KR20170095598A - Cell outer case for electric energy storage device module, and electric energy storage device module having the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전기에너지 저장장치 모듈용 셀 외장 케이스 및 이를 포함하는 전기에너지 저장장치 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기에너지 저장장치 모듈의 제조 공정(조립 공정)의 개선, 경량화, 및/또는 전기적 특성의 향상 등을 도모할 수 있는 전기에너지 저장장치 모듈용 외장 케이스 및 이를 포함하는 전기에너지 저장장치 모듈에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE
충/방전이 가능한 전기에너지 저장장치, 예를 들어 전기 화학 소자로서의 커패시터(capacitor)나 리튬 이온(Li+) 전지 등의 2차 전지는 여러 산업 분야에서 널리 사용되고 있다. 예를 들어, 전기이중층 커패시터(EDLC ; Electric Double Layer Capacitor)는 에너지 밀도가 높고, 충전과 방전의 반복으로 인한 열화가 작아 보수가 거의 필요 없어 그 수요가 높다. 이에 따라, 전기이중층 커패시터(EDLC)는 각종 전기ㆍ전자기기의 보조전원이나 IC 백업 전원 등으로 주로 사용되고 있으며, 최근에는 장난감, 산업용 전원, UPS(UNINTERRUPTED POWER SUPPLY), 태양열 에너지 저장, HEV/EV SUB POWER 등에까지 폭넓게 응용되고 있다. BACKGROUND ART [0002] Electric energy storage devices capable of charging / discharging, for example, capacitors as electrochemical devices and lithium-ion (Li + ) batteries are widely used in various industrial fields. For example, an electric double layer capacitor (EDLC) has a high energy density and is less in deterioration due to repetition of charging and discharging, requiring little or no maintenance. Accordingly, electric double layer capacitors (EDLC) are mainly used as an auxiliary power source for various electric and electronic devices, an IC backup power source, etc. Recently, toys, industrial power supplies, uninterruptible power supply (UPS), solar energy storage, HEV / POWER and so on.
일반적으로, 전기이중층 커패시터(EDLC) 등의 전기에너지 저장장치는 복수의 단위 셀(unit cell)을 직렬 및/또는 병렬 연결하여 적정 전압을 갖도록 모듈화하여 사용된다. 이때, 상기 각 단위 셀은 셀 소자와, 이를 내장하기 위한 셀 외장 케이스를 포함한다. 상기 셀 소자는 양극 및 음극의 두 전극과, 상기 두 전극의 사이에 개재되어 이온(ion) 이동만 가능하게 하고 단락 방지(절연)를 위한 다공성 재질의 세퍼레이터(separator)를 포함한다. 2. Description of the Related Art Generally, an electric energy storage device such as an electric double layer capacitor (EDLC) is used by modulating a plurality of unit cells in series and / or parallel so as to have an appropriate voltage. Each of the unit cells includes a cell element and a cell enclosure for embedding the cell element. The cell element includes two electrodes of an anode and a cathode, and a separator of a porous material interposed between the two electrodes to allow only ion movement and prevent short-circuiting (insulation).
일반적으로, 전기이중층 커패시터(EDLC)의 셀을 구성하는 전극은 전극활물질로서 다공성의 활성탄이 주로 사용되며, 이는 구체적으로 활성탄, 바인더(binder) 및 도전재를 포함하는 활성탄 전극 조성물(슬러리)을 알루미늄 포일(Al foil) 등의 금속 집전체 상에 코팅, 압연하여 제조한 것이 사용된다. Generally, the electrode constituting the cell of the electric double layer capacitor (EDLC) is mainly composed of porous activated carbon as an electrode active material, and specifically, an activated carbon electrode composition (slurry) containing activated carbon, a binder, A metal foil (Al foil) or other metal current collector is coated and rolled.
또한, 위와 같은 셀 소자, 즉 상기 전극(양극 및 음극)과 세퍼레이터는 셀 외장 케이스 내에 내장되며, 전해액에 의해 함침된다. 상기 셀 외장 케이스는 원통형이나 각형 등의 외형을 가지며 기계적 강도, 열적 강도 및 내화학성 등을 고려하여 금속재로 구성되고 있다. 이러한 셀 외장 케이스는 대부분의 경우 가격 및 가공성 등에서 유리한 알루미늄(Al) 재질로 구성되고 있다. In addition, the above-described cell elements, that is, the electrodes (anode and cathode) and the separator are embedded in the cell casing and impregnated with the electrolyte solution. The cell outer case has a cylindrical or square outer shape and is made of a metal material in consideration of mechanical strength, thermal strength, chemical resistance, and the like. In most cases, the cell case is made of aluminum (Al) material which is advantageous in terms of price and processability.
예를 들어, 대한민국 등록특허 제10-0967504호, 대한민국 등록특허 제10-1462155호, 대한민국 등록특허 제10-1527126호, 대한민국 공개특허 제10-2011-0131250호, 일본 공개특허 제2007-66530호 및 일본 공개특허 제2007-87704호 등에는 위와 관련한 기술이 제시되어 있다. For example, Korean Patent No. 10-0967504, Korean Patent No. 10-1462155, Korean Patent No. 10-1527126, Korean Patent Publication No. 10-2011-0131250, Japanese Patent Laid-Open No. 2007-66530 And Japanese Laid-Open Patent Application No. 2007-87704 and the like.
또한, 전기이중층 커패시터(EDLC) 등의 셀을 모듈화함에 있어서는 상기와 같은 단위 셀을 모듈 컨테이너(Module Container) 내에 복수개 수납하고, 복수의 단위 셀들을 버스 바(Buss bar)로 직렬 및/또는 병렬 연결하여 모듈화한다. 예를 들어, 대한민국 공개특허 제10-2013-0093697호 및 대한민국 공개특허 제10-2014-0122537호 등에는 위와 관련한 커패시터 모듈이 제시되어 있다. In modularizing a cell such as an electric double layer capacitor (EDLC), a plurality of such unit cells are housed in a module container, and a plurality of unit cells are connected in series and / or parallel to a bus bar . For example, Korean Patent Publication No. 10-2013-0093697 and Korean Patent Publication No. 10-2014-0122537 disclose a capacitor module related to the above.
그러나 종래 기술에 따른 전기에너지 저장장치 모듈은 적어도 다음과 같은 문제점이 있다. However, the electric energy storage device module according to the related art has at least the following problems.
먼저, 상기 복수의 단위 셀들은 각각 독립된 요소로 모듈 컨테이너 내에 수납되므로 흔들림이 발생되는 경우 단위 셀들 간에 단락이 발생될 수 있다. 이러한 단락은 자동차나 중장비 등과 같이 진동이나 충격이 많이 발생되는 장비에 탑재되는 경우에 심해질 수 있다. 이에 따라, 단위 셀들을 고정하기 위한 고정 수단을 필요로 하는 문제점이 있다. 예를 들어, 상기 대한민국 공개특허 제10-2013-0093697호에서는 상기 고정 수단으로서 모듈 컨테이너 내에 셀 고정틀을 설치하여 셀들을 고정하고 있다. First, since the plurality of unit cells are housed in the module container as independent elements, short-circuiting may occur between unit cells when shaking occurs. Such a short circuit can be exacerbated when it is mounted on equipment which generates a lot of vibration or impact such as automobile or heavy equipment. Accordingly, there is a problem that fixing means for fixing the unit cells are required. For example, in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2013-0093697, a cell fixture is installed in the module container as the fixing means to fix the cells.
또한, 상기 복수의 단위 셀들은 모듈 컨테이너 내에 각각 독립적으로 수납, 설치되므로 단위 셀의 개수에 비례하여 수납 공정수가 증가된다. 무엇보다, 종래 기술에 따른 모듈은 상기한 바와 같이 각 단위 셀마다 각 셀 소자를 내장하기 위한 각각의 셀 외장 케이스를 포함하여, 전체적인 부품 수 및 조립 공정수가 많다. 이에 따라, 적어도 중량이 커지고, 모듈의 제조 공정(모듈화 공정)이 복잡한 문제점이 있다. In addition, since the plurality of unit cells are individually housed and installed in the module container, the number of storing processes increases in proportion to the number of unit cells. Among other things, the module according to the related art includes the cell casing for incorporating each cell element in each unit cell as described above, so that the total number of components and the number of assembly processes are large. As a result, at least the weight is increased and the manufacturing process (modularization process) of the module is complicated.
부가적으로, 상기 각 셀 외장 케이스는 알루미늄(Al) 등의 금속재로 구성되어, 전기에너지 저장장치 모듈의 경량화가 어려운 문제점이 있다. 이는 전기에너지 저장장치 모듈의 용량 및 용적이 커지거나 셀 개수가 증가할수록 심해진다. In addition, each of the cell outer cases is made of a metal material such as aluminum (Al), which makes it difficult to reduce the weight of the electric energy storage device module. This becomes worse as the capacity and capacity of the electric energy storage device module increases or as the number of cells increases.
한편, 일부에서는 상기 셀 외장 케이스의 경량화를 위해 폴리에틸렌(PE)이나 폴리프로필렌(PP) 등의 수지재로 구성하는 기술이 시도되었으나, 이 경우 셀 외장 케이스의 기계적 강도, 내열성 및 내화학성 등이 떨어져 실용화(제품화)되기에는 어려움이 있었다. On the other hand, in some cases, attempts have been made to fabricate a cell outer case made of a resin material such as polyethylene (PE) or polypropylene (PP) in order to reduce the weight of the cell case. However, in this case, the mechanical strength, heat resistance and chemical resistance There was a difficulty in commercialization (commercialization).
이에, 본 발명은 개선된 전기에너지 저장장치 모듈용 셀 외장 케이스 및 이를 포함하는 전기에너지 저장장치 모듈을 제공하는 데에 그 목적이 있다. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a cell casing for an improved electric energy storage device module and an electric energy storage device module including the same.
구체적으로, 본 발명은 전기에너지 저장장치 모듈의 제조 공정(모듈화 조립 공정)의 개선, 경량화, 및/또는 전기적 특성의 향상 등을 도모할 수 있는 전기에너지 저장장치 모듈용 셀 외장 케이스, 및 상기 셀 외장 케이스를 포함하는 전기에너지 저장장치 모듈을 제공하는 데에 그 목적이 있다. More specifically, the present invention relates to a cell outer case for an electric energy storage device module capable of improving the manufacturing process (modular assembling process) of the electric energy storage device module, reducing weight, and / or improving electrical characteristics, An object of the present invention is to provide an electric energy storage device module including an external case.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, According to an aspect of the present invention,
복수의 셀 소자가 내장되는 하우징을 포함하고, And a housing in which a plurality of cell elements are embedded,
상기 셀 소자는 제1 전극, 제2 전극, 및 상기 제1 전극과 제2 전극의 사이에 형성된 세퍼레이터를 포함하며, The cell element includes a first electrode, a second electrode, and a separator formed between the first electrode and the second electrode,
상기 하우징은 각 셀 소자가 수용되는 복수의 셀 수용부를 포함하는 전기에너지 저장장치 모듈용 셀 외장 케이스를 제공한다. The housing provides a cell casing for an electric energy storage module, the cell housing including a plurality of cell receptacles in which each cell element is received.
바람직한 실시 형태에 따라서, 상기 하우징은 제1 하우징과, 상기 제1 하우징의 하부에 결합되는 제2 하우징을 포함하되, According to a preferred embodiment, the housing comprises a first housing and a second housing coupled to a lower portion of the first housing,
상기 제1 하우징은 제1 벽체와, 상기 제1 벽체에 형성된 제1 구획부와, 상기 제1 벽체의 상단에 형성된 상판과, 상기 제1 벽체의 하단에 형성된 제1 결합부를 포함하며, The first housing includes a first wall, a first partition formed on the first wall, a top plate formed on an upper end of the first wall, and a first coupling portion formed at a lower end of the first wall,
상기 제2 하우징은 제2 벽체와, 상기 제2 벽체에 형성된 제2 구획부와, 상기 제2 벽체의 하단에 형성된 하판과, 상기 제2 벽체의 상단에 형성되고 상기 제1 결합부와 결합되는 제2 결합부를 포함하고, The second housing includes a second wall, a second partition formed on the second wall, a lower plate formed on a lower end of the second wall, and a lower plate formed on the upper end of the second wall and coupled with the first coupling And a second coupling portion,
상기 복수의 셀 수용부는, 상기 제1 구획부에 의해 형성된 복수의 제1 셀 수용부와 상기 제2 구획부에 의해 형성된 복수의 제2 셀 수용부의 조합(합체)에 의해 형성된다. The plurality of cell accommodating portions are formed by a combination (combination) of a plurality of first cell accommodating portions formed by the first compartment portion and a plurality of second cell accommodating portions formed by the second compartment portion.
또한, 본 발명에 따른 전기에너지 저장장치 모듈용 셀 외장 케이스는, Further, in the cell outer case for an electric energy storage device module according to the present invention,
상기 상기 하우징의 내측 상부에 설치되고, 상기 셀 소자의 제1 전극과 결합되는 제1 도전성 결합판; A first conductive coupling plate disposed on an inner upper side of the housing and coupled with a first electrode of the cell element;
상기 제1 도전성 결합판에 결합되는 제1 단자 부재; A first terminal member coupled to the first conductive coupling plate;
상기 하우징의 내측 하부에 설치되고, 상기 셀 소자의 제2 전극과 결합되는 제2 도전성 결합판; 및 A second conductive coupling plate provided at an inner lower portion of the housing and coupled with a second electrode of the cell element; And
상기 제2 도전성 결합판에 결합되는 제2 단자 부재를 포함하는 바람직하다. And a second terminal member coupled to the second conductive coupling plate.
아울러, 상기 제1 도전성 결합판은, 1개의 셀 소자가 용접, 결합되는 단위 셀 결합판과, 복수 개의 셀 소자가 용접, 결합되는 복수 셀 결합판을 포함하는 것이 바람직하며, 상기 제2 도전성 결합판은, 복수 개의 셀 소자가 용접, 결합되는 복수 셀 결합판을 포함하는 것이 바람직하다. In addition, the first conductive coupling plate preferably includes a unit cell coupling plate to which one cell element is welded and coupled, and a multiple cell coupling plate to which a plurality of cell elements are welded and coupled. It is preferable that the plate includes a multiple cell coupling plate in which a plurality of cell elements are welded and coupled.
또한, 본 발명은, 상기 본 발명에 셀 외장 케이스를 포함하는 전기에너지 저장장치 모듈을 제공한다. 상기 전기에너지 저장장치 모듈은, 예를 들어 전기이중층 커패시터(EDLC) 모듈 등으로부터 선택될 수 있다. In addition, the present invention provides an electric energy storage device module including the cell case in the present invention. The electrical energy storage device module may be selected, for example, from an electric double layer capacitor (EDLC) module or the like.
본 발명에 따르면, 전기에너지 저장장치를 모듈화를 위한 개선된 셀 외장 케이스 및 이를 포함하는 전기에너지 저장장치 모듈이 제공된다. According to the present invention, there is provided an improved cell enclosure for modularization of an electric energy storage device and an electric energy storage device module comprising the same.
구체적으로, 본 발명에 따르면, 셀 외장 케이스의 구조, 재질, 및/또는 용접 방법 등의 개선으로 적어도 부품 수 및 조립 공정 수 등이 감소되고, 이와 함께 경량화가 도모된다. 이에 따라, 본 발명은 전기에너지 저장장치 모듈의 제조 공정(모듈화 조립 공정)이 단순화되고 제조비용(생산 단가) 등이 절감되며, 경량화가 구현되는 효과를 갖는다. Specifically, according to the present invention, at least the number of components, the number of assembling processes, and the like are reduced by improving the structure, material, and / or welding method of the cell case, and at the same time, weight reduction can be achieved. Accordingly, the present invention has the effect of simplifying the manufacturing process (modular assembling process) of the electric energy storage device module, reducing the manufacturing cost (production unit cost), and reducing the weight.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 전기에너지 저장장치 모듈의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 전기에너지 저장장치 모듈의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 전기에너지 저장장치 모듈을 구성하는 모듈 조립체의 실시 형태를 보인 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 전기에너지 저장장치 모듈을 구성하는 모듈 조립체의 실시 형태를 보인 저면 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 전기에너지 저장장치 모듈을 구성하는 모듈 조립체의 실시 형태를 보인 결합 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 전기에너지 저장장치 모듈을 구성하는 셀 소자의 실시 형태를 보인 사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 전기에너지 저장장치 모듈을 구성하는 셀 소자의 실시 형태를 보인 요부 단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시 형태에 따른 하우징의 분해 단면 사시도이다.
도 9는 본 발명의 실시 형태에 따른 모듈 조립체의 요부 분해 사시도이다.
도 10은 본 발명의 실시 형태에 따른 모듈 조립체의 요부 단면 사시도이다.
도 11은 본 발명의 실시 형태에 따른 모듈 조립체의 요부 분해 사시도이다.
도 12는 본 발명의 실시 형태에 따른 전기에너지 저장장치 모듈의 요부 분해 사시도이다.
도 13은 본 발명의 실시 형태에 따른 전기에너지 저장장치 모듈의 요부 분해 사시도이다.
도 14는 본 발명의 실시 형태에 따른 모듈 조립체의 요부 단면도 및 확대 단면 사시도이다.
도 15는 본 발명의 실시 형태에 따른 전기에너지 저장장치 모듈의 분해 사시도이다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 성형체에 대해 무게를 측정하고 있는 모습을 보인 사진이다. 1 is an exploded perspective view of an electric energy storage device module according to a first embodiment of the present invention.
2 is an exploded perspective view of an electric energy storage device module according to a second embodiment of the present invention.
3 is an exploded perspective view showing an embodiment of a module assembly constituting an electric energy storage device module according to the present invention.
4 is an exploded bottom perspective view showing an embodiment of a module assembly constituting an electric energy storage device module according to the present invention.
5 is an assembled cross-sectional view showing an embodiment of a module assembly constituting an electric energy storage device module according to the present invention.
6 is a perspective view showing an embodiment of a cell element constituting an electric energy storage device module according to the present invention.
7 is a cross-sectional view showing a main part showing an embodiment of a cell element constituting an electric energy storage device module according to the present invention.
8 is an exploded cross-sectional perspective view of a housing according to an embodiment of the present invention.
9 is a perspective exploded perspective view of a module assembly according to an embodiment of the present invention.
10 is a cross-sectional perspective view of a main part of a module assembly according to an embodiment of the present invention.
11 is a perspective exploded perspective view of a module assembly according to an embodiment of the present invention.
12 is a perspective exploded perspective view of an electric energy storage device module according to an embodiment of the present invention.
13 is a perspective exploded perspective view of an electric energy storage device module according to an embodiment of the present invention.
14 is a fragmentary cross-sectional view and an enlarged cross-sectional perspective view of a module assembly according to an embodiment of the present invention.
15 is an exploded perspective view of an electric energy storage device module according to an embodiment of the present invention.
16 is a photograph showing a state in which a weight is measured for a molded body according to an embodiment of the present invention.
본 명세서에서 사용되는 용어 "및/또는"은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나 이상을 포함하는 의미로 사용된다. 본 명세서에서 사용되는 용어 "하나 이상"은 하나 또는 둘 이상의 복수를 의미한다. As used herein, the term "and / or" is used to mean including at least one of the preceding and following elements. As used herein, the term "one or more" means one or more than one.
본 명세서에서 사용되는 용어 "제1", "제2", "제3", "제4", "일측" 및 "타측" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되며, 각 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. The terms "first", "second", "third", "fourth", "one side" and "the other" as used herein are used to distinguish one component from another And each component is not limited by the terms.
본 명세서에서 사용되는 용어 "상에 형성", "상부(상측)에 형성", "하부(하측)에 형성", "상에 설치", "상부(상측)에 설치" 및 "하부(하측)에 설치" 등은, 당해 구성요소들이 직접 접하여 적층 형성(설치)되는 것만을 의미하는 것은 아니고, 당해 구성요소들 간의 사이에 다른 구성요소가 더 형성(설치)되어 있는 의미를 포함한다. 예를 들어, "상에 형성된다", "상에 설치된다" 라는 것은, 제1구성요소에 제2구성요소가 직접 접하여 형성(설치)되는 의미는 물론, 상기 제1구성요소와 제2구성요소의 사이에 제3구성요소가 더 형성(설치)될 수 있는 의미를 포함한다. As used herein, the terms "forming on", "forming on top", "forming on bottom", "placing on top", "mounting on top" Does not mean that the constituent elements are directly laminated (installed), but includes the meaning that other constituent elements are formed (installed) between the constituent elements. For example, "formed on" and "mounted on" means not only that the second component is formed directly in contact with the first component, And includes a meaning that a third component can be further formed (installed) between the elements.
본 명세서에서 사용되는 용어 '형성', '설치', '연결', '결합' 및 '체결' 등은, 두 개의 부재가 착탈(결합과 분리)이 가능하게 결합된 것은 물론, 일체 구조의 의미를 포함한다. 구체적으로, 본 명세서에서 사용되는 용어 '형성', '설치', '연결', '결합' 및 '체결' 등은, 예를 들어 강제 끼움 방식(억지 끼움 방식); 홈과 돌기를 이용한 끼움 방식; 및 나사, 볼트, 피스, 리벳 등의 체결 부재를 이용한 체결 방식 등을 통하여, 두 개의 부재가 결합과 분리가 가능하도록 결합되는 것은 물론 용접, 접착제 및/또는 일체적 성형 등을 통하여 두 개의 부재가 결합된 후, 분리가 불가능하게 구성된 의미를 포함한다. 또한, 상기 '형성' 및 '설치'의 경우에는 별도의 결합력 없이 두 개의 부재가 적층(안착)되어 있는 의미도 포함할 수 있다. As used herein, the terms 'formation', 'installation', 'connection', 'coupling' and 'coupling' mean that two members are detachably coupled . For example, the terms 'formation', 'installation', 'connection', 'coupling', and 'engagement' used in the present specification include, for example, a force fitting method (force fitting method); A fitting method using a groove and a projection; And a fastening method using a fastening member such as a screw, a bolt, a piece, or a rivet, the two members are combined so as to be able to be combined and separated, and the two members After combining, includes a meaning that is not separable. Further, in the case of the 'formation' and the 'installation', it may include the meaning that the two members are laminated (seated) without a separate coupling force.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 형태를 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 실시 형태를 도시한 것으로, 이는 단지 본 발명의 이해를 돕기 위해 제공된다. 첨부된 도면에서, 도면 부호 H는 각 구성요소 간을 결합시키기 위한 체결구(H)이다. 이러한 체결구(H)는, 예를 들어 나사, 볼트, 피스 및/또는 리벳 등으로부터 선택될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 형태를 설명함에 있어서, 관련된 공지의 범용적인 기능 및/또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings illustrate exemplary embodiments of the invention and are provided to aid in the understanding of the invention only. In the accompanying drawings, reference numeral H denotes a fastener H for joining the components. Such fasteners H can be selected from, for example, screws, bolts, pieces and / or rivets. In describing the embodiments of the present invention, detailed description of known general functions and / or configurations will be omitted.
본 발명은 하나의 실시 형태에 따라서, 구조적 및/또는 형태적으로 개선되어 종래보다 적어도 부품 수 및 조립 공정 수 등이 절감된 전기에너지 저장장치 모듈용 셀 외장 케이스(B) 및 이의 제조방법(조립방법)을 제공한다. 또한, 본 발명은 다른 실시 형태에 따라서, 셀 외장 케이스(B)를 구성하는 주요 부품의 재질이 개선되어 적어도 경량성이 우수하고, 이에 더하여 내화학성(내전해액성 등) 및 기계적 강도 등이 향상된 전기에너지 저장장치 모듈용 셀 외장 케이스(B) 및 이의 제조방법(조립방법)을 제공한다. The present invention relates to a cell outer case (B) for an electric energy storage device module which is structurally and / or morphologically improved to reduce at least the number of parts and the number of assembly processes, Method). Further, according to another embodiment of the present invention, the material of the main components constituting the cell casing (B) is improved so that at least the light weight is excellent, and the chemical resistance (electrolyte resistance, etc.) and the mechanical strength A cell outer case (B) for an electric energy storage device module and a manufacturing method thereof (assembly method) are provided.
이에 더하여, 본 발명은 적어도 상기 본 발명에 따른 셀 외장 케이스(B)를 포함하여, 전기에너지 저장장치 모듈의 제조 공정(모듈화 조립 공정)이 단순화되고 제조비용(생산 단가) 등이 절감되며, 이와 함께 경량화가 구현된 전기에너지 저장장치 모듈 및 이의 제조방법(조립방법)을 제공한다. In addition, the present invention includes at least the cell casing (B) according to the present invention, thereby simplifying the manufacturing process (modular assembly process) of the electric energy storage device module, reducing the manufacturing cost An electric energy storage device module and a manufacturing method thereof (assembly method).
이하, 본 발명에 따른 전기에너지 저장장치 모듈의 실시 형태를 설명하면서 본 발명에 따른 전기에너지 저장장치 모듈용 셀 외장 케이스(B)를 함께 설명한다. Hereinafter, an embodiment of an electric energy storage device module according to the present invention will be described, and a cell case B for an electric energy storage device module according to the present invention will be described together.
본 발명에서, 전기에너지 저장장치는, 충/방전이 가능한 것이면 특별히 제한되지 않는다. 본 발명에서, 전기에너지 저장장치는 전기 화학 소자로서, 예를 들어 전기이중층 커패시터(EDLC ; Electric Double Layer Capacitor), 의사 커패시터(Pseudo Capacitor) 및 하이브리드 커패시터(Hybrid Capacitor) 등의 슈퍼 커패시터(Super Capacitor); 세라믹 커패시터, Al 전해 커패시터 및 Ta 커패시터 등의 일반 커패시터; 그리고 리튬 이온(Li+) 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈-수소(Ni-H) 전지, 납축 전지 및 전해 콘덴서 등의 일반 2차 전지 등으로부터 선택될 수 있다. In the present invention, the electric energy storage device is not particularly limited as long as it can charge / discharge. In the present invention, the electric energy storage device is an electrochemical device, for example, a super capacitor such as an Electric Double Layer Capacitor (EDLC), a pseudo capacitor and a hybrid capacitor, ; General capacitors such as ceramic capacitors, Al electrolytic capacitors, and Ta capacitors; And general secondary batteries such as a lithium ion (Li + ) battery, a lithium polymer battery, a nickel-hydrogen (Ni-H) battery, a lead acid battery and an electrolytic capacitor.
하나의 예시에서, 전기에너지 저장장치는 전기이중층 커패시터(EDLC)로부터 선택될 수 있다. 이하, 본 발명에 따른 전기에너지 저장장치 모듈을 설명함에 있어, 경우에 따라 전기이중층 커패시터(이하, "EDLC"로 약칭한다.)를 예로 들어 설명한다. 아울러, 이하에서 사용되는 용어, "전기적 특성"은 전기에너지 저장장치(예, EDLC)의 용량, 저항, 파워 밀도, 에너지 밀도, 전압 및 누설 전류 등으로부터 선택된 적어도 하나 이상을 의미한다. 예를 들어, "전기적 특성이 우수하다(개선된다)."라는 것은 "전기에너지 저장장치(예, EDLC)의 용량, 저항, 파워 밀도, 에너지 밀도, 전압 및 누설 전류 등으로부터 선택된 적어도 하나 이상이 우수하다(개선된다)."라는 것을 의미한다. In one example, the electrical energy storage device may be selected from an electrical double layer capacitor (EDLC). Hereinafter, an electric energy storage device module according to the present invention will be described as an example of an electric double layer capacitor (hereinafter abbreviated as "EDLC"). The term "electrical characteristic" as used below means at least one selected from the capacity, resistance, power density, energy density, voltage and leakage current, etc. of an electric energy storage device (e.g., EDLC). For example, "excellent electrical properties " means that at least one or more selected from the group consisting of capacitance, resistance, power density, energy density, voltage and leakage current of an electrical energy storage device Excellent (improved). "
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 전기에너지 저장장치 모듈(이하, "모듈"로 약칭한다.)은 적어도 하나 이상의 모듈 조립체(M)를 포함한다. 본 발명에 따른 모듈은, 예를 들어 1개 내지 10개의 모듈 조립체(M)를 포함할 수 있으며, 도 1 및 도 2에는 2개의 모듈 조립체(M)를 포함하는 모듈을 예시하였다. Referring to FIGS. 1 and 2, an electric energy storage device module (hereinafter abbreviated as "module") according to the present invention includes at least one module assembly M. A module according to the invention may, for example, comprise one to ten module assemblies (M), the modules including two module assemblies (M) in FIGS. 1 and 2 have been illustrated.
본 발명에 따른 모듈은 구체적인 실시 형태에 따라서, 하나 또는 복수 개의 모듈 조립체(M)와, 적어도 하나 이상의 제어부(D)를 포함할 수 있다. 상기 제어부(D)는 모듈 조립체(M)의 작동을 제어 및/또는 관리하는 것으로서, 이는 예를 들어 PCB 기판을 포함할 수 있다. 아울러, 상기 제어부(D)는, 통상과 같이 커패시터 관리 시스템(CMS ; Capacitor Management System), 또는 울트라-커패시터 관리 유닛(UMU ; Ultra-Capacitor Management Unit)을 포함할 수 있다. The module according to the invention may comprise one or more module assemblies M and at least one control D according to a specific embodiment. The control unit D controls and / or manages the operation of the module assembly M, which may include, for example, a PCB substrate. The controller D may include a capacitor management system (CMS) or an ultra-capacitor management unit (UMU), as is commonly the case.
또한, 본 발명에 따른 모듈은 2개 이상 복수 개의 모듈 조립체(M)를 포함하는 경우, 상기 모듈 조립체(M)들을 전기적으로 연결하는 연결 버스 바(E)(Connecting Buss Bar)를 더 포함할 수 있다. 상기 연결 버스 바(E)는 도전성으로서, 이는 예를 들어 금속재로부터 선택된다. 본 발명에서, 도전성은 전기 전도성을 의미한다. 상기 연결 버스 바(E)는 모듈에 하나 또는 2개 이상 복수 개 설치될 수 있으며, 이는 상기 모듈 조립체(M)의 상단 및/또는 하단에 설치되어 모듈 조립체(M) 상호간을 직렬 및/또는 병렬로 연결한다. 아울러, 본 발명에 따른 모듈은 모듈 조립체(M)의 일측에 설치된 외부 단자(G)를 더 포함할 수 있다. 외부 단자(G)는 외부 전원과 연결된다. Further, the module according to the present invention may further include a connecting bus bar (E) for electrically connecting the module assemblies (M) when the module includes two or more module assemblies (M) have. The connecting bus bar E is conductive, which is selected, for example, from a metal material. In the present invention, conductivity means electrical conductivity. The connection bus bar E may be installed in one or more than one modules in the module, which is installed at the upper and / or lower ends of the module assembly M, so that the module assemblies M are connected in series and / . In addition, the module according to the present invention may further include an external terminal G installed on one side of the module assembly M. The external terminal G is connected to an external power source.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 모듈은 다른 실시 형태에 따라서, 상기 모듈 조립체(M)를 수납하는 모듈 컨테이너(F)(Module Container)를 선택적으로 더 포함할 수 있다. 모듈 컨테이너(F)의 내부에는 적어도 이상의 모듈 조립체(M)가 수납된다. 도 2에는 모듈 컨테이너(F)의 내부에 2개의 모듈 조립체(M)가 수납되는 모습이 예시되어 있다. Referring to FIG. 2, a module according to the present invention may further include a module container F (Module Container) for housing the module assembly M, according to another embodiment. At least the module assembly (M) is accommodated in the module container (F). FIG. 2 illustrates a state in which two module assemblies M are housed in a module container F. FIG.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 상기 모듈 조립체(M)는 복수의 셀 소자(A)와, 상기 셀 소자(A)를 내장하기 위한 셀 외장 케이스(B)를 포함한다. 이때, 본 발명에 따라서, 상기 셀 외장 케이스(B)에는 복수 개의 셀 소자(A)가 내장된다. 즉, 본 발명에 따라서, 상기 모듈 조립체(M)는 1개의 셀 외장 케이스(B)와 복수의 셀 소자(A)를 포함하되, 상기 1개의 셀 외장 케이스(B)에는 복수의 셀 소자(A)가 내장된다. 또한, 상기 모듈 조립체(M)는 셀 외장 케이스(B) 상에 설치된 조립 부재(C)를 더 포함할 수 있다. 이하, 본 발명에 따른 모듈을 구성하는 각 구성요소들의 예시적인 실시 형태를 설명하면 다음과 같다. 3 to 5, the module assembly M includes a plurality of cell elements A and a cell casing B for embedding the cell elements A. At this time, according to the present invention, a plurality of cell elements (A) are embedded in the cell casing (B). That is, according to the present invention, the module assembly M includes one cell enclosure B and a plurality of cell elements A, wherein one cell enclosure B includes a plurality of cell elements A ). In addition, the module assembly M may further include an assembling member C mounted on the cell casing B. Hereinafter, an exemplary embodiment of each component constituting the module according to the present invention will be described.
[1] 셀 소자(A)[1] Cell device (A)
도 6 및 도 7에는 상기 셀 소자(A)의 실시 형태가 도시되어 있다. 도 6 및 도 7을 참조하면, 셀 소자(A)는 전지적 구동이 가능한 것이면 특별히 제한되지 않으며, 이는 예를 들어 통상과 같이 구성될 수 있다. 셀 소자(A)는 충/방전이 가능한 전지적 셀 구성 요소로서, 이는 적어도 하나 이상의 제1 전극(10)과, 적어도 하나 이상의 제2 전극(20)과, 적어도 하나 이상의 세퍼레이터(30)를 포함한다. Figs. 6 and 7 show an embodiment of the cell element A. Fig. Referring to FIGS. 6 and 7, the cell element A is not particularly limited as long as it is capable of being driven by the battery, and it can be configured as usual, for example. The cell element A includes at least one
본 발명에서, 상기 제1 전극(10), 제2 전극(20) 및 세퍼레이터(30)의 개수는 제한되지 않는다. 세퍼레이터(30)는 적어도 제1 전극(10)과 제2 전극(20)의 사이에는 적층, 형성된다. 이때, 어느 하나의 셀 소자(A)에서, 제1 전극(10)은 양극(anode)이고, 제2 전극(20)은 음극(cathode)일 수 있으며, 이와는 반대로 제1 전극(10)이 음극이고, 제2 전극(20)이 양극일 수 있다. 각 셀 소자(A)를 구성하는 제1 및 제2 전극(10)(20)은 직렬/병렬 연결에 따라 양극 및/또는 음극이 될 수 있다. In the present invention, the number of the
상기 셀 소자(A)는 하나 이상의 세퍼레이터(30)를 사이에 두고 제1 전극(10)과 제2 전극(20)이 교대로 적층된 적층체를 포함하되, 이러한 적층체를 적어도 하나 이상 포함한다. 이러한 셀 소자(A)를 구성하는 각 구성요소의 성분, 재질 및 형상 등은 특별히 제한되지 않는다. 도면에는 원통형의 셀 소자(A)가 예시되어 있다. 도면에 예시한 바와 같이, 셀 소자(A)는 제1 전극(10), 제2 전극(20) 및 세퍼레이터(30)를 포함하는 적층체가 원통형으로 와인딩(winding)된 다음, 테이프 등에 의해 밴딩(banding)된 권취 소자(W)로 구성될 수 있다. The cell element A includes a laminate in which a
상기 셀 소자(A), 즉 상기 권취 소자(W)는 전해액에 함침된다. 셀 소자(A)는, 전해액에 함침된 후에 셀 외장 케이스(B)의 내부에 내장되거나, 셀 외장 케이스(B)의 내부에 내장된 후에 전해액의 주입을 통해 함침될 수 있다. 셀 소자(A)는, 구체적으로 셀 외장 케이스(B)를 구성하는 하우징(100) 내에 복수 개 내장된다.The cell element A, that is, the winding element W is impregnated with the electrolytic solution. The cell element A may be embedded in the cell casing B after being impregnated with the electrolytic solution or embedded in the cell casing B and then impregnated with the electrolyte solution. Specifically, a plurality of the cell elements A are built in the
도 6 및 도 7을 참조하면, EDLC의 경우, 상기 제1 전극(10) 및 제2 전극(20)은 각각 금속 집전체(12)(22)와, 상기 금속 집전체(12)(22) 상에 형성된 활성탄 전극(14)(24)을 포함할 수 있다. 상기 활성탄 전극(14)(24)은 금속 집전체(12)(22)의 적어도 한 면에 형성된다. 6 and 7, in the case of the EDLC, the
구체적으로, 상기 활성탄 전극(14)(24)은 금속 집전체(12)(22)의 한쪽 면에만 형성되거나, 양쪽 면 모두에 형성될 수 있다. 도 6 및 도 7에는 활성탄 전극(14)(24)이 금속 집전체(12)(22)의 양쪽 면 모두에 형성된 모습이 예시되어 있다. 상기 금속 집전체(12)(22)는, 예를 들어 알루미늄 포일(Al foil)이 사용될 수 있으며, 상기 활성탄 전극(14)(24)는 활성탄, 바인더(binder) 및 도전재를 포함하는 활성탄 전극 조성물이 금속 집전체(12)(22) 상에 코팅, 압연되어 형성될 수 있다. Specifically, the activated
또한, 상기 제1 전극(10) 및 제2 전극(20)은 각각 용접 결합부(12a)(22a)를 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 전극(10) 및 제2 전극(20)은 금속 집전체(12)(22) 상에 활성탄 전극 조성물이 코팅, 형성된 활성탄 전극(14)(24)을 포함하되, 상기 활성탄 전극(14)(24)이 형성(코팅)되지 않은 부분으로서의 제1 용접 결합부(12a) 및 제2 용접 결합부(22a)를 포함할 수 있다. The
이때, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 전극(10)에 형성된 제1 용접 결합부(12a)는 상측으로 인출되고, 제2 전극(20)에 형성된 제2 용접 결합부(22a)는 하측으로 인출될 수 있다. 이와는 반대로, 상기 제1 용접 결합부(12a)는 하측으로 인출되고, 상기 제2 용접 결합부(22a)는 상측으로 인출될 수 있다. 이러한 각 용접 결합부(12a)(22a)는 EDLC의 내부 단자 기능을 할 수 있으며, 이들은 셀 외장 케이스(B)의 도전성 결합판(210)(220)과 용접, 결합된다. 구체적으로, 제1 용접 결합부(12a)는 제1 도전성 결합판(210)에 용접되고, 제2 용접 결합부(22a)는 제2 도전성 결합판(220)에 용접된다. 6 and 7, the
상기 모듈 조립체(M)는 위와 같은 셀 소자(A)를 복수개 포함한다. 셀 소자(A)의 개수는 제한되지 않는다. 1개의 모듈 조립체(M)는, 예를 들어 2개 내지 18개의 셀 소자(A)를 포함할 수 있다. 도면에는 6개의 셀 소자(A)를 포함하는 모듈 조립체(M)를 예시하였다. 또한, 상기 복수의 셀 소자(A)들은 상호간 직렬 및/또는 병렬로 연결된다. 복수의 셀 소자(A)들은, 예를 들어 도전성 결합판(210)(220) 및/또는 연결 버스 바(E)를 통해 직렬 및/또는 병렬로 연결된다. The module assembly M includes a plurality of the cell elements A as described above. The number of the cell elements A is not limited. One module assembly M may comprise, for example, two to eighteen cell elements A, In the figure, a module assembly M comprising six cell elements (A) is illustrated. In addition, the plurality of cell elements A are connected to each other in series and / or in parallel. The plurality of cell elements A are connected in series and / or in parallel through, for example, the
[2] 셀 외장 케이스(B)[2] Cell outer case (B)
상기 셀 외장 케이스(B)는 적어도 하우징(100)을 포함한다. 도 8에는 본 발명의 실시 형태에 따른 하우징(100)의 분해 단면 사시도가 도시되어 있다. 도 3 및 도 8을 참조하면, 본 발명에 따라서 하우징(100)에는 복수의 셀 소자(A)가 내장된다. 즉, 본 발명에 따라서 하우징(100)은 복수의 셀 소자(A)를 내장할 수 있는 복수의 셀 수용부(S)(S1 ~ S6)를 포함한다. 구체적으로, 상기 하우징(100)은 복수의 셀 소자(A)가 내장되는 내부 공간(S)을 가지되, 상기 내부 공간(S)은 각 셀 소자(A)가 수용되는 복수의 셀 수용부(S1 ~ S6)를 포함한다. The cell enclosure (B) includes at least a housing (100). Fig. 8 is an exploded cross-sectional perspective view of the
구체적인 실시 형태에 따라서, 상기 하우징(100)은 내부 공간(S)을 형성하는 벽체(110)와, 상기 벽체(110)에 형성된 구획부(120)와, 상기 구획부(120)에 의해 형성된 복수의 셀 수용부(S1 ~ S6)를 포함한다. 상기 벽체(110)는, 복수의 셀 소자(A)가 내장될 수 있는 내부 공간(S)을 형성할 수 있는 것이면, 그의 형상이나 크기(두께, 길이 및 높이 등) 등은 제한되지 않는다. According to a specific embodiment, the
상기 내부 공간(S)은, 복수의 셀 소자(A)가 내장될 수 있는 공간으로서, 이는 상기 구획부(120)에 의해 복수 개의 셀 수용부(S1 ~ S6)로 분할, 구획된다. 이때, 상기 복수의 셀 수용부(S1 ~ S6)는 인접하는 셀 수용부(S1 ~ S6)와 연통로(125)를 통해 서로 연통되어 있다. The internal space S is a space in which a plurality of cell elements A can be embedded and is divided and partitioned into a plurality of cell receiving portions S1 to S6 by the dividing
상기 구획부(120)는 내부 공간(S)을 복수의 셀 수용부(S1 ~ S6)로 분할, 구획할 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 구획부(120)는, 예를 들어 벽체(110)의 내측에 형성되되, 도면에 도시된 바와 같이 벽체(110)로부터 일체로 요입되어 형성될 수 있다. 복수의 셀 수용부(S1 ~ S6)는 위와 같이 벽체(110)의 내측으로 요입, 형성된 복수의 구획부(120)에 의해 벽체(110)가 굴곡되어 형성될 수 있다. The
또한, 상기 구획부(120)는 칸막이 형태로 형성되되, 복수의 셀 수용부(S1 ~ S6)가 서로 연통되게 할 수 있으면 좋다. 구체적으로, 구획부(120)는 벽체(110)의 내측에 형성된 칸막이 부재로 구성되되, 상기 칸막이 부재에는 연통로(125)가 형성되어, 상기 내부 공간(S)을 복수의 셀 수용부(S1 ~ S6)로 분할, 구획하면서 셀 수용부들(S1 ~ S6)이 서로 연통되게 할 수 있으면 좋다. In addition, the
상기 셀 수용부(S1 ~ S6)는, 예를 들어 원형 또는 사각형 등의 단면 형상을 가질 수 있다. 셀 수용부(S1 ~ S6)는, 바람직하게는 셀 소자(A)의 형상과 대응되는 형상을 갖는다. 구체적으로, 셀 소자(A)가 원통형의 권취 소자(W)인 경우, 셀 수용부(S1 ~ S6)는 원형으로서, 셀 소자(A)와 동일한 단면 형상을 갖는다. 이때, 본 발명에서, 원형은 완전한 원형만을 의미하는 것은 아니다. The cell receiving portions S1 to S6 may have a cross-sectional shape such as a circular shape or a quadrangular shape. The cell accommodating portions S1 to S6 preferably have a shape corresponding to the shape of the cell element A. [ Specifically, when the cell element A is a cylindrical winding element W, the cell accommodating portions S1 to S6 are circular and have the same cross-sectional shape as the cell element A. At this time, in the present invention, a circle does not mean a complete circle.
상기 셀 수용부(S1 ~ S6)의 개수는 제한되지 않는다. 셀 수용부(S1 ~ S6)의 개수는 셀 소자(A)의 개수와 대응된다. 즉, 셀 수용부(S1 ~ S6)와 셀 소자(A)의 개수는 동일하다. 셀 수용부(S1 ~ S6)는, 예를 들어 하우징(100)에 2개 내지 18개가 형성될 수 있다. 도면에 예시한 바와 같이, 상기 셀 소자(A)가 6개인 경우, 셀 수용부(S1 ~ S6)의 개수는 6개로서 셀 소자(A)의 개수와 대응되며(동일하며), 1개의 셀 수용부(S1 ~ S6)에는 1개의 셀 소자(A)가 내장된다. The number of the cell accommodating portions S1 to S6 is not limited. The number of the cell accommodating portions (S1 to S6) corresponds to the number of the cell elements (A). That is, the number of the cell accommodating portions S1 to S6 and the number of the cell elements A are the same. 2 to 18 cell accommodating portions S1 to S6 may be formed in the
아울러, 위와 같이 셀 수용부(S1 ~ S6)가 6개인 경우, 각 셀 수용부(S1 ~ S6)는 5개의 연통로(125)를 통해 서로 연통된다. 이때, 상기 연통로(125)는 전해액의 흐름 통로를 제공하여 전해액 함침 공정을 개선할 수 있다. 즉, 하우징(100)의 일측에 형성된 전해액 주입구(105)를 통해 전해액이 주입되면, 각 연통로(125)를 통해 각 셀 수용부(S1 ~ S6)에 전해액이 주입되어, 복수의 셀 소자(A)는 한번의 주입 공정으로 전해액에 함침될 수 있다. In addition, when the number of the cell accommodating portions S1 to S6 is six as described above, the cell accommodating portions S1 to S6 communicate with each other through the five
본 발명에서, 상기 하우징(100)은 위와 같이 서로 연통되고 복수의 셀 소자(A)가 각각 내장되는 내부 공간(S), 즉 각 셀 소자(A)가 수용되는 복수의 셀 수용부(S1 ~ S6)를 포함하는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 하우징(100)은, 예를 들어 금속재 및/또는 플라스틱재로 구성될 수 있으며, 이는 또한 사출 성형 및/또는 압출 성형을 통해 제조될 수 있다. In the present invention, the
첨부된 도면에는 본 발명에 따른 셀 외장 케이스(B)와, 이를 포함하는 모듈의 바람직한 실시 형태가 도시되어 있다. 상기 셀 외장 케이스(B)는, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따라서 상기와 같은 하우징(100)과, 상기 하우징(100)의 내측 상부에 설치되는 제1 도전성 결합판(210)과, 상기 제1 도전성 결합판(210)에 결합되는 제1 단자 부재(310)와, 상기 하우징(100) 내측 하부에 설치되는 제2 도전성 결합판(220)과, 상기 제2 도전성 결합판(220)에 결합되는 제2 단자 부재(320)를 포함한다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings illustrate a preferred embodiment of a cell enclosure (B) according to the present invention and a module comprising the same. The cell casing B includes a
상기 하우징(100)은, 바람직한 실시 형태에 따라서, 복수의 셀 수용부(S1 ~ S6)을 형성된 벽체(110)와, 상기 벽체(110)의 상부에 형성된 상판(130)과, 상기 벽체(110)의 하부에 형성된 하판(140)을 포함할 수 있다. 이러한 하우징(100)은 전술한 바와 같이 상기 벽체(110)에 의해 형성된 내부 공간(S)을 가지되, 상기 내부 공간(S)은 벽체(110)의 내측에 형성된 구획부(120)에 의해 복수의 셀 수용부(S1 ~ S6)로 분할, 구획되고, 상기 복수의 셀 수용부(S1 ~ S6)는 연통로(125)를 통해 서로 연통된다. The
상기 상판(130)은 벽체(110)의 상단에 밀봉성을 갖도록 결합되어, 벽체(110)의 상부를 밀폐, 마감한다. 또한, 상판(130)은 제1 단자 부재(310)와도 결합될 수 있다. 상판(130)에는 예를 들어 적어도 하나 이상의 제1 결합공(133)이 형성될 수 있으며, 상기 제1 결합공(133)에는 제1 단자 부재(310)가 밀봉 구조로 삽입, 결합될 수 있다. The
상기 하판(140)은 벽체(110)의 하단에 밀봉성을 갖도록 결합되어, 벽체(110)의 하부를 밀폐, 마감한다. 또한, 하판(140)은 제2 단자 부재(320)와도 결합될 수 있다. 하판(140)에는 예를 들어 적어도 하나 이상의 제2 결합공(143)이 형성될 수 있으며, 상기 제2 결합공(143)에는 제2 단자 부재(320)가 밀봉 구조로 삽입, 결합될 수 있다. The
바람직한 실시 형태에 따라서, 상기 하우징(100)은 제1 하우징(101)과, 상기 제1 하우징(101)의 하부에 결합되는 제2 하우징(102)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 벽체(110)는 제1 벽체(111)와, 이와 대응되는 제2 벽체(112)를 포함하고, 상기 구획부(120)는 제1 구획부(121)와, 이와 대응되는 제2 구획부(122)를 포함할 수 있다. According to a preferred embodiment, the
위와 같이 하우징(100)이 제1 하우징(101)과 제2 하우징(102)를 포함하여 2개로 분할, 구성되는 경우, 하우징(100)의 성형에 유리하고, 벽체(110)의 상/하부를 밀폐시키기 위한 밀폐 구조의 형성에 있어 바람직하다. 즉, 일체적 성형을 통하여 제1 하우징(101)에는 상판(130)을 일체로 형성할 수 있고, 제2 하우징(102)에는 하판(140)을 일체로 형성할 수 있다. In the case where the
보다 구체적으로, 상기 제1 하우징(101)은 제1 벽체(111)와, 상기 제1 벽체(111)에 형성된 복수의 제1 구획부(121)와, 상기 제1 벽체(111)의 상단에 일체로 형성된 상판(130)을 포함할 수 있다. 상기 제1 구획부(121)에 의해 복수의 제1 셀 수용부(S-1)가 형성된다. 그리고 상기 각 제1 셀 수용부(S-1)는 셀 소자(A) 높이의 대략 절반에 해당하는 높이(깊이)를 갖는다. More specifically, the
또한, 상기 제2 하우징(102)은 제2 벽체(112)와, 상기 제2 벽체(112)에 형성된 복수의 제2 구획부(122)와, 상기 제2 벽체(112)의 하단에 일체로 형성된 하판(140)을 포함할 수 있다. 상기 제2 구획부(122)에 의해 복수의 제2 셀 수용부(S-2)가 형성된다. 그리고 상기 각 제2 셀 수용부(S-2)는 셀 소자(A) 높이의 대략 절반에 해당하는 높이(깊이)를 갖는다. 이에 따라, 각 셀 소자(A)는 각 제1 셀 수용부(S-1)와 각 제2 셀 수용부(S-2)의 조합(합체)에 의해 형성된 각 셀 수용부(S1 ~ S6)에 내장된다.The
아울러, 상기 상판(130)은 제1 하우징(101)의 상단을 밀폐, 커버링하는 제1 베이스판(131)과, 상기 제1 베이스판(131)에 형성된 적어도 하나 이상의 제1 결합공(133)을 포함할 수 있다. 보다 구체적인 예를 들어, 상기 상판(130)은 제1 벽체(111)의 상단에 일체로 형성되어 제1 벽체(111)의 상단을 밀폐, 마감하는 제1 베이스판(131)과, 상기 제1 베이스판(131)으로부터 일체로 돌출, 형성된 제1 결합판(132)과, 상기 제1 결합판(132)에 형성된 제1 결합공(133)을 포함할 수 있다. 상기 제1 결합판(132)과 제1 결합공(133)은 하나 또는 2개 이상의 복수 개이며, 이들(132)(133)은 제1 단자 부재(310)와 밀폐, 결합 구조를 도모한다. 도면에서는 제1 결합판(132)과 제1 결합공(133)이 4개인 상판(130)을 예시하였다. The
또한, 상기 하판(140)은 제2 하우징(101)의 하단을 밀폐, 커버링하는 제2 베이스판(141)과, 상기 제2 베이스판(141)에 형성된 적어도 하나 이상의 제2 결합공(143)을 포함할 수 있다. 보다 구체적인 예를 들어, 상기 하판(140)은 제1 벽체(112)의 하단에 일체로 형성된 제2 베이스판(141)과, 상기 제1 베이스판(141)으로부터 일체로 돌출, 형성된 제2 결합판(142)과, 상기 제2 결합판(142)에 형성된 제2 결합공(143)을 포함할 수 있다. 상기 제2 결합판(142)과 제2 결합공(143)은 하나 또는 2개 이상의 복수 개이며, 이들(142)(143)은 제2 단자 부재(320)와 밀폐, 결합 구조를 도모한다. 도면에서는 제2 결합판(142)과 제2 결합공(143)이 3개인 하판(140)을 예시하였다. The
상기 제1 하우징(101)과 제2 하우징(102)은 상호간 결합을 위한 결합부(151)(152)를 각각 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 하우징(101)은 제1 벽체(111)의 하단에 일체로 형성된 제1 결합부(151)를 포함하고, 상기 제2 하우징(102)은 제2 벽체(112)의 상단에 일체로 형성된 제2 결합부(152)를 포함할 수 있다. 상기 제1 결합부(151)와 제2 결합부(152)는 각각 제1 벽체(111)의 하단과 제2 벽체(112)의 상단을 따라 테두리 형태로 돌출, 형성되어 사각형의 형상을 가질 수 있다. 상기 제1 결합부(151)와 제2 결합부(152)는, 예를 들어 체결구(H)를 통한 체결 결합 및/또는 용접(용융) 결합 등을 통해 밀폐, 결합될 수 있다. The
상기 제1 도전성 결합판(210)은 도전성을 가지는 것으로서, 이는 예를 들어 금속재로부터 선택될 수 있다. 구체적인 예를 들어, 제1 도전성 결합판(210)은 알루미늄(Al), 알루미늄(Al) 합금 및/또는 스테인레스 스틸(SUS) 등의 금속재로부터 선택될 수 있다. 제1 도전성 결합판(210)은 셀 소자(A)의 형상에 따라 원판 형상, 다각판 형상, 및/또는 이들 형상이 2개 이상 조합된 형상 등을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 셀 소자(A)가 원통형의 권취 소자(W)인 경우, 제1 도전성 결합판(210)은 도면에 도시한 바와 같이 원판 형상, 및/또는 원판 형상이 2개 이상 조합된 형상을 갖는다. The first
상기 제1 도전성 결합판(210)은 중앙에 형성된 결합홀(212)과, 상기 결합홀(212)의 주위에 방사형으로 형성된 복수의 관통홀(214)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 결합홀(212)에는 제1 단자 부재(310)가 끼움, 결합된다. 그리고 상기 관통홀(214)을 통해 전해액 및/또는 가스가 통과될 수 있다. The first
또한, 상기 제1 도전성 결합판(210)은 제1 하우징(101)의 내측 상부에 설치되며, 이는 셀 소자(A)의 제1 전극(10)과 용접, 결합된다. 보다 구체적으로, 상기 제1 도전성 결합판(210)의 일측 면(도 3에서, 하부 면)은 제1 전극(10)의 제1 용접 결합부(12a)와 용접, 결합되어 전기적으로 통전된다. 그리고 상기 제1 도전성 결합판(210)의 타측 면(도 3에서, 상부 면)은 상판(130)에 밀착되면서 제1 단자 부재(310)와 결합된다. The first
도 3 및 도 9를 참조하면, 상기 하우징(100)의 내측에는 위와 같은 제1 도전성 결합판(210)이 1개 또는 2개 이상 복수 개가 설치되며, 1개의 제1 도전성 결합판(210)에는 1개 또는 2개 이상 복수 개의 셀 소자(A)가 용접, 결합된다. Referring to FIGS. 3 and 9, one or more than one first
바람직한 실시 형태에 따라서, 상기 제1 도전성 결합판(210)은 하우징(100)의 내측 상부에 복수 개 설치되되, 1개의 셀 소자(A)가 용접, 결합되는 단위 셀 결합판(210)(210a)과, 2개 이상 복수 개의 셀 소자(A)가 용접, 결합되는 복수 셀 결합판(210)(210b)을 포함할 수 있다. 이때, 도면에 예시한 바와 같이, 상기 단위 셀 결합판(210)(210a)은 원판 형상을 가질 수 있으며, 상기 복수 셀 결합판(210)(210b)은 원판이 2개 이상 조합된 형상을 가질 수 있다. 도면에는 하우징(100)의 내측에 총 4개의 제1 도전성 결합판(210)이 설치되되, 원판 형상을 가지는 단위 셀 결합판(210a) 2개와, 원판이 2개 조합된 형상을 가지는 복수 셀 결합판(210b) 2개가 설치되는 모습을 예시하였다. According to a preferred embodiment, a plurality of the first
본 발명에 따라서, 상기 제1 도전성 결합판(210)이 위와 같은 구성을 가지는 경우, 권취된 셀 소자(A), 즉 권취 소자(W)의 제1 전극(10)과 넓은 접촉 면적으로 접속되어 전기적 특성을 개선한다. 예를 들어, 낮은 저항 특성을 구현한다. 또한, 상기 제1 도전성 결합판(210)은 하우징(100)의 내측 상부에서 복수의 셀 소자(A)를 직별 및/또는 병렬로 연결한다. 즉, 셀 소자(A)들은 복수의 제1 도전성 결합판(210)을 통해 직별 및/또는 병렬로 연결된다. 이러한 점에서, 상기 제1 도전성 결합판(210)은 내부 버스 바(Buss Bar) 기능을 겸한다. According to the present invention, when the first
바람직한 실시 형태에 따라서, 상기 제1 도전성 결합판(210)이 복수 셀 결합판(210b)을 포함하는 경우, 적어도 제1 단자 부재(310)의 설치 개수를 감소시킬 수 있다. 구체적으로, 1개의 복수 셀 결합판(210b)에는 1개의 제1 단자 부재(310)가 결합되되, 상기 1개의 복수 셀 결합판(210b)에는 복수 개의 셀 소자(A)가 용접, 결합되므로 제1 단자 부재(310)의 전체 설치 개수를 감소시킬 수 있다. According to a preferred embodiment, when the first
일례를 들어, 상기 하우징(100)에 6개의 셀 소자(A)를 내장하는 경우, 6개의 제1 단자 부재(310)를 설치하여야 하나, 위와 같이 제1 도전성 결합판(210)이 복수 셀 결합판(210b)을 포함하는 경우, 상기 복수 셀 결합판(210b)에는 2개 이상의 셀 소자(A)를 결합시킬 수 있으므로 제1 단자 부재(310)의 개수가 감소된다. 즉, 도 3에 예시한 바와 같이, 하우징(100)의 내부에 6개의 셀 소자(A)를 설치하는 경우, 복수 셀 결합판(210b)에 의해 제1 단자 부재(310)는 4개로서 제1 단자 부재(310)의 설치 개수가 감소된다. For example, when six cell elements A are embedded in the
상기 제1 단자 부재(310)는 도전성을 가지는 것으로서, 이는 예를 들어 금속재로부터 선택될 수 있다. 구체적인 예를 들어, 제1 단자 부재(310)는 알루미늄(Al), 알루미늄(Al) 합금 및/또는 SUS 등의 금속재로 구성될 수 있다. 제1 단자 부재(310)는 상기 제1 도전성 결합판(210)의 결합홀(212)에 끼움, 결합되며, 이는 또한 제1 하우징(101)의 상판(130)과도 결합된다. 이러한 제1 단자 부재(310)의 설치 개수는 상기 제1 도전성 결합판(210)의 개수와 대응된다. 예를 들어, 상기 제1 도전성 결합판(210)이 4개인 경우, 상기 제1 단자 부재(310)의 설치 개수는 4개로서 제1 도전성 결합판(210)의 설치 개수와 동일하다. The
바람직한 구현예에 따라서, 상기 제1 단자 부재(310)는 원통형의 제1 단자 본체(311)와, 상기 제1 단자 본체(311)의 중앙에 형성된 체결홈(312)과, 상기 제1 단자 본체(311)의 일측(도 3에서, 하측)에 일체로 돌출, 형성된 돌출부(313)와, 상기 제1 단자 본체(311)의 타측(도 3에서, 상측)에서 결합되는 결합구(315)와, 상기 제1 단자 본체(311)의 말단(도 3에서, 하측 말단)에 형성된 홀 체결부(316)를 포함할 수 있다. According to a preferred embodiment, the
상기 제1 단자 본체(311)는 상판(130)의 제1 결합공(133)에 삽입된다. 이때, 제1 단자 본체(311)의 상부 말단은 제1 결합공(133)을 삽입, 관통한 다음, 상판(130)의 상부에 노출된다. 아울러, 도 10을 참조하면, 상기 결합구(315)는 제1 단자 본체(311)의 상측에서 결합되어지되, 상기 돌출부(313)와 결합구(315)의 사이에 밀봉 부재(314)와 제1 결합판(132)이 삽입된 상태에서 결합된다. 결합구(315)는, 일례로 제1 단자 본체(311)의 외주면과 나사 결합되는 너트(nut) 등으로부터 선택될 수 있다. 아울러, 상기 홀 체결부(316)는 제1 도전성 결합판(210)의 결합홀(212)에 삽입, 결합된다. The first
또한, 상기 제1 단자 부재(310)는 제1 도전성 결합판(210)과 용접, 결합될 수 있다. 구체적으로, 제1 단자 부재(310)는, 그의 홀 체결부(316)가 제1 도전성 결합판(210)의 결합홀(212)에 삽입, 결합된 다음, 제1 도전성 결합판(210)과 접촉되는 면은 용접된다. 도 10을 참조하면, 제1 단자 부재(310)와 제1 도전성 결합판(210)의 접촉면 중에서, 적어도 돌출부(313)의 하부 면과, 이와 접촉되는 제1 도전성 결합판(210)의 상부 면은 용접되며, 이들(313)(210)은 예를 들어 레이저(Laser) 용접될 수 있다. The
상기 제2 도전성 결합판(220)은 제2 하우징(102)의 내측 하부에 설치되며, 이는 셀 소자(A)의 제2 전극(20)과 용접, 결합된다. 보다 구체적으로, 상기 제2 도전성 결합판(220)의 일측 면(도 4에서, 하부 면)은 제2 전극(20)의 제2 용접 결합부(22a)와 용접, 결합되어 전기적으로 통전된다. 그리고 제2 도전성 결합판(220)의 타측 면(도 4에서, 상부 면)은 하판(140)에 밀착되면서 제2 단자 부재(320)와 결합된다. The second
상기 제2 도전성 결합판(220)은 중앙에 형성된 결합홀(222)과, 상기 결합홀(222)의 주위에 방사형으로 형성된 복수의 관통홀(224)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 결합홀(222)에는 제2 단자 부재(320)가 결합된다. 이러한 제2 도전성 결합판(220)은 상기 제1 도전성 결합판(210)과 동일하게 구성될 수 있다. 이하, 제2 도전성 결합판(220)을 설명함에 있어서, 설명되지 않은 부분이 있다면, 이는 상기 제1 도전성 결합판(210)을 설명한 바와 같다. The second
도 4 및 도 11을 참조하면, 상기 제2 도전성 결합판(220)은 제1 도전성 결합판(210)을 설명한 바와 같이, 셀 소자(A)의 형상에 따라 원판 형상, 다각판 형상 및/또는 이들 형상이 2개 이상 조합된 형상 등을 가질 수 있다. 상기 하우징(100)의 내측에는 위와 같은 제2 도전성 결합판(220)이 1개 또는 2개 이상 복수 개가 설치되며, 1개의 제1 도전성 결합판(220)에는 1개 또는 2개 이상 복수 개의 셀 소자(A)가 용접, 결합된다. 4 and 11, the second
바람직한 실시 형태에 따라서, 상기 제2 도전성 결합판(220)은 하우징(100)의 내측에 복수 개 설치되되, 2개 이상 복수 개의 셀 소자(A)가 용접, 결합되는 복수 셀 결합판(220b)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 복수 셀 결합판(220b)은 원판이 2개 이상 조합된 형상을 가질 수 있다. 도면에는 하우징(100)의 내측에 총 3개의 제2 도전성 결합판(220)이 설치되되, 원판이 2개 조합된 형상을 가지는 복수 셀 결합판(220b) 3개가 설치되는 모습을 예시하였다. According to a preferred embodiment, a plurality of second
상기 제1 도전성 결합판(210)을 설명한 바와 같이, 상기 제2 도전성 결합판(220)은 권취된 셀 소자(A), 즉 권취 소자(W)의 제2 전극(20)과 넓은 접촉 면적으로 접속되어 전기적 특성을 개선한다. 또한, 상기 제2 도전성 결합판(220)은 하우징(100)의 내측 하부에서 복수의 셀 소자(A)를 직별 및/또는 병렬로 연결한다. The second
바람직한 실시 형태에 따라서, 상기 제2 도전성 결합판(220)이 복수 셀 결합판(220b)을 포함하는 경우, 적어도 제2 단자 부재(320)의 설치 개수를 감소시킬 수 있다. 구체적으로, 1개의 복수 셀 결합판(220b)에는 1개의 제2 단자 부재(320)가 결합되되, 상기 1개의 복수 셀 결합판(220b)에는 복수 개의 셀 소자(A)가 용접, 결합되므로 제2 단자 부재(320)의 전체 설치 개수를 감소시킬 수 있다. 일례를 들어, 하우징(100)에 6개의 셀 소자(A)를 내장하는 경우, 6개의 제2 단자 부재(320)를 설치하여야 하나, 위와 같이 제2 도전성 결합판(220)이 복수 셀 결합판(220b)을 포함하는 경우, 상기 복수 셀 결합판(220b)에는 2개 이상의 셀 소자(A)를 결합시킬 수 있으므로 제2 단자 부재(320)의 개수가 감소된다. 즉, 도 4에 예시한 바와 같이, 하우징(100)의 내부에 6개의 셀 소자(A)를 설치하는 경우, 복수 셀 결합판(220b)에 의해 제2 단자 부재(320)는 3개로서 제2 단자 부재(310)의 설치 개수가 감소된다. According to a preferred embodiment, when the second
상기 제2 단자 부재(320)는 도전성으로서 제1 단자 부재(310)와 동일하게 구성될 수 있다. 제2 단자 부재(320)는 상기 제2 도전성 결합판(220)의 결합홀(222)에 끼움, 결합되며, 이는 또한 제2 하우징(102)의 하판(140)과도 결합된다. 이러한 제2 단자 부재(320)의 설치 개수는 상기 제2 도전성 결합판(220)의 개수와 대응된다. 예를 들어, 상기 제2 도전성 결합판(220)이 3개인 경우, 상기 제2 단자 부재(320)의 설치 개수는 3개로서 제2 도전성 결합판(220)의 설치 개수와 동일하다. The
바람직한 구현예에 따라서, 상기 제2 단자 부재(320)는 원통형의 제2 단자 본체(321)와, 상기 제2 단자 본체(321)의 중앙에 형성된 체결홈(322)과, 상기 제2 단자 본체(321)의 일측(도 4에서, 하측)에 일체로 돌출, 형성된 돌출부(323)와, 상기 제2 단자 본체(321)의 타측(도 4에서, 상측)에서 결합되는 결합구(325)와, 상기 제2 단자 본체(321)의 말단(도 4에서, 하측 말단)에 형성된 홀 체결부(326)를 포함할 수 있다. According to a preferred embodiment, the
상기 제2 단자 본체(321)는 하판(140)의 제2 결합공(143)에 삽입된다. 이때, 제2 단자 본체(321)의 하부 말단은 제2 결합공(13)을 삽입, 관통한 다음, 하판(140)의 하부에 노출된다. 아울러, 상기 결합구(325)는 제2 단자 본체(321)의 타측(도 4에, 상측)에서 결합되어지되, 상기 돌출부(323)와 결합구(325)의 사이에 밀봉 부재(324)와 제1 결합판(142)이 삽입된 상태에서 결합된다. 아울러, 상기 홀 체결부(326)는 제2 도전성 결합판(220)의 결합홀(222)에 삽입, 결합된다. The second
또한, 상기 제2 단자 부재(320)는 제2 도전성 결합판(220)과 용접, 결합될 수 있다. 구체적으로, 제2 단자 부재(320)는, 그의 홀 체결부(326)가 제2 도전성 결합판(220)의 결합홀(222)에 삽입, 결합된 다음, 제2 도전성 결합판(220)과 접촉되는 면은 용접된다. 제2 단자 부재(320)와 제2 도전성 결합판(220)의 접촉면 중에서, 적어도 돌출부(323)의 하부 면과, 이와 접촉되는 제2 도전성 결합판(220)의 상부 면은 용접되며, 이들(323)(220)은 예를 들어 레이저(Laser) 용접될 수 있다. In addition, the
또한, 상기 상판(130) 및 하판(140)에는 가스 누출공(161)(162)이 형성되고, 상기 가스 누출공(161)(162)에는 안전변(171)(172)이 설치(부착)될 수 있다. 상기 가스 누출공(161)(162) 및 안전변(171)(172)은 EDLC의 내압 상승 및/또는 폭발에 대한 안전성을 위한 것으로서, 이들은 상판(130) 및 하판(140)에 각각 하나 이상 형성될 수 있다. 상기 안전변(171)(172)은 가스 누출공(161)(162)을 통해 전해액이 누액되는 것을 방지할 수 있고, 가스 투과성인 것이면 특별히 제한되지 않는다. 안전변(171)(172)은, 예를 들어 합성수지나 고무재의 필름(film) 및/또는 멤브레인(Membrane) 등으로부터 선택될 수 있다. The gas leakage holes 161 and 162 are formed in the
이상에서 설명한 바와 같이, 상기 복수의 셀 소자(A)에는 이들의 상부 및 하부에 각각 제1 및 제2 도전성 결합판(210)(220)이 결합되고, 상기 제1 및 제2 도전성 결합판(210)(220)에는 각각 제1 및 제2 단자 부재(310)(320)가 결합된다. 그리고 이러한 결합체는 제1 및 제2 하우징(101)(102)에 내장된 후, 상기 제1 및 제2 단자 부재(310)(320)는 각각 제1 및 제2 하우징(101)(102)의 상판(130) 및 하판(140)과 밀봉 부재(314)(324)를 통해 밀폐, 결합된다. As described above, the first and second
또한, 하우징(100)의 일측에는 전해액 주입구(105)가 형성되고, 타측에는 전해액 유출구(106)가 형성될 수 있다. 도면에 예시한 바와 같이, 상기 전해액 주입구(105) 및 유출구(106)는 제2 하우징(102)에 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 도 3 및 도 5를 참조하면, 상기 제2 하우징(102)은 제2 결합부(152)로부터 일체로 하향하여 연장 형성된 지지부(155)를 포함하되, 상기 지지부(155)와 제2 벽체(112)를 관통하여 형성된 전해액 주입구(105) 및 유출구(106)가 형성될 수 있다. 그리고 상기 전해액 주입구(105) 및 유출구(106)에는 밀봉 부재(184)가 삽입된 상태에서 마감 캡(180)이 밀폐, 결합될 수 있다. In addition, an
상기 전해액 주입구(105)를 통해 전해액의 초기 주입 및 보충 주입이 진행될 수 있다. 이때, 상기한 바와 같이, 전해액 주입구(105)를 통해 전해액이 주입되면, 각 연통로(125)를 통해 각 셀 수용부(S1 ~ S6)에 전해액이 주입되어, 복수의 셀 소자(A)는 한번의 주입 공정으로 전해액에 함침될 수 있다. 그리고, 전해액의 남은 여액은 전해액 유출구(106)를 통해 유출될 수 있다. The initial injection and the supplementary injection of the electrolytic solution may proceed through the
본 발명에서, 상기 밀봉 부재(314)(324)(184)는 적어도 전해액의 누액을 방지할 수 있는 밀봉성을 가지는 것이면 좋다. 밀봉 부재(314)(324)(184)는, 예를 들어 실리콘이나 고무 등으로 구성된 O-링(O-ring) 등으로부터 선택될 수 있으나, 이에 의해 한정되는 것은 아니다. In the present invention, the sealing
이상에서 설명한 셀 외장 케이스(B)는 각 구성요소들의 구조 및/또는 형태적인 구성에 의해, 셀 외장 케이스(B)의 상부와 하부를 최소의 구성요소 및 최소의 부피로 컴팩트(compact)하게 마감한다. 또한, 각 구성요소들이 상호간 간단한 조립 구조로 결합된다. The cell casing B described above can be constructed in such a manner that the upper and lower portions of the cell casing B are compactly finished to a minimum size and a minimum volume by the structure and / do. In addition, each component is coupled to each other in a simple assembly structure.
한편, 구체적인 조립 공정에 따라서, 상기 도전성 결합판(210)(220)은 단자 부재(310)(320)와 먼저 결합된 후에 상기 셀 소자(A)와 결합될 수 있다. 보다 구체적인 조립 공정에 따라서, 상기 제1 도전성 결합판(210)은 홀 체결부(316)와의 끼움, 결합과 적어도 돌출부(313)와의 용접, 결합을 통해 상기 제1 단자 부재(310)와 결합된 다음, 상기 제1 전극(10)의 제1 용접 결합부(12a)와 용접, 결합될 수 있다. 또한, 상기 제2 도전성 결합판(220)은 홀 체결부(326)와의 끼움, 결합과 적어도 돌출부(323)와의 용접, 결합을 통해 상기 제2 단자 부재(320)와 결합된 다음, 상기 제2 전극(20)의 제2 용접 결합부(22a)와 용접, 결합될 수 있다. Meanwhile, according to a specific assembling process, the
다음으로, 위와 같이 셀 소자(A)의 상/하부에 도전성 결합판(210)(220)과 단자 부재(310)(320)가 결합된 소자 결합체는, 제1 및 제2 하우징(101)(102)에 내장된다. 이후, 예를 들어 각 하우징(101)(102)의 제1 결합부(151)와 제2 결합부(152)를 먼저 결합시킨 다음, 각 하우징(101)(102)의 상판(130) 및 하판(140)에 각 단자 부재(310)(320)를 밀폐, 결합함으로써 모듈 조립체(M)의 조립이 완성될 수 있다. Next, the element combination body in which the
또한, 도 9 및 도 11을 참조하면, 상기 각 도전성 결합판(210)(220)은 각 전극(10)(20)에 용접, 결합되되, 이들은 레이저(Laser) 용접을 통해 결합되는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 방사형으로 레이저 용접되는 것이 좋다. 보다 구체적으로, 상기 제1 도전성 결합판(210)은 제1 전극(10)의 제1 용접 결합부(12a)와 방사형 레이저 용접부(L)에 의해 용접, 결합되고, 상기 제2 도전성 결합판(220)은 제2 전극(20)의 제2 용접 결합부(22a)와 방사형 레이저 용접부(L)에 의해 용접, 결합되는 것이 바람직하다. 도 9 및 도 11에는 상기 방사형 레이저 용접부(L)를 점선으로 나타내었다. 상기 방사형 레이저 용접부(L)는 적어도 8개 이상인 것이 좋다. 구체적인 예를 들어, 상기 방사형 레이저 용접부(L)는 원판 상의 도전성 결합판(210)(220) 상에 8개 내지 40개, 12개 내지 40개, 또는 16개 내지 40개가 형성된 것이 좋다. 도면에는 1개의 원판에 방사형 레이저 용접부(L)가 20개인 것을 예시적으로 도시하였다. 9 and 11, the
위와 같이, 도전성 결합판(210)(220)과 용접 결합부(12a)(22a)가 적어도 8개 이상의 방사형 레이저 용접부(L)에 의해 용접, 결합된 경우, 도전성 결합판(210)(220)과 용접 결합부(12a)(22a) 간의 용접 면적(접촉 면적)이 증가되어, EDLC의 적어도 저항이 개선(내부 저항의 감소)된다. 이는 또한 저항의 개선(내부 저항의 감소)으로 EDLC의 파워 밀도 및/또는 에너지 밀도 등을 향상시킬 수 있다. When the conductive
[3] 조립 부재(C)[3] Assembly member (C)
상기 조립 부재(C)는 셀 외장 케이스(B) 상에 설치되며, 여기에는 적어도 제어부(D)가 조립될 수 있다. 또한, 이러한 조립 부재(C)를 통해 와어어(P)(도 15 참조)가 정리/정돈될 수 있다. 조립 부재(C)는 셀 외장 케이스(B)의 상부에 설치되는 제1 조립 부재(C1)와, 셀 외장 케이스(B)의 하부에 설치되는 제2 조립 부재(C2)를 포함할 수 있다. 이러한 제1 조립 부재(C1)와 제2 조립 부재(C2)는 동일하게 구성될 수 있다. The assembly member C is installed on the cell casing B, and at least the control part D can be assembled thereto. Further, the guide P (see Fig. 15) can be arranged / arranged through the assembling member C as described above. The assembling member C may include a first assembling member C1 provided on the upper portion of the cell casing B and a second assembling member C2 provided below the cell casing B. The first assembling member C1 and the second assembling member C2 may be configured identically.
상기 각 조립 부재(C)(C1)(C2)는, 예를 들어 상판(130)과 하판(140)에 밀착 설치되는 기판(411)과, 상기 기판(411)의 측면에 형성된 하측벽(412) 및 상측벽(413)을 포함할 수 있다. 이때, 하측벽(412)은 하우징(100)의 벽체(110) 외주면에 밀착된다. 또한, 상기 각 조립 부재(C)(C1)(C2)는 기판(411)을 관통하여 형성된 관통공(415)이 형성될 수 있다. 이러한 관통공(415)을 통해, 상기 단자 부재(310)(320) 및/또는 가스 누출공(161)(162)이 노출될 수 있다. Each of the assembly members C and C1 and C2 includes a
한편, 셀을 모듈화함에 있어서는 와어어(P)의 정리/정돈이 중요하다. 이를 위해, 상기 각 조립 부재(C)(C1)(C2)는 상판(130)과 하판(140)에 밀착 설치되는 기판(411)과, 상기 기판(411) 상에 형성된 하나 또는 복수의 와이어 고정부(416)를 포함할 수 있다. 상기 와이어 고정부(416)에 의해 와어어(P)가 정리/정돈된다. 상기 와이어 고정부(416)는, 구체적으로 기판(411) 상에 복수 개로 형성된다. 그리고 상기 와이어 고정부(416)에는 와이어(P)가 끼움, 고정되는 와이어 고정홈(416a)이 형성될 수 있다. On the other hand, in modularizing the cell, it is important to arrange the word P (P). Each of the assembly members C, C1 and C2 includes a
또한, 각 단자 부재(310)(320)의 말단에는 와이어 연결구(450)가 결합될 수 있다. 상기 와이어 연결구(450)는 각 단자 부재(310)(320)의 체결홈(312)(323)에 체결구(H)를 통해 결합될 수 있다. 구체적인 실시 형태에 따라서, 상기 와이어 연결구(450)는 와이어(P)가 결합되는 와이어 삽입부(451)와, 상기 와이어 삽입부(451)의 일측에 형성되고 각 단자 부재(310)(320)의 체결홈(312)(322)에 체결구(H)를 통해 결합되는 단자 결합부(452)를 포함할 수 있다. 이때, 도 15를 참조하면, 상기 와이어(P)의 일측은 각 단자 부재(310)(320)에 결합된 와이어 연결구(450)에 연결되고, 상기 와이어(P)의 타측은 제어부(D)에 연결된다. Further, a
아울러, 도 2 및 도 15를 참조하면, 상기 각 조립 부재(C)(C1)(C2)에는 와이어(P)가 통과되는 와이어 통로홀(P410)이 형성되고, 상기 각 하우징(101)(102)의 결합부(151)(152)에는 와이어 정리홈(P151)(P152)이 형성될 수 있다. 이에 따라, 도 15에 보인 바와 같이, 상기 모듈 조립체(M)의 하부(바닥)에 연결된 와이어(P), 즉 제2 조립부재(C2) 상에 정리/정돈된 와이어(P)는 상기 각 결합부(151)(152)에 형성된 와이어 정리홈(P151)(P152)을 따라 와이어 통로홀(P410)을 통과한 다음, 모듈 조립체(M)의 상부에 조립된 제어부(D)에 연결되어 정리될 수 있다. 2 and 15, a wire passage hole P410 through which the wire P is passed is formed in each of the assembly members C, C1, and C2, and each of the
[4] 모듈 컨테이너(F)[4] Module container (F)
상기 모듈 컨테이너(F)의 내부에는 적어도 하나 이상의 모듈 조립체(M)가 수납되며, 이는 외부의 충격 등으로부터 모듈 조립체(M)를 보호할 수 있으면 좋다. At least one module assembly M is accommodated in the module container F so long as it can protect the module assembly M from an external impact or the like.
상기 모듈 컨테이너(F)는, 예를 들어 금속재 및/또는 플라스틱재의 재질로 구성될 수 있다. 이러한 모듈 컨테이너(F)는, 예를 들어 사각 형상의 컨테이너 본체(F10)와, 상기 컨테이너 본체(F10)의 상부에 결합되는 컨테이너 덮개(F20)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 컨테이너 덮개(F20)는 컨테이너 본체(F10)의 상부에 체결구를 통해 착탈 가능하도록 밀폐, 결합되거나, 레이저(Laser) 용접 등의 용접 방법을 통해 밀폐, 결합될 수 있다. The module container F may be made of, for example, a metal material and / or a plastic material. The module container F may include, for example, a rectangular container body F10 and a container cover F20 coupled to an upper portion of the container body F10. At this time, the container lid F20 may be hermetically sealed or coupled to an upper portion of the container body F10 through a fastener, or may be hermetically sealed through a welding method such as laser welding.
또한, 상기 컨테이너 덮개(F20)의 일측에는 2개의 단자 결합홈(F21)(F22)이 형성될 수 있다. 상기 단자 결합홈(F21)(F22)에는 외부 단자(G)가 삽입, 결합된다. 아울러, 도 14 및 도 15를 참조하면, 상기 컨테이너 덮개(F20)의 하부에는 하나 이상의 압착 리브(F25)가 형성될 수 있다. 이러한 압착 리브(F25)는 제1 조립 부재(C1)의 상단을 가압하여, 모듈 조립체(M)의 흔들림을 방지하면서 제1 조립 부재(C1)와 셀 외장 케이스(B) 간의 결합력을 향상시킨다. In addition, two terminal fitting grooves F21 and F22 may be formed on one side of the container lid F20. The external terminal G is inserted and coupled to the terminal fitting grooves F21 and F22. Referring to FIGS. 14 and 15, at least one compression rib F25 may be formed under the container cover F20. The compression rib F25 presses the upper end of the first assembly member C1 to improve the coupling force between the first assembly member C1 and the cell casing B while preventing the module assembly M from shaking.
[5] 외부 단자(G)[5] External terminal (G)
상기 외부 단자(G)는 모듈 조립체(M)의 일측에 설치된다. 외부 단자(G)는 외부 전원과 연결되며, 이는 제1 외부 단자(G1)와 제2 외부 단자(G2)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 외부 단자(510)는 컨테이너 덮개(F20)의 제1 단자 결합홈(F21)과 결합되고, 상기 제2 외부 단자(520)는 컨테이너 덮개(F20)의 제2 단자 결합홈(F22)과 결합될 수 있다. The external terminal G is installed on one side of the module assembly M. The external terminal G is connected to an external power source and may include a first external terminal G1 and a second external terminal G2. The first external terminal 510 is engaged with the first terminal fitting groove F21 of the container cover F20 and the second external terminal 520 is engaged with the second terminal fitting groove F20 of the container cover F20. F22).
상기 각 외부 단자(G)(G1)(G2)는 도전성의 외부 단자 본체(511)와, 상기 외부 단자 본체(511)의 중앙에 형성된 체결홈(512)과, 상기 외부 단자 본체(511)의 하단에 결합되는 도전성의 단자 결합판(515)을 포함할 수 있다. 그리고 상기 단자 결합판(515)에는 삽입공(515a)이 형성될 수 있다. 또한, 각 외부 단자(G)(G1)(G2)는 각 단자 결합홈(F21)(F22)과 밀봉 부재(514)를 통해 밀폐, 결합되어, 외부로부터의 습기 등의 유입이 방지될 수 있다. Each of the external terminals G1 and G2 includes a conductive external
아울러, 상기 단자 결합판(515)은 제1 단자 부재(310) 상에 설치되되, 상기 삽입공(515a)에는 제1 단자 부재(310)의 제1 단자 본체(311)가 삽입된다. 아울러, 상기 삽입공(515a)에 제1 단자 본체(311)가 삽입, 결합된 후, 상기 단자 결합판(515)의 상부에서는 와이어 연결구(450)가 제1 단자 부재(310)의 체결홈(312)에 체결구(H)를 통해 결합될 수 있다. 그리고 외부 전원은 상기 외부 단자 본체(511)의 외주면에 접속되거나, 상기 외부 단자 본체(511)의 중앙에 형성된 체결홈(512)에 접속될 수 있다. The terminal
한편, 본 발명의 다른 실시 형태에 따라서, 상기 셀 외장 케이스(B)를 구성하는 구성요소들 중에서 적어도 상기 하우징(100)은 플라스틱 성형체로 구성될 수 있으며, 이는 바람직하게는 엔지니어링 플라스틱 성형체로 구성될 수 있다. 경우에 따라서, 상기 조립 부재(C)(C1)(C2)의 경우에도 엔지니어링 플라스틱 성형체로 구성될 수 있다. 구체적으로, 본 발명에 따른 셀 외장 케이스(B)를 구성하는 구성요소들 중에서, 적어도 상기 하우징(300)은 엔지니어링 플라스틱 성형체로 구성되고, 바람직하게는 상기 조립 부재(C)(C1)C2)의 경우도 엔지니어링 플라스틱 성형체로 구성되는 것이 좋다. According to another embodiment of the present invention, at least the
본 발명에서, "엔지니어링 플라스틱 성형체"란 성형체의 구성 재질이 적어도 엔지니어링 플라스틱(E/P : Engineering Plastics)을 포함하는 것이면 여기에 포함한다. 구체적으로, 상기 엔지니어링 플라스틱 성형체는 엔지니어링 플라스틱(E/P) 단독을 성형 재료로 하여 성형되거나, 엔지니어링 플라스틱(E/P)을 제1성분(주성분)으로 하되, 여기에 엔지니어링 플라스틱(E/P) 이외의 제2성분이 혼합된 혼합물을 성형 재료로 하여 성형될 수 있다. 상기 제2성분은 엔지니어링 플라스틱(E/P)이 아닌 것이면 특별히 제한되지 않으며, 이는 예를 들어 비-엔지니어링 플라스틱 등의 수지 성분; 강도 보강을 위한 무기물 등의 보강재; 성형성을 위한 이형제나 활제 등의 성형 개선제; 및/또는 산화방지제나 색상 안료 등의 첨가제; 등으로부터 선택될 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 엔지니어링 플라스틱 성형체는 전체 중량 중에서 엔지니어링 플라스틱(E/P)을 80중량% 이상, 구체적으로는 80 ~ 100중량%, 85 ~ 99.9중량%, 또는 90 ~ 98중량%로 포함할 수 있다. In the present invention, the term "engineering plastic molded product" is included in a case where the constituent material of the molded product includes at least engineering plastic (E / P: Engineering Plastics). Specifically, the engineering plastic formed body may be formed of an engineering plastic (E / P) alone as a molding material or an engineering plastic (E / P) as a first component (main constituent) And the second component other than the first component may be molded as a molding material. The second component is not particularly limited as long as it is not an engineering plastic (E / P), for example, a resin component such as a non-engineering plastic; Reinforcement materials such as inorganic materials for strength reinforcement; Molding improvers such as mold release agents and lubricants for moldability; And / or additives such as antioxidants and color pigments; And the like. In one example, the engineering plastic molding comprises 80 wt% or more, specifically 80 to 100 wt%, 85 to 99.9 wt%, or 90 to 98 wt% of engineering plastic (E / P) .
본 발명에서, 상기 엔지니어링 플라스틱(E/P)은 폴리에틸렌(PE) 및 폴리프로필렌(PP) 등과 같은 일반적인 플라스틱과 구별되는 고강도, 고내열성 및 고내화학성 등을 가지는 플라스틱(고분자)으로서, 이는 당 분야 및 다른 산업분야에서 엔지니어링 플라스틱(E/P)으로 통용되는 것이면 특별히 제한되지 않는다. In the present invention, the engineering plastic (E / P) is a plastic (polymer) having high strength, high heat resistance and high endurance, which is distinguished from general plastics such as polyethylene (PE) and polypropylene And is not particularly limited as long as it is used as engineering plastics (E / P) in other industrial fields.
본 발명에 따라서, 상기 하우징(100)은 위와 같은 엔지니어링 플라스틱(E/P)을 적어도 포함하는 성형 재료로부터 제조(성형)된 것이 사용되며, 이는 예를 들어 압출 성형 및/또는 사출 성형 등을 통해 제조(성형)될 수 있다. 본 발명에 따르면, 셀 외장 케이스(B)의 주요 중량 및 부피를 차지하는 하우징(100)이 엔지니어링 플라스틱 성형체로 구성되어, 종래의 알루미늄(Al) 등과 같은 금속재 외장 케이스와 대비하여 동등 이상의 고강도 등을 유지하면서 적어도 우수한 경량성을 갖는다. According to the present invention, the
하나의 구현예에 따라서, 상기 엔지니어링 플라스틱(E/P)은 강도, 내열성 및 내화학성 등을 고려하여, 중량평균분자량이 120,000 이상이고, 결정화도가 40% 이상인 결정성 엔지니어링 플라스틱(E/P)으로부터 선택되는 것이 좋다. 이때, 결정화도가 너무 낮은 경우, 전해액에 의해 용출될 수 있다. 이러한 점을 고려할 때, 결정화도가 45% 이상, 또는 50% 이상인 결정성 엔지니어링 플라스틱(E/P)으로부터 선택되는 것이 좋다. (E / P) having a weight average molecular weight of 120,000 or more and a degree of crystallinity of 40% or more in consideration of strength, heat resistance, and chemical resistance, etc., according to one embodiment of the present invention. It is better to be selected. At this time, when the crystallinity is too low, it can be eluted by the electrolytic solution. Considering this point, it is preferable to select from a crystalline engineering plastic (E / P) having a crystallinity of 45% or more, or 50% or more.
구체적인 구현예에 따라서, 상기 엔지니어링 플라스틱(E/P)은 중량평균분자량이 예를 들어 20만 내지 500만이고, 결정화도가 예를 들어 50% 내지 85%인 결정성 엔지니어링 플라스틱(E/P)으로부터 선택될 수 있다. 이와 같은 중량평균분자량 및 결정화도를 가지는 결정성 엔지니어링 플라스틱(E/P)을 사용하는 경우, 강도 및 내열성 등에서 우수한 기계적/열적 특성을 가지면서 내전해액성 및 성형성 등에서도 유리하다. According to a specific embodiment, the engineering plastics (E / P) are prepared from crystalline engineering plastics (E / P) having a weight average molecular weight of, for example, 200,000 to 5 million and a crystallinity of, for example, 50% to 85% Can be selected. When such a crystalline engineering plastic (E / P) having a weight average molecular weight and a crystallinity is used, it is advantageous in terms of electrolyte resistance and moldability while having excellent mechanical / thermal properties such as strength and heat resistance.
상기 엔지니어링 플라스틱(E/P)은, 구체적인 예를 들어 폴리아미드(PA ; Polyamide), 폴리아세탈(POM ; Polyacetal), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT ; Polybutylene Terephthalate), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET ; Polyethylene Terephthalate), 폴리페닐렌설파이드(PPS ; Polyphenylene Sulfide), 폴리에스테르 엘라스토머(TPEE ; Thermoplastic polyester elastomer) 및 이들의 공중합체 등으로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다. 상기 폴리에스테르 엘라스토머(TPEE)로는 열가소성 스티렌 블록 공중합체(SBC ; Thermoplastic styrenic block copolymer) 등의 스티렌계, 열가소성 올레핀 엘라스토머(TPO ; Tthermoplastic olefinic elastomer) 등의 올레핀계 및/또는 열가소성 폴리우레탄(TPU ; Tthermoplastic polyurethane) 등의 우레탄계 등을 예로 들 수 있다. 이러한 엔지니어링 플라스틱(E/P) 중에서도 경제성, 상용성 및/또는 가공성 등을 고려하여 폴리아미드(PA), 폴리아세탈(POM), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT) 및/또는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 등을 유용하게 사용될 수 있다. Specific examples of the engineering plastic (E / P) include polyamide (PA), polyacetal (POM), polybutylene terephthalate (PBT), polyethylene terephthalate ), Polyphenylene sulfide (PPS), thermoplastic polyester elastomer (TPEE), copolymers thereof, and the like. Examples of the polyester elastomer (TPEE) include olefin-based and / or thermoplastic polyurethane (TPU) such as styrene-based or thermoplastic olefinic elastomer (TPO) such as thermoplastic styrenic block copolymer (SBC) polyurethane, and the like. Among these engineering plastics (E / P), polyamide (PA), polyacetal (POM), polybutylene terephthalate (PBT) and / or polyethylene terephthalate (PET) are used in consideration of economical efficiency, compatibility and / May be usefully used.
또한, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따라서, 상기 엔지니어링 플라스틱 성형체는, 즉 상기 하우징(100) 및/또는 조립 부재(C)(C1)(C2)는 적어도 아래의 물성 (a) 내지 (c)를 만족하는 것이 좋다. 본 발명에 따르면, 상기 엔지니어링 플라스틱 성형체가 적어도 이래의 물성을 만족하는 경우, 경량성을 가짐은 물론 강도, 내열성 및 내화학성 등이 우수하여, EDLC에 충격이 가해지거나 과부하 및 열화 등이 발생된 경우에도 안정성을 가져 EDLC의 셀 외장 케이스(B)로 유용함을 알 수 있었다. According to a preferred embodiment of the present invention, the engineering plastic formed article, that is, the
(a) 밀도 1.8g/㎤ 이하 (a) a density of 1.8 g / cm 3 or less
(b) 인장 강도 145MPa 이상 (b) Tensile strength 145 MPa or more
(c) 1.82MPa의 곡률응력에서 열변형 온도 185℃ 이상 (c) At a curvature stress of 1.82 MPa, a heat distortion temperature of 185 ° C or more
이때, 상기 밀도가 1.8g/㎤를 초과하는 경우 경량성에 바람직하지 않으며, 밀도가 너무 낮은 경우 기계적 강도가 낮아질 수 있다. 이러한 점을 고려할 때, 상기 밀도는 예를 들어 1.2g/㎤ 내지 1.8g/㎤인 것이 바람직할 수 있다. 또한, 상기 인장 강도가 145MPa 미만인 경우, 내압 상승이나 외부 충격에 의해 변형이 발생될 수 있다. 이러한 점을 고려할 때, 인장 강도는 148MPa 이상이 바람직하며, 구체적인 예를 들어 148MPa 내지 220MPa인 것이 바람직할 수 있다. 아울러, 상기 열변형 온도가 185℃ 미만인 경우, EDLC의 내부에 고열 발생 시, 열 변형이 일어날 수 있다. 이러한 점을 고려할 때, 열변형 온도는 190℃ 이상이 바람직하며, 구체적인 예를 들어 190℃ 내지 300℃, 보다 바람직하게는 200℃ 내지 300℃인 것이 좋다. At this time, when the density is more than 1.8 g / cm 3, it is not preferable for lightness. If the density is too low, the mechanical strength may be lowered. In consideration of this point, it may be preferable that the density is, for example, 1.2 g / cm3 to 1.8 g / cm3. When the tensile strength is less than 145 MPa, deformation may be caused by an increase in internal pressure or an external impact. Considering this point, the tensile strength is preferably 148 MPa or more, and for example, it may be preferable to be 148 MPa to 220 MPa. In addition, when the thermal deformation temperature is less than 185 캜, thermal deformation may occur when a high temperature is generated in the interior of the EDLC. In consideration of this point, the heat distortion temperature is preferably 190 DEG C or higher, specifically 190 DEG C to 300 DEG C, and more preferably 200 DEG C to 300 DEG C.
본 발명에서, 상기 엔지니어링 플라스틱 성형체는 엔지니어링 플라스틱(E/P)의 종류, 분자량, 결정성(결정화도) 및/또는 개질 정도 등에 따라 상기와 같은 물성을 갖는 것이면 바람직하다. 상기 엔지니어링 플라스틱 성형체는, 예를 들어 상기 나열한 엔지니어링 플라스틱(E/P)들의 고유 물성에 의하거나 개질에 의해, 밀도는 1.8g/㎤ 이하이고, 인장 강도는 145MPa 이상이며, 열변형 온도(1.82MPa의 곡률응력)는 185℃ 이상이면 바람직하다. In the present invention, the engineering plastic molded article may have any of the above physical properties depending on the type, molecular weight, crystallinity (degree of crystallinity) and / or degree of modification of the engineering plastic (E / P). The engineering plastic molded article has a density of 1.8 g / cm 3 or less, a tensile strength of 145 MPa or more, and a thermal deformation temperature (1.82 MPa) by the inherent physical properties of the engineering plastics (E / Is 185 deg. C or higher.
한편, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따라서, 상기 하우징(100)은 제1 하우징(101)과 제2 하우징(102)으로 구성되되, 이들은 상기한 바와 같은 엔지니어링 플라스틱 성형체로 구성되고, 이들은 상호간 용접 방법을 통한 용융에 의해 결합되는 것이 좋다. 즉, 각 하우징(101)에 형성된 제1 결합부(151)와 제2 결합부(152)는 용접 방법을 통한 용융에 의해 밀폐, 결합되는 것이 좋다. 보다 바람직하게는, 상기 제1 결합부(151)와 제2 결합부(152)는 다이오드 레이저(Diode Laser)를 이용한 용접(용융)에 밀폐, 결합되는 것이 좋다. According to a preferred embodiment of the present invention, the
일반적으로, 종래의 금속재 외장 케이스의 경우, 금속재의 하우징과 커버를 결합시킴에 있어서, 수직 방향에서 고출력의 파이버 레이저(Fiber Laser)를 이용한 용접으로 결합시키는 방법이 주류를 이루고 있다. 그러나 이 경우, 약 2kW 이상의 고출력을 필요로 하며, 또한 파이버 레이저 용접기는 약 2.5억원으로서 매우 고가이다. 또한, 고출력의 레이저 용접에 의해, EDLC에 열화가 가해져 전기적 특성이 저하된다. 2. Description of the Related Art Generally, in the case of a conventional metal case, a method of joining a metal housing and a cover by welding using a high output fiber laser in the vertical direction is the mainstream. In this case, however, a high power of about 2 kW or more is required, and a fiber laser welder is very expensive as about 250 million Won. Further, by high-power laser welding, the EDLC is deteriorated and the electrical characteristics are deteriorated.
이에 반해, 본 발명에 따라서, 다이오드 레이저를 이용하는 경우, 제1 하우징(101)과 제2 하우징(102)의 우수한 밀폐성을 도모함은 물론, 낮은 전력으로도 용융, 접합되어 에너지 소모량이 최소화된다. 아울러, 다이오드 레이저 용접기는 약 1억원 정도로서 파이버 레이저 용접기에 비해 장비 가격도 낮다. 무엇보다, 다이오드 레이저 용접은 EDLC의 열화를 발생시키지 않아 전기적 특성의 저하를 방지한다. On the other hand, according to the present invention, when a diode laser is used, excellent sealing of the
또한, 구체적인 구현예에 따라서, 상기 제1 결합부(151)와 제2 결합부(152)는 220W 내지 380W의 전력을 이용한 다이오드 레이저에 의해 용접(용융), 접합되는 것이 좋다. 이때, 상기 엔지니어링 플라스틱 성형체의 융점에 따라 다를 수 있지며, 전력이 220W 미만인 경우 용융, 접합성이 낮을 수 있으며, 380W를 초과하는 경우 EDLC에 열화를 주거나 결합부(151)(152)의 변형이 발생될 수 있다. 이러한 점을 고려할 때, 예를 들어 다이오드 레이저 용접기에 280W 내지 320W의 전력을 가하여 용접(용융), 접합하는 바람직할 수 있다. According to a specific embodiment, the first and
이상에서 설명한 본 발명에 따르면, 셀 외장 케이스(B)를 구성하는 구성요소들의 구조적 및/또는 형태적 개선에 의해, 경량성은 물론 부품 수 및 조립 공정 수 등이 감소된다. 또한, 셀 외장 케이스(B)의 부품 수 및 조립 공정 수 등의 감소로 인해, 전기에너지 저장장치 모듈의 제조 공정(모듈화 조립 공정)이 단순화되고 제조비용(생산 단가) 등이 절감된다. According to the present invention described above, the structural and / or morphological improvement of the components constituting the shell case B reduces the number of components as well as the number of assembly processes as well as lightness. In addition, the manufacturing process (modular assembly process) of the electric energy storage device module is simplified and the manufacturing cost (production unit cost) and the like are reduced due to the decrease in the number of parts and the number of assembling processes of the cell casing B.
부가적으로, 적어도 하우징(100)이 엔지니어링 플라스틱 성형체로 구성된 경우, 경량화가 향상된다. 이에 따라, 종래의 금속재 외장 케이스보다 적어도 절연체의 사용이 배제되어 부품 수가 감소되며, 이는 결국 전기에너지 저장장치 모듈의 경량화에 의해 취급이 양호함은 물론, 예를 들어 자동차의 연비를 절감할 수 있다. In addition, when at least the
이하, 본 발명의 실시예 및 비교예를 예시한다. 하기의 실시예 및 비교예는 엔지니어링 플라스틱(E/P)의 사용에 따른 기계적/열적 특성 및 내화학성(내전해액성)을 예시적으로 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 하기의 비교예는 종래 기술을 의미하는 것이 아니며, 이는 단지 실시예들과의 비교를 위해 제공된다.Hereinafter, examples and comparative examples of the present invention will be exemplified. The following examples and comparative examples are merely provided by way of example of mechanical / thermal properties and chemical resistance (electrolyte resistance) according to the use of engineering plastics (E / P), whereby the technical scope of the present invention is limited It is not. In addition, the following comparative example is not meant to be a prior art, but is provided for comparison with embodiments only.
[실시예 1 내지 3] [Examples 1 to 3]
< 엔지니어링 플라스틱(E/P) 성형체 ><Engineering Plastic (E / P) Molded Body>
결정성 엔지니어링 플라스틱(E/P)을 이용하여 원통형의 성형체를 제조하였다. 이때, 각 실시예에 따라 결정성 엔지니어링 플라스틱(E/P)의 종류를 달리하였다. 실시예 1의 경우에는 폴리아미드계(PA계, DuPont社 제품), 실시예 2의 경우에는 폴리부틸렌프탈레이트계(PBT계, DuPont社 제품), 실시예 3의 경우에는 폴리페닐렌설파이드계(PPS계, PolyPlastics社 제품)를 주성분으로 하는 수지 조성물을 사용하였다. A cylindrical shaped body was produced using crystalline engineering plastic (E / P). At this time, the types of crystalline engineering plastics (E / P) were varied according to each example. (PBT, manufactured by DuPont) in the case of Example 2, polyphenylene sulfide-based (polyphenylene sulfide-based) in the case of Example 3, PPS system, manufactured by PolyPlastics) as a main component.
상기 각 실시예에 따른 성형체에 대해, 물성과 내전해액성을 평가하고, 그 결과를 하기 [표 1]에 나타내었다. 이때, 상기 내전해액성은 전해염 TEABF4((C2H5)4NBF4)을 용매 아세토니트릴(ACN)에 녹여 포화 용액의 전해액을 제조한 다음, 여기에 상기 성형체를 침지하고, 침지 1달 후의 무게 변화(무게 감소)와 외관 변화(변색이나 핀홀 발생)를 관찰하는 방법으로 평가하였다. 첨부된 도 16은 실시예 1에 따른 성형체(PA계)에 대해 초기 무게를 측정하고 있는 모습을 보인 사진이다. The physical properties and electrolyte resistance of the molded products according to the respective Examples were evaluated, and the results are shown in Table 1 below. At this time, the electrolyte solution was prepared by dissolving electrolytic salt TEABF4 ((C 2 H 5 ) 4 NBF 4 ) in a solvent acetonitrile (ACN) to prepare an electrolytic solution of a saturated solution, immersing the molded body in the electrolytic solution, And weight change (weight reduction) and appearance change (discoloration or pinhole occurrence) were observed. 16 is a photograph showing a state in which the initial weight is measured for the molded body (PA system) according to the first embodiment.
[비교예 1 내지 3] [Comparative Examples 1 to 3]
각 비교예에 따라 플라스틱의 종류를 달리하여 원통형의 성형체를 제조하였다. 비교예 1의 경우에는 비결정성의 엔지니어링 플라스틱(E/P)으로서 폴리카보네이트(PC)계를 사용하였다. 그리고 비교예 2의 경우에는 일반 플라스틱(비-엔지니어링 플라스틱)으로서 폴리프로필렌(PP)계를 사용하였으며, 비교예 3의 경우에는 일반 플라스틱(비-엔지니어링 플라스틱)으로서 폴리에틸렌(PE)계를 사용하였다. According to each comparative example, a cylindrical shaped body was produced by changing the kind of plastic. In the case of Comparative Example 1, a polycarbonate (PC) system was used as an amorphous engineering plastic (E / P). In the case of Comparative Example 2, a polypropylene (PP) system was used as a general plastic (non-engineering plastic). In Comparative Example 3, a polyethylene (PE) system was used as a general plastic (non-engineering plastic).
또한, 각 비교예에 따른 성형체에 대하여, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 물성과 내전해액성을 평가하고, 그 결과를 하기 [표 1]에 함께 나타내었다. The physical properties and electrolyte resistance of the molded products according to the respective comparative examples were evaluated in the same manner as in Example 1, and the results are also shown in Table 1 below.
재질Of the shaped body
material
[%]Crystallinity
[%]
[g/㎤]density
[g / cm3]
[MPa]The tensile strength
[MPa]
[℃],(@1.82MPa)Heat distortion temperature
[Deg.] C, (@ 1.82 MPa)
* PBT : 폴리부틸렌프탈레이트계 결정성 엔지니어링 플라스틱(E/P)
* PPS : 폴리페닐렌설파이드계 결정성 엔지니어링 플라스틱(E/P)
* PC : 폴리카보네이트계계 비결정성 엔지니어링 플라스틱(E/P)
* PP : 폴리프로필렌계 일반 플라스틱(비-엔지니어링 플라스틱)
* PE : 폴리에틸렌계 일반 플라스틱(비-엔지니어링 플라스틱)* PA: Polyamide based crystalline plastic (E / P)
* PBT: Polybutylene phthalate type crystalline engineering plastic (E / P)
* PPS: Polyphenylene sulfide type crystalline engineering plastic (E / P)
* PC: Polycarbonate based amorphous engineering plastic (E / P)
* PP: Polypropylene type general plastic (non-engineering plastic)
* PE: Polyethylene general plastic (non-engineering plastic)
상기 [표 1]에 보인 바와 같이, 엔지니어링 플라스틱(E/P)이고 결정성인 경우에 기계적 강도(인장 강도) 및 내열성(열변형 온도)은 물론 내화학성(내전해액성)이 우수함을 알 수 있다. 또한, 결정화도가 큰 경우에 우수한 결과를 보임을 알 수 있다. As shown in the above Table 1, it can be seen that when an engineering plastic (E / P) is crystalline, it has excellent chemical resistance (resistance to electrolytic solution) as well as mechanical strength (tensile strength) and heat resistance . In addition, it can be seen that excellent results are obtained when the degree of crystallization is large.
10 : 제1 전극 20 : 제2 전극
30 : 세퍼레이터 100 : 하우징
110 : 벽체 120 : 구획부
210 : 제1 도전성 결합판 220 : 제2 도전성 결합판
310 : 제1 단자 부재 320 : 제2 단자 부재
A : 셀 소자 B : 셀 외장 케이스
C : 조립 부재 D : 제어부
E : 연결 버스 바 F : 모듈 컨테이너
G : 외부 단자 M : 모듈 조립체
S : 내부 공간 S1 ~ S6 : 셀 수용부 10: first electrode 20: second electrode
30: separator 100: housing
110: wall 120:
210: first conductive bonding plate 220: second conductive bonding plate
310: first terminal member 320: second terminal member
A: Cell device B: Cell outer case
C: Assembly member D:
E: Connected bus bar F: Module container
G: External terminal M: Module assembly
S: inner space S1 to S6:
Claims (12)
상기 셀 소자(A)는 제1 전극(10), 제2 전극(20), 및 상기 제1 전극(10)과 제2 전극(20)의 사이에 형성된 세퍼레이터(30)를 포함하며,
상기 하우징(100)은 각 셀 소자(A)가 수용되는 복수의 셀 수용부(S1 ~ S6)를 포함하는 것을 특징으로 전기에너지 저장장치 모듈용 셀 외장 케이스(B).
And a housing (100) in which a plurality of cell elements (A) are embedded,
The cell element A includes a first electrode 10, a second electrode 20 and a separator 30 formed between the first electrode 10 and the second electrode 20,
Wherein the housing (100) includes a plurality of cell receiving portions (S1 to S6) in which each cell element (A) is accommodated.
상기 하우징(100)은 벽체(110)에 의해 형성되고, 복수의 셀 소자(A)가 내장되는 내부 공간(S)을 가지되,
상기 내부 공간(S)은 벽체(110)에 형성된 구획부(120)에 의해 복수의 셀 수용부(S1 ~ S6)로 분할되고,
상기 복수의 셀 수용부(S1 ~ S6)는 서로 연통된 것을 특징으로 하는 전기에너지 저장장치 모듈용 셀 외장 케이스(B).
The method according to claim 1,
The housing 100 is formed by a wall 110 and has an internal space S in which a plurality of cell elements A are embedded,
The internal space S is divided into a plurality of cell receiving portions S1 to S6 by a partition 120 formed in the wall 110,
(B) for a cell for an electric energy storage device module, wherein the plurality of cell receiving portions (S1 to S6) communicate with each other.
상기 하우징(100)은 제1 하우징(101)과, 상기 제1 하우징(101)의 하부에 결합되는 제2 하우징(102)을 포함하고,
상기 제1 하우징(101)은 제1 벽체(111)와, 상기 제1 벽체(111)에 형성된 제1 구획부(121)와, 상기 제1 벽체(111)의 상단에 형성된 상판(130)과, 상기 제1 벽체(111)의 하단에 형성된 제1 결합부(151)를 포함하며,
상기 제2 하우징(102)은 제2 벽체(112)와, 상기 제2 벽체(112)에 형성된 제2 구획부(122)와, 상기 제2 벽체(112)의 하단에 형성된 하판(140)과, 상기 제2 벽체(112)의 상단에 형성되고 상기 제1 결합부(151)와 결합되는 제2 결합부(152)를 포함하고,
상기 복수의 셀 수용부(S1 ~ S6)는, 상기 제1 구획부(121)에 의해 형성된 복수의 제1 셀 수용부(S-1)와 상기 제2 구획부(122)에 의해 형성된 복수의 제2 셀 수용부(S-2)의 조합에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 전기에너지 저장장치 모듈용 셀 외장 케이스(B).
The method according to claim 1,
The housing 100 includes a first housing 101 and a second housing 102 coupled to a lower portion of the first housing 101,
The first housing 101 includes a first wall 111, a first partition 121 formed on the first wall 111, a top plate 130 formed on the top of the first wall 111, And a first engaging portion 151 formed at a lower end of the first wall 111,
The second housing 102 includes a second wall 112, a second partition 122 formed on the second wall 112, a lower plate 140 formed on the lower end of the second wall 112, And a second engaging portion 152 formed at the upper end of the second wall 112 and engaged with the first engaging portion 151,
The plurality of cell accommodating portions S1 to S6 may include a plurality of first cell accommodating portions S-1 formed by the first partitioning portions 121 and a plurality of second cell accommodating portions S- And the second cell accommodating portion (S-2).
상기 셀 외장 케이스(B)는,
상기 복수의 셀 수용부(S1 ~ S6)가 형성된 벽체(110)와, 상기 벽체(110)의 1상부에 형성된 상판(130)과, 상기 벽체(110)의 하부에 형성된 하판(140)을 포함하는 하우징(100);
상기 하우징(100)의 내측 상부에 설치되고, 상기 셀 소자(A)의 제1 전극(10)과 결합되는 제1 도전성 결합판(210);
상기 제1 도전성 결합판(210)에 결합되는 제1 단자 부재(310);
상기 하우징(100)의 내측 하부에 설치되고, 상기 셀 소자(A)의 제2 전극(20)과 결합되는 제2 도전성 결합판(220); 및
상기 제2 도전성 결합판(220)에 결합되는 제2 단자 부재(320)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기에너지 저장장치 모듈용 셀 외장 케이스(B).
The method according to claim 1,
The cell casing (B)
A wall 110 formed with the plurality of cell accommodating portions S1 through S6, an upper plate 130 formed at an upper portion of the wall 110, and a lower plate 140 formed at a lower portion of the wall 110 (100);
A first conductive coupling plate 210 disposed on the inner side of the housing 100 and coupled with the first electrode 10 of the cell element A;
A first terminal member (310) coupled to the first conductive coupling plate (210);
A second conductive coupling plate 220 installed on the inner lower side of the housing 100 and coupled with the second electrode 20 of the cell element A; And
And a second terminal member (320) coupled to the second conductive coupling plate (220).
상기 하우징(100)은 제1 하우징(101)과, 상기 제1 하우징(101)의 하부에 결합되는 제2 하우징(102)을 포함하고,
상기 제1 하우징(101)은 제1 벽체(111)와, 상기 제1 벽체(111)에 형성된 제1 구획부(121)와, 상기 제1 벽체(111)의 상단에 형성된 상판(130)과, 상기 제1 벽체(111)의 하단에 형성된 제1 결합부(151)를 포함하며,
상기 제2 하우징(102)은 제2 벽체(112)와, 상기 제2 벽체(112)에 형성된 제2 구획부(122)와, 상기 제2 벽체(112)의 하단에 형성된 하판(140)과, 상기 제2 벽체(112)의 상단에 형성되고 상기 제1 결합부(151)와 결합되는 제2 결합부(152)를 포함하고,
상기 복수의 셀 수용부(S1 ~ S6)는, 상기 제1 구획부(121)에 의해 형성된 복수의 제1 셀 수용부(S-1)와, 상기 제2 구획부(122)에 의해 형성된 복수의 제2 셀 수용부(S-2)의 조합에 의해 형성되며,
상기 상판(130)은 제1 벽체(111)의 상단에 일체로 형성된 제1 베이스판(131)과,
상기 제1 베이스판(131)으로부터 일체로 돌출, 형성된 제1 결합판(132)과,
상기 제1 결합판(132)에 형성된 제1 결합공(133)을 포함하고,
상기 제1 단자 부재(310)는,
상기 제1 결합공(133)에 삽입되는 제1 단자 본체(311)와,
상기 제1 단자 본체(311)의 중앙에 형성된 체결홈(312)과,
상기 제1 단자 본체(311)의 일측에 일체로 돌출, 형성되고, 상기 제1 도전성 결합판(210)과 용접, 결합되는 돌출부(313)와,
상기 제1 단자 본체(311)의 타측에서 결합되어지되, 상기 돌출부(313)와의 사이에 밀봉 부재(314)와 제1 결합판(132)이 삽입된 상태에서 결합되는 결합구(315)와,
상기 제1 단자 본체(311)의 말단에 형성되고, 상기 제1 도전성 결합판(210)에 형성된 결합홀(212)에 삽입, 결합되는 홀 체결부(316)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기에너지 저장장치 모듈용 셀 외장 케이스(B).
5. The method of claim 4,
The housing 100 includes a first housing 101 and a second housing 102 coupled to a lower portion of the first housing 101,
The first housing 101 includes a first wall 111, a first partition 121 formed on the first wall 111, a top plate 130 formed on the top of the first wall 111, And a first engaging portion 151 formed at a lower end of the first wall 111,
The second housing 102 includes a second wall 112, a second partition 122 formed on the second wall 112, a lower plate 140 formed on the lower end of the second wall 112, And a second engaging portion 152 formed at the upper end of the second wall 112 and engaged with the first engaging portion 151,
The plurality of cell accommodating portions S1 to S6 may include a plurality of first cell accommodating portions S-1 formed by the first separating portions 121 and a plurality of The second cell accommodating portion S-2 of the second cell accommodating portion S-
The upper plate 130 includes a first base plate 131 integrally formed on the upper end of the first wall 111,
A first coupling plate 132 integrally protruding from the first base plate 131,
And a first coupling hole (133) formed in the first coupling plate (132)
The first terminal member (310)
A first terminal body 311 inserted into the first coupling hole 133,
A coupling groove 312 formed at the center of the first terminal body 311,
A protrusion 313 integrally protruded from one side of the first terminal body 311 and welded to the first conductive coupling plate 210,
An engaging hole 315 which is coupled to the other end of the first terminal body 311 and is engaged with the protrusion 313 while the sealing member 314 and the first engaging plate 132 are inserted,
And a hole coupling part (316) formed at a distal end of the first terminal body (311) and inserted and coupled to a coupling hole (212) formed in the first conductive coupling plate (210) Cell enclosure for storage module (B).
상기 제1 도전성 결합판(210)은,
1개의 셀 소자(A)가 용접, 결합되는 단위 셀 결합판(210a)과,
복수 개의 셀 소자(A)가 용접, 결합되는 복수 셀 결합판(210b)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기에너지 저장장치 모듈용 셀 외장 케이스(B).
5. The method of claim 4,
The first conductive coupling plate 210 may be formed of,
A unit cell coupling plate 210a to which one cell element A is welded and coupled,
A cell casing (B) for an electric energy storage device module, characterized in that it comprises a multiple cell coupling plate (210b) to which a plurality of cell elements (A) are welded and coupled.
상기 제2 도전성 결합판(220)은, 복수 개의 셀 소자(A)가 용접, 결합되는 복수 셀 결합판(220b)을 포함하는 것을 특징으로 전기에너지 저장장치 모듈용 셀 외장 케이스(B).
5. The method of claim 4,
The cell case (B) for an electric energy storage device module according to claim 1, wherein the second conductive coupling plate (220) includes a plurality of cell coupling plates (220b) to which a plurality of cell elements (A) are welded.
상기 하우징(100)은 엔지니어링 플라스틱 성형체인 것을 특징으로 하는 전기에너지 저장장치 모듈용 셀 외장 케이스(B).
The method according to claim 1,
The cell outer case (B) for an electric energy storage device module, wherein the housing (100) is an engineering plastic molding.
상기 엔지니어링 플라스틱 성형체는,
밀도가 1.8g/㎤ 이하이고,
인장 강도가 145MPa 이상이며,
1.82MPa의 곡률응력에서 열변형 온도가 185℃ 이상인 것을 특징으로 하는 전기에너지 저장장치 모듈용 셀 외장 케이스(B).
9. The method of claim 8,
In the engineering plastic formed article,
A density of 1.8 g / cm 3 or less,
A tensile strength of 145 MPa or more,
(B) for an electric energy storage device module, characterized in that at a curvature stress of 1.82 MPa, a thermal deformation temperature is 185 deg.
상기 모듈 조립체(M)는 제1항 내지 제9항 중 어느 하나의 항에 따른 셀 외장 케이스(B)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기에너지 저장장치 모듈.
One or more module assemblies (M)
Characterized in that the module assembly (M) comprises a cell enclosure (B) according to any one of the claims 1 to 9.
상기 모듈 조립체(M)는, 상기 셀 외장 케이스(B)의 상부 및 하부에 설치된 조립 부재(C1)(C2)를 더 포함하고,
상기 조립 부재(C1)(C2)는 기판(411)과, 상기 기판(411) 상에 형성된 와이어 고정부(416)를 포함하는 것을 전기에너지 저장장치 모듈.
11. The method of claim 10,
The module assembly M further includes assembly members C1 and C2 installed at the top and bottom of the cell casing B,
The assembly members C1 and C2 include a substrate 411 and a wire fixing portion 416 formed on the substrate 411. FIG.
상기 전기에너지 저장장치 모듈은, 상기 하나 또는 복수의 모듈 조립체(M)를 수납하는 모듈 컨테이너(F)를 더 포함하는 것을 전기에너지 저장장치 모듈.
11. The method of claim 10,
The electrical energy storage device module further comprises a module container (F) for receiving the one or more module assemblies (M).
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