KR102048817B1 - 그래핀 전극을 포함하는 액시얼 타입의 원통형 슈퍼커패시터 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 그래핀 전극을 포함하는 액시얼 타입의 원통형 슈퍼커패시터에 관한 것이다. 본 발명에 따른 슈퍼커패시터는 양극, 음극 및 분리막이 각각 적층된 상태에서 중앙에 배치된 플라스틱 보빈을 중심으로 원통형으로 권취되며, 양극 및 음극은 각각 활물질로 환원 그래핀 분말을 포함하는 그래핀 전극인 커패시터 소자, 커패시터 소자의 상부와 전기적으로 접촉되는 내부 단자판, 한쪽이 개구된 관형으로 내부 단자판이 위를 향하게 개구를 통하여 커패시터 소자가 삽입되어 커패시터 소자의 하부가 바닥부에 접촉되면서 배치되고 커패시터 소자의 중심부 하측에 체결되는 케이스 내측 돌출부를 포함하는 케이스, 케이스의 개구쪽에 결합되어 케이스를 밀봉하며, 내부 단자판과 전기적으로 접속되며 커패시터 소자의 중심부 상측에 체결되는 단자판 돌출부가 형성되는 외부 단자판, 및 내부 단자판과 외부 단자판 사이에 배치되어 내부 단자판과 외부 단자판이 일정 유격을 유지하도록 지원하는 탄성링을 포함한다.
Description
본 발명은 슈퍼커패시터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 그래핀 전극을 포함하는 액시얼 타입의 원통형 슈퍼커패시터에 관한 것이다.
에너지는 현대 문명을 영위하기 위해서 필수불가결한 요소이다. 이러한 에너지는 열이나 동력 등 다양한 형태를 가지거나 변형될 수 있으며, 특히 일정한 장치를 기반으로 운용되는 전기 에너지로 변환될 수 있다. 전기 에너지의 경우 한번 생산된 이후 저장을 위해서는 별도의 에너지 저장 장치가 필요하다. 한편 최근 들어 친환경 에너지로서 각광받는 수력, 풍력, 태양력 등의 에너지를 전기 에너지로 전환하여 사용하는 사례가 늘고 있다. 이러한 친환경 에너지는 석유나 석탄과 다르게 공해물질을 발생시키지 않는 장점이 있다. 그러나 수력, 풍력 및 태양력 등의 친환경 에너지는 주변 환경에 영향을 상대적으로 많이 받기 때문에 전기 에너지가 필요한 시점에 발전하는데 제한이 있으며 이에 따라 일정한 전력 공급을 위해서 평소 생산된 전력을 저장할 수 있는 에너지 저장 장치가 필요하다. 이에 따라 최근에는 에너지 저장 장치에 대한 많은 관심이 집중되고 있다.
최근 들어 에너지 저장 장치로서 전기이중층 커패시터를 이용한 슈퍼커패시터가 대두되고 있다. 슈퍼커패시터 기반의 에너지 저장 장치에 대한 개발은 해외나 일본 등에서 빠르게 발전하고 있으나, 우리나라에서는 해당 기술 개발에 아직 초보적인 단계에 머물러 있는 실정이다.
이에 따라 슈퍼커패시터 기반의 에너지 저장 장치의 개발과 보급을 위한 많은 연구가 요구되고 있는 실정이다. 특히 보다 간편하게 제작할 수 있으면서도 보다 안정적인 구조를 가질 수 있는 슈퍼커패시터의 개발이 시급한 실정이다.
따라서 본 발명의 목적은 그래핀 전극을 포함하는 액시얼 타입의 원통형 슈퍼커패시터를 제공하는 데 있다.
본 발명의 목적은 구조적으로 보다 안정된 구조를 가지며, 제작이 간편한 그래핀 전극을 포함하는 액시얼 타입의 원통형 슈퍼커패시터를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 양극, 음극 및 분리막이 각각 적층된 상태에서 중앙에 배치된 플라스틱 보빈을 중심으로 원통형으로 권취되며, 상기 양극 및 음극은 각각 활물질로 환원 그래핀 분말을 포함하는 그래핀 전극인 커패시터 소자; 상기 커패시터 소자의 상부와 전기적으로 접촉되는 내부 단자판; 한쪽이 개구된 관형으로, 상기 내부 단자판이 위를 향하게 상기 개구를 통하여 상기 커패시터 소자가 삽입되어 상기 커패시터 소자의 하부가 바닥부에 접촉되면서 배치되고 상기 커패시터 소자의 중심부 하측에 체결되는 케이스 내측 돌출부를 포함하는 케이스; 상기 케이스의 개구쪽에 결합되어 상기 케이스를 밀봉하며, 상기 내부 단자판과 전기적으로 접속되며 상기 커패시터 소자의 중심부 상측에 체결되는 단자판 돌출부가 형성되는 외부 단자판; 및 상기 내부 단자판과 상기 외부 단자판 사이에 배치되어 상기 내부 단자판과 상기 외부 단자판이 일정 유격을 유지하도록 지원하는 탄성링;을 포함하는 것을 특징으로 하는 그래핀 전극을 포함하는 액시얼 타입의 원통형 슈퍼커패시터를 제공한다.
상기 양극 및 음극의 활물질은 각각, 환원 그래핀 분말, 도전성 카본 및 바인더를 포함할 수 있다.
상기 환원 그래핀 분말, 도전성 카본 및 바인더의 조성비는 90 중량%: 5 중량%: 5 중량% 일 수 있다.
상기 내부 단자판은, 일정 두께와 직경을 가지는 원형 판재부; 상기 원형 판재부 중심에서 상기 외부 단자판의 단자판 돌출부가 관통하도록 형성된 관통홀; 및 상기 원형 판재부 전면 일측 중 적어도 한 곳에 연결되면서 전면으로부터 일정 높이만큼 꺽여진 형상으로 마련되는 일정 폭과 길이를 가지는 적어도 하나의 판재;를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 슈퍼커패시터는, 상기 판재를 관통하여 상기 판재를 상기 외부 단자판에 형성된 나사홈에 연결시키는 결합 구조물;을 더 포함할 수 있다.
상기 탄성링은 사로 마주보는 상기 내부 단자판과 상기 외부 단자판에 각각 형성된 링홈에 안착될 수 있다.
상기 케이스는, 바닥부; 상기 바닥부 중심에서 내측으로 돌출된 상기 케이스 내측 돌출부; 상기 중심에서 외측으로 돌출된 케이스 외측 돌출부; 및 상기 바닥부 가장자리에서 일정 두께를 가지며 상기 커패시터 소자가 수납되는 통형 기둥부;를 포함할 수 있다.
상기 외부 단자판은, 상기 바닥부와 유사한 제1 직경을 가지며 일정 두께로 형성되는 제1 원판부; 상기 제1 원판부 상에 형성되며 상기 제1 직경보다 작은 제2 직경을 가지며 형성되는 제2 원판부; 및 상기 제2 원판부와 동일한 중심을 가지며 일정 높이만큼 돌출되어 형성되는 단자부;를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 슈퍼커패시터는, 상기 제1 원판부와 상기 제2 원판부 간에 형성되는 단차에 배치되는 밀폐 절연링;을 더 포함할 수 있다.
상기 케이스는, 상기 통형 기둥부 상단부가 커링되어 형성되며 상기 밀폐 절연링과 접촉되어 상기 케이스를 밀봉하는 커링부;를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 슈퍼커패시터는, 상기 통형 기둥부의 상단과 상기 외부 단자판 사이를 절연하는 절연체;를 더 포함할 수 있다.
그리고 상기 커패시터 소자는 상기 양극 및 음극이 각각 일정 두께로 비틀려 적층된 후 권취되어 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 액시얼 타입의 원통형 슈퍼커패시터는 양극 및 음극으로 각각 그래핀 전극을 사용하고, 그래핀 전극은 환원 그래핀 분말을 포함하기 때문에, 슈퍼커패시터의 제조 원가를 낮출 수 있고, 전기용량 증대를 포함한 우수한 전기화학적 특성을 나타낸다.
본 발명에 따른 액시얼 타입의 원통형 슈퍼커패시터는 보다 쉽고 안정적으로 제조할 수 있고, 이에 따라 액시얼 타입의 원통형 슈퍼커패시터의 보급을 용이하게 지원할 수 있다.
또한 액시얼 타입의 원통형 슈퍼커패시터의 사용 중 충격이 발생하더라도, 커패시터 소자에 설치된 내부 단자판과 외부 단자판 사이에 개재된 탄성링이 충격을 흡수하여 완화하기 때문에, 커패시터 소자, 내부 단자판 및 외부 단자판 간의 유격으로 인한 저항 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 슈퍼커패시터 외관을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 2는 도 1의 슈퍼커패시터의 단면을 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 케이스의 일예를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 케이스의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 커패시터 소자를 보다 상세히 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 외부 단자판을 보다 상세히 설명하기 위한 상측 방향에서의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 외부 단자판을 보다 상세히 설명하기 위한 하측 방향에서의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 내부 단자판의 제1 형태를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 내부 단자판의 제2 형태를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 제1 형태의 내부 단자판과 외부 단자판 결합을 설명하기 위한 상측 방향에서의 사시도이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 제1 형태의 내부 단자판과 외부 단자판 결합을 설명하기 위한 하측 방향에서의 사시도이다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 제2 형태의 내부 단자판과 외부 단자판 결합을 설명하기 위한 상측 방향에서의 사시도이다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 제2 형태의 내부 단자판과 외부 단자판 결합을 설명하기 위한 하측 방향에서의 사시도이다.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 슈퍼커패시터 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2는 도 1의 슈퍼커패시터의 단면을 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 케이스의 일예를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 케이스의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 커패시터 소자를 보다 상세히 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 외부 단자판을 보다 상세히 설명하기 위한 상측 방향에서의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 외부 단자판을 보다 상세히 설명하기 위한 하측 방향에서의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 내부 단자판의 제1 형태를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 내부 단자판의 제2 형태를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 제1 형태의 내부 단자판과 외부 단자판 결합을 설명하기 위한 상측 방향에서의 사시도이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 제1 형태의 내부 단자판과 외부 단자판 결합을 설명하기 위한 하측 방향에서의 사시도이다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 제2 형태의 내부 단자판과 외부 단자판 결합을 설명하기 위한 상측 방향에서의 사시도이다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 제2 형태의 내부 단자판과 외부 단자판 결합을 설명하기 위한 하측 방향에서의 사시도이다.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 슈퍼커패시터 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않는 범위에서 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 그래핀 전극을 포함하는 액시얼 타입의 원통형 슈퍼커패시터(10)의 외관을 나타낸 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 슈퍼커패시터(10)는 상부에 배치되는 외부 단자판(100), 외부 단자판(100)의 가장자리를 감싸며 내부에 전기이중층 커패시터가 권취형으로 마련된 커패시터 소자가 배치되며 내외측으로 일정 높이를 가지며 돌출된 돌출부가 형성된 케이스(200)를 포함하여 구성된다.
이와 같은 구성의 슈퍼커패시터(10)는 전기이중층 커패시터가 권취형으로 마련되어 커패시터 소자를 구성하고, 이 커패시터 소자가 케이스(200)의 안쪽 바닥면과 전기적으로 접촉되는 방식으로 케이스(200) 내측에 안착되면서 케이스(200)의 바깥쪽 바닥면이 하나의 전극 단자를 형성하는 구조를 가진다. 그리고 전해액이 주입된 커패시터 소자가 케이스(200)에 배치된 상태, 커패시터 소자 상측에 내부 단자판이 놓인 상태, 내부 단자판 상부에 외부 단자판(100)이 결합된 상태로 형성될 수 있다. 결과적으로 본 발명의 슈퍼커패시터(10)는 전해액이 함침된 커패시터 소자가 케이스(200) 내측에 삽입되면서 케이스(200) 바닥 바깥쪽으로 돌출된 케이스 외측 돌출부(220)가 하나의 전극 단자 역할을 하고, 외부 단자판(100)이 내부 단자판을 통하여 커패시터 소자와 연결되면서 케이스(200)의 개구된 영역에 안착 고정되는 형태로 마련될 수 있다. 이에 따라 본 실시예에 따른 슈퍼커패시터(10)는 보다 간단한 제조 공정을 통하여 제작이 가능하면서도 내장된 소자들을 외부 단자판(100)과 케이스(200)를 이용하여 견고하게 봉지함으로써 견고한 구조를 유지할 수 있도록 지원한다. 상술한 슈퍼커패시터(10)의 내부 구조에 대하여 도 2를 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 슈퍼커패시터(10) 내부 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 슈퍼커패시터(10)는 하측부터 케이스(200), 커패시터 소자(300), 내부 단자판(400), 외부 단자판(100)을 포함하여 구성될 수 있다. 그리고 슈퍼커패시터(10)는 내부 단자판(400)과 외부 단자판(100) 사이에 배치되는 탄성링(500)과, 내부 단자판(400) 및 외부 단자판(100)을 연결하는 결합 구조물(600), 외부 단자판(100)과 케이스(200) 사이를 절연하기 위한 절연체(700), 케이스(200)의 개구부 커링 공정 과정에서 외부 단자판(100)과 케이스(200)의 커링부(201) 간의 절연을 수행하며 케이스(200) 내부를 밀폐시키기 위한 밀폐 절연링(800)을 포함할 수 있다.
이러한 본 발명의 슈퍼커패시터(10)는 도시된 바와 같이 케이스(200)의 중심부 내측에 마련된 케이스 내측 돌출부(210)가 플라스틱 보빈(310) 중 하측 중심부를 고정함과 아울러 외부 단자판(100)의 중심에서 케이스(200) 내측으로 돌출된 단자판 돌출부(110)가 커패시터 소자(300)의 플라스틱 보빈(310) 상측 중심부를 고정하는 구조를 채용하고 있다. 이에 따라 외부 단자판(100)의 가장자리와 케이스(200)의 개구부 끝단이 커링 작업으로 결합되는 경우 외부 단자판(100)과 케이스(200) 사이에서 커패시터 소자(300)가 보다 견고하게 고정될 수 있다. 이 과정에서 케이스(200)는 커패시터 소자(300)의 하부와 접촉되면서 전극 단자 역할을 수행할 수 있으며, 특히 케이스 외측 돌출부(220)는 돌출된 전극 단자 역할을 수행할 수 있다.
상술한 구조에서 커패시터 소자(300)와 외부 단자판(100)의 보다 견고한 접촉을 위하여 커패시터 소자(300)의 상단부에 내부 단자판(400)을 접착하고, 내부 단자판(400)과 외부 단자판(100)을 결합 구조물(600)을 이용하여 연결함으로써 외부 단자판(100)과 커패시터 소자(300)를 보다 견고하게 체결시킬 수 있다. 특히 내부 단자판(400) 상에 탄성을 가지는 도전성 판재들을 마련하고 이를 외부 단자판(100)에 연결할 수 있다. 결과적으로 외부 단자판(100)이 케이스(200)와 결합됨에 따라 판재들이 일정 방향으로 탄성을 제공하여 외부 단자판(100)과 케이스(200)의 결합이 보다 견고하게 유지될 수 있도록 지원한다. 이 과정에서 내부 단자판(400)과 외부 단자판(100) 사이에 탄성링(500)을 마련함으로써 내부 단자판(400)과 외부 단자판(100) 사이의 유격 변화로 인해 발생할 수 있는 저항 특성 저하를 방지할 수 있다.
상술한 구조의 본 실시예에 따른 슈퍼커패시터(10)는 내부 단자판(400)을 커패시터 소자(300)의 상단부에 접촉식으로 배치하더라도 외부 단자판(100)과 내부 단자판(400) 사이에 배치되는 판재의 탄성에 의하여 내부 단자판(400)이 커패시터 소자(300)의 상단부와 긴밀하게 접촉되도록 유지함으로써 별도의 용접과정 수행 없이 슈퍼커패시터(10)를 제작할 수 있도록 지원한다.
또한 커패시터 소자(300)의 하단부가 케이스(200) 바닥부 내측과 접촉되도록 배치한 후 케이스(200)의 개구부를 외부 단자판(100) 가장자리에 커링하면서 내부 단자판(400) 사이의 판재들을 가압하도록 지원함에 따라 결과적으로 커패시터 소자(300)의 하부 역시 케이스(200) 바닥부와 긴밀하게 접촉을 유지할 수 있다. 한편 케이스(200)가 커패시터 소자(300)에 접속되어 전극 단자 역할을 수행함으로 상기 밀폐 절연링(800)과 절연체(700)는 케이스(200)와 외부 단자판(100) 사이에 배치되어 케이스(200)와 외부 단자판(100)을 절연시키는 역할을 수행한다.
특히 절연체(700)는 커패시터 소자(300)의 상단 테두리 및 외부 단자판(100)의 테두리를 감싸는 형상으로 마련되어 케이스(200)의 내측벽 및 외부 단자판(100)의 테두리가 접촉되지 않도록 지원할 수 있다. 그리고 밀폐 절연링(800)은 케이스(200)의 상단부 커링 과정에서 커링부(201)가 외부 단자판(100)에 접촉되지 않도록 커링부(201)의 끝단과 접촉되며, 절연체(700)와 함께 슈퍼커패시터(10) 밀봉을 지지한다. 이러한 밀폐 절연링(800)은 탄성 재질로 형성될 수 있으며, 케이스(200) 내측을 밀봉하기 위해 고무나 합성 고무 등으로 형성될 수 있다.
도 2에서 커링부(201)는 좌측에만 형성된 것으로 나타내었으나 이는 커링부(201) 형성을 설명하기 위한 것으로 외부 단자판(100)이 배치된 후 제조 작업이 완료되는 과정에서 케이스(200)의 상단부는 모두 커링되어 외부 단자판(100)의 테두리에 형성된 밀폐 절연링(800)과 접촉되는 커링 형상으로 마련될 수 있다.
도 3은 본 실시예에 따른 슈퍼커패시터(10) 중 케이스(200) 형태의 일예에 대하여 보다 상세히 설명하기 위한 도면이다. 특히 도시된 도면은 원통형의 케이스(200)를 절단한 형태를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 케이스(200)는 원형 또는 타원형의 바닥부(230)와, 바닥부(230)의 중심에서 내측으로 돌출된 케이스 내측 돌출부(210), 바닥부(230)의 중심에서 외측으로 돌출된 케이스 외측 돌출부(220), 케이스 바닥부(230)에서 수직하게 신장되는 제1 통형 기둥부(241)를 포함한다.
여기서 케이스 내측 돌출부(210)는 바닥부(230) 중심에서 일정 직경을 가지며 신장되다가 일정 높이부터 직경이 점진적으로 감소되는 형태로 신장되며, 다시 일정 높이부터는 일정한 직경을 가지며 신장된다. 그리고 케이스 내측 돌출부(210)의 끝단은 라운딩처리될 수 있다. 이와 같은 구조의 케이스 내측 돌출부(210)는 상측으로 갈수록 직경이 줄어드는 깔대기 형상으로 마련될 수 있다. 케이스 내측 돌출부(210) 중 끝단은 커패시터 소자(300)의 중심에 형성된 플라스틱 보빈(310)의 중심에 삽입 고정될 수 있다. 한편 케이스 외측 돌출부(220)는 케이스(200) 중심에서 일정 직경을 가지며 일정 높이만큼 신장될 수 있다.
제1 통형 기둥부(241)는 바닥부(230) 가장자리에서 일정 두께를 가지며 신장된다. 이 제1 통형 기둥부(241)의 높이는 커패시터 소자(300)의 높이와 내부 단자판(400)의 두께, 내부 단자판(400) 상에 놓이는 판재들의 높이 밑 외부 단자판(100)의 두께 높이보다 크게 형성될 수 있다. 제1 통형 기둥부(241)의 일정 높이에는 마디부(250)가 형성될 수 있다. 이 마디부(250)는 제1 통형 기둥부(241)의 외벽에서 내측으로 일정 깊이만큼 절곡된 형태로 마련될 수 있다. 마디부(250)는 커패시터 소자(300)와 외부 단자판(100) 경계 사이에 마련될 수 있다. 이 마디부(250)는 외부 단자판(100)의 배치에 대한 참조점 역할을 수행할 수 있다. 제1 통형 기둥부(241)의 끝단 중 일정 높이는 커링 공정에 의하여 케이스(200) 중심 방향으로 휘어지게 되며, 이때 상측에 놓이는 외부 단자판(100) 및 외부 단자판(100)의 가장자리에 놓이는 밀폐 절연링(800) 상에 커링될 수 있다.
한편 본 발명의 케이스(200) 구조는 도 4에 도시된 바와 같은 다른 형태로 마련될 수도 있다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 케이스(200)는 바닥부(230), 케이스 내측 돌출부(210), 케이스 외측 돌출부(220), 제2 통형 기둥부(242)를 포함할 수 있다. 여기서 바닥부(230), 케이스 내측 돌출부(210), 케이스 외측 돌출부(220)는 도 3에서 설명한 구성과 동일한 구성이 될 수 있다.
제2 통형 기둥부(242)는 바닥부(230) 가장자리로부터 일정 두께를 가지며 수직하게 일정 높이만큼 신장되는 제1 신장부(41)와, 제1 신장부(41)로부터 제1 신장부(41)의 두께보다 얇은 두께를 가지며 신장되는 제2 신장부(42)를 포함하여 구성된다. 이러한 제2 통형 기둥부(242)는 외벽이 균일하게 형성되는 반면에 내벽은 제1 신장부(41)와 제2 신장부(42)가 단차진 형태로 구성될 수 있다. 제1 신장부(41)와 제2 신장부(42) 간의 단차 경계는 앞서 도 3에서 설명한 마디부(250)와 동일한 역할을 수행할 수 있다.
도 5는 본 실시예에 따른 슈퍼커패시터(10)에 적용되는 커패시터 소자(300)를 보다 상세히 나타낸 사시도이다.
도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 커패시터 소자(300)는 양극(340), 음극(350), 분리막(330) 및 전해액을 포함한다. 본 실시예에 따른 커패시터 소자(300)는 양극(340), 음극(350), 분리막(330)들이 각각 적층된 상태에서 중앙에 배치된 플라스틱 보빈(310)을 중심으로 원통형으로 권취된 형태로 구성될 수 있다.
양극(340)은 산화 반응에 의해 전자를 생성한다. 음극(350)은 생성된 전자를 흡수하여 환원반응이 일어난다. 분리막(330)은 음극(350)과 양극(340) 사이에 개재되어 음극(350)과 양극(340)을 물리적으로 분리시켜 산화반응과 환원반응이 일어나는 장소를 격리하여 서로 구분한다. 전해액은 양극(340) 및 음극(350)에 전기에너지를 저장시키는 이온의 이동매개체이다.
본 실시예에서는 양극(340) 및 음극(350)으로는 활물질로 환원 그래핀(Reduced Graphene Oxide; rGO) 분말을 포함하는 그래핀 전극을 사용한다.
즉 양극(340)은 유연성을 갖는 양극판의 양면에 양극 활물질층이 형성된 구조를 갖는다. 이때 양극판으로는 알루미늄 소재의 박막이 사용할 수 있다. 양극 활물질층은 환원 그래핀 분말을 포함한다. 예컨대 양극 활물질은 환원 그래핀 분말, 도전성 카본 및 바인더를 포함하며, 환원 그래핀 분말, 도전성 카본 및 바인더의 조성비는 90 중량%: 5 중량%: 5 중량%일 수 있다. 도전성 카본으로는 활성탄 또는 흑연이 사용될 수 있다.
음극(350)은 유연성을 갖는 음극판의 양면에 음극 활물질층이 형성된 구조를 갖는다. 이때 음극판으로는 알루미늄 소재의 박막이 사용할 수 있다. 음극 활물질층은 환원 그래핀 분말을 포함한다. 예컨대 음극 활물질은 환원 그래핀 분말, 도전성 카본 및 바인더를 포함하며, 환원 그래핀 분말, 도전성 카본 및 바인더의 조성비는 90 중량%: 5 중량%: 5 중량%일 수 있다. 도전성 카본으로는 활성탄 또는 흑연이 사용될 수 있다.
추가로 커패시터 소자(300)는 권취된 원통형 상단을 일정 높이만큼 덮는 제1 덮개(360)와 하단을 일정 높이만큼 덮는 제2 덮개(370)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서 제1 덮개(360)는 권취된 원통형 커패시터 소자(300)의 적어도 한 지점의 양극(340) 예를 들면 양극(340) 상부와 접촉되며, 제2 덮개(370)는 권취된 원통형 커패시터 소자(300)의 적어도 한 지점의 음극(350) 예를 들면 음극(350) 상부와 접촉된다. 이 과정에서 양극(340) 및 음극(350)과의 접촉은 레이저 용접 등으로 형성될 수 있다. 결과적으로 제1 덮개(360)는 커패시터 소자(300)의 양극 리드 역할을 수행하며 제2 덮개(370)는 커패시터 소자(300)의 음극 리드 역할을 수행할 수 있다. 또는 설계자의 설계 방식이나 커패시터 소자(300) 배치 형태에 따라 반대 극성 리드 역할을 수행할 수도 있다.
한편 권취된 원통형 커패시터 소자(300)는 양극(340)의 상단부가 음극(350)보다 상측으로 돌출될 수 있도록 그리고 음극(350)의 하단부가 양극(340)보다 하측으로 돌출될 수 있도록 서로 일정 간격 비틀린 형태로 적층되는 판재 구조물이 될 수도 있다. 이에 따라 권취된 원통형 커패시터 소자(300) 상측에 형성되는 제1 덮개(360)는 양극(340)과 보다 용이하게 접촉 또는 용접될 수 있으며, 제2 덮개(370)는 음극(350)과 보다 용이하게 접촉 또는 용접될 수 있다.
도 6 및 도 7은 본 실시예에 따른 슈퍼커패시터(10)에 적용되는 외부 단자판(100)을 보다 상세히 나타낸 도면들이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 외부 단자판(100)은 제1 직경과 일정 두께를 가지며 형성되는 제1 원판부(120), 제1 원판부(120)보다 작은 제2 직경과 일정 두께를 가지며 제1 원판부(120) 상에 형성되는 제2 원판부(130), 제2 원판부(130) 상에 형성되는 단자부(140), 제1 원판부(120)의 중심에서 상기 단자부(140)가 배치된 방향과 반대 방향쪽으로 돌출되는 단자판 돌출부(110)를 포함하여 형성될 수 있다.
제1 원판부(120)는 케이스(200)의 바닥부(230) 직경과 유사한 제1 직경과 모양 예를 들면 원판형 또는 타원판형으로 형성될 수 있다. 케이스(200)의 바닥부(230)가 사각형이나 삼각형 등의 다각형으로 형성되는 경우 제1 원판부(120)도 바닥부(230)에 대응하는 다각형의 형상으로 형성될 수 있다. 이러한 제1 원판부(120)는 일정 두께를 가지며 형성되며 상단 가장자리에는 밀폐 절연링(800)이 놓인다. 여기서 밀폐 절연링(800)은 일정 두께를 가지는 띠 형상을 가지며 제1 원판부(120)에 놓이는 면 및 대향된 면이 각각 평평하게 형성될 수 있다. 제1 원판부(120)의 배면에는 탄성링(500)이 배치될 수 있는 링홈(150)이 중심에서 일정 간격 이격된 위치에 마련될 수 있다.
제1 원판부(120)와 동일한 중심을 가지되 제1 원판부(120)의 제1 직경 보다 작은 제2 직경으로 형성되는 제2 원판부(130)는 제1 원판부(120)와 단차를 형성한다. 이 단차에는 앞서 언급한 밀폐 절연링(800)이 놓일 수 있다. 제2 원판부(130)의 두께는 제1 원판부(120) 두께와 유사한 두께를 가질 수 있다.
단자부(140)는 제2 원판부(130)와 동일한 중심과 유사한 두께를 가지되 제2 원판부(130)의 제2 직경보다 작은 직경을 가지는 제1 단자부(141), 제1 단자부(141)와 동일한 중심을 가지며 제1 단자부(141) 상측에서 일정 높이를 가지며 형성되는 제2 단자부(142)를 포함한다. 여기서 제1 단자부(141)는 전극 단자 역할을 수행할 수 있다. 제2 단자부(142)는 일정 높이를 가지며 형성될 수 있다.
제1 원판부(120) 배면 중심에 마련된 단자판 돌출부(110)는 제1 원판부(120)와 동일한 중심에서 일정 직경과 높이를 가지며 형성되는 받침부(111)와, 받침부(111)의 끝단부로부터 직경이 점진적으로 줄어드는 형상의 원뿔(112), 원뿔(112)의 꼭지에 형성된 꼭지부(113)를 포함할 수 있다. 꼭지부(113)와 원뿔(112)의 일부는 커패시터 소자(300)의 중심부에 마련된 플라스틱 보빈(310)과 접촉되어 커패시터 소자(300)를 고정시키는 역할을 수행한다. 여기서 플라스틱 보빈(310)의 중심부에는 홈이 형성될 수 있으며, 이 홈은 다수의 면 예를 들면 사각면이나 육각면을 가지는 형태로 마련될 수 있다. 이에 따라 꼭지부(113) 역시 다수의 면을 가지는 홈의 형상에 대응하는 형상 예를 들면 사각 기둥이나 육각 기둥 형상으로 마련될 수 있다.
제1 원판부(120)의 배면 일측에는 적어도 한 곳 이상의 나사홈(160)이 마련될 수 있다. 이 나사홈(160)은 결합 구조물(600)과 결합되는 구성이다. 나사홈(160)은 내부 단자판(400)에 형성되는 판재와 접촉되어 내부 단자판(400)과 외부 단자판(100)을 전기적으로 연결할 수 있다.
상술한 본 발명의 외부 단자판(100)은 단자판 돌출부(110)와 기타 원판부들 및 단자부(140)가 모두 일체형으로 형성될 수 있다. 이에 따라 본 발명은 외부 단자판(100) 제조를 간단히 할 수 있으며 대량 생산이 가능하도록 지원할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 슈퍼커패시터(10)에 적용되는 내부 단자판(400)의 제1 형태를 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 내부 단자판(400)의 제1 형태는 일정 두께의 원형 판재부(410), 원형 판재부(410) 상에 일정 간격을 가지며 배치된 적어도 하나의 판재(420)들을 포함할 수 있다.
원형 판재부(410)는 일정 두께와 직경을 가지되 외부 단자판(100)의 제1 원판부(120) 또는 제2 원판부(130)의 직경보다 작은 직경을 가지는 형태로 마련될 수 있다. 원형 판재부(410)의 중심부는 관통홀(430)이 마련될 수 있다. 이 관통홀(430)은 커패시터 소자(300)의 중심부를 노출시키기 위한 것이며, 외부 단자판(100)의 단자판 돌출부(110)가 삽입되는 영역이다. 이를 위하여 관통홀(430)의 크기는 커패시터 소자(300)의 중심부를 노출시키면서 단자판 돌출부(110)가 삽입될 수 있는 구경으로 형성될 수 있다.
원형 판재부(410)의 중심부외의 적어도 한 곳에 원형 판재부(410)의 전면 및 후면을 관통하는 관통부(450)들이 마련될 수 있다. 이 관통부(450)들은 관통홀(430)을 중심으로 대칭되는 형상으로 마련될 수 있다. 관통부(450)들의 배치를 통하여 내부 단자판(400)의 무게를 저감시킬 수 있다. 또한 원형 판재부(410)의 테두리에는 적어도 한 곳 이상에서 외부로 개구된 판재홈(440)들이 마련될 수 있다. 도면에서는 4 곳에 판재홈(440)들이 마련되는 것을 예시로 하여 나타내었다. 판재홈(440)은 반원형 또는 "ㄷ"자 형상으로 형성될 수 있다.
판재(420)들은 일정 폭과 길이를 가지며 개구된 판재홈(440)의 양측부를 잇는 띠 형태로 마련될 수 있으며, 구부러질 경우 탄성을 가지는 재질로 구성될 수 있고 외부 단자판(100)과의 접촉을 위하여 도전성 재질로 형성될 수 있다. 이에 따라 판재홈(440)들이 4곳에 마련되는 경우 판재(420)들은 각 판재홈(440)들에 대응하여 4개가 마련될 수 있다. 또는 판재홈(440)은 두 곳에 마련될 수도 있다. 이러한 판재(420)들은 판재홈(440)의 개구부를 형성하는 날개 양측부 중 일측부에 고정되는 고정부(421)와, 고정부(421)로부터 일정 기울기만큼 꺽인 상태로 원형 판재부(410)의 표면으로부터 이격되는 꺽임부(422), 꺽임부(422) 끝단에서 고정부(421)와 나란한 방향으로 배치되는 연결부(423)를 포함하여 구성될 수 있다. 이에 따라 연결부(423)는 원형 판재부(410)로부터 일정 높이만큼 이격된 위치에 배치되며 이때 연결부(423)의 배치 위치는 판재홈(440)이 배치된 위치와 나란하게 배치될 수 있다. 이 연결부(423)는 결합 구조물(600)에 의하여 외부 단자판(100) 일측과 결합할 수 있다. 특히 연결부(423)는 결합 구조물(600)을 통하여 외부 단자판(100)에 형성된 나사홈(160)과 접촉될 수 있다. 이를 위하여 연결부(423)의 중심부는 결합 구조물(600)이 관통될 수 있는 홀이 형성될 수 있다.
한편 본 발명의 내부 단자판(400)은 도 9에 도시된 제2 형태로 구성될 수도 있다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 내부 단자판(400)의 제2 형태는 일정 두께의 원형 판재부(410), 원형 판재부(410) 상에 일정 간격을 가지며 배치되데 원형 판재부(410)의 중심에서 바깥쪽 방향으로 배치되는 적어도 하나의 판재(420)들을 포함할 수 있다. 여기서 원형 판재부(410)는 앞서 도 8에서 설명한 형상과 동일한 형상으로 마련될 수 있다. 즉 원형 판재부(410)에는 앞서 도 8에서 설명한 바와 같이 중앙에 관통홀(430)이 형성되고, 관통홀(430)이 형성된 주변 영역에 다수의 관통부(450)들이 마련될 수 있다. 그리고 원형 판재부(410)는 가장자리 일부가 제거되어 형성되는 판재홈(440)이 마련될 수 있다.
한편 본 발명의 제2 형태의 판재(420)들은 판재홈(440)을 형성하는 인접 영역들 중 판재홈(440)의 개구된 영역을 형성하는 날개 양측부의 중앙 영역에 고정된 고정부(421), 고정부(421)로부터 원형 판재부(410)의 상측 방향으로 일정 기울기를 가지며 이격되는 꺽임부(422), 꺽임부(422) 끝단에서 고정부(421)와 나란한 방향으로 형성되는 연결부(423)를 포함할 수 있다. 여기서 연결부(423)는 외부 단자판(100)에 형성된 나사홈(160)과 결합 구조물(600)을 통하여 결합되는 구성이다. 상기 판재(420)들은 앞서 도 8에서 설명한 판재(420)들에 비하여 내부 단자판(400) 중심으로부터 바깥쪽에 더 돌출되어 위치할 수 있다. 이에 따라 외부 단자판(100)에 형성되는 나사홈(160)의 위치가 조정되거나 또는 꺽임부(422)의 꺽임 각도 또는 꺽임부(422)의 길이, 연결부(423)의 길이가 조정될 수 있다. 한편 상술한 고정부(421)는 내부 단자판(400)에 용접에 의해서 고정되거나 또는 전도성 접착제에 의하여 접착될 수 있다. 내부 단자판(400)에 형성되는 구성들 즉 원형 판재부(410)와 판재(420)들은 모두 전기 전도성 재질로 형성될 수 있다. 상술한 외부 단자판(100)과 내부 단자판(400)의 결합에 대하여 이하 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 제1 형태 내부 단자판(400)과 외부 단자판(100)의 결합을 설명하기 위한 도면이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 본 발명의 외부 단자판(100)에 형성된 단자판 돌출부(110)는 내부 단자판(400)의 원형 판재부(410) 중심에 형성된 관통홀(430)에 삽입되는 형태로 배치될 수 있다. 이때 내부 단자판(400)과 외부 단자판(100) 사이에는 탄성링(500)이 배치되어 내부 단자판(400)과 외부 단자판(100) 사이가 일정 간격 이상을 유지하도록 지원할 수 있다. 이 탄성링(500)은 외부 단자판(100)의 제1 원판부(120) 배면에 형성된 링홈(150)에 일부가 안착될 수 있다.
한편 내부 단자판(400)에 형성된 판재(420) 중 연결부(423)들은 중앙에 홀이 형성될 수 있으며, 결합 구조물(600) 예를 들면 나사 일부가 연결부(423)의 중앙 홀(401)을 관통한 후 외부 단자판(100)에 형성된 나사홈(160)에 삽입 고정될 수 있다. 이때 결합 구조물(600)은 내부 단자판(400)에 형성된 판재홈(440)을 통하여 연결부(423)의 중앙에 형성된 홀(401) 및 나사홈(160)에 결합될 수 있다.
내부 단자판(400)의 배면에는 도시된 바와 같이 삼각형 형상의 요철부(402)가 마련될 수 있다. 이 요철부(402)는 커패시터 소자(300)의 제1 덮개(360)와 전기적으로 접속되는 구성이다. 요철부(402)가 내부 단자판(400)으로부터 일정 높이만큼 돌출됨으로써 내부 단자판(400)은 제1 덮개(360)와 보다 정확히 접촉될 수 있도록 지원한다. 요철부(402)는 내부 단자판(400) 중앙에 형성된 관통홀(430)에서 바깥쪽 방향 예를 들면 판재홈(440) 방향으로 형성될 수 있으며, 위치 또한 관통홀(430)과 판재홈(440) 사이에 형성될 수 있다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 제2 형태 내부 단자판(400)과 외부 단자판(100)의 결합을 설명하기 위한 도면이다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 내부 단자판(400)과 외부 단자판(100) 사이에는 탄성링(500)이 배치되면, 제2 형태의 내부 단자판(400)에 형성된 판재(420)들은 앞서 도 10 및 도 11에서 설명한 바와 동일하게 연결부(423) 중앙에 형성된 홀을 결합 구조물(600)이 관통하여 외부 단자판(100)의 배면에 형성된 나사홈(160)에 결합된다. 여기서 나사홈(160)은 앞서 설명한 제1 형태의 내부 단자판(400)에 대응하는 나사홈(160)의 위치와 상이하게 형성될 수 있다. 외부 단자판(100)은 내부 단자판(400)의 중앙에 형성된 관통홀(430)을 지나 커패시터 소자(300) 중심에 형성된 플라스틱 보빈(310)과 체결될 수 있다.
도 14는 본 발명의 슈퍼커패시터 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 14를 참조하면, 본 발명의 슈퍼커패시터 제조 방법은 먼저 전기이중층 커패시터가 권취형으로 형성된 커패시터 소자를 마련하는 단계[S101], 상기 커패시터 소자의 하부 특히 플라스틱 보빈(310)의 하부 중심을 케이스 내측 돌출부에 체결하면서 커패시터 소자를 케이스 내에 수납하는 단계[S103], 단자판 돌출부가 형성된 외부 단자판을 내부 단자판과 전기적으로 접속시키며 상기 단자판 돌출부를 상기 내부 단자판 중심에 형성된 관통홀을 지나 상기 커패시터 소자의 중심부에 마련된 플라스틱 보빈(310)의 상측에 체결하는 단계[S105], 상기 케이스 상단부를 커링하여 커링부를 형성하되 상기 외부 단자판과는 절연을 유지하며 상기 외부 단자판의 가장자리 방향으로 커링하여 상기 케이스를 상기 외부 단자판으로 밀봉하는 단계[S107]를 포함할 수 있다.
그리고 추가적으로 본 발명의 슈퍼커패시터(10) 제조 방법은 상기 외부 단자판과 상기 내부 단자판 사이에 탄성을 가지며 일정 두께를 가지는 탄성링을 배치하는 단계를 더 포함할 수 있다. 그리고 상기 방법은 상기 외부 단자판의 가장자리 영역에 밀폐 절연링을 배치하는 단계 및 상기 케이스 상단부 내측과 상기 외부 단자판 사이에 절연체를 배치하는 단계를 상기 케이스 상단부의 커링 단계 이전에 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다. 한편, 본 발명의 케이스(200) 외벽은 설계자 의도에 따라 절연물질로 코팅될 수 있으며, 이때 케이스 외측 돌출부(220) 영역만 코팅이 제외될 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.
10 : 슈퍼커패시터
100 : 외부 단자판
200 : 케이스
300 : 커패시터 소자
400 : 내부 단자판
500 ; 탄성링
600 : 결합 구조물
700 : 절연체
800 : 밀폐 절연링
100 : 외부 단자판
200 : 케이스
300 : 커패시터 소자
400 : 내부 단자판
500 ; 탄성링
600 : 결합 구조물
700 : 절연체
800 : 밀폐 절연링
Claims (12)
- 양극, 음극 및 분리막이 각각 적층된 상태에서 중앙에 배치된 플라스틱 보빈을 중심으로 원통형으로 권취되며, 상기 양극 및 음극은 각각 활물질로 환원 그래핀 분말을 포함하는 그래핀 전극인 커패시터 소자;
상기 커패시터 소자의 상부와 전기적으로 접촉되는 내부 단자판;
한쪽만이 개구된 관형으로, 상기 내부 단자판이 위를 향하게 상기 개구를 통하여 상기 커패시터 소자가 삽입되어 상기 커패시터 소자의 하부가 바닥부에 접촉되면서 배치되고 상기 플라스틱 보빈 중 하측 중심부를 고정하기 위해 상기 커패시터 소자의 중심부 하측에 체결되는 케이스 내측 돌출부를 포함하는 케이스;
상기 케이스의 개구쪽에 결합되어 상기 케이스를 밀봉하며, 상기 내부 단자판과 전기적으로 접속되며 상기 커패시터 소자의 중심부 상측에 체결되는 단자판 돌출부가 형성되는 외부 단자판; 및
상기 내부 단자판과 상기 외부 단자판 사이에 배치되어 상기 내부 단자판과 상기 외부 단자판이 일정 유격을 유지하도록 지원하는 탄성링;을 포함하며,
상기 내부 단자판은
일정 두께와 직경을 가지는 원형 판재부;
상기 원형 판재부 중심에서 상기 외부 단자판의 단자판 돌출부가 관통하도록 형성된 관통홀; 및
상기 원형 판재부 전면 일측 중 적어도 한 곳에 연결되면서 전면으로부터 일정 높이만큼 꺽여진 형상으로 마련되는 일정 폭과 길이를 가지는 적어도 하나의 판재;를 포함하며,
상기 케이스는
바닥부;
상기 바닥부 중심에서 내측으로 돌출된 상기 케이스 내측 돌출부;
상기 중심에서 외측으로 돌출된 케이스 외측 돌출부; 및
상기 바닥부 가장자리에서 일정 두께를 가지며 상기 커패시터 소자가 수납되는 통형 기둥부;를 포함하며,
상기 커패시터 소자의 하부는 상기 내부 단자판 및 탄성링을 통하지 않고 상기 케이스의 바닥부와 직접적으로 접촉되고,
상기 양극은 알루미늄 소재의 유연성을 갖는 양극판의 양면에 양극 활물질층이 형성된 구조를 가지고,
상기 음극은 알루미늄 소재의 유연성을 갖는 음극판의 양면에 음극 활물질층이 형성된 구조를 가지고,
상기 양극 활물질 및 상기 음극 활물질은 각각,
환원 그래핀 분말, 도전성 카본 및 바인더를 포함하되, 상기 환원 그래핀 분말, 도전성 카본 및 바인더의 조성비는 90 중량%: 5 중량%: 5 중량%인 것을 특징으로 하는 그래핀 전극을 포함하는 액시얼 타입의 원통형 슈퍼커패시터. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 판재를 관통하여 상기 판재를 상기 외부 단자판에 형성된 나사홈에 연결시키는 결합 구조물;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 그래핀 전극을 포함하는 액시얼 타입의 원통형 슈퍼커패시터. - 제1항에 있어서,
상기 탄성링은
사로 마주보는 상기 내부 단자판과 상기 외부 단자판에 각각 형성된 링홈에 안착되는 것을 특징으로 하는 그래핀 전극을 포함하는 액시얼 타입의 원통형 슈퍼커패시터. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 외부 단자판은
상기 바닥부와 유사한 제1 직경을 가지며 일정 두께로 형성되는 제1 원판부;
상기 제1 원판부 상에 형성되며 상기 제1 직경보다 작은 제2 직경을 가지며 형성되는 제2 원판부; 및
상기 제2 원판부와 동일한 중심을 가지며 일정 높이만큼 돌출되어 형성되는 단자부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 그래핀 전극을 포함하는 액시얼 타입의 원통형 슈퍼커패시터. - 제8항에 있어서,
상기 제1 원판부와 상기 제2 원판부 간에 형성되는 단차에 배치되는 밀폐 절연링;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 그래핀 전극을 포함하는 액시얼 타입의 원통형 슈퍼커패시터. - 제9항에 있어서,
상기 케이스는
상기 통형 기둥부 상단부가 커링되어 형성되며 상기 밀폐 절연링과 접촉되어 상기 케이스를 밀봉하는 커링부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 그래핀 전극을 포함하는 액시얼 타입의 원통형 슈퍼커패시터. - 제9항에 있어서,
상기 통형 기둥부의 상단과 상기 외부 단자판 사이를 절연하는 절연체;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 그래핀 전극을 포함하는 액시얼 타입의 원통형 슈퍼커패시터. - 제1항에 있어서,
상기 커패시터 소자는
상기 양극 및 음극이 각각 일정 두께로 비틀려 적층된 후 권취되어 형성되는 것을 특징으로 하는 그래핀 전극을 포함하는 액시얼 타입의 원통형 슈퍼커패시터.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170149137A KR102048817B1 (ko) | 2017-11-10 | 2017-11-10 | 그래핀 전극을 포함하는 액시얼 타입의 원통형 슈퍼커패시터 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170149137A KR102048817B1 (ko) | 2017-11-10 | 2017-11-10 | 그래핀 전극을 포함하는 액시얼 타입의 원통형 슈퍼커패시터 |
Publications (2)
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|---|---|
| KR20190053361A KR20190053361A (ko) | 2019-05-20 |
| KR102048817B1 true KR102048817B1 (ko) | 2019-11-26 |
Family
ID=66678725
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020170149137A KR102048817B1 (ko) | 2017-11-10 | 2017-11-10 | 그래핀 전극을 포함하는 액시얼 타입의 원통형 슈퍼커패시터 |
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Citations (2)
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| KR101079317B1 (ko) * | 2009-11-26 | 2011-11-04 | 한국세라믹기술원 | 슈퍼커패시터용 그라핀 전극의 제조방법 및 이에 의해 제조된 슈퍼커패시터용 그라핀 전극 |
| KR101269483B1 (ko) * | 2011-12-22 | 2013-05-30 | 비나텍주식회사 | 에너지 저장 장치 및 이의 제조 방법 |
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2017
- 2017-11-10 KR KR1020170149137A patent/KR102048817B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (2)
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| KR20190053361A (ko) | 2019-05-20 |
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