KR20100040969A - 적층형전기이중층축전지 - Google Patents

적층형전기이중층축전지 Download PDF

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KR20100040969A
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Abstract

본 발명의 적층형전기이중층축전지는 축전지 단위, 알루미늄라미네이트필름, 및 집전극을 포함한다. 상기 축전지 단위는 가압판 및 상기 가압판 내부에 위치한 집전체판을 포함한다. 알루미늄라미네이트필름은 축전지 단위를 감싸고, 축전지 단위의 옆표면에 구멍을 형성하고 그를 둘러싸는 주변부를 포함한다.
집전극은 L자 모양이고, 집전체판과 맞닿아 있는 접촉부와, 상기 접촉부와 수직이고, 적어도 부분적으로 알루미늄라미네이트필름의 구멍으로 노출되어 있고, 외부 회로와 연결되는 터미널부분을 포함하며, 상기 터미널 부분은 알루미늄라미네이트 필름에 열 용착된다.

Description

적층형전기이중층축전지{Stacked electric double layer capacitor}
본 발명은 적층형전기이중층축전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 적층형전기이중층축전지의 집전극(Current collector terminals)에 관한 것이다.
일본국 특허출원공개공보 제2006-24660호는 적층형전기이중층축전지에 대해 개시하고 있다. 이 적층형전기이중층축전지는 집전극을 통하여 전기 에너지가 축적되거나 방출되며, 복수의 직렬 연결된 전지로 구성된 축전지 단위를 포함한다.
도 7 내지 9는 적층형전기이중층축전지의 상세 구조를 나타내고 있다. 도 7은 적층형전기이중층축전지의 사시도이다. 도 8은 도 7의 축전지 단위를 화살표 B의 방향에서 바라본 측면도이고, 집전극은 도시되지 않았다. 도 9는 도 8에서 이점쇄선내의 C 부분의 구조를 보여주는 확대도이다.
도 7에서 보는 바와 같이, 축전지 단위(10)는 알루미늄라미네이트필름(20)으로 덮여 있고, 내부는 진공 상태이고, 두 집전극(30)에서 끌어내어진 터미널부분(30c)은 열 용착부(21)로 열 용착되었다. 상기 집전극(30)은 가압판(50) 내부에 위치한 집전체판과 접촉해 있다.
도 8 및 9에서 보는 바와 같이, 집전극(30)은 가압판(50) 내부에 위치한 집전체판과 맞닿아 있는 접촉부(30a); 상기 접촉부(30a)와 수직이면서 축전지 단위(10)의 측면으로 수직으로 절곡된 부분(30b); 및 상기 부분(30b)에 대해 수직으로 절곡된, 즉, 접촉부(30a)과 평행인 터미널 부분(30c)을 포함한다. 터미널부분(30c)은 도시되지 않은 외부 회로와 연결된다.
도 8 및 9에서 보는 바와 같이, 종래의 집전극(30)은 축전지 단위(10)에서 튀어 나온 터미널 부분(30c)이 있어서 많은 공간을 차지한다. 따라서 축전지가 사용된 기기도 또한 커져야 한다는 단점이 있다.
한편으로, 종래의 집전극(30)의 터미널 부분(30c)이 튀어 나옴으로 인해, 축전지가 충전된 상태에서 다루어질 때 집전극(3)이 무엇인가에 닿아 합선이 되지 않도록 주의할 필요가 있다.
본 발명은 상기 문제점을 개선하기 위해 이루어진 것이다. 본 발명의 목적은 집전극의 모양을 개선하여 적층형전기이중층축전지가 작은 공간을 차지하고, 다루는 데 있어 더욱 안전성을 갖도록 하는 데 있다.
본 발명의 적층형전기이중층축전지는 가압판 및 상기 가압판 내부에 위치한 집전체판을 포함하는 축전지 단위: 상기 축전지 단위를 감싸고 상기 축전지단위의 측면에 위치되는 하나의 구멍을 감싸는 주변부를 포함하는 알루미늄라미네이트 필름: 및 L자 모양의 집전극을 포함하고, 상기 L자 모양의 집전극은 집전체판과 접촉하는 접촉부 및 상기 접촉부와 수직을 이루는 터미널 부분을 포함하고, 상기 터미널부분의 적어도 한 부위가 상기 알루미늄라미네이트필름의 구멍을 통해 노출되어 외부 회로와 연결되고, 상기 터미널부분은 상기 알루미늄라미네이트필름과 열용착되는 것을 특징으로 한다.
상기 터미널 부분은 외부 회로와의 연결을 위해 나사 구멍을 포함할 수 있다. 상기 터미널 부분은 외부 회로와의 연결을 위해 소켓 구멍을 포함할 수 있다. 상기 알루미늄라미네이트필름 안쪽 터미널 부분주위에는 연성 부재가 적용될 수 있고, 이 연성부재는 축전지 단위의 옆 표면이 평평하도록 터미널 부분과 같은 두께를 갖는다.
이하에서 설명되는 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 적층형전기이중층축전지는 종래의 돌기형이 아닌 매립형(Embedded type) 집전극을 갖추어 사용공간을 줄이고, 사용에 있어 안전성을 높였다.
도 1a는 본 발명의 제 1실시예에 따른 적층형전기이중층축전지의 도 7의 화살표 A의 방향과 비슷한 방향에서 본 측면도이다.
도 1b는 도 7의 화살표 B의 방향과 비슷한 방향에서 본 제 1실시예에 따른 적층형전기이중층축전지의 측단면도이고, 도 9와 상응하는 부분이다.
도 2a는 본 발명의 제 2실시예에 따른 적층형전기이중층축전지의 도 7의 화살표 A의 방향과 비슷한 방향에서 본 측면도이다.
도 2b는 도 7의 화살표 B의 방향과 비슷한 방향에서 본 제 2실시예에 따른 적층형전기이중층축전지의 측단면도이고, 도 9와 상응하는 부분이다.
도 3a는 본 발명의 제 3실시예에 따른 적층형전기이중층축전지의 도 7의 화살표 A의 방향과 비슷한 방향에서 본 측면도이다.
도 3b는 도 7의 화살표 B의 방향과 비슷한 방향에서 본 제 3실시예에 따른 적층형전기이중층축전지의 측단면도이고, 도 9와 상응하는 부분이다.
도 4a는 본 발명의 제 4실시예에 따른 적층형전기이중층축전지의 도 7의 화살표 A의 방향과 비슷한 방향에서 본 측면도이다.
도 4b는 도 7의 화살표 B의 방향과 비슷한 방향에서 본 제 4실시예에 따른 적층형전기이중층축전지의 측단면도이고, 도 9와 상응하는 부분이다.
도 5a는 본 발명의 제 5실시예에 따른 적층형전기이중층축전지의 도 7의 화살표 A의 방향과 비슷한 방향에서 본 측면도이다.
도 5b는 도 7의 화살표 B의 방향과 비슷한 방향에서 본 제 5실시예에 따른 적층형전기이중층축전지의 측면 단면도이고, 도 9와 상응하는 부분이다.
도 6a는 본 발명의 제 6실시예에 따른 축적형전기이중층축전지의 도 7의 화살표 A의 방향과 비슷한 방향에서 본 측면도이다.
도 6b는 도 7의 화살표 B의 방향과 비슷한 방향에서 본 제 6실시예에 따른 적층형전기이중층축전지의 측단면도이고, 도 9와 상응하는 부분이다.
도 7은 종래의 적층형전기이중층축전지의 사시도이다.
도 8은 도 7의 화살표 B 방향에서 본 종래의 적층형전기이중층축전지의 측면도이다.
도 9는 도 8에서 이점쇄선으로 둘러싸인 C 부분의 구조를 보여주는 확대도이다.
이하에서 설명되는 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 적층형전기이중층축전지는 종래의 돌기형이 아닌 매립형(Embedded type) 집전극을 갖추어 사용공간을 줄이고, 사용에 있어 안전성을 높였다.
제1 실시예
도 1a와 1b는 본 발명의 제 1실시예에 따른 적층형전기이중층축전지를 나타낸다. 이 실시예에서, 집전극(3)은 L자모양이다. 도 1a는 본 발명의 제 1실시예에 따른 적층형전기이중층축전지의 도 7의 화살표 A의 방향과 비슷한 방향에서 본 측면도이다. 도 1b는 도 7의 화살표 B의 방향과 비슷한 방향에서 본 제 1실시예에 따른 적층형전기이중층축전지의 측단면도이고, 도 9와 상응하는 부분이다.
구체적으로, 복수의 직렬로 연결된 전지로 구성된 축전지 단위(1)는 알루미늄 라미네이트 필름(2)으로 덮여 있고, 내부는 진공 상태이다. 축전지 단위(1) 내부에는 집전극(3)이 가압판(5) 내부에 위치한 집전체판과 접촉해 있다. 집전극(3)은 알루미늄라미네이트필름(2) 밖으로 노출된 부분도 포함한다.
도 1b에서 보는 바와 같이, 집전극(3)은 L자모양이고, 가압판(5) 내부에 위치한 집전체판과 맞닿아 있는 접촉부(3a)와, 상기 접촉부(3a)와 수직인 터미널 부분(3b)을 포함하고, 축전지 단위(1)의 옆 표면에서 외부의 회로와 연결된다.
상기 알루미늄라미네이트필름(2)은 터미널 부분(3b)를 노출할 구멍을 구비한다. 집전극(3)의 터미널 부분(3b)과 닿아 있는 구멍의 주변부는 도면에 해칭으로 표시된 바대로 터미널 부분(3b)의 주변부에 열 용착된, 열 용착부(2a)를 형성한다. 따라서, 집전극(3)의 터미널 부분(3b)은 열 용착부(2a)의 안 쪽으로 노출되어 있다. 노출된 터미널 부분(3b)은 도면에 나타나지 않은 가압 용착 터미널을 통해 외부의 회로와 연결되어 있다.
가압 용착 터미널이 외부의 회로와의 연결 통로로 사용될 때는 터미널 부분(3b)이 다른 부분들과 같이 두껍게 할 필요가 없다. 터미널 부분(3b)의 두께를 접촉부(3a)과 비슷하게 할 수 있다. 이 점으로 인해 이하에서 설명할 실시예들 에 비해 가장 적은 공간을 사용할 수 있는 장점이 된다.
이 실시예에 따른 적층형전기이중층축전지의 집전극(3)이 위에 설명된 바와 같이 L자모양이기 때문에 이 축전지에서는 집전극(3)이 축전지 단위(1)에서 튀어나오지 않도록 매립형 집전극을 갖는다. 이 점으로 인해 적은 공간을 사용할 수 있게 되고, 이 축전지를 사용하여 더 콤팩트한 기기를 제작하는 것이 가능해 진다.
축전지가 매립형 집전극을 쓰기 때문에, 축전지가 충전된 상태에서 다루어질 때 집전극(3)이 무엇에 닿아서 합선이 되는 것에 주의를 기울일 필요가 없어진다. 게다가, 가압 용착 터미널이 외부의 회로와의 연결을 위해 사용될 경우에는 이하의 실시예들에 비해 가장 작은 공간을 사용하도록 축전지를 제작할 수 있다는 장점이 생긴다.
제 2 실시예
도 2a와 2b는 본 발명의 제 2실시예에 따른 적층형전기이중층축전지를 나타낸다. 이 실시예에서, 집전극(3)은 L자모양이고, 나사 구멍(6)이 외부 회로와의 연결을 위해 제공된다. 도 2a는 본 발명의 제 2실시예에 따른 적층형전기이중층축전지의 도 7의 화살표 A의 방향과 비슷한 방향에서 본 측면도이다. 도 2b는 도 7의 화살표 B의 방향과 비슷한 방향에서 본 제 2실시예에 따른 적층형전기이중층축전지의 측단면도이고, 도 9와 상응하는 부분이다.
구체적으로, 도 2b에서 보는 바와 같이, 집전극(3)은 L자모양이고, 가압판(5) 내부에 위치한 집전체판과 맞닿아 있는 접촉부(3a)와, 상기 접촉부(3a)와 수직이고 축전지 단위(1)의 옆 표면에서 외부 회로로 연결되어 있는 터미널 부분(3c)을 포함한다. 터미널 부분(3c)에는 외부 회로로의 연결을 위해 나사 구멍이 있다. 터미널 부분(3c)의 두께는 나사 구멍(6)과 외부 회로의 나사단자와의 연결을 확보하기 위해 접촉부(3a)의 두께보다 더 크게 정해진다. 다른 구조는 제 1 실시예에서와 같고, 알루미늄라미네이트필름(2)은 제 1실시예에서와 같이 터미널 부분(3c)에서 열 용착되어 있다.
이 실시예에 따른 적층형전기이중층축전지의 집전극(3)이 위에 설명된 바와 같이 L자모양이기 때문에 이 축전지에서는 집전극(3)이 축전지 단위(1)에서 튀어나오지 않고 매립형 집전극을 갖는다. 이 점으로 인해 적은 공간을 사용할 수 있게 되고, 이 축전지를 사용하여 더 콤팩트한 기기를 제작하는 것이 가능해 진다. 게다가, 축전지가 충전된 상태에서 다루어질 때 집전극(3)이 무엇에 닿아서 합선이 되는 것에 주의를 기울일 필요가 없어진다.
게다가, 이 실시예에서는, 나사 구멍(6)이 있는 터미널 부분(3c)과 외부 회로의 연결에 나사단자가 사용되기 때문에, 접촉 면적이 커서 터미널간 최대 허용 전류가 커진다는 장점이 있다.
제 3 실시예
도 3a와 3b는 본 발명의 제 3실시예에 따른 적층형전기이중층축전지를 나타낸다. 이 실시예에서, 집전극(3)은 L자모양이고, 외부 회로와의 연결을 위해 소켓 구멍(7)이 구비된다. 도 3a는 본 발명의 제 3실시예에 따른 적층형전기이중층축전지의 도 7의 화살표 A의 방향과 비슷한 방향에서 본 측면도이다. 도 3b는 도 7의 화살표 B의 방향과 비슷한 방향에서 본 제 3실시예에 따른 적층형전기이중층축전지의 측단면도이고, 도 9와 상응하는 부분이다.
구체적으로, 도 3b에서 보는 바와 같이, 집전극(3)은 L자모양이고, 가압판(5) 내부에 위치한 집전체판과 맞닿아 있는 접촉부(3a)와 상기 접촉부(3a)와 수직이고 축전지 단위(1)의 옆 표면에서 외부 회로로 연결되어 있는 터미널 부분(3d)을 포함한다. 터미널 부분(3d)에는 외부 회로로의 연결을 위해 소켓 구멍(7)이 있다. 터미널 부분(3d)의 두께는 소켓 구멍(7)과 외부의 회로 소켓 터미널과의 연결을 확보하기 위해 접촉부(3a)의 두께보다 더 크게 정해진다. 다른 구조는 제 1 실시예에서와 같고, 알루미늄라미네이트필름(2)은 제 1실시예에서와 같이 터미널 부분(3d)에 열 용착되어 있다.
이 실시예에 따른 적층형전기이중층축전지의 집전극(3)이 위에 설명된 바와 같이 L자모양이기 때문에 이 축전지에서는 집전극(3)이 축전지 단위(1)에서 튀어나오지 않고 매립형 집전극을 갖는다. 이 점으로 인해 적은 공간을 사용할 수 있게 되고, 이 축전지를 사용하여 더 콤팩트한 기기를 제작하는 것이 가능해 진다. 게다가, 축전지가 충전된 상태에서 다루어질 때 집전극(3)이 무엇에 닿아서 합선이 되는 것에 주의를 기울일 필요가 없어진다.
게다가, 이 실시예에서는, 소켓 구멍(7)이 소켓 구멍이 있는 터미널 부분(3d)과 외부 회로의 연결을 위해 사용되기 때문에, 접촉 면적이 크고 터미널간 최대 허용 전류가 커진다는 장점이 있다. 나사단자와 비교했을 때, 외부 회로와의 연결이 간편하다는 장점이 있다.
제 4 실시예
도 4a와 4b는 본 발명의 제 4실시예에 따른 적층형전기이중층축전지를 나타낸다. 이 실시예는 제 1 실시예를 변형하여 축전지 몸체의 옆 표면이 평평하도록 집전극이 연성 부재로서 고무보호막(8)으로 피복된 것이다. 도 4a는 본 발명의 제 4실시예에 따른 적층형전기이중층축전지의 도 7의 화살표 A의 방향과 비슷한 방향에서 본 측면도이다. 도 4b는 도 7의 화살표 B의 방향과 비슷한 방향에서 본 제 4실시예에 따른 적층형전기이중층축전지의 측단면도이고, 도 9와 상응하는 부분이다.
구체적으로, 연성 부재로서의 고무보호막(8)이 알루미늄라미네이트필름(2) 내부의 터미널 부분(3b) 주위에 적용되고, 축전지 단위(1)의 옆 표면이 평평하도록 터미널 부분(3b)의 두께와 동일한 두께를 갖는다. 다른 구조는 제 1 실시예에서와 같다.
이 실시예는 제 1 실시예에서와 비슷한 장점을 가지고, 더 나아가 알루미늄라미네이트필름(2)이 손상되는 것을 방지할 수 있다는 점과, 축전지 단위(1)의 옆 표면이 평평하도록 집전극을 고무보호막(8)으로 덮는 것을 통해 진공화 후 진공도가 떨어지지 않게 할 수 있다는 장점이 있다.
제 5 실시예
도 5a와 5b는 본 발명의 제 5실시예에 따른 적층형전기이중층축전지를 나타낸다. 이 실시예는 제 2 실시예를 변형하여 축전지 몸체의 옆 표면이 평평하도록 집전극이 연성 부재로서 고무보호막(9)으로 덮여진 것이다.
도 5a는 본 발명의 제 5실시예에 따른 적층형전기이중층축전지의 도 7의 화살표 A의 방향과 비슷한 방향에서 본 측면도이다. 도 5b는 도 7의 화살표 B의 방향과 비슷한 방향에서 본 제 5실시예에 따른 적층형전기이중층축전지의 측단면도이고, 도 9와 상응하는 부분이다.
구체적으로, 연성 부재로서의 고무보호막(9)이 알루미늄라미네이트필름(2) 내부의 터미널 부분(3c) 주위에 적용되고, 축전지 단위(1)의 옆 표면이 평평하도록 터미널 부분(3c)의 두께와 동일한 두께를 갖는다. 다른 구조는 제 2 실시예에서와 같다.
이 실시예는 제 2 실시예에서와 비슷한 장점을 가지고, 더 나아가 알루미늄라미네이트필름(2)이 손상되는 것을 방지할 수 있다는 점과, 축전지 단위(1)의 옆 표면이 평평하도록 집전극을 고무보호막(9)으로 덮는 것을 통해 진공화 후 진공도가 떨어지지 않게 할 수 있다는 장점이 있다.
제 6 실시예
도 6a와 6b는 본 발명의 제 6실시예에 따른 적층형전기이중층축전지를 나타낸다. 이 실시예는 제 3 실시예를 변형하여 축전지 몸체의 옆 표면이 평평하도록 집전극이 연성 부재로서 고무보호막(10)으로 덮여진 것이다. 도 6a는 본 발명의 제 6실시예에 따른 적층형전기이중층축전지의 도 7의 화살표 A의 방향과 비슷한 방향에서 본 측면도이다. 도 6b는 도 7의 화살표 B의 방향과 비슷한 방향에서 본 제 6실시예에 따른 축적형전기이중층축전지의 측단면도이고, 도 9와 상응하는 부분이다.
구체적으로, 연성 부재로서의 고무보호막(10)이 알루미늄라미네이트필름(2) 내부의 터미널 부분(3d) 주위에 적용되고, 축전지 단위(1)의 옆 표면이 평평하도록 터미널 부분(3d)의 두께와 동일한 두께를 갖는다. 다른 구조는 제 3 실시예에서와 같다.
이 실시예는 제 3 실시예에서와 비슷한 장점을 가지고, 더 나아가 알루미늄라미네이트필름(2)이 손상되는 것을 방지할 수 있다는 점과, 축전지 단위(1)의 옆 표면이 평평하도록 집전극을 고무보호막(10)으로 덮는 것을 통해 진공화 후 진공도가 떨어지지 않게 할 수 있다는 장점이 있다.
본 발명은 적은 공간을 차지하고 다루기에 안전성이 높은 적층형전기이중층축전지로서 산업적으로 매우 광범위하게 이용될 수 있다. 본 발명은 알루미늄라미네이트필름이 보호된 적층형전기이중층축전지로서 산업적으로 매우 유용하다.
1 : 축전지 단위
2, 20 : 알루미늄라미네이트필름
3 : 집전극
5 : 가압판
6 : 나사 구멍
7 : 소켓 구멍
8,9,10 : 고무보호막
21 : 열 융착부
30 : 집전극
50 : 가압판

Claims (5)

  1. 가압판 및 상기 가압판 내부에 위치한 집전체판을 포함하는 축전지 단위;
    상기 축전지 단위를 감싸고 상기 축전지단위의 측면에 하나의 구멍을 형성하고 감싸는 주변부를 포함하는 알루미늄라미네이트 필름; 및
    L자 모양의 집전극;을 포함하고,
    상기 L자 모양의 집전극은 집전체판과 접촉하는 접촉부 및 상기 접촉부와 수직을 이루는 터미널 부분을 포함하고, 상기 터미널부분의 적어도 한 부위가 상기 알루미늄라미네이트필름의 구멍을 통해 노출되어 외부 회로와 연결되고, 상기 터미널부분은 상기 알루미늄라미네이트필름과 열용착되는 것을 특징으로 하는 적층형전기이중층축전지.
  2. 제 1항에 있어서,
    외부 회로가 가압 용착 터미널을 통해 상기 터미널 부분에 연결되는 것을 특징으로 하는 상기 적층형전기이중층축전지.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 터미널 부분이 외부 회로와의 연결을 위해 나사 구멍을 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 적층형전기이중층축전지.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 터미널 부분이 외부 회로와의 연결을 위해 소켓 구멍을 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 적층형전기이중층축전지.
  5. 제1항 내지 제4항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 알루미늄라미네이트필름 내부의 터미널 부분을 둘러싸는 연성 부재가 부가되고, 상기 연성 부재는 축전지 단위의 옆 표면이 평평하도록 상기 터미널 부분과 동일한 두께를 갖는 것을 특징으로하는 상기 적층형전기이중층축전지.
KR1020107005250A 2007-09-07 2008-08-26 적층형전기이중층축전지 KR101077931B1 (ko)

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