KR20160087629A - 내부 터미널의 결합 구조가 개선된 전기에너지 저장장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전극 리드부를 가진 셀 조립체가 금속 케이스 내에 설치된 전기에너지 저장장치에 있어서, 지지부와 접속리브 및 관통부로 이루어진 내부터미널;과 상기 전극 리드부는 상기 내부 터미널의 지지부와 접속리브에 의해 압착되는 일부와 상기 내부 터미널의 관통부에 위치하여 형상이 유지되는 다른 일부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기에너지 저장장치를 개시한다.
Description
본 발명은 전기에너지 저장장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전해액의 함침성 및 내부 가스 방출 성능을 향상시킬 수 있는 구조를 가진 전기에너지 저장장치에 관한 것이다.
차세대 전기에너지 저장장치로 각광받고 있는 고 정전용량 저장 장치는 커패시터의 일종인 울트라 커패시터(Ultra Capacitor; UC), 슈퍼 커패시터(Super Capacitor; SC), 전기 이중층 커패시터(Electric Double Layer Capacitor; EDLC) 등을 말하며, 이는 전해콘덴서와 이차전지의 중간자적 특성을 지니는 에너지 저장장치로서, 높은 효율과 반영구적인 수명 특성으로 인해 이차전지와의 병용 및 대용이 가능한 에너지 저장 장치이다.
고 정전용량 저장 장치는, 유지보수(Maintenance)가 용이하지 않고 장기간의 사용 수명이 요구되는 애플리케이션(Application)에 대해서는 축전지 대체용으로 이용되기도 한다. 고 정전용량 저장 장치는 빠른 충방전 특성을 가지며, 이에 따라 이동통신 정보기기인 핸드폰, 노트북, PDA 등의 보조 전원으로서 뿐만 아니라, 고용량이 요구되는 전기자동차, 야간 도로 표시등, UPS(Uninterrupted Power Supply) 등의 주전원 혹은 보조 전원으로 매우 적합하며, 이와 같은 용도로 많이 이용되고 있다.
고 정전용량 저장 장치는 소형화를 위해 도 1에 도시된 바와 같이 원통 형상으로 이루어진 형태가 많이 이용되고 있다.
도 1을 참조하면, 고 정전용량 저장 장치는 양극판 및 음극판 그 사이에 세퍼레이터가 개재된 상태로 권취되어 형성된 젤리롤(Jelly roll) 형태의 셀 조립체(10)와, 상기 셀 조립체(10)를 수용하는 금속 케이스(40)와, 금속 케이스(40)의 내부 상측과 하측에 각각 배치되어 셀 조립체(10)의 음극판과 양극판에 각각 연결되는 내부 터미널(20)과, 내부 터미널(20)의 외부에 결합되는 외부 터미널(30)을 포함한다.
고 정전용량 저장 장치에 있어서, 특히 내부 터미널(20)은 도 2에 도시된 바와 같이 복수개의 전해질 함침용 통공(22)이 평면부(21)에 형성되고 원형의 외주를 가진 판상체로 이루어진다. 또한, 내부 터미널(20)의 가장자리에는 외부 터미널(30)의 가장자리단과 결합될 수 있게 수직으로 연장된 플랜지부(23)가 마련된다.
내부 터미널(20)이 금속 케이스(40)의 내부에 배치되었을 때, 평면부(21)의 상면은 외부 터미널(30)의 하부에 접촉되고, 상기 평면부(21)의 하면은 셀 조립체(10)의 외부로 노출된 전극 리드부(11)에 접촉된다.
일반적으로, 고 정전용량 저장 장치는 상온에서 과충전이나 과방전, 과전압과 같은 이상 동작시 전해질과 전극의 계면에서 부반응이 진행되어 그에 따른 부산물로서 기체가 발생하게 된다. 이와 같이 기체가 발생하여 내부에 축적되면 금속 케이스(40)의 내부압력이 지속적으로 증가하게 되고 결국에는 금속 케이스(40)가 볼록하게 부풀어 오르거나 금속 케이스(40)의 취약한 부분에서 급격하게 기체가 배출되면서 폭발이 발생하게 된다.
금속 케이스(40)가 부풀어 오르는 현상과 관련하여, 금속 케이스(40)의 상단에는 외부 터미널(30) 방향으로 구부러지도록 형성된 커링 가공부(41)가 마련된다.
하지만, 종래의 고 정전용량 저장 장치는 판상의 내부 터미널이 리드부 전체에 압착됨에 따라 유로가 제대로 확보되지 않아 내부 가스 방출 성능이 좋지 않은 문제가 있어, 상기와 같이 커링 가공부(41)가 마련되더라도 금속 케이스(40)의 내부압력 증가에 효과적으로 대처하기가 어렵다.
또한, 종래의 내부 터미널(20)은 셀 조립체(10)와의 결합 시 하면이 전극 리드부(11) 전체에 압착됨에 따라 전해액의 침투가 곤란하여 함침 공정이 원활히 이루어지지 않는 문제가 있는데, 이러한 문제는 고점도 전해액의 사용 시 더욱 심각하게 나타난다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 창안된 것으로서, 내부 터미널과 전극 리드부 간의 결합 시 전극 리드부의 일부가 압착되지 않고 그 형상이 그대로 유지되도록 하여 전해액의 함침 및 내부 가스 방출 성능을 향상시킬 수 있는 전기에너지 저장장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 전극 리드부를 가진 셀 조립체가 금속 케이스 내에 설치된 전기에너지 저장장치에 있어서, 지지부와 접속리브 및 관통부로 형성되어 상기 지지부와 상기 접속리브의 하면이 상기 전극 리드부의 일부와 접촉하는 내부 터미널;과 상기 전극 리드부는 상기 내부 터미널의 지지부와 접속리브에 의해 압착되는 일부와 상기 내부 터미널의 관통부에 위치하여 형상이 유지되는 다른 일부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기에너지 저장장치를 제공한다.
상기 내부 터미널은, 중심에 상기 지지부가 위치하고, 상기 지지부의 둘레에 일정 간격으로 바 형태로 배열되는 접속리브가 형성될 수 있다.
상기 지지부의 중심에는 전해질 함침용 통공이 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 전기에너지 저장장치는 상기 내부 터미널의 원주방향으로 연장되어 상기 접속리브들을 서로 연결하는 적어도 하나 이상의 보강리브;를 더 포함할 수 있다.
상기 전극 리드부는, 상기 접속리브에 대응하는 부분이 컷팅되어 압착되는 것이 바람직하다.
상기 복수개의 접속리브는, 상기 금속 케이스의 내벽에 대응하도록 단부에 플랜지부가 형성될 수 있다.
상기 전극 리드부에 접촉하는 상기 내부 터미널의 접촉면적은, 상기 전극 리드부의 전체 단면적의 60% 이상인 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면 내부 터미널과 전극 리드부의 결합 시 전극 리드부의 형상을 일부 그대로 유지함으로써 전해액의 침투를 원활히 하여 함침성을 현저히 향상시킬 수 있고 내부 가스 방출 성능을 개선할 수 있다.
또한, 내부 터미널을 이루는 접속리브의 구조에 의해 전극 리드부의 형상 유지 영역 면적과 접촉저항이 용이하게 조절될 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 종래기술에 따른 전기에너지 저장장치의 구성을 도시한 일부 단면도,
도 2는 도 1에서 내부 터미널의 외관을 도시한 사시도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기에너지 저장장치의 구성을 도시한 일부 단면도,
도 4는 도 3에서 내부 터미널과 리드부 간의 결합관계를 보여주는 사시도,
도 5는 도 3에서 내부 터미널의 구성을 도시한 저면도,
도 6은 도 5의 사시도,
도 7은 도 5의 변형예를 도시한 저면도,
도 8은 도 7의 사시도,
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기에너지 저장장치를 제조하는 과정을 도시한 흐름도,
도 10은 셀 조립체의 리드부를 접속리브의 옆면에 대응되게 부분 컷팅하는 예를 개략적으로 도시한 평면도,
도 11은 셀 조립체의 리드부를 압착한 예를 개략적으로 도시한 평면도,
도 12는 도 9에서 리드부의 압착 부분에 내부 터미널을 배치한 예를 도시한 평면도이다.
도 1은 종래기술에 따른 전기에너지 저장장치의 구성을 도시한 일부 단면도,
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도 5는 도 3에서 내부 터미널의 구성을 도시한 저면도,
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도 7은 도 5의 변형예를 도시한 저면도,
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도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기에너지 저장장치를 제조하는 과정을 도시한 흐름도,
도 10은 셀 조립체의 리드부를 접속리브의 옆면에 대응되게 부분 컷팅하는 예를 개략적으로 도시한 평면도,
도 11은 셀 조립체의 리드부를 압착한 예를 개략적으로 도시한 평면도,
도 12는 도 9에서 리드부의 압착 부분에 내부 터미널을 배치한 예를 도시한 평면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기에너지 저장장치의 구성을 도시한 단면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기에너지 저장장치는 셀 조립체(100)와, 상기 셀 조립체(100)를 수용하는 원통형의 금속 케이스(150)와, 금속 케이스(150)의 단부 내부에 배치되어 셀 조립체(100)와 연결되고 방사상의 몸체를 구비한 내부 터미널(120)과, 내부 터미널(120)과 접촉되어 외부로 노출되는 외부 터미널(130)을 포함한다.
셀 조립체(100)로는 양극판 및 음극판이 세퍼레이터가 개재된 상태에서 함께 권취되어 젤리롤 형태를 이루는 통상의 울트라 캐패시터용 셀이 채용될 수 있다. 셀 조립체(100)의 양 단면부에는 상기 양극판과 음극판이 각각 연결되는 전극 리드부(110)가 위치한다.
금속 케이스(150)는 셀 조립체(100)를 수용할 수 있는 내부공간이 형성된 원통형의 몸체를 갖는다. 바람직하게, 금속 케이스(150)는 알루미늄 원통체에 의해 제공될 수 있다.
금속 케이스(150)의 길이방향 양단 부근에는 셀 조립체(100)의 전극 리드부(110)와 연결되는 내부 터미널(120)이 배치되고, 내부 터미널(120)의 외부에는 상기 내부 터미널(120)과 접촉하는 외부 터미널(130)이 배치된다. 비록, 도 3에는 금속 케이스(150)의 상측에 대한 내부 터미널(120) 및 외부 터미널(130)만이 도시되어 있으나, 금속 케이스(150)의 하측에도 내부 터미널과 외부 터미널이 구비됨은 물론이다.
외부 터미널(130)은 금속 케이스(150)의 외부로 노출되는 것으로서, 금속 케이스(150)의 내주면에 대응하는 원형의 외주면을 가지며 전체적인 형상은 다양한 3차원 형태로 구성될 수 있다.
외부 터미널(130)의 중심에는 두께 방향으로 연장된 중공(140)이 형성된다. 중공(140)은 예컨대, 자동복귀형의 안전변(141)을 설치하기 위한 공간으로 사용될 뿐만 아니라, 전해질을 주입하기 위한 패스와 진공 작업을 위한 에어 벤트(Air Vent)로도 사용된다.
외부 터미널(130)에 가까운 금속 케이스(150)의 상단에는 금속 케이스(150)의 안쪽으로 살짝 커링(Curling) 되어 외부 터미널(130)의 이탈을 방지하는 커링 가공부(151)가 마련되는 것이 바람직하다.
내부 터미널(120)은 도 4에 도시된 바와 같이 셀 조립체(100)와 결합된다. 즉, 내부 터미널(120)은 셀 조립체(100) 위에 배치되어 일부 전극 리드부(110)와 압착 및 웰딩(Welding)되는 한편, 다른 일부의 전극 리드부(110)를 형상 유지 가능하게 그 몸체의 두께방향으로 관통시킨다. 전극 리드부(110)의 압착 정도와 내부 터미널(120)의 두께는, 내부 터미널(120)을 관통하여 올라온 전극 리드부(120)의 상단 위치를 결정한다. 이에 따라, 내부 터미널(120)을 관통하여 올라온 전극 리드부(120)의 상단은 내부 터미널(120)의 상면보다 높게 위치할 수 있으며, 내부 터미널(120)의 상면과 동일하거나 살짝 낮은 지점에 위치할 수도 있다.
상기와 같은 내부 터미널(120)과 전극 리드부(110) 간의 결합관계를 구현하기 위해, 내부 터미널(120)은 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 소정 형상의 지지부(121)와, 상기 지지부(121)로부터 방사상으로 연장된 복수개의 접속리브(122)를 포함한다. 바람직하게, 지지부(121)와 접속리브(122)는 금속 판재에 의해 일체로 형성된다.
지지부(121)는 중심에 전해질 함침용 통공(124)이 형성된 소정 형상의 판상 몸체를 구비한다.
각각의 접속리브(122)는 바(Bar) 형태로 이루어지고 지지부(121)의 둘레에 일정 간격으로 배열되어 지지부(121)와 복수개의 접속리브(122)의 하면은 전극 리드부(110)의 어느 일부와 접촉된다.
복수개의 접속리브(122)가 정해진 간격을 두고 방사상으로 배열된 구조에 의해, 접속리브(122)와 접속리브(122) 사이에는 자연스럽게 빈 공간(123)이 형성된다. 이 빈 공간(123)은 내부 터미널(120)을 전극 리드부(110)에 결합할 때 전극 리드부(110)의 일부 형상을 유지시켜주는 관통부(도 11의 127 참조)로써의 역할을 수행한다. 즉 이 빈 공간(123)이 관통부(127)이다.
내부 터미널(120)은 접속리브(122)의 단부가 원통형 금속 케이스(150)의 내벽에 대응하도록 수직하게 위로 연장되어 형성된 플랜지부(126)를 구비한다. 플랜지부(126)는 외부 터미널(130)의 하부 가장자리단을 감쌈으로써 긴밀히 결합된다.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 내부 터미널(120)에는 접속리브(122)들을 서로 연결하는 적어도 하나 이상의 보강리브(125)가 부가될 수 있다. 보강리브(125)는 내부 터미널(120)에 대한 보강 기능과 함께 전극 리드부(110)와의 접촉면적 조절 기능을 제공하는 것으로서, 바람직하게 접속리브(122)와 일체를 이루고 내부 터미널(120)의 원주방향으로 원형으로 연장되어 복수개의 접속리브(122)들을 서로 연결한다.
도 9에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기에너지 저장장치를 제조하는 주요 과정이 도시되어 있다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기에너지 저장장치의 제조방법은 먼저 젤리롤 형태의 셀 조립체(100)를 준비한 후, 리드부 컷팅(단계 S100), 리드부 부분 압착(단계 S110), 내부 터미널 배치(단계 S120), 레이저 웰딩(단계 S130) 등의 공정을 차례대로 진행함으로써 수행된다.
리드부 컷팅 공정(단계 S100)에서는, 소정의 절단장치를 이용하여 도 10에 도시된 바와 같이 내부 터미널(120)의 접속리브(122) 양 옆면(122a)에 대응되는 상기 전극 리드부(110)의 일 부분(101)을 절단하고, 지지부(121)에 대응하는 전극 리드부(110)는 컷팅하지 않은 상태에서 다음의 공정을 수행하게 된다.
리드부 부분 압착 공정(단계 S110)에서는, 소정의 가압장치를 이용하여 상기 부분 컷팅된 영역에 물리적 압력을 가하여 도 11에 도시된 바와 같이 압착부(102)를 형성한다. 여기서, 압착부(102)의 전체 형상은 내부 터미널(120)의 형상과 일치한다.
내부 터미널 배치 공정(단계 S120)에서는, 도 12에 도시된 바와 같이 내부 터미널(120)을 압착부(102)에 배치한다. 이때, 전극 리드부(110)에 있어서 압착부(102) 이외의 부분은 내부 터미널(120)에 형성된 접속리브(122)들 사이의 빈 공간(123)을 관통하게 되므로 내부 터미널(120)에 의해 눌리지 않고 그 형상이 그대로 유지된다. 여기서, 내부 터미널(120)은, 전극 리드부(110)의 형상을 가능한 한 많이 유지하면서도 전극 리드부(110)에 대하여 적정 접촉면적을 가질 수 있도록 개수와 면적이 결정된 접속리브(122)를 구비해야 한다. 내부 터미널(120)과 전극 리드부(110) 간의 접촉저항 특성을 고려할 때, 전극 리드부(110)에 접촉하는 내부 터미널(120)의 접촉면적은 셀 조립체(100)의 외부로 노출된 전극 리드부(110)의 전체 단면적의 60% 이상인 것이 바람직하다. 60% 미만인 경우에는 내부 터미널(120)과 전극 리드부(110) 간의 접촉저항이 과도하게 증가하는 문제가 있다.
레이저 웰딩 공정(단계 S130)에서는, 내부 터미널(120)의 지지부(121) 및 접속리브(122)에 대하여 레이저 웰딩 공정을 수행함으로써 내부 터미널(120)과 전극 리드부(110) 간의 결합을 완료한다.
상기와 같이 내부 터미널(120)과 전극 리드부(110) 간의 결합이 완료된 후에는 내부 터미널(120)의 바깥쪽에 외부 터미널(130)을 결합하고, 금속 케이스(150) 조립, 커링 공정 등을 거쳐서 전기에너지 저장장치를 밀봉 처리한다.
본 발명에서는 리드부 컷팅 공정(단계 S100) 후 리드부 부분 압착 공정(단계 S110)을 진행하고 내부 터미널 배치 공정(단계 S120)을 수행한 것으로 기재되어 있으나, 상기 리드부 컷팅 공정(단계 S110) 후 리드부 부분 압착 공정(단계 S110) 없이 내부 터미널(120)을 이용하여 리드부를 부분 압착하면서 내부 터미널 배치 공정(단계 S120)을 수행할 수도 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기에너지 저장장치는 내부 터미널(120)과 전극 리드부(110) 간의 결합 시 전극 리드부(110)의 형상을 일부 유지할 수 있으므로 전해액 침투 및 내부 가스 방출이 원활히 이루어질 수 있는 현저한 효과가 있다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다. 예를 들어, 상술한 실시예 및 도면에서 내부 터미널(120) 및 전극 리드부(110)가 금속 케이스(150)의 상측에 배치되는 것으로 도시하고 설명하였으나 상기 내부 터미널(120) 및 전극 리드부(110)의 구조 및 결합관계는 금속 케이스(150)의 하측에 배치되는 내부 터미널 및 전극 리드부에 대해서도 적용 가능하다.
100: 셀 조립체 110: 전극 리드부
120: 내부 터미널 121: 지지부
122: 접속리브 127: 관통부
130: 외부 터미널 150: 금속 케이스
120: 내부 터미널 121: 지지부
122: 접속리브 127: 관통부
130: 외부 터미널 150: 금속 케이스
Claims (7)
- 전극 리드부를 가진 셀 조립체가 금속 케이스 내에 설치된 전기에너지 저장장치에 있어서,
지지부(121)와 접속리브(122) 및 관통부(127)로 형성되어 상기 지지부(121)와 상기 접속리브(122)의 하면이 상기 전극 리드부(110)의 일부와 접촉하는 내부 터미널(120);과
상기 전극 리드부(110)는 상기 내부 터미널(120)의 지지부(121)와 접속리브(122)에 의해 압착되는 일부와 상기 내부 터미널(120)의 관통부(127)에 위치하여 형상이 유지되는 다른 일부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기에너지 저장장치. - 제1항에 있어서,
상기 내부 터미널(120)의 중심에 상기 지지부(121)가 위치하고,
상기 지지부(121)의 둘레에 일정 간격으로 바 형태로 배열되는 접속리브(122)가 형성되는 것을 특징으로 하는 전기에너지 저장장치. - 제2항에 있어서,
상기 지지부(121)의 중심에는 전해질 함침용 통공(124)이 형성된 것을 특징으로 하는 전기에너지 저장장치. - 제2항에 있어서,
상기 내부 터미널(120)의 원주방향으로 연장되어 상기 접속리브(122)들을 서로 연결하는 적어도 하나 이상의 보강리브(125);를 더 포함하는 전기에너지 저장장치. - 제1항에 있어서,
상기 전극 리드부(110)는 절단장치에 의해 상기 접속리브(122) 양 옆면(122a)에 대응하는 부분을 절단한 후, 내부 터미널(120) 형상에 맞춰 압착되는 것을 특징으로 하는 전기에너지 저장장치. - 제2항에 있어서,
상기 복수개의 접속리브(122)는 상기 금속 케이스(150)의 내벽에 대응하도록 단부에 플랜지부(126)를 형성하는 것을 특징으로 하는 전기에너지 저장장치. - 제1항에 있어서,
상기 전극 리드부(110)에 접촉하는 상기 내부 터미널(120)의 접촉면적이, 상기 전극 리드부(110)의 전체 단면적의 60% 이상인 것을 특징으로 하는 전기에너지 저장장치.
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|---|---|---|---|---|
| CN107112147B (zh) * | 2015-01-14 | 2019-02-01 | Ls美创有限公司 | 改进接线端的结构的电能储存装置 |
| WO2017147451A1 (en) * | 2016-02-25 | 2017-08-31 | Gridtential Energy, Inc. | Bipolar battery electrical termination |
| GB2550617A (en) * | 2016-05-26 | 2017-11-29 | Ou Skeleton Tech Group | Integrated carbon/carbon ultracapacitor of high power density and battery composed from said capacitors |
| US20220271402A1 (en) * | 2021-02-19 | 2022-08-25 | Lg Energy Solution, Ltd. | Battery and current collector applied thereto, and battery pack and vehicle including the battery |
| CN215578630U (zh) * | 2021-05-21 | 2022-01-18 | 湖北亿纬动力有限公司 | 一种新型结构的负极集流盘、电池 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5999783U (ja) * | 1982-12-23 | 1984-07-05 | 高義紙業株式会社 | フアイル用滑止付バインダ− |
| JP2000188236A (ja) * | 1998-12-21 | 2000-07-04 | Asahi Glass Co Ltd | 電気二重層キャパシタ |
| JP2009110751A (ja) * | 2007-10-29 | 2009-05-21 | Panasonic Corp | 二次電池 |
| KR20140075263A (ko) * | 2012-12-11 | 2014-06-19 | 엘에스엠트론 주식회사 | 개선된 저항 특성을 갖는 울트라 캐패시터 |
Family Cites Families (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6116862U (ja) * | 1984-07-02 | 1986-01-31 | 三洋電機株式会社 | アルカリ蓄電池 |
| JP2000269099A (ja) | 1999-03-12 | 2000-09-29 | Elna Co Ltd | 電気二重層コンデンサ |
| US6456484B1 (en) * | 1999-08-23 | 2002-09-24 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Electric double layer capacitor |
| ATE355599T1 (de) * | 1999-09-30 | 2006-03-15 | Asahi Glass Co Ltd | Kondensatorelement |
| DE10144281A1 (de) * | 2001-09-08 | 2003-03-27 | Nbt Gmbh | Galvanisches Element mit Wickelektrodensatz |
| JP2003142340A (ja) * | 2001-11-01 | 2003-05-16 | Nec Tokin Corp | 電気二重層コンデンサ及びその製造方法 |
| US6813139B2 (en) * | 2001-11-02 | 2004-11-02 | Maxwell Technologies, Inc. | Electrochemical double layer capacitor having carbon powder electrodes |
| KR100516108B1 (ko) * | 2003-04-11 | 2005-09-21 | 주식회사 네스캡 | 전기에너지 저장장치 및 이의 제조 방법 |
| WO2005117045A1 (ja) * | 2004-05-28 | 2005-12-08 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | コンデンサ及びその製造方法 |
| JP2008010400A (ja) * | 2006-06-02 | 2008-01-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 二次電池 |
| JP2007324015A (ja) * | 2006-06-02 | 2007-12-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 二次電池およびその製造方法 |
| JP2007335156A (ja) * | 2006-06-13 | 2007-12-27 | Honda Motor Co Ltd | 蓄電素子 |
| KR100825030B1 (ko) | 2006-09-27 | 2008-04-28 | 피에이치 유 도날드 | 원형 리튬 이차 전지용 코어 구조체 |
| KR101067240B1 (ko) | 2008-12-02 | 2011-09-27 | 삼화전기주식회사 | 전기이중층 커패시터 |
| KR101049282B1 (ko) | 2009-03-03 | 2011-07-13 | 주식회사 네스캡 | 전기에너지 저장장치 |
| JP5966924B2 (ja) * | 2010-09-16 | 2016-08-10 | 日立化成株式会社 | リチウムイオンキャパシタ用極板群ユニットの製造方法及びリチウムイオンキャパシタ |
| CN201966072U (zh) * | 2011-02-28 | 2011-09-07 | 丹东思诚科技有限公司 | 一种高能比超级电容器 |
| US8488301B2 (en) | 2011-02-28 | 2013-07-16 | Corning Incorporated | Ultracapacitor package design having slideably engagable bent tabs |
| KR101159652B1 (ko) | 2011-03-28 | 2012-06-26 | 엘에스엠트론 주식회사 | 전해질의 함침성이 개선된 울트라 캐패시터 및 이를 위한 내부 터미널 |
| JP5797956B2 (ja) * | 2011-07-13 | 2015-10-21 | 株式会社ジャパンディスプレイ | 液晶表示装置 |
| CN202887989U (zh) | 2012-09-27 | 2013-04-17 | 深圳市今朝时代新能源技术有限公司 | 一种焊接结构超级电容器 |
| KR101296224B1 (ko) * | 2012-10-10 | 2013-09-16 | 주식회사 쿨스 | 울트라 커패시터 |
| KR101973407B1 (ko) | 2012-12-27 | 2019-04-29 | 삼성전기주식회사 | 전기 에너지 저장장치 및 이의 제조방법 |
| WO2014168885A1 (en) | 2013-04-10 | 2014-10-16 | Maxwell Technologies, Inc | Collector plate for energy storage device and methods of manufacturing |
| US9911543B2 (en) * | 2013-12-26 | 2018-03-06 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Capacitor |
-
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-
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5999783U (ja) * | 1982-12-23 | 1984-07-05 | 高義紙業株式会社 | フアイル用滑止付バインダ− |
| JP2000188236A (ja) * | 1998-12-21 | 2000-07-04 | Asahi Glass Co Ltd | 電気二重層キャパシタ |
| JP2009110751A (ja) * | 2007-10-29 | 2009-05-21 | Panasonic Corp | 二次電池 |
| KR20140075263A (ko) * | 2012-12-11 | 2014-06-19 | 엘에스엠트론 주식회사 | 개선된 저항 특성을 갖는 울트라 캐패시터 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |