KR20040031958A - 합성수지 코팅체가 형성된 전기이중층 캐패시터 - Google Patents
합성수지 코팅체가 형성된 전기이중층 캐패시터 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20040031958A KR20040031958A KR1020020061254A KR20020061254A KR20040031958A KR 20040031958 A KR20040031958 A KR 20040031958A KR 1020020061254 A KR1020020061254 A KR 1020020061254A KR 20020061254 A KR20020061254 A KR 20020061254A KR 20040031958 A KR20040031958 A KR 20040031958A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- electrodes
- synthetic resin
- double layer
- separator
- layer capacitor
- Prior art date
Links
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 title claims abstract description 53
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 title claims abstract description 53
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 50
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 title claims abstract description 33
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 26
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 27
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 26
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 13
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 13
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims description 12
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 10
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 25
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 25
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 11
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 8
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 5
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000009751 slip forming Methods 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005022 packaging material Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/78—Cases; Housings; Encapsulations; Mountings
- H01G11/80—Gaskets; Sealings
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/13—Energy storage using capacitors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
Abstract
본 발명은 집전전극(10)(20)에 합성수지 코팅체가 형성된 전기이중층 캐패시터에 관한 것이다. 본 발명은 집전전극(10)(20), 분극성 전극(12)(22) 및 세퍼레이터(30)가 교호(交互)로 적층되어 이루어지는 전기이중층 캐패시터에 있어서, 상기 금속판상의 집전전극(10)(20)에 분극성 전극(12)(22)이 결합되고, 분극성 전극(12)(22)이 적층된 면의 가장자리에 에칭홈(15)(25)이 형성되고, 상기 에칭홈(15)(25)에 합성수지 코팅체(16)(26)가 형성되어 상기 합성수지 코팅체(16)(26)와 세퍼레이터(30)가 열압착된 전기이중층 캐패시터를 제공한다. 또한, 본 발명은 상기 집전전극(10)(20)에 금속판상의 집전체(14)(24)가 결합되고, 상기 집전체(14)(24)에 분극성 전극(12)(22)이 고착되어 열압착된 전기이중층 캐패시터를 제공한다. 이에 따라, 본 발명은 집전전극(10)(20)이 여기에 형성된 합성수지 코팅체(16)(26)를 통하여 세퍼레이터(30)와 열압착되어 완전 결합되므로 단위셀(50)의 구성요소 상호간이 우수한 접촉력과 결합력을 갖으며, 저항을 감소시키는 효과를 갖는다.
Description
본 발명은 합성수지 코팅체가 형성된 전기이중층 캐패시터에 관한 것으로, 특히 집전전극에 합성수지 코팅체를 형성시켜 집전전극과 세퍼레이터를 합성수지 코팅체를 통하여 열압착시킴으로써 우수한 접촉력을 갖게 하고 저항을 감소시킬 수 있는 전기이중층 캐패시터에 관한 것이다.
최근에 전자기기, 가전제품 및 산업기기 등의 발전과 더불어 전자제품이 고급화, 소형화 및 경량화되고 있으며 전자제품의 다양화에 따른 부품의 다기능화도 요구되고 있다. 그 한가지 예로써 2차 전지와 캐패시터의 기능을 합친 것으로, 서로 다른 계면에 형성된 전기이중층에서 발생하는 정전하 현상을 이용한 전기이중층 캐패시터(Electric Double Layer Capacitor)의 사용이 날로 증가하고 있다.
일반적으로 전기이중층 캐패시터는 판상의 집전전극과, 상기 집전전극의 한쪽 면에 적층된 분극성 전극과, 이러한 분극성 전극 사이에 개재되어 분극성 전극간의 이온 전도만 가능케 하고 절연 및 쇼트를 방지하는 세퍼레이터(separator)로 이루어진다.
이하에서는, 전기이중층 캐패시터를 구성하는 집전전극, 분극성 전극 및 세퍼레이터를 통칭하여 전기이중층 캐패시터의 단위셀(unit cell)이라 정의하고, 도 1a 내지 도 2를 참조하여 종래 기술에 따른 전기이중층 캐패시터의 단위셀을 구성하는 과정과 전기이중층 캐패시터가 완성되는 과정을 설명하면 다음과 같다.
도 1a에 보인 바와 같이, 전기이중층 캐패시터는 금속판상의 집전전극(1)(2)의 한쪽 면에 분극성 전극(1b)(2b)이 적층되고, 이러한 분극성 전극(1b)(2b) 사이에는 세퍼레이터(3)가 개재된 단위셀(5)을 포함하여 이루어진다. 즉, 전기이중층 캐패시터는 상기 단위셀(5) 이외에, 이러한 단위셀(5)을 1개 또는 2이상을 병렬로 적층시켜 수납하는 알루미늄 백(aluminum bag)과, 상기 알루미늄 백을 1개 또는 2이상을 적층시켜 내장하는 금속 외장케이스를 더 포함하여 이루어진다. 상기 집전전극(1)(2)에는 이로부터 연장된 단자(1a)(2a)가 형성되어 있다. 그리고, 상기 분극성 전극(1b)(2b)은 활성탄 등을 함유한 전극활성물질로 이루어진다. 이때, 세퍼레이터(3)를 중심으로 하여 아래쪽에 있는 집전전극(2)의 단자(2a)에 음극(-)의 전류를 인가하면 아래쪽이 음극이 되고, 위쪽에 있는 집전전극(1)의 단자(1a)에 양극(+)의 전류를 인가하면 위쪽이 양극이 된다.
또한, 도 1b에 보인 바와 같이 상기 단위셀(5)을 구성하는 집전전극(1)(2),분극성 전극(1b)(2b) 및 세퍼레이터(30)는 교호(交互)로 적층되어 전해액에 함침된 후 알루미늄 백(60)에 수납된다. 이때, 단위셀(5)은 알루미늄 백(60)에 1개가 수납되거나 2이상의 다수 개가 병렬로 적층되어 수납된다. 도 1b에서는 1개의 단위셀(5)이 수납되는 모습을 보여주고 있다. 그리고, 도 1c에 보인 바와 같이 단위셀(5)이 수납된 알루미늄 백(60)은 1개 또는 2이상의 여러 개가 적층되어 더 큰 알루미늄 백(60')에 수납된 상태로 통상 장방형의 금속 외장케이스(100)에 내장되어 전기이중층 캐패시터가 완성된다. 즉, 알루미늄 백(60')을 케이스 본체(150)에 내장시킨 다음 외부로 노출된 각각의 단자(1a)(2a)는 전기적인 용접 또는 리벳팅(riveting)되어 리드단자(110a)(120a)에 각각 결합시킨 후 리드단자(110a)(120a)는 케이스 뚜껑(130)에 마련된 양극 및 음극 접지부(110)(120)에 각각 연결한다. 그리고, 상기 케이스 뚜껑(130)은 케이스 본체(150)와 결합됨으로써 전기이중층 캐패시터가 완성된다. 아울러, 전해액의 액출 및 가스의 출입을 위해 케이스 뚜껑(130)에 형성된 구멍(135)은 밀봉캡(140)으로 막는다.
전기이중층 캐패시터는 정전용량, 누설전류 및 내부저항 등과 관련한 우수한 전기적 성능을 갖도록 단위셀(5)을 이루는 집전전극(1)(2), 분극성 전극(1b)(2b) 및 세퍼레이터(3) 상호간의 접촉면적이 커야 한다. 이를 위하여 단위셀(5)은 전해액에 함침된 후에 진공상태로 알루미늄 백(60)에 수납되고 있다. 즉, 단위셀(5)을 알루미늄 백(60)에 수납시킨 후 알루미늄 백(60)의 내부를 감압, 진공시켜 알루미늄 백(60)의 수축에 의해 단위셀(5)의 구성요소 상호간을 밀착 접촉시킨 다음, 알루미늄 백(60)의 입구를 실링(sealing) 처리하였다.
상기한 바와 같이 종래에는 전기이중층 캐패시터의 단위셀(5)을 적층, 구성함에 있어서 특히 집전전극(1)(2)과 세퍼레이터(3)를 단순히 적층에 의하여 밀착 접촉을 도모하고, 알루미늄 백(60)에 수납시켜 알루미늄 백(60)의 수축에 의해 향상된 밀착성을 이루고자 하였다. 그러나, 단순한 적층에 의한 접촉은 결합력을 도모하지 못하여 단위셀(5)의 구성요소간에 들뜸 현상을 발생하게 하고, 알루미늄 백(60)의 완전 기밀을 이루지 못하여 외부로부터 알루미늄 백(60)의 내부로 공기가 유입되어져 공간 형성에 다른 밀착성이 결여되어 이 또한 단위셀(5)의 구성요소 상호간을 밀착시키는 데에 한계가 있었다. 이와 같이 단위셀(5)의 구성요소 상호간의 들뜸 현상으로 인한 접촉 불량은 목적하는 정전용량을 발휘하지 못하게 하고, 누설전류를 증가시키며, 특히 내부 저항을 증가시키는 등의 전기적인 성능을 저하시키는 문제점이 있었다.
또한, 알루미늄 백(60)의 기밀이 완전하지 못하여 액출이 발생하고, 단위셀(5)의 구성요소 간의 들뜸 현상 및 알루미늄 백(60)의 공기 유입에 따른 팽창으로 인하여 알루미늄 백(60)의 부피가 커져 결국 전기이중층 캐패시터의 부피에 비해 성능이 부족하여 성능 유지적인 신뢰성이 감소되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로, 단위셀을 구성하는 집전전극과 세퍼레이터를 합성수지 코팅체를 통하여 밀착된 상태로 견고하게 결합시킴으로써 우수한 접촉력과 결합력을 갖도록 하여 저항을 감소시킬 수 있는 전기이중층 캐패시터를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1a 내지 도 1c는 종래 기술에 따른 전기이중층 캐패시터를 구성하는 과정을 보인 공정도.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 전기이중층 캐패시터의 단위셀이 분해된 모습을 보인 사시도 및 일부분 확대 단면 사시도.
도 3은 본 발명의 제1실시예 따라 집전전극과 분극성 전극이 결합된 단면을 보인 것으로, 상기 도 2의 A-A선을 따라서 취한 단면도.
도 4는 본 발명의 제1실시예 따라 집전전극과 분극성 전극이 결합된 단면을 보인 것으로, 상기 도 2의 B-B선을 따라서 취한 단면도.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 단위셀을 보인 단면도로서, 상기 도 2가 결합된 상태에서 B-B선 방향을 따라서 취한 단면도.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 전기이중층 캐패시터의 단위셀이 분해된 모습을 보인 사시도.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 단위셀을 보인 단면도로서, 상기 도 6이 결합된 모습을 보인 단면도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10, 20 : 집전전극10a, 20a : 단자
12, 22 : 분극성 전극14 24 : 집전체
15, 25 : 에칭홈16, 26 : 합성수지 코팅체
30 : 세퍼레이터50 : 단위셀
60 : 알루미늄 백100 : 금속 외장케이스
110, 120 : 접지부110a, 120a : 리드단자
130 : 케이스 뚜껑135 : 구멍
140 : 밀봉캡150 : 케이스 본체
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 집전전극, 분극성 전극 및 세퍼레이터가 교호(交互)로 적층되어 이루어지는 전기이중층 캐패시터에 있어서,
상기 집전전극이 세퍼레이터와 접합되는 면의 가장자리에 에칭홈이 형성되고, 상기 에칭홈에 합성수지 코팅체가 형성되어 상기 합성수지 코팅체와 열압착된 전기이중층 캐패시터를 제공한다.
이에 따라, 본 발명은 집전전극과 세퍼레이터가 합성수지 코팅체를 통하여 열압착되어 단위셀을 구성하는 집전전극, 분극성 전극 및 세퍼레이터 상호간이 우수한 접촉력 및 결합력을 갖는다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
본 발명의 제1실시예에서는 금속판상의 집전전극(10)(20)에 분극성 전극(12)(22)이 결합되고, 분극성 전극(12)(22)이 적층된 면의 가장자리에 에칭홈(15)(25)이 형성되고, 상기 에칭홈(15)(25)에 합성수지 코팅체(16)(26)가 형성되어 집전전극(10)(20)과 세퍼레이터(30)가 열압착된 전기이중층 캐패시터를 제공한다.
이를 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명하면, 본 발명의 전기이중층 캐패시터는 세퍼레이터(30)를 사이에 두고 분극성 전극(12)(22)이 결합된 상하 두 개의 집전전극(10)(20)이 적층되어 단위셀(50)을 구성하되, 상기 집전전극(10)(20)은 세퍼레이터(30)와 접합되는 면의 가장자리에, 즉 분극성 전극(12)(22)이 결합된 면의가장자리에 에칭홈(15)(25)이 형성되어 있고, 이 에칭홈(15)(25)에는 합성수지 코팅체(16)(26)가 형성된다. 그리고, 집전전극(10)(20)과 세퍼레이터(30)는 열압착되어 결합된다. 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 단위셀이 분해된 모습과 분극성 전극(12)(22)이 결합된 집전전극(10)(20)의 일부분이 절단된 모습을 보여준다.
상기 집전전극(10)(20)은 일측에 단자(10a)(20a)를 갖도록 금속판으로 성형한 것이다. 즉, 집전전극(10)(20)은 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 탄탈(Ta), 주석(Sn) 및 구리(Cu) 등의 단독 금속이거나 이들의 조합으로 된 합금으로서의 판(plate) 형태의 금속판을 사용하여 단자(10a)(20a)를 갖도록 성형한 것이다. 상기 합금으로는 SUS304, SUS314 등을 사용할 수 있다.
위와 같은 집전전극(10)(20)에는 세퍼레이터(30)와 접합되는 면의 가장자리에 합성수지 코팅체(16)(26)와 집전전극(10)(20)이 우수한 결합력을 갖도록 에칭홈(15)(25)이 형성된다. 즉, 상기 에칭홈(15)(25)은 집전전극(10)(20)의 가장자리를 따라서 연속적으로 형성되며, 도 4에 보인 바와 같이 합성수지 코팅체(16)(26)와 집전전극(10)(20)이 우수한 결합력을 갖도록 요철구조로 형성된다. 이러한 요철구조의 에칭홈(15)(25)은 집전전극(10)(20)의 가장자리를 에칭(etching)시키거나 또는 피팅(fitting)시켜 형성될 수 있다.
상기 합성수지 코팅체(16)(26)는 합성수지 용융물을 에칭홈(15)(25)에 코팅한 후 건조과정을 거쳐 고착시킴으로써 형성된다. 그리고, 집전전극(10)(20)의 가장자리를 따라서 연속적으로 형성된다. 이때, 합성수지로는 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리염화비닐(PVC) 등의 비교적 융점이 낮고 절연성의 합성수지가사용된다. 바람직하게는 세퍼레이터(30)와 동일한 재질로서 폴리에틸렌(PE) 또는 폴리프로필렌(PP)을 사용하여 비교적 낮은 온도에서, 그리고 동일 재질에 의하여 열압착되게 함으로써 우수한 결합력이 이루어지게 한다.
상기 분극성 전극(12)(22)은 비표면적이 크고 전기전도성이 높은 분말 활성탄과, 이러한 활성탄 입자들을 결합시키는 바인더(binder), 그리고 절연 물질인 바인더에 의한 저항 증가를 방지하고 전도성을 보강하기 위한 전도성 개량제 및 기타의 첨가제 등을 일정비율로 혼합 조성한 전극활성물질로서 합성수지 코팅체(16)(26)의 내측에, 즉 집전전극(10)(20)의 중앙 영역에 결합된다. 이때, 본 발명에서 분극성 전극(12)(22)은 슬러리(slurry) 형태의 전극활성물질이 집전전극(10)(20)에 코팅, 고착되어 결합되거나, 고체 형태의 전극활성물질이 접착되어 결합된 것을 포함한다. 또한, 분극성 전극(12)(22)은 집전전극(10)(20)에 결합된 상태에서 전해액에 함침된다.
상기 세퍼레이터(30)는 다공성을 갖는 필름으로서 종이 등의 섬유 재질로 된 것도 적용 가능하나, 상기 합성수지 코팅체(16)(26)와 융착할 수 있는 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP) 등의 합성수지로 된 필름 형태의 것이 바람직하다.
상기와 같이 분극성 전극(12)(22)이 적층된 집전전극(10)(20)은 여기에 형성된 합성수지 코팅체(16)(26)를 통하여 세퍼레이터(30)와 열압착되어 결합된다.
즉, 도 5에 보인 바와 같이 상하 두 개의 집전전극(10)(20) 사이에 세퍼레이터(30)를 개재하고 이들 상호간을 밀착시킨 상태에서 합성수지 코팅체(16)(26)가형성된 부분에 열을 가하여 용융, 압착시켜 완전 결합시킨다.
이하에서는, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 제1실시예에 따른 단위셀(50)의 바람직한 제조방법을 개략적으로 설명한다.
먼저, 얇은 판(plate) 형태의 금속판을 사용하여 단자(10a)(20a)를 갖도록 집전전극(10)(20)을 성형한다. 그리고, 집전전극(10)(20)의 어느 한 면의 가장자리를 에칭(etching)시켜 에칭홈(15)(25)을 형성시킨다. 후속하여, 별도로 제조된 슬러리(slurry) 상태의 전극활성물질을 집전전극(10)(20)의 에칭홈(15)(25)이 형성된 중앙 영역의 면에 코팅한 후 건조시킨 다음, 롤링(rolling) 압착시켜 분극성 전극(12)(22)을 형성, 결합시킨다. 다음으로, 상기 집전전극(10)(20)의 에칭홈(15)(25)에 합성수지 용융물을 코팅한 후 건조시켜 합성수지 코팅체(16)(26)를 형성시킨다.
한편, 상기 과정에서 분극성 전극(12)(22)은 전극활성물질을 판 형태의 고체상태로 별도 제조하여 합성수지 코팅체(16)(26)의 내측에 삽입될 크기로 절단한 후 합성수지 코팅체(16)(26)의 내측에 바로 삽입하거나, 전도성 접착제를 도포한 다음 삽입, 접착시켜 집전전극(10)(20)에 결합시킬 수 있다.
위와 같이 제조된 집전전극(10)(20)을 전해액에 함침시켜 분극성 전극(12)(22)에 전해액이 충분히 함입되게 한 후, 세퍼레이터(30)를 사이에 두고 두 개의 집전전극(10)(20)을 상하로 적층한 다음 열압착시키면 도 5에 보인 바와 같은 본 발명의 제1실시예에 따른 단위셀(50)이 완성된다.
또한, 본 발명의 제2실시예에서는 금속판상의 집전전극(10)(20)에 분극성 전극(12)(22)이 고착된 집전체(14)(24)가 결합되고, 집전체(14)(24)가 결합된 면의 가장자리에 에칭홈(15)(25)이 형성되고, 상기 에칭홈(15)(25)에 합성수지 코팅체(16)(26)가 형성되어 집전전극(10)(20)과 세퍼레이터(30)가 열압착된 전기이중층 캐패시터를 제공한다.
이를 도 6을 참조하여 설명하면, 본 발명의 제2실시예에서는 단위셀(50)을 구성함에 있어서 금속판상의 집전체(14)(24)를 더 포함하여 구성되며, 이때, 집전전극(10)(20)에 금속판상의 집전체(14)(24)가 결합되고, 상기 집전체(14)(24)에 분극성 전극(12)(22)이 고착되어 열압착된다. 집전전극(10)(20)은 제1실시예와 같이 단자(10a)(20a)를 갖도록 금속판으로 성형된 것이며, 세퍼레이터(30)와 접합되는 면의 가장자리에, 즉 집전체(14)(24)가 결합된 면의 가장자리에는 에칭홈(15)(25)이 형성되어 있고, 이 에칭홈(15)(25)에는 합성수지 코팅체(16)(26)가 형성되어 있다.
즉, 본 발명의 제2실시예는 제1실시예와 비교하여 집전제(14)(24)를 더 포함하여 구성하고, 이러한 집전체(14)(24)에 분극성 전극(12)(22)이 고착된 것을 제외하고는 본 발명의 제1실시예와 동일하다.
상기 집전체(14)(24)는 집전전극(10)(20)과 동일한 금속 재질이 사용되며, 집전전극(10)(20)과 저항용접, 시리즈용접, 레이저용접 등의 용접 방법에 의해 결합된다.
위와 같은 본 발명의 제2실시예는 슬러리(slurry) 형태의 전극활성물질을 분극성 전극(10)(20)으로 형성함에 따른 제조상의 용이한 이점이 있다. 즉, 활성탄등을 함유한 슬러리 형태의 전극활성물질을 금속판에 코팅, 건조시켜 고착되게 한 다음, 집전전극(10)(20)에 결합될 적당한 크기로 여러 개 절단함으로써 분극성 전극(12)(22)이 결합된 상태의 집전체(14)(24)를 다수 개 제조할 수 있다. 이러한 집전체(14)(24)를 집전전극(10)(20)에 용접시킴으로써 슬러리 상태의 전극활성물질을 단위셀(50)에 적용시킬 수 있는 제조상의 용이한 이점이 있다. 이때, 상기 집전체(14)(24)와 분극성 전극(12)(22)의 접촉면은 접촉 면적을 넓히고 향상된 결합력이 이루어지도록 요철구조를 갖게 하는 것이 바람직하다.
위와 같은 본 발명의 제2실시예에 따른 단위셀(50)의 바람직한 제조방법을 도 6 및 도 7을 참조하여 개략적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 얇은 판 형태의 금속판을 단자(10a)(20a)를 갖도록 집전전극(10)(20)을 성형하고, 집전전극(10)(20)의 어느 한 면의 가장자리를 에칭(etching)시켜 에칭홈(15)(25)을 형성시킨다. 그리고, 집전전극(10)(20)과 동일한 재질의 금속판에 슬러리(slurry) 상태의 전극활성물질을 코팅, 건조시킨 후, 롤링(rolling) 압착시킨 다음 집전전극(10)(20)의 중앙 영역에 장착될 수 있는 크기로 절단하여 분극성 전극(12)(22)이 고착된 집전체(14)(24)를 제조한다. 다음으로, 상기 에칭홈(15)(25)이 형성된 집전전극(10)(20)의 일면에 집전체(14)(24)를 용접 결합시키고, 상기 에칭홈(15)(25)에는 합성수지 용융물을 코팅, 건조시켜 합성수지 코팅체(16)(26)를 형성시킨다.
위와 같이 제조된 집전전극(10)(20)을 전해액에 함침시켜 분극성 전극(12)(22)에 전해액이 충분히 함입되게 한 후, 세퍼레이터(30)를 사이에 두고두 개의 집전전극(10)(20)을 상하로 적층한 다음 열압착시키면 도 7에 보인 바와 같은 본 발명의 제2실시예에 따른 단위셀(50)이 완성된다.
이상과 같은 제1실시예 및 제2실시예에 따른 본 발명은 집전전극(10)(20)과 세퍼레이터(30)가 합성수지 코팅체(16)(26)를 통하여 열압착되어 있으므로 단위셀(50)을 구성하는 집전전극(10)(20), 분극성 전극(12)(22) 및 세퍼레이터(30)가 밀착 결합되어 우수한 접촉력 및 결합력을 가지며, 전해액이 함침된 분극성 전극(12)(22)은 집전전극(10)(20)의 가장자리를 따라서 연속적으로 형성된 합성수지 코팅체(16)(26)에 의해 봉입되어져 액출이 방지된다. 상기 집전전극(10)(20)은 합성수지 코팅체(16)(26)와 함께 분극성 전극(12)(22)과 전해액을 내장하고 있어 케이스(case)의 역할을 하게 된다.
따라서, 본 발명은 종래와 같이 단위셀(50)을 구성하는 구성요소 상호간의 밀착 향상을 도모하고 액출을 방지하기 위해 사용되는 알루미늄 백(60)이나 금속 케이스(100)에 수납하지 않고도 바로 제품화 할 수 있다.
한편, 도면에서는 집전전극(10)(20)의 한 면에만 에칭홈(15)(25) 및 합성수지 코팅체(16)(26)가 형성된 것을 보여주고 있으나, 본 발명은 집전전극(10)(20)의 상하 양면 모두에 에칭홈(15)(25) 및 합성수지 코팅체(16)(26)가 형성된 것을 포함한다. 예를 들어, 2개 이상의 단위셀(50)을 적층하여 고용량의 전기이중층 캐패시터를 구성하는 경우, 집전전극(10)(20)의 상하 양면 모두에 합성수지 코팅체(16)(26)를 형성하여 열압착시킬 수 있다.
이를 본 발명의 제2실시예를 보인 도 7을 참조하여 설명하면, 도 7은 1개의단위셀(50)을 보여주고 있으나, 여기에 계속하여 세퍼레이터(30)와 집전전극(10)(20)을 결합할 경우, 위쪽에 있는 집전전극(10)의 상부 면 가장자리에도 에칭홈(15)이 형성되게 하고 분극성 전극(12)(22)이 고착된 집전체(14)(24)가 결합되게 한 다음, 에칭홈(15)(25)에 합성수지 코팅체(16)를 형성시키고 그 위에 세퍼레이터(30)를 적층한다. 그리고 하부 면에 에칭홈(25) 및 합성수지 코팅체(26)가 형성되고 집전체(14)(24)가 결합된 집전전극(20)을 상기 세퍼레이터(30) 위에 적층한 다음 이들을 열압착하여 결합시킬 수 있다.
따라서, 본 발명은 집전전극(10)(20)이 세퍼레이터(30)와 접합되어질 수 있는 면, 즉 분극성 전극(12)(22)이 결합된 면의 가장자리에 합성수지 코팅체(16)(26)가 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 이상에서와 같은 본 발명의 제1실시예 및 제2실시예에 따른 단위셀(50)은 도 1c에 보인 금속 외장케이스(100)에 내장시키지 않고 제품화할 수 있고, 내장시켜 제품화 할 수 있다. 이때, 금속 외장케이스(100)에 내장시키는 경우 금속 외장케이스(100)와 직접 접촉하지 않도록 알루미늄 백(60)에 수납한 후 내장시키는 것이 바람직하다.
그리고, 알루미늄 백(60)은 통상과 같이 그 내부에 폴리에틸렌(PE)이 적층된 알루미늄 백(PE laminated aluminum bag)을 사용하거나, 폴리에틸렌(PE) 또는 폴리프로필렌(PP) 등의 합성수지로만 성형된 합성수지제 백을 사용할 수 있다.
따라서, 본 발명은 집전전극(10)(20)이 여기에 형성된 합성수지코팅체(16)(26)를 통하여 세퍼레이터(30)와 완전 결합되므로 우수한 접촉력과 결합력을 갖는다. 이에 따라, 단순한 적층으로 이루어진 종래 기술에서와 같은 들뜸 현상이 없고, 단위셀(50)의 구성요소 상호간이 견고하게 밀착되어 접촉면적이 크기 때문에 저항 증가를 방지하게 되어 우수한 전기적 성능을 갖는다.
특히, 집전체(14)(24)가 결합된 경우, 이를 통하여 슬러리 상태의 전극활성물질을 분극성 전극(12)(22)으로 하여 집전전극(10)(20)에 용이하게 고착, 결합시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 전해액이 함침된 분극성 전극(12)(22)은 집전전극(10)(20)의 가장자리를 따라서 연속적으로 형성된 합성수지 코팅체(16)(26)에 의해 봉입되어져 액출(전해액의 누액)이 방지되고, 단위셀(50)의 구성요소 상호간이 밀착, 결합되어 알루미늄 백이 불필요하므로 제품을 슬림(slim)화 할 수 있어 소형화를 도모한다.
부가적으로, 집전전극(10)(20)은 케이스의 역할을 하므로 바로 제품화 할 수 있고, 이에 따라 집전전극(10)(20)의 외부 면에 홍보를 위한 문구를 인쇄 또는 각인(刻印)하거나 상표를 부착할 수 있어 별도의 홍보용 포장재가 불필요한 효과가 있다.
Claims (4)
- 금속판상의 집전전극(10)(20), 분극성 전극(12)(22) 및 세퍼레이터(30)가 적층되어 이루어지는 전기이중층 캐패시터에 있어서,상기 금속판상의 집전전극(10)(20)의 일면에 분극성 전극(12)(22)이 결합되고, 분극성 전극(12)(22)이 적층된 면의 가장자리에 에칭홈(15)(25)이 형성되고, 상기 에칭홈(15)(25)에 합성수지 코팅체(16)(26)가 형성되어 상기 합성수지 코팅체(16)(26)와 세퍼레이터(30)가 열압착된 것을 특징으로 하는 합성수지 코팅체가 형성된 전기이중층 캐패시터.
- 제 1항에 있어서, 상기 집전전극(10)(20)에 금속판상의 집전체(14)(24)가 결합되고, 상기 집전체(14)(24)에 분극성 전극(12)(22)이 고착되어 열압착된 것을 특징으로 하는 합성수지 코팅체가 형성된 전기이중층 캐패시터.
- 제 2항에 있어서, 상기 집전전극(10)(20)의 상하 양면 모두에 에칭홈(15)(25) 및 합성수지 코팅체(16)(26)가 형성되어 분극성 전극(12)(22) 및 세퍼레이터(30)가 적층되어 열압착된 것을 특징으로 하는 합성수지 코팅체가 형성된 전기이중층 캐패시터.
- 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 합성수지 코팅체(16)(26)가 세퍼레이터(30)와 동일한 재질로서 폴리에틸렌(PE) 또는 폴리프로필렌(PP)인 것을 특징으로 하는 합성수지 코팅체가 형성된 전기이중층 캐패시터.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020020061254A KR20040031958A (ko) | 2002-10-08 | 2002-10-08 | 합성수지 코팅체가 형성된 전기이중층 캐패시터 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020020061254A KR20040031958A (ko) | 2002-10-08 | 2002-10-08 | 합성수지 코팅체가 형성된 전기이중층 캐패시터 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR2020020029996U Division KR200299605Y1 (ko) | 2002-10-08 | 2002-10-08 | 합성수지 코팅체가 형성된 전기이중층 캐패시터 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20040031958A true KR20040031958A (ko) | 2004-04-14 |
Family
ID=37331987
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020020061254A KR20040031958A (ko) | 2002-10-08 | 2002-10-08 | 합성수지 코팅체가 형성된 전기이중층 캐패시터 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20040031958A (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8369065B2 (en) | 2009-09-18 | 2013-02-05 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Electric double layer capacitor |
| US8440064B2 (en) | 2008-03-07 | 2013-05-14 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Electrode module and deionization apparatus using the same |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR910005347A (ko) * | 1989-08-23 | 1991-03-30 | 도비야마 가즈오 | 전기 2중층 콘덴서 |
| JPH03101210A (ja) * | 1989-09-14 | 1991-04-26 | Isuzu Motors Ltd | 電気二重層コンデンサ |
| JPH03104107A (ja) * | 1989-09-18 | 1991-05-01 | Isuzu Motors Ltd | 電気二重層コンデンサ |
| JPH10321482A (ja) * | 1997-05-22 | 1998-12-04 | Casio Comput Co Ltd | 電気二重層コンデンサ |
| JP2000188237A (ja) * | 1998-12-22 | 2000-07-04 | Meidensha Corp | 電気二重層キャパシターの製造方法 |
| JP2000311836A (ja) * | 1999-04-28 | 2000-11-07 | Kyocera Corp | 電気二重層コンデンサ |
| JP2001068384A (ja) * | 1999-08-27 | 2001-03-16 | Nec Corp | 電気二重層コンデンサ及びその基本セル並びに基本セルの製造方法 |
| JP2001102050A (ja) * | 1999-09-30 | 2001-04-13 | Toyota Motor Corp | 積層型電池・キャパシタ用電極構造体 |
| JP2002158146A (ja) * | 2000-09-11 | 2002-05-31 | Nec Corp | 電気二重層コンデンサ |
-
2002
- 2002-10-08 KR KR1020020061254A patent/KR20040031958A/ko not_active Application Discontinuation
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR910005347A (ko) * | 1989-08-23 | 1991-03-30 | 도비야마 가즈오 | 전기 2중층 콘덴서 |
| JPH03101210A (ja) * | 1989-09-14 | 1991-04-26 | Isuzu Motors Ltd | 電気二重層コンデンサ |
| JPH03104107A (ja) * | 1989-09-18 | 1991-05-01 | Isuzu Motors Ltd | 電気二重層コンデンサ |
| JPH10321482A (ja) * | 1997-05-22 | 1998-12-04 | Casio Comput Co Ltd | 電気二重層コンデンサ |
| JP2000188237A (ja) * | 1998-12-22 | 2000-07-04 | Meidensha Corp | 電気二重層キャパシターの製造方法 |
| JP2000311836A (ja) * | 1999-04-28 | 2000-11-07 | Kyocera Corp | 電気二重層コンデンサ |
| JP2001068384A (ja) * | 1999-08-27 | 2001-03-16 | Nec Corp | 電気二重層コンデンサ及びその基本セル並びに基本セルの製造方法 |
| JP2001102050A (ja) * | 1999-09-30 | 2001-04-13 | Toyota Motor Corp | 積層型電池・キャパシタ用電極構造体 |
| JP2002158146A (ja) * | 2000-09-11 | 2002-05-31 | Nec Corp | 電気二重層コンデンサ |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8440064B2 (en) | 2008-03-07 | 2013-05-14 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Electrode module and deionization apparatus using the same |
| KR101290728B1 (ko) * | 2008-03-07 | 2013-07-26 | 삼성전자주식회사 | 전극 모듈 및 이를 이용한 탈이온화 장치 |
| US8369065B2 (en) | 2009-09-18 | 2013-02-05 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Electric double layer capacitor |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101147208B1 (ko) | 이차 전지, 바이폴라 전극, 및 이차 전지의 제조 방법 | |
| US7659014B2 (en) | Electrode assembly having super-capacitor and lithium secondary battery having the same | |
| JP2001351688A (ja) | 電池・キャパシタ複合素子 | |
| US9831533B2 (en) | Energy storage structures and fabrication methods thereof | |
| KR101072681B1 (ko) | 적층형 이차 전지 | |
| JP5594497B2 (ja) | チップ型電気二重層キャパシタ | |
| US20100133348A1 (en) | Electrochemical cell for use in smart cards | |
| JP2003217646A (ja) | 電池および電気二重層コンデンサ | |
| JP2007207920A (ja) | キャパシタ | |
| JP2003123832A (ja) | ラミネートフィルム外装蓄電デバイスおよびその製造方法 | |
| KR20020070392A (ko) | 전기이중층 캐패시터 및 그 제조 방법 | |
| KR101681758B1 (ko) | 리튬이온 이차전지 | |
| CN116130850B (zh) | 二次电池及用电设备 | |
| JP5240629B2 (ja) | 電気二重層キャパシタパッケージ及びこの製造方法 | |
| JP2011061173A (ja) | チップ形電気二重層キャパシタ及びそのパッケージ構造 | |
| JPH10112296A (ja) | 二次電池およびその製造方法 | |
| WO2006064837A1 (ja) | 電気二重層コンデンサ | |
| KR200299605Y1 (ko) | 합성수지 코팅체가 형성된 전기이중층 캐패시터 | |
| JP2002334692A (ja) | 電 池 | |
| JP4044295B2 (ja) | 電池及び電気二重層コンデンサ並びにそれらの製造方法 | |
| KR20040031958A (ko) | 합성수지 코팅체가 형성된 전기이중층 캐패시터 | |
| JP2003086172A (ja) | ２次電池およびその製造方法 | |
| KR101067158B1 (ko) | 칩형 전기이중층 커패시터와 칩형 전기이중층 커패시터의 제조방법 | |
| JP2001015099A (ja) | 薄型電池の製造方法 | |
| JP2020072061A (ja) | 電気化学セル及び電気化学セルの製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E601 | Decision to refuse application |