KR20160115080A - Super Capacitor - Google Patents

Super Capacitor Download PDF

Info

Publication number
KR20160115080A
KR20160115080A KR1020150041833A KR20150041833A KR20160115080A KR 20160115080 A KR20160115080 A KR 20160115080A KR 1020150041833 A KR1020150041833 A KR 1020150041833A KR 20150041833 A KR20150041833 A KR 20150041833A KR 20160115080 A KR20160115080 A KR 20160115080A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
active material
material layer
disposed
storage assembly
separator
Prior art date
Application number
KR1020150041833A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101744528B1 (en
Inventor
노형탁
김종관
최원길
Original Assignee
주식회사 아모텍
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 주식회사 아모텍 filed Critical 주식회사 아모텍
Priority to KR1020150041833A priority Critical patent/KR101744528B1/en
Priority to PCT/KR2015/002942 priority patent/WO2016153092A1/en
Priority to US15/561,433 priority patent/US10204746B2/en
Publication of KR20160115080A publication Critical patent/KR20160115080A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101744528B1 publication Critical patent/KR101744528B1/en

Links

Images

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
    • 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
    • H01G11/74—Terminals, e.g. extensions of current collectors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)

Abstract

초고용량 커패시터가 제공된다. 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 초고용량 커패시터는 단위 모듈이 복수로 적층되는 축전집합체; 상기 축전집합체의 측부를 둘러싸도록 배치되는 밀봉부재; 상기 축전집합체의 상,하부에 각각 배치되는 상,하부 플레이트; 및 상기 상,하부 플레이트와 축전집합체의 사이에 배치되어 상기 축전집합체의 중앙부가 상기 상,하부 플레이트 측으로 볼록하게 휘어지는 것을 방지하는 압하력보상부재;를 포함한다. 이에 의하면, 위치별 두께 편차를 줄여 전체적인 성능을 높일 수 있고, 함침 불균형을 해소하여 위치에 상관없이 균일한 전력을 발생시킬 수 있다.An ultra-high capacity capacitor is provided. According to an exemplary embodiment of the present invention, there is provided an ultra-high capacity capacitor comprising: a storage assembly in which a plurality of unit modules are stacked; A sealing member disposed so as to surround side portions of the storage assemblies; Upper and lower plates respectively disposed on upper and lower portions of the power storage assembly; And a pressing force compensating member disposed between the upper and lower plates and the power storage assembly to prevent the central portion of the power storage assembly from being bent convexly toward the upper and lower plates. According to this, it is possible to improve the overall performance by reducing the thickness deviation by position, and to eliminate the impregnation imbalance and to generate uniform power regardless of the position.

Description

초고용량 커패시터{Super Capacitor}{Super Capacitor}

본 발명은 복수 개의 단위모듈이 적층되어 축전 집합체를 구성하는 초고용량 커패시터에 관한 것으로, 외곽부에 집중되는 압하력에 대응하여 축전집합체의 중앙부가 볼록하게 휘어지는 것을 방지할 수 있고 전해액의 함침시 발생되는 기포의 배출성을 향상시킬 수 있는 초고용량 커패시터에 관한 것이다.The present invention relates to an ultra-high capacity capacitor which is formed by stacking a plurality of unit modules so as to constitute a power accumulation assembly. The center portion of the accumulation assembly can be prevented from bending convexly in correspondence with the down force concentrated on the outer frame portion, Capacity capacitors capable of improving the discharge performance of bubbles.

초고용량 커패시터는 정전기적(electrostatic) 특성을 이용하기 때문에 전기 화학적 반응을 이용하는 배터리에 비하여 충방전 회수가 거의 무한대이고 반영구적으로 사용 가능하며, 에너지의 충방전 속도가 매우 빨라 그 출력 밀도가 전기 화학적 반응을 이용하는 배터리의 수십 배 이상이다.Since the ultra high capacity capacitor utilizes the electrostatic characteristic, the charge / discharge cycle is almost infinite as compared with the battery using the electrochemical reaction, and it can be used semi-permanently. The charging / discharging speed of the energy is very fast, Of the battery.

이와 같은 초고용량 커패시터의 특성으로 인하여 산업계 전반에 걸쳐 그 응용 분야가 점차 확대되어 가고 있는 추세이다.Due to the characteristics of such ultra-high capacity capacitors, the application field is gradually expanding throughout the industry.

특히, 전기자동차(Electric Vehicle, EV), 하이브리드 전기자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV) 또는 연료전지자동차(Fuel Cell Vehicle, FCV) 등과 같은 차세대 환경 친화 차량 개발 분야에 있어 에너지 버퍼로서 그 효용성은 날로 증가하고 있다.In particular, the utility as an energy buffer is increasing day by day in the development of next-generation environmentally friendly vehicles such as electric vehicles (EVs), hybrid electric vehicles (HEV) or fuel cell vehicles (FCVs) .

이러한 초고용량 커패시터는 보조 에너지 저장장치로서 배터리와 함께 병용된다. 즉, 순시적인 에너지의 공급과 흡수는 초고용량 커패시터가 담당하고, 평균적인 차량의 에너지 공급은 배터리가 담당함으로써 전반적인 차량 시스템의 효율 개선과 에너지 저장 시스템의 수명 연장 등의 효과를 기대할 수 있다.These ultra-high capacity capacitors are used in conjunction with batteries as auxiliary energy storage devices. That is, supercapacitor supply and absorption is performed by supercapacitor and energy supply of average vehicle is charged by battery, so that improvement of overall vehicle system efficiency and extension of life of energy storage system can be expected.

이와 같은 초고용량 커패시터는 크게 전기 이중층 커패시터(EDLC; electron double layer capacitor)와 전기화학적 산화-환원 반응을 이용하는 하이브리드 초고용량 커패시터(Hybrid super capacitor)로 분류될 수 있다.Such ultra-high capacity capacitors can be broadly classified into electric double layer capacitors (EDLC) and hybrid super capacitors using electrochemical oxidation-reduction reactions.

전기 이중층 커패시터는 표면에 전기 이중층이 생성되어 전하를 축적하는 반면, 하이브리드 초고용량 커패시터는 전극물질 표면에 형성되는 전기 이중층과 함께 산화환원 반응에 의해 전하를 축적함으로써 상대적으로 더 많은 에너지를 축적할 수 있는 장점이 있다.Electric double layer capacitors generate electric double layers on the surface to accumulate electric charges, while hybrid ultra high capacity capacitors accumulate electric charges by the oxidation-reduction reaction together with the electric double layer formed on the surface of the electrode material, thereby accumulating relatively more energy There is an advantage.

종래의 커패시터의 축전모듈은 한국 공개특허공보 10-2013-0016610(2013년 02월 18일)에 개시된 바와 같이, 양극, 음극 및 분리막을 포함하는 다수의 단위 모듈이 적층되어 축전 집합체를 구성하고, 상기 축전 집합체의 최 외측에 한 쌍의 엔드 플레이트가 배치되며 엔드 플레이트의 테두리를 따라 배치되는 연결빔을 통해 상기 축전 집합체가 고정된다..A power storage module of a conventional capacitor is disclosed in Korean Patent Laid-Open No. 10-2013-0016610 (February 18, 2013), in which a plurality of unit modules including an anode, a cathode, and a separator are stacked to constitute a power storage assembly, A pair of end plates is disposed on the outermost side of the storage assembly, and the storage assembly is fixed via a connection beam disposed along the edge of the end plate.

이러한 종래의 축전 모듈은 한 쌍의 엔드 플레이트 및 연결빔을 통해 축전 집합체를 고정하는 경우 상기 연결빔이 외곽테두리측에 집중적으로 배치됨으로써 압하력이 중앙부에 비하여 연결빔이 위치하는 테두리 측으로 갈수록 심하게 발생한다.In the conventional power storage module, when the storage assemblage is fixed through the pair of end plates and the connecting beams, the connecting beams are concentrated on the outer frame side, so that the pressing force is severely generated toward the frame side where the connecting beam is located do.

이러한 압하력의 차이로 인해 내부에 배치된 축전 조립체는 중앙부가 볼록한 형태로 휘어지는 문제(일명, 팽이현상)가 있다. 이는 상하 방향으로 적층되는 전극간의 거리의 불균형을 초래하여 성능이 저하되는 원인이 된다.Due to the difference in the pressing force, there is a problem that the power accumulating assembly disposed inside is bent in a convex shape at the center portion (a top phenomenon). This causes unevenness in the distance between the electrodes stacked in the vertical direction, which causes deterioration in performance.

더불어, 상기 커패시터의 내부에 전해액을 충전하는 경우 위치별 압하력의 차이로 인하여 전해액의 함침시 발생되는 기포가 상대적으로 압력이 약한 중앙부 측으로 쏠려 에어포켓을 형성함에 따라 상기 양극 및 음극이 전해액에 함침되는 것을 방해하는 요인으로 작용하고 있다.In addition, when the electrolyte is filled in the capacitor, air bubbles generated when the electrolytic solution is impregnated toward the center portion where the pressure is relatively weak are formed due to the difference in the pressing force due to the positions, so that the positive and negative electrodes are impregnated with the electrolyte This is a factor that hinders the

이에 따라, 전극 간의 함침 불균형 현상을 초래하여 전극 부위별 전력 발생에 차이가 나타나 발열 및 노화가 급속도로 진행되는 문제가 있다.As a result, impregnation imbalance between the electrodes is caused, and there is a difference in electric power generation between the electrode portions, so that there is a problem that heat generation and aging proceed rapidly.

KRKR 10-2013-001661010-2013-0016610 AA

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 플레이트와 축전 조립체의 사이에 압하력보상부재를 배치함으로써 위치별 압하력의 편차에 의해 축전 조립체의 중앙부가 볼록하게 휘어지는 것을 방지하여 위치별 두께 편차를 줄일 수 있는 초고용량 커패시터를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide an apparatus and a method for assembling a power accumulating assembly in which a pressing force compensating member is disposed between a plate and a power accumulating assembly to prevent a central portion of the power accumulating assembly from being bent convexly, And to provide an ultra-high capacity capacitor capable of reducing a deviation.

또한, 본 발명은 양극 또는 음극의 역할을 수행하는 활물질층을 분할 구조로 형성하고 간극을 갖도록 배치함으로써 상기 간극을 통해 전해액의 함침시 발생되는 기포를 원활하게 배출할 수 있는 초고용량 커패시터를 제공하는데 다른 목적이 있다.Also, the present invention provides an ultra-high-capacity capacitor capable of smoothly discharging bubbles generated when the electrolyte is impregnated through the gap by disposing the active material layer serving as the anode or the cathode in a divided structure and having a gap There is another purpose.

상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 단위 모듈이 복수로 적층되는 축전집합체; 상기 축전집합체의 측부를 둘러싸도록 배치되는 밀봉부재; 상기 축전집합체의 상,하부에 각각 배치되는 상,하부 플레이트; 및 상기 상,하부 플레이트와 축전집합체의 사이에 배치되어 상기 축전집합체의 중앙부가 상기 상,하부 플레이트 측으로 볼록하게 휘어지는 것을 방지하는 압하력보상부재;를 포함하는 초고용량 커패시터를 제공한다.In order to solve the above-described problems, the present invention provides a power storage device comprising: a power storage assembly in which a plurality of unit modules are stacked; A sealing member disposed so as to surround side portions of the storage assemblies; Upper and lower plates respectively disposed on upper and lower portions of the power storage assembly; And a pressing force compensating member disposed between the upper and lower plates and the power storage assembly to prevent the central portion of the power storage assembly from being bent convexly toward the upper and lower plates.

또한, 상기 축전집합체의 최상부면과 상부 플레이트 사이와, 상기 축전집합체의 최하부면과 하부 플레이트 사이에는 서로 대응되는 한 쌍의 전극판이 각각 배치될 수 있다.Further, a pair of electrode plates corresponding to each other may be disposed between the uppermost surface of the storage assembly and the upper plate, and between the lowermost surface of the storage assembly and the lower plate.

또한, 상기 한 쌍의 전극판은 상기 밀봉부재의 외측으로 노출되도록 상기 전극판으로부터 외측으로 각각 연장되는 돌출단자가 구비될 수 있다.The pair of electrode plates may be provided with protruding terminals extending outwardly from the electrode plate so as to be exposed to the outside of the sealing member.

또한, 상기 전극판과 상,하부 플레이트 사이에는 절연층이 각각 배치되며, 상기 압하력보상부재는 상기 절연층과 전극판 사이에 각각 배치될 수 있다.An insulating layer may be disposed between the electrode plate and the upper and lower plates, respectively, and the force-compensating member may be disposed between the insulating layer and the electrode plate.

또한, 상기 압하력보상부재는 상기 상,하부 플레이트의 중앙영역에 배치되고, 상기 축전집합체에 구비되는 활물질층의 단면적보다 좁은 면적을 갖도록 구비될 수 있다.The pressing force compensating member may be disposed in a central region of the upper and lower plates and may have an area narrower than a sectional area of the active material layer provided in the storage assemblage.

또한, 상기 압하력보상부재는 중심점을 기준으로 외곽으로 갈수록 낮은 높이를 갖도록 구비될 수 있다.Further, the push force compensating member may be provided to have a lower height toward the outer periphery with respect to the center point.

또한, 상기 압하력보상부재는 원형 또는 사각단면을 포함하는 다각단면 및 이들의 조합한 형태로 구비될 수 있다.Further, the force reduction compensating member may be provided in a polygonal cross section including a round or rectangular cross section, or a combination thereof.

또한, 상기 단위 모듈은, 분리막; 상기 분리막의 일면에 적층되는 제1활물질층과, 상기 분리막의 타면에 적층되는 제2활물질층을 포함하는 활물질층; 및 상기 제1활물질층 및 제2활물질층의 일측에 각각 적층되는 한 쌍의 집전체;를 포함할 수 있다.The unit module may further include: a separation membrane; An active material layer including a first active material layer laminated on one surface of the separator and a second active material layer laminated on the other surface of the separator; And a pair of current collectors stacked on one side of the first active material layer and the second active material layer, respectively.

또한, 상기 제1활물질층 및 제2활물질층은 두 개의 부재로 구비되고, 상기 두 개의 부재는 기포가 배출되는 통로를 형성하도록 서로 일정간격 이격배치될 수 있다.The first active material layer and the second active material layer may be formed of two members, and the two members may be spaced apart from each other to form a passage through which bubbles are discharged.

또한, 상기 제1활물질층에 형성되는 통로와 상기 제2활물질층에 형성되는 통로는 서로 다른 방향을 갖도록 구비될 수 있다.In addition, the passages formed in the first active material layer and the second active material layer may have different directions.

또한, 상기 밀봉부재는 상기 집전체를 둘러싸도록 중공형으로 구비되고, 수직한 방향으로 복수 개가 적층되며 하나의 연결빔을 통해 일체화될 수 있다.In addition, the sealing member may be provided in a hollow shape so as to surround the current collector, and a plurality of the sealing members may be stacked in a vertical direction and may be integrated through a single connecting beam.

또한, 상기 연결빔은 상기 밀봉부재의 테두리를 따라 복수 개가 구비되며, 하부단은 상기 하부 플레이트에 고정되고 상부단은 상기 상부 플레이트에 고정될 수 있다.In addition, the connection beams may be provided along the rim of the sealing member, the lower end may be fixed to the lower plate, and the upper end may be fixed to the upper plate.

또한, 상기 분리막은 상기 활물질층보다 더 큰 사이즈를 갖도록 구비되고, 상기 집전체는 상기 분리막보다 더 큰 사이즈를 갖도록 구비될 수 있다.The separator may be formed to have a larger size than the active material layer, and the current collector may have a larger size than the separator.

본 발명에 의하면, 플레이트와 축전 조립체의 사이에 배치되는 압하력보상부재를 통하여 외곽부에 집중되는 압하력에 대응하여 위치별 압하력의 차이를 보상하여 줌으로써 축전 조립체의 중앙부가 볼록하게 휘어지는 것을 방지하여 위치별 두께 편차를 줄여 전체적인 성능을 높일 수 있다.According to the present invention, by compensating for the difference in the pressing force by the position corresponding to the pressing force concentrated on the outer frame portion through the pressing force compensating member disposed between the plate and the power accumulating assembly, the central portion of the power accumulating assembly is prevented from being bent Thereby reducing the thickness deviation per position, thereby improving the overall performance.

또한, 본 발명은 양극 또는 음극의 역할을 수행하는 활물질층을 분할 구조로 형성하고 간극을 갖도록 배치하여 상기 간극을 통해 전해액의 함침시 발생되는 기포가 원활하게 배출될 수 있도록 함으로써 함침 불균형을 해소하여 위치에 상관없이 균일한 전력을 발생시킬 수 있다.In addition, the present invention is characterized in that an active material layer serving as a cathode or an anode is formed in a divided structure and arranged so as to have a gap, so that bubbles generated when the electrolyte is impregnated through the gap can be smoothly discharged, Uniform power can be generated regardless of the position.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초고용량 커패시터를 나타낸 외관도,
도 2는 도 1의 분리도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 초고용량 커패시터에서 축전조립체를 구성하는 단위 모듈을 나타낸 개략도로서, a)는 부직포층의 일면에 나노섬유웹층이 적층된 경우이고, b)는 부직포층의 양면에 나노섬유웹층이 적층된 경우,
도 4는 도 1에서 축전조립체를 나타낸 도면,
도 5는 도 1의 부분절개도,
도 6은 도 1의 종단면도로서, 위치별 압하력을 개략적으로 나타낸 도면,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 초고용량 커패시터에서, 위치별 압하력의 크기를 설명하기 위한 도면으로서, a)는 상,하부 플레이트에서 연결빔이 체결되는 위치를 나타낸 평면도이고, b)는 연결빔의 체결위치에 의해 축전집합체에서 발생되는 영역별 압하력의 크기를 나타낸 도면이며, c)는 위치별 압하력에 의해 축전집합체가 변형된 상태를 나타낸 도면,
도 8은 도 1에서 축전조립체를 구성하는 단위 모듈에서 제1활물질층에 형성되는 간극과 제2활물질층에 형성되는 간극의 다른 배열관계를 나타낸 도면, 그리고,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 초고용량 커패시터에서 압하력보상부재의 다양한 형태를 나타낸 도면이다.1 is an external view of an ultra-high capacity capacitor according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a sectional view of FIG. 1,
FIG. 3 is a schematic view showing a unit module constituting a power storage assembly in a super-capacity capacitor according to an embodiment of the present invention, in which a) shows a case where a nanofiber web layer is laminated on one surface of a nonwoven fabric layer, and b) When a nanofiber web layer is laminated on both sides,
Figure 4 shows a power storage assembly in Figure 1,
Figure 5 is a partial cutaway view of Figure 1,
Fig. 6 is a longitudinal sectional view of Fig. 1, schematically showing the depressing force for each position,
FIG. 7 is a view for explaining the magnitude of the down force for each position in an ultra-high capacity capacitor according to an embodiment of the present invention, wherein FIG. 7 (a) is a plan view showing a position where a connecting beam is fastened at upper and lower plates, Is a view showing the magnitude of the downward force generated by the power storage assembly due to the fastening position of the connection beam, c) a state where the power storage assembly is deformed by the downward pressing force,
FIG. 8 is a view showing another arrangement relationship of a gap formed in the first active material layer and a gap formed in the second active material layer in the unit module constituting the power storage assembly in FIG. 1,
9 is a view showing various forms of a force reduction compensating member in an ultra-high capacity capacitor according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부가한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same reference numerals are assigned to the same or similar components throughout the specification.

본 발명의 일 실시예에 따른 초고용량 커패시터(1)는 축전집합체(10), 밀봉부재(20), 상,하부 플레이트(30a,30b) 및 압하력보상부재(40)를 포함한다.A super-high capacity capacitor 1 according to an embodiment of the present invention includes a storage assembly 10, a sealing member 20, upper and lower plates 30a and 30b, and a pressing force compensating member 40. [

상기 축전집합체(10)는 도 4에 도시된 바와 같이 복수 개의 단위 모듈(100)이 적층되는 구조를 갖는다.The storage assembly 10 has a structure in which a plurality of unit modules 100 are stacked as shown in FIG.

이러한 단위 모듈(100)은 도 3에 도시된 바와 같이 분리막(110), 활물질층(120,130) 및 집전체(140)를 포함한다.3, the unit module 100 includes a separator 110, active material layers 120 and 130, and a current collector 140.

즉, 상기 단위 모듈(100)은 분리막(110)의 양면에 제1활물질층(120)과 제2활물질층(130)이 배치되고, 상기 제1활물질층(120) 및 제2활물질층(130)의 일측에 집전체(140)가 각각 적층되는 구조를 갖는다.The first active material layer 120 and the second active material layer 130 are disposed on both sides of the separator 110 and the first active material layer 120 and the second active material layer 130 And a current collector 140 is stacked on one side of the current collector 140.

여기서, 상기 집전체(140), 제1활물질층(120), 제2활물질층(130) 및 분리막(110)은 서로 다른 크기를 갖도록 구비될 수 있다.Here, the current collector 140, the first active material layer 120, the second active material layer 130, and the separation layer 110 may have different sizes.

즉, 상기 분리막(110)은 상기 제1활물질층(120) 및 제2활물질층(130)보다 더 큰 사이즈를 갖도록 구비되고, 상기 집전체(140)는 상기 분리막(110)보다 더 큰 사이즈를 갖도록 구비될 수 있다. 다만, 상기 분리막(110)의 양면에 각각 배치되는 제1활물질층(120)과 제2활물질층(130)은 서로 동일한 사이즈를 갖는다.That is, the separator 110 is formed to have a larger size than the first active material layer 120 and the second active material layer 130, and the current collector 140 has a larger size than the separator 110 Respectively. However, the first active material layer 120 and the second active material layer 130, which are disposed on both sides of the separator 110, have the same size.

이와 같은 상기 제1활물질층(120) 및 제2활물질층(130)의 경우 사용 목적에 따라 설계과정에서 최적의 두께 및 사이즈를 갖도록 구비될 수 있고, 상기 분리막(110)은 상기 제1활물질층(120) 및 제2활물질층(130)을 봉지할 수 있도록 상기 제1활물질층(120) 및 제2활물질층(130)에 비해 더 큰 사이즈를 갖도록 형성될 수 있다.The first active material layer 120 and the second active material layer 130 may be formed to have an optimal thickness and size in the design process according to the purpose of use, The first active material layer 120 and the second active material layer 130 may have a larger size than the first active material layer 120 and the second active material layer 130 so as to encapsulate the first active material layer 120 and the second active material layer 130.

그리고, 상기 집전체(140)는 외곽 테두리가 상기 밀봉부재(20)에 의해 지지되어 단위 모듈(100)을 지지할 수 있도록 상기 분리막(110)보다 더 큰 사이즈를 가질 수 있다.The current collector 140 may have a larger size than the separator 110 so that the outer frame may be supported by the sealing member 20 to support the unit module 100.

이러한 상기 단위 모듈(100)은 집전체(140), 제2활물질층(130), 분리막(110), 제1활물질층(120) 및 집전체(140)가 순차적으로 적층된 형태로 구현된다.The unit module 100 includes a current collector 140, a second active material layer 130, a separator 110, a first active material layer 120, and a current collector 140 sequentially stacked.

또한, 상기 단위 모듈(100')은 제2활물질층(130), 분리막(110), 제1활물질층(120) 및 집전체(140)가 순차적으로 적층된 형태로 구현되어 하부에 배치되는 하나의 단위 모듈(100)의 상부측에 적층될 수도 있다.The unit module 100 'includes a first active material layer 130, a separator layer 110, a first active material layer 120, and a current collector 140 stacked in this order, On the upper side of the unit module 100 of FIG.

이에 따라, 상기 단위 모듈(100,100')이 복수 개로 적층되어 축전집합체(10)를 구성하는 경우 상기 축전집합체(10)는 집전체(140), 제2활물질층(130), 분리막(110), 제1활물질층(120), 집전체(140), 제2활물질층(130), 분리막(110), 제1활물질층(120) 및 집전체(140)가 순차적으로 반복 적층되는 형태로 구현된다.Accordingly, when the unit modules 100 and 100 'are stacked to form the storage assembly 10, the storage assembly 10 includes the current collector 140, the second active material layer 130, the separation membrane 110, The first active material layer 120, the current collector 140, the second active material layer 130, the separator film 110, the first active material layer 120, and the current collector 140 are sequentially stacked repeatedly .

여기서, 상기 분리막(110)은 두 개의 동일한 분리막이 적층된 형태로 구비될 수도 있다. 이와 같이 두 개의 분리막이 적층되는 경우 상기 전해액을 흡습할 수 있는 전체면적이 늘어남에 따라 분리막 측으로 흡습된 전해액의 양을 증가시켜 전체적인 성능을 향상시킬 수도 있다.Here, the separation membrane 110 may be formed by stacking two identical separation membranes. When the two separators are stacked, the total area capable of absorbing the electrolyte increases, thereby increasing the amount of the electrolyte absorbed toward the separator, thereby improving the overall performance.

상기 집전체(140)는 일정면적을 갖는 박판으로 형성될 수 있으며, 구리, 알루미늄, 스테인리스 스틸, 니켈, 티타늄,크롬, 망간, 철, 코발트, 아연, 몰리브덴, 텅스텐, 은, 금 및 이들의 조합에 의하여 제조되는 금속 박판으로 이루어질 수 있다. 더불어, 이온의 이동을 효율적으로 수행하고 균일한 도핑 공정을 위하여 다수의 관통홀이 형성된 메쉬 형태로 구비될 수도 있음을 밝혀둔다.The current collector 140 may be formed of a thin plate having a predetermined area and may be formed of a metal such as copper, aluminum, stainless steel, nickel, titanium, chromium, manganese, iron, cobalt, zinc, molybdenum, tungsten, silver, A metal thin plate manufactured by the method described above. In addition, it is also possible to provide a mesh type in which a plurality of through holes are formed for efficiently performing ion movement and performing a uniform doping process.

상기 제1활물질층(120) 및 제2활물질층(130)은 상기 분리막(110)의 양면에 각각 적층되는 것으로, 제1활물질층(120) 및 제2활물질층(130)은 둘 중 어느 하나가 음극 활물질층이 되고 나머지 하나가 양극 활물질층이 되는 것으로, 이온을 가역적으로 도핑 및 탈도핑할 수 있는 활성탄 및 바인더를 포함할 수 있고, 카본 블랙 및 용매 등으로 구성되는 도전재가 포함될 수 있다.The first active material layer 120 and the second active material layer 130 are stacked on both sides of the separation layer 110. The first active material layer 120 and the second active material layer 130 may be either one of And the other one may be a cathode active material layer. The anode active material layer may include activated carbon and a binder capable of reversibly doping and dedoping ions, and may include a conductive material composed of carbon black, a solvent, and the like.

즉, 상기 제1활물질층(120) 및 제2활물질층(130)은 일면에 분리막(110)이 배치되고, 타면에 상기 집전체(140)가 각각 배치됨으로써 상기 집전체(140)와 함께 양극을 형성하거나 음극을 형성하고 상기 분리막(110)을 통해 다른 극성과 분리된다.That is, the separator 110 is disposed on one surface of the first active material layer 120 and the second active material layer 130 and the current collector 140 is disposed on the other surface of the first active material layer 120 and the second active material layer 130, Or a cathode is formed and separated from the other polarity through the separator 110. [

이러한 제1활물질층(120) 및 제2활물질층(130)은 시트 형태로 형성한 후 집전체(140)의 일면에 각각 부착하는 방법이 적용될 수 있고, 활물질, 도전제, 결합제 및 유기 용매 등을 혼합하여 슬러리로 제조한 후 상기 슬러리를 집전체의 일면에 코팅하는 방법이 적용될 수도 있다.The first active material layer 120 and the second active material layer 130 may be formed in the form of a sheet and then attached to one surface of the current collector 140. The active material, May be mixed to prepare a slurry, and then the slurry may be coated on one side of the current collector.

이때, 상기 제1활물질층(120) 및 제2활물질층(130)은 각각 일정면적을 갖는 판상의 두 개의 부재(120a,120b)(130a,130b)로 구비되고, 상기 두 개의 부재(120a,120b)(130a,130b)는 서로 일정간격 이격되도록 상기 분리막(110)과 집전체(140) 사이에 배치된다.The first active material layer 120 and the second active material layer 130 are formed of two plate members 120a and 120b having a predetermined area and the two members 120a and 120b, 120b (130a, 130b) are disposed between the separation membrane 110 and the current collector 140 so as to be spaced apart from each other by a predetermined distance.

즉, 상기 두 개의 부재(120a,120b)(130a,130b) 사이에는 상기 분리막(110) 또는 집전체(140)의 중심선을 따라 소정의 간극(122,132)이 형성된다. That is, predetermined gaps 122 and 132 are formed between the two members 120a and 120b (130a and 130b) along the center line of the separator 110 or the current collector 140.

이때, 상기 제1활물질층(120)에 형성되는 간극(122)과 제2활물질층(130)에 형성되는 간극(132)은 도 5에 도시된 바와 같이 서로 동일한 방향으로 형성될 수도 있지만, 서로 다른 방향을 갖도록 형성될 수도 있다.In this case, the gap 122 formed in the first active material layer 120 and the gap 132 formed in the second active material layer 130 may be formed in the same direction as shown in FIG. 5, But may be formed to have different directions.

즉, 도 8에 도시된 바와 같이 제1활물질층(120)에 형성되는 간극(122)은 X축 방향과 평행한 방향으로 형성되고, 상기 제2활물질층(130)에 형성되는 간극(132)은 Y축 방향과 평행한 방향으로 형성될 수도 있다.8, a gap 122 formed in the first active material layer 120 is formed in a direction parallel to the X-axis direction, and a gap 132 formed in the second active material layer 130 is formed. Axis direction may be formed in a direction parallel to the Y-axis direction.

이러한 간극(122,132)은 축전집합체(10)의 조립이 완료된 후 상기 활물질층(120,130) 및 분리막(110)이 전해액에 함침되는 과정에서 기포가 발생하더라도 상기 기포가 이동할 수 있는 통로역할을 수행함으로써 기포의 배출성을 향상시킬 수 있게 된다.These gaps 122 and 132 serve as passages through which the bubbles can move even if bubbles are generated in the process of impregnating the active material layers 120 and 130 and the separator 110 after the assembling of the storage assembly 10 is completed, It is possible to improve the dischargeability of the toner.

다시 말하면, 상기 축전집합체(10)의 테두리 측에 가해지는 압하력에 비해 축전집합체(10)의 중앙부에 상대적으로 작은 압하력이 가해지는 경우 제1활물질층(120) 및 제2활물질층(130)이 전해액에 함침되는 과정에서 발생된 기포가 상대적으로 작은 압하력이 발생하는 중앙부 측으로 집중된다. In other words, when a relatively small downward force is applied to the central portion of the storage assembly 10 as compared with the pressing force applied to the rim of the storage assembly 10, the first active material layer 120 and the second active material layer 130 ) Is impregnated into the electrolytic solution, the bubbles generated in the process are concentrated to the central portion where a relatively small down force is generated.

이에 따라, 상기 중앙부에 집중된 기포는 전해액의 이동을 방해하는 에어포켓을 형성함으로써 상기 활물질층(120,130) 및 분리막(110)이 고르게 전해액에 함침되는 것을 방해하게 된다.Accordingly, the air bubbles concentrated at the center portion form an air pocket that hinders the movement of the electrolytic solution, thereby preventing the active material layers 120 and 130 and the separator 110 from being uniformly impregnated with the electrolytic solution.

이는, 함침 불균형으로 인한 전극 위치별 전력 차이를 발생시켜 성능을 저하시키며 함침 불균형으로 인한 발열 및 노화를 급속도로 진행시키는 문제를 야기한다.This causes a power difference depending on the position of the electrode due to the impregnation imbalance, thereby deteriorating the performance and causing a problem of rapid heat generation and aging due to impregnation imbalance.

본 발명에서는 상기 제1활물질층(120) 및 제2활물질층(130)의 중앙부에 기포의 이동 통로 역할을 수행하는 간극(122,132)을 형성함으로써 내부압력의 증가나 구조적인 원인에 기인하여 발생되는 상대적인 압하력의 차이로 인해 전해액의 함침과정에서 발생된 기포가 중앙부 측으로 집중되더라도 상기 간극(122,132)을 통해 기포의 원활한 배출이 이루어짐으로써 함침 불균형으로 인한 전극 위치별 전력 발생에 차이가 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.In the present invention, gaps (122, 132) are formed at the center of the first active material layer (120) and the second active material layer (130) Even if the bubbles generated in the process of impregnating the electrolyte are concentrated toward the center side due to the difference in the relative lowering force, the bubbles can be smoothly discharged through the gaps 122 and 132, thereby preventing a difference in power generation by electrode position due to impregnation imbalance .

한편, 상기 분리막(110)은 도 3에 도시된 바와 같이 부직포층(112)과, 이 부직포층(112)의 일면 또는 양면에 적층된 나노섬유웹층(114)을 포함할 수 있다.3, the separation membrane 110 may include a nonwoven fabric layer 112 and a nanofiber web layer 114 laminated on one side or both sides of the nonwoven fabric layer 112.

여기서, 상기 나노섬유웹층(114)은 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile) 나노섬유 및 폴리비닐리덴 플루오라이드(polyvinylidene fluoride) 나노섬유 중에서 선택된 1종 이상을 함유한 나노섬유일 수 있다.Here, the nanofiber web layer 114 may be a nanofiber containing at least one selected from the group consisting of polyacrylonitrile nanofiber and polyvinylidene fluoride nanofiber.

바람직하게는 상기 나노섬유웹층(114)의 형성시 방사성 및 균일한 기공형성을 확보하기 위해 폴리아크릴니트릴 나노섬유만으로 구성될 수 있다. 그리고 상기 나노섬유웹층(114)의 상기 폴리아크릴로니트릴 나노섬유는 평균직경 0.1 ~ 2㎛일 수 있으며, 바람직하게는 0.1 ~ 1.0㎛일 수 있다.Preferably, only the polyacrylonitrile nanofibers may be formed to ensure the formation of radioactive and uniform pores in the formation of the nanofiber web layer 114. The polyacrylonitrile nanofibers of the nanofiber web layer 114 may have an average diameter of 0.1 to 2 mu m, and preferably 0.1 to 1.0 mu m.

이는, 상기 나노섬유의 평균직경이 0.1㎛ 미만이면 분리막이 충분한 내열성을 확보하지 못하는 문제가 있을 수 있고, 2㎛를 초과하면 분리막의 기계적 강도는 우수하나 분리막의 탄성력이 오히려 감소할 수 있기 때문이다.This is because if the average diameter of the nanofibers is less than 0.1 탆, the separation membrane may not have sufficient heat resistance. If the average diameter exceeds 2 탆, the mechanical strength of the separation membrane is excellent, but the elasticity of the separation membrane may be reduced .

또한, 상기 부직포층(112)을 구성하는 부직포는 셀룰로오스, 셀룰로오스 아세테이트, 폴리비닐알코올(PVA, polyvinyl alcohol), 폴리설폰(polysulfone), 폴리이미드(polyimide), 폴리에테르이미드(polyetherimide), 폴리아마이드(polyamide), 폴리에틸렌옥사이드(PEO, polyethylene oxide), 폴리에틸렌(PE, polyethylene), 폴리프로필렌(PP,polypropylene), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, polyethylene terephthalate), 폴리우레탄(PU, polyurethane), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA, poly methylmethacrylate) 및 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile) 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.In addition, the nonwoven fabric constituting the nonwoven fabric layer 112 may be formed of a material selected from the group consisting of cellulose, cellulose acetate, polyvinyl alcohol (PVA), polysulfone, polyimide, polyetherimide, polyamide, polyethylene oxide (PEO), polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyethylene terephthalate (PET), polyurethane (PU), polymethyl methacrylate (PMMA), poly (methylmethacrylate), and polyacrylonitrile.

여기서, 상기 부직포층(112)은 무기첨가제를 더 포함할 수 있으며, 상기 무기첨가제는 SiO, SnO, SnO2, PbO2, ZnO, P2O5, CuO, MoO, V2O5, B2O3, Si3N4, CeO2, Mn3O4, Sn2P2O7, Sn2B2O5, Sn2BPO6, TiO2, BaTiO3, Li2O, LiF, LiOH, Li3N, BaO, Na2O, Li2CO3, CaCO3, LiAlO2, SiO2, Al2O3 및 PTFE 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. The nonwoven fabric layer 112 may further include inorganic additives such as SiO, SnO, SnO 2 , PbO 2 , ZnO, P 2 O 5 , CuO, MoO, V 2 O 5 , B 2 O 3 , Si 3 N 4 , CeO 2 , Mn 3 O 4 , Sn 2 P 2 O 7 , Sn 2 B 2 O 5 , Sn 2 BPO 6 , TiO 2 , BaTiO 3 , Li 2 O, LiF, N 3, may include a BaO, Na 2 O, Li 2 CO 3, CaCO 3, LiAlO 2, SiO 2, Al 2 O 3 and at least one selected from PTFE.

그리고, 상기 무기첨가제인 무기물 입자는 평균입경이 10 ~ 50 nm일 수 있으며, 바람직하게는 10 ~ 30 nm일 수 있고, 더욱 바람직하게는 10 ~ 20 nm일 수 있다.The inorganic particles as the inorganic additive may have an average particle diameter of 10 to 50 nm, preferably 10 to 30 nm, and more preferably 10 to 20 nm.

더불어, 상기 분리막의 평균두께는 10 ~ 121㎛일 수 있고, 바람직하게는 10 ~ 50㎛일 수 있다.In addition, the average thickness of the separation membrane may be 10 to 121 탆, and preferably 10 to 50 탆.

이는, 분리막의 평균두께가 10㎛ 미만이면 분리막이 너무 얇아서 장기적인 내구성을 확보할 수 없고, 121㎛를 초과하면 박육화에 불리하므로 상기 범위 내의 평균두께를 갖는 것이 좋다.If the average thickness of the separator is less than 10 탆, the separator is too thin to ensure long-term durability. If the average thickness exceeds 121 탆, it is disadvantageous for thinning.

그리고, 상기 부직포층(112)은 평균두께 10 ~ 30㎛으로, 바람직하게는 15~ 30㎛로 형성시키고, 상기 나노섬유웹층은 평균두께 1 ~ 5㎛를 갖는 것이 좋다.The non-woven fabric layer 112 may have an average thickness of 10 to 30 μm, preferably 15 to 30 μm, and the nanofiber web layer may have an average thickness of 1 to 5 μm.

이때, 상기 분리막(110)은 평균두께가 10 ~ 30㎛ 일 때, 공기투과도가 0 ~ 10cfm일 수 있다. 또한, 상기 분리막(110)은 기공도가 30 ~ 50 %일 수 있다.At this time, when the average thickness of the separation membrane 110 is 10 to 30 占 퐉, the air permeability may be 0 to 10 cfm. Also, the separation membrane 110 may have porosity of 30 to 50%.

이러한 분리막(110)은 일반적인 전기방사(electrospinning), 에어 전기방사(AES, Air electrospinning), 전기분사(electrospray), 전기분사방사(electrobrown spinning), 원심전기방사(centrifugal electrospinning), 플래시 전기방사(flash electrospinning) 등을 통해서 나노섬유웹층(114)을 부직포층(112)의 일면 또는 양면에 형성시킬 수 있으며, 바람직하게는 에어 전기방사를 통해서 수행할 수 있다.Such a separation membrane 110 may be formed by conventional electrospinning, air electrospinning (AES), electrospray, electrobrown spinning, centrifugal electrospinning, flash electrospinning, electrospinning, etc., the nanofiber web layer 114 may be formed on one side or both sides of the nonwoven fabric layer 112, preferably by air electrospinning.

이와 같이 본 발명에서 사용되는 분리막(110)은 부직포층(112)과, 이 부직포층(112)의 일면 또는 양면에 적층된 나노섬유웹층(114)을 포함하고, 상기 나노섬유웹층(114)이 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile) 나노섬유 및 폴리비닐리덴 플루오라이드(polyvinylidene fluoride) 나노섬유 중에서 선택된 1종 이상을 함유한 나노섬유로 구성됨으로써 함침된 전해액을 함유한 뒤 전해액이 쉽게 외부로 빠져나가는 것을 방지할 수 있게 된다.The separator 110 used in the present invention includes a nonwoven fabric layer 112 and a nanofiber web layer 114 laminated on one or both surfaces of the nonwoven fabric layer 112, It is composed of nanofibers containing at least one selected from polyacrylonitrile nanofiber and polyvinylidene fluoride nanofiber to prevent the electrolyte from easily escaping to the outside after containing impregnated electrolyte .

이를 통해, 복수 개의 단위 모듈(100,100')이 적층되어 축전집합체(10)를 형성하고 전해액을 주입하여 초고용량 커패시터(1)를 구성하는 경우, 유동성을 갖는 전해액이 상기 분리막(110)에 침투한 후 나노섬유웹층(114)에 의해 외부로 이탈하는 것이 방지된다.In this case, when a plurality of unit modules 100 and 100 'are stacked to form a storage assembly 10 and an electrolyte is injected to form an ultra-high capacity capacitor 1, an electrolyte having fluidity penetrates into the separation membrane 110 And is prevented from leaving the outside by the post-nanofiber web layer 114.

이로 인해, 상기 분리막(110)의 함침성을 높여 분리막(110)의 적층위치에 관계없이 전해액이 분리막(110)에 충분히 침투할 수 있게 된다. 이에 따라, 상기 전해액이 모든 분리막(110)에 고르게 분포함으로써 적층위치에 관계없이 위치별로 균일한 전력을 발생시킬 수 있어 커패시터의 성능을 높일 수 있으며, 전해액의 함침 불균형으로 인한 발열 및 노화가 급속도로 진행되는 것을 방지할 수 있게 된다.Therefore, the impregnation property of the separation membrane 110 is increased, and the electrolyte can sufficiently penetrate the separation membrane 110 regardless of the position where the separation membrane 110 is stacked. Accordingly, since the electrolyte is uniformly distributed in all the separation membranes 110, uniform power can be generated for each position regardless of the stacking positions, thereby improving the performance of the capacitors, and the heat generation and aging due to impregnation imbalance of the electrolyte can be rapidly It can be prevented from proceeding.

상기 밀봉부재(20)는 상기 축전집합체(10)의 측부를 둘러싸도록 배치되어 전해액의 누액을 방지하고 전기적인 단락을 방지하기 위한 것이다. 이러한 밀봉부재(20)는 중공형으로 구비되며, 내측면이 상기 집전체(140)의 테두리에 접하도록 배치된다.The sealing member 20 is disposed so as to surround the side portion of the storage assemblage 10 so as to prevent leakage of the electrolyte solution and to prevent electric short-circuiting. Such a sealing member 20 is provided in a hollow shape and is arranged such that its inner side is in contact with the rim of the current collector 140.

이와 같은 밀봉부재(20)는 하나의 부재로 이루어질 수도 있지만, 상기 단위 모듈(100)의 적층이 용이하도록 복수 개가 적층되는 형태로 구비될 수 있다.The sealing member 20 may be a single member, but a plurality of the sealing members 20 may be stacked to facilitate stacking of the unit modules 100.

즉, 상기 밀봉부재(20)는 상기 집전체(140)의 테두리를 둘러싸도록 중공형으로 구비되고, 수직한 방향으로 복수 개가 적층된다. 이때, 상기 밀봉부재(20)는 일측이 상기 집전체(140)의 테두리에 접하도록 배치된다. That is, the sealing member 20 is provided in a hollow shape so as to surround the rim of the current collector 140, and a plurality of the sealing members 20 are stacked in a vertical direction. At this time, the sealing member 20 is disposed so that one side thereof is in contact with the rim of the current collector 140.

다시 말하면, 상기 각각의 밀봉부재(20)는 내측 테두리가 서로 대면하는 한 쌍의 집전체(140) 사이에 일정길이 돌출되도록 배치될 수 있도록 한다. 이에 따라, 상,하로 적층된 한 쌍의 집전체(140) 사이에 돌출되는 부분이 배치됨으로써 각각의 단위모듈(100)을 일체화시킨다.In other words, each of the sealing members 20 can be arranged to protrude by a predetermined length between a pair of current collectors 140 whose inner rim faces each other. Accordingly, the protruding portions are disposed between the pair of current collectors 140 stacked one above the other, so that the unit modules 100 are integrated.

더불어, 하나의 연결빔(50)을 통해 축전집합체(10)의 상부단과 하부단에 각각 배치되는 상,하부 플레이트(30a,30b)와 함께 일체화되고, 축전조립체(10)의 측부를 밀봉하게 된다.And are integrated together with the upper and lower plates 30a and 30b disposed at the upper and lower ends of the storage assembly 10 through one connection beam 50 to seal the side of the power storage assembly 10 .

여기서, 상기 연결빔(50)은 세라믹, 절연처리가 된 금속 및 내화학성이 확보된 고분자 등의 재질로 형성될 수 있으며, 상기 밀봉부재(20)의 테두리를 따라 복수 개가 배치된다. Here, the connection beam 50 may be formed of a material such as a ceramic, an insulating metal, or a polymer having chemical resistance, and a plurality of the connecting beams 50 are disposed along the rim of the sealing member 20.

이때, 상기 각각의 밀봉부재(20)는 상기 연결빔(50)이 통과할 수 있도록 높이방향을 따라 관통형성되는 체결공(22)이 구비된다. In this case, each of the sealing members 20 is provided with a fastening hole 22 formed to pass through the connecting beam 50 in the height direction.

이에 따라, 상기 연결빔(50)은 상기 각각의 체결공(22)을 통과하도록 설치되며, 하부단은 상기 하부 플레이트(30b)에 고정되고 상부단은 상기 상부 플레이트(30a)에 고정된다.Accordingly, the connection beam 50 is installed to pass through the respective fastening holes 22, and the lower end is fixed to the lower plate 30b and the upper end is fixed to the upper plate 30a.

이로 인해, 상기 밀봉부재(20) 및 상,하부 플레이트(30a,30b)는 상기 연결빔(50)을 통해 일체화됨으로써 다수로 적층되는 단위 모듈(100)을 지지하여 상기 축전집합체(10)를 내부에 수용하는 케이스의 역할을 수행하게 된다.The sealing member 20 and the upper and lower plates 30a and 30b support the unit module 100 stacked in a plurality of layers by being integrated with the connecting beam 50, As shown in FIG.

여기서, 상부 플레이트(30a)는 축전집합체(100)의 양극이 최외곽으로 배치되어 있는 상면에 밀착되며, 하부 플레이트(30b)는 축전집합체(100)의 음극이 최외곽으로 배치되어 있는 하면에 밀착된다. 더불어, 상기 축전집합체(100)의 양극 및 음극은 상기 상,하부 플레이트(30a,30b)에 각각 반대로 접하도록 배치될 수도 있다.The upper plate 30a is in close contact with the upper surface of the storage battery assembly 100 where the anode is disposed at the outermost side and the lower plate 30b is in close contact with the lower surface of the storage battery assembly 100, do. In addition, the positive electrode and the negative electrode of the storage assemblage 100 may be disposed so as to be in contact with the upper and lower plates 30a and 30b, respectively.

이때, 상기 축전집합체(10)의 상,하부 측에 배치되는 상,하부 플레이트(30a,30b)는 상기 밀봉부재(20) 및 집전체(140)를 합한 면적과 동일하거나 더 넓은 면적을 갖도록 구비됨으로써 상기 연결빔(50)을 통한 고정시 상,하부 플레이트(30a,30b)가 축전집합체(10)의 측부에 배치되는 밀봉부재(20)를 압착할 수 있도록 한다.The upper and lower plates 30a and 30b disposed on the upper and lower sides of the storage assembly 10 are formed to have the same or larger area than the sum of the sealing member 20 and the current collector 140 So that the upper and lower plates 30a and 30b are capable of pressing the sealing member 20 disposed on the side of the storage assembly 10 when the connection beam 50 is fixed thereto.

이에 따라, 상기 밀봉부재(20)가 복수 개로 구비되어 수직방향으로 적층되더라도 상기 상,하부 플레이트(30a,30b)에 의해 압착됨으로써 연결부위를 통해 전해액이 누설되는 것을 방지할 수 있게 된다.Accordingly, even when a plurality of the sealing members 20 are provided and stacked in the vertical direction, the electrolyte can be prevented from leaking through the connection portions by being pressed by the upper and lower plates 30a and 30b.

한편, 상기 축전집합체(10)의 최상부면과 상부 플레이트(30a) 사이, 상기 축전집합체(10)의 최하부면과 하부 플레이트(30b) 사이에는 서로 대응되는 한 쌍의 전극판(60a,60b)이 배치된다.A pair of electrode plates 60a and 60b corresponding to each other are formed between the uppermost surface of the storage assembly 10 and the upper plate 30a and between the lowest surface of the storage assembly 10 and the lower plate 30b .

이러한 한 쌍의 전극판(60a,60b)은 상기 축전집합체(10)의 측부에 배치되는 밀봉부재(20)의 외측으로 일부가 노출되도록 상기 전극판(60a,60b)으로부터 외측으로 돌출됨으로써 돌출단자(62a,62b)로 구현된다.The pair of electrode plates 60a and 60b protrude outward from the electrode plates 60a and 60b so that the electrode plates 60a and 60b are partially exposed to the outside of the sealing member 20 disposed on the side of the storage assemblies 10, (62a, 62b).

여기서, 상기 한 쌍의 전극판(60a,60b) 중 어느 하나는 음극단자의 역할을 수행하며 나머지는 양극단자의 역할을 수행한다.Here, one of the pair of electrode plates 60a and 60b serves as a negative terminal and the other serves as a positive terminal.

이때, 전극판(60a,60b)과 상,하부 플레이트(30a,30b) 사이에는 전기적인 단락을 방지하기 위한 절연층(70a,70b)이 각각 구비될 수 있다. 여기서, 상기 절연층(70a,70b)은 상기 축전집합체(10)의 측부에 배치되는 밀봉부재(20)와 동일한 재질로 이루어져 전기적인 단락을 방지하고, 상기 전해액이 전극판(60a,60b)과 상,하부 플레이트(30a,30b) 사이의 틈새를 통해 누설되는 것을 방지할 수도 있다.At this time, insulating layers 70a and 70b may be provided between the electrode plates 60a and 60b and the upper and lower plates 30a and 30b, respectively, to prevent an electrical short circuit. The insulating layers 70a and 70b are made of the same material as the sealing member 20 disposed on the side of the storage assemblies 10 to prevent electrical shorts and allow the electrolyte to flow through the electrode plates 60a and 60b It is possible to prevent leakage through a gap between the upper and lower plates 30a and 30b.

한편, 상기 상,하부 플레이트(30a,30b)와 축전집합체(10)의 사이에는 상기 축전집합체(10)의 중앙부가 상,하부 플레이트(30a,30b) 측으로 볼록하게 휘어지는 것을 방지하는 압하력보상부재(40)가 배치될 수 있다.Between the upper and lower plates 30a and 30b and the storage assembly 10 is provided a pressing force compensating member 30 for preventing the central portion of the storage assembly 10 from being bent convexly toward the upper and lower plates 30a and 30b, (40) may be disposed.

상기 밀봉부재(20)의 둘레방향을 따라 배치되는 연결빔(50)을 통해 상기 밀봉부재(20) 및 상,하부 플레이트(30a,30b)를 고정하는 경우, 상기 연결빔(50)이 축전집합체(10)의 테두리측에 배치됨에 따라 상기 축전집합체(10)의 중앙부는 체결력에 의한 압하력이 작은 반면에 테두리측, 달리 말하면 외곽측은 상대적으로 큰 압하력이 발생한다.(도 6 및 도 7 참조) 이는, 상기 축전집합체(10)를 전해액에 함침하게 되면 전해액의 함침으로 인한 부피팽창을 통해 더욱 심하게 발생한다.When the sealing member 20 and the upper and lower plates 30a and 30b are fixed through the connecting beam 50 disposed along the circumferential direction of the sealing member 20, The central portion of the storage assembly 10 has a small down force due to the fastening force, while a relatively large down force is generated on the side of the rim, in other words, on the side of the rim 10 (Figs. 6 and 7 This is because when the storage assembly 10 is impregnated with the electrolytic solution, it is more severely generated due to the volume expansion due to impregnation of the electrolytic solution.

도 7b에서 중앙영역은 압하력이 상대적으로 가장 작은 영역을 나타내며, 상기 중앙영역에 비하여 색상이 진해질수록 압하력이 상대적으로 크게 작용하는 것을 의미한다.In FIG. 7B, the central region represents the area with the smallest descent force, and the smaller the color is, the larger the depressing force acts relatively.

즉, 위치별 압하력의 차이로 인하여 상기 축전집합체(10)는 중앙부가 볼록하게 변형되는 팽이현상이 발생하게 된다. 이로 인해, 축전집합체(10)를 구성하기 위하여 적층된 각 층이 함께 휘어지게 되므로 상,하 전극간 거리의 불균형이 발생하여 성능을 저하시키는 요인이 된다.That is, due to the difference in the pressing force due to the position, the accumulation aggregate 10 has a bulging phenomenon in which the central portion is deformed convexly. As a result, the stacked layers are bent together to form the storage assembly 10, which causes unevenness in the distance between the upper and lower electrodes, which is a factor that deteriorates performance.

본 발명에서는 위치별 압하력의 차이에 기인하여 발생되는 축전집합체(10)의 변형을 방지할 수 있도록 상기 상,하부 플레이트의 중앙영역에 상기 압하력보상부재(40)를 배치한다.In the present invention, the screw down force compensating member (40) is disposed in the central region of the upper and lower plates so as to prevent the deformation of the storage assembly (10) caused by the difference of the screw down position.

이를 통해, 상대적으로 압하력이 작게 발생하는 축전집합체(10)의 중앙부에 상기 압하력보상부재(40)를 배치하여 축전집합체(10)의 중앙부에 압하력을 보상하여 축전집합체(10)의 중앙부와 외곽부와의 편차를 줄여줌으로써 축전집합체(10)의 중앙부가 볼록하게 휘어지는 팽이현상을 방지할 수 있도록 한다.The reduction force compensating member 40 is arranged at the center of the storage assembly 10 having a relatively small reduction force to compensate for the pressing force at the center of the storage assembly 10, And the outer peripheral portion of the power storage assembly 10, thereby preventing a bulging phenomenon in which the central portion of the storage assembly 10 is bent convexly.

이를 통해, 상기 축전집합체(10)를 구성하는 상,하 전극간 거리의 불균형을 최소화시켜 줌으로써 전체적인 성능을 높여줄 수 있게 된다.Accordingly, the unbalance between the upper and lower electrodes constituting the storage assembly 10 can be minimized, thereby improving the overall performance.

이러한 압하력보상부재(40)는 원형단면 또는 사각단면을 포함하는 다각단면 및 이들이 조합된 형태의 단면을 갖도록 구비될 수 있다. 일례로, 상기 압하력보상부재(40)는 일정면적과 높이를 갖는 원기둥, 다각기둥 또는 이들이 조합된 형태로 구비될 수 있다.The force reduction compensating member 40 may be provided to have a cross section of a round cross section or a cross section including a rectangular cross section and a cross section of a combination thereof. For example, the force reduction compensating member 40 may be provided in a cylindrical shape having a predetermined area and height, a polygonal columnar shape, or a combination thereof.

이때, 상기 압하력보상부재(40)는 상기 상,하부 플레이트(30a,30b)의 중심점을 포함한 중앙영역에 배치되며, 상기 절연층(70)과 전극판(60a,60b) 사이에 배치될 수 있다.The pressing force compensating member 40 may be disposed at a central region including the central points of the upper and lower plates 30a and 30b and may be disposed between the insulating layer 70 and the electrode plates 60a and 60b. have.

더불어, 상기 압하력보상부재(40)는 상기 축전집합체(10)에 구비되는 활물질층(120,130)의 단면적보다 좁은 단면적을 갖도록 구비됨으로써 상기 압하력보상부재(40)를 통해 제공되는 압하력의 증가로 인해 상기 활물질층(120,130)의 테두리측이 파손되는 것을 미연에 방지할 수 있도록 한다.In addition, the force reduction compensating member 40 is provided to have a cross sectional area that is narrower than the cross sectional area of the active material layers 120 and 130 provided in the storage assemblage 10, thereby increasing the down force provided through the force reduction compensating member 40 The edge of the active material layers 120 and 130 can be prevented from being damaged.

이와 같은 압하력보상부재(40)는 도 9a 및 도 9c에 도시된 바와 같이 전체적으로 동일한 높이 또는 두께를 갖도록 구비될 수도 있지만, 도 9b 및 도 9d에 도시된 바와 같이 중심점을 기준으로 외곽으로 갈수록 낮은 높이를 갖도록 구비될 수 있다.9A and 9C, the abutting force compensating member 40 may be formed to have the same height or thickness as shown in FIGS. 9A and 9C. However, as shown in FIGS. 9B and 9D, As shown in FIG.

여기서, 상기 압하력보상부재(40)는 상기 절연층(70a,70b)과 접하는 일면은 수평면을 갖도록 구비되며, 상기 전극판(60a,60b)과 접하는 일면측이 중심점을 기준으로 외측으로 갈수록 단면적이 서서히 작아질 수 있도록 곡면으로 형성된다.The pressing force compensating member 40 is provided so as to have a horizontal surface that is in contact with the insulating layers 70a and 70b and one side of the pressing force compensating member 40 that contacts the electrode plates 60a and 60b, Is formed into a curved surface so as to be gradually reduced.

이는, 상대적으로 압하력이 제일 작은 중앙부 측에 상대적으로 가장 큰 압하력을 보상하여 줌으로써 전체적으로 균일한 압하력이 제공될 수 있도록 하기 위함이다.
This is to compensate the relatively large downward force on the center portion having the smallest drop force, so that a uniform downward force can be provided as a whole.

이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

1 : 초고용량 커패시터 10 : 축전집합체
20 : 밀봉부재 22 : 체결공
30a : 상부 플레이트 30b : 하부 플레이트
40 : 압하력보상부재 50 : 연결빔
60a,60b : 전극판 62a,62b : 돌출단자
70a,70b : 절연층 100,100' : 단위 모듈
110 : 분리막 112 : 부직포층
114 : 나노섬유웹층 120 : 제1활물질층
122 : 간극 130 : 제2활물질층
132 : 간극 140 : 집전체1: super-high capacity capacitor 10:
20: sealing member 22: fastening hole
30a: upper plate 30b: lower plate
40: pressing force compensating member 50: connecting beam
60a, 60b: electrode plates 62a, 62b: projecting terminals
70a, 70b: insulating layer 100, 100 ': unit module
110: separator 112: nonwoven fabric layer
114: nanofiber web layer 120: first active material layer
122: gap 130: second active material layer
132: gap 140: collector

Claims (13)

단위 모듈이 복수로 적층되는 축전집합체;
상기 축전집합체의 측부를 둘러싸도록 배치되는 밀봉부재;
상기 축전집합체의 상,하부에 각각 배치되는 상,하부 플레이트; 및
상기 상,하부 플레이트와 축전집합체의 사이에 배치되어 상기 축전집합체의 중앙부가 상기 상,하부 플레이트 측으로 볼록하게 휘어지는 것을 방지하는 압하력보상부재;를 포함하는 초고용량 커패시터.A power storage assembly in which a plurality of unit modules are stacked;
A sealing member disposed so as to surround side portions of the storage assemblies;
Upper and lower plates respectively disposed on upper and lower portions of the power storage assembly; And
And a pressing force compensating member disposed between the upper and lower plates and the power storage assembly to prevent the central portion of the power storage assembly from being bent convexly toward the upper and lower plates. 제 1항에 있어서,
상기 축전집합체의 최상부면과 상부 플레이트 사이와, 상기 축전집합체의 최하부면과 하부 플레이트 사이에는 서로 대응되는 한 쌍의 전극판이 각각 배치되는 초고용량 커패시터.The method according to claim 1,
And a pair of electrode plates corresponding to each other are disposed between the uppermost surface of the storage aggregate and the upper plate and between the lowest surface of the storage aggregate and the lower plate. 제 2항에 있어서,
상기 한 쌍의 전극판은 상기 밀봉부재의 외측으로 노출되도록 상기 전극판으로부터 외측으로 각각 연장되는 돌출단자가 구비되는 초고용량 커패시터.3. The method of claim 2,
Wherein the pair of electrode plates are provided with protruding terminals each extending outwardly from the electrode plate so as to be exposed to the outside of the sealing member. 제 2항에 있어서,
상기 전극판과 상,하부 플레이트 사이에는 절연층이 각각 배치되며, 상기 압하력보상부재는 상기 절연층과 전극판 사이에 각각 배치되는 초고용량 커패시터.3. The method of claim 2,
Wherein an insulation layer is disposed between the electrode plate and the upper and lower plates, respectively, and the force for reducing force is disposed between the insulation layer and the electrode plate. 제 1항에 있어서,
상기 압하력보상부재는 상기 상,하부 플레이트의 중앙영역에 배치되고, 상기 축전집합체에 구비되는 활물질층의 단면적보다 좁은 면적을 갖도록 구비되는 초고용량 커패시터.The method according to claim 1,
Wherein the force reduction compensating member is disposed in a central region of the upper and lower plates and has an area narrower than a cross sectional area of the active material layer provided in the accumulation aggregate. 제 1항에 있어서,
상기 압하력보상부재는 중심점을 기준으로 외곽으로 갈수록 낮은 높이를 갖도록 구비되는 초고용량 커패시터.The method according to claim 1,
Wherein the pushing force compensating member is provided to have a lower height toward an outer periphery with respect to a center point. 제 1항에 있어서,
상기 압하력보상부재는 원형 또는 사각단면을 포함하는 다각단면 및 이들의 조합한 형태로 구비되는 초고용량 커패시터.The method according to claim 1,
Wherein the force reduction compensating member is provided in a polygonal cross section including a circular or rectangular cross section and a combination thereof. 제 1항에 있어서,
상기 단위 모듈은,
분리막;
상기 분리막의 일면에 적층되는 제1활물질층과, 상기 분리막의 타면에 적층되는 제2활물질층을 포함하는 활물질층; 및
상기 제1활물질층 및 제2활물질층의 일측에 각각 적층되는 한 쌍의 집전체;를 포함하는 초고용량 커패시터.The method according to claim 1,
The unit module includes:
Separation membrane;
An active material layer including a first active material layer laminated on one surface of the separator and a second active material layer laminated on the other surface of the separator; And
And a pair of current collectors stacked on one side of the first active material layer and the second active material layer, respectively. 제 8항에 있어서,
상기 제1활물질층 및 제2활물질층은 두 개의 부재로 구비되고, 상기 두 개의 부재는 기포가 배출되는 통로를 형성하도록 서로 일정간격 이격배치되는 초고용량 커패시터.9. The method of claim 8,
Wherein the first active material layer and the second active material layer are formed of two members, and the two members are spaced apart from each other by a predetermined distance to form a passage through which bubbles are discharged. 제 9항에 있어서,
상기 제1활물질층에 형성되는 통로와 상기 제2활물질층에 형성되는 통로는 서로 다른 방향을 갖도록 구비되는 초고용량 커패시터.10. The method of claim 9,
Wherein a passage formed in the first active material layer and a passage formed in the second active material layer have different directions. 제 8항에 있어서,
상기 밀봉부재는 상기 집전체를 둘러싸도록 중공형으로 구비되고, 수직한 방향으로 복수 개가 적층되며 하나의 연결빔을 통해 일체화되는 초고용량 커패시터.9. The method of claim 8,
Wherein the sealing member is provided in a hollow shape so as to surround the current collector, and a plurality of the sealing members are vertically stacked and integrated through one connecting beam. 제 11항에 있어서,
상기 연결빔은 상기 밀봉부재의 테두리를 따라 복수 개가 구비되며, 하부단은 상기 하부 플레이트에 고정되고 상부단은 상기 상부 플레이트에 고정되는 초고용량 커패시터.12. The method of claim 11,
Wherein the connection beam is provided along the rim of the sealing member, the lower end is fixed to the lower plate, and the upper end is fixed to the upper plate. 제 8항에 있어서,
상기 분리막은 상기 활물질층보다 더 큰 사이즈를 갖도록 구비되고, 상기 집전체는 상기 분리막보다 더 큰 사이즈를 갖도록 구비되는 초고용량 커패시터.9. The method of claim 8,
Wherein the separator is provided to have a larger size than the active material layer, and the current collector is provided to have a larger size than the separator.
KR1020150041833A 2015-03-25 2015-03-25 Super Capacitor KR101744528B1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150041833A KR101744528B1 (en) 2015-03-25 2015-03-25 Super Capacitor
PCT/KR2015/002942 WO2016153092A1 (en) 2015-03-25 2015-03-26 Separation membrane for super capacitor, super capacitor comprising same, and manufacturing method therefor
US15/561,433 US10204746B2 (en) 2015-03-25 2015-03-26 Separation membrane for super capacitor, super capacitor comprising same, and manufacturing method therefor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150041833A KR101744528B1 (en) 2015-03-25 2015-03-25 Super Capacitor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160115080A true KR20160115080A (en) 2016-10-06
KR101744528B1 KR101744528B1 (en) 2017-06-09

Family

ID=57164669

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150041833A KR101744528B1 (en) 2015-03-25 2015-03-25 Super Capacitor

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101744528B1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130016610A (en) 2011-08-08 2013-02-18 주식회사 아모텍 Electricity storage module

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002100528A (en) * 2001-08-08 2002-04-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd Capacitor and method of manufacturing the same

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130016610A (en) 2011-08-08 2013-02-18 주식회사 아모텍 Electricity storage module

Also Published As

Publication number Publication date
KR101744528B1 (en) 2017-06-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101567674B1 (en) Manufacturing method for electrode assembly
US8734984B2 (en) Bipolar battery manufacturing method, and bipolar battery
JP5634372B2 (en) Power storage device cell
US20150111085A1 (en) Separator for Electrochemical Element and Fabrication Method for Same
US20120276421A1 (en) Power storage device cell, manufacturing method therefor, and electric storage device
US8310810B2 (en) Electric double-layer capacitor including holes penetrating a negative electrode current collector and method of producing same
KR101917496B1 (en) Electrochemical device and method of manufacturing electrochemical device
KR20210074743A (en) Secondary battery and device including the same
KR101646164B1 (en) A method of manufacturing Super Capacitor
KR20120016343A (en) Supercapacitors and their manufacturing methods
US9947957B2 (en) Secondary battery of excellent productability and safety
KR20180113417A (en) Method of manufacturing lithium secondary battery
JP2011146181A (en) Flat-winding secondary battery
KR101515672B1 (en) Electrode assembly including anode and cathod electrode more than 2 and electrochemical device using the same
US10204746B2 (en) Separation membrane for super capacitor, super capacitor comprising same, and manufacturing method therefor
KR101744528B1 (en) Super Capacitor
KR20140122950A (en) Super capacitor and manufacturing method thereof
KR20110082934A (en) Electric double layer capacitor
KR101128565B1 (en) Electrochemical capacitor and method of manufacturing the same
KR20180101285A (en) electric double layer capacitor with separating objects included electrodes
KR102639173B1 (en) Energy storage device
KR101558417B1 (en) Super capacitor
US20190180948A1 (en) Electric double layer capacitor
KR101211667B1 (en) Super capacitor type of pouch and manufacturing method
KR101771012B1 (en) Lithium ion doping method for ultra capacitor

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20150325

PA0201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20160125

Patent event code: PE09021S01D

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20160727

Patent event code: PE09021S01D

PG1501 Laying open of application
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20170130

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20170522

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20170601

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20170601

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20200513

Start annual number: 4

End annual number: 4

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20210512

Start annual number: 5

End annual number: 5

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20240513

Start annual number: 8

End annual number: 8