KR101558417B1 - Super capacitor - Google Patents
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Abstract
본 발명의 초고용량 커패시터는 단위 모듈이 복수로 적층되는 축전 집합체와, 상기 축전 집합체가 내부에 배치되는 케이스와, 상기 케이스의 상면에 밀봉 가능하게 장착되는 상부 플레이트와, 상기 케이스의 하부에 밀봉 가능하게 장착되는 하부 플레이트와, 상기 상부 플레이트 및 하부 플레이트의 내면에 배치되어 강도를 보강하는 보강판으로 구성되어, 케이스 내부에 적층되는 축전 집합체의 압하력에 의해 상부 플레이트 및 하부 플레이트가 휘어지는 것을 방지할 수 있고 전해액의 누액을 차단할 수 있다. An ultra-high capacity capacitor according to the present invention includes: a storage assembly in which a plurality of unit modules are stacked; a case in which the storage assembly is disposed; an upper plate sealably mounted on an upper surface of the case; And a reinforcing plate disposed on the inner surface of the upper plate and the lower plate to reinforce the strength of the upper plate and the lower plate to prevent the upper plate and the lower plate from being bent by the down force of the storage assembly laminated inside the case And can prevent leakage of the electrolytic solution.
Description
본 발명은 단위 모듈이 복수로 적층되어 축전 집합체를 형성하는 초고용량 커패시터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 단위 모듈들 사이의 두께를 균일하게 유지할 수 있고 상부 플레이트 및 하부 플레이트의 휘어짐을 방지할 수 있는 초고용량 커패시터에 관한 것이다. The present invention relates to an ultra-high capacity capacitor in which a plurality of unit modules are stacked to form a capacitor assembly. More particularly, the present invention relates to an ultra-high capacity capacitor which is capable of uniformly maintaining a thickness between unit modules and preventing warpage of the upper plate and the lower plate Lt; / RTI > capacitors.
일반적으로 수퍼 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 수십배 이상이다.In general, supercapacitors use electrostatic characteristics, so that the number of charge and discharge cycles is almost infinite as compared with a battery using an electrochemical reaction, and it can be used semi-permanently, and the charging / discharging speed of energy is very fast, It is more than a dozen times.
기존의 배터리로 구현 불가능한 이와 같은 초고용량 커패시터의 특성으로 인하여 산업계 전반에 걸쳐 그 응용 분야가 점차 확대되어 가고 있는 추세이다.Due to the characteristics of such ultra-high-capacity capacitors, which can not be realized with conventional batteries, the application field is gradually expanding throughout the industry.
특히 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 그 효용성은 날로 증가하고 있다.Especially in the field of next-generation environmentally-friendly vehicle development such as Electric Vehicle (EV), Hybrid Electric Vehicle (HEV) or Fuel Cell Vehicle (FCV), its utility as an energy buffer is increasing day by day have.
즉, 초고용량 커패시터는 보조 에너지저장장치로서 배터리와 병용됨으로써, 순시적인 에너지의 공급과 흡수는 초고용량 커패시터가 담당하고, 평균적인 차량의 에너지 공급은 배터리가 담당함으로써 전반적인 차량 시스템의 효율 개선과 에너지 저장 시스템의 수명 연장 등의 효과를 기대할 수 있다.That is, the supercapacitor is used as an auxiliary energy storage device, so that the supercapacitor and the energy supply of the vehicle are charged by the battery, and the improvement of the efficiency of the overall vehicle system and the energy And extension of the life of the storage system.
또한, 이동전화나 동영상 레코더와 같은 휴대용 전자 부품에서 보조 전원으로 사용될 수 있으며, 그 중요성 및 용도가 크게 증가하고 있다.In addition, it can be used as an auxiliary power source in portable electronic parts such as a mobile phone and a motion picture recorder, and its importance and usage are greatly increasing.
이러한 수퍼 커패시터는 크게 전기 이중층 커패시터(EDLC; electron double layer capacitor)와 전기화학적 산화-환원 반응을 이용하는 하이브리드 수퍼 커패시터(Hybrid super capacitor)로 분류될 수 있다.Such a supercapacitor can be broadly classified into an electric double layer capacitor (EDLC) and a hybrid super capacitor using an electrochemical oxidation-reduction reaction.
전기 이중층 커패시터는 표면에 전기 이중층이 생성되어 전하를 축적하는 반면, 하이브리드 수퍼 커패시터는 전극물질 표면에 형성되는 전기 이중층과 함께 산화환원 반응에 의해 전하를 축적함으로써 상대적으로 더 많은 에너지를 축적할 수 있는 장점이 있다. The electric double layer capacitor has a structure in which an electric double layer is generated on the surface to accumulate electric charges while the hybrid supercapacitor is capable of accumulating relatively more energy by accumulating electric charges by the oxidation-reduction reaction together with the electric double layer formed on the surface of the electrode material There are advantages.
수퍼 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 수십배 이상이다. Since the super capacitor uses electrostatic characteristics, it can be used semi-permanently and the charge / discharge cycle is almost infinite as compared with the battery using the electrochemical reaction, and the charging / discharging speed of the energy is very fast, to be.
종래의 커패시터의 축전모듈은 한국 공개특허공보 10-2013-0016610(2013년 02월 18일)에 개시된 바와 같이, 다수의 단위 초고용량 커패시터 및 집전체가 교대로 적층 배열되는 축전 집합체와, 상기 축전 집합체의 최 외측에 위치하여 상기 축전 집합체를 고정하는 한 쌍의 엔드 플레이트와, 상기 한 쌍의 엔드 플레이트 중 어느 하나에 고정되어 상기 축전 집합체와 한 쌍의 엔드 플레이트를 관통하는 연결빔과, 상기 한 쌍의 엔드 플레이트 중 연결빔이 고정된 고정 엔드 플레이트를 통과해 나머지 대응 엔드 플레이트에 도달하는 상기 축전 집합체를 관통한 연결빔을 고정시키는 볼트로 구성되고, 분리막을 사이에 두고 이의 양측에 양극(+)과 음극(-)이 배치되며, 전해액의 누액과 전기적 단락을 방지하기 위한 한 쌍의 개스킷(gasket)이 분리막과 수직하는 측면에 형성된다. A power storage module of a conventional capacitor is disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2013-0016610 (Feb. 18, 2013), and includes a storage accumulation body in which a plurality of unit super high capacity capacitors and current collectors are alternately stacked, A pair of end plates which are located on the outermost side of the assembly and fix the storage assembly, a connection beam fixed to one of the pair of end plates and passing through the storage assembly and the pair of end plates, And a bolt for fixing a connecting beam passing through the accumulation aggregate which reaches the remaining corresponding end plate through a fixed end plate on which a connecting beam is fixed, ) And a negative electrode (-) are disposed. A pair of gaskets for preventing electrolyte leakage and electrical short-circuiting are formed on the side perpendicular to the separator It is sex.
하지만, 종래의 축전 모듈은 한 쌍의 엔드 플레이트 사이에 복수의 단위 축전모듈을 적층할 때 하측에 위치되는 단위 축전모듈과 상측에 위치되는 단위 축전모듈에 가해지는 압력이 서로 다르기 때문에 단위 축전모듈의 적층 위치별 두께 편차가 발생되어 성능이 저하되는 문제가 있다. However, when a plurality of unit power storage modules are stacked between a pair of end plates in the conventional power storage module, since the pressures applied to the unit storage modules located on the lower side and the unit storage modules located on the upper side are different from each other, There is a problem that a thickness variation is generated for each lamination position and the performance is deteriorated.
또한, 종래의 축전모듈은 한 쌍의 엔드 프레이트가 평판 형태로 형성되기 때문에 압하율이 커지면 휘어짐이 발생되는 문제가 있다.Further, in the conventional power storage module, since a pair of end plates are formed in the shape of a flat plate, there is a problem that warp occurs when the reduction rate is large.
또한, 종래의 축전모듈은 한 쌍의 엔드 프레이트가 평판 형태로 형성되기 때문에 엔드 플레이트와 외벽 사이로 전해액이 누수되는 현상이 발생되는 문제가 있다.In addition, in the conventional power storage module, there is a problem that electrolyte leakage occurs between the end plate and the outer wall because a pair of end plates are formed in a flat plate shape.
따라서, 본 발명의 목적은 단위 모듈들 사이에 보강부재를 설치하여 단위 모듈들을 적층할 때 압하력에 의한 단위 모듈들의 적층 위치별 두께 편차를 줄일 수 있고 단위 모듈들 사이의 정렬편차를 줄일 수 있는 초고용량 커패시터를 제공하는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to reduce the thickness deviation of the unit modules according to the stacking position by the pressing force when the unit modules are stacked by providing the reinforcing members between the unit modules, and to reduce the misalignment between the unit modules High-capacity capacitor.
본 발명의 다른 목적은 상부 플레이트와 하부 플레이트의 구조를 개선하여 케이스 내부에 적층되는 축전 집합체의 압하력에 의해 휘어지는 현상을 방지할 수 있고 전해액의 누액을 차단할 수 있는 초고용량 커패시터를 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide an ultra-high capacity capacitor which can improve the structure of the upper plate and the lower plate, prevent a phenomenon of warping due to the down force of the storage assembly laminated inside the case, and prevent leakage of the electrolyte.
본 발명의 또 다른 목적은 상부 플레이트 및 하부 플레이트의 내면에 보강판을 구비하여 강도를 보강할 수 있는 초고용량 커패시터를 제공하는 것이다. Still another object of the present invention is to provide an ultra-high capacity capacitor having a reinforcing plate on the inner surface of the upper plate and the lower plate to reinforce the strength.
본 발명이 해결하려는 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed. .
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 초고용량 커패시터는 단위 모듈이 복수로 적층되는 축전 집합체와, 상기 축전 집합체가 내부에 배치되는 케이스와, 상기 케이스의 상면에 밀봉 가능하게 장착되는 상부 플레이트와, 상기 케이스의 하부에 밀봉 가능하게 장착되는 하부 플레이트와, 상기 상부 플레이트 및 하부 플레이트의 내면에 배치되어 강도를 보강하는 보강판을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, an ultra-high-capacity capacitor of the present invention comprises a capacitor assembly in which a plurality of unit modules are stacked, a case in which the capacitor assembly is disposed, an upper plate sealably mounted on an upper surface of the case, And a reinforcing plate disposed on an inner surface of the upper plate and the lower plate to reinforce the strength of the lower plate.
본 발명의 상부 플레이트 및 하부 플레이트는 상기 케이스의 상면 및 하면에 덮어지는 덮개부와, 상기 덮개부에 일체로 형성되어 상기 케이스의 내면으로 삽입되는 돌출부를 포함할 수 있다.The upper plate and the lower plate of the present invention may include a lid portion covering the upper and lower surfaces of the case and a protrusion integrally formed with the lid portion and inserted into the inner surface of the case.
본 발명의 케이스에는 둘레방향으로 복수의 제1체결홀이 형성되고, 상기 상부 플레이트의 가장자리에는 둘레방향으로 복수의 제2체결홀이 형성되며, 상기 하부 플레이트의 가장자리에는 둘레방향으로 복수의 제3체결홀이 형성되며, 상기 제1체결홀, 제2체결홀 및 제3체결홀은 하나의 볼트에 의해 체결될 수 있다.In the case of the present invention, a plurality of first fastening holes are formed in the circumferential direction, a plurality of second fastening holes are formed in the peripheral edge of the upper plate, and a plurality of third fastening holes are formed in the peripheral edge of the lower plate. And the first fastening hole, the second fastening hole, and the third fastening hole may be fastened by one bolt.
본 발명의 단위 모듈은 집전체와, 상기 집전체의 일면에 적층되는 제1활물질층과, 상기 집전체의 타면에 적층되는 제2활물질층과, 상기 제1활물질층에 적층되는 제1분리막과, 상기 제2활물질층에 적층되는 제2분리막을 포함할 수 있다.The unit module of the present invention includes a current collector, a first active material layer laminated on one surface of the current collector, a second active material layer laminated on the other surface of the current collector, a first separator layer laminated on the first active material layer, And a second separator laminated on the second active material layer.
본 발명의 단위 모듈은 복수가 적층되어 축전 집합체를 이루고, 상기 단위 모듈의 집전체들 사이에는 보강부재가 장착되며, 상기 보강부재는 링 형태로 형성되어 그 외면이 케이스의 내벽면에 접촉되고 상면 및 하면이 집전체에 지지될 수 있다.A reinforcing member is formed between the current collectors of the unit module. The reinforcing member is formed in a ring shape so that its outer surface contacts the inner wall surface of the case, And the bottom surface can be supported on the whole body.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 초고용량 커패시터는 단위 모듈들 사이에 보강부재를 설치하여 단위 모듈들을 적층할 때 압하력에 의한 단위 모듈들의 적층 위치별 두께 편차를 줄일 수 있고 단위 모듈들 사이의 정렬편차를 줄일 수 있다.As described above, in the super-capacity capacitor according to the present invention, when a unitary module is stacked by providing a reinforcing member between unit modules, it is possible to reduce the thickness deviation of the unit modules according to their stacking positions due to the depression force, Alignment deviation can be reduced.
또한, 본 발명에 따른 초고용량 커패시터는 상부 플레이트와 하부 플레이트의 하면에 케이스에 내부로 삽입되는 돌출부를 구비하고, 상부 플레이트와 하부 플레이트의 내면에 보강판을 구비하여 케이스 내부에 적층되는 축전 집합체의 압하력에 의해 휘어지는 현상을 방지할 수 있고 전해액의 누액을 차단할 수 있다.Also, the super-capacity capacitor according to the present invention includes a top plate and a protrusion inserted into the case at the bottom of the bottom plate, and a reinforcing plate provided on the inner surface of the top plate and the bottom plate, It is possible to prevent the phenomenon of warping caused by the force of the force and to prevent leakage of the electrolytic solution.
또한, 본 발명에 따른 초고용량 커패시터는 단위 모듈들이 케이스 내부에 적층되기 때문에 측면으로 전해질이 누액되는 것을 방지하고 강도를 보강할 수 있다.In addition, since the unit modules are stacked in the case, the super-high capacity capacitor according to the present invention can prevent electrolyte from leaking to the side and reinforce the strength.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초고용량 커패시터의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 초고용량 커패시터의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 모듈이 적층된 축전 집합체의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 외부로 돌출된 전극판을 갖는 초고용량 커패시터를 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 5는 도 4에 적용된 전극판의 형상을 설명하기 위한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 외부로 돌출된 전극판을 갖는 초고용량 커패시터의 사시도이다.1 is an exploded perspective view of an ultra-high capacity capacitor according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view of an ultra-high capacity capacitor according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view of a power storage assembly in which unit modules according to an embodiment of the present invention are stacked.
4 is an exploded perspective view illustrating an ultra-high capacity capacitor having an electrode plate protruding outward according to an embodiment of the present invention.
5 is a perspective view for explaining the shape of the electrode plate applied to FIG.
6 is a perspective view of an ultra-high capacity capacitor having an outwardly projecting electrode plate according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The sizes and shapes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience. In addition, terms defined in consideration of the configuration and operation of the present invention may be changed according to the intention or custom of the user, the operator. Definitions of these terms should be based on the content of this specification.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초고용량 커패시터의 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 초고용량 커패시터의 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 모듈이 적층된 축전 집합체의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of an ultra-high capacity capacitor according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional view of a unit module according to an embodiment of the present invention. Sectional view of the stacked accumulation aggregate.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 초고용량 커패시터는 단위 모듈(100)이 복수로 적층되는 축전 집합체(200)와, 축전 집합체(200)가 내장되고 상부 및 하부가 개구된 케이스(300)와, 케이스(300)의 상면에 밀봉 가능하게 장착되는 상부 플레이트(310)와, 케이스(300)의 하부에 밀봉 가능하게 장착되는 하부 플레이트(320)를 포함한다.1 to 3, an ultra-high capacity capacitor according to an embodiment of the present invention includes a
케이스(300)는 상측 및 하측이 개방된 사각 박스 형태로 형성되고 수직방향으로 복수의 제1체결홀(302)이 형성되어 상부 플레이트(310) 및 하부 플레이트(320)와 상호 볼트 체결된다.The
상부 플레이트(310)는 사각 판으로 형성되어 케이스(300)의 상면에 덮어지는 덮개부(312)와, 덮개부(312)의 하면에 일체로 형성되고 케이스(300)의 내벽면에 삽입되는 돌출부(314)를 포함한다. 그리고, 덮개부(312)의 가장자리에는 둘레방향으로 제2체결홀(316)이 복수로 형성된다. The
상부 플레이트(310)에 형성되는 제2체결홀(316)은 케이스(300)에 형성되는 제2체결홀(302)과 연통된 상태로 볼트(400)가 통과하여 상호 체결된다. The
그리고, 덮개부(316)의 하면 즉, 케이스(300)의 상면에 접촉되는 면에는 가스켓(410)이 구비되어 덮개부(316)와 케이스(300) 사이의 밀봉 작용을 한다. A
이와 같은 상부 플레이트(310)는 하면에 케이스(300) 내부로 삽입되는 돌출부(314)가 일체로 형성되어 케이스(300) 내부 압력이 증가하더라도 상부 플레이트(310)가 휘어지는 현상을 방지할 수 있다. The
하부 플레이트(320)는 사각 판으로 형성되어 케이스(300)의 하면에 덮어지는 덮개부(322)와, 덮개부(322)의 상면에 일체로 형성되고 케이스(300)의 내벽면에 삽입되는 돌출부(324)를 포함한다. 그리고, 덮개부(322)의 가장자리에는 둘레방향으로 제3체결홀(326)이 복수로 형성된다. The
여기에서, 볼트(400)는 상부 플레이트(310)의 제2체결홀(316), 케이스(300)의 제2체결홀(302) 및 하부 플레이트(326)의 제3체결홀(326)을 통과하여 상부 플레이트(310), 케이스(300) 및 하부 플레이트(320) 사이를 결합시킨다. Here, the
그리고, 덮개부(322)의 상면 즉, 케이스(300)의 하면에 접촉되는 면에는 가스켓(420)이 구비되어 하부 플레이트(320)와 케이스(300) 사이의 밀봉 작용을 한다. A
이와 같은 하부 플레이트(320)는 상면에 케이스(300) 내부로 삽입되는 돌출부(324)가 일체로 형성되어 케이스(300) 내부 압력이 증가하더라도 하부 플레이트(320)가 휘어지는 현상을 방지할 수 있다. The
상부 플레이트(310)의 내면과 하부 플레이트(320)의 내면에는 각각 보강판(330,332)이 배치되어 강도를 보강하는 역할을 한다. 여기에서, 보강판(330,332)은 일정 두께를 갖는 사각 평판 형태로 형성되어 케이스(300)의 상면 및 하면에 각각 배치되어 강도를 보강하여 케이스(300) 내부압력이 증가하더라도 상부 플레이트(310) 및 하부 플레이트(320)의 변형을 방지해준다. On the inner surface of the
보강판(330,332)은 PET 재질로 형성되는 것이 바람직하다. The reinforcing
보강판(330,332)의 내면에는 각각 축전 집합체(200)와 전기적으로 연결되는 플러스 전극판(340) 및 마이너스 전극판(342)이 배치된다. 여기에서, 플러스 전극판(340)이 마이너스 전극판이 되고, 마이너스 전극판(342)이 플러스 전극판으로 사용될 수 있다. On the inner surfaces of the
축전 집합체(200)는 도 3에 도시된 바와 같이, 단위 모듈이 복수로 적층되어 형성된다. 단위 모듈(100)은 음극과 양극 중 하나가 될 수 있고, 음극과 양극이 교대로 적층되는 구조를 갖는다. As shown in FIG. 3, the
이러한 단위 모듈(100)은 집전체(10)와, 집전체(10)의 일면에 적층되는 제1활물질층(20)과, 집전체(10)의 타면에 적층되는 제2활물질층(30)과, 제1활물질층(20)에 적층되는 제1분리막(40)과, 제2활물질층(30)에 적층되는 제2분리막(50)을 포함한다. The
또한, 단위 모듈(100)은 도 2와 같이, 집전체(10), 제1활물질층(20), 제1분리막(40), 제2분리막(50), 제2활물질층(30), 집전체(10)가 순차적으로 적층된 구조를 가질 수 있다.2, the
집전체(10)는 알루미늄 박 또는 구리 박(foil)으로 형성될 수 있고, 이온의 이동을 효율적으로 수행하고 균일한 도핑 공정을 위해 다수의 관통홀이 구비된 메쉬 형태도 적용이 가능하다. The
제1활물질층(20) 및 제2활물질층(30)은 둘 중 하나가 음극 활물질층이 되고, 나머지 하나가 양극 활물질층이 되는 것으로, 이온을 가역적으로 도핑 및 탈도핑할 수 있는 활성탄 및 바인더를 포함할 수 있고, 카본 블랙 및 용매 등으로 구성되는 도전재가 포함될 수 있다. One of the first
제1분리막(40) 및 제2분리막(50)은 천연 펄프계로 부직포나 종이 등이 적용될 수 있고, 이외에 전기 방사 방법에 의해 고분자 물질을 전기 방사하여 나노 섬유를 만들고, 나노 섬유가 축적되어 다수의 기공을 갖는 나노 웹 형태로 형성될 수 있다. The
여기에서, 집전체(10), 제1 및 제2활물질층(20,30) 및 제1 및 제2분리막(40,50)은 사이즈가 서로 다르게 형성된다. 즉, 제1활물질층(20) 및 제2활물질층(30)의 경우 사용 목적에 따라 설계과정에서 최적의 두께 및 사이즈가 결정되고, 제1분리막(40) 및 제2분리막(50)은 제1활물질층(20) 및 제2활물질층(30)을 각각 덮고 측면에 감싸져서 제1활물질층(20) 및 제2활물질층(30)을 봉지할 수 있도록 제1활물질층(20) 및 제2활물질층(30)에 비해 큰 사이즈를 갖도록 형성되고, 집전체(10)는 이후 공정에서 복수로 적층된 단위 모듈(100)을 케이싱에 고정시킴과 아울러 외부 단자와 연결될 수 있도록 제1분리막(40) 및 제2분리막(50) 보다 큰 사이즈를 갖는다. Here, the
단위 모듈이 적층될 때 집전체(10) 사이에 링 형태의 보강부재(360)가 구비되어 단위 모듈들(100)이 적층 위치에 따라 두께 편차가 발생되는 것을 방지한다. When the unit modules are stacked, a ring-shaped reinforcing
즉, 단위 모듈(100)은 수십개의 단위 모듈이 적층되기 때문에 아래쪽에 적층되는 단위 모듈은 압하력이 크게 작용하여 두께가 작아지고, 위쪽에 적층되는 단위 모듈은 압하력이 작게 작용하여 두께가 원래 두께를 유지하여 적층 위치별 단위 모듈의 두께가 서로 달라지게 되어 충방전 성능이 저하된다. That is, since the
이러한 문제를 해소하고자 본 실시예에서는 집전체(10) 사이에 보강부재(360)를 구비하고 보강부재(360)의 상면이 위쪽에 위치된 집전체(10)의 하면에 접촉되고 보강부재(360)의 하면이 아래쪽에 위치된 집전체(10)의 상면에 접촉되어 단위 모듈들의 위치별 두께가 달라지는 것을 방지한다.In order to solve this problem, in the present embodiment, the reinforcing
보강부재(360)는 PET 재질로 형성되고 링 형태로 형성되어 외면은 케이스(300)의 내벽면에 접촉되고 상면 및 하면은 집전체(10)가 접촉되어 단위 모듈 각각을 지지해주는 역할을 한다. 그리고, 단위 모듈이 적층될 때 보강부재(360)가 단위 모듈(100)의 정렬 위치를 잡아주어 단위 모듈(100)의 적층시 정렬위치가 달라지는 것을 방지할 수 있다.The reinforcing
이와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 초고용량 커패시터는 케이스의 내부에 단위 모듈(100)이 적층되도록 하여 측방향으로 전해질이 누액되는 것을 방지한다.The super-high capacity capacitor according to an embodiment of the present invention stacks the
그리고, 상부 플레이트(310) 및 하부 플레이트(320)에 케이스(300)의 내부로 삽입되는 돌출부(314,324)를 형성하고 상부 플레이트(310) 및 하부 플레이트(320) 내면에 보강판(330,332)을 배치하여 강도를 보강함으로써, 압력에 의해 상부 플레이트(310) 및 하부 플레이트(320)가 휘어지는 것을 방지하고 전해질의 누액을 방지한다.The
그리고, 단위 모듈의 집전체(10) 사이에 보강부재(360)를 설치하여 단위 모듈의 적층 위치별 두께가 달라지는 것을 방지한다. A reinforcing
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 외부로 돌출된 전극판을 갖는 초고용량 커패시터의 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 외부로 돌출된 전극판을 갖는 초고용량 커패시터를 설명하기 위한 분해 측면도이고, 도 6은 도 5에 적용된 전극판의 형상을 설명하기 위한 사시도이다. FIG. 4 is a perspective view of an ultra-high capacity capacitor having an electrode plate protruding outward according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a perspective view illustrating an ultra-high capacity capacitor having an electrode plate protruding outward according to an embodiment of the present invention FIG. 6 is a perspective view for explaining the shape of the electrode plate applied to FIG. 5; FIG.
본 발명에서는 도 4에 도시된 바와 같이, 플러스 및 마이너스 전극판(340,342)을 연장시키고, 연장된 플러스 및 마이너스 전극판(340,342) 영역을 초고용량 커패시터(500)의 케이스(300) 외부로 돌출시켜 단자(Terminal)로 구현하는 것이다.4, the positive and
더 세부적으로 설명하면, 도 5와 같이, 보강판(330,332)과 축전 집합체(200) 사이에 위치된 플러스 및 마이너스 전극판(340,342)으로부터 연장된 영역을 다단 절곡시켜 케이스(300) 외부로 돌출시켜 단자를 마련한다.5, the regions extending from the positive and
즉, 도 6을 참고하면, 케이스(300)에 내장되는 플러스 전극판 영역(340a)으로부터 연장된 영역(340b,340c,340d) 및 마이너스 전극판 영역(342a)으로부터 연장된 영역(342b,342c,342d)은 2단으로 절곡되어 있다.6, the
그리고, 플러스 전극판 영역(340a)으로부터 연장된 영역(340b,340c,340d) 및 마이너스 전극판 영역(342a)으로부터 연장된 영역(342b,342c,342d)은 전기적인 쇼트를 방지하도록 이격되도록 구성한다.The
이때, 도 5에는 도시되어 있지 않지만, 케이스(300) 또는 상부 및 하부 플레이트(310,320)에는 플러스 및 마이너스 전극판(340,342)의 연장 영역을 수용할 수 있는 홈이 존재할 수 있고, 플러스 및 마이너스 전극판(340,342)의 연장 영역을 감안하여 상부 및 하부 플레이트(310,320)와 케이스(300) 사이에 밀봉 기능을 수행하는 가스켓(미도시)이 구비된다. Although not shown in FIG. 5, the
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limited to the embodiments set forth herein. Various changes and modifications may be made by those skilled in the art.
10: 집전체 20: 제1활물질층
30: 제2활물질층 40: 제1분리막
50: 제2분리막 100: 단위 모듈
200: 축전 집합체 300: 케이스
310: 상부 플레이트 320: 하부 플레이트
330,332: 보강판 340,342: 전극판
360: 보강부재 500: 초고용량 커패시터10: current collector 20: first active material layer
30: second active material layer 40: first separator
50: second separator 100: unit module
200: charged aggregate 300: case
310: upper plate 320: lower plate
330,332: reinforcing
360: reinforcement member 500: supercapacitor
Claims (11)
상기 축전 집합체가 내부에 배치되는 케이스;
상기 케이스의 상면에 밀봉 가능하게 장착되는 상부 플레이트;
상기 케이스의 하부에 밀봉 가능하게 장착되는 하부 플레이트; 및
상기 상부 플레이트 및 하부 플레이트의 내면에 배치되어 강도를 보강하는 보강판을 포함하며, 상기 상부 플레이트 및 하부 플레이트는 상기 케이스의 상면 및 하면에 덮어지는 덮개부와, 상기 덮개부에 일체로 형성되어 상기 케이스의 내면으로 삽입되는 돌출부를 포함하는 초고용량 커패시터. A power storage assembly in which a plurality of unit modules are stacked;
A case in which the storage assembly is disposed inside;
An upper plate sealably mounted on an upper surface of the case;
A lower plate sealably mounted on a lower portion of the case; And
And a reinforcing plate disposed on an inner surface of the upper plate and the lower plate to reinforce the strength of the upper plate and the lower plate, wherein the upper plate and the lower plate are integrally formed on the upper and lower surfaces of the case, And a protrusion inserted into the inner surface of the case.
상기 보강판은 PET 필름을 포함하는 초고용량 커패시터. The method of claim 1, wherein
Wherein the reinforcing plate comprises a PET film.
상기 케이스에는 둘레방향으로 복수의 제1체결홀이 형성되고, 상기 상부 플레이트의 가장자리에는 둘레방향으로 복수의 제2체결홀이 형성되며, 상기 하부 플레이트의 가장자리에는 둘레방향으로 복수의 제3체결홀이 형성되며, 상기 제1체결홀, 제2체결홀 및 제3체결홀은 하나의 볼트에 의해 체결되는 것을 특징으로 하는 초고용량 커패시터.The method according to claim 1,
The case is formed with a plurality of first fastening holes in the circumferential direction, a plurality of second fastening holes are formed in the peripheral edge of the upper plate, and a plurality of third fastening holes And the first fastening hole, the second fastening hole, and the third fastening hole are fastened by one bolt.
상기 단위 모듈은 집전체;
상기 집전체의 일면에 적층되는 제1활물질층;
상기 집전체의 타면에 적층되는 제2활물질층;
상기 제1활물질층에 적층되는 제1분리막; 및
상기 제2활물질층에 적층되는 제2분리막을 포함하는 것을 특징으로 하는 초고용량 커패시터. The method according to claim 1,
Wherein the unit module comprises: a current collector;
A first active material layer laminated on one surface of the current collector;
A second active material layer laminated on the other surface of the current collector;
A first separator laminated on the first active material layer; And
And a second separation layer stacked on the second active material layer.
상기 단위 모듈은 복수로 적층되어 축전 집합체를 이루고,
상기 단위 모듈의 집전체들 사이에는 보강부재가 장착되는 것을 특징으로 하는 초고용량 커패시터. 6. The method of claim 5,
Wherein the unit modules are stacked in a plurality of layers to form a power storage assembly,
And a reinforcement member is mounted between current collectors of the unit module.
상기 보강부재는 링 형태로 형성되어 그 외면이 케이스의 내벽면에 접촉되고 상면 및 하면이 집전체에 지지되는 것을 특징으로 하는 초고용량 커패시터. The method according to claim 6,
Wherein the reinforcing member is formed in a ring shape so that an outer surface thereof is in contact with an inner wall surface of the case, and upper and lower surfaces are supported by the current collector.
상기 보강부재는 PET 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 초고용량 커패시터. The method according to claim 6,
Wherein the reinforcing member is made of a PET material.
상기 보강판은 상기 상부 플레이트 및 하부 플레이트 각각과 상기 축전 집합체 사이에 배치되며,
상기 보강판과 상기 축전 집합체 사이에 플러스 및 마이너스 전극판이 개재되어 있고,
상기 플러스 및 마이너스 전극판 각각으로부터 연장된 영역이 상기 케이스 외부로 돌출되어 단자로 구현되는 것을 특징으로 하는 초고용량 커패시터. The method according to claim 1,
Wherein the reinforcing plate is disposed between each of the upper plate and the lower plate and the accumulating aggregate,
Positive and negative electrode plates are interposed between the reinforcing plate and the power storage aggregate,
And an area extending from each of the positive electrode plate and the negative electrode plate protrudes to the outside of the case to form a terminal.
상기 플러스 및 마이너스 전극판 각각으로부터 연장된 영역은 다단 절곡되어 있는 것을 특징으로 하는 초고용량 커패시터. 10. The method of claim 9,
And an area extending from each of the positive electrode plate and the negative electrode plate is bent in a multi-stage manner.
상기 플러스 전극판 영역으로부터 연장된 영역 및 상기 마이너스 전극판 영역으로부터 연장된 영역은 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 초고용량 커패시터. 10. The method of claim 9,
Wherein a region extending from the positive electrode plate region and a region extending from the negative electrode plate region are spaced apart from each other.
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