KR101896413B1 - Energy storage structure and battery for energy storage structure - Google Patents

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KR101896413B1
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김천곤
박현욱
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Abstract

The present invention provides a battery for an energy storage structure and an energy storage structure. The energy storage structure includes: a battery portion provided with an electrode and a separator stacked; a sealing portion surrounding the battery portion to seal the same; and a pair of first support structures provided on both outer sides of the sealing portion in the stacking direction of the electrode and the separator to support at least a part of a load externally applied, wherein the separator extends to the outside of the sealing portion. According to the present invention, a high energy density per unit volume can be obtained, so a high-voltage energy storage structure can be realized.

Description

에너지 저장 구조체와, 에너지 저장 구조체용 전지{ENERGY STORAGE STRUCTURE AND BATTERY FOR ENERGY STORAGE STRUCTURE} BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an energy storage structure and a battery for an energy storage structure,

본 발명은 에너지 저장 구조체와, 에너지 저장 구조체용 전지에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 에너지 저장뿐만 아니라 하중전달 및 하중지지가 가능한 에너지 저장 구조체와, 에너지 저장 구조체용 전지에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an energy storage structure and a battery for an energy storage structure, and more particularly to an energy storage structure capable of load transfer and load supporting as well as energy storage, and a battery for an energy storage structure.

20세기가 되어 빠른 속도로 증가하는 에너지 수요의 증가는 연료의 고갈, 심각한 환경오염 등을 불러일으키며 인류의 큰 문제로 대두되고 있다. 특히 자동차, 항공기와 같은 교통수단이 에너지 수요의 증가에 큰 부분을 차지하면서 이 부분에서부터 문제의 해결을 찾으려는 시도가 진행되었으며 현재 가장 주목받고 있는 기술은 전기차와 같이 친환경적인 에너지를 사용하는 방법이다.The rapid increase of energy demand in the 20th century is fueling the depletion of fuel, serious environmental pollution, and is becoming a big problem for mankind. Particularly, transportation such as automobiles and airplanes is a big part of the increase of energy demand, and an attempt has been made to find a solution to this problem. The most remarkable technology nowadays is a method of using environmentally friendly energy such as an electric car .

전기차를 이용하는 데에 있어 에너지저장 방식은 연료전지, 캐패시터, 리튬이차전지 등이 있으며 이러한 에너지저장 기술은 이미 상용화 가능한 수준까지 연구되었다. 또한, 많은 연구자들은 에너지저장 기술뿐만 아니라 에너지저장 장치의 기계적 강도 증가나 다기능성 등을 목표로 연구를 진행하고 있다.Energy storage methods for electric vehicles include fuel cells, capacitors, and lithium secondary batteries. These energy storage technologies have been studied to the extent that they can be commercialized. In addition, many researchers are working on energy storage technology as well as increasing the mechanical strength of energy storage devices and versatility.

리튬 이차전지 등의 배터리를 구성하는 일부가 구조물의 일부가 되어, 배터리를 구성하는 부분이 하중전달 및 하중지지를 가능하게 하는 에너지 저장 구조체를 구조전지라고 한다. 이러한 하중지지와 에너지저장을 동시에 수행할 수 있는 구조전지 연구에서 가장 주목하고 있는 구조개념은 복합재료이다.A part of the battery constituting a battery such as a lithium secondary battery becomes a part of the structure, and the energy storage structure in which the part constituting the battery is capable of load transfer and load support is referred to as a structural battery. The structural concept that is most noteworthy in structural battery research that can simultaneously perform load bearing and energy storage is composite materials.

구조전지는 큰 장점이 있음에도 전지 고유의 몇 가지 특징 때문에 제작 및 성능구현에 큰 어려움이 있다. 첫째는 전지에 이용되는 전해질 특성과 관련된 부분이다. 전해질은 액체 전해질과 고체 전해질이 존재하지만 물질의 특성상 고체 전해질은 액체 전해질의 이온전도도를 따라가기 힘든 단점이 있다. 구조전지에 이용되는 전해질은 기존 복합재에 사용되는 에폭시와 유사한 기계적 강도를 가지면서 높은 이온전도도를 가지는 것이 가장 적합하지만, 현실적으로 구현하는 데에 어려움이 있다. Although the structural battery has a great advantage, it has a great difficulty in manufacturing and performance because of several features unique to the battery. The first is related to the electrolyte properties used in batteries. The electrolyte has a liquid electrolyte and a solid electrolyte, but the solid electrolyte has a disadvantage that it is difficult to follow the ion conductivity of the liquid electrolyte due to the characteristics of the material. Electrolytes used in structural cells are most suitable to have high ionic conductivity while having mechanical strength similar to that of epoxy used in conventional composites, but they are difficult to realize in reality.

둘째는, 전지의 쉴딩과 관련된 부분이다. 전지는 전기화학적인 반응을 이용하여 충전, 방전을 진행하기 때문에 외부 환경에 민감하다. 특히 리튬이차전지의 경우는 수분과 산소와 같은 외부환경에 영향을 받기 때문에 알루미늄 파우치 등으로 밀봉하여 사용한다.The second is related to the shielding of the battery. The battery is sensitive to the external environment because it conducts charging and discharging using an electrochemical reaction. Particularly, in the case of a lithium secondary battery, it is sealed by an aluminum pouch or the like because it is affected by external environment such as moisture and oxygen.

그런데, 이러한 전지의 쉴딩이 되는 부분에서 구조전지와 전지 이외의 부분의 하중의 전달이 끊어져서, 전지를 구성하는 부분의 하중지지 역할을 구현하는 데에 어려움이 있다. However, in the shielding portion of such a battery, the transfer of load between the structural battery and the portion other than the battery is interrupted, so that it is difficult to realize the load supporting function of the portion constituting the battery.

따라서, 구조전지가 그 기능을 충분의 수행하도록 하기 위해, 전지 자체의 기계적 강도를 높이는 것뿐만 아니라, 전지의 쉴딩을 넘어 하중이 전달되는 구조를 구현하는 것이 필요한 실정이다. Therefore, in order for the structural cell to perform its function sufficiently, it is necessary to implement not only the mechanical strength of the battery itself but also the structure in which the load is transmitted beyond the shielding of the battery.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 전지부와 전지부를 포함하는 구조물의 하중을 연속적으로 전달되도록 하여, 전지부가 에너지 저장 역할과 하중 전달 및 하중 지지 역할을 효과적으로 수행하도록 하는 에너지 저장 구조체용 전지와, 에너지 저장 구조체를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide an energy storage device capable of continuously transferring a load of a structure including a battery unit and a battery unit, A battery for a structure, and an energy storage structure.

또한, 본 발명은, 단위부피당 높은 에너지밀도를 가지는 고전압 저장 구조체를 구현하는 에너지 저장 구조체용 전지와, 에너지 저장 구조체를 제공하는 것을 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide a battery for an energy storage structure that realizes a high-voltage storage structure having a high energy density per unit volume, and an energy storage structure.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 에너지 저장 구조체는, 전극과 분리막이 적층되어 마련되는 전지부와, 상기 전지부를 밀봉되게 에워싸는 밀봉부와, 상기 전극과 분리막의 적층방향을 따라 상기 밀봉부의 양측 외면 측에 각각 마련되어, 외부에서 가해지는 하중의 적어도 일부를 지지하는 한 쌍의 제1 지지구조부들을 포함하고, 상기 분리막은, 상기 밀봉부의 외측까지 연장된다.In order to accomplish the above object, an energy storage structure according to the present invention includes: a battery having an electrode and a separator laminated; a sealing part sealingly surrounding the battery part; And a pair of first supporting structures provided on both sides of the outer side to support at least a part of the load externally applied, and the separation membrane extends to the outside of the sealing part.

본 발명의 다른 측면에 의한 에너지 저장 구조체용 전지는, 전극과 분리막이 적층되어 마련되는 전지부와, 상기 전지부를 밀봉되게 에워싸는 밀봉부를 포함하고, 상기 분리막은, 상기 전지부에 가해지는 하중을 상기 밀봉부의 외측으로 전달하기 위해, 상기 전극과 분리막의 적층방향에 수직한 방향으로, 상기 밀봉부의 외측까지 연장된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a battery for an energy storage structure, comprising: a battery having electrodes and a separator laminated; and a sealing part sealingly surrounding the battery part, wherein the separator has a load applied to the battery, And extends to the outside of the sealing portion in a direction perpendicular to the stacking direction of the electrode and the separator for transfer to the outside of the sealing portion.

이와 같은 본 발명의 일실시예에 의한 에너지 저장 구조체용 전지와, 에너지 저장 구조체를 이용하면, 유리섬유로 이루어진 분리막이 전지부의 외부로 연장되게 구비되어, 전지부의 분리막 역할을 함과 동시에, 하중의 지지 및 전달 역할을 수행하므로 하중의 전달의 연속성을 유지할 수 있다. According to the energy storage structure battery and the energy storage structure according to an embodiment of the present invention, the separation membrane made of glass fiber is extended to the outside of the battery to serve as a separator of the battery, The support of the load and the transmission of the load are performed, so that the continuity of the load transfer can be maintained.

특히, 본 발명에 따르면, 분리막을 구성하는 유리섬유가 연속적으로 구성되기 때문에 인장력에 강하므로, 항공기의 날개의 하부 구조물과 같이 인장(Tensile)을 많이 받으면서 구조물의 중량 감소가 요구되는 부분에 유용하게 이용될 수 있다. Particularly, according to the present invention, since the glass fiber constituting the separation membrane is continuously constructed, it is strong against the tensile force, so that it is useful for a part where tensile is required much like a lower structure of an aircraft wing, Can be used.

또한, 본 발명은 전지부에, 적층된 바이폴라 전극을 사용함으로써, 단위부피당 높은 에너지밀도를 얻을 수 있으므로, 고전압의 에너지 저장 구조체를 구현할 수 있다. In addition, since a high energy density per unit volume can be obtained by using a stacked bipolar electrode in a battery unit, a high-voltage energy storage structure can be realized.

도 1은 본 발명에 따른 에너지 저장 구조체를 도시한 단면도와 단면 확대도이다.
도 2의 (a)는 일반적인 섬유강화복합재의 분해사시도이고, 도 2의 (b)는 결합사시도이다.
도 3은 본 발명에 적용되는 바이폴라 전극을 포함한 에너지 저장 구조체의 구성을 개략적으로 도시한 분해 단면도이다.
도 4는 본 발명에 적용되는 분리막을 도시한 사시도이다.
도 5는 도 4에 제1 지지구조부의 제1 실시예가 형성된 상태를 도시한 사시도이다.
도 6은 도 4에 제1 지지구조부의 제2 실시예가 형성된 상태를 도시한 사시도이다.1 is a cross-sectional view and an enlarged cross-sectional view illustrating an energy storage structure according to the present invention.
Fig. 2 (a) is an exploded perspective view of a general fiber-reinforced composite material, and Fig. 2 (b) is a combined perspective view.
3 is an exploded cross-sectional view schematically showing the structure of an energy storage structure including a bipolar electrode according to the present invention.
4 is a perspective view showing a separation membrane applied to the present invention.
5 is a perspective view showing a state in which a first embodiment of the first support structure is formed in FIG.
FIG. 6 is a perspective view showing a state in which a second embodiment of the first support structure is formed in FIG.

이하, 첨부된 도면에 따라 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 이하에서 설명되는 실시예들은 본 발명인 에너지 저장 구조체용 전지와, 에너지 저장 구조체의 기술적인 특징을 이해시키기에 적합한 실시예들이다. 다만, 본 발명이 이하에서 설명되는 실시예에 한정하여 적용되거나 설명되는 실시예들에 의하여 본 발명의 기술적 특징이 제한되는 것이 아니며, 본 발명의 기술 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능하다.First, the embodiments described below are embodiments suitable for understanding the technical characteristics of the battery for the energy storage structure and the energy storage structure of the present invention. However, the technical features of the present invention are not limited by the embodiments to which the present invention is applied or explained in the following embodiments, and various modifications are possible within the technical scope of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 에너지 저장 구조체(100)는, 전지부(200)와, 밀봉부(500)와, 한 쌍의 제1 지지구조부(600)들을 포함한다. Referring to FIG. 1, an energy storage structure 100 according to an embodiment of the present invention includes a battery unit 200, a sealing unit 500, and a pair of first supporting structures 600.

전지부(200)는, 전극(210)과 분리막(300)이 적층되어 마련된다. The electrode unit 200 is provided with an electrode 210 and a separator 300 stacked.

구체적으로, 전극(210)은 양극(P)과 음극(N)을 포함할 수 있다. 분리막(300)은, 양극(P)과 음극(N) 사이에 적층되어, 양극(P)과 음극(N)을 전기적으로 분리시킬 수 있다. 여기서 분리막(300)의 형상에는 한정이 없으며, 양극(P)과 음극(N)을 분리시킬 수 있다면 다양한 형상의 적용될 수 있고, 예를 들어 도시된 실시예와 같이, 선형 또는 판형으로 형성되어 상하로 적층될 수 있다. 또한, 분리막(300)의 재질에는 한정이 없으며 양극(P)과 음극(N)을 전기적으로 분리시키는 절연 가능한 재질이면 다양하게 적용될 수 있고, 일례로 기능성 유리섬유(Glass Fiber)나 직조형 유리섬유 등일 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니다.Specifically, the electrode 210 may include a positive electrode P and a negative electrode N. [ The separator 300 is stacked between the positive electrode P and the negative electrode N to electrically isolate the positive electrode P and the negative electrode N from each other. Here, the shape of the separator 300 is not limited, and various shapes can be applied as long as it can separate the anode P and the cathode N. For example, as shown in the illustrated embodiment, the separator 300 may be formed in a linear or plate shape, . ≪ / RTI > The material of the separator 300 is not limited and can be variously applied as long as it is an insulative material that electrically separates the anode P and the cathode N. Examples of the material include functional glass fibers, And the like.

밀봉부(500)는, 전지부(200)를 밀봉되게 에워싼다. The sealing portion (500) encapsulates the electrode portion (200) in a sealed manner.

예를 들어, 밀봉부(500)는 파우치 형태로 형성되어 전지부(200)와 전해질(230) 등을 수용하고 이를 밀봉할 수 있다. 밀봉부(500)는 얇게 형성되어 전지부(200)의 상하에 적층된 단면을 가질 수 있고, 밀봉되어 외부의 수분 또는 산소 등이 내부의 전지부(200)로 침투하는 것을 방지할 수 있다. 밀봉부(500)의 재질은 일례로 알루미늄일 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니다. For example, the sealing portion 500 may be formed in a pouch shape to receive and seal the electrode portion 200 and the electrolyte 230 and the like. The sealing portion 500 may be formed thin and may have a cross section stacked on the top and bottom of the battery module 200 and may be sealed to prevent moisture or oxygen from penetrating into the internal battery module 200. The material of the sealing part 500 may be aluminum, but is not limited thereto.

제1 지지구조부(600)는, 전극(210)과 분리막(300)의 적층방향을 따라 밀봉부(500)의 양측 외면 측에 각각 마련되어 한 쌍으로 구비될 수 있고, 외부에서 가해지는 하중의 적어도 일부를 지지한다. The first supporting structure 600 may be provided on both outer sides of the sealing part 500 along the stacking direction of the electrode 210 and the separating film 300 and may be provided in pairs, I support some.

예를 들어, 도시된 실시예와 같이, 전극(210)과 분리막(300)이 상하로 적층된 경우, 제1 지지구조부(600)는, 밀봉부(500)의 양측 외면인 상면과 하면에 한 쌍으로 구비될 수 있다. 제1 지지구조부(600)는 하중을 지지할 수 있는 재질로 형성되어, 외부에서 가해지는 하중을 지지할 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 에너지 저장 구조체(100)가 항공기 구조물이나 자동차 구조물 등에 장착된 경우, 제1 지지구조부(600)는 전지부(200)의 외부에서 외부 구조물에서 전해지는 하중을 지지할 수 있다.For example, when the electrode 210 and the separator 300 are vertically stacked, the first support structure 600 may be formed on both upper and lower surfaces of the seal 500, May be provided. The first support structure 600 is formed of a material capable of supporting a load, and can support a load externally applied. For example, when the energy storage structure 100 according to the present invention is mounted on an aircraft structure, an automobile structure, or the like, the first support structure 600 supports the load transmitted from the external structure outside the battery 200 .

여기서, 분리막(300)은, 밀봉부(500)의 외측까지 연장된다. Here, the separation membrane 300 extends to the outside of the sealing portion 500.

구체적으로, 분리막(300)은 전지부(200)의 내부에서 밀봉부(500)를 관통하여 밀봉부(500)의 외측으로 연장될 수 있다. 이에 따라 분리막(300)은 전지부(200)의 내부와 외부에서 지지하는 하중을 전달하는 역할을 할 수 있다. 즉, 분리막(300)은 양극(P)과 음극(N)을 전기적으로 분리하는 기존의 분리막(300)의 역할을 함과 동시에, 전지부(200)의 내부의 하중을 후술할 제2 지지구조부(700)로 전달하여, 제1 및 제2 지지구조부(600,700)로 하중을 분산시키고, 제1 지지구조부(600)와 제2 지지구조부(700)가 지지하는 외부 하중이 전지부(200)의 내부에서도 연속적으로 지지하도록 하는, 하중 전달 역할 또한 수행할 수 있다. Specifically, the separation membrane 300 may extend outside the sealing portion 500 through the sealing portion 500 inside the battery portion 200. Accordingly, the separation membrane 300 can transmit the load supported by the inside and the outside of the battery unit 200. That is, the separator 300 serves as a conventional separator 300 for electrically separating the anode P and the cathode N, and at the same time, The first supporting structure 600 and the second supporting structure 700 are connected to the first supporting structure 600 and the second supporting structure 700 so that the load is distributed to the first and second supporting structures 600 and 700, It is also possible to carry out a load transferring role for continuously supporting the inside of the apparatus.

여기서 분리막(300)은 판상으로 형성되고, 유리섬유를 포함할 수 있다.Here, the separation membrane 300 is formed in a plate shape and may include glass fibers.

구체적으로, 분리막(300)은, 복합재료(Composite Materials)의 일종인 섬유강화재(630)로 제공될 수 있고, 일례로 유리섬유(Glass Fiber)로 형성될 수 있다. 유리섬유는, 섬유강화재이므로 내구성이 우수하여 하중을 지지하는 역할을 수행함과 동시에, 유리섬유는 전기 절연성이 우수하여 분리막의 기능을 잘 수행할 수 있다. 다만, 분리막(300)은 유리섬유에 한정하는 것은 아니며, 전기절연 가능한 경우에는 아라미드 섬유 등과 같은 화학섬유도 이용될 수 있다. Specifically, the separation membrane 300 may be provided with a fiber reinforcing material 630, which is a type of composite material, and may be formed of glass fiber, for example. Since the glass fiber is a fiber reinforced material, the glass fiber is excellent in durability and plays a role of supporting the load, and the glass fiber can perform the function of the separation membrane with excellent electric insulation. However, the separator 300 is not limited to glass fibers, and if electrically insulated, chemical fibers such as aramid fibers may be used.

도 2에는 섬유강화복합재료(Fiber Reinforced Composite Material)의 일례가 도시된다. 일반적으로 섬유강화복합재는 모재(B)와 모재 사이에 구비된 섬유강화재(630)(F)로 이루어진 라미나(Lamina)(11)의 구조로 제작하고, 이를 적층시킨 적층 구조인 라미네이트(Laminate)(10) 형태로 적용될 수 있다. 섬유강화 복합재료는 기계적 강도와 내열성이 뛰어나면서 가벼운 특징으로 항공기 전기차 등에 적용 시에 유리하다. FIG. 2 shows an example of a fiber reinforced composite material. Generally, the fiber-reinforced composite material is manufactured by making a structure of a lamina 11 made of a fiber reinforcing material 630 (F) provided between a base material B and a base material, and then laminating a laminate structure, (10). The fiber-reinforced composite material is excellent in mechanical strength and heat resistance, and is light in characteristics, which is advantageous when applied to aircraft electric vehicles.

본 발명의 실시예는, 분리막(300)에 이러한 섬유강화복합재료의 일례인 유리섬유를 적용할 수 있다. 여기서, 유리섬유를 적용할 때, 바람직하게 직조형(fabric, 도 4 참조)으로 배열할 수 있는데, 이때 교차로 배열하는 과정에서 복수의 유리섬유들 간의 간격을 좁게 배치하도록, 각각의 유리섬유는 파형으로 구비될 수 있다(도 1 참조). 다만, 유리섬유의 배열형태는 직조 패턴에 한정하는 것은 아니다.In the embodiment of the present invention, glass fiber, which is an example of such a fiber-reinforced composite material, can be applied to the separation membrane 300. Here, when the glass fiber is applied, it is preferable to arrange it in a fabric (see Fig. 4). At this time, in order to narrow the gap between the plurality of glass fibers in the process of arranging the intersections, (See Fig. 1). However, the arrangement of the glass fibers is not limited to the weave pattern.

그리고, 전지부(200)를 구성하는 전해질(230)로 고체전해질(230)을 적용할 수 있는데, 이러한 고체전해질(230)이, 섬유강화 복합재료의 라미네이트 형태에서, 섬유강화재(630)들 사이에 하중을 전달해주는 모재의 역할을 함으로써, 본 발명에 따른 전지부(200)가 하중의 전달 및 지지 역할을 수행할 수 있다. The solid electrolyte 230 may be applied to the electrolyte 230 constituting the battery unit 200 such that the solid electrolyte 230 is disposed between the fiber reinforcements 630 in the form of a laminate of the fiber reinforced composite material. So that the battery unit 200 according to the present invention can perform load transfer and support functions.

다만, 본 발명의 전지부(200)에 적용되는 전해질(230)은 고체전해질에 한정하는 것은 아니며, 전지부(200)의 전기화학적 성능을 높이기 위해 액체전해질(230)이 사용될 수도 있다.However, the electrolyte 230 applied to the electrode unit 200 of the present invention is not limited to the solid electrolyte, and the liquid electrolyte 230 may be used to enhance the electrochemical performance of the electrode unit 200.

여기서, 분리막(300)의 두께는 한정이 없으나, 예를 들어 분리막(300)은 100~400um의 두께로 형성될 수 있다. 구체적으로, 100um 미만의 두께에서는 기계적 강도를 기대하기 어려우며, 400um을 초과하는 두께는 분리막(300)의 역할을 위해 다단으로 적층되기 어렵다. 따라서, 분리막(300)의 두께를 100~400um로 형성하여, 얇으면서도 충분한 기계적 강도를 가지도록 할 수 있다.Here, the thickness of the separation membrane 300 is not limited. For example, the separation membrane 300 may have a thickness of 100 to 400 um. In particular, it is difficult to expect a mechanical strength at a thickness of less than 100 μm, and a thickness exceeding 400 μm is difficult to be stacked at a multi-stage in order to serve as the separation membrane 300. Therefore, the separation membrane 300 may be formed to have a thickness of 100 to 400 μm, so that the separation membrane 300 can be thin and have sufficient mechanical strength.

다만, 본 발명에 적용되는 분리막(300)의 재질은 유리섬유에 한정하는 것은 아니며, 양극(P)과 음극(N)을 전기적으로 분리시키면서, 하중을 지지할 수 있는 기계적 강도를 구비할 수 있다면, 다양한 재질로 변형실시될 수 있다.However, the material of the separator 300 to be applied to the present invention is not limited to the glass fiber. If the separator 300 can have a mechanical strength capable of supporting the load while electrically separating the anode P and the anode N , And can be modified into various materials.

한편, 도 3에 도시된 실시예를 참조하면, 본 발명에 따른 전지부(200)는, 집전체(251)와, 집전체(251)의 일면에 구비된 양극(P)과, 집전체(251)의 타면에 구비된 음극(N)을 갖는 복수 개의 바이폴라 전극(250)들이, 사이사이에 분리막(300)이 개재되게 적층되어 마련될 수 있다.3, the electrode unit 200 according to the present invention includes a current collector 251, an anode P provided on one surface of the current collector 251, A plurality of bipolar electrodes 250 having a negative electrode N provided on the other side of the first and second electrodes 251 and 251 may be stacked with a separator 300 interposed therebetween.

구체적으로, 바이폴라 전극(250)은, 한 개의 집전체(251)의 양면에 양극(P)과 음극(N)을 코팅하여 형성하며, 이를 적층한 구조로 이용된다. 이때, 바이폴라 전극(250)의 적층 개수는 필요한 전압의 양에 따라 달라질 수 있다. Specifically, the bipolar electrode 250 is formed by coating a positive electrode P and a negative electrode N on both surfaces of one current collector 251, and is used as a laminated structure. At this time, the number of stacked layers of the bipolar electrode 250 may vary depending on the amount of the required voltage.

본 발명에 따른 전지부(200)는, 바이폴라 전극(250)을 적층하여 형성하여, 회로의 연결부위를 줄이기 때문에, 단위셀 당 높은 전압을 얻을 수 있고, 저항으로 인한 에너지 손실을 최소화하여, 단위부피당 높은 에너지밀도를 얻을 수 있다. Since the bipolar electrode 250 according to the present invention is formed by stacking the bipolar electrodes 250 to reduce the connection area of the circuit, a high voltage per unit cell can be obtained and energy loss due to the resistance can be minimized, A high energy density per volume can be obtained.

또한, 상기 분리막(300)은 복수로 적층되는 바이폴라 전극(250) 사이사이에 개재되게 적층될 수 있다. 즉, 한층 또는 한 집단의 분리막(300)과 하나의 바이폴라 전극(250)을 하나의 그룹으로 하여 적층시킬 수 있다. 이때, 복수로 적층된 바이폴라 전극(250)의 최하층의 하부에는 제1 전극층(271)이 적층될 수 있고, 바이폴라 전극(250)의 최상층의 상부에는 제2 전극층(272)에 적층될 수 있다. 제1 전극층(271)은, 최하층의 바이폴라 전극(250)의 하면에 형성된 전극과 다른 극성을 갖는 전극이 상면에 형성될 수 있고, 제2 전극층(272)은, 최상층의 바이폴라 전극(250)의 상면에 형성된 전극(210)과 다른 극성을 갖는 전극이 하면에 형성될 수 있다.In addition, the separation layer 300 may be interposed between the plurality of bipolar electrodes 250. That is, one or more groups of separators 300 and one bipolar electrode 250 can be stacked as a group. At this time, the first electrode layer 271 may be laminated on the lowermost layer of the plurality of stacked bipolar electrodes 250, and the second electrode layer 272 may be stacked on the uppermost layer of the bipolar electrode 250. An electrode having a polarity different from that of the electrode formed on the bottom surface of the bipolar electrode 250 of the lowest layer may be formed on the upper surface of the first electrode layer 271 and a second electrode layer 272 may be formed on the upper surface of the bipolar electrode 250 of the uppermost layer An electrode having a polarity different from that of the electrode 210 formed on the upper surface may be formed on the lower surface.

예를 들어, 제1 전극층(271)의 상면에는 음극(N)이 코팅되고, 제2 전극층(272)의 하면에는 양극(P)이 코팅될 수 있으며, 최하층의 바이폴라 전극(250)의 하면에는 양극(P)이 형성되고 최상층의 바이폴라 전극(250)의 상면에는 음극(N)이 형성될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 분리막(300)은, 제1 전극층(271)과 바이폴라 전극(250) 사이와, 제2 전극층(272)과 바이폴라 전극(250) 사이에 개재되게 적층될 수 있다. For example, the anode N may be coated on the upper surface of the first electrode layer 271, the anode P may be coated on the lower surface of the second electrode layer 272, and the lower surface of the lowermost bipolar electrode 250 may be coated The anode P may be formed and the cathode N may be formed on the upper surface of the uppermost bipolar electrode 250. However, the present invention is not limited thereto. The separation layer 300 may be interposed between the first electrode layer 271 and the bipolar electrode 250 and between the second electrode layer 272 and the bipolar electrode 250.

본 발명에 따른 바이폴라 전극(250)의 적층구조는, 개재되는 분리막(300)이 복합재료의 라미네이트의 적층구조를 적용할 수 있으므로, 용이하게 구현될 수 있다. The laminated structure of the bipolar electrode 250 according to the present invention can be easily implemented since the laminated structure of the laminated laminate of the composite material 300 can be applied.

한편, 도 1 및 도 3을 참조하면, 밀봉부(500)는 판상의 제1 커버(510)와, 판상의 제2 커버(520)를 포함하는 파우치형으로 마련될 수 있다. 1 and 3, the sealing part 500 may be provided in a pouch shape including a first cover 510 in a plate form and a second cover 520 in a plate form.

구체적으로, 제1 커버(510)와 제2 커버(520)는 판상으로 형성되고, 전지부(200)의 상하에 적층되어 전지부(200)를 수용하도록 형성될 수 있다. 여기서, 제2 커버(520)는, 제1 커버(510)와의 사이에 전지부(200)를 수용하고, 제1 커버(510)와 열압착(hot pressing)에 의해 테두리가 밀봉될 수 있다. Specifically, the first cover 510 and the second cover 520 may be formed in a plate-like shape, and may be formed so as to be stacked above and below the battery unit 200 to receive the battery unit 200. Here, the second cover 520 may receive the electrode unit 200 between the first cover 510 and the first cover 510, and the rim may be sealed with the first cover 510 by hot pressing.

더욱 바람직하게, 제2 커버(520)는, 제1 커버(510)의 테두리의 적어도 일부를 따라 구비된 접착층(400)을 통해, 제1 커버(510)에 접착될 수 있다. 이때, 밀봉부(500)를 접어서 제1 커버(510)와 제2 커버(520)를 형성하는 경우, 제1 커버(510)와 제2 커버(520)는 테두리의 일부를 따라 접착층(400)을 형성할 수 있다. More preferably, the second cover 520 may be bonded to the first cover 510 through an adhesive layer 400 provided along at least a portion of the rim of the first cover 510. The first cover 510 and the second cover 520 may be formed by bonding the adhesive layer 400 along a part of the rim of the first cover 510 and the second cover 520, Can be formed.

또한, 분리막(300)은, 접착층(400)을 관통하여 밀봉부(500)의 외측으로 노출됨으로써, 전지부(200)가 밀봉부(500)에 의한 밀봉이 유지되도록 할 수 있다. 구체적으로, 제1 커버(510)와 제2 커버(520)의 테두리 부분에 적층되게 구비된 분리막(350)의 사이사이에 접착제가 개재되게 함으로써, 분리막(300,330)이 밀봉부(500)의 외측으로 노출되면서 전지부(200)의 밀봉이 유지되게 할 수 있다.The separation membrane 300 is exposed to the outside of the sealing portion 500 through the adhesive layer 400 so that the sealing portion 500 can maintain the sealing portion 200. More specifically, the adhesive is interposed between the first cover 510 and the separation membrane 350 stacked on the rim of the second cover 520, so that the separation membranes 300 and 330 are located outside the seal portion 500 The sealing of the battery unit 200 can be maintained.

더욱 구체적으로, 본 발명의 분리막(300)의 실시예에 따른 유리섬유는 직경이 작은 섬유 다발이 밀집된 형태로 제공되므로, 액체 전해질 및 젤 타입의 전해질을 이용하는 경우, 제1 커버(510)와 제2 커버(520)를 열압착만으로 밀봉하면, 압착되는 부분의 분리막(350)을 통해 전해질이 밀봉부(500)의 외측으로 세어나올 수 있다. 따라서, 본 발명은 제1 커버(510)와 제2 커버(520) 사이에 접착층(400)을 추가로 형성하여 이러한 문제를 해결함으로써 제1 지지구조부(600)를 열경화성 수지로 형성하는 과정에서 에너지 저장 구조체의 강도가 떨어지는 것을 방지할 수 있다. More specifically, the glass fiber according to the embodiment of the separation membrane 300 of the present invention is provided in the form of a dense fiber bundle having a small diameter. Therefore, when a liquid electrolyte and a gel-type electrolyte are used, If the cover 520 is sealed only by thermocompression bonding, the electrolyte can be counted out of the sealing portion 500 through the separation membrane 350 of the portion to be compressed. Accordingly, the present invention solves this problem by additionally forming an adhesive layer 400 between the first cover 510 and the second cover 520, so that in the process of forming the first support structure 600 from a thermosetting resin, It is possible to prevent the strength of the storage structure from dropping.

또한, 분리막(300)에 적용되는 유리섬유는 밀봉부(500)의 내부와 외부에서 연속적인 구조를 이루기 위해, 압착되는 부분의 분리막(350)에 적용되는 유리섬유의 직경도 다른 부분과 동일하거나 유사한 크기로 이루어질 수 있다. 이로 인해, 제1 커버(510)와 제2 커버(520)를 열압착만으로 밀봉하면, 이러한 유리섬유 때문에 충분한 밀봉력을 제공할 수 없는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 본 발명은 제1 커버(510)와 제2 커버(520) 사이에 접착층(400)을 추가로 형성함으로써, 유리섬유를 적용하는 경우에도 충분한 밀봉력을 제공할 수 있다.The diameter of the glass fiber applied to the separation membrane 350 of the portion to be compressed may be the same as or different from that of the other portion of the glass fiber applied to the separation membrane 300 in order to have a continuous structure inside and outside the sealing portion 500 It can be made in a similar size. Therefore, if the first cover 510 and the second cover 520 are sealed only by thermocompression bonding, there may arise a problem that sufficient sealing force can not be provided due to such glass fiber. Therefore, the present invention further provides an adhesive layer 400 between the first cover 510 and the second cover 520, so that it is possible to provide sufficient sealing force even when glass fiber is applied.

이와 같이, 밀봉부(500)와 접착층(400)을 통해, 전지부(200)와, 제1 지지구조부(600) 및 후술하는 제2 지지구조부(700)가 분리되게 쉴딩할 수 있다.As described above, the battery unit 200, the first supporting structure 600, and the second supporting structure 700 described below can be shielded separately from each other through the sealing part 500 and the adhesive layer 400.

한편, 제1 지지구조부(600)들은, 적층 방향으로 투영했을 때를 기준으로, 밀봉부(500)보다 크게 형성되어 밀봉부(500)를 모두 커버하도록 구비될 수 있다.On the other hand, the first supporting structures 600 may be formed to be larger than the sealing portion 500 and cover the sealing portion 500, on the basis of the projection in the stacking direction.

예를 들어, 도시된 실시예와 같이, 적층 방향이 상하방향인 경우, 상측에서 또는 하측에서 투영했을 때, 제1 지지구조부(600)의 면적은 밀봉부(500)보다 크게 형성될 수 있다. 이에 따라, 밀봉부(500)의 상,하에 구비되는 제1 지지구조부(600)들은 밀봉부(500)를 모두 커버할 수 있다.For example, when the stacking direction is the up-and-down direction, as in the illustrated embodiment, the area of the first support structure 600 may be larger than that of the seal portion 500 when projected from above or below. Accordingly, the first supporting structures 600 provided above and below the sealing part 500 can cover the entire sealing part 500.

한편, 본 발명은 제2 지지구조부(700)를 더 포함할 수 있다. Meanwhile, the present invention may further include a second support structure 700.

제2 지지구조부(700)는, 제1 지지구조부(600)들의 사이 중에서 밀봉부(500)가 점유하지 않는 영역에 마련되되, 분리막(300) 중에 밀봉부(500)의 외측으로 노출된 노출 부분(330)과, 이러한 노출 부분에 함침된 합성수지에 기초해서 형성될 수 있다.The second support structure 700 is provided in an area of the first support structure 600 that is not occupied by the seal part 500 and the exposed part of the seal part 500 exposed to the outside of the seal part 500 (330), and a synthetic resin impregnated in the exposed portion.

구체적으로, 판상의 제1 지지구조부(600)들 사이에는 전지부(200)가 포함된 밀봉부(500)와 제2 지지구조부(700)가 구비될 수 있다. 제2 지지구조부(700)는, 밀봉부(500)가 점유하지 않는 영역, 즉 전지부(200)와 밀봉부(500)를 제외한 영역에 구비될 수 있다. Specifically, the sealing part 500 and the second supporting structure 700 including the battery part 200 may be provided between the first supporting structure parts 600 of the plate shape. The second support structure 700 may be provided in an area not occupied by the sealing part 500, that is, in a region excluding the battery part 200 and the sealing part 500.

그리고, 분리막(300) 중에 밀봉부(500)의 외측으로 노출된 노출 부분(330)을 포함하도록 형성될 수 있다. 즉, 분리막(300)은 밀봉부(500) 내측의 전지부(200)와, 밀봉부(500) 외측 부분에 연속적으로 개재될 수 있는데, 밀봉부(500) 외측으로 연장된 부분(330)은 제2 지지구조부(700)에 개재될 수 있다.And may include the exposed portion 330 exposed to the outside of the sealing portion 500 in the separation membrane 300. That is, the separation membrane 300 can be continuously interposed between the electrode part 200 inside the sealing part 500 and the outside part of the sealing part 500, and the part 330 extending outward from the sealing part 500 And may be interposed in the second support structure 700.

이에 따라, 분리막(300)은, 전지부(200)에서 밀봉부(500)의 외측인 제2 지지구조부(700)에 연속적으로 설치되어, 전지부(200)에 가해지는 하중의 적어도 일부가 제2 지지구조부(700)로 전달될 수 있다. 또한, 분리막(300,330)과 제2 지지구조부(700)는, 제2 지지구조부(700)들의 테두리에 대응되는 위치까지 연장될 수 있다. 이에 따라 분리막(300)으로 인한 하중의 연속성이 제1 지지구조부(600)와 제2 지지구조부(700) 전체에 걸쳐 유지될 수 있다.The separating film 300 is continuously installed in the second supporting structure 700 outside the sealing part 500 in the battery part 200 so that at least part of the load applied to the battery part 200 2 support structure 700 as shown in FIG. Further, the separating films 300 and 330 and the second supporting structure 700 may extend to positions corresponding to the edges of the second supporting structures 700. The continuity of the load due to the separation membrane 300 can be maintained throughout the first support structure 600 and the second support structure 700.

여기서, 제2 지지구조부(700)는, 밀봉부(500)의 외측으로 노출된 분리막 부분(330)과, 이러한 노출부분에 함침된 합성수지에 기초하여 형성될 수 있다. 구체적으로, 제2 지지구조부(700)는 밀봉부(500) 외측으로 연장된 분리막(330)과, 이러한 노출된 분리막(330) 부분에 개재된 열경화성 수지를 포함하여 구비될 수 있다. 여기서 본 발명에 적용되는 열경화성 수지는 일례로 에폭시 수지(Epoxy Resin)일 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 이와 같이 제2 지지구조부(700)가 열경화성 수지로 이루어지는 경우, 밀봉부(500)의 외측으로 연장되는 분리막(330)인 유리섬유에 대한 젖음(wetting) 현상을 최소화하고, 열압착 방식의 적용이 가능한 경화온도를 구비하므로, 밀봉력을 향상시킬 수 있다.Here, the second supporting structure 700 may be formed on the basis of the separator portion 330 exposed to the outside of the sealing portion 500 and the synthetic resin impregnated in the exposed portion. Specifically, the second support structure 700 may include a separation membrane 330 extending outward from the sealing portion 500 and a thermosetting resin interposed between the exposed separation membrane 330 and the second support structure 700. The thermosetting resin used in the present invention may be, for example, an epoxy resin, but is not limited thereto. When the second supporting structure 700 is made of a thermosetting resin, the wetting phenomenon of the glass fiber, which is the separating film 330 extending to the outside of the sealing part 500, is minimized, Since a possible curing temperature is provided, the sealing ability can be improved.

다만, 제2 지지구조부(700)에 적용되는 합성수지는 열경화성 수지에 한정하는 것은 아니며, 밀봉부(500)의 외측으로 연장된 분리막(330)이 함침되어 밀봉될 수 있다면, 열가소성 수지도 가능함은 물론이다. However, the synthetic resin applied to the second supporting structure 700 is not limited to the thermosetting resin. If the separating film 330 extending to the outside of the sealing part 500 is impregnated and sealed, it is possible to use a thermoplastic resin to be.

한편, 도 5 및 도 6에는 제1 지지구조부(600)와 제2 지지구조부(700)의 제1 실시예와 제2 실시예가 도시된다. 도 5와 도 6의 A 영역은 전지부(200)와 밀봉부(500)가 위치되는 영역이다. 5 and 6 illustrate first and second embodiments of a first support structure 600 and a second support structure 700. FIG. 5 and 6 are areas where the battery unit 200 and the sealing unit 500 are located.

도 5를 참조하면, 제1 지지구조부(600)들의 각각은, 적층방향을 따라 적층되는 복수 층의 프리프레그(610)(Prepreg)에 기초해서 형성될 수 있다. 여기서 프리프레그(610)는, 에폭시 등의 열경화성 수지(E1)가 적용될 수 있으며, 도시된 실시예와 같이, 복수 층으로 적층되어 경화됨으로써 성형품인 제1 지지구조부(600)를 형성할 수 있다. Referring to FIG. 5, each of the first supporting structures 600 may be formed based on a plurality of prepregs 610 (Prepreg) stacked in the stacking direction. As the prepreg 610, a thermosetting resin E1 such as an epoxy may be applied, and the first supporting structure 600, which is a molded product, can be formed by stacking and curing a plurality of layers as in the illustrated embodiment.

또한, 제2 지지구조부(700)는, 상기 밀봉부(500)보다 크게 구비되는 상기 제1 지지구조부(600)들의 사이 중에서 상기 밀봉부(500)가 점유하지 않는 영역에 마련되되, 상기 분리막(300) 중에 상기 밀봉부(500)의 외측으로 노출된 노출 부분(330)과, 상기 제1 지지구조부(600)들의 사이에서 상기 노출 부분에 함침된 합성수지(E1)에 기초해서 형성될 수 있다. The second supporting structure 700 may be provided in a region of the first supporting structure 600 that is larger than the sealing portion 500 and not occupied by the sealing portion 500, The exposed portion 330 exposed to the outside of the sealing portion 500 and the synthetic resin E1 impregnated in the exposed portion between the first supporting structures 600 may be formed on the first supporting structure 300.

이때, 제2 지지구조부(700)에 함침된 합성수지(E1)는, 제1 지지구조부(600)의 프리프레그(610)에 예비 함침되어 있는 합성수지(E1)와 동일한 합성수지일 수 있다. 이는 프리프레그(610)의 잔여 수지만으로는 수지의 양이 충분하지 않을 수 있으므로, 제2 지지구조부(700)에 프리프레그(610)에 예비 함침되어 있는 합성수지와 동일한 합성수지(E1)를 삽입하여 줌으로써, 제2 지지구조부(700)에 충분하도록 수지의 양을 보충할 수 있다. 여기서 제2 지지구조부(700)에 함침된 합성수지(E1)는, 열경화성 수지일 수 있다. The synthetic resin E1 impregnated in the second support structure 700 may be the same synthetic resin as the synthetic resin E1 preliminarily impregnated in the prepreg 610 of the first support structure 600. [ Since the amount of the resin may not be sufficient with the remaining resin of the prepreg 610, the same synthetic resin E1 as the synthetic resin preliminarily impregnated in the prepreg 610 is inserted into the second supporting structure 700, The amount of the resin can be supplemented enough to the second support structure 700. [ Here, the synthetic resin E1 impregnated in the second supporting structure 700 may be a thermosetting resin.

한편, 도 6을 참조하면, 제1 지지구조부(600)들의 각각은, 적층방향을 따라 적층되는 복수 층의 섬유강화재(630)에 기초해서 형성될 수 있다. 6, each of the first supporting structures 600 may be formed on the basis of a plurality of layers of fiber reinforcement 630 stacked along the stacking direction.

또한, 제2 지지구조부(700)는, 밀봉부(500)보다 크게 구비되는 제1 지지구조부(600)들의 사이 중에서 밀봉부(500)가 점유하지 않는 영역에 마련되되, 분리막(300) 중에 밀봉부(500)의 외측으로 노출된 노출 부분(330)과, 제1 지지구조부(600)들의 사이에서 노출 부분에 함침된 합성수지(E2)에 기초해서 형성될 수 있다.The second supporting structure 700 may be formed in a region of the first supporting structure 600 that is larger than the sealing portion 500 and not occupied by the sealing portion 500, An exposed portion 330 exposed to the outside of the portion 500 and a synthetic resin E2 impregnated to the exposed portion between the first supporting structures 600. [

여기서, 제2 지지구조부(700)의 합성수지(E2)는, 제1 지지구조부(600)의 섬유강화재(630)에 합성수지(E2)가 함침될 때, 동일 합성수지(E2)가 함께 함침될 수 있다. 이때, 제2 지지구조부(700)의 합성수지(E2)는, 열경화성 수지일 수 있다. The synthetic resin E2 of the second supporting structure 700 can be impregnated with the same synthetic resin E2 when the synthetic resin E2 is impregnated into the fiber reinforcing material 630 of the first supporting structure 600 . At this time, the synthetic resin E2 of the second supporting structure 700 may be a thermosetting resin.

구체적으로, 제1 지지구조부(600)는, 유리섬유, 탄소섬유 등의 섬유강화재(630)에 열경화성 수지(일례로 에폭시 수지)를 함침시키고 경화시켜서 형성한 복합재료 구조물일 수 있다. 그리고, 제2 지지구조부(700)는, 이러한 제1 지지구조부(600)에 열경화성 수지(E2)를 함침시킬 때, 함께 열경화성 수지(E2)를 함침시켜서 경화시킴으로써 복합재료로 형성될 수 있다. 다만, 제2 지지구조부(700)의 합성수지(E2)는 상기한 바와 같이 열경화성 수지가 바람직하나, 이에 한정하는 것은 아니며, 열가소성 수지가 적용될 수도 있다.Specifically, the first supporting structure 600 may be a composite material structure formed by impregnating and hardening a fiber reinforcing material 630 such as glass fiber or carbon fiber with a thermosetting resin (for example, an epoxy resin). The second support structure 700 may be formed of a composite material by impregnating and hardening the thermosetting resin E2 together with the thermosetting resin E2 when the first support structure 600 is impregnated with the thermosetting resin E2. However, the synthetic resin E2 of the second support structure 700 is preferably a thermosetting resin as described above, but is not limited thereto, and a thermoplastic resin may be applied.

한편, 본 발명이 다른 측면에 따른 에너지 저장 구조체용 전지는, 전지부(200)와 밀봉부(500)를 포함할 수 있다. Meanwhile, a battery for an energy storage structure according to another aspect of the present invention may include a battery unit 200 and a sealing unit 500.

전지부(200)는, 전극(210)과 분리막(300)이 적층되어 마련될 수 있다. 밀봉부(500)는, 전지부(200)를 밀봉되게 에워싸도록 구비될 수 있다. The electrode unit 200 may be formed by laminating the electrode 210 and the separator 300. The sealing part 500 may be provided to seal the battery part 200 in a sealed manner.

또한, 분리막(300)은, 전지부(200)에 가해지는 하중을 밀봉부(500)의 외측으로 전달하기 위해, 전극(210)과 분리막(300)의 적층방향에 수직한 방향으로, 밀봉부(500)의 외측까지 연장될 수 있다. The separating film 300 is formed in a direction perpendicular to the stacking direction of the electrode 210 and the separating film 300 in order to transmit a load applied to the electrode unit 200 to the outside of the sealing unit 500, (Not shown).

상기 분리막(300)은, 상기 밀봉부(500)의 내측에서 외측까지 연속적으로 구비될 수 있다. The separation membrane 300 may be continuously provided from the inside to the outside of the sealing part 500.

한편, 이하에서는 도시된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 에너지 저장 구조체(100)의 제작방법을 설명한다. 이하에서는, 바이폴라 전극(250)이 이용된 경우를 일례로 설명한다. 다만 본 발명에 따른 에너지 저장 구조체(100)는 전지부(200)에 바이폴라 전극(250)의 적층구조가 반드시 적용되는 것은 아니다. Hereinafter, a method of manufacturing the energy storage structure 100 according to the present invention will be described with reference to the drawings. Hereinafter, a case where the bipolar electrode 250 is used will be described as an example. In the energy storage structure 100 according to the present invention, however, the laminated structure of the bipolar electrode 250 is not necessarily applied to the electrode unit 200.

먼저, 고체전해질(230)을 사용하는 경우의 에너지 저장 구조체(100)의 제작방법을 설명한다. First, a method of manufacturing the energy storage structure 100 in the case of using the solid electrolyte 230 will be described.

하나의 판상의 집전체(251)의 일면에는 양극(P)을 코팅하고, 타면에는 음극(N)을 코팅하여, 바이폴라 전극(250)을 제작할 수 있다. 그리고, 분리막(300)인 유리섬유를 알코올 또는 아세톤을 이용하여 세척한다.The bipolar electrode 250 can be manufactured by coating the anode P on one surface of one plate current collector 251 and coating the cathode N on the other surface. Then, the glass fiber as the separation membrane 300 is washed with alcohol or acetone.

다음 밀봉부(500)에 구비된 제1 커버(510)를 배치하고, 제1 커버(510)의 상측에 상면이 음극(N)으로 코팅된 제1 전극층(271)을 적층할 수 있다. 제1 전극층(271)의 상부에 분리막(300)을 적층하되, 분리막(300)의 길이는 제1 커버(510)를 넘어서는 영역에 걸쳐 적층될 수 있는 크기로 형성될 수 있다. 바람직하게, 분리막(300)을 적층할 때, 분리막(300) 중 제1 커버(510)의 테두리 영역에 해당하는 부분(330)에 접착제를 도포하여 접착층(400)을 형성할 수 있다. The first cover 510 provided on the sealing part 500 may be disposed and the first electrode layer 271 coated on the upper side with the cathode N may be laminated on the upper side of the first cover 510. [ The separator 300 may be formed on the first electrode layer 271 so that the length of the separator 300 can be stacked over the first cover 510. The adhesive layer 400 may be formed by applying an adhesive to the portion 330 corresponding to the rim region of the first cover 510 of the separation membrane 300 when the separation membrane 300 is laminated.

그리고, 바이폴라 전극(250)을 복수로 적층하되, 바이폴라 전극(250) 사이사이에 분리막(300)이 개재되도록 적층할 수 있다. 이때, 적층되는 바이폴라 전극(250)의 적층 개수는 필요한 전압에 따라 달라질 수 있다. A plurality of bipolar electrodes 250 may be stacked, and a separation layer 300 may be interposed between the bipolar electrodes 250. At this time, the number of stacked bipolar electrodes 250 may vary depending on the required voltage.

바이폴라 전극(250)의 최상층의 상부에 분리막(300)을 적층한 후, 최상층의 바이폴라 전극(250)의 상면에 도포된 전극(210)이 음극(N)인 경우, 하면에 양극(P)이 도포된 제2 전극층(272)을 적층할 수 있다. 그리고, 그 상부에 밀봉부(500)의 제2 커버(520)를 적층할 수 있다(도 3 참조). When the separator 300 is stacked on the uppermost layer of the bipolar electrode 250 and the electrode 210 coated on the upper surface of the bipolar electrode 250 is the negative electrode N, The coated second electrode layer 272 can be laminated. Then, the second cover 520 of the sealing part 500 can be laminated on the upper part (see Fig. 3).

밀봉부(500)의 제1 커버(510)와 제2 커버(520)의 테두리는, 열압착방식에 의해 밀봉될 수도 있으나, 바람직하게 상기한 접착층(400)을 추가로 형성하여 접착시킬 수 있다. 구체적으로, 접착층이 형성된 제1 커버(510)와 제2 커버(520)의 테두리를 열압착(Hot press) 또는 핫멜트(Hot melt) 방식으로 접착시킬 수 있다. The edges of the first cover 510 and the second cover 520 of the sealing part 500 may be sealed by a thermocompression bonding method but it is preferable to further form and adhere the adhesive layer 400 described above . Specifically, the edges of the first cover 510 and the second cover 520 on which the adhesive layer is formed can be bonded by a hot press or a hot melt method.

이때, 제1 커버(510)와 제2 커버(520)의 테두리에 형성된 접착층(400)의 일부 영역을 제외하고 접착시킬 수 있다. 여기서 일부 영역은 미리 준비된 고체전해질을 삽입할 수 있는 크기일 수 있다.At this time, the first cover 510 and the second cover 520 may be bonded except for a part of the adhesive layer 400 formed on the rim. Here, some of the regions may be of a size capable of inserting a pre-prepared solid electrolyte.

이후, 접착되지 않은 상기 일부 영역을 통해 전해질(230)을 삽입하고, 상기한 일부 영역을 열압착 등으로 접착시킴으로써, 밀봉부(500)를 완전히 밀봉시킬 수 있다. 그리고, 전해질을 삽입한 부분에 충방전을 진행하고, 충방전으로 인해 발생한 가스를 제거하고(degassing), 가스 제거 시에 발생한, 밀봉부(500) 내부의 공간을 접착제를 이용하여 완전히 접착할 수 있다.Thereafter, the sealing part 500 can be completely sealed by inserting the electrolyte 230 through the part of the unbonded area and bonding the above-mentioned part of the area by thermocompression bonding or the like. Then, charging / discharging is performed on the portion where the electrolyte is inserted, degassing occurs due to charging / discharging, and the space inside the sealing portion 500, which occurs at the time of gas removal, have.

이 후, 제1 지지구조부(600)와 제2 지지구조부(700)를 형성한다. Thereafter, the first support structure 600 and the second support structure 700 are formed.

이하에서는 제1 지지구조부(600)와 제2 지지구조부(700)를 형성하는 합성수지가 열경화성 수지인 경우를 일 례로 설명한다. 다만, 제1 지지구조부(600)와 제2 지지구조부(700)를 형성하는 합성수지는 열경화성 수지에 한정하는 것은 아니며, 열가소성 수지가 적용될 수도 있다.Hereinafter, a case where the synthetic resin forming the first supporting structure part 600 and the second supporting structure part 700 is a thermosetting resin will be described as an example. However, the synthetic resin forming the first supporting structure part 600 and the second supporting structure part 700 is not limited to the thermosetting resin, and a thermoplastic resin may be applied.

도 5에 도시된 제1 실시예에 따르면, 제1 지지구조부(600)는, 밀봉부(500)의 상부와 하부에 프리프레그(610)를 적층하여 형성될 수 있다. 또한 제2 지지구조부(700)는, 제1 지지구조부(600)들의 사이 중에서, 밀봉부(500)와 전지부(200)가 점유하지 않는 영역에 형성하되, 밀봉부(500) 외부로 노출된 분리막(300)에 열경화성 수지를 함침시키고 경화시켜서 형성할 수 있다. 이때, 제2 지지구조부(700)를 형성하는 열경화성 수지는 프리프레그(610)에 예비 함침되어 있는 열경화성 수지와 동일할 수 있다. According to the first embodiment shown in FIG. 5, the first support structure 600 may be formed by laminating prepregs 610 on the upper and lower portions of the sealing portion 500. The second support structure 700 may be formed in a region of the first support structure 600 that is not occupied by the seal portion 500 and the sensor portion 200 and may be exposed to the outside of the seal portion 500 The separator 300 may be formed by impregnating and curing a thermosetting resin. At this time, the thermosetting resin forming the second supporting structure 700 may be the same as the thermosetting resin preliminarily impregnated in the prepreg 610.

도 6에 도시된 제2 실시예에 따르면, 제1 지지구조부(600)는, 밀봉부(500)의 상부와 하부에 복수 층의 섬유강화재(630)를 적층하고, 이러한 섬유강화재(630)에 열경화성 수지를 함침시키고 경화시켜서 형성할 수 있다. 제2 지지구조부(700)는, 제1 지지구조부(600)들의 사이 중에서, 밀봉부(500)와 전지부(200)가 점유하지 않는 영역에 형성하되, 상기한 제1 지지구조부(600)에 열경화성 수지를 함침할 때 함께, 밀봉부(500) 외부로 노출된 분리막(300)에 열경화성 수지를 함침시키고 경화시켜서 형성할 수 있다.6, the first supporting structure 600 may be formed by stacking a plurality of layers of fiber reinforcement 630 on the upper and lower portions of the sealing portion 500, It can be formed by impregnating and curing a thermosetting resin. The second support structure 700 is formed in a region of the first support structure 600 that is not occupied by the seal portion 500 and the charge portion 200, When the thermosetting resin is impregnated, the thermosetting resin exposed to the outside of the sealing part 500 may be impregnated with the thermosetting resin and cured.

한편, 이하에서는 도 1 내지 도 6 및, 도 7을 참조하여, 액체전해질(230)을 이용하는 경우의 에너지 저장 구조체(100)를 제작하는 방법을 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing the energy storage structure 100 when the liquid electrolyte 230 is used will be described with reference to FIGS. 1 to 6 and FIG.

액체전해질(230)을 이용하여 에너지 저장 구조체(100)를 제작하는 방법은, 제1 커버(510)의 상부에 분리막(300)과 바이폴라 전극(250)을 적층하는 과정에서 마이크로 튜빙 라인이 설치되는 점에서, 상기한 고체전해질(230)을 이용하는 방법과 차이가 있다. 이하에서는 상기한 방법과 동일한 과정에 대한 설명은 생략한다.A method of fabricating the energy storage structure 100 using the liquid electrolyte 230 includes the steps of providing a microtubing line in the process of laminating the separation membrane 300 and the bipolar electrode 250 on the first cover 510 There is a difference from the method using the solid electrolyte 230 described above. Hereinafter, description of the same process as the above-described method will be omitted.

구체적으로, 제1 커버(510)의 상부에 분리막(300)과 바이폴라 전극(250)을 적층하는 과정에서 마이크로 튜빙으로 제공되는 진공라인(810)과 전해질 주입라인(820)을, 전지부(200)에 삽입한다. 여기서, 진공라인(810)과 전해질 주입라인(820)은 적층되는 바이폴라 전극(250)의 개수에 대응되게 구비되어, 바이폴라 전극들의 사이사이에 액체 전해질이 주입되도록 할 수 있다. Specifically, the vacuum line 810 and the electrolyte injection line 820 provided in the microtubing process in the process of stacking the separation membrane 300 and the bipolar electrode 250 on the first cover 510 are connected to the electrode unit 200 ). Here, the vacuum line 810 and the electrolyte injection line 820 are provided corresponding to the number of the bipolar electrodes 250 to be stacked, so that the liquid electrolyte can be injected between the bipolar electrodes.

진공라인(810)은 공기를 배출하여 전지부(200)를 진공상태로 만들기 위한 라인이며(도 7의 C 방향 참조), 전해질 주입라인(820)은 전지부(200)에 진공이 형성되었을 때, 전해질(230)에 담가서 전해질(230)을 주입하는 라인이다(도 7의 D 방향 참조). The vacuum line 810 is a line for discharging air to make the electrode unit 200 into a vacuum state (refer to the direction C in FIG. 7), and the electrolyte injection line 820 is a line for discharging air when the vacuum is formed in the electrode unit 200 , And immersed in the electrolyte 230 to inject the electrolyte 230 (refer to the direction D in Fig. 7).

이 후, 상기한 방법으로 제1 지지구조부(600)와 제2 지지구조부(700)를 형성한 후, 진공라인(810)과 전해질 주입라인(820)의 끝부분을, 에폭시나 실리콘 수지(PDMS)와 같은 고분자를 경화하여 막아줄 수 있다. After the first supporting structure part 600 and the second supporting structure part 700 are formed by the above-described method, the ends of the vacuum line 810 and the electrolyte injection line 820 are filled with epoxy resin or PDMS ) Can be cured to prevent the polymer.

다만, 에너지 저장 구조체(100)를 제작하는 방법은 상기한 방법에 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 기술 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능하다. However, the method of manufacturing the energy storage structure 100 is not limited to the above-described method, and various modifications can be made within the technical scope of the present invention.

이와 같은 본 발명의 일실시예에 의한 에너지 저장 구조체용 전지와, 에너지 저장 구조체를 이용하면, 유리섬유로 이루어진 분리막이 전지부의 외부로 연장되게 구비되어, 전지부의 분리막 역할을 함과 동시에, 하중의 지지 및 전달 역할을 수행하므로 하중의 전달의 연속성을 유지할 수 있다. According to the energy storage structure battery and the energy storage structure according to an embodiment of the present invention, the separation membrane made of glass fiber is extended to the outside of the battery to serve as a separator of the battery, The support of the load and the transmission of the load are performed, so that the continuity of the load transfer can be maintained.

특히, 본 발명에 따르면, 분리막을 구성하는 유리섬유가 연속적으로 구성되기 때문에 인장력에 강하므로, 항공기의 날개의 하부 구조물과 같이 인장(Tensile)을 많이 받으면서 구조물의 중량 감소가 요구되는 부분에 유용하게 이용될 수 있다. Particularly, according to the present invention, since the glass fiber constituting the separation membrane is continuously constructed, it is strong against the tensile force, so that it is useful for a part where tensile is required much like a lower structure of an aircraft wing, Can be used.

또한, 본 발명은 전지부에, 적층된 바이폴라 전극을 사용함으로써, 단위부피당 높은 에너지밀도를 얻을 수 있으므로, 고전압의 에너지 저장 구조체를 구현할 수 있다. In addition, since a high energy density per unit volume can be obtained by using a stacked bipolar electrode in a battery unit, a high-voltage energy storage structure can be realized.

이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 상술하였지만, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 특허청구범위에 기재된 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다. While the invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, And various modifications and changes may be made without departing from the scope of the present invention.

100: 에너지 저장 구조체 200: 전지부
210: 전극 230: 전해질
250: 바이폴라 전극 251: 집전체
271: 제1 전극층 272: 제2 전극층
P: 양극 N: 음극
300: 분리막 310: 분리막 내부
330: 분리막 외부 350: 접착층 부분
400: 접착층 500: 밀봉부
510: 제1 커버 520: 재2 커버
600: 제1 지지구조부 610: 프리프레그
630: 섬유강화재 700: 제2 지지구조부
810: 진공라인 820: 전해질주입라인100: Energy storage structure 200:
210: Electrode 230: Electrolyte
250: bipolar electrode 251: collector
271: first electrode layer 272: second electrode layer
P: anode N: cathode
300: separator 310: separator inside
330: separator exterior 350: adhesive layer portion
400: adhesive layer 500: sealing part
510: first cover 520: cover 2 cover
600: first support structure 610: prepreg
630: fiber reinforcement material 700: second support structure
810: Vacuum line 820: Electrolyte injection line

Claims (16)

전극과 분리막이 적층되어 마련되는 전지부;
상기 전지부를 밀봉되게 에워싸는 밀봉부; 및
상기 전극과 분리막의 적층방향을 따라 상기 밀봉부의 양측 외면 측에 각각 마련되어, 외부에서 가해지는 하중의 적어도 일부를 지지하는 한 쌍의 제1 지지구조부들을 포함하고,
상기 분리막은, 상기 밀봉부의 외측까지 연장되는, 에너지 저장 구조체.A battery having electrodes and a separator stacked thereon;
A sealing part sealingly enclosing the battery part; And
And a pair of first supporting structures provided on both outer sides of the sealing portion along the stacking direction of the electrode and the separator to support at least a part of the load externally applied,
Wherein the separation membrane extends to the outside of the sealing portion. 제1항에 있어서,
상기 분리막은, 유리섬유를 포함하며 판상으로 형성되는, 에너지 저장 구조체.The method according to claim 1,
Wherein the separation membrane comprises a glass fiber and is formed in a plate shape. 제2항에 있어서,
상기 분리막은, 100~400um의 두께를 갖는, 에너지 저장 구조체.3. The method of claim 2,
Wherein the separation membrane has a thickness of 100 to 400 um. 제1항에 있어서,
상기 전지부는, 집전체와, 상기 집전체의 일면에 구비된 양극과, 상기 집전체의 타면에 구비된 음극을 갖는 복수 개의 바이폴라 전극들이, 사이사이에 상기 분리막이 개재되게 적층되어 마련되는, 에너지 저장 구조체.The method according to claim 1,
The battery unit includes a current collector, an anode provided on one surface of the current collector, and a plurality of bipolar electrodes having cathodes provided on the other surface of the current collector, wherein the bipolar electrodes are stacked with the separator interposed therebetween. Storage structure. 제1항에 있어서,
상기 밀봉부는, 판상의 제1 커버와, 상기 제1 커버와의 사이에 상기 전지부를 수용하고, 상기 제1 커버와 열압착에 의해 테두리가 밀봉되는 판상의 제2 커버를 포함하는 파우치형으로 마련되는, 에너지 저장 구조체.The method according to claim 1,
The sealing portion is provided in a pouch shape including a plate-like first cover and a plate-like second cover which houses the battery portion between the first cover and the cover and is sealed by thermocompression bonding with the first cover Energy storage structure. 제5항에 있어서,
상기 제2 커버는, 상기 제1 커버의 테두리의 적어도 일부를 따라 구비된 접착층을 통해 제1 커버에 접착되고,
상기 분리막은, 상기 밀봉부에 의한 밀봉이 유지되도록, 상기 접착층을 관통하여 상기 밀봉부의 외측으로 노출되는, 에너지 저장 구조체.6. The method of claim 5,
The second cover is bonded to the first cover through an adhesive layer provided along at least a part of the rim of the first cover,
Wherein the separation membrane is exposed to the outside of the sealing portion through the adhesive layer so that the sealing by the sealing portion is maintained. 제1항에 있어서,
상기 제1 지지구조부들은, 상기 적층방향으로 투영했을 때를 기준으로, 상기 밀봉부보다 크게 형성되어 상기 밀봉부를 모두 커버하는, 에너지 저장 구조체.The method according to claim 1,
Wherein the first support structure portions are formed to be larger than the seal portion on the basis of a projection when projected in the stacking direction so as to cover all the seal portions. 제7항에 있어서,
상기 제1 지지구조부들의 사이 중에서 상기 밀봉부가 점유하지 않는 영역에 마련되되, 상기 분리막 중에 상기 밀봉부의 외측으로 노출된 노출 부분과, 상기 노출 부분에 함침된 합성수지에 기초해서 형성되는 제2 지지구조부를 더 포함하는 에너지 저장 구조체.8. The method of claim 7,
And a second supporting structure portion provided on an area of the first supporting structure portion not occupied by the sealing portion, the exposed portion exposed to the outside of the sealing portion and the second supporting structure portion formed on the basis of the synthetic resin impregnated in the exposed portion, Further comprising an energy storage structure. 제8항에 있어서,
상기 분리막은, 상기 밀봉부의 외측까지 연장되어, 상기 전지부에 가해지는 하중의 적어도 일부를 상기 제2 지지구조부로 전달하는, 에너지 저장 구조체.9. The method of claim 8,
Wherein the separation membrane extends to an outer side of the sealing portion and transfers at least a part of a load applied to the electrode portion to the second support structure portion. 제8항에 있어서,
상기 분리막은, 상기 제1 지지구조부들의 테두리에 대응되는 위치까지 연장되는, 에너지 저장 구조체.9. The method of claim 8,
Wherein the separation membrane extends to a position corresponding to a rim of the first support structures. 제1항에 있어서,
상기 제1 지지구조부들의 각각은, 상기 적층방향을 따라 적층되는 복수 층의 프리프레그에 기초해서 형성되는, 에너지 저장 구조체.The method according to claim 1,
Wherein each of the first supporting structure portions is formed based on a plurality of prepregs stacked along the stacking direction. 제11항에 있어서,
상기 밀봉부보다 크게 구비되는 상기 제1 지지구조부들의 사이 중에서 상기 밀봉부가 점유하지 않는 영역에 마련되되, 상기 분리막 중에 상기 밀봉부의 외측으로 노출된 노출 부분과, 상기 제1 지지구조부들의 사이에서 상기 노출 부분에 함침된 합성수지에 기초해서 형성되는 제2 지지구조부를 더 포함하고,
상기 제2 지지구조부의 합성수지는, 상기 프리프레그에 예비 함침되어 있는 합성수지와 동일한, 에너지 저장 구조체.12. The method of claim 11,
An exposed portion which is provided in an area not occupied by the sealing portion among the first supporting structural portions which are provided to be larger than the sealing portion and which is exposed to the outside of the sealing portion in the separating film, And a second support structure formed on the basis of the synthetic resin impregnated in the portion,
And the synthetic resin of the second supporting structure is the same as the synthetic resin preliminarily impregnated in the prepreg. 제1항에 있어서,
상기 제1 지지구조부들의 각각은, 상기 적층방향을 따라 적층되는 복수 층의 섬유강화재에 기초해서 형성되는, 에너지 저장 구조체.The method according to claim 1,
And each of the first supporting structure portions is formed based on a plurality of layers of fiber reinforcement materials stacked along the stacking direction. 제13항에 있어서,
상기 밀봉부보다 크게 구비되는 상기 제1 지지구조부들의 사이 중에서 상기 밀봉부가 점유하지 않는 영역에 마련되되, 상기 분리막 중에 상기 밀봉부의 외측으로 노출된 노출 부분과, 상기 제1 지지구조부들의 사이에서 상기 노출 부분에 함침된 합성수지에 기초해서 형성되는 제2 지지구조부를 더 포함하고,
상기 제2 지지구조부의 합성수지는, 상기 제1 지지구조부의 섬유강화재에 합성수지가 함침될 때, 동일 합성수지가 함께 함침된 것인, 에너지 저장 구조체.14. The method of claim 13,
An exposed portion which is provided in an area not occupied by the sealing portion among the first supporting structural portions which are provided to be larger than the sealing portion and which is exposed to the outside of the sealing portion in the separating film, And a second support structure formed on the basis of the synthetic resin impregnated in the portion,
Wherein the synthetic resin of the second support structure is impregnated with the same synthetic resin when the synthetic resin is impregnated into the fiber reinforcement of the first support structure. 전극과 분리막이 적층되어 마련되는 전지부; 및
상기 전지부를 밀봉되게 에워싸는 밀봉부를 포함하고,
상기 분리막은, 상기 전지부에 가해지는 하중을 상기 밀봉부의 외측으로 전달하기 위해, 상기 전극과 분리막의 적층방향에 수직한 방향으로, 상기 밀봉부의 외측까지 연장되는, 에너지 저장 구조체용 전지.A battery having electrodes and a separator stacked thereon; And
And a sealing portion for sealingly enclosing the battery portion,
Wherein the separation membrane extends to the outside of the sealing section in a direction perpendicular to the stacking direction of the electrode and the separation membrane so as to transmit a load applied to the sensor section to the outside of the sealing section. 제15항에 있어서,
상기 분리막은, 상기 밀봉부의 내측에서 외측까지 연속적으로 구비되는, 에너지 저장 구조체용 전지.16. The method of claim 15,
Wherein the separation membrane is continuously provided from the inside to the outside of the sealing portion.
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