KR101205846B1 - 플레이트형 집전체를 갖는 리튬 이온 커패시터 - Google Patents
플레이트형 집전체를 갖는 리튬 이온 커패시터 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 리튬 이온 커패시터(LIC; lithium ion capacitor)에 관한 것으로, 다공성 집전체의 사용으로 인해 단자를 초음파 용접하는 과정에서 다공성 집전체가 손상되어 셀 저항이 증가하고, 이로 인해 리튬 이온 커패시터의 성능 저하가 발생되는 문제를 해소하기 위한 것이다. 본 발명에 따른 리튬 이온 커패시터는 다공성 집전체 대신에 플레이형 집전체를 사용하고, 플레이트형 집전체에 리튬 이온을 프리도핑한다. 본 발명에 따르면, 내부 단자와 외부 단자 간의 초음파 용접시 집전체의 손상을 억제하면서 내부 단자에 외부 단자를 안정적으로 접합시킬 수 있다. 또한 플레이트형 집전체를 사용함으로써, 전극물질과 집전체 간의 대면적이 높아 고출력이 용이하고, 다공성 집전체에 비해서 전극물질을 코팅하는 것이 용이한 이점이 있다.
Description
본 발명은 슈퍼 커패시터(super capacitor)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 리튬 이온이 프리도핑된 플레이트형 집전체를 갖는 리튬 이온 커패시터(LIC; lithium ion capacitor)에 관한 것이다.
각종 휴대용 전자기기를 비롯하여 전기자동차 등은 전원 공급 장치가 요구되는 시스템이나, 순간적으로 발생하는 과부하를 조절 또는 공급하는 시스템을 위한 전기에너지 저장장치도 요구되고 있으며, 이러한 전기에너지 저장장치로 Ni-MH 전지, Ni-Cd 전지, 납축전지 및 리튬이차전지와 같은 이차전지와, 높은 출력 밀도를 가지면서 충방전 수명이 무제한에 가까운 슈퍼 커패시터(super capacitor), 알루미늄 전해 커패시터 및 세라믹 커패시터 등이 있다.
특히 슈퍼 커패시터는 전기이중층 커패시터(EDLC; Electric Double Layer Capacitor), 유사 커패시터(pseudo capacitor), 리튬 이온 커패시터(LIC; lithium ion capacitor)와 같은 하이브리드 커패시터(hybrid capacitor) 등이 있다.
여기서 전기이중층 커패시터는 서로 다른 상의 계면에 형성된 전기이중층에서 발생하는 정전하현상을 이용한 커패시터로서, 에너지 저장 메커니즘이 산화 및 환원과정에 의존하는 배터리에 비하여 충방전 속도가 빠르고 충방전 효율이 높으며 사이클 특성이 월등하여 백업 전원에 광범위하게 사용되며, 향후 전기자동차의 보조전원으로서의 가능성도 무한하다.
유사 커패시터는 는 전극과 전기화학 산화물 반응물의 산화-환원 반응을 이용하여 화학 반응을 전기적 에너지로 전환하여 저장하는 커패시터이다. 유사 커패시터는 전기이중층 커패시터가 전기화학 이중층형 전극 표면에 형성된 이중층에만 전하를 저장하는 데 비하여 전극 재료의 표면 근처까지 전하를 저장 할 수 있어 저장 용량이 전기이중층 커패시터에 비하여 약 5배정도 크다. 금속산화물 전극재료로는 RuOx, IrOx, MnOx 등이 사용되고 있다.
그리고 리튬 이온 커패시터는 기존 전기이중층 커패시터의 고출력 및 장수명 특성과, 리튬 이온 전지의 고에너지밀도를 결합한 새로운 개념의 이차전지 시스템이다. 전기이중층 내 전하의 물리적 흡착반응을 이용하는 전기이중층 커패시터는 우수한 출력특성 및 수명특성에도 불구하고 낮은 에너지밀도 때문에 다양한 응용분야에 적용이 제한되고 있다. 이러한 전기이중층 커패시터의 문제점을 해결하는 수단으로서 음극 활물질로서 리튬 이온을 삽입 및 탈리할 수 있는 탄소계 소재를 이용하는 리튬 이온 커패시터가 제안되었으며, 리튬 이온 커패시터는 이온화 경향이 큰 리튬 이온을 음극에 미리 도핑하여 음극의 전위를 대폭적으로 낮출 수 있고, 셀 전압도 종래의 전기이중층 커패시터의 2.5 V 대비 크게 향상된 3.8 V 이상의 고전압 구현이 가능하며 높은 에너지 밀도를 발현할 수 있다.
리튬 이온이 도핑된 탄소계 소재를 이용해 음극을 구성한 리튬 이온 커패시터의 반응 기구를 살펴보면, 충전 시에는 음극에서 탄소계 소재로 전자가 이동하여 탄소계 소재는 음전하를 띠게 됨으로써, 리튬 이온이 음극의 탄소계 소재에 삽입되고, 반대로 방전 시에는 음극에선 탄소계 소재에 삽입되어 있던 리튬 이온이 탈리되고 양극엔 음이온이 흡착된다. 이러한 기구를 이용하는 것으로 음극에서의 리튬 이온의 도핑량을 제어하여 고에너지밀도를 갖는 리튬 이온 커패시터를 실현할 수 있다.
이러한 리튬 이온 커패시터는 리튬 이온 전지의 에너지 저장 능력과 커패시터의 출력 특성을 조합한 시스템으로 두 가지 기능을 동시에 발현할 수 있는 소재를 적용하여 고출력 사용 시에 커패시터 특성을 나타내고 기기의 지속 사용 시간을 리튬 이온 전지 수준으로 확장한 미래형 전지시스템이다.
이러한 리튬 이온 커패시터는 음극에 리튬 이온의 프리도핑을 용이하게 하기 위해서 다공성 집전체를 사용한다. 다공성 집전체에 형성된 내부 단자에 외부 단자를 접합하게 되는데, 외부 단자를 접합하는 방법으로 초음파 용접을 주로 사용한다.
이와 같이 종래에는 다공성 집전체에 외부 단자를 접합할 때 초음파 용접 방법을 사용하기 때문에, 초음파 용접에 사용되는 에너지의 세기에 따라 다공성 집전체가 손상되는 문제가 발생될 수 있다. 다공성 집전체가 손상될 경우 셀 저항이 증가하고, 이로 인해 리튬 이온 커패시터의 성능 저하를 초래할 수 있다.
또한 다공성 집전체의 내부 단자에 외부 단자를 초음파 용접하는 과정에서 작용하는 스트레스에 의해 내부 단자와 외부 단자 간에 끊김 현상이 발생될 수 있다.
따라서 본 발명의 목적은 다공성 집전체의 사용으로 인한 문제점을 해소할 수 있는 리튬 이온이 프리도핑된 플레이트 집전체를 갖는 리튬 이온 커패시터를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 리튬 이온이 프리도핑되는 플레이트형 집전체와, 상기 집전체의 적어도 일면에 형성된 음극을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 커패시터를 제공한다.
본 발명에 따른 리튬 이온 커패시터에 있어서, 상기 집전체는 에칭된 알루미늄 포일일 수 있다.
본 발명에 따른 리튬 이온 커패시터에 있어서, 상기 집전체는 일측으로 돌출된 내부 단자를 포함할 수 있다. 또한 상기 집전체의 내부 단자에 초음파 용접에 의해 접합된 외부 단자를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 또한, 복수의 음극 전극부, 복수의 양극 전극부 및 복수의 세퍼레이터를 포함하는 리튬 이온 커패시터를 제공한다. 상기 복수의 음극 전극부는 음극이 적어도 일면에 형성되고, 일측으로 돌출되게 음극 단자부가 형성되며 리튬 이온이 프리도핑되는 플레트형 음극 집전체를 갖는다. 상기 복수의 양극 전극부는 리튬 이온의 흡탈착을 유도하는 양극이 적어도 일면에 형성되고, 일측으로 돌출되게 양극 단자부가 형성된 플레이트형 양극 집전체를 갖는다. 그리고 상기 복수의 세퍼레이터는 교대로 적층된 상기 음극 전극부와 상기 양극 전극부 사이에 각각 개재된다.
본 발명에 따른 리튬 이온 커패시터에 있어서, 상기 음극 및 양극 집전체는 알루미늄 포일일 수 있다. 더욱이 상기 음극 집전체는 에칭된 알루미늄 포일일 수 있다.
본 발명에 따른 리튬 이온 커패시터에 있어서, 상기 음극 단자부는 상기 복수의 음극 전극부의 음극 집전체의 일측으로 각각 돌출된 복수의 제1 내부 단자와, 상기 복수의 제1 내부 단자에 초음파 용접에 의해 접합된 제1 외부 단자를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 리튬 이온 커패시터에 있어서, 상기 양극 단자부는 상기 복수의 양극 전극부의 양극 집전체의 일측으로 각각 돌출된 복수의 제2 내부 단자와, 상기 복수의 제2 내부 단자에 초음파 용접에 의해 접합된 제2 외부 단자를 포함할 수 있다.
그리고 본 발명에 따른 리튬 이온 커패시터에 있어서, 상기 양극 단자부와 상기 음극 단자부는 서로 어긋나게 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 리튬 이온 커패시터는 음극에 리튬 이온을 프리도핑하는 것이 아니라 플레이트형 집전체에 리튬 이온을 프리도핑함으로써, 내부 단자와 외부 단자 간의 초음파 용접시 집전체의 손상을 억제하면서 내부 단자에 외부 단자를 안정적으로 접합할 수 있다.
또한 플레이트형 집전체를 사용함으로써, 전극물질과 집전체 간의 대면적이 높아 고출력이 용이하다.
또한 전극 구현시에도 종래의 다공성 집전체에 전극물질을 코팅하는 것에 비해서 본 발명에 따른 플레이트 형 집전체 상에 전극물질을 코팅하는 것이 용이한 장점을 가지고 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 리튬 이온 커패시터의 적층 셀을 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1의 단면도이다.
도 2는 도 1의 단면도이다.
하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
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 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하자고 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 리튬 이온 커패시터의 적층 셀을 보여주는 사시도이다. 도 2는 도 1의 단면도이다. 한편 도 1에서는 최상부에 형성되는 세퍼레이터(50)의 도시를 생략하였다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 리튬 이온 커패시터(100)는 음극 전극부(10), 세퍼레이터(50), 양극 전극부(20) 및 전해질을 단위 셀(70)로 하여, 복수의 단위 셀(70)이 적층된 적층 셀(80)을 포함한다. 음극 전극부(10) 및 양극 전극부(20)는 각각 음극 단자부(19) 및 양극 단자부(29)를 더 포함할 수 있다. 즉 리튬 이온 커패시터(100)는 복수의 음극 전극부(10), 복수의 양극 전극부(20) 및 복수의 세퍼레이터(50)가 적층된 적층 셀(80)을 구비하고, 리튬 이온의 이송이 가능한 전해액(도시안됨)을 주액한 후 외장재(90)에 의해 봉합된 구조를 갖는다. 이러한 리튬 이온 커패시터(100)는 음극 전극부(10), 양극 전극부(20)가 각각 접촉하지 않도록, 각 전극부(10,20)의 사이에는 세퍼레이터(50)가 개재된 구조를 갖는다. 봉합재(90) 밖으로 음극 단자부(19) 및 양극 단자부(29)의 일부가 외부의 기기와 연결할 수 있도록 돌출되어 있다.
음극 전극부(10)는 음극(12)과 음극 집전체(14)를 포함한다. 양극 전극부(20)는 양극(22)과 양극 집전체(24)를 포함한다. 음극 집전체(14) 및 양극 집전체(24)는 플레이트형으로 알루미늄 포일(Al foil)로 제조될 수 있다. 특히 음극 집전체(14)는 리튬 이온이 프리도핑되며, 에칭된 알루미늄 포일이 사용된다.
음극(12)은 리튬 이온을 삽입 및 탈리할 수 있는 음극 활물질을 포함하며, 음극 집전체(14) 위에 형성된다. 음극(12)은 음극 집전체(14) 위에 적어도 한 층으로 형성되며, 음극 집전체(14)의 일면 또는 양면에 각각 한 층씩 형성된 예를 개시하였다. 본 실시예에서는 적층 셀(80)의 외곽에 음극 집전체(14)가 위치하기 때문에, 적층 셀(80)의 양쪽 외곽에 위치하는 음극 집전체(14)는 적층 셀(80)의 안쪽을 향하는 방향하는 면에 음극(12)이 각각 형성된다. 적층 셀(80)의 안쪽에 위치하는 음극 집전체(14)는 양면에 음극(12)이 형성된다. 음극 활물질로는 하드카본, 소프트카본, 인조흑연, 천연흑연, 흑연화탄소 섬유, 흑연화 메조카본마이크로비드, 석유코크스, 수지소성체, 탄소섬유 또는 열분해 탄소와 같은 탄소계 소재가 사용될 수 있다.
양극(22)은 리튬 이온을 흡착 및 탈리할 수 있는 양극 활물질을 포함하며, 양극 집전체(24) 위에 형성된다. 양극(22)은 양극 집전체(24) 위에 적어도 한 층으로 형성되며, 본 실시예에서는 양극 집전체(24)이 적층 셀(80)의 최외곽이 아닌 안쪽에 위치하기 때문에, 양극 집전체(24)의 양면에 각각 한 층씩 형성된 예를 개시하였다. 양극 활물질로는 활성탄 소재 및 활성탄 소재를 개선한 활성탄-금속산화물 복합소재, 전도성고분자-활성탄 복합소재, 탄소나노튜브를 사용할 수 있으며, 상기한 양극 활물질 중 l종 혹은 2종 이상을 사용할 수 있다. 탄소나노튜브는 단일벽 탄소나노튜브(SWNT; Single- wall NanoTube), 다중벽 탄소나노튜브(MWNT; Multi-wall Nanotube) 또는 이중벽 탄소나노튜브(DWNT; Dual-wall Nanotube)를 포함한다. 또한 양극(22)은 탄소나노튜브의 입자 지름 또는 탄소나노튜브 사이의 층을 이온의 흡장구조로 가져가는 탄소재료 또는 도전성 고분자 및 그 혼합체를 기본 구조로 하여 이온의 흡장을 유도할 수 있는 활물질 재료를 포함할 수 있다. 한편 상기한 양극 활물질은 하나의 예시에 불과하며, 이것에 한정되는 것은 아니다.
세퍼레이터(50)는 음극 전극부(10)와 양극 전극부(20) 사이에 개재되어 음극 전극부(10)와 양극 전극부(20)를 분리한다. 세퍼레이터(50)로는 전해액 혹은 전극 활물질 등에 대하여 내구성이 있는 연통 기공을 가지는 전자 전도성이 없는 다공체 등을 사용할 수 있다. 예컨대 세퍼레이터(50)로는 다공성 폴리머 필름 또는 다공성 부직포 등이 사용될 수 있다.
이러한 복수의 음극 전극부(10) 및 복수의 양극 전극부(10)는 복수의 세퍼레이터(50)를 매개로 적층되어 적층 전극부를 형성한다. 본 실시예에서는 적층 전극부는 각 4층의 음극(12)과 양극(22)을 갖는 예를 개시하였지만 이것에 한정되는 것은 아니며, 적어도 한 층의 음극(12) 및 양극(22)을 구비할 수 있다. 이때 세퍼레이터(50)를 중심으로 양면에 한 층의 음극(12) 및 양극(22)을 갖는 경우는, 단위 셀(70)의 리튬 이온 커패서터이다.
전해질은 리튬 이온의 염을 포함하는 액상 전해질 또는 폴리머 전해질을 포함한다. 리튬염으로는 LiClO4, LiAsF6, LiBF4, LiPF6, Li(C2F5SO2)2N 등을 사용할 수 있다. 또한 리튬염을 용해시키는 용매로는 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트, 디메틸 카보네이트, 디에틸 카보네이트, γ-부티로락톤, 아세트니트릴, 디메톡시 메탄, 테트라히드로푸란, 디옥소란, 염화 메틸렌, 설폰 등의 비양자성 유기용매를 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 또는 전해질로는 프로필렌 카보네이트, 에틸렌 카보네이트, 디메틸 카보네이트 또는 메틸 에틸 카보네이트를 포함하는 카보네이트계 액상 전해질, 폴리에틸렌 옥사이드(PEO), PVdF또는 PVdF-HFP를 포함하는 PVdF공중합체, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리옥소메탈레이트(POM), 폴리프로필렌옥사이드(PPO), 폴리실록산계 등의 고체 매트릭스에 가소제를 첨가하는 겔 타입의 전해질을 사용할 수 있다. 전해질은 리튬염, 금속염 또는 유기염 전해질을 사용할 수있고, 액체 전해질, 겔형 전해질, 고체전해질 또는 이온성 전해액과 같이 전해질의 형태에 영향을 받지 않는다. 여기서 전해질이 액상 형태일 때 전해질 내에는 세퍼레이터(50)를 더 포함할 수 있으나, 겔형 전해질이나 고체 전해질의 경우 세퍼레이터(50)의 도입이 생략될 수 있다.
그리고 외장재(90)로는 적층 셀(80)을 보호하고 전해액의 누액을 방지할 수 있는 소재로서, 알루미늄(Al) 등의 금속 소재, 플라스틱 소재, 금속 소재와 플라스틱 소재가 복합된 복합 소재 등이 사용될 수 있다. 리튬 이온 커패시터(100)의 소형화 및 경량화의 관점에서는 외장재(90)로는 복합 소재가 사용될 수 있으며, 예컨대 알루미늄과 나일론, 폴리프로필렌 등의 고분자 필름이 라미네이트된 적층형 복합 필름이 사용될 수 있다.
한편 음극 집전체(14) 및 양극 집전체(24)는 각각 일측으로 돌출되게 음극 단자부(19) 및 양극 단자부(29)가 형성되어 있다. 이때 음극 단자부(19) 및 양극 단자부(29)는 서로 어긋나게 형성된다. 복수의 음극 전극부(10) 및 복수의 양극 전극부(20)에 각각 형성된 음극 단자부(19) 및 양극 단자부(29)는 서로 대응되는 위치에 일렬로 형성될 수 있다. 여기서 내부 단자(16,26)는 제1 내부 단자(16)와 제2 내부 단자(26)를 포함한다. 외부 단자(18.28)는 제1 외부 단자(18)와 제2 외부 단자(28)를 포함하며, 외부 단자(18,28)의 일단부는 외장재(90) 밖으로 돌출된다.
음극 단자부(19)는 음극 집전체(14)의 일측으로 각각 돌출된 제1 내부 단자(16)와, 제1 내부 단자(16)에 접합된 제1 외부 단자(18)를 포함한다. 이때 제1 내부 단자(16)는 초음파 용접에 의해 제1 외부 단자(18)에 접합된다. 복수의 음극 전극부(10)에 형성된 각각의 제1 내부 단자들(16)은 일괄적으로 제1 외부 단자(18)에 접합된다. 도전성 페이스트는 제1 내부 단자(16) 또는 제1 외부 단자(18)에 도포될 수 있다.
그리고 양극 단자부(29)는 양극 집전체(24)의 일측으로 각각 돌출된 제2 내부 단자(26)와, 제2 내부 단자(26)에 접합된 제2 외부 단자(28)를 포함한다. 이때 제2 내부 단자(26)는 초음파 용접에 의해 제2 외부 단자(28)에 접합된다. 복수의 양극 전극부(20)에 형성된 각각의 제2 내부 단자들(26)은 일괄적으로 제2 외부 단자(28)에 접합된다.
이와 같이 본 실시예에 따른 음극 및 양극 집전체(14,24)가 플레이트형이기 때문에, 내부 단자(16,26)와 외부 단자(18,28) 간의 초음파 용접시 집전체(14,24)의 손상을 억제하면서 내부 단자(16,26)에 외부 단자(18,28)를 안정적으로 접합할 수 있다.
또한 리튬 이온 커패시터(100)는 음극(12)에 리튬 이온을 프리도핑하는 것이 아니라 플레이트형 음극 집전체(14)에 리튬 이온을 프리도핑함으로써, 음극 활물질과 음극 집전체(14) 간의 대면적이 높아 고출력이 용이하다.
또한 전극 구현시에도 종래의 다공성 집전체에 전극물질을 코팅하는 것에 비해서 본 실시예에 따른 따른 플레이트형 집전체(14.24) 상에 전극 활물질을 코팅하는 것이 공정상 유리한 점도 있다.
한편 내부 단자(16,26)와 외부 단자(18,28) 간의 양호한 접합성을 위해서 도전성 페이스트를 사용할 수 있다. 예컨대 제1 내부 단자(16)는 도전성 페이스트를 매개로 초음파 용접에 의해 제1 외부 단자(18)에 접합된다. 복수의 음극 전극부(10)에 형성된 각각의 제1 내부 단자들(16)은 일괄적으로 제1 외부 단자(18)에 도전성 페이스트를 매개로 접합된다. 도전성 페이스트는 제1 내부 단자(16) 또는 제1 외부 단자(18)에 도포될 수 있다. 도전성 페이스트는 복수의 제1 내부 단자(16) 사이에도 도포된다. 도전성 페이스트는 제1 내부 단자(16) 사이와, 제1 내부 단자(16) 및 제1 외부 단자(18)에 접합층(60)을 형성한다. 이때 도전성 페이스트는 은(Ag), 구리(Cu), 금(Au), 백금(Pt), 니켈(Ni), 납(Pb), 알루미늄(Al) 중의 적어도 하나의 금속 분말을 포함한다. 또한 제2 내부 단자(18)는 도전성 페이스를 매개로 초음파 용접에 의해 제2 외부 단자(18)에 접합된다.
이와 같이 집전체(14,24)의 내부 단자(16,26)와 외부 단자(18,28) 간에 도전성 페이스트를 개재한 상태에서 초음파 용접을 통하여 내부 단자(16,26)와 외부 단자(18,28)를 서로 접합시킴으로써, 초음파 용접하는 과정에서 집전체(14,24)로 전달되는 에너지를 도전성 페이스트가 흡수하기 때문에, 집전체(14,24)가 손상되는 것을 억제할 수 있다. 또한 도전성 페이스트를 사용함으로써, 내부 단자(16,26)와 외부 단자(18,28) 사이, 및 전극 사이의 접촉 저항이 낮아지고 접합 강도가 향상되어 단자 끊김 현상을 억제할 뿐만 아니라 견고한 셀 제작이 가능하다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.
10 : 음극 전극부 12 : 음극
13 : 리튬 이온 14 : 음극 집전체
16 : 제1 내부 단자 20 : 양극 전극부
22 : 양극 24 : 양극 집전체
26 : 제2 내부 단자 30 : 리튬 전극부
32 : 리튬 34 : 리튬 집전체
36 : 리튬 단자 42 : 제1 외부 단자
44 : 제2 외부 단자 50 : 세퍼레이터
60 : 전해질 70 : 단위 셀
80 : 적층 셀 90 : 외장재
100 : 리튬 이온 커패시터
13 : 리튬 이온 14 : 음극 집전체
16 : 제1 내부 단자 20 : 양극 전극부
22 : 양극 24 : 양극 집전체
26 : 제2 내부 단자 30 : 리튬 전극부
32 : 리튬 34 : 리튬 집전체
36 : 리튬 단자 42 : 제1 외부 단자
44 : 제2 외부 단자 50 : 세퍼레이터
60 : 전해질 70 : 단위 셀
80 : 적층 셀 90 : 외장재
100 : 리튬 이온 커패시터
Claims (9)
- 리튬 이온이 프리도핑되는 플레이트형 집전체;
상기 집전체의 적어도 일면에 형성된 음극;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 커패시터. - 제1항에 있어서,
상기 집전체는 에칭된 알루미늄 포일인 것을 특징으로 하는 리튬 이온 커패시터. - 제1항에 있어서,
상기 집전체는 일측으로 돌출된 내부 단자를 포함하고,
상기 집전체의 내부 단자에 초음파 용접에 의해 접합된 외부 단자;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 커패시터. - 음극이 적어도 일면에 형성되고, 일측으로 돌출되게 음극 단자부가 형성되며 리튬 이온이 프리도핑되는 플레트형 음극 집전체를 갖는 복수의 음극 전극부;
리튬 이온의 흡탈착을 유도하는 양극이 적어도 일면에 형성되고, 일측으로 돌출되게 양극 단자부가 형성된 플레이트형 양극 집전체를 갖는 복수의 양극 전극부;
교대로 적층된 상기 음극 전극부와 상기 양극 전극부 사이에 각각 개재된 복수의 세퍼레이터;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 커패시터. - 제4항에 있어서,
상기 음극 및 양극 집전체는 알루미늄 포일인 것을 특징으로 하는 리튬 이온 커패시터. - 제4항에 있어서,
상기 음극 집전체는 에칭된 알루미늄 포일인 것을 특징으로 하는 리튬 이온 커패시터. - 제4항에 있어서, 상기 음극 단자부는,
상기 복수의 음극 전극부의 음극 집전체의 일측으로 각각 돌출된 복수의 제1 내부 단자;
상기 복수의 제1 내부 단자에 초음파 용접에 의해 접합된 제1 외부 단자;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 커패시터. - 제7항에 있어서, 상기 양극 단자부는,
상기 복수의 양극 전극부의 양극 집전체의 일측으로 각각 돌출된 복수의 제2 내부 단자;
상기 복수의 제2 내부 단자에 초음파 용접에 의해 접합된 제2 외부 단자;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 커패시터. - 제8항에 있어서,
상기 양극 단자부와 상기 음극 단자부는 서로 어긋나게 형성된 것을 특징으로 하는 리튬 이온 커패시터.
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|---|---|---|---|
| KR1020110125328A KR101205846B1 (ko) | 2011-11-28 | 2011-11-28 | 플레이트형 집전체를 갖는 리튬 이온 커패시터 |
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|---|---|---|---|
| KR1020110125328A KR101205846B1 (ko) | 2011-11-28 | 2011-11-28 | 플레이트형 집전체를 갖는 리튬 이온 커패시터 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| KR101205846B1 true KR101205846B1 (ko) | 2012-11-29 |
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| KR1020110125328A Expired - Fee Related KR101205846B1 (ko) | 2011-11-28 | 2011-11-28 | 플레이트형 집전체를 갖는 리튬 이온 커패시터 |
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| KR (1) | KR101205846B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190053363A (ko) * | 2017-11-10 | 2019-05-20 | 한국전력공사 | 그래핀 전극을 적용한 적층형 리튬 이온 커패시터 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2007026492A1 (ja) | 2005-08-30 | 2007-03-08 | Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha | リチウムイオンキャパシタ |
| KR100874199B1 (ko) | 2002-12-26 | 2008-12-15 | 후지 주코교 카부시키카이샤 | 축전장치 및 축전장치의 제조방법 |
-
2011
- 2011-11-28 KR KR1020110125328A patent/KR101205846B1/ko not_active Expired - Fee Related
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| KR20190053363A (ko) * | 2017-11-10 | 2019-05-20 | 한국전력공사 | 그래핀 전극을 적용한 적층형 리튬 이온 커패시터 |
| KR102028677B1 (ko) * | 2017-11-10 | 2019-10-04 | 한국전력공사 | 그래핀 전극을 적용한 적층형 리튬 이온 커패시터 |
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| KR101383250B1 (ko) | 리튬 2차전지용 전극구조체 및 상기 전극구조체를 포함하는 2차전지 |
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