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KR20120002574A - 갈바닉 셀 및 상기 갈바닉 셀의 콘택팅을 위한 콘택 엘리먼트 - Google Patents

갈바닉 셀 및 상기 갈바닉 셀의 콘택팅을 위한 콘택 엘리먼트 Download PDF

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KR20120002574A
KR20120002574A KR1020117022385A KR20117022385A KR20120002574A KR 20120002574 A KR20120002574 A KR 20120002574A KR 1020117022385 A KR1020117022385 A KR 1020117022385A KR 20117022385 A KR20117022385 A KR 20117022385A KR 20120002574 A KR20120002574 A KR 20120002574A
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KR
South Korea
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conductor
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galvanic cell
conductors
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KR1020117022385A
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Inventor
젠스 마인트쉘
안드레아스 것쉬
클라우스 루퍼트 호헨타너
토스텐 쉬미트
Original Assignee
리-텍 배터리 게엠베하
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Publication date
Application filed by 리-텍 배터리 게엠베하 filed Critical 리-텍 배터리 게엠베하
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Abstract

갈바닉 셀(101, 201)의 컨덕터(102, 103, 202, 203, 303, 402) 또는 상기 갈바닉 셀의 콘택팅을 위한 콘택 엘리먼트(406, 402)는 적어도 부분적으로 표면 구조를 포함하고, 상기 표면 구조는 콘택 엘리먼트와 컨덕터의 압력 끼워 맞춤시 컨덕터와 콘택 엘리먼트가 서로에게 가하는 압력을 증가시킨다.

Description

갈바닉 셀 및 상기 갈바닉 셀의 콘택팅을 위한 콘택 엘리먼트 {ELECTROCHEMICAL CELL AND CONTACT ELEMENT FOR MAKING CONTACT WITH IT}
본 발명은 갈바닉 셀 및 상기 갈바닉 셀의 콘택팅을 위한 콘택 엘리먼트에 관한 것이다.
예컨대, 배터리 셀들 또는 커패시터들과 같은 플랫형 및 직사각형 전기 에너지 어큐뮬레이터 엘리먼트들, 및 하기에서 갈바닉 셀이라고 하는 유사한 어큐뮬레이터 엘리먼트들이 공지되어 있으며, 상기 갈바닉 셀의 전기 화학적으로 작용하는 내용물들은 막 형태의 패키지에 의해 둘러싸이고, 흔히 컨덕터라고 하는 시트 형태의 전기 연결부들이 상기 패키지를 통해 안내된다. 이렇게 구성된 배터리 셀은 종종 파우치 또는 커피-백 셀이라고도 한다. 이러한 셀들을 다른 셀들, 예컨대 전류원 또는 컨슈머와 직렬 또는 병렬로 전기 접속하는 것은 예컨대 셀들의 컨덕터들과 콘택 엘리먼트들의 압력 끼워 맞춤에 의해 이루어진다. 특히, 컨덕터들 또는 콘택 엘리먼트들의 표면들이 편평하지 않고 오염된 경우 높은 전기 접촉 저항이 야기되고, 이러한 접촉 저항은 손실 및 상응하는 열 발생을 수반할 수 있다.
본 발명의 과제는 전술한 상황을 개선하고 갈바닉 셀들의 컨덕터들의 콘택팅을 위한 효과적인 해결책을 제공하는 것이다.
상기 과제는 독립 청구항들 중 하나의 독립 청구항의 특징들을 가진 갈바닉 셀 또는 갈바닉 셀들의 콘택팅을 위한 콘택 엘리먼트에 의해 해결될 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예들은 종속 청구항들의 대상이다.
본 발명에 따른 갈바닉 셀은 셀 블록의 형성시 셀을 에너지 원, 에너지 컨슈머 또는 다른 갈바닉 셀들에 연결하기 위한 2개 이상의 컨덕터들을 포함하고, 이러한 셀의 연결은 콘택 엘리먼트들에 의해 이루어진다. 본 발명에 따라 컨덕터들 중 하나 이상이 적어도 부분적으로 표면 구조를 포함하고, 상기 표면 구조는 컨덕터와 콘택 엘리먼트의 압력 끼워 맞춤시 컨덕터와 콘택 엘리먼트가 서로에게 가하는 압력을 증가시킨다.
이하에 본 발명의 설명과 관련되어 사용되는 표현들이 정의되거나 설명된다.
본 발명에서 갈바닉 셀은 에너지의 전기 저장을 위한 모든 방식의 장치이다. 이 표현은 특히 제 1차 또는 제 2차 타입의 전기 화학적 셀들을 포함하지만, 예컨대 커패시터와 같은 다른 형태의 에너지 어큐뮬레이터도 포함한다.
본 발명에서 콘택 엘리먼트는 셀 블록의 형성을 위해 갈바닉 셀을 에너지 컨슈머, 에너지 원 또는 다른 갈바닉 셀들에 연결 가능하게 하는 대상이다. 따라서, 좁은 의미에서 콘택 엘리먼트들은 항상 -또한 적어도- 도전 재료를 포함하고, 상기 도전 재료에 의해 셀의 컨덕터와 그것에 연결된 장치 사이의 전류 흐름이 이루어질 수 있다.
넓은 의미에서 콘택 엘리먼트들은 그 재료가 적어도 부분적으로 전기 절연성일 수 있는 장치이다. 넓은 의미의 콘택 엘리먼트들에 의해 전술한 장치들에 대한 셀의 바람직한 연결이 지지될 수 있는데, 왜냐하면, 셀의 바람직한 연결을 위해, 대부분의 경우 양호한 도전 접속들이 형성되는 것과 더불어, 상기 접속들의 부분적 차단, 즉, 효과적인 절연이 보장되어야 하기 때문이다.
본 발명에서 표면 구조는 상기 표면 구조의 캐리어와 대상의 압력 끼워 맞춤시 상기 대상과 표면 구조의 캐리어가 서로에게 가하는 압력을 증가시키기에 적합한 모든 표면 특성이다.
압력은 본 발명과 관련해서 -기계학에서 일반적이듯이- 압력 끼워 맞춤에 작용하는 면들의 단위 면적당 힘이다.
하기에 본 발명의 바람직한 실시예들이 도면을 참조로 설명된다.
본 발명에 따라 개선된 갈바닉 셀 및 갈바닉 셀들의 콘택팅을 위한 콘택 엘리먼트가 제공될 수 있다.
도 1은 갈바닉 셀의 사시도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 갈바닉 셀의 사시도.
도 3은 도 2에 도시된 실시예에 따른 셀의 확대도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 금속 콘택 엘리먼트들에 의해 직렬 전기 접속된 2개의 갈바닉 셀들로 이루어진 셀 블록의 사시도.
도 5는 도 4에 도시된 셀 블록의 분해도.
도 6은 도 4에 도시된 셀 블록의 단면도 및 해당 부분의 확대도.
도 1에 도시되듯이, 전형적 갈바닉 셀(101)은 패키지(105) 및 2개 이상의 컨덕터들(102, 103)을 포함하고, 조립시 상기 셀의 고정을 지지하는 관통부들 또는 리세스들(104)이 컨덕터들 내에 제공될 수 있다. 바람직하게는 도 1에 도시되듯이 갈바닉 셀들이 플랫 형태인데 왜냐하면 상기 셀들이 상응하는 적층에 의해 특히 간단하게 조립되어 셀 블록들이 형성될 수 있기 때문이다.
도 2에는 패키지(205) 및 컨덕터들(202, 203)을 포함하는 상응하는 갈바닉 셀(201)이 도시되고, 상기 셀의 컨덕터들은 패키지를 제외한 전체 영역에서 상응하는 표면 구조, 바람직하게는 널링을 가지며, 상기 표면 구조에 의해 컨덕터와 콘택 엘리먼트의 압력 끼워 맞춤시 컨덕터와 콘택 엘리먼트 간의 압력이 증가된다.
이러한 압력 증가는 컨덕터 표면의 널링, 엠보싱, 밀링 또는 유사한 표면 처리에 의해 달성된다. 압력 증가는 콘택팅시 유효 지지면이 감소되게 한다. 힘이 주어지면, 가압력이 증가하고 이로써 콘택팅이 개선된다. 표면 구조의 돌출 부분들은 각각의 접합 파트너에 더 양호하게 접촉하고, 적합한 재료가 선택되면 더 높은 표면 압력에 의해 부분적으로 소성 변형될 수 있다. 표면 구조의 돌출 부분들은 표면 구조가 적합하게 구현되고 소성 재료가 적합하게 선택되면 제조 공차에 의해 야기되는 갭들을 보상한다.
가장 바람직한 경우, 소성 변형 가능한 재료의 사용에 의해, 콘택 작용 표면이 소성 변형에 의해 차후에 더 커진다. 이로써, 표면 구조에 의해 처음에 증가한 가압력은 우선 소성 변형을 일으키며, 이 소성 변형은 결과적으로 콘택 작용 표면을 확대시키고, 이로써, 가압력을 감소시키지만 결과적으로 전기 콘택팅을 개선할 수 있다. 본 발명에 따른 압력 증가는 일시적인 압력 증가일 수도 있다.
이러한 바람직한 작용들은, 소성 변형 가능한 재료가 그 변형에 대항하여 적어도 간헐적으로 탄성 복귀력을 갖도록 형성되면 이루어질 수 있다. 이러한 재료들은 예컨대 플라스틱신과 같은 순수 소성을 가지는 것이 아니라 -때때로 탄성 한계에 도달할 때까지도- 적어도 부분적으로 탄성을 가짐으로써, 결국 전체적으로 또는 부분적으로 유지되는 변형에 의해 변형을 일으키는 힘을 적어도 부분적으로 따르게 된다.
널링들은 널링이라고 하는 방법에 의해 제조되는 대체로 금속인 바디의 표면 구조들이고, 상기 표면 구조들은 종종 홈들을 포함하며, 대체로 금속인 해당 바디들의 표면을 더 잘 그립되도록 형성함으로써, 미끄러짐을 방지한다. 높아진 그립 가능성은 유효 면의 감소에 의해 힘이 동일하면 국소 가압력이 증가하는 것에 기인한다. 널링은 상이한 형태를 가질 수 있고, 예컨대 밀링 또는 엠보싱에 의해 제공될 수 있다.
널링은 비커팅식 널링 프레스와 커팅식 널링 밀로 구분된다. 방법에 따라 널링 휠들에 의해 프로파일이 표면 내로 가압되거나 또는 프로파일이 널링 밀 상에서 밀링된다.
도 2에 도시된 셀의 널링된 컨덕터의 확대도가 도 3에 도시된다. 예컨대 도 4에 도시되듯이, 적합한 콘택 엘리먼트들의 바람직한 장착에 의해 본 발명에 따른 갈바닉 셀들이 조립되어 셀 블록들을 형성할 수 있다.
컨덕터들의 바람직한 콘택팅을 달성하기 위해, 도전 및 절연 콘택 엘리먼트들의 바람직한 사용이 중요하다. 절연 콘택 엘리먼트들 대신, 도 4에 예시적으로 도시되듯이, 대향 배치된 2개의 절연 컨덕터들 사이에 공간이 비어 있는 것도 가능하다.
101, 201 갈바닉 셀
102, 103, 202, 203, 303, 402 컨덕터
406,402 콘택 엘리먼트
104 관통부 / 리세스

Claims (12)

  1. 셀 블록의 형성시 셀을 에너지 원, 에너지 컨슈머 또는 다른 갈바닉 셀들에 연결하기 위한 2개 이상의 컨덕터들을 포함하고, 상기 연결이 콘택 엘리먼트들에 의해 이루어지는, 갈바닉 셀에 있어서,
    상기 컨덕터들 중 하나 이상이 적어도 부분적으로 표면 구조를 포함하고, 상기 표면 구조는 상기 컨덕터와 상기 콘택 엘리먼트의 압력 끼워 맞춤시 상기 컨덕터와 상기 콘택 엘리먼트가 서로에게 가하는 압력을 적어도 일시적으로 증가시키는 것을 특징으로 하는 갈바닉 셀.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 컨덕터의 상기 표면 구조가 상기 컨덕터의 표면의 널링에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 갈바닉 셀.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 컨덕터의 표면 구조가 상기 컨덕터의 표면의 엠보싱에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 갈바닉 셀.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 컨덕터의 상기 표면 구조가 상기 컨덕터의 표면의 밀링에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 갈바닉 셀.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 컨덕터들이 적어도 부분적으로, 소성 변형 가능한 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 갈바닉 셀.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 갈바닉 셀의 컨덕터들은 적어도 부분적으로 소성 변형 가능한 재료로 이루어지고, 상기 재료는 그 변형에 대항하여 적어도 간헐적으로 탄성 복귀력을 갖는 것을 특징으로 하는 갈바닉 셀.
  7. 갈바닉 셀의 컨덕터의 콘택팅을 위한 콘택 엘리먼트에 있어서, 상기 콘택 엘리먼트는, 컨덕터와 상기 콘택 엘리먼트의 압력 끼워 맞춤시 상기 컨덕터와 상기 콘택 엘리먼트가 서로에게 가하는 압력을 적어도 일시적으로 증가시키는 표면 구조를 적어도 부분적으로 포함하는 표면을 갖는 것을 특징으로 하는 콘택 엘리먼트.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 콘택 엘리먼트의 표면 구조가 상기 콘택 엘리먼트의 표면의 널링에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 콘택 엘리먼트.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 콘택 엘리먼트의 표면 구조가 상기 콘택 엘리먼트의 표면의 엠보싱에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 콘택 엘리먼트.
  10. 제 6 항에 있어서, 상기 콘택 엘리먼트의 표면 구조가 상기 콘택 엘리먼트의 표면의 밀링에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 콘택 엘리먼트.
  11. 제 6 항에 있어서, 상기 콘택 엘리먼트의 상기 표면이 적어도 부분적으로, 소성 변형 가능한 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 콘택 엘리먼트.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 콘택 엘리먼트의 상기 표면이 적어도 부분적으로 소성 변형 가능한 재료로 이루어지고, 상기 재료는 그 변형에 대항하여 적어도 간헐적으로 탄성 복귀력을 갖는 것을 특징으로 하는 콘택 엘리먼트.
KR1020117022385A 2009-02-23 2010-02-18 갈바닉 셀 및 상기 갈바닉 셀의 콘택팅을 위한 콘택 엘리먼트 KR20120002574A (ko)

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