KR20230057645A

KR20230057645A - 전기이중층 커패시터의 전해액 누출차단 단자판

Info

Publication number: KR20230057645A
Application number: KR1020210141633A
Authority: KR
Inventors: 박은경
Original assignee: 박은경
Priority date: 2021-10-22
Filing date: 2021-10-22
Publication date: 2023-05-02

Abstract

본 발명은 전기이중층 커패시터의 전해액 누출차단 단자판에 관한 것으로, 특히 전기이중층 커패시터 내부에 채워져 있으면서 독성과 휘발성을 가진 전해액의 누출을 완전히 차단할 수 있도록 한 것이다.
본 발명은 단자판(10)의 전기이중층커패시터 원형 루버(4)의 테두리에 일체형으로 돌기부(6)를 형성하고, 베이크판(1)의 리벳삽입홀에 고무삽입부(7)를 형성하여 커링시 알루미늄 케이스(8)와 루버(4)가 돌기부(6)에 의해 밀착되게 구성하고, 리벳(2)의 삽입시 리벳(2)과 베이크판(1)이 상기 고무삽입부(7)에 의해 밀착되어 전해액의 누출을 완벽하게 차단하도록 구성한 것이다.

Description

전기이중층 커패시터의 전해액 누출차단 단자판 {Electrolyte leakage blocking terminal plate for an electrical double layer capacitor}

본 발명은 전기이중층 커패시터의 전해액 누출차단 단자판에 관한 것으로, 특히 전기이중층 커패시터 내부에 채워져 있으면서 독성과 휘발성을 가진 전해액의 누출을 완전히 차단할 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 전기이중층 커패시터(EDLC, Super Capacitor)는, 전극과 전해액 사이의 전자 이동에 의한 패러데이 효과에 의해 전기 에너지를 저장하는 형태의 커패시터로, 전극과 전해액 사이의 경계면에서의 헬름홀츠 이중층을 사용하는 방식이며, 충전과 방전 수명이 긴 특성이 있다.

이러한 전기이중층 커패시터내부에는 독성과 휘발성을 가진 전해액이 채워져 있는데 이러한 전해액으로 특성이 좋고 가격 경쟁력이 높은 ACN(Acetonitrile)전해액을 주로 사용하고 있다.

상기 ACN전해액은 독성이 있으며 휘발성이 매우 강하기 때문에 누출되지 않도록 하는 기밀성이 가장 중요하다.

원통형(중형) 전기이중층 커패시터는 알루미늄 케이스에 단자판을 삽입한 후 커링(Curling)하여 밀폐하는 방식을 채용하고 있다.

종래에는 도 1, 도 2와 같이, 단자판(10)이, 고무부착 페놀수지 종이적층판 디스크(Disc of Rubber clad phenolic paper laminate)인 베이크판(1)과 루버(4)가 상하로 결합되고, 알루미늄 리벳(2)이 상기 베이크판(1)과 루버(4)의 삽입홀에 삽입된 상태에서 상기 리벳(2)에 황동 또는 쿠퍼 터미널(Copper terminals)(3)이 결합되어 있으며, 도 3과 같이 알루미늄 케이스(8)가 일체형으로 구성되어 있다.

따라서, 종래의 단자판은 전해액 누출발생요인이 존재하는데, 이러한 전해액의 누출 경로는 도 2에 도시된 바와 같이, 리벳(2)과 베이크판(1), 리벳(2)과 루버(4) 그리고 리벳(2)과 터미널(3)부분이다.

즉, 전해액 누출시 도 2의 A경로의 경우는, 알루미늄 왓샤(5)과 베이크판(1)이 선 팽창계수가 다르기 때문에 결코 완벽한 기밀성 구현은 불가능하다.

또한, 전해액 누출시 도 2의 B경로의 경우는, 알루미늄 리벳(2)과 루버(4)의 선 팽창계수가 다르지만 루버(4)의 신축성으로 기밀성 구현은 가능하나, 알루미늄 리벳(2)과 루버(4)의 접촉면이 매우 작아 구현된 기밀성 유지가 불안하다.

즉, 도 2에는 단자와 베이크판(1)의 간격이 높게 표현되어 있지만 리벳팅된 후의 간격은 0.1mm이하로 거의 붙어있기 때문에 알루미늄 리벳(2)과 루버(4)의 접촉면은 매우 작다.

또한, 전해액 누출시 도 2의 C경로의 경우는, 알루미늄 리벳(2)과 베이크판(1)이 선 팽창계수가 다르기 때문에 완벽한 기밀성 구현이 불가능하다.

종래에 단자판(10)의 주 구성품인 고무부착 페놀수지종이적층판인 베이크판(1)을 원형으로 가공하는 공정이 있는데, 이 베이크판(1)이 고무와 열 경화성수지로 구성되어 있어 가공시 불가피하게 부스러기가 발생하므로 이 부스러기들이 정전기로 인하여 고무 또는 베이크판(1)의 표면에 부착한다.

그러나 정전기를 제거해도 이 부스러기들(이물질)이 잘 분리되지 않아 전기이중층커패시터 제조사의 커링공정에서 이물질과 함께 커링되면 기밀이 파괴되어 전해액이 누출되는 치명적인 불량이 발생한다.

종래의 이와같은 불량발생은 전기이중층커패시터의 제조사에 따라 다르지만 평균 약1,500ppm정도 발생하고 있으며, 이 불량을 검출하기 위해 전수검사를 하고는 있으나 전수검사를 거친 제품도 진행성 액누출 불량이 발생할 가능성이 있다.

특허출원번호 제10-2002-0014835호 특허출원번호 제10-2008-0047483호 특허출원번호 제10-2010-0073898호

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 단자판의 전기이중층 커패시터 내부에 채워져 있으면서 독성과 휘발성을 가진 전해액의 누출을 완전히 차단할 수 있도록 하는 전기이중층 커패시터의 전해액 누출차단 단자판을 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 단자판의 전기이중층커패시터의 원형 루버 테두리에 일체형으로 돌기부를 형성하여 커링시 알루미늄 케이스 내측에 완벽하게 밀착되게 하고, 베이크판의 리벳삽입홀에 고무삽입부를 형성하여 리벳의 삽입시 리벳과 베이크판의 누출을 완벽하게 방지하도록 구성함을 특징으로 한다.

이상과 같은 본 발명은 단자판 전기이중층커패시터의 원형 루버의 테두리에 일체형으로 돌기부를 형성하고, 베이크판의 리벳삽입홀에 고무삽입부를 형성하여 전기이중층 커패시터 내부에 채워져 독성과 휘발성을 가진 전해액의 누출을 완전히 차단할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 전기이중층커패시터의 일부 절개 단면도 및 사시도
도 2는 종래 전기이중층커패시터의 단면도
도 3은 종래 알루미늄케이스를 전기이중층커패시터에 장착시 단면도
도 4는 본 발명 단자판의 전기이중층커패시터의 일부 절개 사시도
도 5는 도 4의 단면도
도 6은 본 발명 알루미늄케이스를 전기이중층커패시터에 장착시 단면도

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참고로 하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명 전기이중층커패시터의 일부 절개 사시도이고, 도 5는 도 4의 단면도이며, 도 6은 본 발명의 알루미늄케이스를 전기이중층커패시터에 장착시의 단면도로, 단자판(10)의 전기이중층커패시터의 원형 루버(4)의 테두리에 일체형으로 돌기부(6)를 형성하고, 베이크판(1)의 리벳삽입홀(미도시됨)에 고무삽입부(7)를 형성하여 커링시 알루미늄 케이스(8)와 루버(4)가 돌기부(6)에 의해 완벽하게 밀착되게 구성하고, 리벳(2)의 삽입시 리벳(2)과 베이크판(1)이 상기 고무삽입부(7)에 의해 밀착되어 전해액의 누출을 완벽하게 방지하도록 구성한 것이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명한다.

본 발명은 도 4 및 도 5의 A와 같이, 단자판(10)의 베이크판(1)의 리벳 삽입홀에 일정한 깊이로 고무삽입부(7)를 형성하여 리벳(2)을 리벳삽입홀에 삽입할 때 상기 고무삽입부(7)에 의해 베이크판(1)과 리벳(2)이 완벽하게 밀착되어 전기이중층 커패시터 내부의 전해액 누출을 완벽하게 차단할 수 있다.

이때, 상기 고무삽입부(7)는 루버(4)에 일체형으로 연결되어 알루미늄 왓샤(5)와 베이크판(1)의 선 팽창계수가 달라서 발생되는 불확실한 기밀성 구현을 완벽하게 해소할 수 있다.

또한, 루버(4)표면 외각부를 따라 돌기부(6)가 형성되어 있어 단자판(10)의 커링시 알루미늄케이스(8)와 루버(4)가 돌기부(6)에 의해 완벽하게 밀착되어 전기이중층 커패시터 내부의 전해액 누출을 완벽하게 차단할 수 있다.

이는 도 5, 도 6의 B부분에 도시된 바와 같이, 알루미늄케이스(8) 끝단의 원형부분 내측에 루버(4) 외곽의 돌기부(6)가 정확히 삽입 및 밀착되어 전해액의 누출을 원천 차단하게 되는 것이다.

1:베이크판 2:리벳
3:터미널 4:루버
5:왓샤 6:돌기부
7:고무삽입부 8:알루미늄케이스
10:단자판

Claims

단자판의 전기이중층커패시터의 원형 루버 테두리에 일체형으로 돌기부를 형성하고, 베이크판의 리벳삽입홀에 고무삽입부를 형성하여 커링시 알루미늄 케이스와 루버가 돌기부에 의해 밀착되게 구성하고, 리벳의 삽입시 리벳과 베이크판이 상기 고무삽입부에 의해 밀착되어 전해액의 누출을 차단하도록 구성한 것을 특징으로 하는 전기이중층 커패시터의 전해액 누출차단 단자판.