KR20080035801A - Electric energy storage device and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
도 1a는 종래 기술에 의한 원통형 전기에너지 저장장치를 나타내는 사시도이다. Figure 1a is a perspective view showing a cylindrical electrical energy storage device according to the prior art.
도 1b는 도 1a에 도시된 원통형 전기 에너지 저장장치를 나타내는 평면도이다. FIG. 1B is a plan view illustrating the cylindrical electrical energy storage device shown in FIG. 1A.
도 1c는 도 1a에 도시된 원통형 전기 에너지 저장장치를 I-I' 방향으로 절단한 단면도이다. FIG. 1C is a cross-sectional view of the cylindrical electrical energy storage device shown in FIG. 1A taken along the line II ′.
도 2는 도 1a에 도시된 종래의 원통형 전기에너지 저장장치에 포함된 전극 권취체의 평면도이다.FIG. 2 is a plan view of an electrode winding included in the conventional cylindrical electrical energy storage device shown in FIG. 1A.
도 3은 종래의 전기에너지 저장장치에 전해액을 충전시키는 과정을 나타내는 도면이다. 3 is a view illustrating a process of filling an electrolyte into a conventional electric energy storage device.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전기에너지 저장장치를 나타내는 사시도이다. 4 is a perspective view showing the electrical energy storage device according to an embodiment of the present invention.
도 5a 및 도 5b는 도 4에 도시된 전기에너지 저장장치의 평면도 및 저면도이다. 5A and 5B are plan and bottom views of the electrical energy storage device shown in FIG. 4.
도 6a 및 도 6b는 도 4에 도시된 전기에너지 저장장치를 각각 III-III'라인 및 IV-IV'라인을 따라 절단한 단면도이다.6A and 6B are cross-sectional views taken along line III-III 'and IV-IV' of the electric energy storage device shown in FIG.
도 7a는 도 6a에 도시된 전기 에너지 저장장치의 바닥판을 확대한 단면도이다. FIG. 7A is an enlarged cross-sectional view of the bottom plate of the electrical energy storage device shown in FIG. 6A.
도 7b는 도 7a의 A 부분을 확대한 확대 단면도이다. FIG. 7B is an enlarged cross-sectional view illustrating an enlarged portion A of FIG. 7A.
도 8은 도 7a에 도시된 밀폐기를 나타내는 단면도이다.FIG. 8 is a cross-sectional view of the closure shown in FIG. 7A. FIG.
도 9는 본 발명의 일실시예에 의한 단자판을 설명하기 위한 정면 사시도이다. 9 is a front perspective view for explaining a terminal plate according to an embodiment of the present invention.
도 10은 도 9에 도시된 단자판의 배면 사시도이다. FIG. 10 is a rear perspective view of the terminal plate shown in FIG. 9.
도 11은 도 9에 도시된 단자판의 분해 사시도이다.FIG. 11 is an exploded perspective view of the terminal plate shown in FIG. 9.
도 12는 본 발명의 일실시예에 의한 진동 방지부재를 나타내는 사시도이다. 12 is a perspective view showing a vibration preventing member according to an embodiment of the present invention.
도 13은 본 발명의 일실시예에 의한 전기에너지 저장장치의 제조방법을 나타내는 흐름도이다. 13 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an electrical energy storage device according to an embodiment of the present invention.
도 14는 도 13에 나타난 단자판 형성단계를 나타내는 흐름도이다. 14 is a flowchart illustrating a terminal plate forming step illustrated in FIG. 13.
도 15는 본 발명의 일실시예에 의한 전해질 용액 주입 방법을 나타내는 개념도이다.15 is a conceptual diagram illustrating a method of injecting an electrolyte solution according to an embodiment of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
100: 전극 권취체 110: 권취소자100: electrode winding 110: winding element
120: 권심 200: 용기120: Attention 200: Courage
210: 벽체 220:바닥판210: wall 220: bottom plate
222: 제2 돌출부 224: 밀폐기222: second protrusion 224: airtight
300: 단자판 310: 양극단자300: terminal plate 310: positive terminal
320: 음극단자 330: 제1 결합부재320: negative electrode terminal 330: the first coupling member
340: 제2 결합부재 344: 제1 돌출부340: second coupling member 344: first protrusion
345: 진동 방지부재345: anti-vibration member
본 발명은 전기에너지 저장장치 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 상판과 권취체의 상대운동을 억제하고 전해액의 주입시간을 단축할 수 있는 원통형 전기에너지 저장장치 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an electric energy storage device and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a cylindrical electric energy storage device and a method for manufacturing the same that can suppress the relative movement of the upper plate and the winding body and shorten the injection time of the electrolyte. .
방전만 가능한 1차전지와 비교하여 커패시터와 같이 충전 및 방전이 가능한 2차 전지는 내부의 전류소스와 외부의 저항을 전기적으로 연결하기 위한 단자의 연결방법에 따라 2차전지의 저항 및 효율이 큰 영향을 받을 뿐만 아니라 2차 전지 자체의 생산성 및 이를 사용하는 사용자의 편의성도 큰 영향을 받는다. 이에 따라, 2차 전지로 기능하면서 전기용량을 증가시키고 및 내부 저항을 작게 형성할 수 있는 단자 연결방법 및 이를 활용한 전기 에너지 저장장치의 필요성이 강하게 요구되고 있다.Compared with a discharge-only primary battery, a secondary battery that can be charged and discharged like a capacitor has a higher resistance and efficiency than a secondary battery according to a method of connecting a terminal for electrically connecting an internal current source and an external resistor. Not only is it affected, but also the productivity of the secondary battery itself and the user's convenience of using it. Accordingly, there is a strong demand for a terminal connection method capable of increasing electric capacity and forming a small internal resistance and functioning as a secondary battery, and an electric energy storage device using the same.
도 1a는 종래 기술에 의한 원통형 전기에너지 저장장치를 나타내는 사시도이며, 도 1b는 도 1a에 도시된 원통형 전기 에너지 저장장치를 나타내는 평면도이다. 도 1c는 도 1a에 도시된 원통형 전기 에너지 저장장치를 I-I' 방향으로 절단한 단면도이다. 도 2는 도 1a에 도시된 종래의 원통형 전기에너지 저장장치에 포함된 전극 권취체의 평면도이다. Figure 1a is a perspective view showing a cylindrical electrical energy storage device according to the prior art, Figure 1b is a plan view showing the cylindrical electrical energy storage device shown in Figure 1a. FIG. 1C is a cross-sectional view of the cylindrical electrical energy storage device shown in FIG. 1A taken along the line II ′. FIG. 2 is a plan view of an electrode winding included in the conventional cylindrical electrical energy storage device shown in FIG. 1A.
도 1a 내지 도 1c 및 도 2를 참조하면, 종래의 원통형 전기에너지 저장장치(90)는 전해질과의 산화 및 환원반응에 의해 전하이동을 생성하는 전극 권취체(10), 상기 전극 권취체(10)와 외부 저항체를 전기적으로 연결하는 단자판(20) 및 상기 단자판(20)을 상기 전극 권취체(10)에 고정하고 상기 전해질 및 전극 권취체(10)를 외부로부터 밀봉하는 용기(30)를 포함한다. 1A to 1C and FIG. 2, a conventional cylindrical electrical
상기 전극 권취체(10)는 산화 반응에 의해 전자를 생성하는 음극(16), 생성된 전자를 흡수하여 환원반응이 일어나는 양극(18) 및 상기 음극(16)과 양극(18)을 물리적으로 분리시켜 산화반응과 환원반응이 일어나는 장소를 격리하여 서로 구분되는 전극으로서 기능하는 격리막(14)이 권심(winding core, 12)을 중심으로 차례로 권취되어 전체적으로 원통 형상을 이룬다. 상기 권취체(10)의 일단에 양극 집전체에 의해 형성된 다수의 양극리드(A)와 상기 음극 집전체에 의해 형성된 다수의 음극리드(B)가 분리되어 돌출되어 있으며 전체적으로 원통형상을 갖는다. The electrode winding 10 physically separates the
상기 단자판(20)은 양극 및 음극 단자(24, 28), 상기 양극리드(A)와 음극리드(B)를 상기 양극 및 음극 단자(24,28)에 연결하기 위한 양극 및 음극 연결판(22, 26) 및 상기 양극 및 음극단자와 양극 및 음극 연결판이 고정된 결합부재(21)를 포함한다. 상기 양극 연결판(22)은 양극 리드 연결부(22a)에 의해 상기 양극리드(A)와 접촉하며, 상기 음극 연결판(26)은 음극 리드 연결부(26a)에 의해 상기 음극 리 드(B)와 접촉한다. The
상기 양극 및 음극 연결판(22,26)은 몸체, 리드 연결부(22a,26a) 및 단자(24,28)가 일체로 형성되어 원판형상을 갖는다. 상기 양극 및 음극 연결판(22,26)은 다이캐스팅, 주조 등을 통하여 일체로 제조되거나, 상기 몸체에 상기 리드 연결부(22a,26a) 및 양극 및 음극 단자(24,28)를 용접(welding)이나, 솔더링(soldering), 또는 브레이징(blazing)에 의해 접합할 수도 있다. 상기 단자판(20)의 중앙에는 돌출부(21a)가 형성되어 전지 제작시 권심(12)에 삽입되어 상기 연결판(22,26)의 위치를 잡아준다.The positive and negative
상기 용기(30)는 일단부가 개방된 원통형상으로 이루어지며 내부에 상기 전극 권취체(10)를 수용한다. 전극 권취체(10)를 수용한 후 전극 권취체의 상단부에 형성된 리드(A,B)와 리드 연결부(22a,26a)가 접촉하도록 상기 단자판(20)을 고정하여 상기 용기(30)의 밀봉한다. 이때, 밀봉효과를 높이기 위해 고무와 같은 밀봉재(29)를 이용할 수 있다. 상기 용기(30)로는 알루미늄, 스테인레스강 또는 주석 도금강 등의 금속재질을 사용할 수도 있고, PE, PP, PPS, PEEK,PTFE 또는 ESD등의 수지 재질을 사용할 수도 있다. 상기 용기(30)의 재질은 전해질의 종류에 따라 달리 사용한다. The
용기(30)의 내부에 전극 권취체(10)를 수용하고 단자판(20)으로 밀봉한 후 주입 홀(H)를 통하여 전해액을 상기 용기(30)의 내부로 주입함으로써 종래의 전기 에너지 저장장치(90)를 완성한다.The
그러나, 상술한 바와 같은 종래의 전기에너지 저장장치(90)는 다음과 같은 문제점이 있다. However, the conventional electrical
전기에너지 저장장치가 작동하면 상기 용기(30)의 내부에서 활발한 산화화원 작용이 일어나고 그의 부산물로서 가스가 발생하여 용기내부의 압력을 상승시킨다. 증가된 압력에 의해 용기의 내부에는 상하방향으로 공간이 발생하게 되고 상기 공간을 따라 전극 권취체(10)는 유동하게 된다. 특히, 상기 리드 연결부(22a,26a)가 용접이나 솔더링 등에 의한 접착시 충분한 접착력으로 고정되지 않았을 경우 용기의 상부방향으로의 틈새는 더욱 증가하게 되어 전극 권취체(10)의 유동을 증대시킨다. 전극 권취체(10)의 유동은 상기 리드(A,B)와 리드 연결부(22a,26a)의 접촉불량을 야기하여 전체적인 전기저항을 상승시키는 문제점을 야기한다. When the electrical energy storage device is operated, an active oxidation source action occurs inside the
한편, 상기 주입 홀(H)의 위치가 전극 권취체(10)의 상부에 위치하여 전해액 공급시간을 증가시키는 문제점이 있다. 도 3은 종래의 전기에너지 저장장치에 전해액을 충전시키는 과정을 나타내는 도면이다.On the other hand, the position of the injection hole (H) is located in the upper portion of the electrode winding 10 there is a problem to increase the electrolyte supply time. 3 is a view illustrating a process of filling an electrolyte into a conventional electric energy storage device.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 주입 홀(H)을 관통하는 주입 호스(60)를 연결하고 주입호스를 통하여 상기 용기(30)의 내부로 전해액(61)을 주입한다. 이때, 상기 주입 홀(H)은 원판형 단자판(20)의 주변부 상단에 위치하므로 전해액은 원통형 전극 권취체(10)의 상부 주변부로 공급된다. 이때, 상기 용기(30)의 내부는 밀폐공간으로 형성되므로 전해액(61)이 주입되면 상기 용기(30)의 내부에 존재하던 가스(예: 공기)는 상기 전해액(61)에 의해 밀려 용기(30)의 바닥부(B)에 형성된 배출구(미도시)를 통하여 외부로 배출된다. As shown in FIG. 3, an
그러나, 상기 전해액(61)은 전극 권취체(10)의 상부에서 공급되므로 상기 전극 권취체(10)의 중앙부(C)가 충분히 전해액(61)에 의해 잠기기 전에 상기 용기(30)의 측벽과 전극 권취체(10) 사이의 틈을 통하여 하방으로 흘러내려 용기(30)의 바닥부(B)에 고이게 되어 배출구가 상기 전해액에 의해 막히게 된다. 상기 전극 권취체(10)의 중앙부(C)까지 전해액으로 완전히 함침하기 위해서 전해액 주입을 계속하게 되면 전극 권취체(10)의 중앙부(C)에 위치하던 내부 가스는 상기 용기(30)의 바닥부까지 밀려 난 후 상기 배출구를 막고 있는 전해액의 내부에 기포형태로 녹아든 후 배출되는 문제점이 있다. 이에 따라, 내부가스에 의해 생성된 기포를 완전히 배출하면서 전해액을 공급해야 하므로 전해액 공급시간이 길어지게 되어 전체적인 생산효율을 저하시키고 있다. However, since the
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 제1 목적은 용기 내부에서 전극 권취체의 상대운동을 억제하고 전해액의 공급시간을 줄일 수 있는 전기에너지 저장장치를 제공하는 것이다. The first object of the present invention for solving the above problems is to provide an electrical energy storage device that can suppress the relative movement of the electrode winding in the container and reduce the supply time of the electrolyte.
본 발명의 제2 목적은 상기와 같은 전기에너지 저장장치를 제조하는 방법을 제공하는 것이다. It is a second object of the present invention to provide a method of manufacturing such an electrical energy storage device.
상기 본 발명의 제1 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 전기에너지 저장장치는 전극 권취체, 용기 및 단자판을 포함한다. In order to achieve the first object of the present invention, the electric energy storage device according to the present invention includes an electrode winding body, a container, and a terminal plate.
상기 전극 권취체는 산화 환원반응에 따라 전자를 생성하는 양극, 생성된 상기 전자를 흡수하는 음극 및 상기 양극과 음극을 물리적으로 격리시켜 주는 격리 막이 차례로 권심을 중심으로 권취되며, 상기 양극과 음극 사이에 제공된 전해질 용액을 포함한다. 상기 용기는 상기 전극 권취체를 수용하며 상단부가 개방되고 바닥부에는 상기 전해질 용액을 주입하기 위한 주입구를 포함한다. 상기 단자판은 상기 용기의 개방된 상단부와 연결되어 상기 용기를 밀폐시키며, 상기 권심의 내측면에 압착되어 상기 전극 권취체와의 유동을 방지하는 진동 방지부재 및 외부의 저항체와 상기 전극 권취체를 전기적으로 연결하는 양극 및 음극단자를 구비하다. The electrode winding body is wound around a core in order of an anode that generates electrons according to a redox reaction, an anode that absorbs the generated electrons, and an isolation film that physically isolates the anode and the cathode, and is located between the anode and the cathode. It includes an electrolyte solution provided in. The container includes an injection hole for receiving the electrode winding body, the upper end is opened and the lower part is injected with the electrolyte solution. The terminal plate is connected to an open upper end of the container to seal the container, and is pressed against an inner surface of the core to prevent the flow of the electrode winding body with the vibration preventing member and an external resistor and the electrode winding body. It is provided with a positive and negative terminal for connecting.
일실시예로서, 상기 권심은 알루미늄으로 형성된 원통형상을 가진다. 상기 용기는 표면으로부터 상기 권심의 내부로 돌출한 바닥 돌출부를 구비하는 바닥판을 포함하며 상기 주입구는 상기 바닥 돌출부를 관통하여 상기 권심의 내부와 연통하며, 상기 용기 내부의 기밀성을 유지하기 위한 밀폐기를 포함한다. In one embodiment, the core has a cylindrical shape formed of aluminum. The container includes a bottom plate having a bottom projection protruding from the surface into the interior of the core, and the inlet communicates with the interior of the core through the bottom projection and maintains an airtightness within the container. Include.
일실시예로서, 상기 밀폐기는 상기 주입구와 나사결합하는 보울트를 포함한다. 상기 보울트는 표면에 나사산이 형성되어 상기 주입구와 나사결합하는 탭부 및 상기 탭부와 일체로 형성되며 상기 바닥판의 표면에 대하여 일정한 각도만큼 기울어진 경사면을 구비하는 머리부를 포함하며, 상기 보울트의 체결시 상기 경사면의 경사방향을 따라 상기 머리부와 접촉하는 바닥판의 모서리가 경사지게 압착된다. In one embodiment, the closure includes a bolt that is screwed into the inlet. The bolt has a thread formed on the surface thereof and includes a tab portion screwed with the injection hole and a head portion integrally formed with the tab portion and having an inclined surface inclined by a predetermined angle with respect to the surface of the bottom plate. An edge of the bottom plate contacting the head along the inclined direction of the inclined surface is obliquely compressed.
일실시예로서, 상기 단자판은 상기 양극과 전기적으로 연결되는 양극 연결부 및 상기 양극 연결부와 대향하는 양극 단자를 갖는 양극 연결판, 상기 전극의 음극과 전기적으로 연결되는 음극 연결부 및 상기 음극 연결부와 대향하는 음극 단자를 갖는 음극 연결판, 상기 양극 및 음극 연결부들 및 상기 단자들이 노출되도록 상기 양극 연결판과 상기 음극 연결판을 감싸며 상기 양극 연결판과 상기 음극 연결판을 절연시키는 결합부재, 및 상기 결합부재의 표면으로부터 돌출되어 상기 권심의 내부에 삽입되는 상판 돌출부를 포함하며, 상기 진동 방지부재는 상기 상판 돌출부의 단부에 위치한다. In an embodiment, the terminal plate may have a positive electrode connecting plate electrically connected to the positive electrode and a positive electrode terminal opposite the positive electrode connecting part, a negative electrode connecting part electrically connected to the negative electrode of the electrode, and opposite the negative electrode connecting part. A negative electrode connecting plate having a negative electrode terminal, a coupling member surrounding the positive electrode connecting plate and the negative electrode connecting plate to expose the positive and negative electrode connecting parts and the terminals, and insulating the positive electrode connecting plate and the negative electrode connecting plate, and the coupling member And a top plate protrusion protruding from the surface of the core to be inserted into the inside of the winding core, wherein the vibration preventing member is positioned at an end portion of the top plate protrusion.
일실시예로서, 상기 진동 방지부재는 상기 상판 돌출부에 나사결합되는 나사형 패스너(fastener)를 포함한다. 상기 패스너는 상기 상판 돌출부에 나사 결합하는 몸체부 및 상기 몸체부로부터 상기 권심의 상부를 향하여 일정한 기울기를 가지면서 방사상으로 형성되고 탄성체로 구성된 날개부를 포함한다. In one embodiment, the anti-vibration member includes a threaded fastener screwed into the top plate protrusion. The fastener includes a body portion screwed to the upper plate protrusion, and a wing portion formed radially and having an elastic body with a predetermined inclination toward the upper portion of the core from the body portion.
일실시예로서, 상기 결합부재는 상기 양극 연결부를 수용하기 위한 제1 수용홀 및 상기 음극 연결부를 수용하기 위한 제2 수용홀을 가지며, 상기 양극 연결판 및 음극 연결판의 일측면과 결합되는 제1 결합부재, 및 상기 양극 단자를 수용하기 위한 제3 수용홀 및 상기 음극 단자를 수용하기 위한 제4 수용홀을 가지며, 상기 양극 연결판 및 음극 연결판의 타측면과 결합되는 제2 결합부재를 포함한다. 상기 제1 결합부재 및 제2 결합부재는 초음파에 의해 용착되어 일체로 형성되며, 상기 단자판은 상기 양극 연결판 및 음극 연결판의 둘레를 따라 각각 사출 성형되며 상기 전해질 용액의 누수를 방지하기 위한 밀봉부재를 더 포함한다. In one embodiment, the coupling member has a first accommodating hole for accommodating the positive electrode connecting portion and a second accommodating hole for accommodating the negative electrode connecting portion, and is coupled to one side of the positive electrode connecting plate and the negative electrode connecting plate. A second coupling member having a first coupling member, a third accommodation hole for accommodating the positive electrode terminal, and a fourth accommodation hole for accommodating the negative electrode terminal, and coupled to the other side surfaces of the positive and negative connection plates; Include. The first coupling member and the second coupling member are integrally formed by welding by ultrasonic waves, and the terminal plate is injection molded along the circumferences of the positive and negative connection plates, respectively, and is sealed to prevent leakage of the electrolyte solution. The member further includes.
상기 본 발명의 제2 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 전기에너지 저장장치의 제조방법이 개시된다. 산화 환원반응에 따라 전자를 생성하는 양극, 생성된 상기 전자를 흡수하는 음극 및 상기 양극과 음극을 물리적으로 격리시켜 주는 격리막이 차례로 권심을 중심으로 권취된 권취소자를 포함하며, 상기 양극과 음극 사이에 제공된 전해질 용액을 구비하는 전극 권취체를 형성한다. 상기 권심의 내측면에 압착되어 상기 전극 권취체와의 유동을 방지하는 진동 방지부재 및 외부의 저항체와 상기 전극 권취체를 전기적으로 연결하는 양극단자 및 음극단자를 구비하는 단자판을 형성한다. 바닥부에 상기 전해질 용액을 주입하기 위한 주입구를 구비하는 용기의 내부로 상기 전극 권취체를 삽입한다. 상기 단자판의 양극 및 음극 단자는 상기 양극 및 음극에 각각 전기적으로 연결되도록 상기 단자판을 결합한다. 상기 주입구로 전해질 용액을 주입하여 상기 용기의 단자판 인근영역에서부터 상기 용기의 바닥부 방향으로 차례로 전해질 용액을 충전한다. Disclosed is a method of manufacturing an electrical energy storage device according to the present invention in order to achieve the second object of the present invention. A cathode that generates electrons according to a redox reaction, a cathode that absorbs the generated electrons, and a separator that physically isolates the anode and the cathode includes a winding device wound around the core in order, and between the anode and the cathode. The electrode winding body provided with the electrolyte solution provided in this is formed. A terminal plate is formed on the inner surface of the winding core and includes a vibration preventing member that prevents flow with the electrode winding body and an anode terminal and a cathode terminal electrically connecting the external resistor and the electrode winding body. The electrode winding body is inserted into a container having an injection hole for injecting the electrolyte solution into the bottom. The positive and negative terminals of the terminal plate couple the terminal plate to be electrically connected to the positive and negative electrodes, respectively. The electrolyte solution is injected into the inlet to sequentially fill the electrolyte solution from the region near the terminal plate of the container toward the bottom of the container.
일실시예로서, 상기 단자판을 형성하기 위하여, 상기 양극과 전기적으로 연결되는 양극 연결부 및 상기 양극 연결부와 대향하는 상기 양극 단자가 형성된 양극 연결판 및 상기 음극과 전기적으로 연결되는 음극 연결부 및 상기 음극 연결부와 대향하는 상기 음극 단자가 형성된 음극 연결판을 준비하고, 상기 연결부들 및 상기 단자들이 노출되도록 상기 양극 연결판과 상기 음극 연결판을 감싸 상기 양극 연결판과 상기 음극 연결판을 절연시키는 결합부재를 형성한다. 이어서, 상기 권심의 내부로 삽입되어 상기 권심의 내부표면과 압착되어 상기 전극 권취체의 유동을 방지하는 진동 방지부재를 형성한다. In an embodiment, to form the terminal plate, a positive electrode connecting portion electrically connected to the positive electrode and a positive electrode connecting plate having the positive electrode terminal facing the positive electrode connecting portion are formed, and a negative electrode connecting portion electrically connected to the negative electrode and the negative electrode connecting portion. Preparing a negative electrode connecting plate on which the negative electrode terminal facing the second electrode; and a coupling member for insulating the positive electrode connecting plate and the negative electrode connecting plate to insulate the positive electrode connecting plate and the negative electrode connecting plate to expose the connecting parts and the terminals. Form. Subsequently, the vibration preventing member is inserted into the winding core and pressed against the inner surface of the winding core to prevent the flow of the electrode winding body.
일실시예로서, 상기 결합부재의 하부면에 상판 돌출부를 형성하며 상기 진동 방지부재는 상기 상판 돌출부에 나사 결합된다. 이때, 상기 단자판을 결합하는 단계는 상기 상판 돌출부를 상기 권심의 내부로 삽입하는 단계를 포함하며, 상기 진동방지 부재는 상기 권심의 내측면에 경사지게 압착되어 상기 권심의 하부를 향하 는 축하중에 대해서는 저항력을 생성하지 않지만 상기 권심의 상부를 향하는 축하중에 대하여 저항력을 생성한다. 일실시예로서, 상기 저항력은 상기 진동 방지부재의 탄성력에 비례한다. 상기 용기와 상기 단자판을 결합하는 단계는 용접 또는 시밍에 의해 수행될 수 있다. In one embodiment, the upper plate protrusion is formed on the lower surface of the coupling member and the anti-vibration member is screwed to the upper plate protrusion. At this time, the step of coupling the terminal plate includes the step of inserting the upper plate projecting portion into the inside of the core, the vibration preventing member is pressed against the inner surface of the core inclined obliquely to the resistance during the celebration toward the lower portion of the core It does not produce, but creates resistance to congratulations towards the top of the core. In one embodiment, the resistance is proportional to the elastic force of the anti-vibration member. Joining the container and the terminal plate may be performed by welding or seaming.
일실시예로서, 상기 바닥부 중앙에 상기 권심의 내부로 돌출한 바닥 돌출부를 더 형성하며, 상기 주입구는 상기 바닥 돌출부를 관통하여 상기 권심의 내부와 연통한다. 이때, 상기 전해질 용액을 주입하기 위하여 먼저 상기 용기를 뒤집어 상기 단자판을 바닥으로 향하게 하고 상기 바닥부를 상부로 향하게 한다. 이어서, 상기 주입구의 직경보다 작은 폭을 갖는 주입호스를 상기 주입구로 삽입하고 상기 주입호스를 통하여 상기 전해질 용액을 상기 권심의 내부로 공급한다. In an embodiment, the bottom protrusion further protrudes into the core in the center of the bottom portion, and the injection hole communicates with the inside of the core through the bottom protrusion. In this case, in order to inject the electrolyte solution, first, the container is turned upside down so that the terminal plate faces the bottom and the bottom portion faces the top. Subsequently, an injection hose having a width smaller than the diameter of the injection hole is inserted into the injection hole, and the electrolyte solution is supplied into the core through the injection hose.
상기 권심의 내부로 공급된 전해질 용액은 상기 단자판과 상기 전극 권취체의 인접영역에서부터 확산되어 상기 단자판으로부터 상기 바닥판을 향하여 상기 권취소자를 채우며 충전되고, 상기 전해질 용액의 공급과정에서 상기 용기의 내부에 이미 존재하던 내부가스는 상기 주입구와 상기 주입호스 사이의 틈을 통하여 상기 용기의 외부로 배출된다. The electrolyte solution supplied into the core is filled from the adjacent region of the terminal plate and the electrode winding body to fill the winding element from the terminal plate toward the bottom plate, and is filled in the container during the supply of the electrolyte solution. The internal gas which is already present in is discharged to the outside of the container through the gap between the injection port and the injection hose.
일실시예로서, 상기 전해질 용액의 주입이 완료된 후 상기 주입구를 폐쇄시켜 상기 용기 내부를 외부로부터 밀봉시킨다. 상기 주입구를 폐쇄시키는 단계는 상기 주입구와 나사결합되는 보울트에 의해 수행된다. 이때, 상기 보울트는 상기 주입구와 결합하는 탭부 및 상기 탭부와 일체로 형성된 머리부를 포함하며, 상기 머리부의 바닥면은 상기 바닥판의 표면에 대하여 일정한 경사각만큼 기울어진 경사면 을 포함하고, 상기 바닥판의 모서리부는 상기 경사면에 의해 압착되어 상기 경사면과 동일한 경사각으로 기울어지게 형성된다. In one embodiment, after the injection of the electrolyte solution is completed, the injection port is closed to seal the inside of the container from the outside. Closing the inlet is performed by a bolt that is screwed into the inlet. In this case, the bolt includes a tab portion coupled to the injection hole and the head portion formed integrally with the tab portion, the bottom surface of the head portion includes an inclined surface inclined by a predetermined inclination angle with respect to the surface of the bottom plate, The corner portion is pressed by the inclined surface and is formed to be inclined at the same inclination angle as the inclined surface.
이와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 권심에 삽입되는 단자판의 돌출부에 탄성체의 진동 방지부재를 형성하여 권심의 내측면에 압착시킴으로써 전기에너지 저장장치의 구동에 따른 내부압력의 증가 또는 외부로부터의 진동에 대하여 전극 권취체와 단자판의 용접부위가 이탈되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 전기에너지 저장장치의 전기적 안정성을 증대할 수 있다. 또한, 전해질 용액을 바닥판을 통하여 주입함으로써 용기 내부가스의 배출을원활하게 하여 전해질 용액의 주입시간을 단축할 수 있는 장점이 있다. According to the present invention configured as described above, the vibration prevention member of the elastic body is formed on the protrusion of the terminal plate inserted into the core and pressed against the inner surface of the core to thereby increase the internal pressure or the vibration from the outside according to the driving of the electric energy storage device. The welding part of the electrode winding body and the terminal plate can be prevented from coming off. Therefore, the electrical stability of the electrical energy storage device can be increased. In addition, there is an advantage that the injection time of the electrolyte solution can be shortened by injecting the electrolyte solution through the bottom plate to facilitate the discharge of the gas inside the container.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전기에너지 저장장치를 나타내는 사시도이다. 도 5a 및 도 5b는 도 4에 도시된 전기에너지 저장장치의 평면도 및 저면도이다. 도 6a 및 도 6b는 도 4에 도시된 전기에너지 저장장치를 각각 III-III'라인 및 IV-IV'라인을 따라 절단한 단면도이다.4 is a perspective view showing the electrical energy storage device according to an embodiment of the present invention. 5A and 5B are plan and bottom views of the electrical energy storage device shown in FIG. 4. 6A and 6B are cross-sectional views taken along line III-III 'and IV-IV' of the electric energy storage device shown in FIG.
도 4,5a,5b,6a 및 6b를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 전기에너지 저장장치(900)는 전극 권취체(100), 상기 전극 권취체(100)를 수용하는 용기(200) 및 상기 전극 권취체(100)와 전기적으로 연결되고 상기 용기(200)를 밀봉하는 단자판(300)을 포함한다. 4, 5a, 5b, 6a and 6b, the electrical
상기 전극 권취체(100)는 전해질과의 산화 및 환원반응에 의한 전하이동을 통하여 전류를 생성한다. 일실시예로서, 상기 전극 권취체(100)는 산화 반응에 의해 전자를 생성하는 음극(미도시), 생성된 전자를 흡수하여 환원반응이 일어나는 양극(미도시) 및 상기 음극과 양극을 물리적으로 분리시켜 산화반응과 환원반응이 일어나는 장소를 격리하여 서로 구분되는 전극으로서 기능하는 격리막을 포함하는 권취소자(winding unit, 110) 및 표면을 따라 상기 권취소자(110)가 권취(winding)된 중공축인 권심(winding core, 120)을 포함한다. 따라서, 상기 전극 권취체(100)는 상기 권취소자(110)가 권심을 따라 배열된 원통형상을 가지며, 상기 권취소자(110)의 일단에 양극 집전체에 의해 형성된 다수의 양극리드(미도시)와 음극 집전체에 의해 형성된 다수의 음극리드가 분리되어 돌출되어 있다. The electrode winding 100 generates a current through charge transfer by oxidation and reduction with the electrolyte. In one embodiment, the electrode winding 100 is a cathode (not shown) that generates electrons by an oxidation reaction, an anode (not shown) that absorbs the generated electrons to cause a reduction reaction, and physically between the cathode and the anode Winding device (110) including a separator that separates the place where the oxidation and reduction reaction occurs by separating and functioning as electrodes that are separated from each other and a hollow shaft in which the winding device (110) is wound along the
상기 권취소자(110)는 상기 양극 리드 및 음극 리드가 일측에만 형성되어 있기 때문에, 단자에 케이블을 연결하거나 직렬 또는 병렬로 연결하는 경우 리드가 양측에 형성된 경우 보다 편리하다. 단자가 한쪽방향인 경우 직렬 또는 병렬 연결시 케이스에 전기에너지 저장장치를 넣은 후 버스 바(Bus Bar)를 용이하게 장착할 수 있고, 버스 바가 일측에만 존재하기 때문에 케이스의 부피증가를 최소화시킬 수 있다. 또한, 직렬 연결시 전압균등화를 위해 밸런싱(balancing) 회로를 사용하는 경우 단자가 한쪽 방향인 경우 버스 바위에 밸런싱 회로를 위치시킨 후 나사로 고정시키는 방법을 사용할 수 있어 편리하다.Since the positive and negative leads are formed only on one side, the winding
상기 권심(120)은 플라스틱 또는 금속재질로 형성될 수 있다. 특히, 플라스틱 보다는 금속이 경도면에서 우수하므로, 상기 권심(120)에 후술하는 바와 같은 진동 방지부재를 형성하기가 유리하다. The
일실시예로서, 상기 권심(120)은 알미늄으로 형성된 중공 축으로 형성하여 축방향 하중에 대한 저항을 증대할 수 있다. 상기 전기에너지 저장장치가 구동시 발생하는 내부 압력의 증가에 따라 축방향 하중이 작용하는 경우, 플라스틱 보다는 금속으로 형성하는 경우에 상기 축방향 하중에 대한 내부응력을 증대시킬 수 있다. 그러므로, 구동에 의한 전기에너지 저장장치의 내부압력 증가로 인한 권취소자(110)와 단자판(300) 또는 권취소자(110)와 용기(200)와의 유격발생을 억제할 수 있다. In one embodiment, the winding
상기 용기(200)는 상기 전극 권취체(100)를 수용하기 위해 상부가 개방된 원통 형상으로서 측벽(210) 및 바닥판(220)을 포함한다. The
상기 측벽 및 바닥판에 의해 상기 용기(200)의 내부 용적이 한정되며, 상기 바닥판(220)의 중앙에는 상기 권심(120)과 대응하여 상기 용기의 내부 공간으로 돌출된 제1 돌출부(222)가 형성된다. 상기 제1 돌출부(222)는 상기 권심(120)과 대응하도록 형성된다. 따라서, 상기 전극 권취체(100)를 상기 용기(200)의 내부에 삽입하는 경우, 상기 제1 돌출부(222)를 상기 권심(120)의 내부로 삽입시킴으로써 상기 용기(200) 의 내부에서 전극 권취체(100)의 위치를 정확하게 유도할 수 있다. The inner volume of the
일실시예로서, 상기 측벽(210) 및 바닥판(220)은 사용되는 전해질의 종류에 따라 스테인레스 강 또는 주석 도금강 등의 금속재질을 사용할 수도 있고, PE, PP, PPS, PEEK, PTFE 등의 수지재질을 사용할 수도 있다. 예를 들면, 전해액을 사용하는 전기에너지 저장장치(300)에 대하여 내화학성이 요구되면 PE, PP가 내산성 및 내염기성이 우수하여 상기 용기(320)의 재질로 적합하며 금속 중에서는 스테인 레스 강이 부분적으로 안정하다. 만약 유기계 전해질을 사용하는 전기에너지 저장장치(300)의 경우라면 용기의 재질은 금속의 경우 알루미늄이 가격, 내화학성, 중량, 가공성 측면에서 유리하며, 플라스틱의 경우 PE, PP가 뛰어난 내화학성을 나타낸다.In one embodiment, the
상기 제1 돌출부(222)는 주입구(H)와 밀폐기(224)를 포함한다. 상기 양극 및 음극 사이의 전하이동을 촉진하기 위한 전해질 용액은 상기 주입구(H)를 통하여 상기 용기(100)의 내부로 공급된다. 이때, 후술하는 바와 같이 전해질 용액의 주입과정에서 발생하는 용기 내부의 가스도 상기 주입구(H)를 통하여 효율적으로 배출됨으로써 전해질 용액의 공급시간을 현저하게 단축할 수 있다. 상기 전해질 주입이 완료 되면, 상기 밀폐기(224)를 이용하여 상기 주입구(H)를 폐쇄시킴으로써 상기 용기(200)를 외부로부터 격리시키고 내부의 기밀성을 유지한다.The
일실시예로서, 상기 밀폐기(224)는 상기 주입구(H)와 나사 결합하는 보울트(bolt)를 포함한다. 도 7a는 도 6a에 도시된 전기 에너지 저장장치의 바닥판을 확대한 단면도이며, 도 7b는 도 7a의 A 부분을 확대한 확대 단면도이다. 도 8은 도 7a에 도시된 밀폐기를 나타내는 단면도이다.In one embodiment, the
도 7a, 7b 및 8을 참조하면, 상기 밀폐기(224)의 일실시예로 개시된 보울트(224)는 탭부(224a) 및 머리부(224b)를 포함하며, 상기 머리부(224b)는 바닥면 일부가 상기 제1 돌출부(222)의 단턱면과 경사지게 형성된 경사부(I)를 포함한다. 따라서, 상기 머리부(224b)의 바닥면은 상기 경사부(I)를 중심으로 서로 구분되는 2단 구조를 갖는다. 7A, 7B, and 8, the
상기 경사부(I)는 상기 주입구(H)에 체결되는 경우에 상기 용기의 기밀성을 향상하는 역할을 한다. 상기 주입구(H)에 보울트(224)를 나사체결하면, 상기 주입구(H) 주위에 형성된 바닥판(220)의 모서리부(C)는 도 7b에 도시된 바와 같이 상기 경사부(I)와 접촉하여 경사면을 따라 압착된다. 따라서, 상기 보울트(224)와 상기 바닥판(220)의 압착에 의해 상기 용기의 기밀성이 강화되어 상기 주입구(H)를 통한 전해액의 누설을 충분히 방지할 수 있다. 바람직하게는, 상기 머리부(224b) 하단에 오링(O-ring)을 개재시켜 상기 보울트(224)의 체결력을 강화시키고 용기의 기밀성을 더욱 향상할 수 있다.The inclined portion I serves to improve the airtightness of the container when fastened to the injection hole (H). When the
도 9는 본 발명의 일실시예에 의한 단자판을 설명하기 위한 정면 사시도이다. 도 10은 도 9에 도시된 단자판의 배면 사시도이며, 도 11은 도 9에 도시된 단자판의 분해 사시도이다.9 is a front perspective view for explaining a terminal plate according to an embodiment of the present invention. FIG. 10 is a rear perspective view of the terminal plate illustrated in FIG. 9, and FIG. 11 is an exploded perspective view of the terminal plate illustrated in FIG. 9.
도 9 내지 도 11을 참조하면, 상기 단자판(300)은 양극 연결판(310), 음극 연결판(320), 제1 결합부재(330), 제2 결합부재(340) 및 밀봉 부재(350)를 포함한다. 9 to 11, the
상기 양극 연결판(310)은 양극 연결판 몸체(312), 양극리드 연결부(314) 및 양극 단자(116)로 구성된다. 상기 양극 연결판 몸체(312)는 부채꼴과 유사한 모양의 판 형태이다. 상기 양극리드 연결부(314)는 상기 양극 연결판 몸체(312)의 상부면으로부터 돌출되어 형성된다. 상기 양극리드 연결부(114)는 전극의 양극으로부터 연장되는 양극 리드와 밀착된다. 상기 양극 단자(316)는 상기 양극 연결판 몸체(312)의 하부면으로부터 돌출되어 형성된다. 상기 양극 연결판(310)은 양극 연결 판 몸체(312), 양극리드 연결부(314) 및 양극 단자(316)가 일체로 형성된다. 상기 양극 연결판(310)은 다이캐스팅, 주조 등을 통하여 일체로 제조되거나, 상기 양극 연결판 몸체(312)에 상기 양극리드 연결부(314) 및 양극 단자(316)를 용접(welding)이나, 솔더링(soldering), 또는 브레이징(blazing)에 의해 접합할 수도 있다.The positive connecting
상기 음극 연결판(320)은 상기 양극 연결판(310)과 대칭되는 형태를 갖는다. 상기 음극 연결판(320)은 음극 연결판 몸체(322), 음극리드 연결부(324) 및 음극 단자(326)로 구성된다. 상기 음극 연결판 몸체(322)는 부채꼴과 유사한 모양의 판 형태이다. 상기 음극리드 연결부(324)는 상기 음극 연결판 몸체(322)의 상부면으로부터 돌출되어 형성된다. 상기 음극리드 연결부(324)는 전극의 음극으로부터 연장되는 음극 리드와 밀착된다. 상기 음극 단자(326)는 상기 음극 연결판 몸체(322)의 하부면으로부터 돌출되어 형성된다. 상기 음극 연결판(320)은 음극 연결판 몸체(322), 음극리드 연결부(324) 및 음극 단자(326)가 일체로 형성된다. 상기 음극 연결판(320)은 다이캐스팅, 주조 등을 통하여 일체로 제조되거나, 상기 음극 연결판 몸체(322)에 상기 음극리드 연결부(324) 및 음극 단자(326)를 용접(welding)이나, 솔더링(soldering), 또는 브레이징(blazing)에 의해 접합할 수도 있다.The
상기 양극 연결판(310) 및 음극 연결판(320)의 재질은 금속이 사용된다. 구체적으로 상기 양극리드 연결부(314)의 재질은 전극의 양극 재질과 동일한 계열이 사용되며, 상기 음극리드 연결부(324)의 재질은 전극의 음극 재질과 동일한 계 열이 사용되는 것이 바람직하다. 상기 양극 단자(316) 및 음극 단자(326)는 상기 전해액에 노출되지 않으므로 재질 선정시 전기화학적인 안정성보다 기계적, 전기적 특성을 고려하여야 한다. 따라서 용접, 솔더링, 브레이징과 같은 방법으로의 접합이 용이한 재질이 바람직하다. 일실시에로서, 기계적인 특성이 우수하고 전기전도도가 좋은 구리합금이나 알루미늄합금이 상기 단자(316, 326)로서 이용될 수 있다. The positive
상기 제1 결합부재(330)는 원판 형태로, 상부면에 상기 양극 연결판 몸체(312)를 수용하기 위한 제1 홈(331) 및 음극 연결판 몸체(322)를 수용하기 위한 제2 홈(332)이 형성된다. 상기 제1 홈(331)은 상기 양극 연결판 몸체(312)와 대응하는 형태로 형성되며, 상기 제2 홈(332)은 상기 양극 연결판 몸체(322)와 대응하는 형태로 형성된다. 상기 제1 홈(331)의 가장자리를 따라 제3 홈(333)이 형성된다. 마찬가지로 상기 제2 홈(332)의 가장자리를 따라 제4 홈(334)이 형성된다. The
상기 제1 홈(331)의 중앙 부위에는 상기 제1 결합부재(330)의 상하를 관통하며, 상기 양극 연결판(310)의 양극 단자(316)를 수용하기 위한 제1 수용홀(335)이 형성된다. 상기 제2 홈(332)의 중앙 부위에는 상기 제1 결합부재(330)의 상하를 관통하며, 상기 음극 연결판(320)의 음극 단자(326)를 수용하기 위한 제2 수용홀(336)이 형성된다. 상기 제1 결합부재(330)의 상부면 가장자리를 따라 돌기(337)가 형성된다. 상기 돌기(337)는 상기 제2 결합부재(340)와의 결합에 사용된다.A first
한편, 상기 제1 결합부재(330)의 일측에는 상하를 관통하는 제1 홀(338)이 형성된다. 상기 제1 홀(338)은 안전편(safety piece)이 고정하기 위한 것으로, 내측면에 나사산이 형성된다. 상기 안전편은 에너지 저장장치(900)가 고압으로 인해 폭발하는 것을 방지하기 위해 폭발 압력보다 낮은 압력에서 파단된다. On the other hand, one side of the
상기 제2 결합부재(340)는 원판 형태로, 일측에 상기 제2 결합부재(340)의 상하를 관통하며, 상기 양극 연결판(310)의 양극리드 연결부(314)를 수용하기 위한 제3 수용홀(341)이 형성된다. 상기 제2 결합부재(340)의 타측에는 상기 제2 결합부재(340)의 상하를 관통하며, 상기 음극 연결판(320)의 음극리드 연결부(324)를 수용하기 위한 제4 수용홀(342)이 형성된다. 한편, 상기 제2 결합부재(340)에는 상기 제1 결합부재(330)의 제1 홀(338)과 대응하는 위치에 제2 홀(343)이 형성된다. 상기 제2 홀은 상기 제1 홀(338)과 마찬가지로 안전편(safety piece)이 고정되기 위한 것으로, 내측면에 나사산이 형성된다.The
상기 제2 결합부재(340)의 상부면 중앙에는 제2 돌출부(344)가 형성된다. 상기 제2 돌출부(344)는 상기 제1 돌출부(222)와 마찬가지로 상기 전극 권취체(100)의 권심(120)에 삽입된다. 따라서 상기 제2 돌출부(344)는 상기 권취소자의 상부에 위치하는 양극 리드 및 음극리드와 상기 양극리드 연결부(314) 및 음극리드 연결부(324)가 각각 정확하게 밀착되도록 한다. A
상기 제1 결합부재(330) 및 제2 결합부재(340)는 일체로 형성될 수 있다. 상기 제1 결합부재(330) 및 제2 결합부재(340)는 일체로 형성하기 위해서는 상기 제1 결합부재(330)의 돌기(337)에 초음파 용접을 수행한다. The
한편, 상기 제2 돌출부(344)의 단부에는 탄성을 갖는 진동 방지부재(345)가 위치한다. 도 12는 본 발명의 일실시예에 의한 진동 방지부재를 나타내는 사시도이다. On the other hand, the
도 12를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 진동 방지부재(345)는 나사식 패스너(fastener)를 포함한다. 상기 나사식 패스너는 내측면에 나사산이 형성되어 상기 제2 돌출부(344)와 나사 결합되는 몸체부(345a) 및 상기 몸체부(345a)로부터 외측 반경방향을 따라 상기 권심(120)의 상부방향으로 경사지게 돌출한 날개부(345b)를 포함한다. 상기 단자판(300)과 근접하는 상기 권심(120)의 영역을 권심의 상부로 약속하며, 상기 바닥판(220)과 근접하는 권심(120)의 영역을 권심의 하부로 약속한다. 상기 패스너는 특히 반복하중에 의한 피로특성이 우수한 재질로 형성되며, 상기 날개부(345b)는 탄성특성이 우수한 재질로 형성한다. Referring to Figure 12, the
진동 방지부재(345)인 상기 패스너는 상기 날개부(345b)가 상기 권심(120)의 상부를 향하여 경사지게 형성되어 있으므로 상기 권심(120)의 하방으로 가해지는 축방향 하중에 의해 상기 제2 돌출부(344)를 상기 권심(120)의 내부로 쉽게 삽입할 수 있다. 그러나, 일단 삽입되면 상기 날개부(345b)의 탄성력에 의해 상기 날개부(345b)와 상기 권심(120)의 내측면 사이에 강한 마찰력이 작용하므로 상기 권심의 상방으로 축방향 하중이 가해진다 할지라도 쉽게 이탈되지 않는다. The fastener, which is the
따라서, 상기 전기에너지 저장장치(900)의 구동에 의해 증가된 내부압력에 의해 상기 단자판(300) 및 용기의 바닥판(220)으로 축방향 하중이 가해지거나 외부 진동이 가해진다 할지라도 상기 전극 권취체(100)와 상기 단자판(300)의 접촉을 충분히 유지할 수 있다. 이에 따라, 상기 단자판(300)과 상기 전극 권취체(100)의 상대운동을 억제하여 용접부 전기저항의 증가를 최소화할 수 있는 장점이 있다. Therefore, even if an axial load or external vibration is applied to the
상기 밀봉 부재(350)는 상기 양극 연결판(310)과 상기 제1 결합부재(330) 사이 및 상기 음극 연결판(320)과 상기 제1 결합부재(330) 사이에 각각 구비된다. 구체적으로 상기 밀봉 부재(350)는 상기 제3 홈(333) 및 제4 홈(334)에 각각 구비된다. 따라서 상기 밀봉 부재(350)는 폐곡선 형태를 갖는다. 상기 밀봉 부재(350)의 재질로는 고무가 사용되는 것이 바람직하다. 상기 밀봉 부재(350)는 상기 양극 연결판(310)과 상기 제1 결합부재(330) 사이 및 상기 음극 연결판(320)과 상기 제1 결합부재(330) 사이를 통해 전해액이 누설되는 것을 방지할 수 있다.The sealing
본 발명에 의한 전기에너지 저장장치에 의하면, 권심에 삽입되는 단자판의 돌출부에 탄성체의 진동 방지부재를 형성하여 권심의 내측면에 압착시킴으로써 전기에너지 저장장치의 구동에 따른 내부압력의 증가 또는 외부로부터의 진동에 대하여 전극 권취체와 단자판의 용접부위가 이탈되는 것을 방지할 수 있다.According to the electrical energy storage device according to the present invention, by forming an anti-vibration member of the elastic body in the protrusion of the terminal plate inserted into the core core and crimped to the inner surface of the core core, an increase in the internal pressure caused by the drive of the electrical energy storage device or from the outside The welding part of the electrode winding body and the terminal plate can be prevented from being separated from the vibration.
이하, 상술한 바와 같은 전기에너지 저장장치의 제조방법에 대하여 상술한다.Hereinafter, a method of manufacturing the electrical energy storage device as described above will be described in detail.
도 13은 본 발명의 일실시예에 의한 전기에너지 저장장치의 제조방법을 나타내는 흐름도이다. 도 14는 도 13에 나타난 단자판 형성단계를 나타내는 흐름도이다. 13 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an electrical energy storage device according to an embodiment of the present invention. 14 is a flowchart illustrating a terminal plate forming step illustrated in FIG. 13.
도 4 내지 도 14를 참조하면, 양극 리드를 갖는 양극, 격리막 및 음극 리드를 갖는 음극을 차례로 권취하여 전극 권취체(100)를 형성한다.(단계 S10) 권심(120)을 중심으로 양극, 음극 및 상기 양극 및 음극 사이에 격리막이 위치하도록 원통형으로 권취한다. 이때 전극 권취체(100)의 일측에 양극 리드 및 음극 리드가 서로 분리되어 연장될 수 있도록 양극 및 음극 중 일부분을 미리 형성한 상태에서 권취한다.Referring to FIGS. 4 to 14, the cathode winding having the anode lead, the separator, and the cathode having the cathode lead are sequentially wound to form an
상기 전극 권취체(100)와는 별도로 단자판(300)을 제조한다.(단계 S20) 일실시예로서, 상기 제1 결합부재(330)와 상기 제2 결합부재(340) 사이에 상기 양극 연결판(310), 상기 음극 연결판(320) 및 밀봉 부재(350)를 배치한다. (단계 S210) The
구체적으로 상기 제1 결합부재(330)의 상부면에 형성된 제3 홈(333) 및 제4 홈(334)에 상기 밀봉 부재(350)가 끼워진다. 다음으로 상기 제1 결합부재(330)의 제1 홈(331)에 상기 양극 연결판(310)의 몸체(312)가 끼워진다. 이때 상기 제1 결합부재(330)의 제1 수용홀(335)에는 양극 단자(316)가 상기 제1 결합부재(330)의 하부로 돌출되도록 수용된다. 마찬가지로 상기 제1 결합부재(330)의 제2 홈(332)에 상기 음극 연결판(320)의 몸체(322)가 끼워진다. 이때 상기 제1 결합부재(330)의 제2 수용홀(336)에는 음극 단자(326)가 상기 제1 결합부재(330)의 하부로 돌출되도록 수용된다. 이어서, 상기 제1 결합부재(330) 상에 상기 양극 연결판(310) 및 음극 연결판(320)을 감싸도록 상기 제2 결합부재(340)가 끼워진다. 이때 상기 제2 결합부재(340)의 제3 수용홀(341)에는 상기 양극 연결판(310)의 양극리드 연결부(314)가 상기 제2 결합부재(340)의 상부로 돌출되도록 수용된다. 마찬가지로 상기 제2 절연결합주재(340)의 제4 수용홀(342)에는 상기 음극 연결판(320)의 음극리드 연결부(324)가 상기 제2 결합부재(340)의 상부로 돌출되도록 수용된다. Specifically, the sealing
상기와 같이 상기 제1 결합부재(330), 제2 결합부재(340), 양극 연결판(310), 음극 연결판(320) 및 밀봉 부재(350)가 배치되면, 상기 제1 결합부재(330)와 상기 제2 결합부재(340)를 결합한다.(단계 S220) 상기 제1 결합부 재(330)의 상부면 가장자리를 따라 형성된 돌기(337)에 초음파를 가하여 상기 돌기(337)를 녹인다. 상기 돌기(337)가 녹으면서 상기 제1 결합부재(330)와 제2 결합부재(340)가 일체가 된다. 즉 용착에 의해 상기 제1 결합부재(330)와 제2 결합부재(340)가 결합된다. As described above, when the
이어서, 상기 제2 돌기부(344)의 단부에 진동 방지부재(345)를 결합한다. (단계 S230) 일실시예로서, 나사형 패스너가 상기 제2 돌기부(344)의 단부에 나사결합 된다. Subsequently, the
상기 전극 귄취체(100)를 상기 용기(200)에 삽입한다.(S30) The
상기 전극 권취체(100)를 상기 용기(200)의 개구를 통해 삽입하여 권심(120)이 상기 용기(200)의 바닥판(220) 중앙에 형성된 제1 돌출부(222)에 고정되도록 한다. 이때 상기 전극 권취체(100)의 양극 리드 및 음극 리드가 상기 용기(200)의 개구를 향하도록 한다.The
상기 단자판(300)을 상기 전극 권취체(100)가 삽입된 용기(200)에 결합한다.(S40)The
상기 단자판(300)의 양극리드 연결부 및 음극리드 연결부가 상기 양극 리드 및 음극 리드와 각각 밀착되도록 상기 단자판(300)을 상기 용기(200)에 고정한다. 상기 단자판(330) 중앙의 제2 돌출부(344)는 상기 제1 돌출부(222)와 함께 상기 전극 권취체(100)의 권심(120)을 고정하여 상기 전극 권취체(100)의 양극 리드 및 음극 리드가 상기 단자판(200)의 양극리드 연결부 및 음극리드 연결부와 각각 밀착된 상태를 유지시킨다. 상기 단자판(300)과 용기(200)는 용접, 시밍 등 다양한 방법에 의해 결합될 수 있다. 단자판(300)이 상기 용기(200)에 고정된 상태에서 상기 단자판(300)과 상기 용기(200)에 고무링과 같은 밀봉 수단을 개재하여 용기의 기밀성을 높일 수도 있음은 자명하다. The
상기 진동 방지부재(345)의 날개부(345b)는 상기 권심(120)의 내측면에 강하게 압착되어 상기 권취소자(110)의 위치를 고정한다. 따라서, 외부 진동이 가해진다 할지라도 상기 날개부와 상기 권심의 내측면 사이에 형성된 강한 마찰력에 의해 상기 단자판과 상기 권취소자 사이의 접촉불량을 방지할 수 있다.The
상기 바닥판을 통하여 상기 용기의 내부로 전해질 용액을 주입한다. (단계 S50) 도 15는 본 발명의 일실시예에 의한 전해질 용액 주입 방법을 나타내는 개념도이다.The electrolyte solution is injected into the container through the bottom plate. (Step S50) FIG. 15 is a conceptual diagram showing an electrolyte solution injection method according to an embodiment of the present invention.
도 15를 참조하면, 상기 제1 돌출부(224)에 형성된 주입구(H)의 내부로 주입 호스(800)를 삽입하여 전해질 용액(L)을 상기 용기(200)의 내부로 주입한다. 상기 바닥판(220)이 상부로 향하도록 용기를 뒤집은 채 전해질 용액의 공급이 이루어지므로 공급된 전해질 용액은 상기 권취소자와 상기 단자판의 경계면에서부터 채워진다. 이때, 용기 내부에 존재하는 공기를 포함한 내부 가스는 상기 전해질 용액에 의해 상기 바닥판을 향하여 밀려나게 되고 밀려난 내부 가스는 상기 주입구(H)와 상기 주입 호스(800) 사이의 틈을 통하여 외부로 쉽게 배출된다. 따라서, 내부가스의 배출구가 전해질 용액에 의해 막히는 것을 방지할 수 있으므로 전해질 용액의 공급시간을 현저히 줄일 수 있는 장점이 있다. Referring to FIG. 15, an
전해액 용액의 주입이 완료되면 보울트를 이용하여 상기 배출구(H)를 밀봉 함으로서 용기내부의 기밀성을 확보한다. 이때, 언급한 바와 같이 상기 보울트의 머리부의 바닥면을 2단 구조로 형성함으로써 체결후의 기밀성을 더욱 향상할 수 있다.When the injection of the electrolyte solution is completed to seal the outlet (H) using a bolt to ensure the airtightness inside the container. At this time, as mentioned, by forming the bottom surface of the head of the bolt in a two-stage structure, it is possible to further improve the airtightness after the fastening.
한편, 도시되지는 않았지만 상기 단자판(300)의 일측에 상하를 관통하여 형성된 홀에는 안전편이 구비된다. 상기 안전편은 상기 홀의 내측면에 형성된 나사산과 대응하도록 외측면에 나사산이 형성되며, 길이 방향으로 홀을 갖는다. 상기 길이 방향으로 형성된 홀에는 상기 홀을 차단하도록 금속박이 장착된다. 상기 안전편은 상기 전기에너지 저장장치(300)가 고압으로 인해 폭발하는 것을 방지하기 위한 것으로 상기 폭발 압력보다 낮은 압력에서 상기 금속박이 파단된다. Although not shown, a safety piece is provided in a hole formed to penetrate up and down on one side of the
본 발명에 의한 전기에너지 저장장치의 제조방법에 의하면, 바닥판으로부터 전해질 용액을 주입함으로써 전해질 용액이 권취소자와 단자판의 경계면으로부터 바닥판을 향하여 채워진다. 따라서, 용기 내에 이미 존재하던 내부 가스는 주입구를 통하여 용기 외부로 원활하게 배출됨으로써 전해액 공급시간을 충분히 단축할 수 있다.According to the manufacturing method of the electric energy storage device according to the present invention, the electrolyte solution is filled from the interface between the winding element and the terminal plate toward the bottom plate by injecting the electrolyte solution from the bottom plate. Therefore, the internal gas which has already existed in the container can be smoothly discharged to the outside of the container through the injection port, thereby sufficiently shortening the electrolyte supply time.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 전기에너지 저장장치 및 그 제조방법에 의하면, 권심에 삽입되는 단자판의 돌출부에 탄성체의 진동 방지부재를 형성하여 권심의 내측면에 압착시킴으로써 전기에너지 저장장치의 구동에 따른 내부압력의 증가 또는 외부로부터의 진동에 대하여 전극 권취체와 단자판의 용접부위가 이탈되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 전기에너지 저장장치의 전기적 안정성을 증대할 수 있다. As described above, according to the electrical energy storage device and a method of manufacturing the same according to a preferred embodiment of the present invention, by forming an anti-vibration member of the elastic body in the protrusion of the terminal plate inserted into the core core, the electrical energy storage by pressing the inner surface It is possible to prevent the welding portions of the electrode winding body and the terminal plate from deviating from an increase in internal pressure or vibration from the outside caused by driving of the device. Therefore, the electrical stability of the electrical energy storage device can be increased.
또한, 전해질 용액을 바닥판을 통하여 주입함으로써 용기 내부가스의 배출을원활하게 하여 전해질 용액의 주입시간을 단축할 수 있는 장점이 있다.In addition, there is an advantage that the injection time of the electrolyte solution can be shortened by injecting the electrolyte solution through the bottom plate to facilitate the discharge of the gas inside the container.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.While the foregoing has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will be able to variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. It will be appreciated.
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Legal Events
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