KR101211667B1 - Super capacitor type of pouch and manufacturing method - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A pouch type super capacitor and a manufacturing method thereof are provided to simplify a manufacturing process without an additional structure by simply connecting laminated cells in serial. CONSTITUTION: A first laminated cell, which has a positive electrode formed on a first position of a first side and a first connection electrode formed on a second position of a second side, is prepared(S101). A second laminated cell, which has a negative electrode formed on a third position of the first side and a second connection electrode formed on the second position of the second side, is prepared(S103). The first laminated cell and the second laminated cell are laminated(S105). The first connection electrode and the second connection electrode are combined(S107). [Reference numerals] (AA) Start; (BB) End; (S101) Preparing a first laminated cell which has a positive electrode formed on a first position of a first side and a first connection electrode formed on a second position of a second side; (S103) Preparing a second laminated cell, which has a negative electrode formed on a third position of the first side and a second connection electrode formed on the second position of the second side; (S105) Laminating the first laminated cell and the second laminated cell; (S107) Combining the first connection electrode and the second connection electrode

Description

파우치형 슈퍼 커패시터 및 이의 제작 방법{Super Capacitor type of Pouch And Manufacturing Method}Super Capacitor type of Pouch And Manufacturing Method

본 발명은 슈퍼 커패시터에 관한 것으로, 특히 연결 구조가 간단하며 일정 전압 이상을 제공할 수 있는 파우치형 슈퍼 커패시터 및 이의 제작 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a super capacitor, and more particularly, to a pouch-type super capacitor and a method of manufacturing the same, which can provide a constant voltage and a simple connection structure.

일반적으로 슈퍼 커패시터는 정전기적(electrostatic) 특성을 이용하기 때문에 전기 화학적 반응을 이용하는 배터리에 비하여 충방전 회수가 거의 무한대이고 반영구적으로 사용 가능하며, 에너지의 충방전 속도가 매우 빨라 그 출력 밀도가 배터리의 수십 배 이상이다.In general, supercapacitors use electrostatic characteristics, so the number of charge / discharge cycles is almost infinite and can be used semi-permanently, compared to batteries using electrochemical reactions. Dozens of times more.

따라서 기존의 화학전지 배터리로는 구현하지 못하는 슈퍼 커패시터의 특성으로 인하여, 산업계 전반에 걸쳐 슈퍼 커패시터의 응용 분야가 점차 확대되는 추세이다. 특히, 요즘과 같은 고유가 시대에 전기자동차(electric vehicle, EV), 하이브리드 전기자동차(hybrid electric vehicle, HEV) 또는 연료전지자동차(fuel cell vehicle, FCV) 등과 같은 차세대 환경 친화 차량 개발 분야에 있어 에너지 버퍼로서 슈퍼 커패시터의 효용성은 날로 증가하고 있다.Therefore, due to the characteristics of supercapacitors that cannot be realized with conventional chemical battery batteries, the application field of supercapacitors is gradually expanding throughout the industry. In particular, energy buffers in the field of development of next-generation environmentally friendly vehicles such as electric vehicles (EVs), hybrid electric vehicles (HEVs), or fuel cell vehicles (FCVs) in today's high oil price era. The utility of super capacitors is increasing day by day.

슈퍼 커패시터는 보조 에너지 저장장치로서 화학전지 배터리와 병용됨으로써, 순간적인 에너지의 공급과 흡수는 슈퍼 커패시터가 담당하고, 평균적인 차량의 에너지 공급은 배터리가 담당함으로써 전반적인 차량 시스템의 효율 개선과 에너지 저장 시스템의 수명 연장 등의 효과를 기대할 수 있다. 또한, 이동전화나 동영상 레코더와 같은 휴대용 전자 부품에서 보조 전원으로 사용될 수 있어, 그 중요성 및 용도가 날로 증가하고 있다.Supercapacitors are used together with chemical battery batteries as auxiliary energy storage devices, so supercapacitors are responsible for instant supply and absorption of energy and batteries are responsible for supplying average vehicle energy. The effect of extending the service life of the can be expected. In addition, it can be used as an auxiliary power source in portable electronic components such as mobile phones and video recorders, and its importance and use are increasing day by day.

이와 같은 슈퍼 커패시터는 크게 전기 이중층 커패시터(electric double layer capacitor, 이하 'EDLC 커패시터'라 한다)와 산화ㅇ환원 커패시터(pseudo capacitor, 이하 '수도 커패시터'라 한다)로 분류된다. 상기 EDLC 커패시터는 표면에 전기 이중층이 생성되어 전하를 축적하고, 수도 커패시터는 활물질로 사용되는 금속 산화물의 산화ㅇ환원 반응에 의해 전하를 축적한다.Such supercapacitors are broadly classified into electric double layer capacitors (hereinafter referred to as "EDLC capacitors") and redox capacitors (hereinafter referred to as "capacitor capacitors"). The EDLC capacitor generates an electric double layer on its surface to accumulate charge, and the water capacitor accumulates charge by redox reaction of a metal oxide used as an active material.

먼저, 수도 커패시터는 금속 산화물로 사용되는 재료 특히, 루테늄 산화물의 가격이 고가이고, 또한 사용 후 폐기 시 상기 재료가 친환경적이지 못하기 때문에 환경오염을 유발하는 문제가 있었다. 이에 반해, EDLC 커패시터는 전극 물질 자체가 갖는 뛰어난 안정성과 함께 친환경적인 탄소 재료를 이용한다.First, a water capacitor has a problem of causing environmental pollution because the material used as a metal oxide, especially ruthenium oxide is expensive, and the material is not environmentally friendly when disposed after use. In contrast, EDLC capacitors use environmentally friendly carbon materials with the excellent stability of the electrode material itself.

EDLC 커패시터는 전류 집전체, 전극, 전해질 및 분리막으로 구성되며, 분리막으로 인해 서로 전기적으로 분리된 두개의 전극 사이에 전해질이 충진되어 있고 전류 집전체는 전극에 효과적으로 전하를 충전시키거나 방전시키는 역할을 한다. 이러한 EDLC 커패시터의 전극재료로 사용되는 활성탄소 전극은 미세기공으로 이루어진 다공질로서 넓은 비표면적을 가지고 있어, 활성탄소 전극에 (-)를 걸어주면 전해질로부터 해리되어 나온 (+)이온이 활성탄소 전극의 기공 내로 들어가서 (+)층을 이루고, 이는 활성탄소 전극의 계면에 형성된 (-)층과 전기이중층을 형성하면서 전하를 충전시키게 된다.EDLC capacitors consist of a current collector, an electrode, an electrolyte, and a separator, and an electrolyte is filled between two electrodes electrically separated from each other by the separator, and the current collector effectively charges or discharges an electric charge to the electrode. do. The activated carbon electrode used as the electrode material of the EDLC capacitor is a porous material composed of micropores, and has a large specific surface area. When (+) is applied to the activated carbon electrode, the positive ions released from the electrolyte are released into the pores of the activated carbon electrode. It enters into a (+) layer, which charges the electric charge by forming a double layer and an electric double layer formed at the interface of the activated carbon electrode.

한편 상술한 전기 이중층 커패시터는 양극판과 음극판을 롤 타입으로 감아서 형성하는 권취형 커패시터와 일정 면적을 가지는 판형을 중첩하여 형성하는 파우치형 슈퍼 커패시터가 제작 판매되고 있다. 여기서 권취형 커패시터의 경우 대용량 및 고전압 제공을 위해 이용되는 경향이 있다. 한편 파우치형 슈퍼 커패시터 또한 다수개의 판형 극판들을 수개 적층하여 일정 전압 이상을 공급하는 형태로 제작되고 있다. 특히 파우치형 슈퍼 커패시터의 경우 극판에 전극부를 형성하고 각 전극부들을 취합하여 제공하는데, 기존 파우치형 슈퍼 커패시터의 경우 전극부들을 취합하여 병렬로 연결되는 구조이기 때문에 최초 극판의 면적에 해당하는 전압 이상의 고전압을 제공할 수 없는 문제점이 있었다. 이 문제점을 해결하기 위하여 각 전극부들을 직렬로 연결하는 방안이 제안되었으나 직렬로 연결하는 과정에서 전극부들 간에 간섭이 발생하여 단락이 발생하는 문제가 있다. 이를 방지하기 위해서 종래에는 절연체를 이용하였는데, 이러한 절연체 삽입 공정으로 인하여 제품 제작이 복잡하고 제품의 단가가 상승하는 문제점이 있다.Meanwhile, the above-described electric double layer capacitor is manufactured and sold by winding a capacitor formed by winding a positive electrode plate and a negative electrode plate in a roll type and a pouch type super capacitor formed by overlapping a plate shape having a predetermined area. Here, winding capacitors tend to be used for providing high capacity and high voltage. Meanwhile, pouch type supercapacitors are also manufactured in a manner of supplying a predetermined voltage by stacking a plurality of plate electrode plates. In particular, in the case of pouch type supercapacitor, the electrode part is formed on the pole plate and each electrode part is collected and provided. In the case of the conventional pouch type supercapacitor, the electrode part is collected and connected in parallel so that the voltage of the first pole plate is greater than There was a problem that can not provide a high voltage. In order to solve this problem, a method of connecting each electrode unit in series has been proposed, but there is a problem in that a short circuit occurs due to interference between the electrode units in the process of connecting in series. In order to prevent this, insulators have been conventionally used. Due to the insulator insertion process, the production of the product is complicated and the unit price of the product increases.

따라서 본 발명의 목적은 보다 간단한 구조를 채용하면서도 일정 전압 이상의 전기 용량을 제공할 수 있는 파우치형 슈퍼 커패시터 및 이의 제작 방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a pouch-type supercapacitor and a method of manufacturing the same, which can provide a capacitance more than a predetermined voltage while employing a simpler structure.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 제1 측면의 제1 위치에 제1 전극부가 형성되며 제2 측면의 제2 위치에 제1 연결 전극부가 형성되는 제1 적층셀, 상기 제1 적층셀에 적층되며 상기 제1 측면의 제3 위치에 제2 전극부가 형성되며 제2 측면의 제2 위치에 제2 연결 전극부가 형성되는 제2 적층셀을 포함하며, 상기 제1 연결 전극부와 제2 연결 전극부가 연결되어 형성되는 통합 적층셀로 구성되는 파우치형 슈퍼 커패시터의 구성을 개시한다.According to the present invention for achieving the above object, a first stacked cell in which a first electrode part is formed at a first position of a first side and a first connection electrode part is formed at a second position of a second side, the first stacked part And a second stacked cell stacked on the cell and having a second electrode portion formed at a third position of the first side surface and a second connection electrode portion formed at a second position of the second side surface. Disclosed is a configuration of a pouch-type super capacitor composed of an integrated stacked cell formed by connecting two connection electrode parts.

여기서 상기 파우치형 슈퍼 커패시터는 상기 제1 연결 전극부와 제2 연결 전극부를 연결하는 전극 연결부, 상기 제1 연결 전극부와 제2 연결 전극부를 직접 결합하는 결합 구조물을 더 포함할 수 있다.The pouch-type supercapacitor may further include an electrode connection part connecting the first connection electrode part and the second connection electrode part, and a coupling structure directly coupling the first connection electrode part and the second connection electrode part.

한편, 상기 제1 적층셀은 상기 제1 전극부가 좌상측 모서리 영역에 형성되는 제11 양극판, 상기 제1 연결 전극부가 중하, 좌하, 우하 중 적어도 한 곳에 형성되는 제12음극판, 상기 양극판과 상기 음극판 사이에 배치되는 제1 분리막을 포함할 수 있으며, 상기 제2 적층셀은 상기 제2 전극부가 우상측 모서리 영역에 형성되는 제21 음극판, 상기 제2 연결 전극부가 상기 제1 연결 전극부가 형성된 위치와 동일한 위치에 형성되는 제22 양극판, 상기 음극판과 상기 양극판 사이에 배치되는 제2 분리막을 포함할 수 있다.The first stacked cell may include an eleventh positive electrode plate in which the first electrode part is formed in an upper left corner region, a twelfth negative electrode plate in which the first connection electrode part is formed in at least one of middle, left, and right bottoms, the positive plate and the negative electrode plate. And a first separator disposed between the second stacked cell, wherein the second stacked cell includes a twenty-first cathode plate in which the second electrode is formed at an upper right corner, and a position at which the second connection electrode is formed at the first connection electrode; It may include a 22nd positive electrode plate formed at the same position, a second separator disposed between the negative electrode plate and the positive electrode plate.

이러한 상기 통합 적층셀은 상기 제11 양극판, 상기 제1 분리막, 상기 제12 음극판, 제3 분리막, 상기 제22 양극판, 상기 제2 분리막, 상기 제21 음극판 순서로 적층될 수 있다.The integrated stacked cells may be stacked in the order of the eleventh positive electrode plate, the first separator, the twelfth negative electrode plate, the third separator, the twenty-second positive plate, the second separator, and the twenty-first negative plate.

상기 파우치형 슈퍼 커패시터는 상기 제1 적층셀과 상기 제2 적층셀 사이에 배치되는 절연체를 더 포함할 수도 있다.The pouch-type supercapacitor may further include an insulator disposed between the first stacked cell and the second stacked cell.

본 발명은 또한, 제1 측면의 제1 위치에 제1 전극부가 형성되는 제11 전극판과 제2 측면의 제2 위치에 제1 연결 전극부가 형성된 제12 전극판을 포함하는 제1 적층셀을 마련하는 단계와, 상기 제1 측면의 제3 위치에 제2 전극부가 형성되는 제21 전극판과 제2 측면의 제2 위치에 제2 연결 전극부가 형성되는 제22 전극판을 포함하는 제2 적층셀을 마련하는 단계, 상기 제1 적층셀 및 상기 제2 적층셀을 적층하는 적층 단계, 상기 제1 연결 전극부와 제2 연결 전극부를 연결하는 연결 단계를 포함하는 파우치형 슈퍼 커패시터 제조 방법의 구성을 개시한다.The present invention also provides a first stacked cell including an eleventh electrode plate having a first electrode portion formed at a first position of a first side surface and a twelfth electrode plate having a first connecting electrode portion formed at a second position of a second side surface. And a second stack including a twenty-first electrode plate having a second electrode portion formed at a third position of the first side surface, and a twenty-second electrode plate having a second connecting electrode portion formed at a second position of the second side surface. A method of manufacturing a pouch type supercapacitor comprising the steps of preparing a cell, laminating the first stacked cell and the second stacked cell, and connecting the first connecting electrode part and the second connecting electrode part. Initiate.

여기서 상기 적층 단계는 상기 제11 전극판과 상기 제12 전극판 사이에 제1 분리막을 배치하여 적층하는 단계, 상기 제21 전극판과 상기 제22 전극판 사이에 제2 분리막을 배치하여 적층하는 단계, 상기 제1 적층셀과 상기 제2 적층셀 사이에 제3 분리막을 배치하여 상기 적층하는 셀 적층 단계를 포함할 수 있다.The stacking step may include stacking a first separator between the eleventh electrode plate and the twelfth electrode plate, and stacking a second separator between the twenty-first electrode plate and the twenty-second electrode plate. The method may include stacking the cell by disposing a third separator between the first stacked cell and the second stacked cell.

그리고 상기 셀 적층 단계는 상기 제12 전극판과 극성이 다른 상기 제22 전극판이 상기 제3 분리막을 사이로 서로 대면되도록 배치하는 단계가 될 수 있다.The cell stacking step may be a step in which the twenty-second electrode plate having a different polarity from the twelfth electrode plate is disposed to face the third separator.

한편 상기 연결 단계는 상기 제1 연결 전극부와 제2 연결 전극부를 연결하는 전극 연결부를 이용하여 연결하는 단계, 상기 제1 연결 전극부와 제2 연결 전극부를 전도성 접착제, 나사홀과 나사, 클립 중 적어도 하나를 이용하여 직접 결합하는 단계 중 어느 하나의 단계를 포함할 수 있다.The connecting step may include connecting the first connection electrode part and the second connection electrode part by using an electrode connection part, wherein the first connection electrode part and the second connection electrode part are formed of a conductive adhesive, a screw hole, a screw, and a clip. It may include any one of the steps of directly bonding using at least one.

본 발명의 실시 예에 따른 파우치형 슈퍼 커패시터 및 이의 제작 방법에 따르면, 본 발명은 보다 간단한 구조의 채용으로 일정 전압 이상을 제공하기 위하여 적층셀들을 보다 간단하게 직렬로 연결할 수 있으며, 추가적인 구조물의 채용 없이 제작할 수 있어 생산 단가를 절감할 수 있고 적층셀의 면적의 증가 없이 요구되는 일정 전압을 제공할 수 있다.According to the pouch-type supercapacitor according to an embodiment of the present invention and a manufacturing method thereof, the present invention can more simply connect the stacked cells in series to provide a predetermined voltage or more by adopting a simpler structure, and employing an additional structure. It can be manufactured without the need to reduce the production cost and can provide the required constant voltage without increasing the area of the laminated cell.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 파우치형 슈퍼 커패시터 제작을 설명하기 위한 도면들.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 파우치형 슈퍼 커패시터 제작을 설명하기 위한 도면들.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 파우치형 슈퍼 커패시터 제작 방법을 설명하기 위한 도면.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 파우치형 슈퍼 커패시터를 제작한 형태를 나타낸 도면.
도 9는 본 발명에 따라 제작된 파우치형 슈퍼 커패시터의 충방전 곡선을 나타낸 도면.
도 10은 도 9의 테스트 방법을 나타낸 도면.
도 11은 본 발명의 파우치형 슈퍼 커패시터의 자가방전 거동을 나타낸 도면.
도 12는 본 발명의 파우치형 슈퍼 커패시터의 전류 밀도에 따른 용량 변화를 나타낸 도면.
도 13은 본 발명의 파우치형 슈퍼 커패시터의 온도별 임피던스 변화를 나타낸 도면.1 to 3 are diagrams for explaining the fabrication of a pouch type super capacitor according to a first embodiment of the present invention.
4 to 6 are views for explaining the fabrication of a pouch type super capacitor according to a second embodiment of the present invention.
7 is a view for explaining a pouch-type super capacitor manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
8 is a view showing a form of manufacturing a pouch-type super capacitor according to an embodiment of the present invention.
9 is a view showing the charge and discharge curve of the pouch-type supercapacitor manufactured according to the present invention.
10 illustrates the test method of FIG. 9.
11 is a view showing the self-discharge behavior of the pouch-type super capacitor of the present invention.
12 is a view showing the capacity change according to the current density of the pouch-type supercapacitor of the present invention.
13 is a view showing the change in impedance of the temperature of the pouch-type supercapacitor of the present invention.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명의 실시 예에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, only parts necessary for understanding the operation according to the embodiment of the present invention will be described, and the description of other parts will be omitted so as not to disturb the gist of the present invention.

이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.The terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary meanings and the inventor is not limited to the meaning of the terms in order to describe his invention in the best way. It should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments described in the present specification and the configuration shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention, and do not represent all of the technical idea of the present invention, and various equivalents may be substituted for them at the time of the present application. It should be understood that there may be water and variations.

이하 본 발명의 기능과 관련된 구성들과 구성들의 역할에 대하여 보다 상세히 설명하기로 한다. 여기서 본 발명의 특징이 상술한 예시들로 한정되는 것은 아니다. 즉 본 발명은 특징은 상술한 예시들뿐만 아니라 이하에서 설명하는 각 구성들의 형태 변경이나, 추가적인 기능들까지도 포함하는 형태로 이해되어야 할 것이다.Hereinafter will be described in more detail with respect to the configuration and the role of the configuration related to the function of the present invention. The features of the present invention are not limited to the above examples. That is, the present invention should be understood as a feature that includes not only the above-described examples but also changes in form or additional functions of respective elements described below.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 파우치형 슈퍼 커패시터 제작을 설명하기 위한 도면이다.1 to 3 are diagrams for explaining the fabrication of a pouch type super capacitor according to a first embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 파우치형 슈퍼 커패시터는 제1 적층셀(100)과 제2 적층셀(200)이 적층된 통합 적층셀(300)을 포함하며, 선택적으로 제1 적층셀(100)과 제2 적층셀(200)의 일단의 전극들을 연결하는 전극 연결부(400)를 더 포함할 수 있고, 상술한 구성들을 포장하는 케이스를 더 포함할 수 있다. 1 to 3, the pouch type supercapacitor of the present invention includes an integrated stacked cell 300 in which a first stacked cell 100 and a second stacked cell 200 are stacked, and optionally, a first stacked cell. The electrode 100 may further include an electrode connector 400 connecting the electrodes of one end of the cell 100 and the second stacked cell 200, and may further include a case for packaging the above-described components.

이와 같은 구성의 파우치형 슈퍼 커패시터는 제1 적층셀(100)과 제2 적층셀(200)에 각각 직접 연결이 가능한 별도의 연결 전극부들을 마련하고 제1 적층셀(100)과 제2 적층셀(200)을 직렬로 연결할 수 있도록 함으로써 적층셀의 면적을 늘리지 않으면서도 일정 크기의 전압을 제공할 수 있다. 또한 본 발명의 파우치형 슈퍼 커패시터는 두 개의 단위 셀 결합을 통하여 소형의 파우치형으로 제작 가능하면서도 두 셀의 전극 연결이 적층 방향과는 무관하며 다른 전극들과의 간섭이 없어 별도의 추가 구조물 없이 제품 제작을 보다 용이하게 할 수 있는 특징이 있다.The pouch-type supercapacitor having such a configuration has separate connection electrode parts directly connected to the first stacked cell 100 and the second stacked cell 200, and the first stacked cell 100 and the second stacked cell. By allowing the 200 to be connected in series, a voltage of a predetermined size can be provided without increasing the area of the stacked cell. In addition, the pouch type supercapacitor of the present invention can be manufactured in a small pouch type by combining two unit cells, but the electrode connection of the two cells is independent of the stacking direction, and there is no interference with other electrodes. There are features that can make the production easier.

제1 적층셀(100)은 도 1에 도시된 바와 같이 제11 양극판(110)과 제12 음극판(120)을 적층하되, 중간에 제1 분리막(130)을 배치하여 구성할 수 있다.The first stacked cell 100 may be configured by stacking the eleventh positive electrode plate 110 and the twelfth negative electrode plate 120, as shown in FIG. 1, with the first separator 130 disposed in the middle.

제11 양극판(110)은 집전체 상에 양극활물질이 도포되어 형성된 극판이 될 수 있다. 이러한 제11 양극판(110)은 도시된 바와 같이 직사각형의 제11 판재부(111)와, 제11 판재부(111)의 제1 측면 중 제1 위치에 마련되어 양극 전극부로 이용되는 제11 전극부(112)가 마련될 수 있다. 예를 들어 도시된 도면을 기준으로 제11 전극부(112)는 제11 판재부(111)의 좌상측 모서리에 인접된 영역에 형성될 수 있다. The eleventh positive electrode plate 110 may be an electrode plate formed by coating a positive electrode active material on a current collector. As illustrated, the eleventh positive electrode plate 110 may include a rectangular eleventh plate portion 111 and an eleventh electrode portion provided at a first position among the first side surfaces of the eleventh plate portion 111 and used as an anode electrode portion ( 112 may be provided. For example, the eleventh electrode part 112 may be formed in an area adjacent to an upper left corner of the eleventh plate part 111 based on the illustrated drawing.

제12 음극판(120)은 집전체 상에 음극활물질이 도포되어 형성된 극판으로 구성될 수 있다. 제12 음극판(120)은 직사각형의 제12 판재부(121)와, 제12 판재부(121)의 제2 측면 중 제2 위치에 마련되어 제1 연결 전극부로 이용되는 제12 전극부(122)를 포함할 수 있다. 예를 들어 도시된 도면을 기준으로 제12 전극부(122)는 제12 판재부(121)의 중하측 가장자리 영역에서 아래 방향으로 돌출되어 형성될 수 있다.The twelfth negative electrode plate 120 may be formed of an electrode plate formed by coating a negative electrode active material on a current collector. The twelfth negative electrode plate 120 includes a rectangular twelfth plate portion 121 and a twelfth electrode portion 122 provided at a second position among the second side surfaces of the twelfth plate portion 121 and used as the first connection electrode portion. It may include. For example, the twelfth electrode part 122 may protrude downward from the middle lower edge area of the twelfth plate part 121 based on the illustrated drawing.

상술한 양극판 및 이하에서 설명하는 양극판은 양극과 알루미늄 포일로 형성되는 집전체로 이루어진다. 양극은 알루미늄 포일 타입의 집전체의 전면과 후면에 도포되어 형성되며, 활성탄 60 내지 75wt.%와, 양극활물질 5 내지 15wt.%와, 도전재 1 내지 10wt.%와, 바인더 5 내지 15wt.%로 이루어져 복합전극을 형성한다. 즉, 양극은 양극활물질, 활성탄 및 도전재 등의 복합재질을 갖는 복합전극이 사용된다. 이러한 양극을 이루는 양극활물질은 전하의 캐리어가 되는 리튬이온이 양극과 음극 사이를 이동하여 전지반응이 진행됨으로써 리튬이 이동하기 쉬운 구조를 갖는 스피넬계, 올리빈계 및 층상계 중 하나가 선택되어 사용된다.The positive electrode plate described above and the positive electrode plate described below are made of a current collector formed of a positive electrode and an aluminum foil. The positive electrode is formed by applying to the front and rear of the aluminum foil current collector, 60 to 75 wt.% Activated carbon, 5 to 15 wt.% Positive electrode active material, 1 to 10 wt.% Conductive material, and 5 to 15 wt.% Binder. It consists of to form a composite electrode. That is, a composite electrode having a composite material such as a cathode active material, activated carbon, and a conductive material is used as the anode. The positive electrode active material constituting the positive electrode is selected from spinel, olivine, and layered layers having a structure in which lithium is easily moved as lithium ions, which are carriers of charge, move between the positive electrode and the negative electrode and the battery reaction proceeds. .

상술한 음극판 및 이하에서 설명하는 음극판은 음극과 알루미늄 포일 타입의 집전체로 이루어지며, 양극과 대향되도록 배치되며 음극활물질 60 내지 90wt.%와, 도전재 5 내지 20wt.%와, 바인더 5 내지 15wt.%로 이루어져 복합전극을 형성한다. 즉, 음극은 양극과 함께 음극활물질 및 도전재 등의 복합재질을 갖는 복합전극이 사용된다. 이러한 음극활물질은 본 발명의 슈퍼 커패시터 형태에 따라 양극활물질과 다른 재질이 이용될 수 있다. 예를 들어 본 발명의 슈퍼 커패시터가 하이브리드 형태로 마련되는 경우 음극활물질은 카본이 코팅된 Li4Ti5O12이 사용될 수 있다. Li4Ti5O12는 리튬에 대해 전위가 높고 계면에 전해질과의 반응물과 리튬이 석출되지 않기 때문에 안전성 및 저온 특성이 개선된다.The negative electrode plate and the negative electrode plate to be described below are composed of a negative electrode and a current collector of an aluminum foil type, and are disposed to face the positive electrode and have a negative active material of 60 to 90 wt.%, A conductive material of 5 to 20 wt.%, And a binder of 5 to 15 wt. It consists of.% To form a composite electrode. That is, a composite electrode having a composite material such as a cathode active material and a conductive material together with the anode is used. The cathode active material may be a different material from the cathode active material according to the supercapacitor type of the present invention. For example, when the supercapacitor of the present invention is provided in a hybrid form, the negative electrode active material may be Li 4 Ti 5 O 12 coated with carbon. Li 4 Ti 5 O 12 has a high potential for lithium and does not precipitate lithium and reactants with the electrolyte at the interface, thereby improving safety and low temperature characteristics.

양극과 음극에서 각각 사용되는 도전재는 슈퍼-피(super-p)가 사용되며, 바인더는 PVDF(Polyvinylienefluoride), PVA(Polyvinyl alcohol) 및 PVP(Polyvinylpyrrolidone)로 이루어지는 군에서 하나가 선택되어 사용된다.Super-p is used as the conductive material used in the positive electrode and the negative electrode, and a binder is selected from the group consisting of polyvinylienefluoride (PVDF), polyvinyl alcohol (PVA), and polyvinylpyrrolidone (PVP).

상기 분리막은 양극과 음극 사이에 설치되어 양극과 음극이 서로 접촉되는 것을 방지하여 양극과 음극이 서로 물리적으로 접촉되어 발생될 수 있는 전기적으로 연결되는 단락현상을 차단한다. 이러한 분리막은 다공성을 갖는 분리막이 사용되며, 다공성을 갖는 분리막은 폴리프로필렌계, 폴리에틸렌계 및는 폴리올레핀계로 이루어지는 군에서 하나가 선택되어 사용된다.The separator is installed between the positive electrode and the negative electrode to prevent the positive electrode and the negative electrode from contacting each other to block the short circuit phenomenon that is electrically connected to the positive electrode and the negative electrode which may be generated by physical contact with each other. As the separator, a separator having a porosity is used, and one having a porosity is selected from the group consisting of polypropylene, polyethylene, and polyolefin.

상술한 바와 같이 구성된 제11 양극판(110) 및 제12 음극판(120)은 제1 분리막(130)을 사이에 두고 적층될 수 있다. 이때 제1 분리막(130)은 제11 양극판(110) 및 제12 음극판(120)의 전기적 연결을 차단하기 위하여 제11 양극판(110) 및 제12 음극판(120)의 크기보다 큰 면적을 가지며 마련될 수 있다. 그리고 제11 판재부(111) 및 제12 판재부(121)는 각각 유사한 면적을 가지며 형성될 수 있다. 한편 제1 분리막(130)이 중앙에 배치된 제1 적층셀(100)은 전해액 함침 과정을 거쳐 제1 분리막(130)과 제11 양극판(110) 사이 및 제1 분리막(130)과 제12 음극판(120) 사이에 전해액이 배치될 수도 있다. 이 과정은 통합 적층셀(300)이 마련된 후 수행될 수도 있다.The eleventh positive electrode plate 110 and the twelfth negative electrode plate 120 configured as described above may be stacked with the first separator 130 interposed therebetween. In this case, the first separator 130 may have an area larger than that of the eleventh positive electrode plate 110 and the twelfth negative electrode plate 120 to block electrical connection between the eleventh positive electrode plate 110 and the twelfth negative electrode plate 120. Can be. In addition, the eleventh plate portion 111 and the twelfth plate portion 121 may have similar areas, respectively. Meanwhile, the first stacked cell 100 having the first separator 130 disposed in the center is subjected to an electrolyte impregnation process, between the first separator 130 and the eleventh anode plate 110, and between the first separator 130 and the twelfth cathode plate. An electrolyte may be disposed between the 120. This process may be performed after the integrated stacked cell 300 is provided.

제2 적층셀(200)은 도 2에 도시된 바와 같이 제21 음극판(210)과 제22 양극판(220)을 제2 분리막(230)을 사이에 두고 적층하여 구성할 수 있다. 이때 제22 양극판(220)이 제21 음극판(210)보다 상측에 놓일 수 있다.As illustrated in FIG. 2, the second stacked cell 200 may be formed by stacking the twenty-first cathode plate 210 and the twenty-second anode plate 220 with the second separator 230 interposed therebetween. In this case, the twenty-second positive plate 220 may be disposed above the twenty-first negative plate 210.

제21 음극판(210)은 집전체 상에 음극활물질이 도포되어 형성된 극판이 될 수 있다. 이러한 제21 음극판(210)은 도시된 바와 같이 직사각형의 제21 판재부(211)와, 제21 판재부(211)의 제1 측면 중 제3 위치에 형성되어 음극 전극부로 이용되는 제21 전극부(212)가 마련될 수 있다. 예를 들어 도시된 도면을 기준으로 제21 전극부(212)는 제21 판재부(211)의 우상측 모서리에 인접된 영역에 형성될 수 있다. The twenty-first cathode plate 210 may be a cathode plate formed by coating a cathode active material on a current collector. As shown in the drawing, the twenty-first cathode plate 210 is formed in a rectangular twenty-first plate portion 211 and a third position of the first side surface of the twenty-first plate portion 211 to be used as a cathode electrode portion. 212 may be provided. For example, the twenty-first electrode part 212 may be formed in an area adjacent to the upper right corner of the twenty-first plate part 211 based on the illustrated drawing.

제22 양극판(220)은 집전체 상에 양극활물질이 도포되어 형성된 극판으로 구성될 수 있다. 제22 양극판(220)은 직사각형의 제22 판재부(221)와, 제22 판재부(221)의 제2 측면 중 제2 위치에 형성되어 제2 전극 연결부로 이용될 제22 전극부(222)를 포함할 수 있다. 예를 들어 도시된 도면을 기준으로 제22 전극부(222)는 제22 판재부(221)의 중하측 가장자리 영역에서 아래 방향으로 돌출되어 형성될 수 있다.The twenty-second positive electrode plate 220 may be formed of a positive electrode plate formed by coating a positive electrode active material on a current collector. The twenty-second bipolar plate 220 is formed in a rectangular twenty-second plate portion 221 and a twenty-second electrode portion 222 to be used as a second electrode connection portion formed at a second position among the second side surfaces of the twenty-second plate portion 221. It may include. For example, the twenty-second electrode part 222 may protrude downward from the middle lower edge area of the twenty-second plate member 221 based on the illustrated drawings.

상술한 바와 같이 구성된 제22 양극판(220) 및 제21 음극판(210)은 제2 분리막(230)을 사이에 두고 적층될 수 있다. 이때 제2 분리막(230)은 제22 양극판(220) 및 제21 음극판(210)의 전기적 연결을 차단하기 위하여 제22 양극판(220) 및 제21 음극판(210)의 크기보다 큰 면적을 가지며 마련될 수 있다. 그리고 제21 판재부(211) 및 제22 판재부(221)는 각각 유사한 면적을 가지며 형성될 수 있다. 한편 제2 분리막(230)이 중앙에 배치된 제2 적층셀(200)은 전해액 함침 과정을 거쳐 제2 분리막(230)과 제22 양극판(220) 사이 및 제2 분리막(230)과 제21 음극판(210) 사이에 전해액이 배치될 수도 있다. 이 과정은 통합 적층셀(300)이 마련된 후 수행될 수도 있다.The twenty-second positive plate 220 and the twenty-first negative plate 210 configured as described above may be stacked with the second separator 230 interposed therebetween. In this case, the second separator 230 may have an area larger than that of the twenty-second positive electrode 220 and the twenty-first negative plate 210 to block electrical connection between the twenty-second positive electrode 220 and the twenty-first negative plate 210. Can be. In addition, the twenty-first plate portion 211 and the twenty-second plate portion 221 may have a similar area. Meanwhile, the second stacked cell 200 in which the second separator 230 is disposed in the center is subjected to an electrolyte impregnation process, between the second separator 230 and the 22nd positive electrode 220, and the second separator 230 and the 21st negative electrode plate. An electrolyte may be disposed between the 210. This process may be performed after the integrated stacked cell 300 is provided.

통합 적층셀(300)은 도 3에 도시된 바와 같이 제1 적층셀(100)과 제2 적층셀(200)을 제3 분리막(150)을 사이에 두고 적층하여 구성할 수 있다. 여기서 제1 적층셀(100) 및 제2 적층셀(200)을 단순히 적층하여 통합 적층셀(300)을 구성하는 경우 상기 제3 분리막(150)은 제거될 수 있다. 이 경우 제1 적층셀(100)과 제2 적층셀(200)이 서로 대면되는 영역은 절연될 수 있다.The integrated stack cell 300 may be configured by stacking the first stack cell 100 and the second stack cell 200 with the third separator 150 therebetween, as shown in FIG. 3. When the first stacked cell 100 and the second stacked cell 200 are simply stacked to form an integrated stacked cell 300, the third separator 150 may be removed. In this case, an area where the first stacked cell 100 and the second stacked cell 200 face each other may be insulated.

제1 적층셀(100)은 도 1에서 설명한 바와 같이 좌상측 모서리 영역에 제11 전극부(112)가 마련되며, 중하측 가장자리 영역에 제12 전극부(122)가 마련된다. 여기서 제11 전극부(112)는 양극 전극부 역할을 수행하며, 제12 전극부(122)는 제2 적층셀(200)과 연결되는 음극의 연결 전극부 역할을 수행한다. 제1 적층셀(100)의 중앙에는 제11 판재부(111)와 제12 판재부(121)가 제1 분리막(130)을 사이에 두고 배치될 수 있다. 제12 판재부(121)는 제1 분리막(130)을 사이에 두고 제11 판재부(111)의 아래에 놓일 수 있다.As described with reference to FIG. 1, the first stacked cell 100 is provided with the eleventh electrode portion 112 in the upper left corner region, and the twelfth electrode portion 122 in the middle lower edge region. Here, the eleventh electrode part 112 serves as a positive electrode part, and the twelfth electrode part 122 serves as a connecting electrode part of a cathode connected to the second stacked cell 200. An eleventh plate portion 111 and a twelfth plate portion 121 may be disposed at the center of the first stacked cell 100 with the first separator 130 interposed therebetween. The twelfth plate portion 121 may be disposed below the eleventh plate portion 111 with the first separator 130 therebetween.

제2 적층셀(200)은 도 2에서 설명한 바와 같이 우상측 모서리 영역에 제21 전극부(212)가 마련되며, 중하측 가장자리 영역에 제22 전극부(222)가 마련된다. 제21 전극부(212)는 음극 전극부 역할을 수행하며, 제22 전극부(222)는 제1 적층셀(100)의 제12 전극부(122)와 연결되는 양극의 연결 전극부 역할을 수행한다. 제2 적층셀(200)의 중앙에는 제21 판재부(211)와 제22 판재부(221)가 제2 분리막(230)을 사이에 두고 배치될 수 있다. 여기서 음극성의 극판인 제21 판재부(211)는 제2 분리막(230)을 사이에 두고 제22 판재부(221) 아래에 놓일 수 있다.As described above with reference to FIG. 2, the second stacked cell 200 is provided with a twenty-first electrode portion 212 in the upper right corner region, and a twenty-second electrode portion 222 in the middle lower edge region. The twenty-first electrode part 212 serves as a cathode electrode part, and the twenty-second electrode part 222 serves as a connection electrode part of a positive electrode connected to the twelfth electrode part 122 of the first stacked cell 100. do. The twenty-first plate portion 211 and the twenty-second plate portion 221 may be disposed in the center of the second stacked cell 200 with the second separator 230 interposed therebetween. The twenty-first plate portion 211, which is a negative electrode plate, may be disposed below the twenty-second plate portion 221 with the second separator 230 therebetween.

이러한 통합 적층셀(300)은 제1 적층셀(100)과 제2 적층셀(200)이 제3 분리막(150)을 사이에 두고 적층될 수 있다. 이때 제3 분리막(150)은 제1 적층셀(100)의 중앙에 배치된 판재부들 예를 들면 제12 판재부(121)와 제2 적층셀(200)의 중앙에 배치된 판재부들 예를 들면 제21 판재부(211) 사이에 배치된다. 제3 분리막(150)은 제12 판재부(121)와 제22 판재부(221) 사이의 전기적 연결을 차단하기 위하여 상술한 제12 판재부(121)와 제22 판재부(221)의 면보다 큰 면을 가지는 형태로 마련될 수 있다. 여기서 제3 분리막(150)은 설계자의 의도에 따라 생략될 수 도 있다. 제3 분리막(150)이 생략되면 제1 적층셀(100)과 제2 적층셀(200)이 서로 적층되는 면에는 단락 방지를 위한 절연체가 배치될 수 있다. 제3 분리막(150)이 제1 적층셀(100)과 제2 적층셀(200) 사이에 배치되는 경우 서로 대면되는 면의 판재부들 예를 들면 제12 판재부(121)의 후면과 제22 판재부(221)의 전면에는 각각 양극과 음극이 형성될 수 있다. 제3 분리막(150)이 배치된 통합 적층셀(300)은 전해액 함침 과정을 통하여 전해액이 각 구성들 사이에 함침될 수 있다. The integrated stacked cell 300 may be stacked with the first stacked cell 100 and the second stacked cell 200 with the third separator 150 therebetween. In this case, the third separator 150 may include plate portions disposed in the center of the first stacked cell 100, for example, plate portions disposed in the center of the twelfth plate portion 121 and the second stacked cell 200, for example. It is arranged between the twenty-first plate portion 211. The third separator 150 is larger than the surfaces of the twelfth plate portion 121 and the twenty-second plate portion 221 to block electrical connection between the twelfth plate portion 121 and the twenty-second plate portion 221. It may be provided in the form having a face. The third separator 150 may be omitted according to the designer's intention. When the third separator 150 is omitted, an insulator for preventing a short circuit may be disposed on a surface of the first stacked cell 100 and the second stacked cell 200 stacked on each other. When the third separator 150 is disposed between the first stacked cell 100 and the second stacked cell 200, the plate parts having faces facing each other, for example, the rear surface of the twelfth plate part 121 and the twenty-second plate material An anode and a cathode may be respectively formed on the front surface of the unit 221. In the integrated stacked cell 300 in which the third separator 150 is disposed, the electrolyte may be impregnated between the components through an electrolyte impregnation process.

한편 통합 적층셀(300)은 제12 전극부(122) 및 제22 전극부(222)를 연결하는 전극 연결부(400)를 더 포함할 수 있다. 이 전극 연결부(400)는 제12 전극부(122)와 제22 전극부(222)를 전기적으로 연결하는 구성이다. 전극 연결부(400)는 제12 전극부(122)의 일단과 접촉 고정되는 제1 접촉부()와 제22 전극부(222)의 일단과 접촉 고정되는 제2 접촉부(401) 및 제1 접촉부(401)와 제2 접촉부(403)를 연결하는 바디부(405)를 포함할 수 있다. 제1 접촉부(401) 및 제2 접촉부(403)는 각각 제12 전극부(122)와 제22 전극부(222)에 접촉된 후 고정되기 위한 결합 구조물 예를 들면 전도성 접착제나, 나사, 클립 등이 배치될 수 있다.Meanwhile, the integrated stack cell 300 may further include an electrode connection part 400 connecting the twelfth electrode part 122 and the twenty-second electrode part 222. The electrode connection part 400 is configured to electrically connect the twelfth electrode part 122 and the twenty-second electrode part 222. The electrode connection part 400 includes a first contact part 401 contacted with one end of the twelfth electrode part 122 and a second contact part 401 and a first contact part 401 contacted with one end of the twenty-second electrode part 222. ) May include a body portion 405 connecting the second contact portion 403. The first contact portion 401 and the second contact portion 403 are in contact with the twelfth electrode portion 122 and the twenty-second electrode portion 222, respectively, and are coupled to each other to be fixed, for example, conductive adhesives, screws, clips, and the like. This can be arranged.

여기서 제12 전극부(122) 및 제22 전극부(222)가 직접적으로 연결될 수 있을 정도의 길이로 제작되는 경우 상기 전극 연결부(400)의 구성을 생략될 수 있다. 이를 위하여 제12 전극부(122)의 끝단과 제22 전극부(222)의 끝단에는 전도성 접착제가 마련될 수 있다. 또는 제12 전극부(122) 및 제22 전극부(222)의 끝단에는 홀이 마련되고, 홀을 관통하여 제12 전극부(122) 및 제22 전극부(222)를 전기적으로 그리고 물리적으로 연결할 수 있는 나사 구조물이나 클립 등이 더 마련될 수 있다.In this case, when the twelfth electrode part 122 and the twenty-second electrode part 222 are manufactured to have a length sufficient to be directly connected, the configuration of the electrode connection part 400 may be omitted. To this end, a conductive adhesive may be provided at the end of the twelfth electrode part 122 and the end of the twenty-second electrode part 222. Alternatively, holes are provided at ends of the twelfth electrode part 122 and the twenty-second electrode part 222 to electrically and physically connect the twelfth electrode part 122 and the twenty-second electrode part 222 through the hole. Screw structures or clips may be further provided.

상술한 바와 같은 통합 적층셀(300)은 양극 전극부와 음극 전극부가 동일한 방향의 측면에 각기 다른 위치에 마련되는 한편, 직렬로 연결된 연결 전극부들은 상기 양극 전극부 및 음극 전극부가 마련된 측면과 다른 측면에서 동일한 위치에 마련된다. 결과적으로 직렬연결을 위한 연결 전극부들은 상호 연결을 보다 용이하게 할 수 있도록 배치되며, 상호 연결 과정에서 다른 전극부들로부터 간섭이 발생하지 않아 별도의 절연체와 같은 구조물의 배치가 요구되지 않는다. 이에 따라 본 발명의 파우치형 슈퍼 커패시터는 셀 적층 및 연결을 보다 용이하게 할 수 있어 제작이 용이하고 생산비가 절감되는 효과를 달성할 수 있다.In the integrated stacked cell 300 as described above, the positive electrode part and the negative electrode part are provided at different positions on side surfaces of the same direction, while the connection electrode parts connected in series are different from the side surfaces provided with the positive electrode part and the negative electrode part. It is provided at the same position from the side. As a result, the connecting electrode parts for series connection are arranged to facilitate the interconnection, and since the interference does not occur from other electrode parts in the interconnection process, arrangement of a structure such as a separate insulator is not required. Accordingly, the pouch-type supercapacitor of the present invention can more easily stack and connect cells, thereby achieving easy manufacturing and reducing production costs.

도 4 내지 도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 파우치형 슈퍼 커패시터 제작을 설명하기 위한 도면이다.4 to 6 are views for explaining the fabrication of a pouch-type super capacitor according to a second embodiment of the present invention.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 파우치형 슈퍼 커패시터는 앞서 도 1 내지 도 3에서 설명한 바와 유사하게 제1 적층셀(100)과 제2 적층셀(200)이 적층된 통합 적층셀(300), 제1 적층셀(100)과 제2 적층셀(200)의 일단의 전극들을 연결하는 전극 연결부(400)를 포함하며, 상술한 구성들을 포장하는 케이스를 더 포함할 수 있다. 4 to 6, the pouch type super capacitor according to the second exemplary embodiment of the present invention is similar to the first stacked cell 100 and the second stacked cell 200 as described above with reference to FIGS. 1 to 3. It includes a stacked integrated stacked cell 300, the electrode connecting portion 400 for connecting the electrodes of one end of the first stacked cell 100 and the second stacked cell 200, and further comprises a case for packaging the above-described configuration can do.

제1 적층셀(100)은 도 4에 도시된 바와 같이 제11 양극판(110)과 제12 음극판(120)을 포함할 수 있으며, 제11 양극판(110)과 제12 음극판(120) 사이에 제1 분리막(130)이 배치될 수 있다. 제11 양극판(110)은 제11 판재부(111)와 제11 전극부(112)를 포함할 수 있다. 제11 전극부(112)는 제11 판재부(111)의 좌상측 가장자리에 배치될 수 있다. 제12 음극판(120)은 제12 판재부(121)와 제12 전극부(122)를 포함할 수 있다. 제12 전극부(122)는 제12 판재부(121)의 우하측 가장자리에서 돌출되어 형성될 수 있다.As shown in FIG. 4, the first stacked cell 100 may include an eleventh positive electrode plate 110 and a twelfth negative electrode plate 120, and may be formed between the eleventh positive electrode plate 110 and the twelfth negative electrode plate 120. 1 The separator 130 may be disposed. The eleventh positive electrode plate 110 may include an eleventh plate member 111 and an eleventh electrode unit 112. The eleventh electrode unit 112 may be disposed at an upper left edge of the eleventh plate member 111. The twelfth negative electrode plate 120 may include a twelfth plate part 121 and a twelfth electrode part 122. The twelfth electrode part 122 may protrude from the lower right edge of the twelfth plate part 121.

제2 적층셀(200)은 도 5에 도시된 바와 같이 제21 음극판(210)과 제22 양극판(220)을 포함할 수 있으며, 제21 음극판(210)과 제22 양극판(220) 사이에 제2 분리막(230)이 배치될 수 있다. 제21 음극판(210)은 제21 판재부(211)와 제21 전극부(212)를 포함할 수 있다. 제21 전극부(212)는 제21 판재부(211)의 우상측 모서리 영역에 마련될 수 있다. 제22 양극판(220)은 제22 판재부(221)와 제22 전극부(222)를 포함하며, 제22 전극부(222)는 제22 판재부(221)의 우하측 모서리 영역에 마련될 수 있다.As shown in FIG. 5, the second stacked cell 200 may include a twenty-first cathode plate 210 and a twenty-second anode plate 220, and may be formed between the twenty-first anode plate 210 and the 22nd anode plate 220. 2 separator 230 may be disposed. The twenty-first cathode plate 210 may include a twenty-first plate portion 211 and a twenty-first electrode portion 212. The twenty-first electrode part 212 may be provided at a right upper corner of the twenty-first plate part 211. The twenty-second anode plate 220 may include a twenty-second plate portion 221 and a twenty-second electrode portion 222, and the twenty-second electrode portion 222 may be provided at a lower right corner of the twenty-second plate portion 221. have.

상기 통합 적층셀(300)은 제1 적층셀(100) 및 제2 적층셀(200)을 적층하되 분리막을 중간에 삽입하여 마련될 수 있다. 이와 같은 구조의 통합 적층셀(300)은 좌상측 모서리 영역에 양극 전극부로 이용되는 제11 전극부(112)가 배치되고, 우상측 모서리 영역에 음극 전극부로 이용되는 제21 전극부(212)가 배치된다. 그리고 상기 통합 적층셀(300)은 우하측 모서리 영역에 음극의 제12 전극부(122)와 배치되며 동일한 위치에 양극의 제22 전극부(222)가 배치될 수 있다. 결과적으로 상기 통합 적층셀(300)은 제1 적층셀(100)과 제2 적층셀(200)을 직렬 연결하는 전극부들이 우하측 모서리 영역에 마련될 수 있으며, 추가로 마련되는 전극 연결부(400)를 이용하여 직렬연결을 지원할 수 있다. 이때 상기 통합 적층셀(300)은 전극 연결부(400)의 구성이 생략되고 우하측에 배치된 제12 전극부(122) 및 제22 전극부(222)를 직접 연결하기 위한 구조물이 마련될 수 있다.The integrated stack cell 300 may be provided by stacking the first stack cell 100 and the second stack cell 200 but inserting a separator in the middle. In the integrated stacked cell 300 having the above structure, the eleventh electrode part 112 used as the anode electrode part is disposed in the upper left corner area, and the twenty-first electrode part 212 used as the cathode electrode part is disposed in the upper right corner area. Is placed. In addition, the integrated stacked cell 300 may be disposed with the twelfth electrode part 122 of the cathode in the lower right corner region, and the twenty-second electrode part 222 of the anode may be disposed at the same position. As a result, the integrated stack cell 300 may be provided with electrode portions connecting the first stacked cell 100 and the second stacked cell 200 in the lower right corner region, and the electrode connection portion 400 additionally provided. ) Can be used for serial connection. In this case, the integrated stacked cell 300 may be provided with a structure for directly connecting the twelfth electrode portion 122 and the twenty-second electrode portion 222 disposed on the lower right side of the electrode connecting portion 400 is omitted. .

여기서 통합 적층셀(300)의 적층 순서는 제11 양극판(110), 제1 분리막(130), 제12 음극판(120), 제3 분리막(150), 제22 양극판(220), 제2 분리막(230), 제21 음극판(210)의 순서로 적층될 수 있다. 이에 따라 제12 음극판(120)과 제22 양극판(220)은 제3 분리막(150)을 사이로 하여 전하가 충전될 수 있도록 음극 및 양극이 해당 판재부의 면 상에 형성될 수 있다.In this case, the stacking order of the integrated stacked cells 300 may include the eleventh positive electrode plate 110, the first separator 130, the twelfth cathode plate 120, the third separator 150, the twenty-second anode plate 220, and the second separator ( 230, and the twenty-first cathode plate 210 may be stacked in this order. Accordingly, the 12th negative electrode plate 120 and the 22nd positive electrode plate 220 may have a negative electrode and a positive electrode formed on the surface of the plate portion so that electric charges may be charged between the third separator 150.

상술한 바와 같이 본 발명의 제2 실시 예에 따른 통합 적층셀(300)은 제1 측면 예를 들면 상측면에 양극 전극부와 음극 전극부가 마련되는 한편, 제2 측면 예를 들면 하측면에 연결 전극부들이 마련됨으로, 연결 전극부들이 연결되는 과정에서 다른 전극부들에 의한 간섭이 발생하지 않는다. 결과적으로 본 발명의 통합 적층셀(300)은 제1 적층셀(100)과 제2 적층셀(200)을 직렬로 연결할 수 있도록 적층되면서 다른 구조물들에 의한 간섭 없이 용이한 적층이 가능하며, 연결을 위한 별도의 구조물 예를 들면 다른 구조물과의 절연을 위한 절연체의 배치가 요구되지 않아 생산 단가를 절감할 수 있도록 지원한다.As described above, the integrated stacked cell 300 according to the second embodiment of the present invention is provided with a positive electrode part and a negative electrode part on a first side, for example, an upper side, and connected to a second side, for example, a bottom side. Since the electrode parts are provided, interference by other electrode parts does not occur in the process of connecting the connection electrode parts. As a result, the integrated stacked cell 300 of the present invention is stacked to connect the first stacked cell 100 and the second stacked cell 200 in series, and is easily stacked without interference by other structures. It is possible to reduce the production cost because no separate structure is required, for example, an insulator for insulation from other structures.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 파우치형 슈퍼 커패시터 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.7 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a pouch-type super capacitor according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 본 발명의 파우치형 슈퍼 커패시터 제조 방법은 먼저, S101 단계에서 제1 전극의 전극부 역할을 하는 제11 전극부가 제11 전극판의 제1 측면의 제1 위치에 배치되고, 제1 연결 전극부 역할을 하는 제12 전극부가 제12 전극판의 제2 측면의 제2 위치에 배치되는 제1 적층셀을 마련한다. 여기서 제1 적층셀은 제11 전극부가 마련되는 제11 전극판과 제12 전극부가 마련되는 제12 전극판 사이에 제1 분리막을 배치하여 서로 단락되지 않는 적층 구조를 가질 수 있다. Referring to FIG. 7, in the method of manufacturing a pouch-type supercapacitor of the present invention, first, an eleventh electrode part serving as an electrode part of the first electrode is disposed at a first position of the first side of the eleventh electrode plate in step S101. A first stacked cell in which a twelfth electrode part serving as a first connection electrode part is disposed at a second position of a second side surface of the twelfth electrode plate is provided. The first stacked cell may have a stacked structure in which a first separator is disposed between the eleventh electrode plate provided with the eleventh electrode part and the twelfth electrode plate provided with the twelfth electrode part so as not to be shorted to each other.

한편 S103 단계에서 제1 전극과 극성이 다른 제2 전극의 전극부 역할을 하는 제21 전극부가 제21 전극판의 제1 측면의 제3 위치에 배치되고, 제2 연결 전극부 역할을 하는 제22 전극부가 제22 전극판의 제2 측면의 제2 위치에 배치되는 제2 적층셀을 마련한다. 여기서 제2 적층셀은 제1 적층셀과 유사하게 제22 전극부가 마련되는 제22 전극판과 제21 전극부가 마련되는 제21 전극판이 제2 분리막을 사이로 적층되는 구조로 마련될 수 있다.On the other hand, in step S103, the twenty-first electrode portion serving as the electrode portion of the second electrode having a different polarity from the first electrode is disposed at the third position of the first side surface of the twenty-first electrode plate, and serves as the second connection electrode portion. An electrode portion is provided with a second stacked cell disposed at a second position of the second side surface of the twenty-second electrode plate. The second stacked cell may have a structure in which a twenty-second electrode plate provided with a twenty-second electrode part and a twenty-first electrode plate provided with a twenty-first electrode part are stacked between the second separator, similarly to the first stacked cell.

다음으로, S105 단계에서 제1 적층셀과 제2 적층셀을 적층하되 제3 분리막을 사이에 두고 적층한다. 이때 제1 적층셀의 제12 전극부와 제2 적층셀의 제22 전극부가 동일한 위치에 배치되도록 적층한다. 여기서 적층 순서는 제11 전극판, 제1 분리막, 제12 전극판, 제3 분리막, 제12 전극판과 극성이 다른 제22 전극판, 제2 분리막, 제21 전극판의 순서가 될 수 있다.Next, in step S105, the first stacked cell and the second stacked cell are stacked but stacked with the third separator interposed therebetween. At this time, the 12th electrode part of the first stacked cell and the 22nd electrode part of the second stacked cell are stacked to be disposed at the same position. The stacking order may be an order of the eleventh electrode plate, the first separator, the twelfth electrode plate, the third separator, the twenty-second electrode plate, the second separator, and the twenty-first electrode plate having different polarities from the twelfth electrode plate.

이후 S107 단계에서 제12 전극부와 제22 전극부를 전기적으로 연결하고, 케이스에 봉입하는 과정을 수행한다. 여기서 통합 적층셀을 전해액 함침하는 과정을 수행할 수 있다. 또는 전해액 함침 과정은 제1 적층셀을 마련하는 단계, 제2 적층셀을 마련하는 단계, 통합 적층셀을 마련하는 단계 각각에서 수행될 수 도 있다.Thereafter, in step S107, the twelfth electrode part and the twenty-second electrode part are electrically connected to each other, and a process of encapsulating the case is performed. In this case, a process of impregnating the integrated stack cell with electrolyte may be performed. Alternatively, the electrolyte impregnation process may be performed in each of the steps of preparing the first stacked cell, preparing the second stacked cell, and preparing the integrated stacked cell.

한편 상술한 설명에서 제1 측면의 제1 위치는 전극판의 상측 가장자리 영역 중 좌측에 치우친 일정 지점이 될 수 있으며, 제1 측면의 제3 위치는 전극판의 상측 가장자리 영역 중 우측에 치우친 일정 지점이 될 수 있다. 또한 제2 측면의 제2 위치는 전극판의 하측 가장자리 영역 중 중앙 영역 또는 하측 가장자리 영역 중 우측에 치우친 일정 지점이 될 수 있다. 그러나 본 발명의 파우치형 슈퍼 커패시터가 상술한 전극부들이 형성되는 위치에 한정되는 것은 아니다. 즉 본 발명의 파우치형 슈퍼 커패시터는 연결 전극부들이 동일한 측면의 동일한 위치에 마련되며 다른 전극부들과의 간섭 발생이 없도록 다른 전극부들이 형성된 측면과 다른 측면에 형성되는 것을 특징으로 한다. 결과적으로 본 발명의 파우치형 슈퍼 커패시터에서 연결 전극부들이 형성되는 제2 측면은 사각형 형태의 전극판에서 양극 전극부와 음극 전극부가 형성된 상측을 제외한 좌측, 우측, 하측 중 어느 한 곳을 지시할 수 있다. 제2 위치 또한 각 측면에서 일정 위치에 해당하는 것으로 가장자리의 중앙, 좌측, 우측 등 다양한 위치를 지시할 수 있는 것으로 특정 위치로 한정되는 것은 아니다.Meanwhile, in the above description, the first position of the first side surface may be a predetermined point biased to the left side of the upper edge region of the electrode plate, and the third position of the first side surface may be a predetermined point biased to the right side of the upper edge region of the electrode plate. This can be In addition, the second position of the second side surface may be a predetermined point biased to the right side of the center region or the lower edge region of the lower edge region of the electrode plate. However, the pouch type supercapacitor of the present invention is not limited to the position where the above-described electrode parts are formed. That is, the pouch-type supercapacitor of the present invention is characterized in that the connecting electrode portions are provided at the same position on the same side and are formed on the side and the side where the other electrode portions are formed so that there is no interference with the other electrode portions. As a result, in the pouch-type supercapacitor of the present invention, the second side surface on which the connection electrode parts are formed may indicate any one of the left side, the right side, and the lower side except for the upper side in which the positive electrode part and the negative electrode part are formed in the rectangular electrode plate. have. The second position also corresponds to a predetermined position on each side, and may indicate various positions such as the center, the left side, and the right side of the edge, but is not limited to the specific position.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명이 실시 예에 따란 파우치형 슈퍼 커패시터 제고 방법 및 이 제조 방법에 의하여 마련되는 슈퍼 커패시터는 제1 적층셀과 제2 적층셀이 직렬로 연결되어 형성되는 통합 적층셀의 구조에서 전극 연결부들이 양극 전극부와 음극 전극부가 형성되는 측면 이외에 형성되어 상호 연결될 수 있도록 지원한다. 이에 따라 본 발명은 파우치형 슈퍼 커패시터 제작 시 전극부들 간들의 간섭 없이 전극 연결을 손쉽게 수행할 수 있으며, 절연체와 같은 별도의 구조물이 요구되지 않아 생산비 절감을 달성할 수 있도록 지원할 수 있다.As described above, the present invention provides a pouch-type supercapacitor manufacturing method and a supercapacitor provided by the manufacturing method according to the embodiment of the present invention. In the electrode connecting portions are formed in addition to the side on which the positive electrode portion and the negative electrode portion are formed to support them to be interconnected. Accordingly, the present invention can easily perform the electrode connection without interference between the electrode portion when manufacturing the pouch-type super capacitor, it is possible to support to achieve a reduction in production cost because no separate structure such as an insulator is required.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 파우치형 슈퍼 커패시터를 제작한 형태를 나타낸 도면이며, 도 9는 제작된 파우치형 슈퍼 커패시터의 충방전 곡선을 나타낸 것이며, 도 10은 테스트 방법을 나타낸 도면이다. 도 11은 본 발명의 파우치형 슈퍼 커패시터의 자가방전 거동을 나타낸 도면이며, 도 12는 전류 밀도에 따른 용량 변화를 나타낸 도면이며, 도 13은 온도별 임피던스 변화를 나타낸 도면이다.FIG. 8 is a view illustrating a form of a pouch-type supercapacitor according to an exemplary embodiment of the present invention, FIG. 9 illustrates a charge / discharge curve of the manufactured pouch-type supercapacitor, and FIG. 10 is a diagram illustrating a test method. 11 is a view showing the self-discharge behavior of the pouch-type supercapacitor of the present invention, Figure 12 is a view showing the capacity change according to the current density, Figure 13 is a view showing the impedance change for each temperature.

도 8 내지 도 13에 나타낸 바와 같이 본 발명의 파우치형 슈퍼 커패시터는 제작 과정에서 일정 전압 예를 들면 5.5V 정도의 전압 공급이 가능하며, Low ESR 특성을 나타내고, 4000 cycle 이후에도 용량 보존률이 90% 이상 유지되어 우수한 특성을 나타냄을 알 수 있다.As shown in FIGS. 8 to 13, the pouch type supercapacitor of the present invention is capable of supplying a constant voltage, for example, about 5.5V, in a manufacturing process, exhibits a low ESR characteristic, and has a 90% capacity retention even after 4000 cycles. It can be seen that the above characteristics are maintained to exhibit excellent characteristics.

이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시 예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시 예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 균등론에 따라 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다. While the present invention has been described with reference to several preferred embodiments, these embodiments are illustrative and not restrictive. As such, those of ordinary skill in the art will appreciate that various changes and modifications may be made according to equivalents without departing from the spirit of the present invention and the scope of rights set forth in the appended claims.

100 : 제1 적층셀
200 : 제2 적층셀
300 : 통합 적층셀
400 : 전극 연결부100: first stacked cell
200: second stacked cell
300: integrated stack cell
400: electrode connection

Claims (11)

제1 측면의 제1 위치에 제1 전극부가 형성되며 제2 측면의 제2 위치에 제1 연결 전극부가 형성되는 제1 적층셀;
상기 제1 적층셀에 적층되며 상기 제1 측면의 제3 위치에 제2 전극부가 형성되며 제2 측면의 제2 위치에 제2 연결 전극부가 형성되는 제2 적층셀;을 포함하며,
상기 제1 연결 전극부와 제2 연결 전극부가 연결되어 형성되는 통합 적층셀로 구성되는 파우치형 슈퍼 커패시터.A first stacked cell in which a first electrode part is formed at a first position of the first side surface and a first connection electrode part is formed at a second position of the second side surface;
And a second stacked cell stacked on the first stacked cell and having a second electrode portion formed at a third position of the first side surface and a second connection electrode portion formed at a second position of the second side surface.
A pouch type super capacitor comprising an integrated stacked cell formed by connecting the first connection electrode part and the second connection electrode part. 제1항에 있어서,
상기 제1 연결 전극부와 제2 연결 전극부를 연결하는 전극 연결부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 슈퍼 커패시터.The method of claim 1,
An electrode connection part connecting the first connection electrode part and the second connection electrode part;
Pouch-type super capacitor further comprises. 제1항에 있어서,
상기 제1 연결 전극부와 제2 연결 전극부를 직접 결합하는 결합 구조물;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 슈퍼 커패시터.The method of claim 1,
A coupling structure for directly coupling the first connection electrode part and the second connection electrode part;
Pouch-type super capacitor, characterized in that it further comprises. 제1항에 있어서,
상기 제1 적층셀은
상기 제1 전극부가 좌상측 모서리 영역에 형성되는 제11 양극판;
상기 제1 연결 전극부가 중하, 좌하, 우하 중 적어도 한 곳에 형성되는 제12음극판;
상기 양극판과 상기 음극판 사이에 배치되는 제1 분리막;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 슈퍼 커패시터.The method of claim 1,
The first stacked cell is
An eleventh positive electrode plate on the first upper left corner;
A twelfth negative electrode plate formed on at least one of the lower, lower, and lower right portions of the first connection electrode part;
A first separator disposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate;
Pouch type super capacitor comprising a. 제4항에 있어서,
상기 제2 적층셀은
상기 제2 전극부가 우상측 모서리 영역에 형성되는 제21 음극판;
상기 제2 연결 전극부가 상기 제1 연결 전극부가 형성된 위치와 동일한 위치에 형성되는 제22 양극판;
상기 음극판과 상기 양극판 사이에 배치되는 제2 분리막;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 슈퍼 커패시터. 5. The method of claim 4,
The second stacked cell is
A twenty-first anode plate formed at the upper right side corner region of the second electrode unit;
A twenty-second anode plate having the second connection electrode portion formed at the same position as the position at which the first connection electrode portion is formed;
A second separator disposed between the negative electrode plate and the positive electrode plate;
Pouch type super capacitor comprising a. 제5항에 있어서,
상기 통합 적층셀은
상기 제11 양극판, 상기 제1 분리막, 상기 제12 음극판, 제3 분리막, 상기 제22 양극판, 상기 제2 분리막, 상기 제21 음극판 순서로 적층되는 것을 특징으로 하는 파우치형 슈퍼 커패시터.The method of claim 5,
The integrated stacked cell
The pouch type supercapacitor of claim 11, wherein the eleventh positive plate, the first separator, the twelfth negative plate, the third separator, the twenty-second positive plate, the second separator, and the twenty-first negative plate are stacked in this order. 제1항에 있어서,
상기 제1 적층셀과 상기 제2 적층셀 사이에 배치되는 절연체;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 슈퍼 커패시터.The method of claim 1,
An insulator disposed between the first stacked cell and the second stacked cell;
Pouch-type super capacitor further comprises. 제1 측면의 제1 위치에 제1 전극부가 형성되는 제11 전극판과 제2 측면의 제2 위치에 제1 연결 전극부가 형성된 제12 전극판을 포함하는 제1 적층셀을 마련하는 단계와, 상기 제1 측면의 제3 위치에 제2 전극부가 형성되는 제21 전극판과 제2 측면의 제2 위치에 제2 연결 전극부가 형성되는 제22 전극판을 포함하는 제2 적층셀을 마련하는 단계;
상기 제1 적층셀 및 상기 제2 적층셀을 적층하는 적층 단계;
상기 제1 연결 전극부와 제2 연결 전극부를 연결하는 연결 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 슈퍼 커패시터 제조 방법.Providing a first stacked cell including an eleventh electrode plate having a first electrode portion formed at a first position of the first side surface and a twelfth electrode plate having a first connecting electrode portion formed at a second position of the second side surface; Providing a second stacked cell including a twenty-first electrode plate having a second electrode portion formed at a third position of the first side surface and a twenty-second electrode plate having a second connecting electrode portion formed at a second position of the second side surface; ;
Stacking the first stacked cells and the second stacked cells;
Connecting the first connection electrode part and the second connection electrode part;
Pouch-type super capacitor manufacturing method comprising a. 제8항에 있어서,
상기 적층 단계는
상기 제11 전극판과 상기 제12 전극판 사이에 제1 분리막을 배치하여 적층하는 단계;
상기 제21 전극판과 상기 제22 전극판 사이에 제2 분리막을 배치하여 적층하는 단계;
상기 제1 적층셀과 상기 제2 적층셀 사이에 제3 분리막을 배치하여 상기 적층하는 셀 적층 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 슈퍼 커패시터 제조 방법. 9. The method of claim 8,
The lamination step
Placing and stacking a first separator between the eleventh electrode plate and the twelfth electrode plate;
Placing and stacking a second separator between the twenty-first electrode plate and the twenty-second electrode plate;
Stacking the cell by disposing a third separator between the first stacked cell and the second stacked cell;
Pouch-type super capacitor manufacturing method comprising a. 제9항에 있어서,
상기 셀 적층 단계는
상기 제12 전극판과 극성이 다른 상기 제22 전극판이 상기 제3 분리막을 사이로 서로 대면되도록 배치하는 단계인 것을 특징으로 하는 파우치형 슈퍼 커패시터 제조 방법.10. The method of claim 9,
The cell stacking step
And arranging the twenty-second electrode plate having different polarities from the twelfth electrode plate such that the third separator faces the third separator therebetween. 제8항에 있어서,
상기 연결 단계는
상기 제1 연결 전극부와 제2 연결 전극부를 연결하는 전극 연결부를 이용하여 연결하는 단계;
상기 제1 연결 전극부와 제2 연결 전극부를 전도성 접착제, 나사홀과 나사, 클립 중 적어도 하나를 이용하여 직접 결합하는 단계;
중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 슈퍼 커패시터 제조 방법.9. The method of claim 8,
The connecting step
Connecting by using an electrode connection unit connecting the first connection electrode unit and the second connection electrode unit;
Directly coupling the first connection electrode part and the second connection electrode part using at least one of a conductive adhesive, a screw hole, a screw, and a clip;
Pouch-type supercapacitor manufacturing method comprising any one of.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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