KR102257298B1 - 접지 기능을 구비한 에너지 저장 장치 - Google Patents
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Abstract
에너지 저장 장치의 금속 재질의 케이스와 인쇄회로기판을 전기적으로 연결하거나, 개별 에너지 저장 장치의 인출 단자와 케이스 간 접지 기능을 갖도록 설계하여 통신 시 간섭이 발생하는 것을 미연에 방지할 수 있는 접지 기능을 구비한 에너지 저장 장치에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 접지 기능을 구비한 에너지 저장 장치는 각각 인출 단자를 갖는 적어도 둘 이상의 단위 셀; 상기 단위 셀의 인출 단자와 연결되어, 상기 단위 셀 상호 간을 연결하기 위해 상기 단위 셀 상부에 결합된 인쇄회로기판; 상기 단위 셀과 인쇄회로기판 사이에 배치된 솔더 부재; 및 상기 인쇄회로기판의 하면으로부터 상기 단위 셀 상호 간의 이격된 사이 공간으로 돌출되도록 배치되어, 상기 단위 셀의 케이스와 각각 접지된 접지 와이어;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 접지 기능을 구비한 에너지 저장 장치는 각각 인출 단자를 갖는 적어도 둘 이상의 단위 셀; 상기 단위 셀의 인출 단자와 연결되어, 상기 단위 셀 상호 간을 연결하기 위해 상기 단위 셀 상부에 결합된 인쇄회로기판; 상기 단위 셀과 인쇄회로기판 사이에 배치된 솔더 부재; 및 상기 인쇄회로기판의 하면으로부터 상기 단위 셀 상호 간의 이격된 사이 공간으로 돌출되도록 배치되어, 상기 단위 셀의 케이스와 각각 접지된 접지 와이어;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 접지 기능을 구비한 에너지 저장 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 에너지 저장 장치의 금속 재질의 케이스와 인쇄회로기판을 전기적으로 연결하거나, 개별 에너지 저장 장치의 인출 단자와 케이스 간 접지 기능을 갖도록 설계하여 통신 시 간섭이 발생하는 것을 미연에 방지할 수 있는 접지 기능을 구비한 에너지 저장 장치에 관한 것이다.
슈퍼커패시터(Super Capacitor)는 울트라 커패시터(ultra Capacitor)라고도 불리우며, 종래의 전해콘덴서보다 높은 에너지 밀도를 갖고 이차전지 보다 높은 출력밀도를 갖는 에너지 저장 장치이다. 따라서, 슈퍼커패시터는 높은 효율 및 반영구적인 수명특성으로 인해 이차전지와의 병용 및 대체가 가능한 차세대 에너지 저장 장치이다.
슈퍼커패시터는 에너지 저장메커니즘에 따라 전기이중층 커패시터(EDLC; electric double layer capacitor)와 유사커패시터(pseudo capacitor)로 구분될 수 있다. 유사커패시터는 전극물질로 사용되는 금속 산화물 및 전도성 고분자의 산화 및 환원 반응에 의해 전기에너지를 생성하며, 전기이중층 커패시터는 활성탄소와 같이 표면적이 넓은 물질을 전극의 활물질로 하여 전극물질의 표면과 전해질의 접촉면에 전기이중층을 형성하게 된다.
전기이중층 커패시터는 전기를 저장하는 메커니즘이 화학반응을 이용하는 축전지와 달리 전극과 전해질의 계면에 형성되는 전기이중층에 전하를 저장하므로, 즉 물리적인 전하의 축적에 의한 축전현상을 이용하므로, 반복사용에 따른 열화현상이 없으며, 높은 출력과 가역특성 및 긴 사용 수명을 가진다.
한편, 슈퍼커패시터는, 유지보수(Maintenance)가 용이하지 않고 장기간의 사용 수명이 요구되는 애플리케이션(Application)에 대해서는 이차전지 대체용으로 이용되기도 하며, 높은 에너지밀도를 갖는 이차전지 및 일차전지와 하이브리드(hybrid)하여 사용된다.
이러한 슈퍼커패시터는 출력특성(대전류로 빠른 충전 및 방전) 및 반영구적인 특성을 기반으로 메모리 백업 및 이동통신 정보기기인 핸드폰, 노트북, PDA 등의 보조 전원으로 사용될 수 있다. 또한, 슈퍼커패시터는 고용량이 요구되는 전기자동차, 야간 도로 표시등, UPS(Uninterrupted Power Supply), 전동차의 에너지 회생 등의 주전원 혹은 보조 전원으로 매우 적합하므로, 이와 같은 용도로 많이 이용되고 있다.
관련 선행 문헌으로는 대한민국 공개특허공보 제10-2009-0118325호(2009.11.18. 공개)가 있으며, 상기 문헌에는 모듈형 전기이중층 커패시터 및 그 제조방법이 기재되어 있다.
본 발명의 목적은 에너지 저장 장치의 금속 재질의 케이스와 인쇄회로기판을 전기적으로 연결하거나, 개별 에너지 저장 장치의 인출 단자와 케이스 간 접지 기능을 갖도록 설계하여 통신 시 간섭이 발생하는 것을 미연에 방지할 수 있는 접지 기능을 구비한 에너지 저장 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 실시예에 따른 접지 기능을 구비한 에너지 저장 장치는 각각 인출 단자를 갖는 적어도 둘 이상의 단위 셀; 상기 단위 셀의 인출 단자와 연결되어, 상기 단위 셀 상호 간을 연결하기 위해 상기 단위 셀 상부에 결합된 인쇄회로기판; 상기 단위 셀과 인쇄회로기판 사이에 배치된 솔더 부재; 및 상기 인쇄회로기판의 하면으로부터 상기 단위 셀 상호 간의 이격된 사이 공간으로 돌출되도록 배치되어, 상기 단위 셀의 케이스와 각각 접지된 접지 와이어;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 인쇄회로기판은 몸체부; 상기 몸체부의 상면 및 하면을 각각 관통하여, 상기 인출 단자를 삽입하기 위한 단자 삽입 홀; 상기 몸체부 상면의 중앙 부분과 몸체부 하면의 가장자리 부분에 배치된 절연부; 상기 몸체부 상면의 가장자리 부분에 배치된 통전부; 및 상기 몸체부 하면의 중앙 부분에 배치되어, 상기 인출 단자 중 어느 한 극성의 단자에만 연결된 접지부;를 포함한다.
상기 접지부는 상기 인쇄회로기판의 하면 중앙 부분에 배치되어, 상기 인출 단자 중 음극 인출 단자에만 전기적으로 연결되거나, 또는 양극 인출 단자에만 전기적으로 연결되도록 구성된다.
이때, 상기 접지 와이어는 일단이 상기 인쇄회로기판의 접지부에 연결되고, 타단이 상기 단위 셀 상호 간의 케이스에 각각 연결된다.
이 결과, 상기 에너지 저장 장치는 상기 접지부에 연결된 접지 와이어에 의해, 상기 인출 단자와 단위 셀의 각 케이스 간의 접지가 이루어져 전위차가 미발생한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2 실시예에 따른 접지 기능을 구비한 에너지 저장 장치는 각각 인출 단자를 갖는 적어도 둘 이상의 단위 셀; 상기 단위 셀의 인출 단자와 연결되어, 상기 단위 셀 상호 간을 연결하기 위해 상기 단위 셀 상부에 결합된 인쇄회로기판; 및 상기 단위 셀 및 인쇄회로기판 사이에 개재되며, 상기 단위 셀과 각각 대응되는 인쇄회로기판의 하면에 형성되어, 상기 단위 셀의 케이스 상면에 직접 접촉된 전도성 접지층;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 인쇄회로기판은 몸체부; 상기 몸체부의 상면 및 하면을 각각 관통하여, 상기 인출 단자를 삽입하기 위한 단자 삽입 홀; 상기 몸체부 상면의 중앙 부분과 몸체부 하면의 단자 삽입 홀 중 어느 한 극성의 인출 단자가 삽입되는 영역만을 제외한 외측을 둘러싸도록 배치된 절연부; 및 상기 몸체부 하면의 단자 삽입 홀 영역을 제외한 영역에 배치된 통전부;를 포함한다.
이때, 상기 전도성 접지층은 상기 통전부 상에서 상기 단자 삽입 홀의 외측을 둘러싸는 링 형태로 형성되어, 상기 인출 단자 중 음극 인출 단자에만 전기적으로 연결되거나, 또는 양극 인출 단자에만 전기적으로 연결되도록 구성된다.
본 발명에 따른 접지 기능을 구비한 에너지 저장 장치는 인쇄회로기판의 하면에 단위 셀의 각 케이스 상면과 직접 접촉하는 전도성 접지층을 형성하거나, 에너지 저장 장치의 1개 단자와 케이스를 접촉시키는 와이어 및 탭 등을 이용하거나, 인쇄회로기판의 하면에 단위 셀의 케이스와 접지시킬 수 있는 접지 와이어를 통하여 전기적 이동 통로를 제공한다.
이때, 단위 셀의 인출 단자 중 인쇄회로기판으로 돌출되는 인출 단자 중 어느 한 극성을 갖는 인출 단자와 단위셀의 케이스를 접촉시켜 접지 기능을 부여하였다.
여기서, 접지 기능을 부여하기 위해, 인쇄회로기판 하면과 단위 셀의 각 케이스를 전도성 접지층을 이용하여 직접 접촉시키거나, 인쇄회로기판 하면의 접지부와 단위 셀의 각 케이스 측벽에 접지 와이어를 각각 접촉시켜 접지하였다.
이 결과, 본 발명에 따른 접지 기능을 구비한 에너지 저장 장치는 인출 단자와 케이스 간을 전도성 접지층을 통하여 통전이 가능하도록 구성하는 것에 의해 부가적인 전압을 형성하지 않아 통신시 간섭을 발생하지 않게 되며, 이로 인하여 데이터 통신의 정확성과 정밀도를 향상시킬 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 접지 기능을 구비한 에너지 저장 장치를 나타낸 단면도.
도 2는 도 1의 인쇄회로기판의 상면을 나타낸 평면도.
도 3은 도 1의 인쇄회로기판의 하면을 나타낸 평면도.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 접지 기능을 구비한 에너지 저장 장치를 나타낸 단면도.
도 5는 도 4의 인쇄회로기판의 상면을 나타낸 평면도.
도 6은 도 4의 인쇄회로기판의 하면을 나타낸 평면도.
도 7은 도 6의 Ⅶ-Ⅶ'선을 따라 절단하여 나타낸 단면도.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 접지 기능을 구비한 에너지 저장 장치를 나타낸 단면도.
도 9는 도 8의 인출 단자 형상과 인출 단자 및 접지 단자 간의 결합 구조를 나타낸 도면.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 접지 기능을 구비한 에너지 저장 장치를 보다 구체적으로 나타낸 단면도.
도 2는 도 1의 인쇄회로기판의 상면을 나타낸 평면도.
도 3은 도 1의 인쇄회로기판의 하면을 나타낸 평면도.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 접지 기능을 구비한 에너지 저장 장치를 나타낸 단면도.
도 5는 도 4의 인쇄회로기판의 상면을 나타낸 평면도.
도 6은 도 4의 인쇄회로기판의 하면을 나타낸 평면도.
도 7은 도 6의 Ⅶ-Ⅶ'선을 따라 절단하여 나타낸 단면도.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 접지 기능을 구비한 에너지 저장 장치를 나타낸 단면도.
도 9는 도 8의 인출 단자 형상과 인출 단자 및 접지 단자 간의 결합 구조를 나타낸 도면.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 접지 기능을 구비한 에너지 저장 장치를 보다 구체적으로 나타낸 단면도.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 접지 기능을 구비한 에너지 저장 장치에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
(제1 실시예)
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 접지 기능을 구비한 에너지 저장 장치를 나타낸 단면도이다. 또한, 도 2는 도 1의 인쇄회로기판의 상면을 나타낸 평면도이고, 도 3은 도 1의 인쇄회로기판의 하면을 나타낸 평면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 접지 기능을 구비한 에너지 저장 장치(100)는 단위 셀(120), 인쇄회로기판(140), 솔더 부재(160) 및 접지 와이어(180)를 포함한다.
단위 셀(120)은 각각 인출 단자(125)를 갖는 적어도 둘 이상을 포함한다. 이때, 단위 셀(120)은 1개의 에너지 저장 장치를 의미한다. 도 1에서는 2개의 단위 셀(120)이 상호 인접하게 이격 배치된 것을 일 예로 나타내었으나, 그 수는 다양하게 적용할 수 있다는 것은 자명한 사실일 것이다. 여기서, 인출 단자(125)는 양극 인출 단자(122) 및 음극 인출 단자(124)를 포함할 수 있다.
인쇄회로기판(140)은 단위 셀(120)의 인출 단자(125)와 연결되어, 단위 셀(125) 상호 간을 연결하기 위해 단위 셀(120) 상부에 결합된다.
이러한 인쇄회로기판(140)은 몸체부(142), 단자 삽입 홀(144), 절연부(146), 통전부(148) 및 접지부(149)를 포함한다.
몸체부(142)는 상면 및 상면에 반대되는 하면을 갖는 플레이트 형상을 가질 수 있다. 이러한 몸체부(142)는 폴리이미드 수지, 에폭시 수지, 프리프레그 등에서 선택될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
단자 삽입 홀(144)은 몸체부(142)의 상면 및 하면을 각각 관통하여, 인출 단자(125)를 삽입하기 위한 목적으로 형성된다. 이와 같이, 단위 셀(120)의 인출 단자(125)가 인쇄회로기판(140)의 단자 삽입 홀(144)에 강제 끼움 결합 방식으로 삽입되어 단위 셀(120)과 인쇄회로기판(140) 간의 결합이 이루어지게 된다. 이때, 도 2 및 도 3에서는 단자 삽입 홀(144) 4개가 형성된 것으로 도시하였으나, 이는 예시적인 것으로 그 수는 인출 단자의 수에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
절연부(146)는 몸체부(142) 상면의 중앙 부분과 몸체부(142) 하면의 가장자리 부분에 각각 배치된다. 여기서, 절연부(146)는 에폭시 수지(epoxy resin), 폴리이미드 수지(polyimide resin) 등이 이용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
통전부(148)는 몸체부(142) 상면의 가장자리 부분에 배치된다. 이러한 통전부(148)는 전도성이 우수한 금속 재질로 형성될 수 있다. 구체적으로, 통전부(148)는 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 니켈(Ni), 티타늄(Ti), 알루미늄(Al), 크롬(Cr) 등에서 선택된 1종 이상의 재질로 형성될 수 있다.
접지부(149)는 몸체부(142) 하면의 중앙 부분에 배치되어, 인출 단자(125) 중 어느 한 극성의 인출 단자에만 연결된다. 이에 따라, 인출 단자(125) 중 어느 한 극성을 갖는 인출 단자만이 접지부(149)와 전기적으로 연결되는 연결 통로로 활용된다.
즉, 접지부(149)는 인쇄회로기판(140)의 하면 중앙 부분에 배치되어, 인출 단자(125) 중 음극 인출 단자(124)에만 전기적으로 연결되거나, 또는 양극 인출 단자(122)에만 전기적으로 연결되도록 구성된다.
솔더 부재(160)는 단위 셀(120)과 인쇄회로기판(140) 사이에 배치된다. 이러한 솔더 부재(160)는 솔더링 공정에 의해 단위 셀(120)과 인쇄회로기판(140) 사이에 형성될 수 있다.
접지 와이어(180)는 인쇄회로기판(140)의 하면으로부터 단위 셀(120) 상호 간의 이격된 사이 공간으로 돌출되도록 배치되어, 단위 셀(120)의 케이스(121)와 각각 접지된다.
즉, 접지 와이어(180)는 일단이 인쇄회로기판(140)의 접지부(149)에 연결되고, 타단이 단위 셀(120) 상호 간의 케이스(121)에 각각 연결된다.
이에 따라, 본 발명의 제1 실시예에 따른 접지 기능을 구비한 에너지 저장 장치(100)는 접지부(149)에 연결된 접지 와이어(180)에 의해, 인출 단자(125) 중 어느 한 극성을 갖는 인출 단자와 단위 셀(120)의 각 케이스(121) 간의 접지가 이루어져 전위차가 발생하지 않게 된다.
이와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 접지 기능을 구비한 에너지 저장 장치(100)는 특정 극성(음극 또는 양극)을 갖는 인출 단자(125)와 단위 셀(120)의 각 케이스(121)를 전기적으로 연결할 수 있는 전기적 연결 통로를 제공하여 접지 기능을 부여하였다. 이때, 접지 와이어(180)와 케이스(121)가 접촉되는 일부분 또는 전체에 배치되는 슬리브와 같은 포장재는 제거되어 있는 것이 바람직하다.
일반적으로, 에너지 저장 장치는 전압 및 용량을 향상시키기 위해 일정 특성(정격전압 및 정격 용량, 저항)을 갖는 단위 셀을 직렬 및 병렬로 연결하여 모듈을 구성하게 된다. 모듈을 구성하는 방법은 중량이 가볍고 사이즈가 작고 인출 단자가 작은 에너지 저장 장치는 인쇄회로기판에 인출 단자를 삽입 및 솔더링하여 구성하고 있으나, 중량이 무겁고 인출 단자가 크고 물리적 강도가 높은 경우에는 버스바(busbar)를 이용하여 레이저 용접 및 볼트 체결을 통해 모듈을 구성하고 있다.
그러나, 접지 기능이 없는 일반적인 인쇄회로기판을 이용하여 제작된 에너지 저장 장치의 경우에는 인출 단자와 케이스 간의 접지가 되지 않아 RF(radio frequency) 통신시 주파수 간섭이 발생할 수 있다. 이러한 주파수 간섭은 인출 단자와 금속 재질의 케이스 간의 전압을 갖고 있는 경우 특정 주파수에서 발생할 수 있다.
이를 해결하기 위하여, 본 발명의 제1 실시예에서는 케이스와 인쇄회로기판 간 전기적 연결 통로를 구성하여 인출 단자와 케이스 간의 전압이 발생하지 않도록 접지 기능을 부여한 것이다.
이 결과, 본 발명의 제1 실시예에 따른 접지 기능을 구비한 에너지 저장 장치는 인출 단자와 케이스 간을 접지 와이어를 통하여 통전이 가능하도록 구성하는 것에 의해 부가적인 전압을 형성하지 않아 RF 통신시 간섭을 발생하지 않게 되며, 이로 인하여 데이터 통신의 정확성과 정밀도를 향상시킬 수 있게 된다.
(제2 실시예)
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 접지 기능을 구비한 에너지 저장 장치를 나타낸 단면도이고, 도 5는 도 4의 인쇄회로기판의 상면을 나타낸 평면도이다. 또한, 도 6은 도 4의 인쇄회로기판의 하면을 나타낸 평면도이고, 도 7은 도 6의 Ⅶ-Ⅶ'선을 따라 절단하여 나타낸 단면도이다.
도 4 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 접지 기능을 구비한 에너지 저장 장치(200)는 단위 셀(220), 인쇄회로기판(240) 및 전도성 접지층(260)을 포함한다.
단위 셀(220)은 각각 인출 단자(225)를 갖는 적어도 둘 이상을 포함한다. 이때, 단위 셀(220)은 1개의 에너지 저장 장치를 의미한다. 도 1에서는 2개의 단위 셀(220)이 상호 인접하게 이격 배치된 것을 일 예로 나타내었으나, 그 수는 다양하게 적용할 수 있다는 것은 자명한 사실일 것이다. 여기서, 인출 단자(225)는 양극 인출 단자(222) 및 음극 인출 단자(224)를 포함할 수 있다.
인쇄회로기판(240)은 단위 셀(220)의 인출 단자(225)와 연결되어, 단위 셀(220) 상호 간을 연결하기 위해 단위 셀(220) 상부에 결합된다.
인쇄회로기판(240)은 몸체부(242), 단자 삽입 홀(244), 절연부(246) 및 통전부(248)를 포함한다.
몸체부(242)는 상면 및 상면에 반대되는 하면을 갖는 플레이트 형상을 가질 수 있다. 이러한 몸체부(242)는 폴리이미드 수지, 에폭시 수지, 프리프레그 등에서 선택될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
단자 삽입 홀(244)은 몸체부(242)의 상면 및 하면을 각각 관통하여, 인출 단자(244)를 삽입하기 위한 목적으로 형성된다. 이와 같이, 단위 셀(220)의 인출 단자(225)가 인쇄회로기판(240)의 단자 삽입 홀(244)에 강제 끼움 결합 방식으로 삽입되어 단위 셀(220)과 인쇄회로기판(240) 간의 결합이 이루어지게 된다. 이때, 도 5 및 도 6에서는 단자 삽입 홀(244) 4개가 형성된 것으로 도시하였으나, 이는 예시적인 것으로 그 수는 인출 단자의 수에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
절연부(246)는 몸체부(242) 상면의 중앙 부분과 몸체부(242) 하면의 단자 삽입 홀(244) 중 어느 한 극성의 인출 단자가 삽입되는 영역만을 제외한 외측을 둘러싸도록 배치된다. 여기서, 절연부(246)는 에폭시 수지(epoxy resin), 폴리이미드 수지(polyimide resin) 등이 이용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
통전부(248)는 몸체부(242) 하면의 단자 삽입 홀(244) 영역을 제외한 영역에 배치된다. 이에 따라, 단자 삽입 홀(244)에 삽입되는 인출 단자(225) 중 어느 한 극성의 인출 단자만이 통전부(248)와 전기적으로 연결되게 된다.
전도성 접지층(260)은 단위 셀(220) 및 인쇄회로기판(240) 사이에 개재되며, 단위 셀(220)과 각각 대응되는 인쇄회로기판(240)의 하면에 형성되어, 단위 셀(220)의 케이스(221) 상면에 직접 접촉된다.
여기서, 전도성 접지층(260)은 통전부(248) 상에서 단자 삽입 홀(244)의 외측을 둘러싸는 링 형태로 형성될 수 있다. 이에 따라, 전도성 접지층(260) 및 통전부(248)는 인출 단자(225) 중 어느 한 극성의 인출 단자, 즉 음극 인출 단자(224)에만 전기적으로 연결되거나, 또는 양극 인출 단자(222)에만 전기적으로 연결되도록 구성될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 접지 기능을 구비한 에너지 저장 장치(200)는 인쇄회로기판(240)의 하면에 단위 셀(220)의 각 케이스(221) 상면과 직접 접촉하는 전도성 접지층(260)을 형성하는 것에 의해 전기적 이동 통로를 제공할 수 있게 된다.
즉, 본 발명의 제2 실시예에서는 인쇄회로기판(240)의 단자 삽입 홀(244)에 결합되어 돌출되는 단위 셀(220)의 인출 단자(225) 중 인출 단자 중 어느 한 극성을 갖는 인출 단자와 단위셀(220)의 케이스(221)를 전도성 접지층(260)을 이용하여 직접 접촉시켜 접지 기능을 부여하였다.
이 결과, 본 발명의 제2 실시예에 따른 접지 기능을 구비한 에너지 저장 장치(200)는 인출 단자(225)와 케이스(221) 간을 전도성 접지층(260)을 통하여 통전이 가능하도록 구성되어 있으므로 부가적인 전압을 형성하지 않아 RF 통신시 간섭을 발생하지 않게 되며, 이로 인하여 데이터 통신의 정확성과 정밀도를 향상시킬 수 있게 된다.
(제3 실시예)
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 접지 기능을 구비한 에너지 저장 장치를 나타낸 단면도이고, 도 9는 도 8의 인출 단자 형상과 인출 단자 및 접지 단자 간의 결합 구조를 나타낸 도면이며, 도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 접지 기능을 구비한 에너지 저장 장치를 보다 구체적으로 나타낸 단면도이다.
도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 접지 기능을 구비한 에너지 저장 장치(300)는 단위 셀(325), 접지 단자(340) 및 접지 단자 고정 부재(360)를 포함한다.
단위 셀(320)은 인출 단자(325)를 갖는다. 이때, 단위 셀(320)은 1개의 에너지 저장 장치를 의미한다. 이와 같이, 본 발명의 제3 실시예에서는 1개의 단위 셀(320)이 적용된다. 여기서, 인출 단자(325)는 양극 인출 단자(322) 및 음극 인출 단자(324)를 포함할 수 있다.
접지 단자(340)는 단위 셀(320)의 인출 단자(325) 및 단위 셀(320)의 케이스(321) 간을 전기적으로 연결하여 접지시킨다. 보다 구체적으로, 접지 단자(340)는 일단이 단위 셀(320)의 인출 단자(325) 중 어느 한 극성을 갖는 인출 단자(322, 324)와 연결되고, 타단이 단위 셀(320)의 케이스(321)에 연결된다.
이에 따라, 본 발명의 제3 실시예에 따른 접지 기능을 구비한 에너지 저장 장치(300)는 접지 단자(340)에 의해 인출 단자(325) 중 어느 한 극성을 갖는 인출 단자(322, 324)와 단위 셀(320)의 케이스(321) 간의 접지가 이루어져 전위차가 발생하지 않게 된다.
이와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 접지 기능을 구비한 에너지 저장 장치(300)는 특정 극성(음극 또는 양극)을 갖는 인출 단자(325)와 단위 셀(320)의 케이스(321)를 전기적으로 연결할 수 있는 전기적 연결 통로를 제공하여 접지 기능을 부여하였다. 이때, 접지 단자(340)와 케이스(321)가 접촉되는 일부분 또는 전체에 배치되는 슬리브와 같은 포장재는 제거되어 있는 것이 바람직하다.
접지 단자 고정 부재(360)는 접지 단자(340)의 일 부분을 단위 셀(320)의 케이스(321)에 부착시키는 역할을 한다. 이러한 접지 단자 고정 부재(360)로는 접착 테이프가 이용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이에 따라, 접지 단자(340)는 접지 단자 고정 부재(360)에 의해, 단위 셀(320)의 케이스(321) 외측 표면에 부착되어 고정되게 된다.
전술한 본 발명의 제3 실시예에 따른 접지 기능을 구비한 에너지 저장 장치(300)는 접지 단자(340)를 이용하여 인출 단자(325)와 케이스(321) 간 전기적 연결 통로를 구성하여 인출 단자(325)와 케이스(321) 간의 부가적인 전압이 발생하지 않도록 접지 기능을 부여한 것이다.
이 결과, 본 발명의 제3 실시예에 따른 접지 기능을 구비한 에너지 저장 장치(300)는 인출 단자(325)와 케이스(321) 간을 접지 단자(340)를 통하여 통전이 가능하도록 구성하는 것에 의해 부가적인 전압을 형성하지 않아 RF 통신시 간섭을 발생하지 않게 되며, 이로 인하여 데이터 통신의 정확성과 정밀도를 향상시킬 수 있게 된다.
지금까지 살펴본 바와 같이, 본 발명의 제1 및 제2 실시예들에 따른 접지 기능을 구비한 에너지 저장 장치는 인쇄회로기판의 하면에 단위 셀의 각 케이스 상면과 직접 접촉하는 전도성 접지층을 형성하거나, 에너지 저장 장치의 1개 단자와 케이스를 접촉시키는 와이어 및 탭 등을 이용하거나, 인쇄회로기판의 하면에 단위 셀의 케이스와 접지시킬 수 있는 접지 와이어를 통하여 전기적 이동 통로를 제공한다.
이때, 단위 셀의 인출 단자 중 인쇄회로기판으로 돌출되는 인출 단자 중 어느 한 극성을 갖는 인출 단자와 단위셀의 케이스를 접촉시켜 접지 기능을 부여하였다.
여기서, 접지 기능을 부여하기 위해, 인쇄회로기판 하면과 단위 셀의 각 케이스를 전도성 접지층을 이용하여 직접 접촉시키거나, 인쇄회로기판 하면의 접지부와 단위 셀의 각 케이스 측벽에 접지 와이어를 각각 접촉시켜 접지하였다.
이 결과, 본 발명의 제1 및 제2 실시예들에 따른 접지 기능을 구비한 에너지 저장 장치는 인출 단자와 케이스 간을 전도성 접지층을 통하여 통전이 가능하도록 구성하는 것에 의해 부가적인 전압을 형성하지 않아 RF 통신시 간섭을 발생하지 않게 되며, 이로 인하여 데이터 통신의 정확성과 정밀도를 향상시킬 수 있게 된다.
아울러, 본 발명의 제3 실시예에 따른 접지 기능을 구비한 에너지 저장 장치는 하나의 단위 셀을 접지 단자를 이용하여 인출 단자와 케이스 간 전기적 연결 통로를 구성하여 인출 단자와 케이스 간의 전압이 발생하지 않도록 접지 기능을 부여하였다.
이 결과, 본 발명의 제3 실시예에 따른 접지 기능을 구비한 에너지 저장 장치는 인출 단자와 케이스 간을 접지 단자를 통하여 통전이 가능하도록 구성하는 것에 의해 부가적인 전압을 형성하지 않아 RF 통신시 간섭을 발생하지 않게 되며, 이로 인하여 데이터 통신의 정확성과 정밀도를 향상시킬 수 있게 된다.
실시예
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
1. 에너지 저장 장치 제조
실시예 1
활성탄, 도전제 및 바인더를 용매에 혼합시킨 전극 조성물 슬러리를 알루미늄 집전체에 양면 코팅하여 양극 및 음극을 각각 제조한 후, 인출 단자를 양극과 음극에 각각 부착하고, 인출 단자가 부착된 양극 및 음극 사이에 셀룰로스 분리막을 위치시켜 롤 형태로 권취하여 권취 소자를 제조하였다.
다음으로, 진공 건조가 완료된 권취 소자에 전해액을 함침시키고 Al 케이스에 삽입한 후, 커링 공정을 수행하여 에너지 저장 장치를 제조하였다.
다음으로, 도 1에서 도시하고 설명한 제1 실시예 구조의 인쇄회로기판에 접지 와이어를 부착시킨 상태에서 제조된 2개의 에너지 저장 장치(단위 셀)를 삽입하고 솔더링을 실시하여 에너지 저장 장치를 제조하였다.
실시예 2
도 2에서 도시하고 설명한 제2 실시예 구조의 인쇄회로기판에 전도성 접지층을 형성한 후, 실시예 1과 동일한 방법으로 제조된 2개의 에너지 저장 장치(단위 셀)를 삽입하고 솔더링을 실시하여 에너지 저장 장치를 제조하였다.
비교예 1
실시예 1과 동일한 방법으로 제조된 2개의 에너지 저장 장치(단위 셀)를 접지기능이 없는 인쇄회로기판에 삽입하고 솔더링을 실시하여 에너지 저장 장치를 제조하였다.
2. 물성 평가
표 1은 실시예 1 ~ 2 및 비교예 1에 따라 제조된 에너지 저장 장치에 대한 전압측정 결과를 나타낸 것이다. 이때, 실시예 1 ~ 2 및 비교예 1에 따른 방법으로 각각 제조된 5개의 에너지 저장 장치에 대하여 전압측정을 실시하였다.
[표 1]
표 1에 도시된 바와 같이, 비교예 1에 따라 제조된 에너지 저장 장치는 인출 단자와 케이스 간의 전압차가 발생한 것을 확인할 수 있다.
반면, 실시예 1 ~ 2에 따라 제조된 에너지 저장 장치의 경우, 인출 단자와 케이스 간의 전압차가 발생하지 않았다.
이와 같이, 실시예 1 ~ 2에 따라 제조된 에너지 저장 장치는 인출 단자와 케이스 간의 접지가 이루어져 전위차가 발생하지 않았으며, 이를 통해 RF 통신 과정에서 간섭을 받지 않아 데이터 통신의 정확성과 정밀도를 향상시킬 수 있다는 것을 확인하였다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 기술자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형은 본 발명이 제공하는 기술 사상의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.
100 : 에너지 저장 장치 120 : 단위 셀
121 : 단위 셀의 케이스 122 : 양극 인출 단자
124 : 음극 인출 단자 125 : 인출 단자
140 : 인쇄회로기판 142 : 몸체부
144 : 단자 삽입 홀 146 : 절연부
148 : 통전부 149 : 접지부
160 : 솔더 부재 180 : 접지 와이어
121 : 단위 셀의 케이스 122 : 양극 인출 단자
124 : 음극 인출 단자 125 : 인출 단자
140 : 인쇄회로기판 142 : 몸체부
144 : 단자 삽입 홀 146 : 절연부
148 : 통전부 149 : 접지부
160 : 솔더 부재 180 : 접지 와이어
Claims (10)
- 각각 인출 단자를 갖는 적어도 둘 이상의 단위 셀;
상기 단위 셀의 인출 단자와 연결되어, 상기 단위 셀 상호 간을 연결하기 위해 상기 단위 셀 상부에 결합된 인쇄회로기판;
상기 단위 셀과 인쇄회로기판 사이에 배치된 솔더 부재; 및
상기 인쇄회로기판의 하면으로부터 상기 단위 셀 상호 간의 이격된 사이 공간으로 돌출되도록 배치되어, 상기 단위 셀의 케이스와 각각 접지된 접지 와이어;를 포함하며,
상기 인쇄회로기판은 몸체부; 상기 몸체부의 상면 및 하면을 각각 관통하여, 상기 인출 단자를 삽입하기 위한 단자 삽입 홀; 상기 몸체부 상면의 중앙 부분과 몸체부 하면의 가장자리 부분에 배치된 절연부; 상기 몸체부 상면의 가장자리 부분에 배치된 통전부; 및 상기 몸체부 하면의 중앙 부분에 배치되어, 상기 인출 단자 중 어느 한 극성의 단자에만 연결된 접지부;를 포함하고,
상기 접지부는 상기 인쇄회로기판의 하면 중앙 부분에 배치되어, 상기 인출 단자 중 음극 인출 단자에만 전기적으로 연결되거나, 또는 양극 인출 단자에만 전기적으로 연결되도록 구성되며,
상기 접지 와이어는 일단이 상기 인쇄회로기판의 접지부에 연결되고, 타단이 상기 단위 셀 상호 간의 케이스에 각각 연결되며, 상기 접지부에 연결된 접지 와이어에 의해, 상기 인출 단자와 단위 셀의 각 케이스 간의 접지가 이루어져 전위차가 미발생하여, RF(radio frequency) 통신시 간섭이 발생하지 않는 것을 특징으로 하는 접지 기능을 구비한 에너지 저장 장치.
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- 각각 인출 단자를 갖는 적어도 둘 이상의 단위 셀;
상기 단위 셀의 인출 단자와 연결되어, 상기 단위 셀 상호 간을 연결하기 위해 상기 단위 셀 상부에 결합된 인쇄회로기판; 및
상기 단위 셀 및 인쇄회로기판 사이에 개재되며, 상기 단위 셀과 각각 대응되는 인쇄회로기판의 하면에 형성되어, 상기 단위 셀의 케이스 상면에 직접 접촉된 전도성 접지층;을 포함하며,
상기 인쇄회로기판은 몸체부; 상기 몸체부의 상면 및 하면을 각각 관통하여, 상기 인출 단자를 삽입하기 위한 단자 삽입 홀; 상기 몸체부 상면의 중앙 부분과 몸체부 하면의 단자 삽입 홀 중 어느 한 극성의 인출 단자가 삽입되는 영역만을 제외한 외측을 둘러싸도록 배치된 절연부; 및 상기 몸체부 하면의 단자 삽입 홀 영역을 제외한 영역에 배치된 통전부;를 포함하며,
상기 전도성 접지층은 상기 통전부 상에서 상기 단자 삽입 홀의 외측을 둘러싸는 링 형태로 형성되어, 상기 인출 단자 중 음극 인출 단자에만 전기적으로 연결되거나, 또는 양극 인출 단자에만 전기적으로 연결되도록 구성되며,
상기 인출 단자와 단위 셀의 케이스 간이 전도성 접지층에 의해 접지가 이루어져 전위차가 미발생하여, RF(radio frequency) 통신시 간섭이 발생하지 않는 것을 특징으로 하는 접지 기능을 구비한 에너지 저장 장치.
- 삭제
- 삭제
- 인출 단자를 갖는 하나의 단위 셀;
상기 단위 셀의 인출 단자 및 단위 셀의 케이스 간을 전기적으로 연결하여 접지시키는 접지 단자; 및
상기 접지 단자의 일 부분을 단위 셀의 케이스에 부착시키는 접지 단자 고정 부재;를 포함하며,
상기 접지 단자는 일단이 상기 단위 셀의 인출 단자 중 어느 한 극성을 갖는 인출 단자와 연결되고, 타단이 상기 단위 셀의 케이스에 연결되며,
상기 인출 단자와 단위 셀의 케이스가 접지 단자에 의해 접지가 이루어져 전위차가 미발생하여, RF(radio frequency) 통신시 간섭이 발생하지 않는 것을 특징으로 하는 접지 기능을 구비한 에너지 저장 장치. - 삭제
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200148041A KR102257298B1 (ko) | 2020-11-06 | 2020-11-06 | 접지 기능을 구비한 에너지 저장 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200148041A KR102257298B1 (ko) | 2020-11-06 | 2020-11-06 | 접지 기능을 구비한 에너지 저장 장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102257298B1 true KR102257298B1 (ko) | 2021-05-27 |
Family
ID=76136008
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020200148041A KR102257298B1 (ko) | 2020-11-06 | 2020-11-06 | 접지 기능을 구비한 에너지 저장 장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102257298B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114142255A (zh) * | 2021-12-15 | 2022-03-04 | 广东电网有限责任公司 | 一种临时接地装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR970004240U (ko) * | 1995-07-12 | 1997-02-19 | 식기 세척기의 세척수 분사장치 | |
| KR20140096221A (ko) * | 2013-01-25 | 2014-08-05 | 주식회사 비츠로셀 | 전기전도성이 우수한 전기이중층 커패시터 직렬연결용 인쇄회로기판 |
| JP2018143021A (ja) * | 2017-02-27 | 2018-09-13 | 三菱電機株式会社 | 制御装置一体型回転電機 |
-
2020
- 2020-11-06 KR KR1020200148041A patent/KR102257298B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR970004240U (ko) * | 1995-07-12 | 1997-02-19 | 식기 세척기의 세척수 분사장치 | |
| KR20140096221A (ko) * | 2013-01-25 | 2014-08-05 | 주식회사 비츠로셀 | 전기전도성이 우수한 전기이중층 커패시터 직렬연결용 인쇄회로기판 |
| JP2018143021A (ja) * | 2017-02-27 | 2018-09-13 | 三菱電機株式会社 | 制御装置一体型回転電機 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114142255A (zh) * | 2021-12-15 | 2022-03-04 | 广东电网有限责任公司 | 一种临时接地装置 |
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