KR20200119956A - 소형 금속공기전지용 전해질 주입장치 - Google Patents

소형 금속공기전지용 전해질 주입장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 소형 금속공기전지에서 전해질을 보충하는 경우에 뚜껑을 분리하지 않고서도 간단하게 전해질을 공급할 수 있는 소형 금속공기전지용 전해질 주입장치에 관한 것이다.
본 발명의 소형 금속공기전지용 전해질 주입장치(200)는 플렉시블한 재질로 이루어지며 내부에 전해질이 내장되고, 하부에는 전해질을 넣거나 또는 전해질 공급관(220)이 연결되는 고무재질 또는 코크재질의 커버(211)가 형성된 전해질 공급용기(210)와; 전해질 공급관(220)의 일단에는 속이 빈 원통형의 가느다란 바늘 형상으로 전단이 금속공기전극(100)의 뚜껑(150)에 삽입되는 전해질 주입부(221)가 형성되어 있으며 타단이 전해질 공급용기(210)에 체결되어 전해질 공급용기(210)의 전해질을 금속공기전극(100)로 주입하는 전해질 공급관(220)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

소형 금속공기전지용 전해질 주입장치{Electrolyte injection apparatus for small air cell}
본 발명은 소형 금속공기전지에서 전해질을 보충하는 경우에 뚜껑을 분리하지 않고서도 간단하게 전해질을 공급할 수 있는 소형 금속공기전지용 전해질 주입장치에 관한 것이다.
일반적으로 금속공기전지는 금속을 음극 활물질로 하고 공기를 양극활물질로 하는 전지로서 매우 높은 전기적 퍼텐셜을 갖고 있다. 또한, 다른 수소연료전지와 달리 귀금속 촉매를 사용하지 않으면서 값싼 전해질을 매질로 사용하기 때문에 제작비가 저렴하고 환경적으로 깨끗하며 유해가스의 발생이 없는 청정 에너지원으로 알려져 있다.
금속공기전지의 성능은 공기양극의 에너지밀도와 금속음극과 전해질과의 반응특성에 따라서 크게 영향을 받게 되므로 금속종류와 전해질과의 상관관계를 고려한 금속재료들이 사용되고 있다. 알루미늄 금속인 경우 수산화나트륨계 전해질에서 가장 우수한 출력특성을 나타내고 있으며, 마그네슘금속인 경우는 염화나트륨 전해질에서 가장 우수한 출력특성을 나타내고 있고, 아연금속인 경우는 수산화칼륨 전해질에서 가장 우수한 출력특성을 나타내는 것으로 보고되었으며 또한 유해물질의 생성이 거의 없고 화학적으로 안정되므로 사용면에서 매우 안전한 전지로 평가되고 있다.
이러한 금속공기전지는 발전 시간 및 가동 시간에 비례하여 전해질이 소모되고 있으며 최대 발전시간을 확보하기 위하여 주기적으로 전해질을 보충해야 하며, 금속공기전지이 뚜껑을 분리하고 전해질을 보충하였다.
그러나 모빌리티와 같은 분야에 사용되는 소형 금속공기전지의 경우 뚜껑을 분리하기 어려울 뿐만 아니라 뚜껑을 분리하는 과정에서 전해질이 외부로 흘러내리는 문제가 있어 전해질의 보충보다는 폐기하고 있는 실정이었다.
한국등록특허 제10-1751707호(2017.06.22)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 소형 금속공기전지에서 전해질을 보충하는 경우에 뚜껑을 분리하지 않고서도 간단하게 전해질을 공급할 수 있는 소형 금속공기전지용 전해질 주입장치를 제공하는 데 있다.
본 발명에 따른 소형 금속공기전지용 전해질 주입장치(200)는, 플렉시블한 재질로 이루어지며 내부에 전해질이 내장되고, 하부에는 전해질을 넣거나 또는 전해질 공급관(220)이 연결되는 고무재질 또는 코크재질의 커버(211)가 형성된 전해질 공급용기(210)와; 전해질 공급관(220)의 일단에는 속이 빈 원통형의 가느다란 바늘 형상으로 전단이 금속공기전극(100)의 뚜껑(150)에 삽입되는 전해질 주입부(221)가 형성되어 있으며 타단이 전해질 공급용기(210)에 체결되어 전해질 공급용기(210)의 전해질을 금속공기전극(100)로 주입하는 전해질 공급관(220)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 금속공기전극(100)의 뚜껑(150)에는 전해질을 주입하기 위한 전해질 주입공(160)이 형성되고, 고무재질 또는 코크재질의 밀폐마개(170)로 밀폐된 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 전해질 공급용기(210)는 투명 또는 반투명한 재질의 우레탄 재질, 연질 및 탄성을 갖는 합성수지로 재질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 전해질 공급용기(210)의 일측에는 전해질의 잔류량을 확인하기 위한 눈금(212)이 표시되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 전해질 공급관(220)의 타단은 전해질 공급용기(210)에 일체로 형성되거나 또는 전해질 공급용기(210)의 뚜껑(150)에 꽂을 수 있도록 속이 빈 원통형의 가느다란 바늘 형상의 연결부(222)가 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 소형 금속공기전지용 전해질 주입장치는 소형 금속공기전지의 뚜껑을 분리하지 않은 상태에서도 간단하게 전해질을 공급할 수 있는 장점이 있다
또한, 소형 금속공기전지로 주입되는 전해질의 량을 확인할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 소형 금속공기전지의 분해도.
도 2는 도 1의 결합 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 전해질 주입장치의 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 전해질 주입장치가 소형 금속공기전지에 체결된 상태의 단면도.
이하의 본 발명에 대한 상세한 설명들은 본 발명이 실시될 수 있는 실시예이고 해당 실시예에 대한 예시로써 도시된 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시하기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한 각각의 기재된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다.
따라서 후술되는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 적절하게 설명된다면 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
본 발명에서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 소형 금속공기전극(100)은 내부에 전해질이 채워지는 몸체(110)를 중심으로 양쪽 옆면에 공기양극(120)이 위치하고, 공기양극(120)의 외측면을 지지하는 고정체(130)를 결합되어 있으며, 공기양극(120)에 대응되는 사각판 형상으로 공기양극(120)을 향해 평행하게 몸체(110)의 내부에 배치되는 금속음극(140)을 구비하고 있으며, 공기양극(120)에 연결된 양극전극과 금속음극(140)에 연결된 음극전극이 노출되며 몸체(110)의 상부를 덮는 뚜껑(150)으로 이루어진다. 이러한 금속공기전지의 구성은 일반적으로 널리 알려진 것이므로 이에 대한 설명은 생략한다.
한편, 본 발명의 금속공지전지의 뚜껑(150)에는 전해질을 주입하기 위한 전해질 주입공(160)이 형성되고, 전해질 주입공(160)에는 고무재질 또는 코크재질의 밀폐마개(170)로 밀폐된다.
도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 전해질 주입장치(200)는 전해질 공급용기(210), 전해질 공급관(220)을 포함한다.
전해질 공급용기(210)는 플렉시블한 재질로 이루어지며 내부에 전해질이 내장된다. 전해질 공급용기(210)의 하부에는 전해질을 넣거나 또는 전해질 공급관(220)이 연결되는 고무재질 또는 코크재질의 커버(211)가 형성된다. 이때, 전해질 공급용기(210)는 투명 또는 반투명한 재질의 우레탄 재질, 연질 및 탄성을 갖는 합성수지로 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 또한, 전해질 공급용기(210)의 일측에는 하부의 마개를 기준으로 전해질의 잔류량을 확인하기 위한 눈금(212)이 표시되는 것이 바람직하다. 이러한 전해질 공급용기(210)는 커버(211)를 통해 전해질 공급관(220)의 연결부(221)가 연결시키고 용기를 압착시키면 빠르게 전해질을 금속공기전극(100)로 공급할 수 있게 된다. 그리고, 커버(211)의 재질이 고무재질 또는 코크재질이기 때문에 전해질 공급관(220)의 연결부(221)를 꽂아서 사용하더라도 전해질이 외부로 유출되는 것을 차단할 수 있다.
전해질 공급관(220)은 전해질 공급용기(210)에 체결되는 전해질을 공급받아 금속공기전극(100)로 주입한다. 전해질 공급관(220)의 일단에는 속이 빈 원통형의 가느다란 바늘 형상으로 전단이 금속공기전극(100)의 뚜껑(150)에 삽입되는 전해질 주입부(221)가 형성된다. 이때, 전해질 공급관(220)의 타단은 전해질 공급용기(210)에 일체로 형성되거나 또는 전해질 공급용기(210)의 뚜껑(150)에 꽂을 수 있도록 속이 빈 원통형의 가느다란 바늘 형상의 연결부(222)가 형성되는 것이 바람직하다. 전해질 주입부(221) 또는 연결부(222)는 밀어서 꽂을 수 있도록 끝단이 테이퍼 형상으로 형성된 것이 바람직하다.
도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 소형 금속공기전지용 전해질 주입장치(200)의 동작 과정을 살펴본다.
모빌리티 등에 적용되는 소형 금속공기전극(100)에서 전해질이 부족해지면 전해질 주입장치(200)의 전해질 공급관(220)을 전해질 공급용기(210)에 연결한다. 이때, 전해질 공급관(220)의 일단에 형성된 연결부(222)를 전해질 공급용기(210)의 커버(211)에 꽂은 후 밀어서 연결하는 것이 바람직하다.
그 후, 전해질 공급관(220)의 타단에 형성된 바늘형상의 전해질 주입부(221)를 금속공기전극(100)의 뚜껑(150)에 형성된 전해질 주입공(160)의 밀폐마개(170)에 꽂은 후에 밀어서 몸체(110)의 내부로 삽입시킨다.
그리고, 플렉시블한 전해질 공급용기(210)를 손으로 압착하면 내부의 전해질에 압력이 가해져서 연결부(222), 전해질 공급관(220) 및 전해질 주입부(221)를 거쳐 금속공기전극(100)의 내부로 주입되게 된다. 이때, 전해질 공급용기(210)에 형성된 눈금(212)을 확인하여 금속공기전극(100)으로 주입되는 전해질의 량을 조절할 수 있다.
한편, 금속공기전극(100)으로 전해질 주입이 완료되면 금속공기전극(100)의 밀폐마개(170)에서 전해질 주입부(221)를 뽑아 제거하면 밀폐마개(170)의 재질이 고무재질 또는 코크재질이기 때문에 전해질이 외부로 유출되는 것을 차단할 수 있다.
이에 따라 금속공기전극(100)의 뚜껑을 분리하지 않고서도 간단하게 전해질을 금속공기전극(100)의 내부에 보충하여 사용할 수 있게 된다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
100 : 금속공기전극 150 : 뚜껑
160 : 전해질 주입공 170 : 밀폐마개
200 : 전해질 주입장치 210 : 전해질 공급용기
211 : 커버 212 : 눈금
220 : 전해질 공급관 221 : 전해질 주입부
222 : 연결부

Claims (5)

  1. 소형 금속공지전지(100)에 전해질을 주입하는 전해질 주입장치(200)에 있어서,
    플렉시블한 재질로 이루어지며 내부에 전해질이 내장되고, 하부에는 전해질을 넣거나 또는 전해질 공급관(220)이 연결되는 고무재질 또는 코크재질의 커버(211)가 형성된 전해질 공급용기(210)와;
    전해질 공급관(220)의 일단에는 속이 빈 원통형의 가느다란 바늘 형상으로 전단이 금속공기전극(100)의 뚜껑(150)에 삽입되는 전해질 주입부(221)가 형성되어 있으며 타단이 전해질 공급용기(210)에 체결되어 전해질 공급용기(210)의 전해질을 금속공기전극(100)로 주입하는 전해질 공급관(220)을 포함하는 것을 특징으로 하는 소형 금속공기전지용 전해질 주입장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 금속공기전극(100)의 뚜껑(150)에는 전해질을 주입하기 위한 전해질 주입공(160)이 형성되고, 고무재질 또는 코크재질의 밀폐마개(170)로 밀폐된 것을 특징으로 하는 소형 금속공기전지용 전해질 주입장치.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 전해질 공급용기(210)는 투명 또는 반투명한 재질의 우레탄 재질, 연질 및 탄성을 갖는 합성수지로 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 소형 금속공기전지용 전해질 주입장치.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 전해질 공급용기(210)의 일측에는 전해질의 잔류량을 확인하기 위한 눈금(212)이 표시되는 것을 특징으로 하는 소형 금속공기전지용 전해질 주입장치.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 전해질 공급관(220)의 타단은 전해질 공급용기(210)에 일체로 형성되거나 또는 전해질 공급용기(210)의 뚜껑(150)에 꽂을 수 있도록 속이 빈 원통형의 가느다란 바늘 형상의 연결부(222)가 형성되는 것을 특징으로 하는 소형 금속공기전지용 전해질 주입장치.
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