KR20190017259A - Liquid-metal battery structure and method for operating the same - Google Patents

Liquid-metal battery structure and method for operating the same Download PDF

Info

Publication number
KR20190017259A
KR20190017259A KR1020170101819A KR20170101819A KR20190017259A KR 20190017259 A KR20190017259 A KR 20190017259A KR 1020170101819 A KR1020170101819 A KR 1020170101819A KR 20170101819 A KR20170101819 A KR 20170101819A KR 20190017259 A KR20190017259 A KR 20190017259A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
liquid metal
housing
chamber
metal battery
internal space
Prior art date
Application number
KR1020170101819A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102575622B1 (en
Inventor
백운규
신동혁
윤희성
Original Assignee
한양대학교 산학협력단
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 한양대학교 산학협력단 filed Critical 한양대학교 산학협력단
Priority to KR1020170101819A priority Critical patent/KR102575622B1/en
Priority to PCT/KR2017/010801 priority patent/WO2019031646A1/en
Publication of KR20190017259A publication Critical patent/KR20190017259A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102575622B1 publication Critical patent/KR102575622B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/102Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/107Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by their shape or physical structure having curved cross-section, e.g. round or elliptic
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/36Accumulators not provided for in groups H01M10/05-H01M10/34
    • H01M10/38Construction or manufacture
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/36Accumulators not provided for in groups H01M10/05-H01M10/34
    • H01M2/025
    • H01M2/08
    • H01M2/1077
    • H01M2/206
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/138Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery adapted for specific cells, e.g. electrochemical cells operating at high temperature
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/183Sealing members
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/183Sealing members
    • H01M50/186Sealing members characterised by the disposition of the sealing members
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/183Sealing members
    • H01M50/19Sealing members characterised by the material
    • H01M50/191Inorganic material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/213Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for cells having curved cross-section, e.g. round or elliptic
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30Arrangements for facilitating escape of gases
    • H01M50/394Gas-pervious parts or elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

A liquid metal battery structure is provided. The liquid metal battery structure comprises: a chamber; and a plurality of liquid metal battery units arranged in a second internal space provided by the inside of the chamber and electrically connected in series. The liquid metal battery unit comprises: a first housing and a second housing coupled to each other; a single cell provided in a first internal space provided by the coupling of the first housing and the second housing and operating in a liquid metal state; and a gasket provided at the coupling interface between the first housing and the second housing and including a flow path portion providing a flow path for communicating the first internal space and the outer space of the first and second housings combined.

Description

액체 금속 전지 구조체 및 액체 금속 전지 구조체의 동작 방법{Liquid-metal battery structure and method for operating the same}Technical Field [0001] The present invention relates to a liquid metal battery structure and a method of operating the same,

본 발명은 액체 금속 전지 구조체 및 액체 금속 전지 구조체의 동작 방법에 관련된 것이다.The present invention relates to a liquid metal cell structure and a method of operating a liquid metal cell structure.

전지는 물질의 화학적 또는 물리적 반응을 이용하여, 이들의 변화로 방출되는 에너지를 전기에너지로 변환하는 장치를 말한다. 화학반응을 이용한 전지를 화학전지, 물리반응을 이용한 전지를 물리전지라 하며, 일반적으로 화학전지가 더 보편적이다. 화학전지는 1차 전지와 2차 전지로 나눌 수 있다. 1차 전지는 작용물질을 전극 가까이에 미리 넣어 두고, 이 물질의 화학변화에 의해 생기는 전기에너지를 이용한다. 작용물질의 화학변화가 끝나면 수명이 다하여 재생할 수 없고, 건전지로 널리 사용된다.A cell is a device that converts the energy released by these changes into electrical energy by using the chemical or physical reaction of the material. A cell using a chemical reaction is called a chemical cell, and a cell using a physical reaction is called a physical transfer. Generally, a chemical cell is more common. A chemical cell can be divided into a primary cell and a secondary cell. The primary cell pre-charges the working material near the electrode and uses the electrical energy generated by the chemical change of the material. After the chemical change of the agonist is over, it can not be regenerated because of its lifetime, and it is widely used as a battery.

2차 전지는 전기에너지를 방출하여 작용물질이 변화한 후에도 다시 전지에 전기에너지를 공급, 즉 충전하면 작용물질이 재생되어 이를 되풀이할 수 있어, 축전지로 많이 사용된다. 최근 들어 고에너지 밀도의 비수전해액을 이용한 고출력 이차 전지가 개발되고 있으며, 하나의 전지 셀(battery cell)이 팩(pack) 형태로 포장된 저 용량 전지의 경우 휴대폰이나 노트북 컴퓨터 및 캠코더와 같은 휴대가 가능한 소형 전자기기에 사용되고, 대전력을 필요로 하는 기기 예컨대, 전기 자동차 등의 모터 구동용 전원의 경우 에는 상기 전지 셀을 수십 개 직렬 또는 병렬로 연결하여 대용량의 이차 전지 패키지를 구성하게 된다.The secondary battery discharges electric energy to supply the electric energy to the battery again after the change of the active material, so that the active material can be regenerated and recycled. In recent years, a high output secondary battery using a non-aqueous electrolyte having a high energy density has been developed. In the case of a low-capacity battery in which one battery cell is packed, a portable battery such as a mobile phone, a notebook computer, In the case of a power source for driving a motor, such as an electric automobile, which is used for a small electronic apparatus, which is required to have a large electric power, dozens of the battery cells are connected in series or in parallel to constitute a large-capacity secondary battery package.

특히, 대용량의 이차 전지와 관련하여, 더욱더 많은 양의 에너지를 저장하고, 대량의 전력을 방출할 수 있는 방법에 대한 많은 연구개발이 진행되고 있다. 예를 들어, 대한 민국 특허 공개 번호 10-2012-0025097(출원번호: 10-2010-0087270, 출원인: 주식회사 엘지화학)에는, 전극단자들이 단위셀의 양단에 각각 형성되어 있고, 전극단자들이 동일한 방향으로 배향되도록 측면으로 배열되어 있는 둘 이상의 단위셀들; 상기 단위셀들의 전극단자에 용접 방식으로 접속되는 도전성의 제 1 판상 접속부, 및 상기 제 1 판상 접속부의 외면에 결합되어 있고 전지셀과 제 1 판상 접속부의 용접을 위한 용접봉이 삽입될 수 있는 관통구가 형성되어 있는 제 2 판상 접속부로 이루어진 접속부재들; 및 상기 단위셀들과 접속부재의 외면을 감싸는 팩 케이스;를 포함하는 고출력 대용량의 전지팩이 개시되어 있다.Particularly, in relation to a large-capacity secondary battery, a lot of research and development on a method of storing a larger amount of energy and emitting a large amount of electric power are proceeding. For example, Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2012-0025097 (Application No.: 10-2010-0087270, filed by LG Chemical Co., Ltd.) has electrode terminals formed at both ends of a unit cell, At least two unit cells arranged side-by-side to be oriented in a first direction; A first plate-shaped connecting portion which is connected to the electrode terminals of the unit cells in a welding manner, and a through-hole which is coupled to an outer surface of the first plate-like connecting portion and into which a welding rod for welding the battery cell and the first plate- The connection members comprising a second plate-shaped connection portion formed with a second plate-shaped connection portion; And a pack case surrounding the outer surfaces of the unit cells and the connecting member.

대한민국 특허 공개 번호 10-2012-0025097Korean Patent Publication No. 10-2012-0025097

본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, 구동 전압이 향상된 액체 금속 전지 구조체 및 액체 금속 전지 구조체의 동작 방법을 제공하는 데 있다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method of operating a liquid metal battery structure and a liquid metal battery structure with improved driving voltage.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 에너지 밀도가 향상된 액체 금속 전지 구조체 및 액체 금속 전지 구조체의 동작 방법을 제공하는 데 있다.It is another object of the present invention to provide a method of operating a liquid metal cell structure and a liquid metal cell structure with improved energy density.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 용량 제어가 용이한 액체 금속 전지 구조체 및 액체 금속 전지 구조체의 동작 방법을 제공하는 데 있다.It is another object of the present invention to provide a liquid metal battery structure and a method of operating the liquid metal battery structure that are easy to control the capacity.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 외부 공기와의 반응이 차단되어, 폭발의 위험성이 감소된 액체 금속 전지 구조체 및 액체 금속 전지 구조체의 동작 방법을 제공하는 데 있다.It is another object of the present invention to provide a method of operating a liquid metal battery structure and a liquid metal battery structure in which the reaction with external air is cut off and the risk of explosion is reduced.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술된 것에 제한되지 않는다.The technical problem to be solved by the present invention is not limited to the above.

상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 액체 금속 전지 구조체를 제공한다. In order to solve the above technical problems, the present invention provides a liquid metal battery structure.

일 실시 예에 따르면, 상기 액체 금속 전지 구조체는 제1 하우징, 상기 제1 하우징과 결합하는 제2 하우징, 상기 제1 하우징과 상기 제2 하우징의 결합에 의하여 제공되는 제1 내부 공간에 마련되어 액체 금속 상태에서 동작하는 단전지, 및 상기 제1 하우징과 상기 제2 하우징의 결합 계면에 마련되고, 상기 제1 내부 공간과 상기 결합된 제1 및 제2 하우징의 외부 공간을 연통시키는 유로를 제공하는 유로부를 가지는 개스킷(gasket)을 포함할 수 있다. According to one embodiment, the liquid metal battery structure includes a first housing, a second housing coupled to the first housing, and a second housing coupled to the first housing and the second housing, And a second housing which is provided at an interface between the first housing and the second housing and which provides a flow path for communicating the first internal space and the external space of the first housing and the second housing, And may include a gasket having a portion.

일 실시 예에 따르면, 상기 액체 금속 전지 구조체는 상기 결합된 제1 및 제2 하우징을 수용하는 챔버, 및 상기 챔버의 내부와 상기 결합된 제1 및 제2 하우징의 외부로 사이의 공간으로 정의되는 제2 내부 공간으로 가스를 유입 또는 유출시키는 가스라인을 더 포함하고, 상기 가스라인은, 상기 챔버가 제공하는 제2 내부 공간과 상기 개스킷의 유로부를 통하여 상기 제1 및 제2 하우징의 결합에 의하여 제공되는 제1 내부 공간과 연통할 수 있다. According to one embodiment, the liquid metal cell structure is defined as a chamber that receives the combined first and second housings, and a space between the interior of the chamber and the exterior of the combined first and second housings And a gas line for introducing or discharging a gas into or out of the second internal space, wherein the gas line is connected to the second internal space through a second internal space provided by the chamber and a passage portion of the gasket by the engagement of the first and second housings And can communicate with the first internal space provided.

일 실시 예에 따르면, 상기 액체 금속 전지 구조체는 상기 챔버의 외부에서 상기 챔버가 제공하는 제2 내부공간을 관통하는 제1 전류 콜렉터, 상기 챔버의 외부에 마련된 제1 전류 콜렉터의 외주면을 감싸는 절연체, 및 상기 챔버의 외부에 마련된 제1 전류 콜렉터와 상기 절연체 사이의 틈을 밀봉하는 밀봉부를 더 포함하고, 상기 챔버가 제공하는 제2 내부 공간과 상기 가스라인은, 상기 절연체의 외주면과 상기 제1 전류 콜렉터 사이의 틈을 통하여 연통할 수 있다. According to one embodiment, the liquid metal battery structure includes a first current collector passing through a second internal space provided by the chamber outside the chamber, an insulator surrounding an outer circumferential surface of the first current collector provided outside the chamber, And a sealing portion sealing a gap between the first current collector provided outside the chamber and the insulator, wherein the second internal space provided by the chamber and the gas line are connected to the outer circumferential surface of the insulator and the first current Can communicate through the gap between the collectors.

일 실시 예에 따르면, 상기 가스라인은, 상기 단전지와 전기적으로 연결된 상기 챔버의 일면과 전기적으로 연결됨으로써, 상기 제1 전류 콜렉터와 다른 전위의 전류를 집전하는 제2 전류 콜렉터로 동작할 수 있다. According to one embodiment, the gas line may operate as a second current collector, which is electrically connected to one side of the chamber electrically connected to the unit cell, thereby collecting current of a different potential than the first current collector .

일 실시 예에 따르면, 상기 가스라인을 통하여 유입되는 가스는 불활성 기체이고, 상기 가스라인을 통하여 유출되는 가스는 공기일 수 있다. According to one embodiment, the gas introduced through the gas line is an inert gas, and the gas flowing out through the gas line may be air.

일 실시 예에 따르면, 상기 액체 금속 전지 구조체는, 챔버, 및 상기 챔버 내부가 제공하는 제2 내부 공간에 배치되고, 전기적으로 직렬로 연결되는 복수의 액체 금속 전지 유닛을 포함하되, 상기 액체 금속 전지 유닛은, 서로 결합하는 제1 하우징 및 제2 하우징, 상기 제1 하우징과 상기 제2 하우징의 결합에 의하여 제공되는 제1 내부 공간에 마련되어 액체 금속 상태에서 동작하는 단전지, 및 상기 제1 하우징과 상기 제2 하우징의 결합 계면에 마련되고, 상기 제1 내부 공간과 상기 결합된 제1 및 제2 하우징과 상기 챔버 사이의 공간으로 정의되는 제2 내부 공간을 연통시키는 유로를 제공하는 유로부를 가지는 개스킷(gasket)을 포함할 수 있다. According to one embodiment, the liquid metal cell structure includes a chamber, and a plurality of liquid metal cell units arranged in a second internal space provided by the chamber interior and electrically connected in series, The unit includes a first housing and a second housing that are coupled to each other, a unit cell provided in a first internal space provided by the engagement of the first housing and the second housing to operate in a liquid metal state, A gasket having a flow path portion provided in a coupling interface of the second housing and providing a flow path for communicating the first internal space and the second internal space defined by the first and second housings and the chamber, and a gasket.

일 실시 예에 따르면, 상기 복수의 액체 금속 전지 유닛에 포함된 개스킷의 유로부는 서로 다른 방향으로 유로를 제공할 수 있다. According to one embodiment, the flow paths of the gaskets included in the plurality of liquid metal battery units may provide flow paths in different directions.

일 실시 예에 따르면, 상기 복수의 액체 금속 전지 유닛에 포함된 각각의 개스킷의 유로부는 서로 다른 방향으로 유로를 제공할 수 있다. According to an embodiment, the flow path portions of the respective gaskets included in the plurality of liquid metal battery units may provide flow paths in different directions.

일 실시 예에 따르면, 상기 액체 금속 전지 유닛의 제2 하우징은 상기 단전지와 전기적으로 연결되고, 상기 복수의 액체 금속 전지 유닛 중 일단에 위치하는 액체 금속 전지 유닛에 포함된 제2 하우징의 바닥면 및 측면은, 각각 상기 챔버의 바닥면 및 측면과 전기적으로 접촉할 수 있다. According to one embodiment, the second housing of the liquid metal battery unit is electrically connected to the unit cell, and the bottom surface of the second housing included in the liquid metal battery unit located at one end of the plurality of liquid metal battery units And the side surface can be in electrical contact with the bottom surface and the side surface of the chamber, respectively.

일 실시 예에 따르면, 상기 액체 금속 전지 유닛의 제2 하우징은 상기 단전지와 전기적으로 연결되고, 상기 복수의 액체 금속 전지 유닛의 제2 하우징들은 상기 복수의 액체 금속 전지 유닛들이 전기적으로 직렬로 연결되는 방향을 따라, 상기 챔버와 서로 다른 지점에서 전기적으로 연결될 수 있다. According to one embodiment, the second housing of the liquid metal battery unit is electrically connected to the unit cell, and the second housings of the plurality of liquid metal battery units are electrically connected in series And may be electrically connected at different points to the chamber.

일 실시 예에 따르면, 상기 액체 금속 전지 유닛의 제2 하우징은 상기 단전지와 전기적으로 연결되고, 서로 인접한 상기 액체 금속 전지 유닛의 제2 하우징들은 각각 상기 챔버의 서로 다른 측벽과 전기적으로 연결될 수 있다. According to one embodiment, the second housing of the liquid metal battery unit may be electrically connected to the unit cell, and the second housings of the liquid metal battery unit adjacent to each other may be electrically connected to the different side walls of the chamber, respectively .

일 실시 예에 따르면, 상기 복수의 액체 금속 전지 유닛에 포함된 개스킷들의 유로부들은 상기 복수의 액체 금속 전지 유닛들이 전기적으로 직렬로 연결되는 방향을 따라, 유로를 제공하는 방향이 다를 수 있다. According to an embodiment, the flow path portions of the gaskets included in the plurality of liquid metal battery units may be provided in different directions in a direction in which the plurality of liquid metal battery units are electrically connected in series.

일 실시 예에 따르면, 상기 복수의 액체 금속 전지 유닛에 포함된 각각의 개스킷들의 유로부들이 제공하는 유로의 방향은, 상기 복수의 액체 금속 전지 유닛의 각각의 제2 하우징들이 상기 챔버와 연결되는 지점과 서로 반대되는 방향인 것을 포함할 수 있다. According to an embodiment, the direction of the flow path provided by the flow path portions of the respective gaskets included in the plurality of liquid metal battery units may be such that the respective second housings of the plurality of liquid metal battery units are connected to the chamber And a direction opposite to that of the first direction.

일 실시 예에 따르면, 상기 복수의 액체 금속 전지 유닛들은, 상기 복수의 액체 금속 전지 유닛 각각의 제1 및 제2 하우징들을 관통하는 결합 로드에 의해 연결되되, 상기 결합 로드는 양 끝단에 마련된 가압 너트를 포함하고, 상기 가압 너트는 상기 복수의 액체 금속 전지 유닛들에 압력을 가하여 스태킹(stacking)되도록 하는 것을 포함할 수 있다. According to one embodiment, the plurality of liquid metal cell units are connected by a coupling rod passing through the first and second housings of each of the plurality of liquid metal battery units, wherein the coupling rod is provided with a pressure nut And the pressure nut may be configured to apply pressure to the plurality of liquid metal battery units to be stacked.

일 실시 예에 따르면, 상기 복수의 액체 금속 전지 유닛들 중 서로 인접하는 제1 액체 금속 전지 유닛의 제2 하우징과 제2 액체 금속 전지 유닛의 제1 하우징은, 전도성 나사에 의하여 나사 결합될 수 있다. According to one embodiment, the second housing of the first liquid metal cell unit and the first housing of the second liquid metal cell unit adjacent to each other of the plurality of liquid metal battery units may be screwed by a conductive screw .

일 실시 예에 따르면, 상기 단전지는 밀도가 낮은 순서로 애노드(anode), 전해질 및 캐소드(cathode) 을 포함하되, 상기 전해질은 상기 애노드 측면의 적어도 일부를 함침시킬 수 있다.According to one embodiment, the unit cell includes an anode, an electrolyte and a cathode in the order of low density, and the electrolyte may impregnate at least a part of the anode side.

일 실시 예에 따르면, 상기 전해질은 상기 애노드 측면뿐 아니라 상기 애노드의 상면까지 함침시킬 수 있다. According to one embodiment, the electrolyte may impregnate not only the side of the anode but also the top surface of the anode.

상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 액체 금속 전지 구조체의 동작 방법을 제공한다. In order to solve the above technical problems, the present invention provides a method of operating a liquid metal battery structure.

일 실시 에에 따르면, 상기 액체 금속 전지 구조체의 동작 방법은, 적어도 하나의 액체 금속 전치 유닛이 배치되는 챔버 내부의 공기를 제거하되, 상기 액체 금속 전지 유닛 내부의 공기를 제거하는, 공기 제거 단계, 상기 공기 제거 단계 이후에, 불활성 가스를 상기 액체 금속 전지 유닛 내부에 제공하는, 불활성 가스 제공 단계를 포함하되, 상기 공기 제거 단계에 있어서, 공기는, 상기 액체 금속 전지 유닛의 내부로 정의되는 제1 내부공간에서, 상기 액체 금속 전지 유닛의 외부와 상기 챔버의 내부로 정의되는 제2 내부공간을 통하여 제거되고, 상기 불활성 가스 제공 단계에 있어서, 불활성 가스는 상기 제2 내부공간에서, 상기 제1 내부공간으로 제공되고, 상기 액체 금속 전지 유닛은, 상기 제1 내부 공간과 상기 제2 내부 공간을 연통시키는 유로부를 가지는 개스킷을 포함할 수 있다. According to one embodiment, the method of operating the liquid metal cell structure further includes removing an air inside the chamber in which at least one liquid metal permitting unit is disposed, And providing an inert gas inside the liquid metal battery unit after the air removing step, wherein in the air removing step, air is introduced into the liquid metal battery unit in a first internal Wherein the inert gas is removed from the first internal space through a second internal space defined by the outside of the liquid metal battery unit and the interior of the chamber, and in the inert gas providing step, Wherein the liquid metal battery unit is provided with a flow path for communicating the first inner space and the second inner space with each other, Gt; gasket < / RTI >

일 실시 예에 따르면, 상기 복수의 액체 금속 전지 유닛에 포함된 개스킷의 유로부는 서로 다른 방향으로 유로를 제공할 수 있다.According to one embodiment, the flow paths of the gaskets included in the plurality of liquid metal battery units may provide flow paths in different directions.

본 발명의 실시 예에 따른 액체 금속 전지 구조체는, 액체 금속 전지 유닛, 상기 액체 금속 전지 유닛이 수용되는 챔버, 상기 챔버 내부로 가스를 유입 또는 유출시키는 가스라인을 포함할 수 있다. 상기 액체 금속 전지 유닛의 개스킷이 포함하는 유로부는, 제1 하우징과 제2 하우징의 결합에 의해 제공되는 제1 내부 공간 및 상기 챔버의 내부와 상기 결합된 제1 및 제2 하우징의 외부로 사이의 공간으로 정의되는 제2 내부 공간을 연통시킬 수 있다. The liquid metal cell structure according to an embodiment of the present invention may include a liquid metal battery unit, a chamber in which the liquid metal battery unit is accommodated, and a gas line for introducing or discharging gas into the chamber. Wherein the flow path portion included in the gasket of the liquid metal battery unit includes a first internal space provided by the engagement of the first housing and the second housing and a second internal space provided between the inside of the chamber and the outside of the combined first and second housings. The second internal space defined by the space can be communicated.

이에 따라, 상기 가스라인을 통해 상기 제2 내부 공간 및 상기 제1 내부 공간은 공기가 제거되나, 불활성 기체가 주입되고, 이로 인해, 상기 실시 예에 따른 액체 금속 전지 구조체는, 폭발의 위험성이 감소될 수 있다. Accordingly, the air is removed from the second internal space and the first internal space through the gas line, but an inert gas is injected. As a result, the liquid metal cell structure according to the embodiment reduces the risk of explosion .

또한, 상기 실시 예에 따른 액체 금속 전지 구조체는, 복수의 액체 금속 전지 유닛들이 전기적으로 직렬로 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 액체 금속 전지 구조체는 구동 전압이 향상될 수 있다. Also, in the liquid metal battery structure according to the above embodiment, a plurality of liquid metal battery units may be electrically connected in series. Accordingly, the driving voltage of the liquid metal battery structure can be improved.

또한, 상기 실시 예에 따른 액체 금속 전지 구조체는, 복수의 액체 금속 전지 유닛들의 개스킷들이 가지는 유로부들은 방향이 서로 다를 수 있다. 이에 따라, 제1 내부 공간들과 제2 내부 공간들 사이에 가스가 유입 또는 유출되는 경우, 병목현상이 줄어들어, 가스가 보다 용이하게 유입 또는 유출될 수 있다. Also, in the liquid metal cell structure according to the above embodiment, the flow paths of the gaskets of the plurality of liquid metal battery units may have different directions. Accordingly, when the gas flows in or out between the first inner spaces and the second inner spaces, the bottleneck is reduced, so that the gas can flow in or out more easily.

또한, 상기 실시 에에 따른 액체 금속 전지 구조체는, 상기 제2 하우징들이 상기 단전지들과 전기적으로 연결되고, 상기 복수의 액체 금속 전지 유닛들이 전기적으로 직렬로 연결되는 방향을 따라, 상기 챔버와 서로 다른 지점에서 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 액체 금속 전지 구조체는 저항이 감소될 수 있다. The liquid metal cell structure according to the above embodiment is characterized in that the second housings are electrically connected to the unit cells, and along the direction in which the plurality of liquid metal battery units are electrically connected in series, Lt; / RTI > Accordingly, the resistance of the liquid metal battery structure can be reduced.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 단위 액체 금속 전지 유닛을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 액체 금속 전지 유닛이 포함하는 개스킷을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 액체 금속 전지 유닛에 포함되는 단전지를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액체 금속 전지 구조체를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액체 금속 전지 구조체를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액체 금속 전지 구조체가 포함하는 가스켓들과 유로부들을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 다른 액체 금속 전지 구조체의 전기적 연결을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액체 금속 전지 구조체의 저항을 낮추기 위한 방법을 나타내는 도면이다.
도 9a 내지 도 9c는 도 8에서 설명된 액체 금속 전지 구조체의 유로부들을 나타내는 도면들이다.
도 10 내지 도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 액체 금속 전지 구조체의 동작 방법을 설명하는 순서도이다.
1 is a view showing a unit liquid metal battery unit according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a gasket included in a liquid metal battery unit according to an embodiment of the present invention.
3 is a view for explaining a unit cell included in a liquid metal battery unit according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing a liquid metal battery structure according to a first embodiment of the present invention.
5 is a view showing a liquid metal battery structure according to a second embodiment of the present invention.
6 is a view showing gaskets and flow paths included in a liquid metal battery structure according to a second embodiment of the present invention.
7 is a view showing an electrical connection of a liquid metal battery structure according to a second embodiment of the present invention.
8 is a view illustrating a method for lowering the resistance of a liquid metal battery structure according to a second embodiment of the present invention.
9A to 9C are views showing flow paths of the liquid metal battery structure shown in FIG.
10 to 12 are flowcharts illustrating a method of operating a liquid metal battery structure according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the technical spirit of the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Rather, the embodiments disclosed herein are provided so that the disclosure can be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 형상 및 크기는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. In this specification, when an element is referred to as being on another element, it may be directly formed on another element, or a third element may be interposed therebetween. Also, in the drawings, the shape and size are exaggerated for an effective description of the technical content.

또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.Also, while the terms first, second, third, etc. in the various embodiments of the present disclosure are used to describe various components, these components should not be limited by these terms. These terms have only been used to distinguish one component from another. Thus, what is referred to as a first component in any one embodiment may be referred to as a second component in another embodiment. Each embodiment described and exemplified herein also includes its complementary embodiment. Also, in this specification, 'and / or' are used to include at least one of the front and rear components.

명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다. The singular forms "a", "an", and "the" include plural referents unless the context clearly dictates otherwise. It is also to be understood that the terms such as " comprises "or" having "are intended to specify the presence of stated features, integers, Should not be understood to exclude the presence or addition of one or more other elements, elements, or combinations thereof. Also, in this specification, the term "connection " is used to include both indirectly connecting and directly connecting a plurality of components.

또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

본 발명의 실시 예에 따른 액체 금속 전지 구조체는 적어도 하나의 액체 금속 전지 유닛들을 포함하여 이루어질 수 있고, 예를 들어, 복수의 액체 금속 전지 유닛들이 직렬로 연결되어 구성될 수 있다. 상기 실시 예에 따른 액체 금속 전지 구조체를 설명하기에 앞서, 도 1 내지 도 4를 참조하여, 상기 액체 금속 전지 유닛이 설명된다. The liquid metal cell structure according to an embodiment of the present invention may include at least one liquid metal battery unit, for example, a plurality of liquid metal battery units may be connected in series. Prior to describing the liquid metal cell structure according to the above embodiment, the liquid metal battery unit will be described with reference to Figs. 1 to 4. Fig.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 단위 액체 금속 전지 유닛을 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 액체 금속 전지 유닛이 포함하는 개스킷을 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 액체 금속 전지 유닛에 포함되는 단전지를 설명하기 위한 도면이다. FIG. 1 is a view showing a unit liquid metal battery unit according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a view showing a gasket included in a liquid metal battery unit according to an embodiment of the present invention, and FIG. Fig. 7 is a view for explaining a unit cell included in the liquid metal battery unit according to the example;

도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 실시 예에 따른 액체 금속 전지 유닛(100)은, 제1 하우징(102), 제2 하우징(104), 단전지(110), 개스킷(gasket, 120), 제1 전류 콜렉터(130), 결합 로드(150), 및 가압 너트(160)로 구성될 수 있다. 1 and 2, the liquid metal battery unit 100 according to the embodiment includes a first housing 102, a second housing 104, a unit cell 110, a gasket 120, A first current collector 130, a coupling rod 150, and a pressure nut 160.

상기 제1 하우징(102) 및 상기 제2 하우징(104)은 결합될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 하우징(102)은 원형의 판(plate) 형태일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제2 하우징(104)은 내부에 공간이 형성되고, 상부가 개방된 용기(container) 형태일 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 하우징(102) 및 상기 제2 하우징(104)이 결합되어, 제1 내부 공간(S1)이 제공될 수 있다. 즉, 상기 제1 내부 공간(S1)은 상기 제2 하우징(104) 내부에 형성된 공간이, 상기 제1 하우징(102)에 의해 밀폐된 공간으로 이해될 수 있다. The first housing 102 and the second housing 104 may be engaged. According to one embodiment, the first housing 102 may be in the form of a circular plate. According to one embodiment, the second housing 104 may be in the form of a container having a space formed therein and an open top. Accordingly, the first housing 102 and the second housing 104 can be coupled to each other to provide a first internal space S 1 . That is, the first internal space S 1 can be understood as a space formed inside the second housing 104, which is sealed by the first housing 102.

상기 단전지(110)는, 상기 제1 내부 공간(S1)에 마련될 수 있다. 상기 단전지(110)는 애노드(anode, 112), 캐소드(cathode, 114), 및 전해질(116)을 포함할 수 있다. The unit cell 110 may be provided in the first internal space S 1 . The unit cell 110 may include an anode 112, a cathode 114, and an electrolyte 116.

일 실시 예에 따르면, 상기 애노드(112)는 액체 금속일 수 있다. 예를 들어, 상기 애노드(112)는 액체 리튬(Li)일 수 있다. 다른 예를 들어, 상기 애노드(112)는 액체 나트륨(Na), 액체 칼슘(Ca)등일 수 있다. According to one embodiment, the anode 112 may be a liquid metal. For example, the anode 112 may be liquid lithium (Li). Alternatively, the anode 112 may be liquid sodium (Na), liquid calcium (Ca), or the like.

일 실시 예에 따르면, 상기 캐소드(114)는 액체 금속일 수 있다. 예를 들어, 상기 캐소드(114)는, 액체 비스무스(Bi)일 수 있다. 다른 예를 들어, 상기 캐소드(114)는, 액체 안티몬(Sb), 액체 납(Pb), 액체 주석(Sn)등일 수 있다. According to one embodiment, the cathode 114 may be a liquid metal. For example, the cathode 114 may be liquid bismuth (Bi). Alternatively, the cathode 114 may be liquid antimony (Sb), liquid lead (Pb), liquid tin (Sn), or the like.

일 실시 예에 따르면, 상기 전해질(116)은 액체일 수 있다. 예를 들어, 상기 전해질(116)은 LiCl 및 LiF가 70 mol% : 30 mol%의 비율로 혼합된 용액일 수 있다. According to one embodiment, the electrolyte 116 may be a liquid. For example, the electrolyte 116 may be a solution in which LiCl and LiF are mixed in a ratio of 70 mol%: 30 mol%.

상기 애노드(112), 상기 캐소드(114), 및 상기 전해질(116)은 서로 밀도가 다를 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 애노드(112), 상기 전해질(116), 및 상기 캐소드(114)의 순서대로 밀도가 클 수 있다. 이에 따라, 상기 캐소드(114), 상기 전해질(116), 및 상기 애노드(112)가 순차적으로 적층된 형태로 상기 제1 내부 공간(S1)에 배치될 수 있다. The anode 112, the cathode 114, and the electrolyte 116 may have different densities from each other. According to one embodiment, the density of the anode 112, the electrolyte 116, and the cathode 114 may be increased in that order. Accordingly, the cathode 114, the electrolyte 116, and the anode 112 may be sequentially stacked in the first internal space S 1 .

상기 제1 전류 콜렉터(130)는, 상기 제1 및 제2 하우징(102, 104)의 외부에서, 상기 제1 하우징(102), 상기 제2 하우징(104), 및 상기 제1 내부 공간(S1)을 순차적으로 관통할 수 있다. 상기 제1 전류 콜렉터(130)는 전도성 나사(130t)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 전도성 나사(130t)는 상기 제1 전류 콜렉터(130)의 외주면에서 돌출된 형태로 형성될 수 있다. 상기 전도성 나사(130t)는 상기 제1 하우징(102)과 나사 결합될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 전류 콜렉터(130)는 상기 제1 하우징(102)에 고정될 수 있다.The first current collector 130 is electrically connected to the first housing 102, the second housing 104, and the first internal space S (S), outside the first and second housings 102, 1 ) can be sequentially penetrated. The first current collector 130 may include a conductive screw 130t. According to one embodiment, the conductive screw 130t may be formed to protrude from the outer circumferential surface of the first current collector 130. [ The conductive screw 130t may be screwed to the first housing 102. [ Accordingly, the first current collector 130 may be fixed to the first housing 102.

일 실시 예에 따르면, 상기 제1 전류 콜렉터(130)의 말단은 상기 애노드(112)를 포함하는 함침부(132)에 함침될 수 있다. 예를 들어, 상기 함침부는 탄소(carbon), 흑연(graphite), 또는 니켈(Ni) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 전도성 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 함침부는 폼(foam), 매시(mesh), 팰트(felt), 판(plate), 또는 시트(sheet) 중 적어도 어느 하나의 형태일 수 있다. According to one embodiment, the end of the first current collector 130 may be impregnated into the impregnation unit 132 including the anode 112. For example, the impregnation unit may be formed of a conductive material containing at least one of carbon, graphite, and nickel (Ni). For example, the impregnating unit may be in the form of a foam, a mesh, a felt, a plate, or a sheet.

도 3의 (a) 및 (b)를 참조하면, 상기 함침부(132)는 상기 전해질(116)에 함침될 수 있다. 이에 따라, 상기 애노드(112)도 상기 전해질(116)에 함침될 수 있다. 3 (a) and 3 (b), the impregnation unit 132 may be impregnated with the electrolyte 116. Accordingly, the anode 112 may be impregnated with the electrolyte 116.

도 3의 (a)를 참조하면, 상기 전해질(116)은 상기 애노드(112) 측면의 적어도 일부를 함침시킬 수 있다. 구체적으로, 상기 캐소드(114)와 상기 전해질(116)의 경계면에서 상기 전해질(116)의 상부면 까지 높이(h1) 및 상기 캐소드(114)와 상기 전해질(116)의 경계면에서 상기 애노드(112)의 상부면 까지 높이(h2)가 서로 같도록, 상기 전해질(116)은 상기 애노드(112)를 함침시킬 수 있다. Referring to FIG. 3 (a), the electrolyte 116 may impregnate at least a part of the side surface of the anode 112. Specifically, a height h 1 from the interface between the cathode 114 and the electrolyte 116 to the top surface of the electrolyte 116, and a height h 1 from the interface between the cathode 114 and the electrolyte 116 The electrolyte 116 can impregnate the anode 112 such that the height h 2 to the top surface of the electrolyte 112 is equal to each other.

도 3의 (b)를 참조하면, 상기 전해질(116)은 상기 애노드(112) 측면뿐 아니라 상기 애노드(112)의 상면까지 함침시킬 수 있다. 구체적으로, 상기 캐소드(114)와 상기 전해질(116)의 경계면에서 상기 전해질(116)의 상부면 까지 높이(h1)가, 상기 캐소드(114)와 상기 전해질(116)의 경계면에서 상기 애노드(112)의 상부면 까지 높이(h2)보다 높도록, 상기 전해질(116)은 상기 애노드(112)를 함침시킬 수 있다. Referring to FIG. 3 (b), the electrolyte 116 may be impregnated not only on the side of the anode 112 but also on the top surface of the anode 112. The height h 1 from the interface between the cathode 114 and the electrolyte 116 to the top surface of the electrolyte 116 is greater than the height h 1 from the interface between the cathode 114 and the electrolyte 116, The electrolyte 116 can impregnate the anode 112 such that the height of the electrolyte 112 is greater than the height h 2 to the top surface of the anode 112.

다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 개스킷(120)은, 상기 제1 하우징(102)과 상기 제2 하우징(104)의 결합 계면에 마련될 수 있다. 즉, 상기 제1 하우징(102)과 상기 제2 하우징(104)은, 상기 개스킷(120)을 사이에 두고 결합될 수 있다. Referring again to FIGS. 1 and 2, the gasket 120 may be provided at a joint interface between the first housing 102 and the second housing 104. That is, the first housing 102 and the second housing 104 can be coupled with each other with the gasket 120 interposed therebetween.

상기 개스킷(120)에는 개스킷 홀(120h) 및 유로부(122)가 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 개스킷(120)은, THERMICULITE 866일 수 있다. The gasket 120 may have a gasket hole 120h and a flow path portion 122 formed thereon. For example, the gasket 120 may be a THERMICULITE 866.

상기 개스킷 홀(120h)은 상기 개스킷(120)의 내부 공간일 수 있다. 상기 개스킷 홀(120h)은 상기 제1 전류 콜렉터(130)가 관통되는 공간일 수 있다. 상기 개스킷 홀(120h)의 직경은, 상기 제1 내부 공간(S1)의 직경보다 작을 수 있다. The gasket hole 120h may be an inner space of the gasket 120. The gasket hole 120h may be a space through which the first current collector 130 penetrates. The diameter of the gasket hole 120h may be smaller than the diameter of the first internal space S 1 .

상기 유로부(122)는 상기 제1 내부 공간(S1)과 상기 결합된 제1 및 제2 하우징(102, 104)의 외부 공간을 연통시킬 수 있다. 다시 말해, 상기 유로부(122)는 상기 제1 및 제2 하우징(102, 104)이 결합됨에 따라 분리되는 내부 공간과 외부 공간을 연통시킬 수 있다. The flow path portion 122 may communicate the first internal space S 1 with the external spaces of the first and second housings 102 and 104. In other words, the flow path portion 122 can communicate the inner space separated by the first and second housings 102 and 104 with the outer space.

상기 결합 로드(150)는 상기 제1 하우징(102) 및 상기 제2 하우징(104)을 관통하여 연결시킬 수 있다. 상기 결합 로드(150)는 양 끝단에 마련된 가압 너트(160)를 포함할 수 있다. 상기 가압 너트(160)는 상기 제1 하우징(102) 및 상기 제2 하우징(104)에 압력을 가하여 상기 제1 하우징(102) 및 상기 제2 하우징(104)이 결합되도록 할 수 있다. The coupling rod 150 may be connected through the first housing 102 and the second housing 104. [ The coupling rod 150 may include a pressing nut 160 provided at both ends thereof. The pressing nut 160 may apply pressure to the first housing 102 and the second housing 104 to couple the first housing 102 and the second housing 104 together.

상술된 실시 예에 따른 액체 금속 전지 유닛은, 전극 및 전해질이 모두 액체로 이루어짐에 따라, 공기와 접촉하여 폭발될 위험성이 있을 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 액체 금속 전지 구조체는, 폭발의 위험성을 감소시키기 위하여, 공기가 제거되고 불활성 기체의 환경이 유지되는 챔버 내에 상술된 액체 금속 전지 유닛이 배치된다. 이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액체 금속 전지 구조체가 설명된다. The liquid metal battery unit according to the above-described embodiment may be in danger of explosion in contact with air as the electrode and the electrolyte are both made of liquid. Accordingly, in order to reduce the risk of explosion, the liquid metal battery structure according to the embodiment of the present invention is disposed in the chamber in which the air is removed and the environment of the inert gas is maintained. Hereinafter, a liquid metal battery structure according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액체 금속 전지 구조체를 나타내는 도면이다. 4 is a view showing a liquid metal battery structure according to a first embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 상기 제1 실시 예에 따른 액체 금속 전지 구조체는, 상기 실시 예에 따른 액체 금속 전지 유닛(100)이 챔버(200)내에 수용된 구조를 가질 수 있다. 상기 챔버(200)는, 가스라인(210), 절연체(220), 및 밀봉부(230)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 4, the liquid metal battery structure according to the first embodiment may have a structure in which the liquid metal battery unit 100 according to the above embodiment is accommodated in the chamber 200. The chamber 200 may include a gas line 210, an insulator 220, and a seal 230.

상기 챔버(200)는 상기 단전지(110)와 전기적으로 연결될 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 전류 콜렉터(130)는 상기 챔버(200)의 외부에서 상기 제2 내부 공간(S2)을 관통하도록 연결되어, 상기 제1 전류를 집전할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 전류는 음(-)전류 일 수 있다. 상기 가스라인(210)은 상기 챔버(200)의 일면과 연결되어, 제2 전류를 집전할 수 있다. 상기 제2 전류는, 상기 제1 전류와 다른 전위의 전류일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제2 전류는 양(+)전류 일 수 있다. 다시 말해, 상기 가스라인(210)은 제2 전류 콜렉터로 동작될 수 있다. The chamber 200 may be electrically connected to the unit cell 110. Specifically, the first current collector 130 may be connected to the second internal space S 2 outside the chamber 200 to collect the first current. According to one embodiment, the first current may be negative (-) current. The gas line 210 may be connected to one surface of the chamber 200 to collect the second current. The second current may be a current of a potential different from the first current. According to one embodiment, the second current may be a positive current. In other words, the gas line 210 may be operated as a second current collector.

상기 가스라인(210)은, 상기 제2 전류 콜렉터로 동작될 뿐만 아니라, 상기 챔버(200)가 제공하는 제2 내부 공간(S2)으로 가스를 유입 또는 유출시킬 수 있다. 상기 제2 내부 공간(S2)은 상기 챔버(200)의 내부와 상기 결합된 제1 및 제2 하우징(102, 104)의 외부로 사이의 공간으로 정의될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 유입되는 가스는 불활성 기체일 수 있다. 예를 들어, 상기 불활성 기체는 아르곤(Ar)일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 유출되는 가스는 공기(air)일 수 있다. The gas line 210 not only operates as the second current collector but also can introduce or discharge gas into the second internal space S 2 provided by the chamber 200. The second internal space S 2 may be defined as a space between the interior of the chamber 200 and the outside of the first and second housings 102 and 104 that are coupled to each other. According to one embodiment, the incoming gas may be an inert gas. For example, the inert gas may be argon (Ar). According to one embodiment, the outgoing gas may be air.

상기 가스라인(210)은 스위칭 밸브(212)를 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 가스라인(210)은 하나의 라인에서 서로 다른 가스를 유입 또는 유출시킬 수 있다. The gas line 210 may further include a switching valve 212. Accordingly, the gas line 210 can introduce or discharge different gases in one line.

상기 가스라인(210)은, 상기 제2 내부 공간(S2)과 상기 가스켓(210)의 상기 유로부(122)를 통하여, 상기 제1 내부 공간(S1)과 연통될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 내부 공간(S1)의 가스는, 상기 유로부(122)를 통해 상기 제2 내부 공간(S2)으로 유출될 수 있다. 또한, 상기 제2 내부 공간(S2)으로 유입된 가스는, 상기 유로부(122)를 통해 상기 제1 내부 공간(S1)으로 유입될 수 있다. The gas line 210 may communicate with the first inner space S 1 through the second inner space S 2 and the flow path 122 of the gasket 210. Accordingly, the gas in the first internal space S 1 can flow out into the second internal space S 2 through the flow path portion 122. The gas introduced into the second inner space S 2 may be introduced into the first inner space S 1 through the channel portion 122.

보다 구체적으로, 상기 가스라인(210)에 펌프를 연결하여 상기 챔버(200) 내부의 공기를 제거하는 경우, 상기 가스라인(210)을 통해 상기 제2 내부 공간(S2)의 공기가 제거될 수 있다. 이때, 상기 제2 내부 공간(S2)과 상기 제1 내부 공간(S1)은 상기 유로부(122)로 인해 연통됨에 따라, 상기 제1 내부 공간(S1)의 공기도 제거될 수 있다. More specifically, when a pump is connected to the gas line 210 to remove the air inside the chamber 200, air in the second internal space S 2 is removed through the gas line 210 . At this time, as the second inner space S 2 and the first inner space S 1 are communicated with each other by the flow path portion 122, the air in the first inner space S 1 can be also removed .

또한, 상기 가스라인(210)에 기체 주입장치를 연결하여 상기 챔버(200) 내부에 불활성 기체를 주입하는 경우, 상기 가스라인(210)을 통해 상기 제2 내부 공간(S2)에 상기 불활성 기체가 주입될 수 있다. 이때, 상기 제2 내부 공간(S2)과 상기 제1 내부 공간(S1)은 상기 유로부(122)로 인해 연통됨에 따라, 상기 제1 내부 공간(S1)또한 상기 불활성 기체가 주입될 수 있다.When the inert gas is injected into the chamber 200 by connecting the gas injection device to the gas line 210, the inert gas may be injected into the second internal space S 2 through the gas line 210. Can be injected. At this time, as the second inner space S 2 and the first inner space S 1 are communicated by the flow path portion 122, the first inner space S 1 and the inert gas are injected .

상기 절연체(220) 및 상기 밀봉부(230)는 상기 챔버의 외부에 마련될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 절연체(220)는 산화알루미늄(Al2O3)일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 밀봉부(230)는 Epoxy resin일 수 있다.The insulator 220 and the sealing portion 230 may be provided outside the chamber. According to one embodiment, the insulator 220 may be aluminum oxide (Al 2 O 3 ). According to one embodiment, the seal 230 may be an epoxy resin.

상기 절연체(220)는 상기 제1 전류 콜렉터(130)의 외주면을 감쌀 수 있다. 상기 밀봉부(230)는 상기 제1 전류 콜렉터(130)와 상기 절연체(220) 사이의 틈을 밀봉할 수 있다. 이에 따라, 상기 절연체(220)는 상기 제1 전류 콜렉터(130)와 상기 가스라인(130)의 접촉을 방지할 수 있고, 상기 밀봉부(230)는 상기 챔버(200) 내부에 주입된 상기 불활성 기체가 외부로 빠져나오는 것을 방지할 수 있다. The insulator 220 may surround the outer circumferential surface of the first current collector 130. The sealing portion 230 may seal a gap between the first current collector 130 and the insulator 220. The insulator 220 may prevent the first current collector 130 from contacting the gas line 130 and the sealing portion 230 may prevent the inert gas injected into the chamber 200 It is possible to prevent the gas from escaping to the outside.

일 실시 예에 따르면, 상기 가스라인(210)은 상기 절연체(220)의 측면에 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 제2 내부 공간(S2)과 상기 가스라인(210)은, 상기 절연체(220)의 외주면과 상기 제1 전류 콜렉터(130) 사이의 틈을 통하여 연통될 수 있다. According to one embodiment, the gas line 210 may be disposed on the side of the insulator 220. In this case, the second inner space S 2 and the gas line 210 may communicate with each other through a gap between the outer circumferential surface of the insulator 220 and the first current collector 130.

상술된 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액체 금속 전지 구조체는, 상기 액체 금속 전지 유닛(100), 상기 액체 금속 전지 유닛이 수용되는 챔버(200), 상기 챔버(200) 내부로 가스를 유입 또는 유출시키는 상기 가스라인(210)을 포함할 수 있다. 상기 액체 금속 전지 유닛(100)의 상기 개스킷(120)이 포함하는 상기 유로부(122)는, 상기 제1 하우징(102)과 상기 제2 하우징(104)의 결합에 의해 제공되는 상기 제1 내부 공간(S1) 및 상기 챔버(200)의 내부와 상기 결합된 제1 및 제2 하우징(102, 104)의 외부로 사이의 공간으로 정의되는 상기 제2 내부 공간(S2)을 연통시킬 수 있다. The liquid metal cell structure according to the first embodiment of the present invention includes the liquid metal battery unit 100, the chamber 200 in which the liquid metal battery unit is accommodated, And may include the gas line 210 for draining. The flow path portion 122 included in the gasket 120 of the liquid metal battery unit 100 is connected to the first inner portion 102 provided by the first housing 102 and the second housing 104, (S 1 ) and the second internal space (S 2 ) defined as the space between the interior of the chamber (200) and the outside of the combined first and second housings (102, 104) have.

이에 따라, 상기 가스라인(210)을 통해 상기 제2 내부 공간(S2) 및 상기 제1 내부 공간(S1)은 공기가 제거되나, 불활성 기체가 주입되고, 이로 인해, 상기 실시 예에 따른 액체 금속 전지 구조체는, 폭발의 위험성이 감소될 수 있다. Accordingly, the air is removed from the second internal space S 2 and the first internal space S 1 through the gas line 210, but an inert gas is injected. As a result, The liquid metal cell structure may reduce the risk of explosion.

상술된 제1 실시 예에 따른 액체 금속 전지 구조체의 구동 전압을 향상시키기 위하여, 상기 실시 예에 따른 액체 금속 전지 유닛들은 전기적으로 직렬로 연결되어 상기 챔버 내에 배치될 수 있다. 이하, 도 5 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액체 금속 전지 구조체가 설명된다. In order to improve the driving voltage of the liquid metal cell structure according to the first embodiment described above, the liquid metal battery units according to the above embodiment may be electrically connected in series and disposed in the chamber. Hereinafter, a liquid metal battery structure according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 to 9. FIG.

도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액체 금속 전지 구조체를 나타내는 도면이다. 5 is a view showing a liquid metal battery structure according to a second embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 도 5를 참조하면, 상기 제2 실시 예에 따른 액체 금속 전지 구조체는, 상기 실시 예에 따른 복수의 액체 금속 전지 유닛(100a, 100b, 100c)들이 챔버(200)내에 수용될 수 있다. 구체적으로, 제1 액체 금속 전지 유닛(100a), 제2 액체 금속 전지 유닛(100b), 및 제3 액체 금속 전지 유닛(100c)이 상기 챔버(200) 내에 수용될 수 있다. 도 5를 참조하여 설명하는 제2 실시 예에 따른 액체 금속 전지 구조체가 3개의 액체 금속 전지 유닛을 가지는 경우를 상정하였으나, 이는 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 액체 금속 전지 유닛의 수에 의하여 본 발명의 기술적 사상이 제한되는 것은 아니다.5, the liquid metal battery structure according to the second embodiment includes a plurality of liquid metal battery units 100a, 100b, and 100c according to the above embodiment, . Specifically, a first liquid metal battery unit 100a, a second liquid metal battery unit 100b, and a third liquid metal battery unit 100c can be accommodated in the chamber 200. The liquid metal cell structure according to the second embodiment described with reference to FIG. 5 has three liquid metal battery units. However, this is for convenience of explanation only, Is not limited to the technical idea of.

앞서 설명한 바와 같이, 상기 챔버(200)에는, 가스라인(210), 절연체(220), 및 밀봉부(230)가 마련될 수 있다.As described above, the chamber 200 may be provided with a gas line 210, an insulator 220, and a sealing portion 230.

일 실시 예에 따르면, 상기 복수의 액체 금속 전지 유닛들(100a, 100b, 100c)은 전기적으로 직렬로 연결될 수 있다. 또한, 상기 복수의 액체 금속 전지 유닛(100a, 100b, 100c)들은, 상기 복수의 액체 금속 전지 유닛들(100a, 100b, 100c) 각각의 제1 및 제2 하우징(102a, 102b, 102c, 104a, 104b, 104c)들을 관통하는 상기 결합 로드(150)에 의해 결합될 수 있다. According to one embodiment, the plurality of liquid metal cell units 100a, 100b, and 100c may be electrically connected in series. The plurality of liquid metal battery units 100a, 100b and 100c are connected to the first and second housings 102a, 102b, 102c, 104a, and 104b of the plurality of liquid metal battery units 100a, 100b, 104b, 104c, respectively.

구체적으로, 상기 결합 로드(150)는 상기 제1 액체 금속 전지 유닛(100a)의 제1 및 제2 하우징(102a, 104a), 상기 제2 액체 금속 전지 유닛(100b)의 제1 및 제2 하우징(102b, 104b), 및 상기 제3 액체 금속 전지 유닛(100c)의 제1 및 제2 하우징(102c, 104c)를 관통하여, 상기 제1 내지 제3 액체 금속 전지 유닛(100a, 100b, 100c)를 결합할 수 있다. Specifically, the coupling rod 150 is connected to the first and second housings 102a and 104a of the first liquid metal battery unit 100a, the first and second housings 102a and 104b of the second liquid metal battery unit 100b, The first to third liquid metal battery units 100a, 100b, and 100c through the first and second housings 102b and 104b and the first and second housings 102c and 104c of the third liquid metal battery unit 100c, Lt; / RTI >

상기 결합 로드(150)는 양 끝단에 마련된 가압 너트(160)를 포함할 수 있다. 상기 가압 너트(160)는 상기 제1 내지 제3 액체 금속 전지 유닛(100a, 100b, 100c)들에 압력을 가하여 스태킹(stacking)되도록 할 수 있다. 구체적으로, 상기 가압 너트(160)는 상기 제1 액체 금속 전지의 제1 하우징(102a) 상부 및 상기 제3 액체 금속 전지의 제2 하우징(104c) 하부에 배치되어, 상기 제1 내지 제3 액체 금속 전지 유닛(100a, 100b, 100c)들을 가압할 수 있다. The coupling rod 150 may include a pressing nut 160 provided at both ends thereof. The pressure nuts 160 may be stacked by applying pressure to the first to third liquid metal cell units 100a, 100b, and 100c. Specifically, the pressure nut 160 is disposed on the upper portion of the first housing 102a of the first liquid metal battery and the lower portion of the second housing 104c of the third liquid metal battery, The metal battery units 100a, 100b, and 100c can be pressed.

또한, 상기 복수의 액체 금속 전지 유닛(100a, 100b, 100c)들이 전기적으로 직렬로 연결됨에 따라, 상기 복수의 액체 금속 전지 유닛(100a, 100b, 100c)들 중 서로 인접하는 하우징들은 나사 결합될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 액체 금속 전지 유닛(100a)의 제2 하우징(104a)과 상기 제2 액체 금속 전지 유닛(100b)의 제1 하우징(102b)은 나사 결합될 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 액체 금속 전지 유닛(100a)의 제2 하우징(104a)과 상기 제2 액체 금속 전지 유닛(100b)의 제1 하우징(102b)은, 상기 제2 액체 금속 전지 유닛(100b)의 제1 전류 콜렉터(130b)에 형성된 전도성 나사(130tb)에 의하여 결합될 수 있다. In addition, as the plurality of liquid metal battery units 100a, 100b, and 100c are electrically connected in series, adjacent ones of the plurality of liquid metal battery units 100a, 100b, and 100c may be screwed have. For example, the second housing 104a of the first liquid metal battery unit 100a and the first housing 102b of the second liquid metal battery unit 100b may be screwed together. Specifically, the second housing 104a of the first liquid metal battery unit 100a and the first housing 102b of the second liquid metal battery unit 100b are connected to the second liquid metal battery unit 100b, May be coupled by a conductive screw 130tb formed in the first current collector 130b of FIG.

동일한 방식으로, 상기 제2 액체 금속 전지 유닛(100b)의 제2 하우징(104b)과 상기 제3 액체 금속 전지(100c)의 제1 하우징(102c)도 나사 결합될 수 있다. 구체적으로, 상기 제2 액체 금속 전지 유닛(100b)의 제2 하우징(104b)과 상기 제3 액체 금속 전지 유닛(100c)의 제1 하우징(102c)은, 상기 제3 액체 금속 전지 유닛(100c)의 제1 전류 콜렉터(130c)에 형성된 전도성 나사(130tc)에 의하여 결합될 수 있다. In the same manner, the second housing 104b of the second liquid metal battery unit 100b and the first housing 102c of the third liquid metal battery 100c can be screwed together. Specifically, the second housing 104b of the second liquid metal battery unit 100b and the first housing 102c of the third liquid metal battery unit 100c are connected to the third liquid metal battery unit 100c, May be coupled by a conductive screw 130tc formed in the first current collector 130c of the first current collector 130c.

한편, 상술된 제2 및 제3 액체 금속 전지 유닛(100b, 100c)의 상기 제1 전류 콜렉터들(130b, 130c)과 달리, 상기 제1 액체 금속 전지 유닛(100a)의 제1 전류 콜렉터(130a)는 상기 챔버(200)의 외부에서 상기 제2 내부 공간 및 상기 제1 액체 금속 전지 유닛(100a)의 제1 하우징(102a)을 관통할 수 있다. 이때, 상기 제1 액체 금속 전지 유닛(100a)의 상기 제1 전류 콜렉터(130a)에 형성된 전도성 나사(130ta)는, 상기 제1 액체 금속 전지 유닛(100a)의 제1 하우징(102a)과 나사 결합될 수 있다. On the other hand, unlike the first current collectors 130b and 130c of the second and third liquid metal cell units 100b and 100c described above, the first current collector 130a of the first liquid metal battery unit 100a May pass through the second internal space and the first housing 102a of the first liquid metal battery unit 100a from the outside of the chamber 200. [ At this time, the conductive screw 130ta formed in the first current collector 130a of the first liquid metal battery unit 100a is screwed to the first housing 102a of the first liquid metal battery unit 100a, .

도 4를 참조하여 설명된 상기 제1 실시 예에 따른 액체 금속 전지 구조체와 같이, 상기 가스 라인(210)은 상기 챔버(200)의 외부에 배치되어, 상기 제2 내부 공간(S2)으로 가스를 유입 또는 유출시킬 수 있다. 상기 절연체(220)는 상기 제1 액체 금속 전지 유닛(100a)의 상기 제1 전류 콜렉터(130a)의 외주면을 감쌀 수 있다. 상기 밀봉부(230)는 상기 제1 액체 금속 전지 유닛(100a)의 상기 제1 전류 콜렉터(130a)와 상기 절연체(220) 사이의 틈을 밀봉할 수 있다. Like the liquid metal cell structure according to the first embodiment described with reference to FIG. 4, the gas line 210 is disposed outside the chamber 200 to supply gas into the second internal space S2 In or out. The insulator 220 may surround the outer circumferential surface of the first current collector 130a of the first liquid metal battery unit 100a. The sealing portion 230 may seal a gap between the first current collector 130a of the first liquid metal battery unit 100a and the insulator 220. [

상술된 제2 실시 예에 따른 액체 금속 전지 구조체는, 상기 제1 실시 예에 따른 액체 금속 전지 구조체와 같이 상기 제1 내지 제3 액체 금속 전지 유닛들(100a, 100b, 100c)이 포함하는 각각의 가스켓들(120a, 120b, 120c)에 의해 상기 제2 내부 공간(S2)과 상기 제1 내부 공간(S1a, S1b, S1c)이 연통될 수 있다. 이하, 도 6을 참조하여, 상기 제2 실시 예에 따른 액체 금속 전지 구조체가 포함하는 각각의 가스켓들에 대하여 설명된다. The liquid metal cell structure according to the second embodiment described above can be applied to each of the first to third liquid metal cell units 100a, 100b, and 100c as in the liquid metal cell structure according to the first embodiment. The second inner space S 2 and the first inner spaces S 1a , S 1b , and S 1c can communicate with each other by the gaskets 120a, 120b, and 120c. Hereinafter, with reference to FIG. 6, description will be made of each of the gaskets included in the liquid metal battery structure according to the second embodiment.

도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액체 금속 전지 구조체가 포함하는 가스켓들과 유로부들을 나타내는 도면이다. 6 is a view showing gaskets and flow paths included in a liquid metal battery structure according to a second embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 상기 제1 내지 제3 액체 금속 전지 유닛(100a, 100b, 100c)에 포함된 개스킷들(120a, 120b, 120c)의 유로부들(122a, 122b, 122c)은 서로 다른 방향으로 유로를 제공할 수 있다. 다른 관점에서, 유로부들(122a, 122b, 122c)은 상기 챔버(200)의 평면에서 바라본 방향에서 서로 다른 방향으로 유로를 제공할 수 있다.6, the flow paths 122a, 122b, and 122c of the gaskets 120a, 120b, and 120c included in the first to third liquid metal battery units 100a, 100b, The Euro can be provided. In other respects, the flow paths 122a, 122b, and 122c may provide flow paths in different directions in the direction seen from the plane of the chamber 200. [

일 실시 예에 따르면, 상기 제1 내지 제3 액체 금속 전지 유닛(100a, 100b, 100c)에 포함된 개스킷들(120a, 120b, 120c)의 유로부들(122a, 122b, 122c)은 모두 각각 다른 방향으로 유로를 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 액체 금속 전지 유닛(100a)에 포함된 개스킷(120a)의 유로부(122a)와 상기 제2 액체 금속 전지 유닛(100b)에 포함된 개스킷(120b)의 유로부(122b)는 120°의 각도를 이루도록 유로를 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 상기 제2 액체 금속 전지 유닛(100b)에 포함된 개스킷(120b)의 유로부(122b)와 상기 제3 액체 금속 전지 유닛(100c)에 포함된 개스킷(120c)의 유로부(122c)는 120°의 각도를 이루도록 유로를 제공할 수 있다.The flow path portions 122a, 122b, and 122c of the gaskets 120a, 120b, and 120c included in the first to third liquid metal battery units 100a, 100b, As shown in FIG. For example, the flow path portion 122a of the gasket 120a included in the first liquid metal battery unit 100a and the flow path portion 122b of the gasket 120b included in the second liquid metal battery unit 100b May provide a flow path at an angle of 120 [deg.]. For example, the flow path portion 122b of the gasket 120b included in the second liquid metal battery unit 100b and the flow path portion 122b of the gasket 120c included in the third liquid metal battery unit 100c 122c may provide a flow path at an angle of 120 [deg.].

다른 실시 예에 따르면, 상기 제1 내지 제3 액체 금속 전지 유닛(100a, 100b, 100c)에 포함된 개스킷들(120a, 120b, 120c)의 유로부들(122a, 122b, 122c)의 일부는 같은 방향으로 유로를 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 액체 금속 전지 유닛(100a)에 포함된 개스킷(120a)의 유로부(122a)와 상기 제2 액체 금속 전지 유닛(100b)에 포함된 개스킷(120b)의 유로부(122b)는 서로 같은 방향으로 유로를 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 액체 금속 전지 유닛(100c)에 포함된 개스킷(120c)의 유로부(122c)는 상기 제1 및 제2 액체 금속 전지 유닛(100a, 100b)에 포함된 개스킷(120a, 120b)의 유로부(120a, 120b)와 120°의 각도를 이루도록 유로를 제공할 수 있다.Portions of the flow paths 122a, 122b and 122c of the gaskets 120a, 120b and 120c included in the first to third liquid metal battery units 100a, 100b and 100c are arranged in the same direction As shown in FIG. For example, the flow path portion 122a of the gasket 120a included in the first liquid metal battery unit 100a and the flow path portion 122b of the gasket 120b included in the second liquid metal battery unit 100b Can provide a flow path in the same direction. For example, the flow path portion 122c of the gasket 120c included in the third liquid metal battery unit 100c is connected to the gasket 120a, 120b included in the first and second liquid metal battery units 100a, 100b, 120b with the flow paths 120a, 120b of the first and second flow paths 120a, 120b.

이에 따라, 상기 제1 내지 제3 액체 금속 전지 유닛(100a, 100b, 100c)의 제1 내부 공간들(S1a, S1b, S1c)과 상기 제2 내부 공간(S2) 사이에 가스가 유입 또는 유출되는 경우, 상기 유로부들(122a, 122b, 122c)의 방향이 다름에 따라, 가스 유로의 병목현상이 줄어들어, 가스가 보다 용이하게 유입 또는 유출될 수 있다. Thereby, a gas is introduced between the first inner spaces S 1a , S 1b and S 1c of the first to third liquid metal cell units 100a, 100b and 100c and the second inner space S 2 When the flow path portions 122a, 122b, and 122c are different from each other, the bottleneck phenomenon of the gas flow path is reduced, so that the gas can flow in or out more easily.

보다 구체적으로 말하면, 상기 유로부들(122a, 122b, 122c)의 방향이 모두 같은 경우, 제1 내부 공간들(S1a, S1b, S1c)에 유입 또는 유출되는 가스가, 모두 같은 방향으로 유입 또는 유출됨에 따라, 각각의 상기 제1 내부 공간들(S1a, S1b, S1c)에 용이하게 유입 또는 유출되지 않을 수 있다. 하지만, 상기 유로부들(122a, 122b, 122c)의 방향이 서로 다른 경우, 제1 내부 공간들(S1a, S1b, S1c)에 유입 또는 유출되는 가스가 서로 다른 방향으로 유입 또는 유출됨에 따라, 각각의 상기 제1 내부 공간들(S1a, S1b, S1c)에 용이하게 유입 또는 유출 될 수 있다. 따라서, 가스 유입 또는 유출의 시간을 줄일 수 있다.More specifically, when the directions of the flow paths 122a, 122b, and 122c are all the same, the gas flowing into or out of the first inner spaces S 1a , S 1b , and S 1c flows in the same direction The first inner spaces S 1a , S 1b , and S 1c may not easily flow in or out. However, when the directions of the flow paths 122a, 122b, and 122c are different from each other, as the gas flowing into or out of the first internal spaces S 1a , S 1b , and S 1c flows in or out of different directions , And can easily flow in or out into the respective first internal spaces (S 1a , S 1b , S 1c ). Therefore, the time for gas inflow or outflow can be reduced.

이하, 상기 제2 실시 예에 따른 액체 금속 전지 구조체의 전기적 연결을 도 7을 참조하여 설명되고, 상기 제2 실시 예에 따른 액체 금속 전지 구조체의 저항을 낮추기 위한 방법 및 이때의 유로부들의 방향이 도 8 및 도 9를 참조하여 설명된다. Hereinafter, the electrical connection of the liquid metal cell structure according to the second embodiment will be described with reference to FIG. 7, and a method for lowering the resistance of the liquid metal cell structure according to the second embodiment, Will be described with reference to Figs. 8 and 9. Fig.

도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 다른 액체 금속 전지 구조체의 전기적 연결을 나타내는 도면이다. 7 is a view showing an electrical connection of a liquid metal battery structure according to a second embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 상기 제1 내지 제3 액체 금속 전지 유닛(100a, 100b, 100c)의 제1 전류 콜렉터들(130a, 130b, 130c) 및 제2 하우징들(104a, 104b, 104c)은 상기 제1 내지 제3 액체 금속 전지 유닛(100a, 100b, 100c)의 단전지들(110a, 110b, 110c)과 전기적으로 연결될 수 있다. Referring to FIG. 7, the first current collectors 130a, 130b, and 130c and the second housings 104a, 104b, and 104c of the first to third liquid metal battery units 100a, 100b, 110b, and 110c of the first to third liquid metal cell units 100a, 100b, and 100c, respectively.

구체적으로, 상기 단전지들(110a, 110b, 110c)의 애노드들(112a, 112b, 112c)은 상기 제1 전류 콜렉터들(130a, 130b, 130c)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 단전지들(110a, 110b, 110c)의 캐소드들(114a, 114b, 114c)은 상기 제2 하우징들(104a, 104b, 104c)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2 하우징들(104a, 104b, 104c)은 상기 가스라인(210)과 전기적으로 연결될 수 있다. Specifically, the anodes 112a, 112b and 112c of the unit cells 110a, 110b and 110c may be electrically connected to the first current collectors 130a, 130b and 130c. The cathodes 114a, 114b and 114c of the unit cells 110a, 110b and 110c may be electrically connected to the second housings 104a, 104b and 104c. The second housings 104a, 104b and 104c may be electrically connected to the gas line 210. [

이에 따라, 상기 단전지들(110a, 110b, 110c)에서 발생하는 제1 전류는 상기 제1 전류 콜렉터들(130a, 130b, 130c)을 통해 집전될 수 있고, 상기 단전지들(110a, 110b, 110c)에서 발생하는 제2 전류는 상기 제2 하우징들(104a, 104b, 104c) 및 상기 가스라인(210)을 통해 집전될 수 있다. Accordingly, the first current generated in the unit cells 110a, 110b, and 110c can be collected through the first current collectors 130a, 130b, and 130c, and the unit cells 110a, 110b, 110c may be collected through the second housings 104a, 104b, 104c and the gas line 210. The second housing 104a, 104b,

일 실시 예에 따르면, 상기 제3 액체 금속 전지 유닛(100c)에 포함된 제2 하우징(104c)의 바닥면 및 측면은 각각 상기 챔버(200)의 바닥면(P2) 및 측면(P1)과 전기적으로 접촉하여, 캐소드(114c)에서 발생된 제2 전류들 상기 제2 하우징(104c) 을 통해 상기 가스라인(210)으로 집전할 수 있다. The bottom surface and the side surface of the second housing 104c included in the third liquid metal battery unit 100c are connected to the bottom surface P 2 and the side surface P 1 of the chamber 200, So that the second currents generated in the cathode 114c can be collected into the gas line 210 through the second housing 104c.

도 7에 도시되지는 않았지만, 상기 제1 및 제2 액체 금속 전지 유닛(100c)에 포함된 제2 하우징들(104a, 104b)의 측면은 각각 상기 챔버(200)의 측면과 전기적으로 접촉하여, 각각의 캐소드들(114a, 114b)에서 발생된 제2 전류들을 상기 제2 하우징들(104a, 104b)을 통해 상기 가스라인(210)으로 집전할 수 있다. 이하 도 8을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.Although not shown in FIG. 7, the side surfaces of the second housings 104a and 104b included in the first and second liquid metal battery units 100c are in electrical contact with the side surfaces of the chamber 200, respectively, The second currents generated in the respective cathodes 114a and 114b can be collected into the gas line 210 through the second housings 104a and 104b. This will be described in more detail with reference to FIG.

도 8은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액체 금속 전지 구조체의 저항을 낮추기 위한 방법을 나타내는 도면이다. 8 is a view illustrating a method for lowering the resistance of a liquid metal battery structure according to a second embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 상기 액체 금속 전지 구조체의 저항을 낮추기 위해, 상기 제2 하우징들(104a, 104b, 104c)이 각각 상기 챔버(200)와 서로 다른 지점에서 전기적으로 연결될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 제2 하우징들(104a, 104b, 104c)은 각각 상기 챔버(200)의 제1 내지 제3 지점(L1, L2, L3)에서 연결될 수 있다. 상기 제1 내지 제3 지점(L1, L2, L3)은 상기 제1 내지 제3 액체 금속 전지 유닛(100a, 100b, 100c)들이 전기적으로 직렬로 연결되는 방향(D1)을 따라, 상기 제2 하우징들(104a, 104b, 104c)이 상기 챔버(200)의 측면과 전기적으로 접촉하는 지점일 수 있다. Referring to FIG. 8, the second housings 104a, 104b, and 104c may be electrically connected to the chamber 200 at different points, respectively, in order to lower the resistance of the liquid metal cell structure. More specifically, the second housings 104a, 104b, and 104c may be connected to the first to third points L 1 , L 2 , and L 3 of the chamber 200, respectively. The first to third points L 1 , L 2 and L 3 are formed along a direction D 1 in which the first to third liquid metal cell units 100a, 100b and 100c are electrically connected in series, The second housings 104a, 104b, and 104c may be in contact with the side surfaces of the chamber 200 in electrical contact with each other.

일 실시 예에 따르면, 서로 인접한 상기 액체 금속 전지 유닛의 상기 제2 하우징들은 각각 상기 챔버(200)의 서로 다른 측벽(200a, 200b)과 전기적으로 연결될 수 있다. According to one embodiment, the second housings of the liquid metal cell units adjacent to each other may be electrically connected to the different side walls 200a, 200b of the chamber 200, respectively.

구체적으로, 상기 제1 액체 금속 전지 유닛(100a) 및 상기 제2 액체 금속 전지 유닛(100b)의 상기 제2 하우징들(104a, 104b)은 각각 상기 챔버(200)의 서로 다른 측벽과 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 액체 금속 전지 유닛(100a)의 제2 하우징(104a)은 상기 챔버(200)의 제2 측벽(200b)과 연결되고, 상기 제2 액체 금속 전지 유닛(100b)의 제2 하우징(104b)은 상기 챔버(200)의 제1 측벽(200a)과 연결될 수 있다. Specifically, the first and second housings 104a and 104b of the first liquid metal battery unit 100a and the second liquid metal battery unit 100b are electrically connected to different side walls of the chamber 200, respectively . For example, the second housing 104a of the first liquid metal battery unit 100a is connected to the second side wall 200b of the chamber 200, 2 housing 104b may be connected to the first side wall 200a of the chamber 200. [

또한, 상기 제2 액체 금속 전지 유닛(100b) 및 상기 제3 액체 금속 전지 유닛(100c)의 상기 제2 하우징들(104b, 104c)은 각각 상기 챔버(200)의 서로 다른 측벽과 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 액체 금속 전지 유닛(100b)의 제2 하우징(104b)은 상기 챔버(200)의 제1 측벽(200a)과 연결되고, 상기 제3 액체 금속 전지 유닛(100c)의 제2 하우징(104b)은 상기 챔버의 제2 측벽(200b)과 연결될 수 있다. The second liquid metal battery unit 100b and the second housings 104b and 104c of the third liquid metal battery unit 100c may be electrically connected to different side walls of the chamber 200, have. For example, the second housing 104b of the second liquid metal battery unit 100b is connected to the first side wall 200a of the chamber 200, 2 housing 104b may be connected to the second side wall 200b of the chamber.

이에 따라, 상기 캐소드들(114a, 114b, 114c)에서 발생된 제2 전류들의 흐름의 중첩이 최소화 되고, 결과적으로 상기 액체 금속 전지 구조체의 저항은 낮아질 수 있다. Thus, the overlap of the flows of the second currents generated in the cathodes 114a, 114b, and 114c is minimized, and consequently the resistance of the liquid metal battery structure can be lowered.

도 9a 내지 도 9c는 도 8에서 설명된 액체 금속 전지 구조체의 유로부들을 나타내는 도면들이다.9A to 9C are views showing flow paths of the liquid metal battery structure shown in FIG.

도 9a 내지 도 9c를 참조하면, 상기 제2 하우징들(104a, 104b, 104c)이 각각 상기 챔버(200)와 서로 다른 지점에서 전기적으로 연결되는 경우, 상기 제1 내지 제3 액체 금속 전지 유닛(100a, 100b, 100c)에 포함된 각각의 개스킷들(120a, 120b, 120c)의 유로부들(122a, 122b, 122c)이 제공하는 유로의 방향은, 상기 제2 하우징들(104a, 104b, 104c)이 상기 챔버(200)와 연결되는 지점(L1, L2, L3)들과 각각 서로 반대되는 방향일 수 있다. 9A to 9C, when the second housings 104a, 104b and 104c are respectively electrically connected to the chamber 200 at different points, the first to third liquid metal battery units The direction of the flow path provided by the flow path portions 122a, 122b and 122c of the respective gaskets 120a, 120b and 120c included in the first and second housings 104a, 104b and 104c, May be opposite to the points L 1 , L 2 , and L 3 connected to the chamber 200, respectively.

이에 따라, 상기 유로부들(122a, 122b, 122c)이 제공하는 유로의 방향이 서로 다르게 되고, 도 6을 참조하여 상술한 바와 같이, 상기 제1 내지 제3 액체 금속 전지 유닛(100a, 100b, 100c)의 제1 내부 공간들(S1a, S1b, S1c)과 상기 제2 내부 공간(S2) 사이에 가스가 유입 또는 유출되는 경우, 병목현상이 줄어들어, 가스가 보다 용이하게 유입 또는 유출될 수 있다. 즉, 가스와 전기 통로를 구분함으로써, 가스의 유동에 따른 전기 통로의 열화 현상을 최소화할 수 있으므로 수명을 향상시킬 수 있다.Accordingly, the directions of the flow paths provided by the flow paths 122a, 122b, and 122c are different from each other. As described above with reference to FIG. 6, the first to third liquid metal cell units 100a, 100b, and 100c When the gas flows in or out between the first inner spaces S 1a , S 1b and S 1c of the first inner space S 1 and the second inner space S 2 of the first inner space S 2 , the bottleneck phenomenon is reduced, . That is, by separating the gas and the electric passage, the deterioration phenomenon of the electric passage due to the flow of the gas can be minimized, so that the life can be improved.

상술된 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액체 금속 전지 구조체는, 상기 챔버(200), 상기 챔버 내부가 제공하는 상기 제2 공간(S2)에 배치되고, 전기적으로 직렬로 연결되는 상기 제1 내지 제3 액체 금속 전지 유닛(100a, 100b, 100c)들을 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 액체 금속 전지 구조체는 구동 전압이 향상될 수 있다. The liquid metal cell structure according to the second embodiment of the present invention described above includes the chamber 200, the first and second spaces S2 and S3 arranged in the second space S2 provided inside the chamber, And third liquid metal battery units 100a, 100b, and 100c. Accordingly, the driving voltage of the liquid metal battery structure can be improved.

또한, 상기 제2 실시 예에 따른 액체 금속 전지 구조체는, 상기 개스킷들(120a, 120b, 120c)의 상기 유로부들(122a, 122b, 122c)의 방향이 서로 다를 수 있다. 이에 따라, 제1 내부 공간들(S1a, S1b, S1c)과 상기 제2 내부 공간(S2) 사이에 가스가 유입 또는 유출되는 경우, 병목현상이 줄어들어, 가스가 보다 용이하게 유입 또는 유출될 수 있다.In the liquid metal battery structure according to the second embodiment, the directions of the flow paths 122a, 122b, and 122c of the gaskets 120a, 120b, and 120c may be different from each other. Accordingly, when the gas flows in or out between the first inner spaces S 1a , S 1b , and S 1c and the second inner space S 2 , the bottleneck phenomenon is reduced, Can be leaked.

또한, 상기 제2 실시 예에 따른 액체 금속 전지 구조체는, 상기 제2 하우징들(104a, 104b, 104c)들이 상기 단전지들(110a, 110b, 110c)과 전기적으로 연결되고, 상기 제1 내지 제3 액체 금속 전지 유닛들(100a, 100b, 100c)이 전기적으로 직렬로 연결되는 방향을 따라, 상기 챔버(200)와 서로 다른 지점(L1, L2, L3)에서 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 액체 금속 전지 구조체는 저항이 감소될 수 있다. In the liquid metal battery structure according to the second embodiment, the second housings 104a, 104b, and 104c are electrically connected to the unit cells 110a, 110b, and 110c, 3 Liquid metal battery units 100a, 100b, and 100c may be connected to the chamber 200 at different points L 1 , L 2 , and L 3 along the direction in which they are electrically connected in series. Accordingly, the resistance of the liquid metal battery structure can be reduced.

이하, 상술된 실시 예들에 따른 액체 금속 전지 구조체의 동작 방법이 도 10 내지 도 12를 참조하여 설명된다. Hereinafter, a method of operating the liquid metal battery structure according to the above-described embodiments will be described with reference to FIGS. 10 to 12. FIG.

도 10 내지 도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 액체 금속 전지 구조체의 동작 방법을 설명하는 순서도이다. 10 to 12 are flowcharts illustrating a method of operating a liquid metal battery structure according to an embodiment of the present invention.

도 10을 참조하면, 상기 실시 예에 따른 액체 금속 전지 구조체의 동작 방법은, 공기 제거 단계(S100) 및 불활성 가스 제공 단계(S200)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 10, the method of operating the liquid metal cell structure according to the embodiment may include an air removing step (S100) and an inert gas providing step (S200).

상기 공기 제거 단계(S100)는, 적어도 하나의 액체 금속 전지 유닛이 배치되는 챔버 내부의 공기를 제거하되, 상기 액체 금속 전지 유닛 내부의 공기를 제거할 수 있다. The air removing step (S100) may remove air inside the chamber in which at least one liquid metal battery unit is disposed, and remove air inside the liquid metal battery unit.

도 11을 참조하면, 구체적으로, 상기 공기 제거 단계(S100)는, 공기 제거 펌프를 작동시키는 단계(S110), 제2 내부 공간의 공기가 제거되는 단계(S120), 및 제1 내부 공간의 공기가 제거되는 단계(S130)를 포함할 수 있다. 상기 제1 내부 공간은, 상기 액체 금속 전지 유닛의 내부로 정의될 수 있다. 상기 제2 내부 공간은, 상기 액체 금속 전지 유닛의 외부와 상기 챔버의 내부로 정의될 수 있다. 상기 제1 내부 공간과 상기 제2 내부 공간은 상기 액체 금속 전지 유닛이 포함하는 개스킷이 가지는 유로부로 연통될 수 있다. 11, the air removing step S100 includes a step S110 of operating the air removing pump, a step S120 of removing air in the second inner space, and a step S120 of removing air in the first inner space, (Step S130). The first internal space may be defined as the interior of the liquid metal battery unit. The second internal space may be defined outside the liquid metal battery unit and inside the chamber. The first inner space and the second inner space may communicate with a flow path portion of a gasket included in the liquid metal battery unit.

다시 말해, 상기 제1 내부 공간의 공기는, 상기 공기 제거 펌프를 작동시키는 경우, 상기 유로부 및 상기 제2 내부 공간을 순차적으로 통과하여 제거될 수 있다. In other words, the air in the first internal space can be removed by sequentially passing through the flow path portion and the second internal space when the air removing pump is operated.

상기 불활성 가스 제공 단계(S200)는, 적어도 하나의 액체 금속 전지 유닛이 배치되는 챔버 내부에 불활성 가스를 제공하되, 상기 액체 금속 전지 유닛 내부에도 불활성 가스를 제공할 수 있다. The inert gas providing step (S200) may provide an inert gas inside the chamber in which the at least one liquid metal battery unit is disposed, and may also provide an inert gas inside the liquid metal battery unit.

도 12를 참조하면, 구체적으로, 상기 불활성 가스 제공 단계(S200)는, 불활성 가스 주입 펌프를 작동시키는 단계(S210), 상기 제2 내부 공간에 불활성 가스가 제공되는 단계(S220), 및 상기 제1 내부 공간에 불활성 가스가 제공되는 단계(S230)를 포함할 수 있다. 다시 말해, 상기 불활성 가스 주입 펌프를 작동시키는 경우, 불활성 가스는, 상기 제2 내부 공간 및 상기 유로부를 순차적으로 통과하여 상기 제1 내부 공간에 제공될 수 있다. Referring to FIG. 12, the inert gas providing step S200 includes the steps of operating the inert gas injection pump S210, providing inert gas to the second internal space S220, 1) < / RTI > in which an inert gas is provided in the inner space. In other words, when the inert gas injection pump is operated, the inert gas can be sequentially supplied to the first inner space through the second inner space and the flow path portion.

상기 챔버 내에 상기 액체 금속 전지 유닛이 복수개 제공되는 경우, 상기 공기 제거 단계(S100) 및 상기 불활성 가스 제공 단계(S200)는, 복수의 상기 액체 금속 전지 유닛에 포함된 개스킷의 유로부들이 서로 다른 방향으로 유로를 제공할 수 있다. 이에 따라, 도 6을 참조하여 상술된 바와 같이, 병목 현상이 줄어들어, 가스가 보다 용이하게 유입 또는 유출될 수 있다. When the plurality of liquid metal battery units are provided in the chamber, the air removing step (S100) and the inert gas providing step (S200) are performed such that the flow path portions of the gaskets included in the plurality of liquid metal battery units As shown in FIG. Thus, as described above with reference to Fig. 6, the bottleneck phenomenon is reduced, so that the gas can flow in or out more easily.

이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 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 scope of the present invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will also be appreciated that many modifications and variations will be apparent to those skilled in the art without departing from the scope of the present invention.

100: 액체 금속 전지 유닛
100a, 100b, 100c: 제1, 제2, 제3 액체 금속 전지 유닛
102: 제1 하우징
104: 제2 하우징
110: 단전지
112: 애노드
114: 캐소드
116: 전해질
120: 개스킷
120h: 개스킷 홀
122: 유로부
130: 제1 전류 콜렉터
130t: 전도성 나사
150: 결합 로드
160: 가압 너트
210: 가스 라인
212: 스위칭 밸브
220: 절연체
230: 밀봉부
S1: 제1 내부 공간
S2: 제2 내부 공간
100: liquid metal battery unit
100a, 100b, 100c: first, second and third liquid metal battery units
102: first housing
104: second housing
110: Single cell
112: anode
114: cathode
116: electrolyte
120: Gasket
120h: gasket hole
122:
130: first current collector
130t: Conductive screws
150: coupling rod
160: Pressurizing nut
210: gas line
212: Switching valve
220: Insulator
230: Seal
S 1 : the first inner space
S 2 : the second inner space

Claims (19)

제1 하우징;
상기 제1 하우징과 결합하는 제2 하우징;
상기 제1 하우징과 상기 제2 하우징의 결합에 의하여 제공되는 제1 내부 공간에 마련되어 액체 금속 상태에서 동작하는 단전지; 및
상기 제1 하우징과 상기 제2 하우징의 결합 계면에 마련되고, 상기 제1 내부 공간과 상기 결합된 제1 및 제2 하우징의 외부 공간을 연통시키는 유로를 제공하는 유로부를 가지는 개스킷(gasket)을 포함하는 액체 금속 전지 구조체.
A first housing;
A second housing coupled to the first housing;
A single cell provided in a first internal space provided by the engagement of the first housing and the second housing and operating in a liquid metal state; And
And a gasket provided at a connection interface between the first housing and the second housing and having a flow path portion for providing a flow path for communicating the first inner space and the outer spaces of the first and second housings / RTI >
제1 항에 있어서,
상기 결합된 제1 및 제2 하우징을 수용하는 챔버; 및
상기 챔버의 내부와 상기 결합된 제1 및 제2 하우징의 외부로 사이의 공간으로 정의되는 제2 내부 공간으로 가스를 유입 또는 유출시키는 가스라인;을 더 포함하고,
상기 가스라인은, 상기 챔버가 제공하는 제2 내부 공간과 상기 개스킷의 유로부를 통하여 상기 제1 및 제2 하우징의 결합에 의하여 제공되는 제1 내부 공간과 연통하는 액체 금속 전지 구조제.
The method according to claim 1,
A chamber receiving the combined first and second housings; And
Further comprising a gas line for introducing or discharging gas into or out of the chamber and into a second internal space defined as a space between the interior of the chamber and the exterior of the coupled first and second housings,
Wherein the gas line communicates with a first internal space provided by the engagement of the first and second housings through a second internal space provided by the chamber and a flow path portion of the gasket.
제2 항에 있어서,
상기 챔버의 외부에서 상기 챔버가 제공하는 제2 내부공간을 관통하는 제1 전류 콜렉터;
상기 챔버의 외부에 마련된 제1 전류 콜렉터의 외주면을 감싸는 절연체; 및
상기 챔버의 외부에 마련된 제1 전류 콜렉터와 상기 절연체 사이의 틈을 밀봉하는 밀봉부;를 더 포함하고,
상기 챔버가 제공하는 제2 내부 공간과 상기 가스라인은, 상기 절연체의 외주면과 상기 제1 전류 콜렉터 사이의 틈을 통하여 연통하는, 액체 금속 전지 구조체.
3. The method of claim 2,
A first current collector through the second internal space provided by the chamber outside the chamber;
An insulator surrounding the outer circumferential surface of the first current collector provided outside the chamber; And
And a sealing portion sealing a gap between the first current collector and the insulator provided outside the chamber,
The second internal space provided by the chamber and the gas line communicate through a gap between the outer circumferential surface of the insulator and the first current collector.
제3 항에 있어서,
상기 가스라인은,
상기 단전지와 전기적으로 연결된 상기 챔버의 일면과 전기적으로 연결됨으로써, 상기 제1 전류 콜렉터와 다른 전위의 전류를 집전하는 제2 전류 콜렉터로 동작하는, 액체 금속 전지 구조체.
The method of claim 3,
The gas line,
The second current collector being electrically connected to one side of the chamber electrically connected to the unit cell, thereby operating as a second current collector for collecting a current of a potential different from that of the first current collector.
제1 항에 있어서,
상기 가스라인을 통하여 유입되는 가스는 불활성 기체이고,
상기 가스라인을 통하여 유출되는 가스는 공기인, 액체 금속 전지 구조체.
The method according to claim 1,
The gas introduced through the gas line is an inert gas,
Wherein the gas exiting through the gas line is air.
챔버; 및
상기 챔버 내부가 제공하는 제2 내부 공간에 배치되고, 전기적으로 직렬로 연결되는 복수의 액체 금속 전지 유닛을 포함하되,
상기 액체 금속 전지 유닛은,
서로 결합하는 제1 하우징 및 제2 하우징;
상기 제1 하우징과 상기 제2 하우징의 결합에 의하여 제공되는 제1 내부 공간에 마련되어 액체 금속 상태에서 동작하는 단전지; 및
상기 제1 하우징과 상기 제2 하우징의 결합 계면에 마련되고, 상기 제1 내부 공간과 상기 결합된 제1 및 제2 하우징과 상기 챔버 사이의 공간으로 정의되는 제2 내부 공간을 연통시키는 유로를 제공하는 유로부를 가지는 개스킷(gasket)을 포함하는 액체 금속 전지 구조체.
chamber; And
A plurality of liquid metal cell units arranged in a second internal space provided by the inside of the chamber and electrically connected in series,
The liquid metal battery unit includes:
A first housing and a second housing coupled to each other;
A single cell provided in a first internal space provided by the engagement of the first housing and the second housing and operating in a liquid metal state; And
And a flow passage provided at a coupling interface between the first housing and the second housing for communicating the first inner space and the second inner space defined as a space between the first and second housings and the combined chamber And a gasket having a flow path for flowing the gas.
제6 항에 있어서,
상기 복수의 액체 금속 전지 유닛에 포함된 개스킷의 유로부는 서로 다른 방향으로 유로를 제공하는 액체 금속 전지 구조체.
The method according to claim 6,
Wherein the flow path portions of the gaskets included in the plurality of liquid metal cell units provide flow paths in different directions.
제6 항에 있어서,
상기 복수의 액체 금속 전지 유닛에 포함된 각각의 개스킷의 유로부는 서로 다른 방향으로 유로를 제공하는 액체 금속 전지 구조체.
The method according to claim 6,
Wherein the flow path portions of the respective gaskets included in the plurality of liquid metal cell units provide flow paths in different directions.
제6 항에 있어서,
상기 액체 금속 전지 유닛의 제2 하우징은 상기 단전지와 전기적으로 연결되고,
상기 복수의 액체 금속 전지 유닛 중 일단에 위치하는 액체 금속 전지 유닛에 포함된 제2 하우징의 바닥면 및 측면은, 각각 상기 챔버의 바닥면 및 측면과 전기적으로 접촉하는 액체 금속 전지 구조체.
The method according to claim 6,
A second housing of the liquid metal battery unit is electrically connected to the unit cell,
Wherein a bottom surface and a side surface of a second housing included in a liquid metal battery unit located at one end of the plurality of liquid metal cell units are in electrical contact with a bottom surface and a side surface of the chamber, respectively.
제6 항에 있어서,
상기 액체 금속 전지 유닛의 제2 하우징은 상기 단전지와 전기적으로 연결되고,
상기 복수의 액체 금속 전지 유닛의 제2 하우징들은 상기 복수의 액체 금속 전지 유닛들이 전기적으로 직렬로 연결되는 방향을 따라, 상기 챔버와 서로 다른 지점에서 전기적으로 연결되는, 액체 금속 전지 구조체.
The method according to claim 6,
A second housing of the liquid metal battery unit is electrically connected to the unit cell,
Wherein the second housings of the plurality of liquid metal cell units are electrically connected at different points to the chamber along a direction in which the plurality of liquid metal cell units are electrically connected in series.
제10 항에 있어서,
상기 액체 금속 전지 유닛의 제2 하우징은 상기 단전지와 전기적으로 연결되고,
서로 인접한 상기 액체 금속 전지 유닛의 제2 하우징들은 각각 상기 챔버의 서로 다른 측벽과 전기적으로 연결되는 액체 금속 전지 구조체.
11. The method of claim 10,
A second housing of the liquid metal battery unit is electrically connected to the unit cell,
And the second housings of the liquid metal cell units adjacent to each other are each electrically connected to the different side walls of the chamber.
제10 항에 있어서,
상기 복수의 액체 금속 전지 유닛에 포함된 개스킷들의 유로부들은 상기 복수의 액체 금속 전지 유닛들이 전기적으로 직렬로 연결되는 방향을 따라, 유로를 제공하는 방향이 다른, 액체 금속 전지 구조체.
11. The method of claim 10,
Wherein the flow path portions of the gaskets included in the plurality of liquid metal battery units are different in the direction in which the flow paths are provided along the direction in which the plurality of liquid metal battery units are electrically connected in series.
제12 항에 있어서,
상기 복수의 액체 금속 전지 유닛에 포함된 각각의 개스킷들의 유로부들이 제공하는 유로의 방향은, 상기 복수의 액체 금속 전지 유닛의 각각의 제2 하우징들이 상기 챔버와 연결되는 지점과 서로 반대되는 방향인 것을 포함하는 액체 금속 전지 구조체.
13. The method of claim 12,
The direction of the flow path provided by the flow path portions of the respective gaskets included in the plurality of liquid metal cell units is a direction opposite to a point where the respective second housings of the plurality of liquid metal battery units are connected to the chamber ≪ / RTI >
제6 항에 있어서,
상기 복수의 액체 금속 전지 유닛들은, 상기 복수의 액체 금속 전지 유닛 각각의 제1 및 제2 하우징들을 관통하는 결합 로드에 의해 연결되되,
상기 결합 로드는 양 끝단에 마련된 가압 너트를 포함하고,
상기 가압 너트는 상기 복수의 액체 금속 전지 유닛들에 압력을 가하여 스태킹(stacking)되도록 하는 것을 포함하는 액체 금속 전지 구조체.
The method according to claim 6,
Wherein the plurality of liquid metal cell units are connected by a coupling rod passing through the first and second housings of each of the plurality of liquid metal battery units,
Wherein the coupling rod includes a pressing nut provided at both ends,
Wherein the pressure nuts apply pressure to stack the plurality of liquid metal cell units.
제6 항에 있어서,
상기 복수의 액체 금속 전지 유닛들 중 서로 인접하는 제1 액체 금속 전지 유닛의 제2 하우징과 제2 액체 금속 전지 유닛의 제1 하우징은, 전도성 나사에 의하여 나사 결합되는, 액체 금속 전지 구조체.
The method according to claim 6,
Wherein a second housing of the first liquid metal cell unit and a first housing of the second liquid metal cell unit adjacent to each other of the plurality of liquid metal cell units are threaded by a conductive screw.
제6 항에 있어서,
상기 단전지는 밀도가 낮은 순서로 애노드(anode), 전해질 및 캐소드(cathode) 을 포함하되,
상기 전해질은 상기 애노드 측면의 적어도 일부를 함침시키는 액체 금속 전지 구조체.
The method according to claim 6,
The unit cell includes an anode, an electrolyte, and a cathode in a descending order of density,
Wherein the electrolyte impregnates at least a portion of the anode side.
제16 항에 있어서,
상기 전해질은 상기 애노드 측면뿐 아니라 상기 애노드의 상면까지 함침시키는 액체 금속 전지 구조체.
17. The method of claim 16,
Wherein the electrolyte impregnates not only the side of the anode but also the top surface of the anode.
적어도 하나의 액체 금속 전지 유닛이 배치되는 챔버 내부의 공기를 제거하되, 상기 액체 금속 전지 유닛 내부의 공기를 제거하는, 공기 제거 단계;
상기 공기 제거 단계 이후에, 불활성 가스를 상기 액체 금속 전지 유닛 내부에 제공하는, 불활성 가스 제공 단계;를 포함하되,
상기 공기 제거 단계에 있어서, 공기는, 상기 액체 금속 전지 유닛의 내부로 정의되는 제1 내부공간에서, 상기 액체 금속 전지 유닛의 외부와 상기 챔버의 내부로 정의되는 제2 내부공간을 통하여 제거되고,
상기 불활성 가스 제공 단계에 있어서, 불활성 가스는 상기 제2 내부공간에서, 상기 제1 내부공간으로 제공되고,
상기 액체 금속 전지 유닛은, 상기 제1 내부 공간과 상기 제2 내부 공간을 연통시키는 유로부를 가지는 개스킷을 포함하는, 액체 금속 전지 구조체의 동작 방법.
Removing air inside the chamber in which at least one liquid metal cell unit is disposed, removing air inside the liquid metal cell unit;
And providing an inert gas inside the liquid metal battery unit after the air removing step,
In the air removing step, air is removed through a second internal space defined as the inside of the chamber and the outside of the liquid metal battery unit, in a first internal space defined as the inside of the liquid metal battery unit,
In the inert gas providing step, the inert gas is supplied to the first inner space in the second inner space,
Wherein the liquid metal battery unit includes a gasket having a flow path communicating the first inner space and the second inner space.
제18 항에 있어서,
상기 복수의 액체 금속 전지 유닛에 포함된 개스킷의 유로부는 서로 다른 방향으로 유로를 제공하는 액체 금속 전지 구조체의 동작 방법.
19. The method of claim 18,
Wherein the flow paths of the gaskets included in the plurality of liquid metal battery units provide flow paths in different directions.
KR1020170101819A 2017-08-10 2017-08-10 Liquid-metal battery structure and method for operating the same KR102575622B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170101819A KR102575622B1 (en) 2017-08-10 2017-08-10 Liquid-metal battery structure and method for operating the same
PCT/KR2017/010801 WO2019031646A1 (en) 2017-08-10 2017-09-28 Liquid metal cell structure and method for operating liquid metal cell structure

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170101819A KR102575622B1 (en) 2017-08-10 2017-08-10 Liquid-metal battery structure and method for operating the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190017259A true KR20190017259A (en) 2019-02-20
KR102575622B1 KR102575622B1 (en) 2023-09-05

Family

ID=65271427

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170101819A KR102575622B1 (en) 2017-08-10 2017-08-10 Liquid-metal battery structure and method for operating the same

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102575622B1 (en)
WO (1) WO2019031646A1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120025097A (en) 2010-09-07 2012-03-15 주식회사 엘지화학 High-output, large-capacity battery pack
JP2015536533A (en) * 2012-10-16 2015-12-21 アンブリ・インコーポレイテッド Electrochemical energy storage device and housing

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10128543B2 (en) * 2013-07-08 2018-11-13 Eos Energy Storage, Llc Molten metal rechargeable electrochemical cell
WO2015042295A1 (en) * 2013-09-18 2015-03-26 Ambri Inc. Unified structural and electrical interconnections for high temperature batteries
EP3063825A4 (en) * 2013-11-01 2017-06-28 Ambri Inc. Thermal management of liquid metal batteries
US10170799B2 (en) * 2014-12-15 2019-01-01 Massachusetts Institute Of Technology Multi-element liquid metal battery

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120025097A (en) 2010-09-07 2012-03-15 주식회사 엘지화학 High-output, large-capacity battery pack
JP2015536533A (en) * 2012-10-16 2015-12-21 アンブリ・インコーポレイテッド Electrochemical energy storage device and housing

Also Published As

Publication number Publication date
WO2019031646A1 (en) 2019-02-14
KR102575622B1 (en) 2023-09-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8722239B2 (en) Terminal of rechargeable battery, method of assembling the terminal of rechargeable battery, rechargeable battery module and method of assembling the rechargeable battery module
US20130022859A1 (en) Battery Module
KR100786875B1 (en) Battery module
CA1257325A (en) Lightweight bipolar metal-gas battery
US9048028B2 (en) Hybrid electrochemical cell systems and methods
KR20120112991A (en) Secondary battery
US8685560B2 (en) Battery
KR20150144598A (en) Secondary Battery
US9461295B2 (en) Rechargeable battery including terminal portion having auxiliary plate for reducing current flow along short circuit current path
JP4820068B2 (en) Fuel cell stack
CN107949947B (en) Bipolar battery
EP4203176A1 (en) Battery module
JP2015032421A (en) Fuel cell stack
KR20190017259A (en) Liquid-metal battery structure and method for operating the same
US8911916B2 (en) Fuel cell
KR102450147B1 (en) secondary battery
KR101174919B1 (en) Lithium rechargeable battery
US11837701B2 (en) Bipolar lead acid battery cells with increased energy density
KR100754918B1 (en) Battery having side terminal
KR102335696B1 (en) The Current Interrupt Device And The Cap Assembly
KR100544111B1 (en) Prismatic type secondary battery
KR100612396B1 (en) Secondary battery
KR20010037835A (en) Lithium ion polymer battery
KR101023142B1 (en) Lithium Secondary Battery
KR101777448B1 (en) Secondary battery

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
E90F Notification of reason for final refusal
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant