KR20100040968A - 전기이중층축전지 - Google Patents

전기이중층축전지 Download PDF

Info

Publication number
KR20100040968A
KR20100040968A KR1020107005245A KR20107005245A KR20100040968A KR 20100040968 A KR20100040968 A KR 20100040968A KR 1020107005245 A KR1020107005245 A KR 1020107005245A KR 20107005245 A KR20107005245 A KR 20107005245A KR 20100040968 A KR20100040968 A KR 20100040968A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
battery
laminate film
aluminum laminate
collecting
collecting electrodes
Prior art date
Application number
KR1020107005245A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101085885B1 (ko
Inventor
히로유키 와타나베
론 호리코시
Original Assignee
메이덴샤 코포레이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 메이덴샤 코포레이션 filed Critical 메이덴샤 코포레이션
Publication of KR20100040968A publication Critical patent/KR20100040968A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101085885B1 publication Critical patent/KR101085885B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-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
    • H01G11/10—Multiple hybrid or EDL capacitors, e.g. arrays or modules
    • H01G11/12—Stacked hybrid or EDL capacitors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-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
    • H01G11/66—Current collectors
    • H01G11/72—Current collectors specially adapted for integration in multiple or stacked hybrid or EDL capacitors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-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
    • H01G11/74—Terminals, e.g. extensions of current collectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-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
    • H01G11/74—Terminals, e.g. extensions of current collectors
    • H01G11/76—Terminals, e.g. extensions of current collectors specially adapted for integration in multiple or stacked hybrid or EDL capacitors
    • 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

Abstract

신뢰성 높은 전기이중층축전지는 밀봉 성능과 집전극의 특정 부분의 내구성을 증가시킴으로 얻을 수 있다. 복수의 적층된 전지로 이루어지는 축전지 본체와 상기 축전지 본체의 외부를 덮는 알루미늄라미네이트필름으로 구성된 전기이중층축전지에 있어서, 한 쌍의 집전극(12,13)이 축전지본체(1a)의 반대 부분에 구비된다. 각각의 집전극(12,13)은 축전지 본체(1a)의 측면을 따라 뻗어있는 제1절곡부(12b,13b)를 포함하고, 축전지 본체(1a)의 측면(1b)의 중앙부에서 바깥쪽으로 뻗어있는 제2절곡부(12c, 13c)를 포함한다. 집전극(12, 13)의 제2절곡부(12c, 13c)는 한 평면을 공유하고, 집전극(12, 13)의 선단부가 알루미늄라미네이트필름으로부터 바깥쪽으로 돌출되도록 알루미늄라미네이트필름으로 피복된다.

Description

전기이중층축전지{Electric double-layer capacitor}
본원발명은 전기이중층축전지에 관한 것이다.
전기이중층축전지는 전기에너지를 저장하기 위해 분극된 전극의 양극과 음극 표면이 전해질의 음이온과 양이온을 물리적으로 흡수하는 원리에 기초해 만들어진 기기이다.
이와 같은 축전지의 한 형태는 종래의 양극형전기이중층축전지(이하에서 '축전지'라고 약칭함)로서 후에 언급된 특허문헌1에 예시되어 있다.
특허문헌1의 축전지는 다음과 같은 구조를 가진다. 즉, 복수의 전지가 서로 층을 이룬다. 각각의 전지는 두 개의 집전판으로 구성되어 있는데, 각각의 집전판의 한 면에는 활성탄소전극이 접착되어 있고, 젤-전해질 필름 또는 격리판이 두 집전판 사이에 놓여서 한 단위을 이루고, 라미네이팅된 밀봉용 팩킹부재로 둘러쌓여져서 전지를 이룬다. 적층 전지의 한 단위는 두 종판 사이에 딱 맞게 끼워져서 밀봉된 구조를 지닌 축전지를 이룬다. 축전지는 두 개의 얇고 유연한 금속 판을 집전극으로 사용한다. 각 집전극은 두 종판 중 하나와 그에 관련된 집전판 사이에 놓여서 집전판과 집전극의 전기적 연결을 이룬다. 집전극들은 각각 축전지의 바깥으로 튀어나와 밀봉 구조를 이루도록 된다.
후에 언급된 특허문헌2에 설명되어 있는 종래의 다른 축전지에서 밀폐된 구조를 가지기 위해, 알루미늄라미네이트필름이 축전지의 밀봉재로 사용된다. 알루미늄라미네이트필름에 열을 가하면, 필름이 부드러워져서 축전지의 외표면에 치밀하게 달라붙어 축전지의 밀폐된 구조를 이룬다. 이 축전지에서 얇은 알루미늄 필름이 집전극으로도 이용되는 집전금속으로 쓰인다. 각 집전금속은 해당 알루미늄라미네이트필름의 내표면을 따라서 축전지의 바깥으로 튀어나오고, 튀어나온 부분의 집전금속과 알루미늄라미네이트필름은 이른바 열밀봉공정을 거친다. 이를 통해 집전금속은 밀봉된 구조를 유지하도록 축전지의 바깥으로 돌출되어진다.
특허문헌 1 : 일본특허출원공개 제 2003-217985호
특허문헌 2 : 일본특허출원공개 제 2002-313677호
특허문헌 3 : 일본특허출원공개 제 2006-024660호
전기이중층축전지가 높은 신뢰성을 얻기 위해서는 수분이나 습기를 바깥으로부터 차단해야 한다. 이와 같은 수분 차단은 양극형축전지의 경우에도 마찬가지로 필요하다. 외부의 물기를 차단하기 위해서, 위에 언급된 알루미늄라미네이트필름을 이용한 밀봉 기술이 하나의 효과적인 방법일 수 있다. 그러나 양극형축전지가 양집전극과 음집전극이 종판의 근처에서 돌출되는 구조를 가지고 있기 때문에 알루미늄라미네이트필름만 이용한 열밀봉공정은 불완전한 밀봉을 가져올 수 있다.
이와 같은 불완전한 밀봉에 대해, 위에 언급된 특허문헌3에 기술된 알루미늄라미네이트필름 열융착기술에서는 각각 상호간에 이동이 가능한 하부 크림핑 보드들에 각각 형성된 두 집전극(Collecting terminal) 수용홈들사이의 간격과 축전지로부터 튀어나와있는 한 쌍의 집전극들 사이의 간격을 맞추어서 집전극들이 집전극 수용홈들에 적절하게 끼워질 수 있다. 이 상호간의 위치 조건이 유지된 상태에서 적절한 열이 알루미늄라미네이트필름에 가해진다. 이 기술로 원치 않는 불완전한 밀봉을 피할 수 있다.
그러나 최근 몇 년간 고전압축전지의 요구조건을 맞추기 위해 유기전해질이 널리 이용되고 있다. 유기전해질을 사용하는 축전지에서 축전지의 성능을 충분히 오랜 기간 동안 유지하기 위해서는 수분 차단이 훨씬 확실하게 요구되고, 더 뛰어난 밀봉 기술이 필요하다. 구체적으로 더 확실한 수분 차단을 위해 기체 분자 상태의 물에 의해 발생하는 불완전한 용착을 막을 필요가 있다. 따라서, 위에 언급한 요구조건을 만족시키기엔 특허문헌3에 기술된 종래의 알루미늄라미네이트필름 열융착기술로는 불충분하다. 즉, 상기 요구조건을 만족시키기 위해 축전지의 구조를 개선할 뿐만 아니라 집전극(Collecting terminal)을 감싸는 부분의 구조를 개선하는 것이 필요하다.
집전극의 구조에 관해서는 불완전한 융착을 방지하고 밀봉을 확실히 하기 위해서는 집전극의 두께나 크기가 너무 크지 않게 만드는 것이 바람직하다. 그러나, 그러한 방법으로는 집전극 구조가 견고하지 않을 수 있다.
보통 집전극은 전해질이 집전극에 닿았을 때 발생하는 부식을 억제하기 위해 알루미늄으로 만들어진다. 게다가 집전극의 부피가 커서 열용량이 클 경우, 열융착공정이 집전극의 온도를 충분히 높이지 못해 원치 않은 불완전한 용착이 일어날 가능성이 높다. 따라서 집전극의 두께와 크기는 너무 크면 안된다. 그러나, 종래의 기술로는 약 0.5mm 두께의 알루미늄 판이 집전극의 부재로 사용되고, 그와 같은 종래의 집전극은 구부려짐과 반복되는 부하에 충분한 저항을 보여주지 못한다.
축전지는 그 자체의 특성상 낮은 저항을 갖고, 큰 전류가 흐르기 때문에 단면적이 5.5에서 16mm2 되는 두껍고 무거운 전선이 각각의 집전극에 연결된다. 그와 같은 두껍고 무거운 전선을 집전극에 연결하는 과정에서 구부려지는 힘이 반복적으로 집전극에 가해지고, 전선의 연결과 분리가 반복되면 그 스트레스로 인해 집전극의 구부러진 부분이 부러지는 경향이 있다. 집전극이 부러지지는 않는다 할지라도 전선의 연결과 분리로 인한 스트레스는 집전극의 변형을 불러오고 용착된 부분에 크랙을 만들어 밀봉성을 악화시킬 수 있다.
본원발명은 상기 결점들을 고려하여 밀봉 성능을 개선하고 집전극의 문제의 부분의 기계적 내구성을 증가시킨 전기이중층축전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 문제점들을 해결한 청구항 1에 정의된 전기이중층축전지는 복수의 전지들이 적층된 축전지 본체와 상기 축전지 본체 외부를 둘러싸는 알루미늄라미네이트필름을 포함하고, 상기 축전지 본체의 대향된 반대편에 배치된 집전극판들과 각각 접촉하도록 구비된 한쌍의 집전극들을 가지며; 각각의 집전극은 상기 축전지 본체의 두께 방향으로 상기 축전지 본체의 측면을 따라서 절곡되면서 연장된 제1절곡부와 상기 축전지 본체의 측면의 중앙에서 수직으로 외부로 절곡되면서 연장된 제2절곡부를 구비하고; 상기 한 쌍의 집전극들의 제2절곡부들은 동일한 평면상에 위치되고, 상기 한 쌍의 집전극들의 선단부가 상기 알루미늄라미네이트필름으로부터 바깥쪽으로 돌출되도록 상기 알루미늄라미네이트필름에 의해 피복되는 것을 특징으로 한다.
상기 문제점들을 해결한 청구항 2에 정의되어 있는 전기이중층축전지는 청구항 1의 축전지에 있어서, 그에 더하여 제2절곡부의 뿌리 부분이 알루미늄라미네이트 필름 위에 플라스틱 지지체가 적용되는 것을 특징으로 한다.
상기 문제점들을 해결한 청구항 3에 정의되어 있는 전기이중층축전지는 청구항 1 또는 2의 축전지에 있어서, 그에 더하여 각각의 제1절곡부가 절연 피복재로 피복되는 것을 특징으로 한다.
상기 문제점들을 해결한 청구항 4에 정의되어 있는 전기이중층축전지는 청구항 1 내지 3의 축전지에 있어서, 그에 더하여 알루미늄라미네이트필름으로 씌워질 제2절곡부들의 부분들이 먼저 내열성 수지를 기저층으로 하는 각각의 용착필름으로 피복되고나서, 상기 집전극들은 상기 각각의 용착필름을 통해 알루미늄라미네이트필름으로 피복되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 밀봉 성능과 집전극의 문제의 부분의 내구성이 개선될 수 있다. 결과적으로 전기이중층축전지의 신뢰성이 높아질 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전기이중층축전지의 일실시예에 대한 모식적 측 단면도이다.
도 2는 집전극을 축전지 본체에 연결하는 방법을 보여주는 도 1의 전기이중층축전지의 사시도이다.
도 3a는 도 1의 전기이중층축전지의 집전극의 한 예에 대한 사시도이다.
도 3b는 도 3a의 집전극의 단면도이다.
도 4a는 도 1의 전기이중층축전지의 집전극의 또 다른 실시예에 대한 사시도이다.
도 4b는 도 4a의 집전극의 단면도이다.
도 5는 알루미늄라미네이트필름을 축전지 본체에 피복하는 방법을 보여주는, 도 1의 전기이중층축전지에 대한 사시도이다.
도 6은 알루미늄라미네이트필름으로 축전지 본체를 밀봉하는 방법을 보여주는 도 1의 전기이중층축전지의 사시도이다.
도 7a는 본 발명에 따른 전기이중층축전지의 또 다른 실시예에 대한 모식적 측면도이다.
도 7b는 도 7a의 실시예에 대한 모식적 정면도이다.
이하에서, 본 발명에 따른 전기이중층축전지의 실시예들을 도 1 내지 7b를 참조하여 설명할 것이다.
제1 실시예
도 1은 본 발명에 따른 전기이중층축전지의 실시예에 대한 모식적 측면 단면도이다.
상기 전기이중층축전지(이하에서 "축전지"라고만 칭함)(1)는 양극형이고, 도 1에서 보면 라미네이팅 구조를 지니고 분극기판(5)에 의해 서로 적층된 복수의 전지(4)로 구성되어 있다. 각각의 전지(4)는 이온이 통과하도록 되어있는 평판의 격리판(2)과 이를 사이에 끼고 있는 두 개의 활성탄소전극(3)으로 구성되어 있다. 도 1에 나타낸 축전지는 세 층의 전지(4)를 가지는 축전지의 한 예이다. 각각의 전지(4) 외부는 전지(4)에 담긴 전해질의 누출을 방지하기 위해 팩킹 또는 팩킹부재(6)가 배치되어 있다. 팩킹부재(6)는 밀봉부재인 동시에 인접한 전지(4)의 절연부재로서의 역할도 한다. 전지(4)를 쌓기 위해, 필요한 내전압(단일 전지의 내전압은 약 2.5V이다)을 만족하는 특정한 갯수의 전지(4)와 팩킹부재(6)가 교호로 적층되어 한 단위를 이루고, 평판의 집전극판(7,8)이 각 단위의 양 끝부분에 이어져 있고, 적층된 전지(5)와 집전극판(7,8)이 두 개의 평판 종판(9) 사이에 단단하게 고정되어 밀폐된 구조가 완성된다. 머리 달린 나사(11)가 종판(9)으로부터 전지(4)가 쌓여진 방향으로 뻗어 있는 플라스틱 스페이서(10)로 조여진다.
적층형 축전지의 경우 전선을 금속전극의 끝표면의 집전극으로 연결하는 것은 단위내 연쇄적인 연결을 가져오고, 이 경우 축전지는 (단위 전지당 내전압) x (적층 수)의 내전압(Withstand voltage)을 갖는다. 제조를 위해 종래의 테이크업 방법을 사용하는 같은 용량을 갖는 축전지와는 달리 적층형 축전지의 경우 연쇄적인 연결을 위해 단위내 설치되어야 하는 케이블을 사용할 필요가 없고, 따라서 소형 구조를 가지면서 높은 내전압을 갖도록 설계될 수 있고 차지하는 공간을 줄일 수 있다.
축전지(1)의 집적구조에 있어서, 각각의 집전극판(7,8)과 종판(9) 중 하나 사이에 끼여있는 집전극(12,13)이 있다. 집전극판(7,8)과 종판(9) 사이에 작용하는 가압력의 도움을 받아 집전극(12,13)에 집전극판(7,8)을 닿게 하는 것을 통해 전자들이 이동할 수 있게 된다. 축전지 본체(1a)는 상기 구조를 가진다. 축전지 본체(1a)를 덮는 바깥 덮개로 수분 차단용으로 알루미늄라미네이트필름(14)이 사용된다. 알루미늄라미네이트필름(14)의 용착접합부(14a)로부터 바깥쪽으로 집전극(12,13)의 한 부분(예를 들어, 도면에서 13c로 표시된 부분)을 끌어냄으로써 외부와의 축전지의 전기적 연결이 이루어진다. 알루미늄라미네이트필름(14)은 알루미늄을 기층으로하고, 가교결합된 레진인 PET로 만들어진 외부보호막과 열가소성 수지인 폴리에틸렌으로 만들어진 내부 증착층으로 이루어져 있다.
도 2에서와 같이 집전극(12,13)은 크랭크 모양의 단면을 가진다. 정확하게는 집전극은 집전극판(7,8)과 그와 대응하는 종판(9)사이에 끼워지는 기저부(12a, 13a)와 상기 기저부(12a, 13a)에서부터 구부려져서 측면(1b) 방향으로, 즉, 축전지 본체(1a)의 두께 방향으로(즉, 전지(4)가 쌓여진 방향) 절곡된 제1절곡부(12b, 13b), 그리고, 상기 제1절곡부(12b, 13b)로부터 축전지 본체(1a) 측 표면 두께의 수직 중앙부에서 축전지 본체(1a)의 외부로 확장되도록 절곡된 제2 절곡부(12c, 13c)가 있다.
축전지 본체(1a)의 한쪽 측면(1b)에 집전극(12, 13)의 기저부(12a, 13a)가 각각 집전극판(7,8)과 그에 대응하는 종판(9) 사이에 끼워져서 제2절곡부(12c, 13c)와 같은 평면을 공유하게 된다. 즉, 종판(9) 부근에서 돌출되는 집전극(12, 13)은 그 제2절곡부(12c, 13c)와 같은 평면을 공유하게 된다. 이와 같은 집전극의 구조에서는 알루미늄라미네이트필름(14)이 평판 열 프레스바에 의해 처리되는 후술하는 밀봉 방법이 상기 양극형의 축전지에 적용될 수 있다. 결과적으로 밀봉이 개선되고 축전지(1)의 신뢰성이 향상된다.
게다가 도 3a와 3b에서 보는 바와 같이 원할 경우 집전극(12, 13)의 제1절곡부(12b, 13b)는 절연 피복재(21)로 씌워질 수 있다. 즉, 집전극(12, 13)의 제1절곡부(12b, 13b)와 전지(4)의 측면, 좀더 구체적으로는 팩킹부재(6)의 측단부면 사이의 절연 피복재(21)로 인해 진공 밀폐된 구조가 알루미늄라미네이트필름(14)에 의해 제공되고, 집전극(12, 13)이 팩킹부재(6)와 접촉하게 되더라도 팩킹부재(6)의 절연성능은 영향받지 않게 된다. 결과적으로 축전지(1)의 신뢰성이 향상된다. 절연 피복재(21)로는 폴리테트라클로로에틸렌으로 만들어진 접착테이프가 사용된다.
게다가 도 4a와 4b에서 보는 바와 같이, 바람직하게는, 내열성의 용착 필름(22)이 알루미늄라미네이트필름(14)이 용착되기 전에 먼저 집전극(12,13)의 제2절곡부(12c, 13c)의 대향면에 적용될 수 있다. 상기 용착 필름(22)으로는 내열성의 가교결합된 폴리올레핀을 기저층으로 하고 그 양면에 용착층이 부가되는 3층의 필름이 이용되어진다. 이와 같은 내열성 용착 필름을 사용하는 이유는 축전지(1)의 열용량이 커질 경우 열원에 의해 발생되는 열의 양을 증가시킬 필요가 있기 때문이다. 즉, 용착 필름에는 높은 내열성이 요구된다. 이에 따라, 축전지(1)의 열용량이 증가하는 것에 맞추어 용착 과정에서의 열의 양이 증가하더라도, 고열에 강한 용착 필름(22)이 집전극(12,13)과 알루미늄라미네이트필름(14)이 용착되는 순간에 원치 않게 녹는 것이 억제된다.
따라서, 진공-밀봉 구조의 신뢰성이 향상되고 축전지(1)의 신뢰성도 향상된다.
물론, 도 3a와 3b, 도 4a와 4b의 구조를 포함하는 구조, 더 명확하게는 집전극(12,13)의 제1절곡부(12b, 13b)가 각각 절연 피복재(21)로 덮이는 구조와 제2절곡부(12c, 13c)의 소정 부분이 용접되기 전에 먼저 내열성이 큰 용착 필름(22)으로 씌워지는 구조 또한 이 발명에서 동시에 쓰일 수 있다.
집전극(12,13)의 소정 부분을 알루미늄라미네이트필름(14)으로 밀봉 용착하는 것에 관해 도 5와 6을 참조하여 설명할 것이다. 집전극(12,13)은 기저부(12a, 13a)가 집전극판(7,8)과 그에 대응하는 종판(9) 사이에 끼워지고, 집전극의 끝 부분을 형성하는 제2절곡부(12c, 13c)가 축전지 본체(1a)에서 바깥쪽으로 튀어나와 있도록 구성되어 있다. 제2절곡부(12c, 13c)에는 위에 언급된 열 용착 필름(22)이 먼저 씌워진다. 한편, 알루미늄라미네이트필름(14)이 용착접합부(14b)에서 용착되어져서 양 쪽이 열려있는 관 모양의 부재를 형성한다.
그 다음, 이제는 관 모양이 된 알루미늄라미네이트필름(14) 속에 집전극(12,13)이 연결된 축전지 본체(1a)가 삽입된다. 그 다음 집전극(12,13)에서 열 용착 필름(22)이 연결된 부분과 관 모양의 알루미늄라미네이트필름(14)의 열려있는 한쪽 끝부분이 열 용착되어 용착접합부(14a)를 형성한다. 이것으로 집전극(12,13)의 끝 부분만 관 모양의 알루미늄라미네이트필름(14)으로부터 바깥쪽으로 튀어나오게 된다.
열 용착 필름(22)이 접합된 집전극(12,13)과 서로 짝지어진 관 모양의 알루미늄라미네이트필름(14)의 열려있는 부분을 열 용착시키려면 두 개의 평판 열 프레스바가 사용되어 상기 짝지어진 부분에 가압력을 주어 용착을 하게 된다. 이것으로 집전극(12,13)과 알루미늄라미네이트필름(14)이 일체화된다.
열 프레스바는 편평하고 평행한 가열가압 표면을 가지고 있고, 각각의 열 프레스바는 집전극들(12,13)이 닿는 부분에 {(집전극(12,13)의 두께) + (열 용착 필름(22)의 기저층의 두께) + (열 용착 필름(22)의 열 용착층들의 두께)} x 0.5로 계산되는 리세스를 가진다. 이와 같이 하여 집전극(12,13)이 열용착되는 순간 용착되는 부분의 두께가 정밀하게 조절되고 밀봉된 부분의 열 용착 내구성이 확실하게 얻어진다. 따라서 라미네이트필름(14)의 밀봉 성능이 향상되고 축전지(1)의 신뢰성은 향상된다.
그 다음, 가압 용착을 통해 일체화된 집전극(12,13)과 알루미늄라미네이트필름(14)은 상기 열 프레스바와 비슷한 모양의 냉각 바나 또는 그중 하나가 실리콘패드로 된 냉각바에 의해 즉시 냉각된다. 이 냉각은 알루미늄라미네이트필름(14)의 위치 탈선을 억제하기 위한 것이다. 열용착된 부분을 짧은 시간내 냉각하면, 용융된 용착 필름(22)의 집전극(12,13) 표면상의 이동을 방지할 수 있고, 따라서 열용착된 부분의 내구성이 향상되고 축전지(1)의 신뢰성이 향상된다.
다음으로 진공 밀봉기를 이용하여 관모양 알루미늄라미네이트필름(14)의 반대 끝 쪽 열려있는 부분(즉, 집전극(12,13)이 용착된 부분의 반대 쪽의 열려있는 부분)으로부터 에어블리딩이 적용되고, 순간적인 가열과 냉각이 순차로 열려있는 끝 부분에 가해져서 축전지 본체(1a)가 알루미늄라미네이트필름(14) 안에서 밀폐된 혹은 진공밀봉된 구조를 갖게 된다.
제 2실시예
도 7a와 7b는 본 발명의 전기이중층축전지의 또 다른 실시예의 모식적 도면들이다. 도 7a는 측면도이고, 도 7b는 정면도이다. 이 실시예에서의 축전지는 제 1실시예의 축전지보다 높은 신뢰성을 갖도록 설계되었다. 기본적인 구조는 제 1실시예에서와 거의 같다. 따라서 이후의 설명에서 제 1실시예와 같은 부분은 생략할 것이고 같은 구성요소는 같은 부호로 나타낼 것이다.
제 1실시예에서 언급된 바와 같이 집전극(12,13)을 크랭크모양으로 만들기 위해 절곡공정이 사용되고, 제2절곡부(12c, 13c)의 뿌리 부분(혹은 절곡 부분)은 쉽게 스트레스를 받는다. 나아가 집전극(12,13)이 외부의 전선과 연결되기 때문에 집전극(12,13)은 외부 전선이 연결될 때에 어느 정도의 스트레스를 받게 된다. 집전극(12,13)은 두께가 0.5mm정도로 매우 얇은 부재이다. 따라서 집전극(12,13)이 반복적으로 외부의 스트레스에 노출되면 제2절곡부(12c, 13c)의 뿌리 부분(혹은 절곡 부분)이 부러지는 경향이 있다.
따라서, 본 실시예에서의 축전지는 제 1실시예에서의 축전지와 비교했을 때 집전극(12,13)이 각각 외부의 스트레스에 대해 향상된 내구성을 갖도록 설계되었다. 즉, 본 제 2실시예에서는 외부의 스트레스가 크게 작용하는 제2절곡부(12c, 13c)의 뿌리 부분에 플라스틱 지지체(23)가 알루미늄라미네이트필름(14) 위에 더해진다. 더 명확하게는 상기 플라스틱 지지체(23)는 각각 삼각형의 단면을 가지고 있고, 집전극(12,13)이 바깥쪽으로 튀어나온 알루미늄라미네이트필름(14)의 용착접합부에서 집전극(12,13)의 양면이 플라스틱 지지체(23)에 의해 완전히 수직방향으로 놓일 수 있게끔 되어 있다. 각각의 플라스틱 지지체(23)의 삼각형의 저면(즉, 축전지(1)의 측면을 따라 뻗어있는 면)의 길이는 5 내지 10mm이다.
플라스틱 지지체(23)의 재료는 구석진 곳(corners)에 코팅될 수 있고 경화될 수 있는 액체 물질로 되어 있는 수지류에서 자유롭게 선택될 수 있고, 경화된 물질은 알루미늄라미네이트필름(14)과 단단히 고정될 수 있는 특성을 갖는다. 즉, 위의 조건이 충족하는 한 다양한 소재가 사용될 수 있다. 즉, 예를 들어, 섭씨 120도에서 액체 상태가 되는 EVA 시스템의 핫멜트 접착제나 상온에서 경화될 수 있는 에폭시 접착제 등이 플라스틱 지지체의 재료로 쓰일 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이 외부의 스트레스가 집중되는 집전극(12,13)의 제2절곡부(12c, 13c)에 플라스틱 지지체(23)가 붙여진다. 따라서 뿌리 부분에 외부 스트레스가 가해지더라도 에너지가 분산되어 집전극(12,13)의 내구성이 크게 향상된다. 따라서 부러짐으로 인해 전류의 흐름에 단락이 생길 가능성이 줄어들고 축전지(1)의 신뢰성이 향상된다.
본 발명에 따른 전기이중층축전지에서 내부의 구조에 쓰이는 재료들은 공지의 재료들로 쓰일 수 있다. 예를 들어, 극전극은 활성탄소전극일 수 있고, 전해질은 유기용매와 암모늄염 또는 이온성 액체의 혼합 용액일 수 있다. 격리판은 섬유질 시스템이나 폴리올레핀 시스템으로부터 제조될 수 있고, 팩킹부재는 내용제성의 고무로 만들어 질 수 있고, 집전극은 알루미늄으로 만들어질 수 있다.
본원 발명은 적층 양극형의 전기이중층축전지에 특히 적합하다.
1 : 전기이중층축전지
2 : 격리판
3 : 활성탄소전극
4 : 전지
5 : 분극기판
6 : 팩킹부재
7,8 : 집전극판
9 : 종판
10 : 스페이서
11 : 머리달린나사
12, 13 : 집전극
14 : 알루미늄라미네이트필름
21 : 절연 피복재
22 : 용착 필름
23 : 플라스틱 지지체

Claims (4)

  1. 복수의 전지들이 적층된 축전지 본체와 상기 축전지 본체 외부를 둘러싸는 알루미늄라미네이트필름을 포함하고,
    상기 축전지 본체의 대향된 반대편에 배치된 집전극판들과 각각 접촉하도록 구비된 한쌍의 집전극들을 가지며;
    각각의 집전극은 상기 축전지 본체의 두께 방향으로 상기 축전지 본체의 측면을 따라서 절곡되면서 연장된 제1절곡부와 상기 축전지 본체의 측면의 중앙에서 수직으로 외부로 절곡되면서 연장된 제2절곡부를 구비하고;
    상기 한 쌍의 집전극들의 제2절곡부들은 동일한 평면상에 위치되고, 상기 한 쌍의 집전극들의 선단부가 상기 알루미늄라미네이트필름으로부터 바깥쪽으로 돌출되도록 상기 알루미늄라미네이트필름에 의해 피복되는 것을 특징으로 하는 전기이중층축전지.
  2. 제1항에 있어서,
    각각의 상기 제2절곡부의 뿌리 부분에 플라스틱 지지체가 상기 알루미늄라미네이트필름 위에 적용된 것을 특징으로 하는 상기 전기이중층축전지.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    각각의 제1절곡부가 절연 피복재로 피복된 것을 특징으로 하는 상기 전기이중층축전지.
  4. 제 1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2절곡부중 상기 알루미늄라미네이트필름으로 피복될 부분에 먼저 내열성 수지를 기저층으로 하는 용착 필름이 피복되고나서, 상기 집전극들이 상기 용착 필름을 통하여 상기 알루미늄라미네이트필름으로 피복되는 것을 특징으로 하는 상기 전기이중층축전지.
KR1020107005245A 2007-09-06 2008-08-29 전기이중층축전지 KR101085885B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2007-231269 2007-09-06
JP2007231269A JP5034794B2 (ja) 2007-09-06 2007-09-06 電気二重層キャパシタ
PCT/JP2008/065548 WO2009031470A1 (ja) 2007-09-06 2008-08-29 電気二重層キャパシタ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100040968A true KR20100040968A (ko) 2010-04-21
KR101085885B1 KR101085885B1 (ko) 2011-11-23

Family

ID=40428789

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020107005245A KR101085885B1 (ko) 2007-09-06 2008-08-29 전기이중층축전지

Country Status (8)

Country Link
US (1) US8358496B2 (ko)
EP (1) EP2197008A4 (ko)
JP (1) JP5034794B2 (ko)
KR (1) KR101085885B1 (ko)
CN (1) CN101816053B (ko)
RU (1) RU2439732C2 (ko)
TW (1) TWI464763B (ko)
WO (1) WO2009031470A1 (ko)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010026093A1 (de) * 2010-07-05 2012-01-05 Li-Tec Battery Gmbh Galvanische Zelle
WO2014007670A1 (ru) * 2012-07-04 2014-01-09 Общество С Ограниченной Ответственностью "Товарищество Энергетических И Электромобильных Проектов" Электрод конденсатора с двойным электрическим слоем
JP5395974B1 (ja) * 2013-05-24 2014-01-22 太陽誘電株式会社 電気化学デバイス用電極、電気化学デバイス及び電気化学デバイス用電極の製造方法
WO2015098865A1 (ja) * 2013-12-26 2015-07-02 新神戸電機株式会社 キャパシタ
US9520243B2 (en) * 2014-02-17 2016-12-13 Korea Institute Of Energy Research Method of manufacturing flexible thin-film typer super-capacitor device using a hot-melt adhesive film, and super-capacitor device manufactured by the method
US10770699B2 (en) * 2014-04-21 2020-09-08 The Regents Of The University Of California Stable bromine charge storage in porous carbon electrodes using tetraalkylammonium bromides for reversible solid complexation
US20160232487A1 (en) * 2015-02-11 2016-08-11 Ben Yonker Package Delivery System, Service, Method and Application

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3323026A (en) * 1964-07-29 1967-05-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd Slug-type titanium wet electrolytic capacitors
JPS62232113A (ja) * 1986-03-31 1987-10-12 株式会社村田製作所 電気二重層コンデンサ
JPH0265003A (ja) 1988-05-16 1990-03-05 Asahi Chem Ind Co Ltd 感圧導電素子
JPH04240708A (ja) 1991-01-25 1992-08-28 Nec Corp 電気二重層コンデンサ
JP2908101B2 (ja) 1992-01-28 1999-06-21 日本カーボン株式会社 人造黒鉛電極の梱包体
JPH0669080A (ja) 1992-08-21 1994-03-11 Murata Mfg Co Ltd 電気化学装置
RU2038657C1 (ru) 1992-10-16 1995-06-27 Научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический аккумуляторный институт Химический источник тока
JP2891969B2 (ja) * 1997-06-30 1999-05-17 日本電気株式会社 機器筐体の絶縁取付構造
EP1043744B1 (en) * 1997-12-18 2006-04-19 Nauchno-Proizvodstvennoe Predpriyatie "EKSIN" Capacitor with dual electric layer
DE60005844T2 (de) * 1999-03-26 2004-08-19 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Kadoma Laminat-hülsen-typ-batterie
JP3422745B2 (ja) 2000-02-28 2003-06-30 エヌイーシートーキン株式会社 電気二重層コンデンサ
JP4085595B2 (ja) 2001-04-13 2008-05-14 株式会社明電舎 電気二重層キャパシタの組立方法
JP3575476B2 (ja) 2001-09-17 2004-10-13 日産自動車株式会社 組電池
EP1294032B1 (en) * 2001-09-17 2005-10-19 Nissan Motor Co., Ltd. Assembled battery
JP2003217986A (ja) 2002-01-23 2003-07-31 Meidensha Corp 積層型電気二重層キャパシタ
JP2003217985A (ja) 2002-01-23 2003-07-31 Meidensha Corp 積層型電気二重層キャパシタ
JP3920670B2 (ja) * 2002-03-14 2007-05-30 三洋電機株式会社 固体電解コンデンサ
JP4339556B2 (ja) 2002-07-05 2009-10-07 三菱電機株式会社 ガス絶縁開閉装置
CN100573759C (zh) * 2003-01-30 2009-12-23 威盛电子股份有限公司 叠层电容器的工艺与结构
JP2004319098A (ja) * 2003-04-11 2004-11-11 Sii Micro Parts Ltd 電気化学セル及びその製造方法
US20040224226A1 (en) * 2003-04-11 2004-11-11 Morinobu Endo Electrochemical cell and production method therefor
JP2005183556A (ja) * 2003-12-18 2005-07-07 Sii Micro Parts Ltd 平板型電気化学セル
JP2005277346A (ja) * 2004-03-26 2005-10-06 Nec Tokin Corp 電気二重層コンデンサ及びその製造方法
JP4415776B2 (ja) * 2004-07-07 2010-02-17 株式会社明電舎 積層型電気二重層キャパシタのアルミラミネートフィルム熱溶着装置
JP4529634B2 (ja) * 2004-10-22 2010-08-25 パナソニック株式会社 電気二重層キャパシタ
WO2006068291A1 (ja) 2004-12-21 2006-06-29 Teijin Limited 電気二重層キャパシタ
US7440258B2 (en) * 2005-03-14 2008-10-21 Maxwell Technologies, Inc. Thermal interconnects for coupling energy storage devices
JP2006278263A (ja) * 2005-03-30 2006-10-12 Fuji Heavy Ind Ltd 蓄電体及びそのパッケージ構造
JP3987860B2 (ja) 2005-04-13 2007-10-10 株式会社パワーシステム 蓄電システム
JP2006303269A (ja) 2005-04-22 2006-11-02 Mitsubishi Electric Corp 電気二重層キャパシタ及び電気二重層キャパシタモジュール
JPWO2007004467A1 (ja) * 2005-06-30 2009-01-29 日清紡績株式会社 電気二重層キャパシタ
JP4736694B2 (ja) 2005-10-12 2011-07-27 パナソニック株式会社 ケースモールド型コンデンサ
WO2008061212A2 (en) * 2006-11-15 2008-05-22 Energ2, Inc. Electric double layer capacitance device

Also Published As

Publication number Publication date
KR101085885B1 (ko) 2011-11-23
CN101816053A (zh) 2010-08-25
TWI464763B (zh) 2014-12-11
JP5034794B2 (ja) 2012-09-26
EP2197008A4 (en) 2017-09-27
RU2010108644A (ru) 2011-10-20
US8358496B2 (en) 2013-01-22
CN101816053B (zh) 2012-02-22
RU2439732C2 (ru) 2012-01-10
EP2197008A1 (en) 2010-06-16
US20110116211A1 (en) 2011-05-19
JP2009064946A (ja) 2009-03-26
TW200926228A (en) 2009-06-16
WO2009031470A1 (ja) 2009-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100879893B1 (ko) 실링부의 안전성이 향상된 이차전지
KR100891078B1 (ko) 안전성과 용량이 증가된 리튬 이차전지
KR100894409B1 (ko) 전지케이스에　분리막을 고정시켜 안전성을 향상시킨이차전지
KR101085885B1 (ko) 전기이중층축전지
KR101005448B1 (ko) 필름 외장 전기 디바이스
US6650531B2 (en) Laminated electric double layer capacitor module
WO2011089965A1 (ja) シート状二次電池及びその製造方法
KR101229228B1 (ko) 수분 차단성이 향상된 이차전지
TWI389368B (zh) Laminated secondary battery
CN113178656B (zh) 电池模组
US9048463B2 (en) Pouch-cell battery arrangement and corresponding production method and use
KR101306190B1 (ko) 절연성이 향상된 이차전지
KR101652653B1 (ko) 전지 모듈 및 조전지
KR101011807B1 (ko) 개선된 구조의 상단 실링부를 포함하고 있는 이차전지
US11600844B2 (en) Solid-state battery cell and solid-state battery module
WO2018224401A1 (en) Electrode assembly for a battery module
JP4078892B2 (ja) 電池接続構造体
JP2001155973A (ja) 電気二重層キャパシタ
KR20180072087A (ko) 장변 부위에 결합된 전극 리드를 포함하는 전극조립체
JP2001196278A (ja) ゲル状電解質型積層電気二重層キャパシタ
KR100948849B1 (ko) 리튬 이온 폴리머 전지의 시일 방법
JP2524775B2 (ja) 密閉鉛電池の製造方法
JP2022003625A (ja) 蓄電装置
JP2022037493A (ja) 蓄電装置
CN116111297A (zh) 全固体电池

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140922

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151106

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161104

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171103

Year of fee payment: 7

LAPS Lapse due to unpaid annual fee