어 상호 연결된 일체형 부재일 수 있고, 또한 상기 제2 금속판 및 제2 인출 단자는 단일 금속판이 절곡되어 상호 연결된 일체형 부재일 수 있다. According to an exemplary embodiment, the first metal plate and the first take-out terminal may be a unitary member in which a single metal plate is folded and interconnected, and the second metal plate and the second take-out terminal are integrally formed by bending a single metal plate, Lt; / RTI >
예시적 구체예에 따르면, 상기 제1 금속판 및 상기 제2 금속판 각각의 상면에 금속 도금층이 더 형성될 수 있다.According to an exemplary embodiment, a metal plating layer may be further formed on each of the first metal plate and the second metal plate.
예시적 구체예에 따르면, (i) 상기 절연 기판과 상기 제1 및 제2 금속 부재, 또는 (ii) 상기 절연 기판, 상기 제1 및 제2 금속 부재 및 절연 링은 인서트 사출 방식으로 형성될 수 있다.According to an exemplary embodiment, the insulating substrate, the first and second metal members, or (ii) the insulating substrate, the first and second metal members, and the insulating ring can be formed in an insert injection manner have.
예시적 구체예에 따르면, 상기 절연 링의 상면에는 밀봉판과의 결합을 위한 요부가 형성될 수 있다.According to an exemplary embodiment, a recess for engaging with the sealing plate may be formed on the upper surface of the insulating ring.
예시적 구체예에 따르면, 상기 제1 금속 부재 및 제2 금속 부재 각각은 상기 용기 내부의 하면 측면에서부터 상기 용기 외부의 하면 측면으로 관통하면서 연결될 수 있고, 상기 제1 금속 부재 및 제2 금속 부재는 서로 전기적으로 연결되지 않는다.According to an exemplary embodiment, each of the first metal member and the second metal member can be connected to the bottom surface of the container from the bottom surface side of the container, while the first metal member and the second metal member They are not electrically connected to each other.
본 개시 내용의 제2 면에 따르면, 전기 에너지 저장 소자를 수용하기 위한 고분자 수지계 용기로서,According to a second aspect of the present disclosure, there is provided a polymer resin-based container for accommodating an electric energy storage element,
병렬 배치된 고분자 수지 재질의 제1 베이스 기판 및 고분자 수지 재질의 제2 베이스 기판을 포함하는 절연 기판의 서로 상반되는 방향의 양 측면에 형성되는 제1 금속 부재 및 제2 금속 부재;A first metal member and a second metal member formed on both sides of the insulating substrate including the first base substrate of the polymer resin material arranged in parallel and the second base substrate of the polymer resin material in opposite directions to each other;
상기 제1 베이스 기판 및 상기 제2 베이스 기판의 서로 마주보는 방향의 양 측면에 절연 기판을 관통하는 형상으로 형성되는 직렬 연결용 제3 금속 부재; 및A third metal member for series connection formed on both sides of the first base substrate and the second base substrate facing each other in a manner to penetrate the insulating substrate; And
상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재와 각각 접촉하면서 상기 용기의 측벽부를 구성하고, 상기 제3 금속 부재의 상측에 형성되는 분리벽과 함께 상호 독립된 제1 수용 공간 및 제2 수용 공간을 제공하는 제1 절연 링 및 제2 절연 링; The first metal member and the second metal member being in contact with each other to form a side wall portion of the container, and a first accommodating space and a second accommodating space independent from each other with the separating wall formed on the upper side of the third metal member A first insulating ring and a second insulating ring;
을 포함하며,/ RTI >
여기서, 상기 제1 내지 제3 금속 부재 각각이 상기 제1 및 제2 베이스 기판과 접촉하는 부위, 그리고 상기 제1 및 제2 금속 부재 각각이 상기 제1 및 제2 절연 링과 접촉하는 부위에 금속-고분자 수지 접합층이 개재되어 있는 고분자 수지계 용기가 제공된다.The first metal member and the second metal member are in contact with the first and second base substrates, respectively, and the first and second metal members are in contact with the first and second insulating rings, A polymer resin-based container in which a polymer resin bonding layer is interposed is provided.
예시적 구체예에 따르면, 상기 제1 금속 부재는 상기 제1 수용 공간의 내부로 노출되는 제1 금속 판 및 상기 제1 수용 공간의 외부로 노출되는 제1 인출 단자를 포함하고, 상기 제2 금속 부재는 상기 제2 수용 공간의 내부로 노출되는 제2 금속판 및 상기 제1 수용 공간의 외부로 노출되는 제2 인출 단자를 포함할 수 있다.According to an exemplary embodiment, the first metal member includes a first metal plate exposed to the inside of the first accommodation space and a first lead-out terminal exposed to the outside of the first accommodation space, The member may include a second metal plate exposed to the inside of the second accommodation space and a second lead-out terminal exposed to the outside of the first accommodation space.
예시적 구체예에 따르면, 상기 제3 금속 부재는 제1 수용 공간 및 제2 수용 공간 각각에 노출되는 제3 및 제4 금속판, 그리고 상기 절연 기판의 하면 외부로 노출되는 제5 금속판을 포함할 수 있다. According to an exemplary embodiment, the third metal member may include third and fourth metal plates exposed in the first accommodating space and the second accommodating space, respectively, and a fifth metal plate exposed to the outside of the lower surface of the insulating substrate. have.
예시적 구체예에 따르면, 상기 제1 금속판 및 제1 인출 단자는 단일 금속판이 절곡되어 상호 연결된 일체형 부재일 수 있고, 또한 상기 제2 금속판 및 제2 인출 단자는 단일 금속판이 절곡되어 상호 연결된 일체형 부재일 수 있다.According to an exemplary embodiment, the first metal plate and the first take-out terminal may be a unitary member in which a single metal plate is folded and interconnected, and the second metal plate and the second take-out terminal are integrally formed by bending a single metal plate, Lt; / RTI >
예시적 구체예에 따르면, 상기 제3 내지 제5 금속판은 단일 금속판이 절곡되어 상호 연결된 일체형 부재일 수 있다. According to an exemplary embodiment, the third to fifth metal plates may be a single member in which a single metal plate is folded and interconnected.
예시적 구체예에 따르면, 상기 제1 금속판 및 상기 제2 금속판 각각의 상면에 금속 도금층이 더 형성될 수 있다.According to an exemplary embodiment, a metal plating layer may be further formed on each of the first metal plate and the second metal plate.
예시적 구체예에 따르면, (i) 제1 및 제2 베이스 기판 및 제1 내지 제3 금속 부재, 또는 (ii) 제1 및 제2 베이스 기판, 제1 내지 제3 금속 부재, 제1 및 제2 절연 링 및 분리벽은 인서트 사출 방식으로 형성될 수 있다.According to an exemplary embodiment, there is provided a semiconductor device comprising: (i) first and second base substrates and first to third metal members, or (ii) first and second base substrates, first to third metal members, 2 Insulating ring and separating wall can be formed by insert injection method.
본 개시 내용의 제3 면에 따르면,According to a third aspect of the present disclosure,
고분자 수지계 용기; 상기 고분자 수지계 용기 내부에 수용되며, 제1 전극, 제2 전극 및 세퍼레이터를 포함하는 내부 소자; 및 상기 내부 소자가 수용된 고분자 수지계 용기를 밀봉하는 고분자 수지계 밀봉판을 포함하는 전기 에너지 저장 소자로서,Polymer resin - based containers; An internal element accommodated in the polymer resin-based container and including a first electrode, a second electrode, and a separator; And a polymer resin-based sealing plate for sealing the polymer resin-based container housing the internal element,
상기 고분자 수지계 용기는,In the polymer resin-based container,
고분자 수지 재질의 절연 기판의 양 측면에 접촉하며 형성되는 제1 금속 부재 및 제2 금속 부재; 및A first metal member and a second metal member formed in contact with both side surfaces of an insulating substrate made of a polymer resin; And
상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재와 각각 접촉하면서 상기 용기의 측벽부를 형성하여 수용 공간을 제공하는 고분자 수지 재질의 절연 링;An insulating ring made of a polymeric resin material which is in contact with the first metal member and the second metal member and forms a side wall portion of the container to provide a receiving space;
을 포함하며,/ RTI >
여기서, 상기 제1 금속 부재 및 제2 금속 부재 각각이 상기 절연 기판 및 상기 절연 링과 접촉하는 부위에 금속-고분자 수지 접합층이 개재되어 있고, 그리고Here, a metal-polymer resin bonding layer is disposed at a portion where each of the first metal member and the second metal member is in contact with the insulating substrate and the insulating ring, and
상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재 각각은 상기 용기 내부에 수용된 내부 소자와 전기적으로 연결되어 있는 전기 에너지 저장 소자가 제공된다.Wherein each of the first metal member and the second metal member is electrically connected to an internal element accommodated in the container.
예시적 구체예에 따르면, 상기 절연 링의 상면에는 요부가 형성되고 이에 대응하여 상기 밀봉판의 하면에 형성된 돌출부와 결합하여 밀봉될 수 있다.According to an exemplary embodiment, a recessed portion is formed on the upper surface of the insulating ring, and the recessed portion can be sealed by being coupled with a protrusion formed on the lower surface of the sealing plate.
예시적 구체예에 따르면, 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재 각각은 상기 수용 공간 내에서 제1 내부 전극 인출부 및 제2 내부 전극 인출부에 의하여 상기 내부 소자와 전기적으로 연결될 수 있다. According to an exemplary embodiment, each of the first metal member and the second metal member may be electrically connected to the internal element by the first internal electrode withdrawing portion and the second internal electrode withdrawing portion in the receiving space.
본 개시 내용의 제4 면에 따르면,According to a fourth aspect of the present disclosure,
적어도 2개의 수용 공간을 제공하는 고분자 수지계 용기; 상기 적어도 2개의 수용 공간 각각에 대응하여 그 내부에 수용되며, 제1 전극, 제2 전극 및 세퍼레이터를 포함하는 내부 소자; 및 상기 내부 소자가 수용된 고분자 수지계 용기를 밀봉하는 고분자 수지계 밀봉판을 포함하는 전기 에너지 저장 소자로서,A polymer resin-based container providing at least two accommodating spaces; An internal element accommodated therein corresponding to each of the at least two receiving spaces, the internal element including a first electrode, a second electrode and a separator; And a polymer resin-based sealing plate for sealing the polymer resin-based container housing the internal element,
상기 고분자 수지계 용기는,In the polymer resin-based container,
병렬 배치된 고분자 수지 재질의 제1 베이스 기판 및 고분자 수지 재질의 제2 베이스 기판을 포함하는 절연 기판의 서로 상반되는 방향의 양 측면에 형성되는 제1 금속 부재 및 제2 금속 부재;A first metal member and a second metal member formed on both sides of the insulating substrate including the first base substrate of the polymer resin material arranged in parallel and the second base substrate of the polymer resin material in opposite directions to each other;
상기 제1 베이스 기판 및 상기 제2 베이스 기판의 서로 마주보는 방향의 양 측면에 절연 기판을 관통하는 형상으로 형성되는 직렬 연결용 제3 금속 부재; 및A third metal member for series connection formed on both sides of the first base substrate and the second base substrate facing each other in a manner to penetrate the insulating substrate; And
상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재와 각각 접촉하면서 상기 용기의 측벽부를 구성하고, 상기 제3 금속 부재의 상측에 형성되는 분리벽과 함께 상호 독립된 제1 수용 공간 및 제2 수용 공간을 제공하는 제1 절연 링 및 제2 절연 링;The first metal member and the second metal member being in contact with each other to form a side wall portion of the container, and a first accommodating space and a second accommodating space independent from each other with the separating wall formed on the upper side of the third metal member A first insulating ring and a second insulating ring;
을 포함하며, / RTI >
여기서, 상기 제1 내지 제3 금속 부재 각각이 상기 제1 및 제2 베이스 기판과 접촉하는 부위, 그리고 상기 제1 및 제2 금속 부재 각각이 상기 제1 및 제2 절연 링과 접촉하는 부위에 금속-고분자 수지 접합층이 개재되어 있고, 그리고The first metal member and the second metal member are in contact with the first and second base substrates, respectively, and the first and second metal members are in contact with the first and second insulating rings, - a polymer resin bonding layer is interposed, and
상기 제1 금속 부재 및 제3 금속 부재 중 상기 제1 베이스 기판과 접촉하는부위 각각은 상기 제1 수용 공간 내에 수용된 내부 소자와 전기적으로 연결되는 한편, 상기 제2 금속 부재 및 상기 제3 금속 부재 중 제2 베이스 기판과 접촉하는 부위 각각은 상기 제2 수용 공간 내에 수용된 내부 소자와 전기적으로 연결되어 있는 전기 에너지 저장 소자가 제공된다.Wherein each of the first metal member and the third metal member that is in contact with the first base substrate is electrically connected to an internal element accommodated in the first housing space while the second metal member and the third metal member Each of the portions in contact with the second base substrate is electrically connected to the internal elements accommodated in the second accommodation space.
예시적 구체예에 따르면, 상기 제1 및 제2 절연 링, 그리고 상기 분리벽의 상면에는 요부가 형성되고 이에 대응하여 상기 밀봉판의 하면에 형성된 돌출부와 결합하여 밀봉될 수 있다.According to an exemplary embodiment, the first and second insulating rings and the separating wall may have recesses formed on the upper surface thereof, and may be sealed by engaging with protrusions formed on the lower surface of the sealing plate.
예시적 구체예에 따르면, 상기 제1 금속 부재 및 상기 제3 금속 부재 중 제1 베이스 기판과 접촉하는 부위 각각은 제1 수용 공간 내에서 제1 전극 인출부 및 제2 전극 인출부 각각에 의하여 상기 제1 수용 공간 내에 수용된 내부 소자와 전기적으로 연결되는 한편, 상기 제2 금속 부재 및 상기 제3 금속 부재 중 제2 베이스 기판과 접촉하는 부위 각각은 제2 수용 공간 내에서 제3 전극 인출부 및 제4 전극 인출부 각각에 의하여 상기 제2 수용 공간 내에 수용된 내부 소자와 전기적으로 연결될 수 있다.According to an exemplary embodiment, each of the portions of the first metal member and the third metal member that are in contact with the first base substrate is divided into a first space and a second space by the first electrode withdrawing portion and the second electrode withdrawing portion, respectively, Each of the portions of the second metal member and the third metal member which are in contact with the second base substrate are electrically connected to the third electrode withdrawing portion and the third electrode withdrawing portion in the second accommodating space, And can be electrically connected to the internal elements accommodated in the second accommodation space by the four-electrode lead-out portions.
본 개시 내용에서 제공되는 고분자 수지계 용기는 주요 재료로서 고분자 수지를 사용하는 바, 이를 이용한 전기 에너지 저장 소자는 상대적으로 저온에서 가공될 수 있는 고분자 재질을 이용하여 내부 소자의 수납 용기 및 밀봉판을 구성함으로써 종래의 세라믹 기반의 용기 및 에너지 저장 소자에서 문제시된 과도한 열 스트레스 발생을 방지할 수 있고, 이종 재질의 접합 시 요구되는 금속 링의 사용 및 브레이징용 도금(또는 프린팅) 작업을 생략할 수 있어 원재료 비용을 현저히 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 설계 및 제작 공정의 단순화 및 낮은 불량률을 달성하는데 유리한 장점을 갖는다. 또한, 본 개시 내용의 바람직한 구체예에서는 고분자 수지계 용기의 제작 시 인서트 사출 방식을 채택함으로써 용기의 제작 공정을 획기적으로 단순화함으로써 경제성을 제고할 수 있다.The polymer resin-based container provided in the present disclosure uses a polymer resin as a main material. The electric energy storage device using the polymer resin container is made of a polymer material that can be processed at a relatively low temperature, It is possible to prevent the generation of excessive heat stress which is a problem in the conventional ceramic-based container and energy storage element, and to use the metal ring required for bonding different materials and to perform plating (or printing) work for brazing, It is advantageous not only to remarkably reduce the cost but also to simplify the design and manufacturing process and achieve a low defect rate. Further, in a preferred embodiment of the present disclosure, by adopting the insert injection method in the production of the polymer resin-based container, the manufacturing process of the container is remarkably simplified, thereby improving the economical efficiency.
더 나아가, 밀봉판과 접합하는 용기의 부위가 고분자 재질로 이루어지기 때문에 금속 용융 온도보다 현저히 낮은 온도(통상적으로 약 300℃ 이하)에서 고분자 수지를 용융시켜 접합할 수 있고, 따라서 접합 열에 의한 전해액의 비산 및 변질을 최소화할 수 있다. 이외에도, 고분자 재질의 수납 용기 및 고분자 재질의 밀봉판을 함께 사용함으로써 종래 세라믹 기반 제품에서 문제시된 두께 조절의 곤란성 및 내부 용적 감소에 따른 비효율성을 개선할 수 있다. 따라서, 향후 광범위한 적용이 기대된다.Further, since the portion of the container to be bonded to the sealing plate is made of a polymer material, the polymer resin can be bonded at a temperature significantly lower than the metal melting temperature (usually about 300 DEG C or less) Scattering and degeneration can be minimized. In addition, by using a polymer-containing container and a polymeric sealing plate, it is possible to improve the difficulty in thickness control and the inefficiency due to the decrease in internal volume, which are problems in conventional ceramic-based products. Therefore, it is expected to be widely applied in the future.
도 1은 종래기술에 따른 세라믹 기반의 전기 에너지 저장 소자의 단위 셀의 단면도이고;
도 2a 및 도 2b는 각각 본 개시 내용의 일 구체예에 따른 고분자 수지계 용기의 사시도 및 평면도이고;
도 3은 본 개시 내용의 일 구체예에 따른 전기 에너지 저장 소자의 단위 셀의 단면도이고;
도 4a 및 도 4b는 각각 본 개시 내용의 다른 구체예에 따른 고분자 수지계 용기의 사시도 및 평면도이고; 그리고
도 5는 본 개시 내용의 다른 구체예에 따른 전기 에너지 저장 소자의 직렬 연결 셀의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a unit cell of a ceramic-based electric energy storage device according to the prior art;
2A and 2B are a perspective view and a plan view of a polymer resin-based container according to an embodiment of the present disclosure;
3 is a cross-sectional view of a unit cell of an electrical energy storage element according to one embodiment of the present disclosure;
Figures 4A and 4B are perspective and plan views, respectively, of a polymeric resin-based container according to another embodiment of the present disclosure; And
5 is a cross-sectional view of a serially connected cell of an electrical energy storage element according to another embodiment of the present disclosure;
본 발명은 하기의 설명에 의하여 모두 달성될 수 있다. 하기의 설명은 본 발명의 바람직한 구체예를 기술하는 것으로 이해되어야 하며, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 첨부된 도면은 이해를 돕기 위한 것으로, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 개별 구성에 관한 세부 사항은 후술하는 관련 기재의 구체적 취지에 의하여 적절히 이해될 수 있다.The present invention can be all accomplished by the following description. The following description should be understood to describe preferred embodiments of the present invention, but the present invention is not necessarily limited thereto. It is to be understood that the accompanying drawings are included to provide a further understanding of the invention and are not to be construed as limiting the present invention. The details of the individual components may be properly understood by reference to the following detailed description of the related description.
본 명세서에 있어서, 어떠한 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 별도의 언급이 없는 한, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. In this specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it may further include other elements unless otherwise stated.
"상에" 또는 "상측에" 및 "하측에" 또는 "아래에"와 같은 용어는 구성 요소 또는 부재 간의 상대적인 위치 관계를 기술하는 것으로 이해될 수 있으며, "상측에 위치한다" 또는 "하측에 위치한다"는 용어는 특정 대상과 접촉된 상태뿐만 아니라 접촉되지 않은 상태에서 상대적인 위치 관계를 표현하는 것으로 이해될 수 있다.It will be understood that terms such as " on "or" above ", and "below" or "below " may be understood to describe relative positional relationships between components or members, Quot; position "can be understood as expressing a relative positional relationship not only in a state of being in contact with a specific object but also in a non-contact state.
본 명세서에서 임의의 구성 요소 또는 부재가 다른 구성 요소 또는 부재와 "연결된다"고 기재되어 있는 경우, 달리 언급되지 않는 한, 상기 다른 구성 요소 또는 부재와 직접 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 다른 구성 요소 또는 부재의 개재 하에서 연결되어 있는 경우도 포함되는 것으로 이해될 수 있다. Where reference is made herein to any element or element being "connected" to another element or element, unless otherwise stated, it is understood that the term "element" Or in the case where they are connected under the presence of a member.
이와 유사하게, "접촉한다"는 용어 역시 반드시 직접적으로 접촉하는 경우뿐만 아니라, 다른 구성 요소 또는 부재의 개재 하에서 접촉하는 경우도 포함될 수 있는 것으로 이해될 수 있다.Similarly, the term "contacting" may also be understood to include not only direct contact, but also contact in the presence of other components or members.
"인서트 사출성형(insert molding)"은 금형 내에서 플라스틱 또는 플라스틱 이외의 부품(금속, 케이블, PCB, 자석 등)을 일체화하는 성형 공정을 의미하는 바, 구체적으로 성형품의 보강, 부품의 부착 또는 전기 회로의 형성 등을 위하여 미리 금형에 금속 또는 기타 재질(예를 들면, 플라스틱)의 인서트를 삽입하고 사출 성형하여 일체화된 제품을 생산하는 공정으로 이해될 수 있다."Insert molding" refers to a molding process for integrating parts (metal, cable, PCB, magnet, etc.) other than plastic or plastic in a mold, A process of inserting an insert of a metal or other material (for example, plastic) into a metal mold in advance for forming a circuit and producing an integrated product by injection molding.
제1 구체예First embodiment
도 2a 및 도 2b는 각각 본 개시 내용의 일 구체예에 따른 고분자 수지계 용기의 사시도 및 평면도이고, 도 3은 상기 고분자 수지계 용기를 이용하여 제작된 전기 에너지 저장 소자의 단위 셀의 단면도이다.FIGS. 2A and 2B are a perspective view and a plan view, respectively, of a polymer resin container according to one embodiment of the present disclosure, and FIG. 3 is a sectional view of a unit cell of an electric energy storage device manufactured using the polymer resin container.
상기 도면을 참고하면, 전기 에너지 저장 소자용 용기는, 예를 들면 슈퍼 커패시터의 기능을 수행하는 내부 소자(구체적으로, 제1 내부 전극, 제2 내부 전극 및 세퍼레이터를 포함하는 단위 셀)를 수용(또는 수납)하고, 충방전을 위한 전기적 연결 통로를 제공한다.Referring to the drawings, the container for an electric energy storage device includes an internal device (specifically, a unit cell including a first internal electrode, a second internal electrode, and a separator) that performs a function of a supercapacitor Or accommodates them), and provides an electrical connection path for charging and discharging.
이때, 용기의 베이스는 고분자 수지 재질의 절연 기판(21); 제1 금속판(22) 및 제1 인출 단자(24)로 이루어지는 제1 금속 부재; 및 제2 금속판(23) 및 제2 인출 단자(25)로 이루어지는 제2 금속 부재를 포함한다. 도시된 바와 같이, 상기 베이스는 전형적으로 사각형, 보다 전형적으로는 직사각형 형상을 가질 수 있다. 경우에 따라서는, 다각형 또는 원형으로도 할 수 있다.At this time, the base of the container is composed of an insulating
도시된 구체예에 따르면, 절연 기판(21)의 양 측면에(구체적으로, 양 측면의 기하학적 형상을 따라) 제1 금속 부재 및 제2 금속 부재가 형성(또는 연장)되면서 절연 기판(21)과 접합되어 있다. 이때, 절연 기판(21)은 고분자 수지 재질로서, 이의 두께는, 예를 들면 약 0.1 내지 10 mm, 구체적으로 약 0.5 내지 3 mm, 보다 구체적으로 약 0.8 내지 1.2 mm 범위일 수 있다.According to the illustrated embodiment, the first metal member and the second metal member are formed (or extended) on both sides of the insulating substrate 21 (concretely, along the geometrical shapes on both sides) Respectively. At this time, the insulating
또한, 절연 기판(21)과 접촉하지 않는 제1 금속 부재 및 제2 금속 부재 각각의 다른 부위는 용기의 측벽부를 구성하는 고분자 수지 재질의 절연 링(20)의 하측 부위와 접합되어 있다. 즉, 고분자 수지 재질의 절연 링(20)의 하측 부위는 제1 금속 부재 및 제2 금속 부재 각각의 개재 하에 절연 기판(21)과 함께 후술하는 내부 소자의 수용 공간을 형성하게 된다.The other portions of each of the first metal member and the second metal member that are not in contact with the insulating
용기 내부 하면의 양쪽 측면부에 제1 금속 부재 및 제2 금속 부재가 각각 독립적으로 위치하고 있으며, 각각의 금속 부재는 용기 내부의 하면 측면에서 용기 외부의 하면 측면으로 관통되어 연결(연장)되어 있는 형상을 갖는다. 이때, 제1 금속 부재 및 제2 금속 부재는 서로 전기적으로 연결되어 있지 않다. 따라서, 제1 금속 부재 및 제2 금속 부재 각각에 있어서 용기 외부로 노출되는 부위는 전기 에너지 저장 소자의 인출 단자로서 역할을 하게 되며, 본 명세서에서는 이러한 제1 금속 부재 및 제2 금속 부재 중 인출 단자로서 기능하는 부위를 별도로 제1 금속판(22) 및 제2 금속판(23)과 구분하여 제1 인출 단자(24) 및 제2 인출 단자(25)로 각각 기재한다.The first metal member and the second metal member are independently positioned on both side portions of the bottom surface of the container, and each metal member is connected to (extends) from the bottom surface side of the inside of the container to the bottom surface side of the outside of the container . At this time, the first metal member and the second metal member are not electrically connected to each other. Therefore, in each of the first metal member and the second metal member, a portion exposed to the outside of the container serves as a lead-out terminal of the electric energy storage device. In this specification, among the first metal member and the second metal member, The
예시적 구체예에 따르면, 제1 금속 부재 및 제2 금속 부재 각각은 절연 기판의 양 측면의 기하학적 형상을 따라 형성될 수 있고, 또한 단일 금속판을 절곡(벤딩)하는 방식으로 제작된 일체형 부재일 수 있다. 도시된 바와 같이, 제1 금속 부재 및 제2 금속 부재 각각은 단일 금속판을 "
일 구체예에 있어서, 제1 금속 부재 및 제2 금속 부재는 단일의 도전성 금속 또는 복수의 금속을 확산 접합한 클래드 메탈 재질일 수 있다. 이때, 금속 부재의 두께는, 예를 들면 약 0.1 내지 10 mm, 구체적으로 약 0.2 내지 0.8 mm, 보다 구체적으로 약 0.4 내지 0.7 mm 범위일 수 있다. 다만, 상기 수치 범위는 예시적인 것으로서 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. In one embodiment, the first metal member and the second metal member may be made of a single conductive metal or clad metal made by diffusion bonding a plurality of metals. At this time, the thickness of the metal member may be in the range of, for example, about 0.1 to 10 mm, specifically about 0.2 to 0.8 mm, more specifically about 0.4 to 0.7 mm. However, the numerical ranges are exemplary and the present invention is not limited thereto.
예시적 구체예에 따르면, 제1 금속 부재 및 제2 금속 부재의 재질은 전해액에 대한 내식성, 도금층 형성의 용이성 등을 고려하여 선택할 수 있다. 예를 들면, 코바(Kovar) 합금(약 17 중량%의 코발트, 약 29 중량%의 니켈 및 철 밸런스 성분로 이루어짐), 알로이 42(Alloy 42) 합금, 스테인레스 스틸 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), 이종 금속 간 접합으로 형성된 클래드 메탈(예: 스테인레스 스틸 합금과 알루미늄, 스테인레스 스틸 합금과 구리 등) 등과 같은 금속 재료를 사용할 수 있다. 고분자 수지 절연 기판과의 접합성을 고려하여 알루미늄 또는 스테인리스 합금과 알루미늄의 클래드 메탈 소재를 사용할 수 있다. According to the exemplary embodiment, the material of the first metal member and the second metal member can be selected in consideration of corrosion resistance to the electrolytic solution, ease of forming the plating layer, and the like. For example, Kovar alloys (comprising about 17 weight percent cobalt, about 29 weight percent nickel and iron balance components),
한편, 고분자 수지계 용기의 절연 링(20)은 베이스와 함께 내부 소자(제1 및 제2 내부 전극,전해액 및 세퍼레이터를 포함함)의 수용 공간을 제공(또는 형성)하도록 구성되는데, 이의 중앙 영역이 관통 또는 천공되어 있어 링(고리) 형태를 갖는다. 예시적 구체예에 따르면, 절연 링(20)의 폭(또는 링 두께)은, 예를 들면 약 0.1 내지 10 mm, 구체적으로 약 0.5 내지 7 mm, 보다 구체적으로 약 0.8 내지 3 mm 범위일 수 있다. On the other hand, the insulating
본 개시 내용의 일 구체예에 있어서, 절연 링(20)은 고분자 수지, 구체적으로 절연성 고분자 수지 재질로 형성된다.In one embodiment of the present disclosure, the insulating
고분자 수지계 용기의 절연 기판(21) 및 절연 링(20)의 제조에 사용되는 절연성 고분자 수지의 종류로서, 예를 들면 폴리페닐렌설파이드(PPS), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리이미드(PI), 액정폴리머(LCP), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리에테르케톤(PEK), 에틸렌/프로필렌 디엔메틸렌고무(EPDM), 아크릴고무(ACM), 폴리프로필렌과 에틸렌/프로필렌디엔메틸렌 고무(PP+EPDM) 등으로부터 적어도 하나를 선택하여 사용할 수 있다. 만약, 용기에 내열성이 요구되는 경우에는 글라스 필러(glass filler)를, 예를 들면 고분자 수지의 중량을 기준으로 약 5 내지 50 중량%, 구체적으로 약 10 내지 40 중량%, 보다 구체적으로 약 15 내지 30 중량%의 량으로 첨가하여 사용할 수 있다. Examples of the insulating polymeric resin used in the production of the insulating
일 구체예에 있어서, 제1 금속 부재 및 제2 금속 부재의 노출 면, 즉 용기 내부의 수용 공간에 노출되는 상면 및 용기 외부에 노출되는 하면을 제외한 나머지 외면에는 고분자 수지계 구성 요소와의 접합이 견고하고 용이하게 이루어지도록 제1 및 제2 금속-고분자 수지 접합층(28, 29)이 형성되어 있다.In one embodiment, the polymeric resin component is firmly bonded to the exposed surface of the first metal member and the second metal member, that is, the upper surface exposed to the receiving space inside the container and the outer surface except the lower surface exposed to the outside of the container And the first and second metal-polymer resin bonding layers 28 and 29 are formed so as to be easily formed.
이와 같이 제1 금속 부재 및 제2 금속 부재와 고분자 수지계 구성 요소(구체적으로 절연 기판 및 절연 링) 간의 접촉(접합) 부위에 금속-고분자 수지 접합층을 형성하는 방법으로서, (i) 금속 기재에 탈지(cleaning 또는 degreesing) 및 산/염기 처리 공정을 수행하여 표면 거칠기를 확보하는 단계, (ii) 표면 거칠기가 확보된 금속 기재의 표면을 전기화학적 양극 산화 처리하여 적절한 나노 다공성 구조의 표면을 확보하는 단계, (iii) 선택적 열처리 단계, (iv) 산화 금속 표면 상에 표면처리 화합물을 도포하는 단계, 및 (iv) 표면처리 화합물이 도포된 금속 상에 고분자 수지를 사출하는 단계를 순차적으로 수행하는 일련의 공정을 예시할 수 있다.As described above, a method of forming a metal-polymer resin bonding layer at a contact (bonding) region between a first metal member and a second metal member and a polymer resin component (specifically, an insulating substrate and an insulating ring) (Ii) electrochemically anodizing the surface of the metal substrate having secured surface roughness to secure a surface of a suitable nanoporous structure by performing an electrochemical anodic oxidation treatment on the surface of the metal substrate secured with surface roughness (Iii) an optional heat treatment step, (iv) a step of applying the surface treating compound on the metal oxide surface, and (iv) a step of sequentially injecting the polymer resin onto the metal to which the surface treating compound is applied. Can be exemplified.
(i) 탈지 및 산/염기 처리 단계(i) degreasing and acid / base treatment steps
탈지 단계는 제1 및 제2 금속 부재의 표면 상의 오염물(이물질) 등을 제거하기 위한 과정으로서, 예를 들면 용제 탈지(유기용제를 이용하여 오염물을 용해시켜 제거함), 알칼리 탈지(가성소다, 탄산소다, 인산소다 등을 이용하여 산화작용에 의하여 오염물을 제거함), 에멀션 탈지(용제와 물에 계면활성제를 첨가한 유화제를 이용하여 오염물을 제거함), 초음파 탈지 등과 같이 공지의 탈지 방법을 이용할 수 있다. The degreasing step is a step for removing contaminants (foreign substances) and the like on the surfaces of the first and second metal members. For example, the degreasing step may include degreasing the solvent (dissolving and removing contaminants using an organic solvent), alkali degreasing (caustic soda, Known degreasing methods such as emulsion degreasing (which removes contaminants by using an emulsifier with a surfactant added to a solvent and water), ultrasonic degreasing, etc. can be used .
그 다음, 금속상을 염기상에 산을 혼합하여 화학산화 반응시킴으로써 검은 색상의 산화 금속 막을 형성한다. 이러한 표면처리에 의하여 형성된 산화금속 막의 두께는, 예를 들면 100 내지 5,000 nm, 구체적으로 약 200 내지 3,000 nm, 보다 구체적으로 약 300 내지 2,000 nm 범위일 수 있다. 이와 관련하여, 산화금속 막의 두께가 지나치게 얇은 경우에는 산화금속 표면에 충분한 다공성 표면 거칠기를 확보할 수 없는 반면, 지나치게 두꺼운 경우에는 산화금속 표면의 기공간 경계가 약해지기 때문에 표면에서 쉽게 탈리되는 현상이 발생할 수 있다. 따라서, 전술한 범위의 두께를 갖도록 표면 처리 공정을 조절하는 것이 유리할 수 있다.Then, the metal phase is mixed with the acid on the salt phase and subjected to a chemical oxidation reaction to form a black metal oxide film. The thickness of the metal oxide film formed by such surface treatment may be in the range of, for example, 100 to 5,000 nm, specifically about 200 to 3,000 nm, more specifically about 300 to 2,000 nm. In this regard, when the thickness of the metal oxide film is too thin, sufficient porous surface roughness can not be secured on the surface of the metal oxide, whereas when the metal oxide film is too thick, the space boundary of the metal oxide surface becomes weak, Lt; / RTI > Thus, it may be advantageous to adjust the surface treatment process to have a thickness in the aforementioned range.
(ii) 양극 산화 단계(ii) anodizing step
상술한 바와 같이, 탈지 및 산/염기 처리 단계를 거친 금속 기재를 양극 산화시킨다. 상기 양극 산화 단계는, 예를 들면 약 5 내지 40 ℃(구체적으로 약 10 내지 20℃)의 온도에서, 예를 들면 약 25 내지 50 V(구체적으로 약 30 내지 40 V) 범위의 전압을, 예를 들면 약 5 내지 30분(구체적으로 약 10 내지 20분) 동안 인가하는 방식으로 수행될 수 있다. 이와 같은 양극 산화 단계를 통하여 고분자 결합 시 표면 내측으로 고분자 수지가 침투하여 금속-고분자 수지 간의 점착력 및 인장 강도가 개선되고, 열 충격 후에도 인장 강도를 유지할 수 있다.As described above, the metal substrate subjected to the degreasing and acid / base treatment steps is anodized. The anodizing step may be performed at a temperature of, for example, about 5 to 40 DEG C (specifically about 10 to 20 DEG C), for example, a voltage in the range of about 25 to 50 V (specifically about 30 to 40 V) For about 5 to 30 minutes (specifically about 10 to 20 minutes). Through the anodic oxidation step, the polymer resin penetrates the inside of the surface during the polymer bonding, thereby improving the adhesion and tensile strength between the metal and polymer resin and maintaining the tensile strength even after heat shock.
(iii) 열 처리 단계(선택적)(iii) heat treatment step (optional)
양극 산화 단계를 거친 금속 기재에 대하여 선택적으로 열 처리하는 단계를 수행할 수 있다. 이러한 열 처리 단계는 적절한 온도 범위(예를 들면, 150 내지 400 ℃, 구체적으로 약 200 내지 300 ℃)에서 적절한 시간(예를 들면, 약 0.1 내지 12시간, 구체적으로 약 1 내지 3 시간) 동안 수행될 수 있다. 선택적 열 처리 단계를 통하여 산화 상태의 금속을 형성하여 금속-고분자 수지 간의 점착력 및 인장 강도 확보 및 열 충격 후 인장 강도의 유지능을 한층 더 개선할 수 있다.A step of selectively heat-treating the metal substrate subjected to the anodic oxidation step may be performed. This heat treatment step is carried out for a suitable time (for example, about 0.1 to 12 hours, specifically about 1 to 3 hours) at an appropriate temperature range (for example, 150 to 400 ° C, specifically about 200 to 300 ° C) . The metal in the oxidized state can be formed through the selective heat treatment step to further improve the adhesion and tensile strength between the metal and polymer resin and the ability to maintain the tensile strength after thermal shock.
(iv) 표면 처리 단계(iv) Surface treatment step
그 다음, 양극 산화 단계를 거친 산화금속 표면을 표면처리 화합물로 처리한다. 이러한 표면 처리 화합물로서 황(S) 원소를 함유하는 디아졸계 유도체, 디아민계 유도체, 티올계 유도체, 피리미딘계 유도체, 실란 커플링제 등을 예시할 수 있다. Then, the surface of the oxidized metal subjected to the anodizing step is treated with a surface treating compound. As such a surface treatment compound, a diazole-based derivative containing a sulfur (S) element, a diamine-based derivative, a thiol-based derivative, a pyrimidine-based derivative and a silane coupling agent can be exemplified.
예시적 구체예에 따르면, 상기 표면 처리 화합물은 황 원자 및/또는 질소 원자를 함유하는 1차원, 2차원 및/또는 3차원 고분자일 수 있다. 이와 관련하여, 1차원 (One dimensional (Linear)) 고분자로서 2,5-디머캅토 티아디아졸(2,5-dimercapto-1,3,4-thiadiazol)계 유도체, 디티오피페라진(Dithio piperazine) 및 디메틸에틸렌 디아민(Dimethylethylene diaamine); 2차원 (사닥다리) (Two dimensional (Ladder)) 고분자로서 테트라티오에틸렌 디아민(Tetrathioethylene diamine) 및 폴리에틸렌 이민 디티올(Polyethylene imine dithiol); 3차원 (Three dimensional (Cross-linked)) 고분자로서 트리아진 티올 (triazine thiol)계 유도체, 디티오 피리미딘(2,4-dithio pyrimidine) 유도체 및 머캅토프로필메톡시실란을 포함할 수 있으며, 이들 중에서 적어도 하나가 선택될 수 있다. According to an exemplary embodiment, the surface treatment compound may be a one-dimensional, two-dimensional and / or three-dimensional polymer containing sulfur atoms and / or nitrogen atoms. In this connection, 2,5-dimercapto-1,3,4-thiadiazole-based derivatives, dithio piperazine derivatives as one-dimensional (linear) And dimethylethylenediamine (Dimethylethylene diaamine); Tetrathioethylene diamine and Polyethylene imine dithiol as two dimensional (Ladder) polymers; As the three-dimensional (cross-linked) polymer, it may include a triazine thiol-based derivative, a 2,4-dithio pyrimidine derivative, and mercaptopropylmethoxysilane. At least one of them can be selected.
일 구체예에 있어서, 표면처리 화합물을 사용하여 산화 금속 표면을 처리하는 방법은 화학적 방법 및 전기화학적 방법으로 구분될 수 있다.In one embodiment, the method of treating a metal oxide surface using a surface treating compound can be distinguished by chemical methods and electrochemical methods.
먼저, 화학적 방법으로서 상술한 화학종 유도체들을 일정한 농도로 물을 함유한 유기 용매에 용해시켜 스프레이 코팅, 딥 코팅, 플로우 코팅, 스핀 코팅 등의 당업계에서 공지된 도포 방식을 이용하여 코팅하는 것을 예시할 수 있다. 이때, 코팅 층의 두께는, 예를 들면 약 100 내지 5,000 nm, 구체적으로 약 300 내지 4,000 nm, 보다 구체적으로 약 500 내지 3,000 nm 범위일 수 있다.First, as a chemical method, it is exemplified that the above-mentioned chemical species derivatives are dissolved in an organic solvent containing water at a constant concentration and coated by a coating method known in the art such as spray coating, dip coating, flow coating and spin coating can do. At this time, the thickness of the coating layer may be in the range of, for example, about 100 to 5,000 nm, specifically about 300 to 4,000 nm, more specifically about 500 to 3,000 nm.
전기화학적 방법의 경우, 순환전압전류법(CV, cyclic voltammetry)으로 약 -0.5 내지 2.0 V vs, SCE 범위로 수차례 순환하는 방법, 약 3 내지 50 V 사이를 인가해 주는 정전압 방법, 약 0.1 내지 30 ㎃의 전류 밀도를 주사하는 정전류 방법 등을 이용하여 코팅을 형성할 수 있다.In the case of the electrochemical method, a method of cycling several times to a range of about -0.5 to 2.0 V vs SCE by a cyclic voltammetry (CV), a constant voltage method of applying about 3 to 50 V, A constant current method in which a current density of 30 mA is scanned, or the like can be used to form a coating.
전술한 표면 처리 단계에서 사용 가능한 용매로서, 예를 들면 메탄올, 에탄올, 물 또는 다양한 다른 용매 시스템 및 혼합 용매를 예시할 수 있다. 유기물이 코팅된 막은 고분자화되어 고분자 수지와 용이하게 결합할 수 있도록 벤조일퍼옥사이드(BPO) 또는 아조비스이소부티로니트릴(AIBN)와 같은 개시제를 용매에 적절한 농도로 용해시켜 첨가하고, UV 조사, 광 경화(photo-curing), 열적(thermal), 전기화학적인 방법 등으로 처리할 수 있다. As the solvent which can be used in the above-mentioned surface treatment step, for example, methanol, ethanol, water or various other solvent systems and mixed solvents can be exemplified. The organic-coated film may be polymerized so that an initiator such as benzoyl peroxide (BPO) or azobisisobutyronitrile (AIBN) is added to the solvent at an appropriate concentration so that the organic film can be polymerized and easily bonded to the polymer resin, Photo-curing, thermal, electrochemical methods, and the like.
상기 예시된 방법에 의하여 고분자 수지 재질과 금속 부재 사이에 형성되는 금속-고분자 수지 접합층을 2차 이온질량 분석기(SIMS)로 분석하면, 강도 비율(intensity ratio)이 100 내지 500 nm의 깊이에서 약 9.75 × 10-6 내지 9.5 × 10-1 범위일 수 있다. 이러한 강도 비율 범위는 금속-고분자 수지 접합층의 상당한 깊이(depth)에서도 고분자 수지와 접합할 수 있는 원소가 적절한 수준으로 존재한다는 것을 시사한다.Analysis of the metal-polymer resin junction layer formed between the polymer resin material and the metal member by the above-described method using a secondary ion mass spectrometer (SIMS) revealed that the intensity ratio was about 9.75 x 10 < -6 > to 9.5 x 10 < -1 >. This intensity ratio range suggests that at considerable depths of the metal-polymer resin junction layer, there is an appropriate level of element capable of bonding to the polymer resin.
도시된 구체예에 있어서, 제1 금속 부재 및 제2 금속 부재는 고분자 수지계 용기의 내측 하면과 외측 하면을 관통하여 위치하며, 고분자 수지 재질과 접촉하는 금속 부재의 계면에는 금속-고분자 수지 접합층(28, 29)이 형성됨으로써 금속 부재와 고분자 수지 간에 견고한 접합이 이루어진다. In the illustrated embodiment, the first metal member and the second metal member are located through the inner bottom surface and the outer bottom surface of the polymer resin-based container, and the metal-polymer
본 개시 내용의 장점 중 하나는 고분자 수지계 재료 및 금속 재료로 이루어지는 용기의 구조를 인서트 사출 방식에 의하여 형성할 수 있다는 것이다. 예시적으로, (i) 절연 기판(21)과 제1 및 제2 금속 부재, 또는 (ii) 절연 기판(21), 제1 및 제2 금속 부재 및 절연 링(20)을 인서트 사출 방식으로 형성할 수 있다.One of the advantages of the present disclosure is that the structure of the polymer resin-based material and the container made of the metal material can be formed by the insert injection method. Illustratively, (i) the insulating
예시적 구체예에 따르면, 금속 부재의 표면에 접합층을 형성한 다음, 이와 같이 형성된 금속-고분자 수지 접합층 표면 위에 고분자 수지를 원하는 형상으로 인서트 사출을 수행하여 금속 부재와 고분자 수지를 접합함으로써 용기의 기본 구조를 형성할 수 있다. 예시적으로, 인서트 사출 성형 공정은, 예를 들면 약 100 내지 300 ℃(구체적으로 약 150 내지 200 ℃)의 온도 범위, 그리고 예를 들면 약 1 내지 100 MPa(구체적으로 약 20 내지 45 MPa)의 압력 범위로부터 적절하게 선택된 조건 하에서 수행될 수 있다.According to an exemplary embodiment, a bonding layer is formed on the surface of a metal member, and then a polymer resin is injected into a desired shape on the surface of the metal-polymer resin bonding layer thus formed to bond the metal member and the polymer resin, Can be formed. By way of example, the insert injection molding process may be carried out in a temperature range of, for example, from about 100 to 300 DEG C (specifically from about 150 to 200 DEG C) and, for example, from about 1 to 100 MPa Can be carried out under appropriately selected conditions from the pressure range.
인서트 사출 성형 방식에 의한 고분자 수지계 용기의 제조 방법의 예는 하기와 같다:An example of a method for producing a polymer resin-based container by an insert injection molding method is as follows:
먼저, 제1 및 제2 금속 부재에 상당하는 평판 또는 절곡(벤딩)된 2개의 금속판을 각각 준비한다. 이때, 금속판의 표면 전체 또는 적어도 고분자 수지와 접촉(접합)되는 부위의 표면에는 금속-고분자 수지 접합층이 형성되어 있다.First, two metal plates corresponding to the first and second metal members are prepared. At this time, a metal-polymer resin bonding layer is formed on the entire surface of the metal plate or at least the surface of the portion to be contacted (bonded) with the polymer resin.
그 다음, 2개의 금속판을 순차적으로 인서트 사출 금형 내부에 정렬하는데, 이때 제1 금속 부재에 대응하는 금속판과 제2 금속 부재에 대응하는 금속판 사이에는 추후 수용될 내부 소자의 길이만큼의 간격 또는 갭(gap)이 형성되는 것이 유리할 수 있다.Thereafter, two metal plates are sequentially arranged inside the insert injection mold. At this time, a space or a gap (hereinafter referred to as " gap ") between the metal plate corresponding to the first metal member and the metal plate corresponding to the second metal member, gaps may be advantageously formed.
후속적으로, 고분자 수지를 금형 내로 주입하여 인서트 사출 성형시킴으로써 제1 금속 부재와 고분자 수지, 그리고 제2 금속 부재와 고분자 수지가 접합되어 있는 베이스를 형성할 수 있고, 더 나아가 측벽부를 구성하는 절연 링(20) 역시 함께 성형하여 고분자 수지계 용기를 제작할 수 있다.Subsequently, by injecting the polymer resin into the metal mold and performing insert injection molding, the first metal member, the polymer resin, and the base to which the second metal member and the polymer resin are bonded can be formed. Further, (20) may also be molded together to produce a polymer resin-based container.
이와 같이 고분자 수지를 이용하여 인서트 사출 방식에 의하여 제작된 수납 용기는 종래의 세라믹 기반의 용기의 제작 방법에 비하여 하기와 같은 장점을 갖는다. The storage container manufactured by the insert injection method using the polymer resin has the following advantages in comparison with the conventional method of manufacturing a ceramic-based container.
세라믹 기반의 용기의 경우, 제1 세라믹 기판, 제2 세라믹 기판 및 제3 세라믹 기판을 순차적으로 성형하는 다수의 공정 단계가 수행되어야 하는 반면, 본 개시 내용의 구체예에 따른 방식은 제1 금속 부재 및 제2 금속 부재를 개별적으로 마련하고, 이들 각각을 정렬한 상태에서 고분자 수지를 인서트 사출하여 접합하는 단일 공정으로 제작할 수 있다.In the case of a ceramic-based container, a number of process steps for sequentially forming the first ceramic substrate, the second ceramic substrate and the third ceramic substrate have to be performed, while the method according to the embodiment of the present disclosure, And the second metal member may be separately provided, and the polymer resin may be injected and injected in a state of being aligned.
또한, 종래 기술에 따라 제작된 세라믹 기반의 용기는 세라믹 재료를 소성할 때 야기되는 휨 현상을 억제하기 위하여 세라믹 재료의 두께를 충분히 확보해야 하는 만큼, 세라믹 용기의 바닥 면의 두께를 증가시킬 필요가 있다. 반면, 본 개시 내용의 구체예에 따라 제작된 고분자 수지계 용기의 바닥 면은 금형 내에 제1 금속 부재 및 제2 금속 부재를 정렬시킨 상태에서 인서트 사출하여 용기를 제조하기 때문에 별도의 소성 공정이 요구되지 않는다. 더욱이, 브레이징에 의한 휨 현상을 야기하지 않기 때문에 세라믹 기반의 용기에 비하여 두께를 현저히 감소시킬 수 있다. 그 결과, 동일한 외관 사이즈를 기준으로, 보다 큰 용기 내 내부 소자의 수용 공간을 확보할 수 있고, 최종 제작되는 전기 에너지 저장 소자의 전기 용량 역시 현저히 크다. 또한, 동일한 용량을 갖는 전기 에너지 저장 소자의 경우, 소자 사이즈를 현저히 줄일 수 있게 된다.In addition, it is necessary to increase the thickness of the bottom surface of the ceramic container because the thickness of the ceramic material must be sufficiently secured in order to suppress the warping caused when the ceramic material is baked. have. On the other hand, since the bottom surface of the polymer resin container manufactured according to the specific embodiment of the present disclosure is insert-injected in a state in which the first metal member and the second metal member are aligned in the mold, a separate firing step is not required Do not. Furthermore, the thickness can be significantly reduced as compared with a ceramic-based container because it does not cause warping by brazing. As a result, it is possible to secure a space for accommodating a larger internal element in the container based on the same external appearance size, and the electric capacity of the finally produced electric energy storage element is also remarkably large. Further, in the case of an electric energy storage element having the same capacity, the element size can be remarkably reduced.
도 3을 참고하면, 고분자 수지계 용기를 제작한 후에는 용기 내부의 수용 공간에 내부 소자(17)를 삽입하여 수납한 다음, 용기의 개구부를 밀봉판(26)으로 밀봉하여 전기 에너지 저장 소자의 단위 셀을 제작할 수 있다.3, after the polymer resin-based container is manufactured, the
예시적 구체예에 있어서, 내부 소자(17)는 이중층 구조로서 절연 세퍼레이터를 사이에 두고 서로 대향하여 밀착 배치되는 제1 및 제2 내부 전극(도시되지 않음)을 포함하며, 각각의 전극에 전해질 용액이 함침되어 있다.In the exemplary embodiment, the
이와 관련하여, 제1 내부 전극 및 제2 내부 전극 각각은, 전형적으로 당업계에서 알려진 탄소질 재료, 예를 들면 활성탄소 분말, 활성탄소 섬유, 카본 에어로겔 등으로 제조될 수 있는 바, 구체적으로 활성탄을 이용한 분극성 전극일 수 있다. 특정 구체예에 따르면, 제1 및 제2 내부 전극은 활성탄 분말에 테프론 수지 등의 플루오로계 수지를 소량 혼합하고 프레스 성형한 형태, 활성탄 분말 페이스트를 도전성 고무 전극에 압착한 형태 등일 수 있다. In this regard, each of the first internal electrode and the second internal electrode may be typically formed of a carbonaceous material known in the art, for example, activated carbon powder, activated carbon fiber, carbon aerogels and the like, May be used. According to a specific embodiment, the first and second internal electrodes may be formed by mixing a small amount of a fluororesin such as Teflon resin into an activated carbon powder and press molding, or a form in which an activated carbon powder paste is pressed onto a conductive rubber electrode.
또한, 세퍼레이터로서 전형적으로 이온 투과성 다공성 재료가 사용 가능한데, 예를 들면 폴리프로필렌, 나일론, 폴리에스테르, 유리 섬유(구체적으로, 보로실리케이트, 소다라임 실리카, 실리카 등), 부직포 등을 적용할 수 있다. As the separator, an ion-permeable porous material can be typically used. For example, polypropylene, nylon, polyester, glass fiber (specifically, borosilicate, soda lime silica, silica, etc.), nonwoven fabric and the like can be applied.
이외에도, 내부 소자 내 전해액은, 예를 들면 용매(구체적으로 설포레인과 같은 비수용성 용매)에 전해질(예를 들면, LiBF4와 같은 알칼리 금속 염)이 용해되어 있는 형태일 수 있다. 제 1 내부 전극 및 제 2 내부 전극 각각은 고분자 수지 용기에 수납되고, 전해액이 함침되어 내부 소자(17)를 형성하게 된다. 예시적으로, 제1 내부 전극은, 예를 들면 도전성 접착제의 도포, 초음파 용접, 레이저 용접 등과 같이 당업계에서 알려진 접착 방식에 의하여 제1 금속 부재에 접착될 수 있고, 제2 내부 전극 역시 동일한 방식으로 제2 금속 부재에 접착될 수 있다. 상기 구체예에 있어서, 제 1 내부 전극 및 제 2 내부 전극은 각각 양극 및 음극이 될 수 있다. 경우에 따라서는 상기 제1 내부 전극 및 제2 내부 전극의 극성은 이와 반대가 되도록 구성할 수도 있다.In addition, the electrolyte solution in the internal element may be in the form of an electrolyte (for example, an alkali metal salt such as LiBF4) dissolved in a solvent (specifically, a non-aqueous solvent such as sulfolane). Each of the first internal electrode and the second internal electrode is accommodated in a polymer resin container, and the electrolyte is impregnated to form the
전술한 내부 소자(17)에 관한 기술적 사항은 예시적으로 이해되어야 하며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.The technical matters concerning the
한편, 전술한 바와 같이 전기 에너지 저장 소자는 밀봉판(26)을 이용하여 고분자 수지계 용기를 밀봉하여 제작될 수 있다. Meanwhile, as described above, the electrical energy storage device can be manufactured by sealing the polymer resin-based container using the sealing
예시적 구체예에 따르면, 밀봉판(26)은 고분자 수지 용기의 개구부의 최외곽 치수보다 같거나 적은 크기로 제작될 수 있으며, 절연성 고분자 수지 재질로 구성될 수 있다. 밀봉판(26)으로서, 전술한 고분자 수지계 용기의 구조 형성에 사용된 절연성 고분자 수지와 동일 재질을 사용할 수 있다. 다만, 밀봉판(26)의 경우, 통상의 열경화성 수지보다 광 투과성이 우수하고, 카본 블랙 등의 안료가 첨가되지 않은 자연 색상의 열가소성 수지로 제작하는 것이 유리할 수 있다. 반면, 고분자 수지계 용기의 재질의 경우, 카본 블랙 등의 안료가 첨가되고, 광 흡수율이 양호한 열가소성 수지가 바람직할 수 있다. According to the exemplary embodiment, the sealing
도시된 구체예에 있어서, 밀봉판(26)의 두께는, 예를 들면 약 0.1 내지 5 mm, 구체적으로 약 0.3 내지 4 mm, 보다 구체적으로 약 0.5 내지 3 mm 범위에서 최종 전기 에너지 저장 소자의 요구 특성, 고분자 수지계 용기의 접합 면의 두께 및 내부 중심의 두께 등을 고려하여 선택될 수 있다.In the illustrated embodiment, the thickness of the sealing
일 구체예에 있어서, 밀봉판(26)과 고분자 수지 용기 간의 접합(또는 결합)의 경우, 접합 면(27)의 형상이 요부 내에 돌출부가 삽입되는 방식, 즉 요부와 돌출부가 서로 마주보며 결합되는 방식일 수 있다. 구체적으로, 밀봉판(26)의 하면 부위에는 돌출부가 형성되는 한편, 고분자 수지계 용기의 절연 링(20)의 상면 부위에는 상기 돌출부에 대응하는 요부가 형성될 수 있다.In one embodiment, in the case of bonding (or bonding) between the sealing
특정 구체예에 따르면, 밀봉판과 고분자 수지계 용기 간의 접합은, 예를 들면 레이저 용접, 초음파 용접 등과 같이 고분자 간 용접(부분적인 용융을 수반함)에 의한 접합 방식으로 수행될 수 있다. 이와 관련하여, 밀봉판과 용기 간의 용접 전 삽입 상태에서는 밀봉판(26)에 형성된 돌출부의 길이가 고분자 수지계 용기의 절연 링(20)에 형성된 요부의 깊이보다 크도록 설계할 수 있다. 이와 함께 또는 별도로, 밀봉판(26)에 형성된 돌출부의 폭은 고분자 수지계 용기의 절연 링(20)에 형성된 요부의 폭보다 작도록 설계할 수 있다. According to a specific embodiment, the bonding between the sealing plate and the polymeric resin-based container can be performed in a bonding manner by inter-polymer welding (involving partial melting) such as laser welding, ultrasonic welding, In this regard, in the inserted state before welding between the sealing plate and the container, the length of the protrusion formed on the sealing
상기 구체예의 경우, 용접 과정 또는 용접 후에 밀봉판(26)에 형성된 돌출부의 길이 부분이 용융되어 고분자 수지계 용기의 요부 내로 확산하여 동일한 체적이 되도록 할 수 있다. 더욱이, 상기 방식은 접합 전·후의 높이 차를 측정하여 접합 정도를 확인할 수 있는 등, 추가적인 장점을 제공한다. In the case of the above embodiment, the length of the protrusion formed on the sealing
도시된 구체예 있어서, 내부 소자와 제1 금속 부재, 그리고 내부 소자와 제2 금속 부재 간의 전기적 접촉(연결)은 제1 내부 전극 인출부(18) 및 제2 내부 전극 인출부(19) 각각을 통하여 이루어질 수 있다. 또한, 내부 소자와 외부 단자 간의 보다 원활한 전기적 연결을 위하여 제1 금속 부재 및 제2 금속 부재 각각의 상면에는 선택적으로 금속 도금층(도시되지 않음)이 형성될 수 있다.In the illustrated embodiment, the electrical contact (connection) between the inner element and the first metal member and between the inner element and the second metal member results in the first inner electrode lead-out
제2 구체예Second Embodiment
도 4a 및 도 4b는 각각 본 개시 내용의 다른 구체예에 따른 고분자 수지계 용기의 사시도 및 평면도이고, 도 5는 상기 고분자 수지계 용기를 이용하여 제작된 전기 에너지 저장 소자의 직렬 연결 셀의 단면도이다.FIGS. 4A and 4B are a perspective view and a plan view, respectively, of a polymer resin container according to another embodiment of the present disclosure, and FIG. 5 is a sectional view of a series connection cell of an electric energy storage device manufactured using the polymer resin container.
이하에서 별도로 언급하지 않는 한, 고분자 수지의 종류, 제1 및 제2 금속 부재의 형상, 금속 재질의 종류 및 표면 처리, 내부 소자의 구성, 밀봉판과 고분자 수지계 용기 간의 접합 등에 관한 세부 기술적 사항은 제1 구체예와 관련하여 설명된 바와 동일하다. Unless specifically stated otherwise, the details of the type of the polymer resin, the shape of the first and second metal members, the type of the metal material and the surface treatment, the constitution of the internal elements, the bonding between the sealing plate and the polymer resin- Are the same as those described in connection with the first embodiment.
상기 도면을 참고하면, 고분자 수지계 용기는 전술한 제1 구체예에서와 달리 복수(구체적으로 2개)의 내부 소자를 수용(수납)하고, 상기 복수의 내부 소자가 직렬 연결되면서 충방전을 위한 전기적 통로를 제공한다.Referring to the drawings, the polymer resin container accommodates (stores) a plurality of (specifically, two) internal elements unlike the first specific example described above, and electrically connects the plurality of internal elements to each other in series Provide a pathway.
상기 구체예에 따르면, 고분자 수지계 용기의 베이스는 고분자 수지 재질의 제1 베이스 기판(33) 및 제2 베이스 기판(34)이 병렬적으로 배치되어 있는 절연 기판을 포함한다. 상기 절연 기판의 서로 상반되는 방향의 양 측면에는(예를 들면, 양 측면의 기하학적 형상을 따라) 제1 금속 부재 및 제2 금속 부재가 각각 형성(연장)되어 있다. 제1 구체예에서와 유사하게, 제1 금속 부재는 제1 금속판(35) 및 제1 인출 단자(39)로 이루어지는 한편, 제2 금속 부재는 제2 금속판(38) 및 제2 인출 단자(41)로 이루어진다. 또한, 제1 금속 부재에 있어서, 제1 금속판(35) 및 제1 인출 단자(39)는 단일 금속판이 절곡되어 상호 연결된 일체형 부재일 수 있고, 제2 금속 부재의 경우에도 제2 금속판(38) 및 제2 인출 단자(41)는 단일 금속판이 절곡되어 상호 연결된 일체형 부재일 수 있다.According to this embodiment, the base of the polymer resin-based container includes an insulating substrate on which a
또한, 제1 베이스 기판(33)과 제2 베이스 기판(34)의 서로 마주보는 방향의 양 측면에는(예를 들면, 양 측면의 기하학적 형상을 따라) 추후 수납되는 복수의 내부 소자를 직렬 연결하기 위한 전기적 통로를 제공하는 제3 금속 부재가 형성된다. 도시된 바와 같이, 제3 금속 부재는 제3 금속판(36), 제4 금속판(37) 및 제5 금속판(40)으로 이루어지는 바, 예를 들면 "
도시된 구체예에 따르면, 2개의 내부 소자의 수납을 위한 상호 독립된 공간, 즉 제1 수용 공간 및 제2 수용 공간을 형성하기 위하여 베이스의 상측으로 측벽부로서 고분자 수지 재질의 제1 절연 링(30) 및 제2 절연 링(32), 그리고 분리벽(31)이 형성되어 있다. 구체적으로, 분리벽(31)을 중심으로 상호 독립된 수용 공간이 형성된다. 이때, 분리벽(31) 역시 고분자 수지 재질일 수 있고, 제1 및 제2 절연 링(30, 32) 및/또는 제1 및 제2 베이스 기판(33, 34)과 동일하거나 상이한 고분자 재질로 구성할 수 있다. 예시적 구체예에 있어서, 분리벽(31)의 두께는, 예를 들면 약 0.1 내지 10 mm, 구체적으로 약 0.5 내지 5 mm, 보다 구체적으로 약 0.8 내지 2.5 mm 범위일 수 있다.According to the illustrated embodiment, a first insulating
도시된 구체예에 있어서, 제1 수용 공간 및 제2 수용 공간 각각에는 제3 금속판(36) 및 제4 금속판(37)이 노출되고, 절연 기판의 하면 외측 방향으로는 제5 금속판(40)이 노출되어 있다. 또한, 제1 금속 부재 중 제1 금속판(35)은 제1 수용 공간의 내부로 노출되는 한편, 제1 인출 단자(39)는 제1 수용 공간의 외부로 노출된다. 이와 유사하게, 제2 금속 부재 중 제2 금속판(38)은 제2 수용 공간의 내부로 노출되는 한편, 제2 인출 단자(41)는 제2 수용 공간의 외부로 노출된다.In the illustrated embodiment, the
한편, 제1 구체예와 관련하여 앞서 설명한 바와 같이, 고분자 수지계 구성 요소(제1 및 제2 베이스 기판, 및 제1 및 제2 절연 링)와 금속 재질의 구성 요소(제1 내지 제3 금속 부재) 간의 접촉(접합) 부위 또는 계면에서는 금속-고분자 수지 접합층, 구체적으로 제1 내지 제6 금속-고분자 수지 접합층(42, 43, 44, 45, 46, 47)이 형성되어 있다.On the other hand, as described above in connection with the first specific example, the polymer resin component (the first and second base substrates, and the first and second insulating rings) and the metal component The first to sixth metal-polymer resin bonding layers 42, 43, 44, 45, 46, 47 are formed at the contact (bonding) portion or interface between the metal-polymer resin bonding layers.
예시적 구체예에 따르면, 분리벽과 제3 금속 부재의 간의 결합(또는 연결)은 분리벽 하면에 형성된 돌출부가 제3 금속 부재의 만입부 내에 삽입되는 방식일 수 있는 바, 분리벽이 고분자 재질로 구성되는 경우에는 도시된 바와 같이 분리벽과 제3 금속 부재의 접합(접촉) 면에서도 금속-고분자 수지 접합층이 형성될 수 있다.According to an exemplary embodiment, the connection (or connection) between the separation wall and the third metal member may be such that the protrusion formed on the bottom of the separation wall is inserted into the indentation of the third metal member, The metal-polymer resin bonding layer may be formed on the bonding surface of the separating wall and the third metal member as shown in FIG.
전술한 바와 같이, 본 개시 내용에 따른 구체예는 고분자 수지 부재와 금속 부재를 인서트 사출 성형 방식의 단일 공정으로 결합할 수 있다. 예를 들면, (i) 제1 및 제2 베이스 기판 및 제1 내지 제3 금속 부재, 또는 (ii) 제1 및 제2 베이스 기판, 제1 내지 제3 금속 부재, 제1 및 제2 절연 링(및/또는 분리벽)을 인서트 사출 방식으로 일체화할 수 있다.As described above, the embodiment according to the present disclosure can combine the polymer resin member and the metal member in a single process of insert injection molding. For example, (i) the first and second base substrates and the first to third metal members, or (ii) the first and second base substrates, the first to third metal members, (And / or the separating wall) can be integrated in an insert injection manner.
도 5를 참고하면, 복수의 내부 소자의 수용 공간을 제공하는 고분자 수지계 용기를 제작한 후에는 용기 내부의 제1 및 제2 수용 공간 각각에 제1 내부 소자(48) 및 제2 내부 소자(49)를 삽입하여 수납한 다음, 용기의 개구부를 밀봉판(54)으로 밀봉하여 전기 에너지 저장 소자의 직렬 연결 셀을 제작할 수 있다. 5, after a polymer resin-based container providing a space for accommodating a plurality of internal elements is manufactured, a first
전기 에너지 저장 소자의 구체적인 제작 공정의 경우, 제1 구체예와 관련하여 설명한 바와 같다. 다만, 제2 구체예의 경우, 밀봉판(54)의 하면과 제1 및 제2 절연 링(30, 32)의 상면 간의 접합 면(55)의 형상이 요부 내에 돌출부가 삽입되는 방식으로 구성될 뿐만 아니라, 밀봉판(54)의 하면과 분리벽(31)의 상면 간에도 이와 동일한 방식으로 접합이 이루어질 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이, 밀봉판과 고분자 수지계 용기 간의 접합은 고분자 간 용접(예를 들면 레이저 용접, 초음파 용접 등)에 의한 접합 방식으로 수행될 수 있다. The concrete manufacturing process of the electric energy storage element is as described in connection with the first specific example. However, in the second specific example, the shape of the
전술한 바와 같이, 밀봉판(54)과 제1 및 제2 절연 링(30, 32) 간의 용접 전 삽입 상태에서 밀봉판(54)의 하면에 형성된 돌출부의 길이가 고분자 수지계 용기의 절연 링(30, 32)의 상면에 형성된 요부의 깊이보다 크도록 설계할 수 있으며, 이와 함께 또는 별도로, 밀봉판(54)에 형성된 돌출부의 폭이 절연 링(30, 32)에 형성된 요부의 폭보다 작도록 설계할 수 있다. 이외에도, 밀봉판(54)의 하면에 형성된 돌출부 및 분리벽의 상면에 형성된 요부 역시 동일한 방식으로 설계할 수 있다.The length of the projection formed on the lower surface of the sealing
도시된 구체예에 따르면, 제1 수용 공간에 수납되는 제1 내부 소자(48)는 분극성의 제1 및 제2 내부 전극 및 세퍼레이터를 포함하는 한편, 제2 수용 공간에 수납되는 제2 내부 소자(49)는 분극성의 제3 및 제4 내부 전극 및 세퍼레이터를 포함한다. 이때, 제1 및 제2 내부 소자(48, 49)에는 전해액이 함침되어 있다. According to the illustrated embodiment, the first
한편, 제1 내부 전극 및 제2 내부 전극은 각각 양극 및 음극으로 기능할 수 있으며, 택일적으로 제1 및 제2 내부 전극의 극성을 이와 반대로 구성할 수 있다. 또한, 제3 내부 전극은 제1 내부 전극의 극성과 동일한 극성으로 구성하고, 제4 내부 전극은 제2 내부 전극의 극성과 동일한 극성으로 구성할 수 있다. Meanwhile, the first internal electrode and the second internal electrode may function as an anode and a cathode, respectively, and alternatively, the polarities of the first and second internal electrodes may be reversed. The third internal electrode may have the same polarity as the polarity of the first internal electrode, and the fourth internal electrode may have the same polarity as the polarity of the second internal electrode.
도시된 구체예에 있어서, 제1 내부 전극 인출부(50) 및 제2 내부 전극 인출부(51) 각각은 제1 금속 부재의 제1 금속판(35) 및 제3 금속 부재의 직렬 연결용 금속판(37) 상에 접착(연결)된다. 이와 유사하게, 제3 내부 전극 인출부(52) 및 제4 내부 전극 인출부(53) 각각은 직렬 연결용 금속판(36) 상에 접착(연결)된다. 이때, 접착 방식은, 예를 들면 도전성 접착제의 도포, 초음파 용접 또는 레이저 용접 등의 용접 방식일 수 있다. In the illustrated embodiment, the first inner electrode lead-out
또한, 서로 전기적 극성이 다른 제2 내부 전극 인출부(51)와 제3 내부 전극 인출부(52)는 제3 금속 부재(36, 37, 40)을 통하여 직렬 연결 구조를 형성하며, 제1 및 제2 인출 단자(39, 41)는 각각 제 1 금속판(35) 및 제2 금속판(38)의 하면에 형성된다.The second internal
1: 제1 세라믹 기판 2: 제2 세라믹 기판
3: 세라믹 재질의 측벽 4: 금속 링
5: 제1 전극 패턴 6, 13: 도금층
7: 스루 홀 8: 제2 전극 패턴
9: 비아 홀 10: 제1 접속 단자
11: 제2 접속 단자 12: 금속 재질의 밀봉판
14: 제1 내부 전극 15: 세퍼레이터
16: 제2 내부 전극 17: 내부 소자
18, 50: 제1 내부 전극 인출부 19, 51: 제2 내부 전극 인출부
20: 절연 링 21: 절연 기판
22: 제1 금속판 23: 제2 금속판
24, 39: 제1 인출 단자 25, 41: 제2 인출 단자
26, 54: 고분자 수지계 밀봉판 27, 55: 접합 면
28: 제1 금속-고분자 수지 접합층 29: 제2 금속-고분자 수지 접합층
30: 제1 절연 링 31: 분리 벽
32: 제2 절연 링 33: 제1 베이스 기판
34: 제2 베이스 기판 35: 제1 금속판
36: 제3 금속판 37: 제4 금속판
38: 제2 금속판
42, 43, 44, 45, 46, 47: 금속판-고분자 수지 접합층
48: 제1 내부 소자 49: 제2 내부 소자
52: 제3 내부 전극 인출부 53: 제4 내부 전극 인출부 1: first ceramic substrate 2: second ceramic substrate
3: sidewall of ceramic material 4: metal ring
5: first electrode pattern 6, 13: plating layer
7: Through hole 8: Second electrode pattern
9: via hole 10: first connection terminal
11: second connection terminal 12: metal sealing plate
14: first internal electrode 15: separator
16: second internal electrode 17: internal element
18, 50: first internal electrode lead-out
20: Insulation ring 21: Insulation substrate
22: first metal plate 23: second metal plate
24, 39: first outgoing
26, 54: polymer resin-based
28: first metal-polymer resin bonding layer 29: second metal-polymer resin bonding layer
30: first insulating ring 31: separating wall
32: second insulating ring 33: first base substrate
34: second base substrate 35: first metal plate
36: third metal plate 37: fourth metal plate
38: second metal plate
42, 43, 44, 45, 46, 47: metal plate-polymer resin bonding layer
48: first internal element 49: second internal element
52: third inner electrode lead portion 53: fourth inner electrode lead portion
Claims (17)
상기 고분자 수지계 용기는,
고분자 수지 재질의 절연 기판의 양 측면에 접촉하며 형성되는 제1 금속 부재 및 제2 금속 부재; 및
상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재와 각각 접촉하면서 상기 용기의 측벽부를 형성하여 수용 공간을 제공하는 고분자 수지 재질의 절연 링;
을 포함하며,
여기서, 상기 제1 금속 부재 및 제2 금속 부재 각각이 상기 절연 기판 및 상기 절연 링과 접촉하는 부위에 금속-고분자 수지 접합층이 개재되어 있고,
상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재 각각은 상기 용기 내부에 수용된 내부 소자와 전기적으로 연결되어 있고, 그리고
상기 고분자 수지계 밀봉판 및 상기 고분자 수지계 용기는 요부 내에 돌출부가 삽입되어 용접되는 방식으로 상호 간에 접합되고, 이때 용접 전 삽입 상태에서 돌출부의 길이가 요부의 길이보다 큰 한편, 돌출부의 폭은 요부의 폭보다 작게 설계하여 용접에 의하여 용융된 돌출부의 길이 부분이 상기 요부 내로 확산되도록 구성되는 전기 에너지 저장 소자.Polymer resin - based containers; An internal element accommodated in the polymer resin-based container and including a first electrode, a second electrode, and a separator; And a polymer resin-based sealing plate for sealing the polymer resin-based container housing the internal element,
In the polymer resin-based container,
A first metal member and a second metal member formed in contact with both side surfaces of an insulating substrate made of a polymer resin; And
An insulating ring made of a polymeric resin material which is in contact with the first metal member and the second metal member and forms a side wall portion of the container to provide a receiving space;
/ RTI >
Here, a metal-polymer resin bonding layer is disposed at a portion where each of the first metal member and the second metal member is in contact with the insulating substrate and the insulating ring,
Wherein each of the first metal member and the second metal member is electrically connected to an internal element accommodated in the container,
Wherein the polymer resin sealing plate and the polymeric resin container are bonded to each other in such a manner that protrusions are inserted into the recesses to be welded to each other. In this case, the length of the protrusions is greater than the length of the recesses in the inserted state before welding, And a length of the molten protrusion is diffused into the recess by welding.
상기 고분자 수지계 용기는,
병렬 배치된 고분자 수지 재질의 제1 베이스 기판 및 고분자 수지 재질의 제2 베이스 기판을 포함하는 절연 기판의 서로 상반되는 방향의 양 측면에 형성되는 제1 금속 부재 및 제2 금속 부재;
상기 제1 베이스 기판 및 상기 제2 베이스 기판의 서로 마주보는 방향의 양 측면에 절연 기판을 관통하는 형상으로 형성되는 직렬 연결용 제3 금속 부재; 및
상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재와 각각 접촉하면서 상기 용기의 측벽부를 구성하고, 상기 제3 금속 부재의 상측에 형성되는 분리벽과 함께 상호 독립된 제1 수용 공간 및 제2 수용 공간을 제공하는 제1 절연 링 및 제2 절연 링;
을 포함하며,
여기서, 상기 제1 내지 제3 금속 부재 각각이 상기 제1 및 제2 베이스 기판과 접촉하는 부위, 그리고 상기 제1 및 제2 금속 부재 각각이 상기 제1 및 제2 절연 링과 접촉하는 부위에 금속-고분자 수지 접합층이 개재되어 있고,
상기 제1 금속 부재 및 제3 금속 부재 중 상기 제1 베이스 기판과 접촉하는부위 각각은 상기 제1 수용 공간 내에 수용된 내부 소자와 전기적으로 연결되는 한편, 상기 제2 금속 부재 및 상기 제3 금속 부재 중 제2 베이스 기판과 접촉하는 부위 각각은 상기 제2 수용 공간 내에 수용된 내부 소자와 전기적으로 연결되어 있고, 그리고
상기 고분자 수지계 밀봉판과 상기 고분자 수지계 용기 간에는 요부 내에 돌출부가 삽입되어 용접되는 방식으로 상호 간에 접합되고, 이때 용접 전 삽입 상태에서 돌출부의 길이가 요부의 길이보다 큰 한편, 돌출부의 폭은 요부의 폭보다 작게 설계하여 용접에 의하여 용융된 돌출부의 길이 부분이 상기 요부 내로 확산되도록 구성되는 전기 에너지 저장 소자.A polymer resin-based container providing at least two accommodating spaces; An internal element accommodated therein corresponding to each of the at least two receiving spaces, the internal element including a first electrode, a second electrode and a separator; And a polymer resin-based sealing plate for sealing the polymer resin-based container housing the internal element,
In the polymer resin-based container,
A first metal member and a second metal member formed on both sides of the insulating substrate including the first base substrate of the polymer resin material arranged in parallel and the second base substrate of the polymer resin material in opposite directions to each other;
A third metal member for series connection formed on both sides of the first base substrate and the second base substrate facing each other in a manner to penetrate the insulating substrate; And
The first metal member and the second metal member being in contact with each other to form a side wall portion of the container, and a first accommodating space and a second accommodating space independent from each other with the separating wall formed on the upper side of the third metal member A first insulating ring and a second insulating ring;
/ RTI >
The first metal member and the second metal member are in contact with the first and second base substrates, respectively, and the first and second metal members are in contact with the first and second insulating rings, - a polymer resin bonding layer is interposed,
Wherein each of the first metal member and the third metal member that is in contact with the first base substrate is electrically connected to an internal element accommodated in the first housing space while the second metal member and the third metal member Each of the portions in contact with the second base substrate is electrically connected to the internal elements accommodated in the second accommodation space,
And the polymer resin-based sealing plate and the polymer resin-based container are joined to each other in such a manner that protrusions are inserted and welded in the recesses. In this case, the length of the protrusions in the inserted state before welding is larger than the length of the recesses, And a length of the molten protrusion is diffused into the recess by welding.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A302 | Request for accelerated examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| R401 | Registration of restoration |