KR200355795Y1

KR200355795Y1 - 전기 이중층 축전기

Info

Publication number: KR200355795Y1
Application number: KR20-2004-0012028U
Authority: KR
Inventors: 이용욱
Original assignee: (주) 스마트씽커즈
Priority date: 2004-04-29
Filing date: 2004-04-29
Publication date: 2004-07-08

Abstract

본 고안은 전기적ㆍ열적 안정성을 충분히 확보할 수 있는 전기 이중층 축전기에 관한 것이다.

특징적으로 상기 전기 이중층 축전기는: 상부 및 하부 금속케이스(1, 2)를 포함하는 통상의 전기 이중층 축전기용 단위 셀(10)과; 상기 단위 셀(10)을 수납하며, 하면(17)에 관통홀(18)이 형성된 절연 콘테이너(16)와; 일단이 상부 금속케이스(1)의 표면에 접합되고, 상기 콘테이너(16)의 측벽(22) 외측에 위치되는 하향 절곡부(26)와, 연속하는 수평 절곡부(28)를 갖는 상부 단자(24)와; 일단이 상기 관통홀(18)을 통하여 하부 금속 케이스(2)의 표면에 접합되고, 상기 수평 절곡부(28)와 수평을 맞추기 위한 절곡부(32)를 갖는 하부 단자(30)로 이루어 진다.

본 고안에 따르면, 각 단자는 단위 셀을 수납하는 콘테이너의 외부에 위치하게 된다. 따라서, 전기 이중층 축전기는 소형으로 구현 가능한 동시에, 전기적 및 열적 안정성이 충분히 확보되는 효과가 있다.

Description

전기 이중층 축전기 {Electric double layer capacitor}

본 고안은 전기 이중층 축전기에 관한 것으로, 특히 소형으로 구현함에 있어서 문제로 되는 전기적ㆍ열적 안정성을 충분히 확보할 수 있는 전기 이중층 축전기에 관한 것이다.

전기 이중층 축전기(Electric Double Layer Capacitor: EDLC)는 고체와 전해질간의 계면에 형성되는 전기 이중층에서 발생하는 정전하 현상을 이용하여 전기 에너지를 축적하는 축전기로서, 고밀도 에너지의 급속 충전 및 방전 특성을 가짐에 따라 이동통신기기 및 노트북 컴퓨터 등을 포함하는 휴대용 전자제품의 보조전원 또는 주전원으로 광범위하게 이용되고 있다.

도 1 에 의하여 참조되는 바, 통상의 전기 이중층 축전기는: 상부 및 하부 금속케이스(1, 2)와, 상부 및 하부 금속케이스(1, 2)의 각 내측 표면에 접합되는 전해질 함침의 두 전극(3a, 3b)과, 두 전극(3a, 3b) 사이에 배치되는 쇼트 방지용 세퍼레이터(4)를 포함하는 단위 셀(10)과; 각각의 일측단이 상부 및 하부 금속케이스(1, 2)의 외측 표면에 접합되는 서로 다른 극성의 상부 및 하부 단자(5, 6)를 포함하여 이루어 진다. 부호 9는 상부 및 하부 금속케이스(1, 2)의 비전도적 결합을 위한 개스킷이다. 이 때 상기 상부 및 하부 단자(5, 6)는, 전기 이중층 축전기가 PCB 기판 상에 장착될 수 있도록 하기 위하여 적절한 형태로 절곡된다.

종래기술에 따르면, 도 2a,b,c 에 의하여 참조되는 바, 상기 상부 단자(5)는 하향 절곡부(5a)와 연속하는 외향 절곡부(5b)를 갖으며, 하부 단자(6)는 절곡되지 않는다. 이 구조는 각 단자편(5, 6)의 끝단이 단위 셀(10)의 하부 금속케이스(2)로부터 외측으로 돌출되는 형태로서, 각 단자(5, 6)가 PCB 기판(B) 상에 납땜(P) 장착되기에는 적합한 것으로 보인다. 그러나 외향 돌출되는 상부 및 하부 단자(5, 6)에 의하여 전제적인 전기 이중층 축전기의 크기가 커지게 되고 따라서 보다 넓은 면적의 기판(B)을 필요로 하게 된다. 이는 결과적으로 전자제품의 사이즈를 크게하는 원인이 되어, 전자제품의 소형화 및 슬림화에 역행하게 된다. 그리고 구조적으로도, 하향 절곡부(5a)와 하부 금속케이스(2)간의 물리적 접촉으로 인하여 쇼트가 발생하기 쉬운 문제가 있다.

전제적인 전기 이중층 축전기의 크기 문제를 보완하기 위한 종래기술에 따르면, 도 3a,b,c 에 의하여 참조되는 바, 상부 단자(7)는 하향 절곡부(7a)와 연속하는 내향 절곡부(7b)를 갖으며, 하부 단자(8)는 상기 내향 절곡부(7b)와 기판(B) 상 수평을 맞추기 위한 형태로 절곡된다. 이 구조는 각 단자(7, 8)의 끝단이 단위 셀(10)의 하부 금속케이스(2)로부터 외측으로 돌출되지 않으므로, 각 단자(7, 8)에 의하여 전제적인 전기 이중층 축전기의 크기가 커지지 않는다. 그러나 하향 절곡부(7a)와 하부 금속케이스(2)간의 물리적 접촉 및 내향 절곡부(7b)와 하부 금속케이스(2) 간의 납땜(P)에 의한 접촉으로 인하여 쇼트가 발생하기 쉬운 문제가있다.

전기 이중층 축전기는 보다 소형일 것이 요구되지만, 동시에 전기적 안정성이 확보되어야 할 필요가 있는 것이다. 나아가, 표면 실장시 고온 열처리(240∼280℃) 또는 납땜 열처리에 견딜 수 있어야 하기 때문에 열적 안정성도 고려되어야 한다.

본 고안은, 상기한 종래기술들의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 일정한 형태의 수납 컨테이너를 통하여 전기적 및 열적 안정성을 충분히 확보할 수 있는 전기 이중층 축전기를 제공하고자 한다.

도 1은 통상의 전기 이중층 축전기용 단위 셀의 구조를 보이기 위하여 그 일부를 절취하여 보인 사시도.

도 2a,b,c는 종래 전기 이중층 축전기의 정면도, 평면도, 설치도.

도 3a,b,c는 종래 또 따른 전기 이중층 축전기의 정면도, 평면도, 설치도.

도 4는 본 고안에 따른 전기 이중층 축전기의 분해 사시도.

도 5a, b, c는 도 4의 결합상태의 정면도, 평면도, 설치도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10. 단위 셀

1. 상부 금속케이스 2. 하부 금속케이스

16. 콘테이너 17. 하면

18. 관통홀 24. 상부 단자

30. 하부 단자

본 고안에 전기 이중층 축전기는: 상부 및 하부 금속케이스를 포함하는 통상의 단위 셀과; 상기 단위 셀을 수납하며, 하면에 관통홀이 형성된 절연성 콘테이너와; 상기 콘테이너의 측벽 외측에서 하향 절곡되는 상부 단자 및 상기 콘테이너의 관통홀을 통하여 접합되는 하부 단자로 이루어 진다. 이 구성에서, 상기 콘테이너에 의하여 전기 이중층 축전기는 전기적 및 열적 안정성이 확보되는 효과가 있다.

이하에서, 첨부 도면을 참조하여 본 고안을 상세히 설명한다.

도 4를 참조하면, 본 고안에 따른 전기 이중층 축전기는 칩형의 단위 셀(10)과, 절연 콘테이너(16)와, 상ㆍ하부 단자(24, 30)로 이루어 진다.

상기 단위 셀(10)은 상부 및 하부 금속케이스(1, 2)를 포함하며, 통상의 것과 마찬가지로 내부에 두 개의 전극과 전극 간에 배치되는 세퍼레이터를 포함한다(도 1 참조). 상부 및 하부 금속케이스(1, 2)는 통상 SUS, Ni, Al 또는 Ti 등의 금속으로 성형되며, Ni 또는 Al으로 코팅하여 사용되기도 한다.

상기 콘테이너(16)는 상기 단위 셀(10)을 수납하기 위한 형태로서, 하면(17)과 측벽(22)을 가진 통상으로 성형되며, 하면에는 관통홀(18)이 형성된다. 상기 콘테이너(16)는 절연성 수지로 성형 가능하며, 내열성을 고려하여 PPS, ABS 또는 나일론 수지로 가능한 작은 두께로 성형된다. 콘테이너(16)의 내경은 단위 셀(10)의 최 외곽 외경과 같거나 약간 크다.

상기 상ㆍ부 단자(24, 30)는 SUS, Ni, Al 또는 Ti 등의 금속판이며, 각 일단은 상부 및 하부 금속케이스(1, 2)의 표면에 용접 등의 방법으로 접합된다. 상부 단자(24)는 하향 절곡부(26)와 수평 절곡부(28)을 갖으며, 소용 면적을 줄이기 위하여 바람직하게 상기 수평 절곡부(28)는 하부 금속케이스(2) 측으로 내향 절곡된다. 하부 단자(30)는 상기 관통홀(18)을 통하여 하부 금속케이스(2)의 표면에 접합하게 되며, 상기 상부 단자(24)의 수평 절곡부(28)과 수평을 이루는 절곡부(32)를 갖는다.

도 5a를 참조하면, 단위 셀(10)은 상기 콘테이너(16)의 내벽에 끼워져 수납된다. 이 상태에서, 상기 상부 단자(24)는 그 일단이 상부 금속 케이스(1)에 접합되는데, 이 때 상부 단자(24)의 하향 절곡부(26)와 수평 절곡부(28)는 상기 콘테이너(16)의 측벽(22)과 하면(17)을 외부에서 감싸게 된다. 따라서 상부 단자(24)와 하부 금속케이스(2)가 물리적으로 접촉하게 되는 일은 발생하지 않는다.

한편, 하부 단자(30)는 상기 관통홀(18)을 통하여 그 일단이 하부 금속케이스(2)의 표면에 접합되며, 하부 단자(30)의 절곡부(32)는 상기 상부 단자(24)의 수평 절곡부(28)과 수평을 이룬다. 바람직하게, 하부 단자(30)의 절곡부(32)가 상기 콘테이너(16)의 하면(17)에 접촉되도록 하여, 단위 셀(10)과 콘테이너(16)가 상호 밀착되도록 지지한다.

도 5b에서 참조되는 바, 각 단자(24, 30)의 끝단이 단위 셀(10)로부터 돌출되지 않도록 함으로써, 기판(B) 소용면적이 작고, 본 고안에 따른 전기 이중층 축전기는 소형화를 만족시킬 수 있다.

또한 도 6에서 참조되는 바, 상기 콘테이너(16)에 의하여: 상부 단자(24)의 하향 절곡부(26)와 하부 금속케이스(2)간의 물리적 접촉 또는 수평 절곡부(28)와 하부 금속케이스(2) 간의 기판(B) 상 납땜(P)에 의한 접촉 등이 발생될 염려가 없으며; 표면 실장 또는 납땜시에 발생하는 고열이 단위 셀(10)에 전도되는 것이 방지되어, 본 고안에 따른 전기 이중층 축전기는 전기적 및 열적으로 안정화된다.

Claims

상부 및 하부 금속케이스(1, 2)를 포함하는 통상의 전기 이중층 축전기용 단위 셀(10)과; 상기 단위 셀(10)을 수납하며, 하면(17)에 관통홀(18)이 형성된 절연 콘테이너(16)와; 일단이 상부 금속케이스(1)의 표면에 접합되고, 상기 콘테이너(16)의 측벽(22) 외측에 위치되는 하향 절곡부(26)와, 연속하는 수평 절곡부(28)를 갖는 상부 단자(24)와; 일단이 상기 관통홀(18)을 통하여 하부 금속 케이스(2)의 표면에 접합되고, 상기 수평 절곡부(28)와 수평을 맞추기 위한 절곡부(32)를 갖는 하부 단자(30)로 이루어 진 것을 특징으로 하는 전기 이중층 축전기.
제1항에 있어서, 상기 상부 단자(24)의 수평 절곡부(28)는 하부 금속케이스(2) 측으로 내향 절곡되어, 상부 단자(24)의 하향 절곡부(26)와 수평 절곡부(28)는 상기 콘테이너(16)의 측벽(22)과 하면(17)을 외부에서 감싸게 되는 것을 특징으로 하는 전기 이중층 축전기.
제1항에 있어서, 상기 하부 단자(30)의 절곡부(32)가 상기 콘테이너(16)의 하면(17)에 접촉되도록 하여, 단위 셀(10)과 콘테이너(16)가 상호 밀착되도록 지지하는 것을 특징으로 하는 전기 이중층 축전기.