KR101345224B1 - 울트라 커패시터 - Google Patents

울트라 커패시터 Download PDF

Info

Publication number
KR101345224B1
KR101345224B1 KR1020130092437A KR20130092437A KR101345224B1 KR 101345224 B1 KR101345224 B1 KR 101345224B1 KR 1020130092437 A KR1020130092437 A KR 1020130092437A KR 20130092437 A KR20130092437 A KR 20130092437A KR 101345224 B1 KR101345224 B1 KR 101345224B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
case
terminal
coupling plate
disposed
bare cell
Prior art date
Application number
KR1020130092437A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101345224B9 (ko
Inventor
김영열
오민정
서주원
Original Assignee
주식회사 쿨스
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=49989168&utm_source=***_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=KR101345224(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by 주식회사 쿨스 filed Critical 주식회사 쿨스
Priority to KR1020130092437A priority Critical patent/KR101345224B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101345224B1 publication Critical patent/KR101345224B1/ko
Priority to CN201480025567.2A priority patent/CN105190813A/zh
Priority to EP14835011.9A priority patent/EP2980818B1/en
Priority to EP18150118.0A priority patent/EP3331050B1/en
Priority to PCT/KR2014/005831 priority patent/WO2015020313A1/ko
Publication of KR101345224B9 publication Critical patent/KR101345224B9/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/78—Cases; Housings; Encapsulations; Mountings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/78—Cases; Housings; Encapsulations; Mountings
    • H01G11/82—Fixing or assembling a capacitive element in a housing, e.g. mounting electrodes, current collectors or terminals in containers or encapsulations
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/74—Terminals, e.g. extensions of current collectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/147—Lids or covers
    • H01M50/166—Lids or covers characterised by the methods of assembling casings with lids
    • H01M50/171—Lids or covers characterised by the methods of assembling casings with lids using adhesives or sealing agents
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/552—Terminals characterised by their shape
    • H01M50/559—Terminals adapted for cells having curved cross-section, e.g. round, elliptic or button cells
    • H01M50/56—Cup shaped terminals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0431—Cells with wound or folded electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/147—Lids or covers
    • H01M50/166—Lids or covers characterised by the methods of assembling casings with lids
    • H01M50/169—Lids or covers characterised by the methods of assembling casings with lids by welding, brazing or soldering
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/13—Energy storage using capacitors
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)

Abstract

본 발명은 울트라 커패시터에 관한 것으로서, 일단부는 막히고 타단부는 열린 통 형상의 케이스; 상기 케이스 내에 배치되며, 양극전극, 음극전극 및 세퍼레이터(separator)를 구비하는 권취소자 형태의 베어셀; 상기 케이스 내에서 상기 케이스의 막힌 영역에 배치되고 상기 베어셀의 양극전극과 연결되는 제1 내부 터미널; 상기 케이스 내에서 상기 케이스의 열린 영역에 배치되고 상기 베어셀의 음극전극과 연결되는 제2 내부 터미널; 및 상기 케이스의 외측에서 상기 제2 내부 터미널에 연결되는 외부 터미널을 포함하며, 상기 제1 내부 터미널과 상기 제2 내부 터미널의 측면은 평평한 면을 형성하되 상기 케이스와의 결합 시 조임가공에 의해 상기 케이스와 결합되는 것을 특징으로 한다.

Description

울트라 커패시터{Ultra Capacitor}
본 발명은, 울트라 커패시터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 제조공정이 단순화되어 비용이 절감될 수 있고, 생산성이 향상될 수 있는 울트라 커패시터에 관한 것이다.
슈퍼 커패시터(Super Capacitor)라고도 불리는 울트라 커패시터(Ultra Capacitor)는 전해콘덴서와 이차전지의 중간적인 특성을 갖는 울트라 커패시터이다.
울트라 커패시터는 높은 효율과 반영구적인 수명 특성을 가질 뿐만 아니라 빠른 충방전 특성을 갖는다.
이에 따라 울트라 커패시터는 이동통신 정보기기인 핸드폰, 노트북, PDA 등의 보조 전원뿐만 아니라, 고용량이 요구되는 전기자동차, 야간 도로 표시등, UPS(Uninterrupted Power Supply) 등의 주전원 혹은 보조 전원으로 매우 적합하며, 이와 같은 용도로 많이 이용되고 있다.
이러한 울트라 커패시터는 소형화를 위해 대한민국특허청 등록번호 제10-1159652호에 개시된 도 1 및 도 2와 같은 원통 형상의 것이 널리 적용되고 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 원통형 울트라 커패시터는 양극, 음극 및 세퍼레이터를 구비하는 권취소자 형태의 베어셀(미도시)이 수용되는 베어셀 하우징(10)과, 베어셀 하우징(10)을 수용하면서 외관을 형성하는 케이스(40)와, 케이스(40)의 상부와 하부에 결합되어 각각 베어셀의 음극과 양극에 각각 연결되는 제1 내부 터미널(20) 및 제2 내부 터미널(30)과, 케이스(40)의 상단에 위치하는 제1 외부 터미널(51)과, 케이스(40)의 하단에 위치하는 제2 외부 터미널(45)을 포함한다.
제1 내부 터미널(20)은 절연부재(60)에 의해 케이스(40)에 대하여 절연되는 동시에 상판(50)의 중심에 돌출된 제1 외부 터미널(51)에 전기적으로 연결되고, 제2 내부 터미널(30)은 케이스(40)와 전기적으로 연결된다.
상판(50)에 형성된 중공(52)은 전해질을 주입하기 위한 패스와 진공 작업을 위한 에어 벤트(Air Vent)로 사용될 뿐만 아니라 안전변(71)이 설치되는 장소로 사용된다.
전해질 함침 공정 시 도 2에 도시된 바와 같이 전해질은 상판(50)의 중공(52)과 제1 내부 터미널(20)의 중공(21)을 차례대로 곧바로 통과하여 베어셀 하우징(10)에 수용된 베어셀로 유입되어 함침된다.
그런데, 이와 같은 구조를 갖는 종래의 울트라 커패시터의 경우, 구조가 다소 복잡하기 때문에 제조공정이 복잡해질 수밖에 없으며, 이로 인해 생산성이 떨어짐은 물론 비용이 증가하는 문제점이 있다.
대한민국특허청 등록번호 제10-1159652호
본 발명의 목적은, 제조공정이 단순화되어 비용이 절감될 수 있고, 생산성이 향상될 수 있는 울트라 커패시터를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 일단부는 막히고 타단부는 열린 통 형상의 케이스; 상기 케이스 내에 배치되며, 양극전극, 음극전극 및 세퍼레이터(separator)를 구비하는 권취소자 형태의 베어셀; 상기 케이스 내에서 상기 케이스의 막힌 영역에 배치되고 상기 베어셀의 양극전극과 연결되는 제1 내부 터미널; 상기 케이스 내에서 상기 케이스의 열린 영역에 배치되고 상기 베어셀의 음극전극과 연결되는 제2 내부 터미널; 및 상기 케이스의 외측에서 상기 제2 내부 터미널에 연결되는 외부 터미널을 포함하며, 상기 제1 내부 터미널과 상기 제2 내부 터미널의 측면은 평평한 면을 형성하되 상기 케이스와의 결합 시 조임가공에 의해 상기 케이스와 결합되는 것을 특징으로 하는 울트라 커패시터에 의해 달성된다.
상기 제1 및 제2 내부 터미널 모두는, 표면에 다수의 전해질 주입공이 형성되는 바닥면은 상기 베어셀과 접촉되어 레이저 용접되며, 평평한 측면은 상기 케이스와의 결합 시 조임가공에 의해 반경 방향 내측으로 휘어지면서 상기 케이스와 결합되는 케이스 결합 플레이트를 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 내부 터미널 모두는, 상기 외부 터미널과 상기 케이스 결합 플레이트 사이에 배치되는 터미널 링을 더 포함할 수 있다.
상기 케이스 결합 플레이트의 측면은 상기 외부 터미널과 상기 터미널 링 중 어느 하나의 측면 함몰부에 배치되어 해당 위치에서 상기 케이스와 함께 조임가공될 수 있다.
상기 외부 터미널, 상기 케이스 결합 플레이트 및 상기 터미널 링은 한 몸체로 레이저 용접될 수 있다.
상기 외부 터미널은 일측 방향으로 단차지게 돌출 형성되는 단차부를 포함하며, 상기 케이스 결합 플레이트는 상기 단차부와 끼움 결합될 수 있다.
상기 케이스 결합 플레이트는 상기 단차부와 끼움 결합된 상태에서 상호 용접될 수 있다.
본 발명에 따르면, 제조공정이 단순화되어 비용이 절감될 수 있고, 생산성이 향상될 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래기술에 따른 울트라 커패시터의 구성을 도시한 단면도,
도 2는 도 1에 도시된 울트라 커패시터의 전해질 함침 패스를 도시한 단면도,
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 울트라 커패시터의 분해 사시도,
도 4는 도 3의 배면 사시도,
도 5는 도 3에 도시된 울트라 커패시터의 조임가공 전의 부분 단면 구조도,
도 6은 도 5에 도시된 울트라 커패시터의 조임가공 후의 부분 단면 구조도,
도 7은 베어셀의 구조도,
도 8a 내지 도 8c은 본 발명의 제2 실시예 및 그 변형실시예를 나타낸 도면,
도 9는 도 8에 도시된 울트라 커패시터의 조임가공 후의 부분 단면 구조도,
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 울트라 커패시터에서 외부 터미널, 케이스 결합 플레이트 및 터미널 링 간의 분해 사시도,
도 11은 도 10의 부재들이 케이스에 결합된 상태도이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 울트라 커패시터의 분해 사시도, 도 4는 도 3의 배면 사시도, 도 5는 도 3에 도시된 울트라 커패시터의 조임가공 전의 부분 단면 구조도, 도 6은 도 5에 도시된 울트라 커패시터의 조임가공 후의 부분 단면 구조도, 그리고 도 7은 베어셀의 구조도이다.
이들 도면을 참조하면, 본 실시예의 울트라 커패시터는 케이스(110), 베어셀(120), 제1 내부 터미널(130), 제2 내부 터미널(140), 그리고 외부 터미널(150)을 포함한다.
케이스(110)는 본 실시예의 울트라 커패시터의 외관을 형성한다. 본 실시예의 울트라 커패시터는 원통 형상으로 제작되는데, 이에 따라 케이스(110) 역시 원통형 구조물로 마련된다. 도시된 울트라 커패시터는 소형이나 소형에 국한될 필요는 없다.
케이스(110)는 금속 또는 합성수지재로 제작될 수 있다. 본 실시예에서 케이스(110)는 알루미늄 또는 그 합금으로 제작될 수 있다.
본 실시예의 울트라 커패시터에 적용되는 케이스(110)는 일단부는 막히고 타단부는 열린 통 형상의 구조물로 마련된다. 따라서 케이스(110) 내에 상기 구성들을 넣고, 케이스(110)의 열린 부분 단부를 외부 터미널(150) 쪽에 배치하면 되기 때문에 울트라 커패시터의 제조가 간편하다.
베어셀(120)은 소위 전극소자라 불린다. 베어셀(120)은 도 7에 도시된 바와 같이, 양극리드부(121)를 포함하는 양극전극(122)과, 음극리드부(123)를 포함하는 음극전극(124)과, 양극전극(122)과 음극전극(124) 사이에 배치되어 양극전극(122)과 음극전극(124)을 전기적으로 분리하는 세퍼레이터(separator, 125)가 함께 권취되어 형성된다.
양극전극(122)은 금속성의 집전체와 다공성 활성탄으로 구성된 활물질층을 포함하며, 그 일측에는 양극리드부(121)가 연결된다. 양극리드부(121)는 별도로 연결되는 형태일 수도 있고, 일체형 구조물일 수도 있다. 음극전극(124)과 음극리드부(123) 역시 분리형 혹은 일체형 구조물일 수 있다.
집전체는 통상 금속 포일(Foil)의 형태로 마련될 수 있다. 활물질층은 활성탄소로서 금속 집전체의 양면에 넓게 도포 코팅된 형태로 마련될 수 있다. 활물질층은 양극 및 음극의 전기에너지를 저장하는 부분이며, 집전체는 활물질층으로부터 방출되거나 공급되는 전하의 이동통로 역할을 한다.
순차적으로 적층된 양극전극(122)과 음극전극(124) 사이에는 양극전극(122)과 음극전극(124) 사이의 전자전도를 제한하기 위한 세퍼레이터(125)가 배치되며, 베어셀(120)이 들어 있는 케이스(110) 내에는 전해액이 충진된다.
다공성의 활성물질층은 마이크로적으로 거의 원형에 가까운 기공들을 포함하여 넓은 표면적을 가지며, 양극전극(122)과 음극전극(124)에 동일하게 활물질로 작용되어 그 각 표면이 전해액과 접촉하게 된다.
양극전극(122)과 음극전극(124)에 전압이 가해지면 전해액에 포함된 양이온 및 음이온이 각각 양극전극(122)과 음극전극(124)으로 이동하여 다공성 활물질층의 세부 기공으로 침투하게 된다.
한편, 본 실시예에서 제1 및 제2 내부 터미널(130,140)은 배치 위치만이 상이할 뿐 모두 동일한 구조를 갖는다.
우선, 제1 내부 터미널(130)은 케이스(110) 내에서 케이스(110)의 막힌 영역에 배치되며, 베어셀(120)의 양극전극(122)의 양극리드부(121)와 전기적으로 연결된다. 즉 레이저 용접된다.
본 실시예에서 제1 내부 터미널(130)은 2개의 구조물, 즉 터미널 링(131)과 케이스 결합 플레이트(136)를 포함한다.
터미널 링(131)은 외부 터미널(150)과 케이스 결합 플레이트(136) 사이에 배치된다. 터미널 링(131)의 측면에는 케이스(110)와의 조임가공 결합을 위한 함몰부(131a)가 형성된다.
케이스 결합 플레이트(136)는 바닥면(136a)과 측면(136c)을 포함한다. 평평한 바닥면(136a)의 표면에는 다수의 전해질 주입공(136b)이 형성된다. 전해질 주입공(136b)은 케이스 결합 플레이트(136)의 바닥면(136a) 둘레 방향을 따라 등간격으로 다수 개 배치된다. 물론, 도면과 달리 1개의 전해질 주입공(136b)이 형성될 수도 있다. 케이스 결합 플레이트(136)의 바닥면(136a)은 베어셀(120)과 접촉되어 레이저 용접된다.
참고로, 레이저 용접은 그 특성 상 금속판의 얇은 두께를 요한다. 이에, 본 실시예의 경우, 제1 내부 터미널(130)을 터미널 링(131)과 케이스 결합 플레이트(136)라는 2개의 부품으로 만들고 용접에 관여되는 부품, 즉 케이스 결합 플레이트(136) 전체를 얇은 판체로 가공하고 있다.
이러한 경우, 케이스 결합 플레이트(136)는 얇은 판체로 가공하는 대신 터미널 링(131)은 요구되는 수준으로 두껍게 제작해도 되기 때문에 가공상의 어려움이 없어 불량 발생은 줄어든다. 케이스 결합 플레이트(136)는 예컨대, 0.1~1.5mm 범위의 두께로 얇게 제작됨으로써 레이저 용접이 원활해지도록 할 수 있다. 레이저 용접 시 전해질 주입공(136b)을 제외한 나머지 막힌 면 모두에서 레이저 용접이 진행될 수 있다.
케이스 결합 플레이트(136)의 측면(136c)은 평상 시, 즉 도 3 내지 도 5와 같은 초기 상태에서는 평평한 형태를 취하지만 케이스(110)와 결합될 때는 도 6처럼 조임가공(A)에 의해 반경 방향 내측으로 휘어지면서 케이스(110)와 결합된다. 물론 조임가공의 정도에 따라 휘어짐의 정도는 차이가 있을 수 있을 것이다. 이와 같은 구조를 이룸으로써, 제조가 매우 편리해지는 이점이 있다.
다음으로, 제2 내부 터미널(140)은 케이스(110) 내에서 케이스(110)의 열린 영역에 배치되고 베어셀(120)의 음극전극(124)의 음극리드부(123)와 전기적으로 연결된다.
도면을 보면 알 수 있듯이 제1 내부 터미널(130)과 제2 내부 터미널(140)은 동일한 구조로서 역 방향으로 배치된다. 즉 제2 내부 터미널(140) 역시, 터미널 링(141)과, 케이스 결합 플레이트(146)를 포함한다.
터미널 링(141)의 측면에는 케이스(110)와의 조임가공 결합을 위한 함몰부(141a)가 형성된다.
그리고 케이스 결합 플레이트(146)는 다수의 전해질 주입공(146b)을 구비하는 바닥면(146a)과 평평한 상태로 형성되는 측면(146c)을 포함한다. 측면(146c)은 평상 시, 즉 도 3 내지 도 5와 같은 초기 상태에서는 평평한 형태를 취하지만 케이스(110)와 결합될 때는 도 6처럼 조임가공(B)에 의해 반경 방향 내측으로 휘어지면서 케이스(110)와 결합된다. 상술한 바와 같이 조임가공의 정도에 따라 휘어짐의 정도는 차이가 있을 수 있을 것이다. 또한 도 6에 도시된 단면도의 케이스와 내부 구성부품 사이의 조임가공 시에는 씰과 인슐레이터가 개재되어 조임가공이 이루어지나, 이는 공지의 구성요소로, 그 도시가 생략된다. 이후의 도면에서도 마찬가지로 이들 구성요소의 도시는 생략된다.
외부 터미널(150)은 케이스(110)의 열린 영역 외측에 배치되어 제2 내부 터미널(140)과 결합되며, 추후 케이스(110)의 열린 영역의 단부가 배치된다.
이러한 구성을 갖는 울트라 커패시터의 제조방법을 설명한다.
하부가 막힌 케이스(110) 내로 제1 내부 터미널(130), 베어셀(120), 그리고 제2 내부 터미널(140)이 순차적으로 삽입하여 서로간 용접시킨다.
그런 다음, 외부 터미널(150)을 제2 내부 터미널(140)에 결합시킨다.
이상의 준비가 완료되면 도 6의 화살표 A와 B 방향으로 케이스(110)를 조임가공한다.
그러면 조임가공(A,B)의 위치에 놓인 제1 및 제2 내부 터미널(130,140)에 마련되는 케이스 결합 플레이트(136,146)의 측면(136c,146c)이 터미널 링(131,141)의 함몰부(131a,141a) 쪽으로 휘어지면서 케이스(110)와 결합됨으로써 간단하게 울트라 커패시터가 제조될 수 있다.
이와 같은 구조를 갖는 본 실시예에 따르면, 제조공정이 단순화되어 비용이 절감될 수 있고, 생산성이 향상될 수 있게 된다.
도 8a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 울트라 커패시터의 분해 사시도이고, 도 8b는 외부 터미널(250)과 제2 케이스 결합 플레이트(246)의 단면도이고, 도 8c는 도 8a의 변형실시예이다. 도 9는 도 8에 도시된 울트라 커패시터의 조임가공 후의 부분 단면 구조도이다.
이들 도면을 참조하면, 본 실시예의 울트라 커패시터는, 케이스(110), 베어셀(120), 제1 내부 터미널로서의 제1 케이스 결합 플레이트(236), 제2 내부 터미널로서의 제2 케이스 결합 플레이트(246), 그리고 외부 터미널(250)을 포함한다.
본 실시예들의 경우, 전술한 실시예에서의 터미널 링(131,141)이 적용되지 않고, 제1 및 제2 케이스 결합 플레이트(236,246)만 제1 내부 터미널 및 제2 내부 터미널로서 적용된 경우에 해당된다.
제1 및 제2 케이스 결합 플레이트(236,246) 역시, 다수의 전해질 주입공(236b,246b)을 구비하는 바닥면(236a,246a)과 평평한 상태로 형성되는 측면(236c,246c)을 포함한다. 측면(236c,246c)은 평상 시 초기 상태에서는 평평한 형태를 취하지만 케이스(210)와 결합될 때는 도 9처럼 조임가공(A,B)에 의해 반경 방향 내측으로 휘어지면서 케이스(210)와 결합된다. 물론 조임가공의 정도에 따라 휘어짐의 정도는 다를 수 있다.
도 8b는 도 8a에 도시된 외부 터미널(250)과 제2 케이스 결합 플레이트(246)의 단면을 도시한 것으로, 외부 터미널(251)에는 일측으로 단차지게 돌출 형성되는 단차부(251)가 형성되어 제2 케이스 결합 플레이트(246)와 끼움 결합될 수 있다. 나아가 제2 케이스 결합 플레이트(246)가 단차부(251)와 끼움 결합된 상태에서 상호간 레이저 용접을 실시할 수 있으며, 이 경우 그 결합력을 증대할 수 있게 된다.
도 8c는 도 8a에 도시된 제2 실시예의 변형실시예로서, 제1 케이스 결합 플레이트(236)나 제2 케이스 결합 플레이트(246)를 보강하기 위해 보강피스(260)가 구비될 수 있다. 보강피스(260)는 제1 케이스 결합 플레이트(236) 및/또는 제2 케이스 결합 플레이트(246)의 중앙 통공에 일부 돌출부가 삽입되어 결합될 수 있으며, 적어도 제2 케이스 결합 플레이트(246)에는 보강피스(260)를 삽입시키는 것이 제2 케이스 결합 플레이트(246)의 보강을 위해 바람직할 것이다.
본 실시예의 구조가 적용되더라도 제조공정이 단순화되어 비용이 절감될 수 있고, 생산성이 향상될 수 있게 된다.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 울트라 커패시터에서 외부 터미널, 케이스 결합 플레이트 및 터미널 링 간의 분해 사시도이고, 도 11은 도 10의 부재들이 케이스에 결합된 상태도이다.
이들 도면을 참조하면, 본 실시예의 경우, 베어셀에 제2 내부 터미널(340)을 이루는 케이스 결합 플레이트(346)와 터미널 링(341), 그리고 외부 터미널(350)이 배치된 상태에서 이들은 하나의 몸체로서 레이저 용접된다.
즉 먼저 케이스 결합 플레이트(346)가 베어셀에 미리 레이저 용접된 후, 터미널 링(341)과 외부 터미널(350)이 차례로 배치되어 케이스 결합 플레이트(346), 터미널 링(341) 및 외부 터미널(350)이 하나의 몸체로서 레이저 용접된 뒤 케이스(310) 내에 삽입되어 조임가공(C)됨으로써 케이스(310)와 결합될 수 있다.
본 실시예의 구조가 적용되더라도 제조공정이 단순화되어 비용이 절감될 수 있고, 생산성이 향상될 수 있게 된다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
110 : 케이스 120 : 베어셀
121 : 양극리드부 122 : 양극전극
123 : 음극리드부 124 : 음극전극
125 : 세퍼레이터 130 : 제1 내부 터미널
131 : 터미널 링 136 : 케이스 결합 플레이트
136a : 바닥면 136b : 전해질 주입공
136c : 측면 140 : 제2 내부 터미널
141 : 터미널 링 146 : 케이스 결합 플레이트
146a : 바닥면 146b : 전해질 주입공
146c : 측면 150 : 외부 터미널

Claims (7)

  1. 일단부는 막히고 타단부는 열린 통 형상의 케이스;
    상기 케이스 내에 배치되며, 양극전극, 음극전극 및 세퍼레이터(separator)를 구비하는 권취소자 형태의 베어셀;
    상기 케이스 내에서 상기 케이스의 막힌 영역에 배치되고 상기 베어셀의 양극전극과 연결되는 제1 내부 터미널;
    상기 케이스 내에서 상기 케이스의 열린 영역에 배치되고 상기 베어셀의 음극전극과 연결되는 제2 내부 터미널; 및
    상기 케이스의 외측에서 상기 제2 내부 터미널에 연결되는 외부 터미널을 포함하며,
    상기 제1 내부 터미널과 상기 제2 내부 터미널의 측면은 평평한 면을 형성하되 상기 케이스와의 결합 시 조임가공에 의해 상기 케이스와 결합되며,
    상기 제1 및 제2 내부 터미널 모두는,
    표면에 다수의 전해질 주입공이 형성되는 평평한 바닥면과 상기 바닥면의 외주연을 따라 수직으로 배치되는 측면을 구비하는 케이스 결합 플레이트를 포함하며,
    상기 케이스 결합 플레이트의 상기 바닥면은 상기 베어셀과 접촉되어 레이저 용접되며, 상기 케이스 결합 플레이트의 상기 측면은 평평한 면으로 형성되어 상기 케이스와의 결합 시 조임가공에 의해 반경 방향 내측으로 휘어지면서 상기 케이스와 결합되는 것을 특징으로 하는 울트라 커패시터.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 내부 터미널 모두는,
    상기 외부 터미널과 상기 케이스 결합 플레이트 사이에 배치되는 터미널 링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 울트라 커패시터.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 케이스 결합 플레이트의 측면은 상기 외부 터미널과 상기 터미널 링 중 어느 하나의 측면 함몰부에 배치되어 해당 위치에서 상기 케이스와 함께 조임가공되는 것을 특징으로 하는 울트라 커패시터.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 외부 터미널, 상기 케이스 결합 플레이트 및 상기 터미널 링은 한 몸체로 레이저 용접되는 것을 특징으로 하는 울트라 커패시터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 외부 터미널은 일측 방향으로 단차지게 돌출 형성되는 단차부를 포함하며, 상기 케이스 결합 플레이트는 상기 단차부와 끼움 결합되는 것을 특징으로 하는 울트라 커패시터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 케이스 결합 플레이트는 상기 단차부와 끼움 결합된 상태에서 상호 용접되는 것을 특징으로 하는 울트라 커패시터.
KR1020130092437A 2013-08-05 2013-08-05 울트라 커패시터 KR101345224B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130092437A KR101345224B1 (ko) 2013-08-05 2013-08-05 울트라 커패시터
CN201480025567.2A CN105190813A (zh) 2013-08-05 2014-07-01 超级电容器
EP14835011.9A EP2980818B1 (en) 2013-08-05 2014-07-01 Ultracapacitor
EP18150118.0A EP3331050B1 (en) 2013-08-05 2014-07-01 Ultracapacitor
PCT/KR2014/005831 WO2015020313A1 (ko) 2013-08-05 2014-07-01 울트라 커패시터

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130092437A KR101345224B1 (ko) 2013-08-05 2013-08-05 울트라 커패시터

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR101345224B1 true KR101345224B1 (ko) 2013-12-26
KR101345224B9 KR101345224B9 (ko) 2023-06-02

Family

ID=49989168

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130092437A KR101345224B1 (ko) 2013-08-05 2013-08-05 울트라 커패시터

Country Status (4)

Country Link
EP (2) EP2980818B1 (ko)
KR (1) KR101345224B1 (ko)
CN (1) CN105190813A (ko)
WO (1) WO2015020313A1 (ko)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101568309B1 (ko) * 2014-03-14 2015-11-11 엘에스엠트론 주식회사 터미널 구조가 개선된 전기에너지 저장장치 및 이를 위한 터미널 구조
KR101593532B1 (ko) * 2014-03-14 2016-02-15 엘에스엠트론 주식회사 내부 터미널 구조가 개선된 전기에너지 저장장치 및 이를 위한 내부 터미널 구조
WO2016114603A1 (ko) * 2015-01-15 2016-07-21 엘에스엠트론 주식회사 전해질의 누액 방지구조를 갖는 전기에너지 저장장치의 외부 터미널
WO2016117863A1 (ko) * 2015-01-19 2016-07-28 엘에스엠트론 주식회사 내부 터미널의 설치 구조가 개선된 전기에너지 저장장치
KR20170093472A (ko) * 2016-02-05 2017-08-16 엘에스엠트론 주식회사 저저항 터미널 접속 구조를 갖는 울트라 캐패시터
KR20180010569A (ko) * 2016-07-21 2018-01-31 엘에스엠트론 주식회사 저저항 터미널 접속 구조를 갖는 울트라 캐패시터
EP3249670A4 (en) * 2015-01-21 2018-04-18 LS Mtron Ltd. Energy storage device
EP3246930A4 (en) * 2015-01-14 2018-12-19 Ls Mtron Ltd. Electric energy storage device having improved terminal structure
CN109801794A (zh) * 2019-02-12 2019-05-24 河南天一航天科技有限公司 一种超级电容器
WO2023033291A1 (ko) * 2021-08-31 2023-03-09 엘에스머트리얼즈 주식회사 전기이중층 커패시터

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3664156A4 (en) * 2017-12-04 2020-12-09 Kaneka Corporation SOLAR CELL AND ELECTRONIC DEVICE EQUIPPED WITH THE SAID SOLAR CELL
CZ32721U1 (cs) 2018-11-02 2019-04-02 Local Energies, a.s. Zařízení pro ochranu elektrického spotřebiče před výpadkem nebo poklesem napětí v elektrické rozvodné síti
DE102020119791A1 (de) * 2020-07-28 2022-02-03 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Elektrochemische Speicherzelle mit asymmetrisch angeordnetem Pol sowie Energiespeicher und Kraftfahrzeug mit einer solchen
CN112185713B (zh) * 2020-09-29 2021-11-23 浙江微创新能源有限公司 一种超级电容器的装配工艺

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000269099A (ja) 1999-03-12 2000-09-29 Elna Co Ltd 電気二重層コンデンサ
JP2007258414A (ja) * 2006-03-23 2007-10-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電気二重層コンデンサ

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012099746A (ja) * 2010-11-05 2012-05-24 Panasonic Corp 蓄電装置
US8773842B2 (en) * 2011-03-11 2014-07-08 Ls Mtron, Ltd. Electrical energy storage device and manufacturing method thereof
KR101288531B1 (ko) * 2011-03-11 2013-08-23 엘에스엠트론 주식회사 울트라 캐패시터 어셈블리
KR101159652B1 (ko) 2011-03-28 2012-06-26 엘에스엠트론 주식회사 전해질의 함침성이 개선된 울트라 캐패시터 및 이를 위한 내부 터미널
CN103199212B (zh) * 2013-03-28 2016-04-20 凯迈嘉华（洛阳）新能源有限公司 电极引出结构

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000269099A (ja) 1999-03-12 2000-09-29 Elna Co Ltd 電気二重層コンデンサ
JP2007258414A (ja) * 2006-03-23 2007-10-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電気二重層コンデンサ

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101593532B1 (ko) * 2014-03-14 2016-02-15 엘에스엠트론 주식회사 내부 터미널 구조가 개선된 전기에너지 저장장치 및 이를 위한 내부 터미널 구조
KR101568309B1 (ko) * 2014-03-14 2015-11-11 엘에스엠트론 주식회사 터미널 구조가 개선된 전기에너지 저장장치 및 이를 위한 터미널 구조
US10262809B2 (en) 2015-01-14 2019-04-16 Ls Mtron Ltd. Electric energy storage device having improved terminal structure
EP3246930A4 (en) * 2015-01-14 2018-12-19 Ls Mtron Ltd. Electric energy storage device having improved terminal structure
US10074488B2 (en) 2015-01-15 2018-09-11 Ls Mtron Ltd. External terminal, having structure for preventing leakage of electrolyte, for electric energy storage device
WO2016114603A1 (ko) * 2015-01-15 2016-07-21 엘에스엠트론 주식회사 전해질의 누액 방지구조를 갖는 전기에너지 저장장치의 외부 터미널
WO2016117863A1 (ko) * 2015-01-19 2016-07-28 엘에스엠트론 주식회사 내부 터미널의 설치 구조가 개선된 전기에너지 저장장치
EP3249668A4 (en) * 2015-01-19 2018-04-04 LS Mtron Ltd. Electric energy storage device having improved installation structure of internal terminal
JP2018507544A (ja) * 2015-01-19 2018-03-15 エル エス エムトロン リミテッドＬＳ Ｍｔｒｏｎ Ｌｔｄ． 内部ターミナルの設置構造が改善された電気エネルギー貯蔵装置
US10622165B2 (en) 2015-01-19 2020-04-14 Ls Mtron Ltd. Electric energy storage device having improved installation structure of internal terminal
EP3249670A4 (en) * 2015-01-21 2018-04-18 LS Mtron Ltd. Energy storage device
KR20170093472A (ko) * 2016-02-05 2017-08-16 엘에스엠트론 주식회사 저저항 터미널 접속 구조를 갖는 울트라 캐패시터
KR20180010569A (ko) * 2016-07-21 2018-01-31 엘에스엠트론 주식회사 저저항 터미널 접속 구조를 갖는 울트라 캐패시터
CN109801794A (zh) * 2019-02-12 2019-05-24 河南天一航天科技有限公司 一种超级电容器
WO2023033291A1 (ko) * 2021-08-31 2023-03-09 엘에스머트리얼즈 주식회사 전기이중층 커패시터

Also Published As

Publication number Publication date
EP2980818A4 (en) 2017-01-18
EP3331050A1 (en) 2018-06-06
WO2015020313A1 (ko) 2015-02-12
EP2980818A1 (en) 2016-02-03
EP2980818B1 (en) 2018-02-21
CN105190813A (zh) 2015-12-23
KR101345224B9 (ko) 2023-06-02
EP3331050B1 (en) 2019-09-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101345224B1 (ko) 울트라 커패시터
KR101296224B1 (ko) 울트라 커패시터
KR102210234B1 (ko) 가요성 금속 전류 컬렉터를 구비하는 전기화학적 에너지 저장 장치
CN102194575A (zh) 储能装置
KR102368091B1 (ko) 이차 전지
US20120064394A1 (en) Rechargeable battery
KR102555959B1 (ko) 외부접속단자를 갖는 전기화학 에너지 저장장치
KR20180024383A (ko) 이차 전지
KR101415889B1 (ko) 개선된 저항 특성을 갖는 울트라 캐패시터
US20220336151A1 (en) Electrochemical Energy Storage Device
KR101593532B1 (ko) 내부 터미널 구조가 개선된 전기에너지 저장장치 및 이를 위한 내부 터미널 구조
US20220344107A1 (en) Electrochemical Energy Storage Device
JP2008084650A (ja) 円筒型蓄電池およびその製造方法
KR101126883B1 (ko) 에너지 저장장치
KR101593530B1 (ko) 에너지 저장장치 및 이를 위한 하우징
US9905369B2 (en) Energy storage device
KR102143576B1 (ko) 내부 터미널의 설치 구조가 개선된 전기에너지 저장장치
KR102415843B1 (ko) 에너지 저장장치
KR102445805B1 (ko) 에너지 저장 장치
KR101258545B1 (ko) 저항특성이 개선된 전기에너지 저장장치 및 그 제조방법과, 이를 위한 내부 터미널
KR101207372B1 (ko) 내압특성의 향상 구조를 갖는 전기에너지 저장장치 및 이를 위한 금속 케이스
KR102488331B1 (ko) 개선된 전기화학적 에너지 저장 장치 및 제조 방법
KR101244280B1 (ko) 케이스 단자를 갖는 슈퍼 커패시터
KR102425491B1 (ko) 에너지 저장장치
US20210391122A1 (en) Energy storage device

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170110

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180108

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181022

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191210

Year of fee payment: 7

J202 Request for trial for correction [limitation]
J206 Request for trial to confirm the scope of a patent right
J301 Trial decision

Free format text: TRIAL NUMBER: 2023105000040; TRIAL DECISION FOR CORRECTION REQUESTED 20230413

Effective date: 20230510

J206 Request for trial to confirm the scope of a patent right
J203 Request for trial for invalidation of correction [invalidation of limitation]

Free format text: TRIAL NUMBER: 2023100002314; TRIAL FOR INVALIDATION OF CORRECTION FOR INVALIDATION OF CORRECTION