KR20180069962A - 알루미늄 전해 커패시터 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 알루미늄 전해 커패시터에 관한 것으로, 원통형 케이스(10)와; 상기 원통형 케이스(10)에 전해액과 함께 수용된 전극 조립체(20)와; 상기 원통형 케이스(10)를 밀봉하는 절연성 밀봉부재(30)와; 상기 원통형 케이스(10)의 하부면에 배치되며, 서로 다른 두께를 가지는 안전 벤트(40)와; 상기 원통형 케이스의 하부면(42)과 전극 조립체(20)의 하부면(41)의 사이에 배치되며, 가스 배출공(52)이 형성된 난연 시트(50)로 구성된다.
Description
본 발명은 알루미늄 전해 커패시터에 관한 것으로, 특히 원통형 케이스의 내부의 가스 압력이 증가함에 의해 파단(또는 방폭)되면서 가스가 외부로 배출되어 알루미늄 전해 커패시터의 1차 폭발을 방지하도록 원통형 케이스의 하부면에 안전 벤트(Safety vent)를 배치하고, 안전 벤트의 열림시 발생될 수 있는 화염에 의해 알루미늄 전해 커패시터가 2차 폭발하는 것을 방지하며, 외부 부품 및 기기의 화재 방지를 위해 원통형 케이스의 하부에 난연시트를 배치한 알루미늄 전해 커패시터에 관한 것이다.
알루미늄 전해 커패시터는 외장 케이스, 전극 조립체 및 밀봉부재를 포함한다. 외장 케이스는 알루미늄 전해 커패시터를 전반적으로 지지하며, 전극 조립체는 복수개의 알루미늄 박과 알루미늄 박 사이에 개재되는 분리막을 권취하여 형성된다. 밀봉부재는 외장 케이스의 상단을 커링(Curling)하여 조립되어 외장 케이스를 밀봉시킨다. 이러한 밀봉부재는 커패시터의 기능을 저하할 수 있는 불순물을 함유하지 않고, 탄성력이 우수한 고무재질이 사용되고, 알루미늄 외장 케이스내에 함유된 전해액의 누출을 방지하며, 시간의 경과에 따라 전해액의 증발을 억제시키는 기능을 수행한다. 이러한 밀봉부재는 상면 및 하면이 평평한 고무재질이 사용되며, 단자가 인출되는 단자삽입홈이 형성된다.
전술한 구조를 갖는 알루미늄 전해 커패시터가 특허문헌 1(한국등록특허공보 제0264825호)에 공개되어 있다.
특허문헌 1은 개선된 밀봉부재를 갖는 알루미늄 전해 커패시터에 관한 것으로, 외장 케이스, 커패시터 소자 및 밀봉부재로 이루어진다. 외장 케이스(130)는 커패시터 소자가 내측에 배치되며, 커패시터 소자는 외장 케이스에 삽입되며 알루미늄 포일, 전해지 및 단자를 함께 권취시킨 다음 전해액에 함침된다. 밀봉부재는 외장 케이스에 삽입되어 외장 케이스를 밀봉시키며, 커패시터소자의 단자를 외부로 인출시키고, 상면에는 조립시에 상호 부착을 방지하는 부착방지턱이 형성된다.
특허문헌 1과 같은 종래의 알루미늄 전해 커패시터는 외장 케이스 즉, 원통형 케이스의 내부의 가스 압력이 증가하는 경우에 파단 압력의 불균일이 발생될 수 있으며, 이러한 파단 압력의 불균일이 발생되는 경우에 알루미늄 전해 커패시터가 폭발할 수 있는 문제점을 내포하고 있다.
본 발명의 목적은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 원통형 케이스의 내부의 가스 압력이 증가함에 의해 파단되면서 가스가 외부로 배출되어 알루미늄 전해 커패시터의 1차 폭발을 방지하도록 원통형 케이스의 하부면에 안전 벤트(Safety vent)를 갖는 알루미늄 전해 커패시터를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 안전 벤트의 폭발이나 늦은 열림에 의해 발생되는 화염에 의해 알루미늄 전해 커패시터가 2차로 폭발하는 것을 방지하고 외부 부품 및 기기의 화재 방지를 위해 원통형 케이스의 하부에 난연시트를 배치한 알루미늄 전해 커패시터를 제공함에 있다.
본 발명의 알루미늄 전해 커패시터는 원통형 케이스와, 상기 원통형 케이스에 전해액과 함께 수용된 전극 조립체와, 상기 원통형 케이스를 밀봉하는 절연성 밀봉부재와, 상기 원통형 케이스의 하부면에 배치되며 서로 다른 두께를 가지는 안전 벤트와, 상기 원통형 케이스의 하부면과 전극 조립체의 하부면의 사이에 배치되며 가스 배출공이 형성된 난연 시트로 구성된다.
본 발명의 안전 벤트는 원통형 케이스의 하부면의 중심을 통과하며, 십자형태, 마름모 형태, 중공 형태 중의 하나로 형성되고, 일측에 보조 안전부가 형성된다.
본 발명의 난연 시트는 원형 형태의 프레임에 부착되거나 복수개의 링 형태의 프레임의 사이에 끼워지게 구성되며, 상기 난연 시트의 가스 배출공은 안전 벤트의 대응된 위치에 배치되며 원형, 중공형태 원형, 삼각형, 다각형, 십자형, 별모양 형태 중의 하나로 형성된다.
본 발명의 알루미늄 전해 커패시터는 안전 벤트를 원통형 케이스의 하부면의 중심을 통과하며, 십자형태, 마름모 형태, 중공 형태 중의 하나로 형성되고, 일측에 보조 안전부가 형성되므로 안전 벤트가 본래의 기능을 수행하지 못할 경우 보조 안전부가 개방하여 가스를 배출할 수 있으므로 2단으로 안전 장치를 배치하여 알루미늄 전해 커패시터의 폭발을 방지할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 알루미늄 전해 커패시터는 원통형 케이스의 하부에 난연시트를 배치하므로 안전 벤트의 폭발이나 늦은 열림에 의해 발생되는 화염에 의해 알루미늄 전해 커패시터가 2차로 폭발하는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 알루미늄 전해 커패시터의 내부 구조를 나타낸 단면도,
도 2는 도 1에 도시된 알루미늄 전해 커패시터의 요부인 안전 벤트가 나타나도록 도시한 사시도,
도 3은 도 2에 도시된 안전 벤트의 평면도,
도 4는 도 3에 도시된 안전 벤트의 다양한 실시예를 나타낸 도면.
도 5는 도 2에 도시된 본 발명의 요부인 난연 시트의 사시도,
도 6은 도 5에 도시된 프레임의 다른 실시예를 나타낸 단면도,
도 7은 도 5에 도시된 난연 시트에 형성된 배출공의 다양한 실시예를 나타낸 도면.
도 2는 도 1에 도시된 알루미늄 전해 커패시터의 요부인 안전 벤트가 나타나도록 도시한 사시도,
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도 5는 도 2에 도시된 본 발명의 요부인 난연 시트의 사시도,
도 6은 도 5에 도시된 프레임의 다른 실시예를 나타낸 단면도,
도 7은 도 5에 도시된 난연 시트에 형성된 배출공의 다양한 실시예를 나타낸 도면.
이하, 본 발명의 알루미늄 전해 커패시터의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 알루미늄 전해 커패시터(200)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 원통형 케이스(10)와, 전극 조립체(20)와, 절연성 밀봉부재(30)와, 안전 벤트(40)와, 난연 시트(50)로 크게 구성된다.
상기 원통형 케이스(10)는 상부의 끝단에 각각 비드(bead)부(10a)와 커링(curling)부(10b)가 형성된다. 상기 비드부(10a)는 절연성 밀봉부재(30)를 원통형 케이스(10)의 상부에 삽입 시 절연성 밀봉부재(30)를 지지하며, 상기 커링부(10b)는 절연성 밀봉부재(30)의 상부의 면에 압착되어 절연성 밀봉부재(30)에 의해 원통형 케이스(10)의 내부가 밀봉되도록 구성한다. 이러한 원통형 케이스(10)는 니켈(Ni), 철(Fe) 또는 이들의 합금이나 니켈이 도금된 철로 이루어지며, 일반적으로 상부가 개방되고 하부가 밀폐된 상태로 제작된다.
상기 전극 조립체(20)는 도 1에 도시된 바와 같이, 원통형 케이스(10)의 내부에 삽입되어 배치되며, 알루미늄 재질로 형성되는 양극박(도시 않음), 알루미늄 재질로 형성되는 음극박(도시 않음) 및 알루미늄 전해지(도시 않음)를 공지된 방법으로 권취하여 제조된다.
상기 절연성 밀봉부재(30)는 복수개의 삽입구멍(도시 않음)이 형성되고, 복수개의 삽입구멍에 각각 복수개의 전극 단자(15)가 삽입되어 배치되며, 원통형 케이스(10)의 상부를 밀봉하게 된다. 상기 복수개의 전극 단자(15)에서 하나가 양극 단자로 사용되면, 다른 하나는 음극 단자로 사용된다.
상기 양극 단자로 사용되는 전극 단자(15)는 절연성 밀봉부재(30)에 삽입되도록 배치되어 전극 조립체(20)의 상부에 연결되는 전극 연결부재(15a)에 연결되며, 상기 음극 단자로 사용되는 전극 단자(15)는 전극 조립체(20)의 상부에 연결되는 전극 연결부재(15b)에 연결된다. 여기서, 전극 연결부재(15a)는 전극 조립체(20)의 양극박(도시 않음)에 연결되며, 전극 연결부재(15b)는 전극 조립체(20)의 음극박(도시 않음)에 연결된다. 전극 연결부재(15a,15b)를 전극 조립체(20)의 양극박이나 음극박에 연결하는 방법은 공지된 방법이 적용되므로 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 전극 조립체(20)의 하부에는 절연판(도시되지 않음)을 설치할 수 있고, 상기 절연판이 설치된 경우에는 원통형 케이스(10)내에서 절연판의 하부(후방)에 후술하는 난연 시트(50)가 배치되고, 절연판이 설치되지 않은 경우에는 원통형 케이스(10)의 하부(전극 조립체와 하부면(42)의 사이)에 배치된다.
상기 안전 벤트(40)는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 원통형 케이스(10)의 하부면(42)에 배치되며, 서로 다른 두께를 가지게 형성된다. 상기 안전 벤트(40)는 원통형 케이스(10)의 하부면의 중심을 통과하며, 도 3에서와 같이 십자형태나 도 4에 도시된 실시예 1에서와 같이 마름모 형태 및 도 4에 도시된 실시예 2에서와 같이 원 형태 중의 하나로 형성된다. 또한, 상기 안전 벤트(40)는 도면에는 도시되지 않았지만 Y자 형태나 X자 형태로 형성할 수도 있다.
상기 안전 벤트(40)의 일측에는 안전 벤트(40)의 두께에 비하여 얇게 형성된 보조 안전부(45)가 형성된다. 상기 보조 안전부(45)는 안전 벤트(40)가 예정된 가스 압력에 의해 터지지 않는 경우 이를 보완하기 위한 것으로 소정의 두께로 형성하여 예정된 가스 압력이 되면 자체적으로 개방될 수 있게 형성된다.
상기 안전 벤트(40)는 도 3에 도시된 바와 같이, 원통형 케이스(10)의 하부면(42)의 기본 두께(t1) 보다 얇은 두께(t2)로 형성되며, 보조 안전부(45)의 두께(t3)는 원통형 케이스(10)의 하부면(42)의 기본 두께(t1)와 안전 벤트(40)의 두께(t2)의 사이의 두께로 형성된다(즉, 상기 두께는 t1> t2 >t3 순으로 형성된다).
상기 안전 벤트(40)는 알루미늄 전해 커패시터의 종류 및 크기에 따라 다르게 형성되지만, 예를 들어, 원통형 케이스(10)의 하부면(42)의 두께(t1)가 0.5mm인 경우 안전 벤트(40)의 두께(t2)는 0.05mm 정도로 형성하고, 보조 안전부(45)의 두께(t3)는 0.25mm 내지 0.10mm 정도로 형성하게 된다.
상기 안전 벤트(40)의 두께(t2)는 원통형 케이스(10)의 하부면(42)의 두께(t1)의 약 1/10 정도로 구성하는 것이 바람직하고, 상기 보조 안전부(45)의 두께(t3)는 원통형 케이스(10)의 하부면(42)의 두께(t1)의 약 1/2 내지 1/5 정도로 구성하는 것이 바람직하다.
알루미늄 전해 커패시터(200)의 내부의 가스 압력이 예정된 압력보다 높을 경우에는 안전 벤트(40)가 먼저 개방하여 폭발을 방지하게 되고, 보조 안전부(45)는 개방되지 않게 된다. 그러나, 만일 안전 벤트(40)의 불량에 의해 안전 벤트(40)가 개방되지 않을 경우에는 보조 안전부(45)가 개방하여 폭발을 방지하게 된다(즉, 상기 보조 안전부(45)는 안전 벤트(40)에 비하여 두께가 두꺼우므로 내부 가스 압력이 더 높은 경우에 개방된다).
상기 난연 시트(50)는 도 1에 도시된 바와 같이, 원통형 케이스의 하부면(42)과 전극 조립체(20)의 하부면(41)의 사이에 배치되며, 상기 난연 시트(50)에는 가스 배출공(52)이 형성된다. 또한, 상기 난연 시트(50)는 도 5에 도시된 바와 같이, 원형 형태의 프레임(55)에 부착시킬 수도 있다. 상기 원형 형태의 프레임(55)의 일측에는 홈(57)이 형성되므로 난연 시트(50)를 삽입하고 눌러주게 되면 난연 시트(50)가 상기 프레임(55)의 홈(57)에 끼워지게 된다. 그리고, 상기 프레임(55)의 일측에 홈(57)이 형성되지 않은 경우에는 공지된 접착제를 이용하여 난연 시트(50)를 프레임(55)에 부착하게 된다.
또한, 상기 난연 시트(50)는 도 6에 도시된 바와 같이, 복수개의 링 형태의 프레임(65)의 사이에 끼워지게 형성할 수도 있다. 상기 복수개의 링 형태의 프레임(65)에는 각기 볼록부(67) 및 오목부(69)가 형성된다 (즉, 난연 시트(50)를 중심으로 상부에 배치된 하나의 링 형태의 프레임(65)에는 그 외주연을 따라 볼록부(67)가 형성되고, 하부에 배치된 다른 하나의 링 형태의 프레임(65)에는 그 외주연을 따라 오목부(69)가 형성된다).
상기 난연 시트(50)의 가스 배출공(52)은 안전 벤트(40)의 대응된 위치에 배치되며, 도 5에서와 같이 원형이나 도 7에 도시된 실시예 1 내지 3에서와 같이 삼각형, 십자형, 별모양 형태 중의 하나로 형성된다. 여기서, 상기 난연 시트(50)의 가스 배출공(52)은 안전 벤트(40)로 가스가 유출되는 통로의 역할을 수행하며 아울러, 가스 배출로 인한 화재시 발생되는 2차 폭발을 막을 수 있는 장치의 일종으로 간주하기 바란다.
한편, 상기 난연 시트(50)의 재질은 폴리이미드(PI:Polyimide), 폴리프탈아미드(PPA:Polyphthalamide), 폴리프로필렌(PP:Polypropylene), 폴리테트라플루오로에틸렌(TEFLON; PTFE:Polytetrafluoroethylene) 중 하나로 이루어진다.
상기 폴리이미드(Polyimide)는 내열성이 뛰어나고 고온에서 온도 변화가 적으며 내충격성이 양호하고, 상기 폴리프탈아미드(Polyphthalamide)는 흡습성이 낮고 고온에 잘 견디며, 상기 폴리테트라플루오로에틸렌(Polytetrafluoroethylene)은 화학적 비활성 및 내열성, 비점착성, 우수한 절연 안정성을 갖는다.
또한, 상기 난연 시트(50)의 재질은 열가소성 수지나 열경화성 수지 85 내지 99wt%과 실리콘 1 내지 5wt%나 브롬화아연 1 내지 5wt%로 이루어지게 된다. 예를 들어, 난연 시트(50)의 재질은 열가소성 수지 85 내지 99wt%와 실리콘 1 내지 5wt%를 혼합하여 형성하거나, 열가소성 수지 85 내지 99wt%와 브롬화아연 1 내지 5wt%를 혼합하여 형성된다. 또한, 열경화성 수지 85 내지 99wt%와 실리콘 1 내지 5wt%를 혼합하여 형성하거나, 열경화성 수지 85 내지 99wt%와 브롬화아연 1 내지 5wt%를 혼합하여 형성된다. 여기서, 열가소성 수지나 열경화성 수지는 공지된 재질이 사용된다.
이와 같이 구성된 본 발명의 알루미늄 전해 커패시터는 안전벤트, 보조 안전부 및 난연 시트를 구비하게 되므로 원통형 케이스의 내부의 가스 압력이 증가함에 의해 파단되면서 가스가 외부로 배출되어 알루미늄 전해 커패시터의 1차 폭발을 방지는 물론 안전 벤트의 늦은 열림에 의해 발생되는 화염에 의해 알루미늄 전해 커패시터가 2차 폭발도 방지할 수 있다.
본 발명의 알루미늄 전해 커패시터는 알루미늄 전해 커패시터 제조 및 생산 분야에 널리 적용할 수 있다.
10: 원통형 케이스 20: 전극 조립체
30: 절연성 밀봉부재 40: 안전 벤트
45: 보조 안전부 50: 난연 시트
52: 가스 배출공
30: 절연성 밀봉부재 40: 안전 벤트
45: 보조 안전부 50: 난연 시트
52: 가스 배출공
Claims (8)
- 원통형 케이스(10)와;
상기 원통형 케이스(10)에 전해액과 함께 수용된 전극 조립체(20)와;
상기 원통형 케이스(10)를 밀봉하는 절연성 밀봉부재(30)와;
상기 원통형 케이스(10)의 하부면에 배치되며, 서로 다른 두께를 가지는 안전 벤트(40)와;
상기 원통형 케이스의 하부면(42)과 전극 조립체(20)의 하부면(41)의 사이에 배치되며, 가스 배출공(52)이 형성된 난연 시트(50)로 구성되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 전해 커패시터.
- 제1항에 있어서,
상기 안전 벤트(40)는 원통형 케이스(10)의 하부면의 중심을 통과하며, 십자형태, 마름모 형태, 원 형태 중의 하나로 형성되고, 일측에 보조 안전부(45)가 형성되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 전해 커패시터.
- 제2항에 있어서,
상기 안전 벤트(40)는 하부면의 기본 두께(t1) 보다 얇은 두께(t2)로 형성되며, 보조 안전부(45)는 안전 벤트(40)의 두께(t2) 보다 얇은 두께(t3)로 형성되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 전해 커패시터.
- 제1항에 있어서,
상기 안전 벤트(40)는 원통형 케이스(10)의 하부면(42)의 기본 두께(t1) 보다 얇은 두께(t2)로 형성되며, 보조 안전부(45)의 두께(t3)는 원통형 케이스(10)의 하부면(42)의 기본 두께(t1)와 안전 벤트(40)의 두께(t2)의 사이의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 전해 커패시터.
- 제1항에 있어서,
상기 난연 시트(50)는 원형 형태의 프레임(55)에 부착되거나 복수개의 링 형태의 프레임(65)의 사이에 끼워지는 것을 특징으로 하는 알루미늄 전해 커패시터.
- 제1항에 있어서,
상기 난연 시트(50)의 가스 배출공(52)은 안전 벤트의 대응된 위치에 배치되며 원형, 삼각형, 십자형, 별모양 형태 중의 하나인 것을 특징으로 하는 알루미늄 전해 커패시터.
- 제1항에 있어서,
상기 난연 시트(50)의 재질은 폴리이미드(PI:Polyimide), 폴리프탈아미드(PPA:Polyphthalamide), 폴리프로필렌(PP:Polypropylene), 폴리테트라플루오로에틸렌(TEFLON; PTFE:Polytetrafluoroethylene) 중 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 알루미늄 전해 커패시터.
- 제1항에 있어서,
상기 난연 시트(50)의 재질은 열가소성 수지나 열경화성 수지 85 내지 99wt%에 실리콘 1 내지 5wt%나 브롬화아연 1 내지 5wt%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 알루미늄 전해 커패시터.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160171737A KR20180069962A (ko) | 2016-12-15 | 2016-12-15 | 알루미늄 전해 커패시터 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160171737A KR20180069962A (ko) | 2016-12-15 | 2016-12-15 | 알루미늄 전해 커패시터 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20180069962A true KR20180069962A (ko) | 2018-06-26 |
Family
ID=62788762
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020160171737A KR20180069962A (ko) | 2016-12-15 | 2016-12-15 | 알루미늄 전해 커패시터 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20180069962A (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021118321A (ja) * | 2020-01-29 | 2021-08-10 | 株式会社アプトデイト | コンデンサ用ケース及びコンデンサ用ケース製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100264825B1 (ko) | 1997-11-17 | 2000-09-01 | 서갑수 | 개선된 밀봉부재를 갖는 전해 커패시터 |
-
2016
- 2016-12-15 KR KR1020160171737A patent/KR20180069962A/ko not_active Application Discontinuation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100264825B1 (ko) | 1997-11-17 | 2000-09-01 | 서갑수 | 개선된 밀봉부재를 갖는 전해 커패시터 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2021118321A (ja) * | 2020-01-29 | 2021-08-10 | 株式会社アプトデイト | コンデンサ用ケース及びコンデンサ用ケース製造方法 |
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