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WO2016068356A1 - 전기 에너지 저장장치 - Google Patents

전기 에너지 저장장치 Download PDF

Info

Publication number
WO2016068356A1
WO2016068356A1 PCT/KR2014/010233 KR2014010233W WO2016068356A1 WO 2016068356 A1 WO2016068356 A1 WO 2016068356A1 KR 2014010233 W KR2014010233 W KR 2014010233W WO 2016068356 A1 WO2016068356 A1 WO 2016068356A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
hole
gas
terminal
discharge hole
case
Prior art date
Application number
PCT/KR2014/010233
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
천경상
Original Assignee
주식회사 지에스텍
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 지에스텍 filed Critical 주식회사 지에스텍
Priority to PCT/KR2014/010233 priority Critical patent/WO2016068356A1/ko
Publication of WO2016068356A1 publication Critical patent/WO2016068356A1/ko

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/107—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure having curved cross-section, e.g. round or elliptic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to an electrical energy storage device, and more particularly, an active gas discharge terminal part is provided to actively discharge gas to the outside in response to the internal pressure caused by the gas generated therein, thereby providing
  • the present invention relates to an electrical energy storage device capable of preventing a breakage and simplifying a structure while allowing a compact design design.
  • the secondary battery that can be charged and discharged like a capacitor has a large effect on the resistance and efficiency of the secondary battery according to the connection method of terminals for electrically connecting the internal current source and the external resistance. In addition to receiving the secondary battery itself and the productivity of the user is also greatly affected.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an example of a cylindrical electric energy storage device according to the prior art.
  • the cylindrical electric energy storage device 1 As shown in FIG. 1, the cylindrical electric energy storage device 1 according to the related art has an upper and a lower opening so that a core (not shown) and an electrode winding body (not shown) wound around the core are accommodated therein. And a cylindrical cover 10, an upper cover 20 and a lower cover (not shown) coupled to upper and lower portions of the case 10, and the upper cover 20 includes a positive terminal and a negative terminal ( 30) is provided to protrude.
  • the pressure is excessively increased when the gas inevitably generated during the operation accumulates in the case 10, and by the increased internal pressure The case 10 may be deformed.
  • a metal or polymer membrane (Membrane) is provided inside the case 10 so as to rupture by the pressure of the gas, and after the metal or polymer membrane is ruptured, it cannot be used again. There is a problem that is terminated.
  • the present invention has been made to solve the above technical problem, to prevent damage to the case due to the accumulation of gas in the interior, and to realize the compactness of the product, electrical energy storage device that can improve the reliability and stability To provide that purpose.
  • An electrical energy storage device comprises a cylindrical case having an upper and a lower opening to receive an electrode winding body, and a lower portion of the case, and collecting a polarity of at least one of a positive electrode and a negative electrode from the electrode winding body.
  • a lower cover terminal coupled to an upper portion of the case, and an upper cover terminal configured to discharge the other polarity from the electrode winding body and discharge holes through which gas generated in the case is discharged; It is coupled to the upper cover terminal includes an active gas discharge terminal for automatically opening or closing the discharge hole in response to the internal pressure of the case by the gas.
  • the active gas discharge terminal unit is fixed to cover the discharge hole outside the upper cover terminal in which the discharge hole is formed, and a coupling terminal having a discharge gas discharge hole for guiding the gas discharged from the discharge hole to the outside.
  • a plunger disposed in the discharge gas discharge hole so as to be movable by the gas discharged from the discharge hole, and the gas may be discharged into the discharge gas discharge hole when the plunger moves.
  • the plunger may be elastically supported in the discharge gas discharge hole.
  • the lower end of the discharge gas discharge hole is formed with a guide hole smaller than the inner diameter of the discharge gas discharge hole
  • the upper end of the discharge gas discharge hole is provided with an elastic member supporter having a communication hole smaller than the inner diameter of the discharge gas discharge hole
  • the plunger may be elastically supported by an elastic member provided between the plunger and the elastic member supporter.
  • the plunger and the guide hole may be provided with a guide hole opening and closing member interlocking with the plunger and covering the upper end of the guide hole.
  • the discharge gas discharge hole is formed in a circular shape
  • the plunger is formed in a polygon, or the discharge gas discharge hole is formed in a circular shape, the plunger is formed in a circular shape inserted into the discharge gas discharge hole, A gas discharge path through which gas is discharged may be formed between the discharge gas discharge holes.
  • an installation hole in which the lower end of the coupling terminal is coupled is formed at the center of the upper surface of the upper cover terminal, and the coupling terminal may be screwed to the installation hole.
  • the coupling terminal may be provided with a flange portion for supporting a portion of the upper surface of the upper cover terminal corresponding to the edge of the installation hole, a first sealing may be interposed between the flange portion and the upper cover terminal.
  • the flange portion corresponding to the outside of the first sealing may be formed with an inclined portion for pressing the stepped portion formed in the coupling terminal when the coupling terminal is screwed into the installation hole.
  • a locking rib may be formed at an upper end of the case to protrude inward, and the upper cover terminal may be coupled to the case so as to be caught at an upper end of the locking rib through a second sealing that surrounds an edge of the upper cover terminal.
  • the upper end of the case may be formed inward to surround the upper end of the second sealing.
  • an electrolyte storage unit may be formed between the upper cover terminal and the electrode winding body with the installation hole interposed therebetween and accumulating internal electrolyte in the case.
  • a first gas storage unit in which the gas is stored may be formed between the discharge hole and the guide hole.
  • an electrode lead part of an aluminum material may be further provided between the lower cover terminal and the electrode winding body, and the lower cover terminal, the electrode lead part, and a lower end of the case may be welded to each other by laser welding.
  • the electrical energy storage device actively responds to the pressure inside the case due to the accumulation of gas in the case, and discharges the gas to the outside of the case, thereby preventing damage to the case and improving durability.
  • the electrical energy storage device according to the present invention actively discharges gas to the outside of the case, it is not necessary to form a separate gas storage space, and thus, the effect of miniaturization (compactness) of the product can be realized.
  • the electrical energy storage device according to the present invention has a simple structure, the effect of improving the assembly.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an example of an electric energy storage device according to the prior art
  • FIGS. 2 to 4 are cross-sectional views showing the manufacturing procedure of the electrical energy storage device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is an enlarged view illustrating an enlarged portion A of FIG. 4;
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing another embodiment of the electrical energy storage device according to the present invention.
  • FIG. 2 to 4 are cross-sectional views showing a manufacturing procedure of the electric energy storage device according to an embodiment of the present invention
  • Figure 5 is an enlarged view of an enlarged portion A of FIG.
  • the upper and lower cylindrical case 110 is opened to accommodate the electrode winding body 130 wound around the core 120 And the lower cover terminal 160 and the upper cover terminal 170 coupled to the opened lower and upper portions of the case 110, and the discharge hole corresponding to the internal pressure of the case 110 by gas. 175 includes an active gas discharge terminal 200 that automatically opens or closes.
  • the lower cover terminal 160 is located below the case 110.
  • the lower cover terminal 160 is coupled to completely shield the opened lower portion of the case 110, but the lower cover terminal 160 is formed to form the lower portion of the case 110. It may be formed integrally with the case 110.
  • the lower cover terminal 160 collects the polarity of at least one of the positive electrode and the negative electrode from the electrode winding body 130, and the upper cover terminal 170 is coupled to the opened upper portion of the case 110, wherein the electrode The other polarity is collected from the winding body 130.
  • the upper cover terminal 170 has a discharge hole 175 through which the gas generated in the case 110 is discharged.
  • the core 120 is disposed vertically long in the center of the case 110, and the electrode winding body 130 is wound around the core 120 to be interviewed on the inner circumferential surface of the case 110. Is accepted.
  • the electrode winding body 130 wound around the core 120 is accommodated in the cylindrical case 110, but the electrode winding body without the core may be accommodated in the case 110. Do.
  • a lower connection member 140 is connected to the lower end of the electrode winding body 130, and the lower connection member 140 has a rim 141 bent downward.
  • the lower connection member 140 is provided to surround the edge of the lower cover terminal 160 and serves to mediate the coupling of the lower cover terminal 160 inside the lower end of the case 110.
  • the lower connection member 140 is connected to the lower end of the electrode winding body 130 so as to cover the lower electrode lead portion (not shown) provided with an aluminum foil material, and the lower cover terminal 160 is a laser By welding, the lower inner surface of the case 110 and the lower connection member 140 may be simultaneously coupled to each other, thereby facilitating assembly.
  • the lower cover terminal 160 is provided with a fastening member insertion groove 161 to fasten the fastening member 195 to be fastened to the lower electrode lead, and the lower cover terminal 160. ) May be more firmly coupled in a fastening manner to the fastening member insertion groove 161 of the fastening member 195.
  • An upper connection member 150 is connected to an upper end of the electrode winding body 130, and the upper connection member 150 is bent such that an edge 151 covers an upper edge of the electrode winding body 130.
  • an upper electrode lead portion (not shown) formed of an aluminum foil material is connected to an upper end of the electrode winding body 130, and the upper connection member 150 is entirely connected to the upper electrode lead portion. It is connected to cover, and the edge portion of the upper connection member 150 is connected as surrounding the edge of the upper electrode lead portion.
  • a locking rib 111 is formed at an upper end of the case 110 corresponding to the upper side of the upper connection member 150 to protrude inward.
  • the locking rib 111 has an edge of the upper cover terminal 170 that is locked so that the edge of the upper cover terminal 170 is spaced from the edge of the upper electrode lead portion by a predetermined interval to store the electrolyte storage unit 290 ) To form a role.
  • the electrolyte storage unit 290 is a place where the internal electrolyte is collected, especially when the electrolyte storage unit 290 is positioned downward when configuring the module, the electrolyte inside the cell through the discharge hole 175 It provides a space for the internal electrolyte to accumulate so as not to be discharged to the outside.
  • the upper cover terminal 170 is engaged with the locking rib 111 through a sealing 180 provided to surround the edge of the upper cover terminal 170.
  • the sealing 180 is hereinafter referred to as a “second sealing 180” in order to distinguish it from the sealing 260 provided in the active gas discharge terminal 200 described later.
  • the second sealing 180 is interposed between the inner circumferential surface of the case 110 and the upper cover terminal 170 to prevent the gas generated inside the case 110 from leaking to a portion outside the discharge hole 175. It serves to prevent.
  • the upper cover terminal 170 is formed with an installation hole (not shown) in which the center portion is recessed downward so that the active gas discharge terminal 200 is installed.
  • the discharge hole 175 is formed at the bottom of the installation hole, and the lower surface of the installation hole is coupled to be in close contact with the upper surface of the upper connection member 150.
  • the edge of the upper cover terminal 170 is spaced apart from the edge of the upper connection member 150 by a predetermined interval, and the electrolyte storage part 290 is formed outside the installation hole. . That is, an electrolyte storage unit 290 is formed between the upper cover terminal 170 and the electrode winding body 130 with the installation hole therebetween.
  • the upper end of the case 110 is formed inwardly to surround the upper end of the second sealing 180 to firmly couple the upper cover terminal 170. And, the bottom of the installation hole in close contact with the upper surface of the upper connecting member 150 of the upper cover terminal 170 is laser welded using the laser welding machine 190, as shown in FIG.
  • the installation hole is provided with an active gas discharge terminal 200.
  • the active gas discharge terminal 200 is fixed to cover the discharge hole 175 on the outer side of the upper cover terminal 170 in which the discharge hole 175 is formed.
  • a coupling terminal 210 having a discharge gas discharge hole 215 for guiding the gas discharged from the discharge hole 175 to the outside, and discharged from the discharge hole 175 to the discharge gas discharge hole 215.
  • a plunger 220 movably disposed by a gas.
  • the coupling terminal 210 the lower end is inserted into the installation hole, a screw thread 171 is formed to be coupled in a screw coupling manner, the discharge gas discharge hole 215 to communicate with the discharge hole 175. It is formed to penetrate up and down in the middle.
  • the coupling terminal 210 is formed with a flange portion 211 for supporting a portion of the upper surface of the upper cover terminal 170 corresponding to the edge of the installation hole.
  • a lower surface of the flange portion 211 is formed so as to be interviewed on a portion of the upper surface of the upper cover terminal 170.
  • a first seal 260 distinguished from the second seal 180 is interposed in an inner edge portion formed by the flange portion 211 and the lower end of the coupling terminal 210.
  • the first sealing 260 is interposed at an inner edge portion formed by the lower end of the flange portion 211 and the coupling terminal 210 to form the coupling terminal 210 and the upper cover terminal.
  • the gap between the 170 serves to prevent the leakage of gas.
  • a seating groove in which the first seal 260 is seated may be formed in the upper cover terminal 170.
  • the seating groove is formed of a stepped portion 172 formed perpendicular to the upper surface of the upper cover terminal 170 and a stepped portion 173 formed horizontally orthogonal to the installation hole.
  • the predetermined space in which the seal 260 is seated is formed.
  • a portion of the lower surface of the flange portion 211 corresponding to the outside of the first sealing 260 is a stepped portion of the upper cover terminal 170 when screwing the coupling terminal 210 to the installation hole (
  • An inclined portion 213 is formed to push the 172 and 173 outward.
  • the inclined portion 213 is formed to be inclined to contact an edge of the stepped portion 172 formed perpendicular to the upper surface of the upper cover terminal 170 among the stepped portions 172 and 173,
  • the inclined portion 213 contacts the stepped portion 211 while the coupling terminal 210 gradually moves downward. Then, the sealing effect of preventing the leakage of gas by the contact of the stepped portion 172 and the inclined portion 173 in addition to the first sealing 260 can be created.
  • the plunger 220 in the discharge gas discharge hole 215 is provided to be movable by the pressure of the gas generated and accumulated in the case 110.
  • the discharge gas discharge hole 215 is formed to have a circular horizontal cross section having a predetermined inner diameter.
  • the lower end of the discharge gas discharge hole 215 is in communication with the discharge hole 175 so as not to leak the gas between the coupling terminal 210 and the gap of the installation hole to be in contact with the upper edge of the discharge hole 175 Is installed.
  • the lower end of the discharge gas discharge hole 215 guides the gas discharged through the discharge hole 175 to be smaller than the inner diameter of the discharge gas discharge hole 215 to the discharge gas discharge hole 215.
  • the hole 217 is formed to engage the lower end of the plunger 220.
  • the plunger 220 is formed to have a size that is inserted into the discharge gas discharge hole 215, and is approximately hexagonal so that gas flows between an inner surface of the discharge gas discharge hole 215 and an outer surface of the plunger 220. It is formed into a polygon with a horizontal cross section.
  • the plunger 220 is not necessarily formed as a polygon having a hexagonal horizontal cross section, and a separate gas discharge path (not shown) is formed between the outer circumferential surface of the plunger 220 and the discharge gas discharge hole 215. ) May be formed to have a circular cross section inserted into the discharge gas discharge hole 215 as long as it is formed.
  • the plunger 220 is elastically supported by the discharge gas discharge hole 215.
  • the upper end of the discharge gas discharge hole 215 is provided with an elastic member supporter 230 having a communication hole 231 smaller than the inner diameter of the discharge gas discharge hole 215.
  • An elastic member 240 is disposed between the plunger 220 and the elastic member supporter 230 to elastically support the plunger 220 toward the guide hole 217.
  • the elastic member 240 may be a spring.
  • the elastic member 240 is not necessarily limited to the spring spring, it is a natural concept to include all the means for elastically supporting the plunger 220 toward the guide hole 217.
  • the guide hole opening and closing member 250 covers the guide hole 217 and the inside of the case 110 when the plunger 220 is elastically supported by the elastic member 240 toward the guide hole 217.
  • the gas generated in the case 110 accumulates and the pressure of the gas exceeds the elastic force of the elastic member 240 by the internal pressure of the gas The gas is discharged while being spaced apart from the guide hole 217.
  • the guide hole opening and closing member 250 is preferably formed of a rubber material.
  • the pressure inside the case 110 increases, and the guide hole opening and closing member 250 covering the guide hole 217 is increased by the increased pressure. It is spaced apart from the guide hole 217 while pushing upward.
  • the plunger 220 When the guide hole opening and closing member 250 is spaced apart from the guide hole 217, the plunger 220 is moved upward from the discharge gas discharge hole 215, and is larger than the elastic force of the elastic member 240. The gas is discharged between the inner surface of the discharge gas discharge hole 215 and the outer surface of the plunger 220 until the internal pressure of the case 110 decreases. This is because, as described above, the plunger 220 is formed into a polygon inserted into the discharge gas discharge hole 215, and a space is formed between the plunger 220 and the discharge gas discharge hole 215.
  • the gas discharged in this way is finally discharged to the outside through the communication hole 231 formed in the elastic member supporter 230.
  • the gas generated inside the case 110 is prevented from leaking by the first sealing 260 and the second sealing 180, the gas generated inside the case 110 may be prevented from leaking.
  • the internal pressure is normally raised, and the gas is discharged by the active gas discharge terminal unit 200 in conjunction with the pressure increase inside the case 110, thereby preventing damage to the case 110.
  • there is no need to provide a separate gas accumulation space there is an advantage that can achieve a miniaturization of the product.
  • Figure 6 is a cross-sectional view showing another embodiment of the electrical energy storage device of the present invention.
  • the coupling terminal 310 is provided such that the guide hole 217 is spaced to some extent without contacting the discharge hole 175.
  • the storage unit 390B may be formed between the discharge hole 175 and the guide hole 217.
  • a central portion of the lower cover terminal 160 protrudes a predetermined length downward, and the protruding portion constitutes a storage unit 390C in which gas generated in the case 110 is stored.
  • the storage unit formed between the discharge hole 175 and the guide hole 217 is defined as a first gas storage unit 390B, and the storage unit formed in the lower cover terminal 160 has a second gas.
  • the storage unit 390C is defined.
  • the first gas storage unit 390B and the second gas storage unit 390C is provided, the volume of the product is increased, but the lower cover as necessary
  • the terminal 160 and the coupling terminal 210 By further protruding the terminal 160 and the coupling terminal 210 in the vertical direction, there is a useful advantage to more actively correspond to the pressure caused by the accumulation of gas in the case 110.
  • the present invention by actively discharging the gas to the outside of the case in response to the pressure inside the case it is possible to manufacture an electrical energy storage device that can prevent the breakage of the case and improve the endurance life.

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Abstract

본 발명의 전기 에너지 저장장치는, 전극 권취체를 수용하도록 상부 및 하부가 개구된 원통형의 케이스와, 상기 케이스의 하부에 위치하고, 상기 전극 권취체로부터 양극 및 음극 중 적어도 어느 하나의 극성을 집전시키는 하부 커버 단자와, 상기 케이스의 개구된 상부에 결합되되, 상기 전극 권취체로부터 나머지 하나의 극성을 집전시키고, 상기 케이스의 내부에 발생된 가스가 배출되는 토출홀이 형성된 상부 커버 단자와, 상기 상부 커버 단자에 결합되어 상기 가스에 의한 상기 케이스의 내부 압력에 대응하여 상기 토출홀을 자동으로 개방 또는 폐쇄시키는 능동형 가스 배출 단자부를 포함한다.

Description

전기 에너지 저장장치
본 발명은 전기 에너지 저장장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 내부에서 발생되는 가스에 의한 내부 압력에 대응하여 능동적으로 가스가 외부로 배출되도록 능동형 가스 배출 단자부가 구비됨으로써, 가스 누적에 의한 케이스의 파손을 방지함과 아울러, 구조를 단순화하면서도 컴팩트한 디자인 설계가 가능한 전기 에너지 저장장치에 관한 것이다.
방전만 가능한 1차전지와 비교하여 커패시터와 같이 충전 및 방전이 가능한 2차전지는 내부의 전류소스와 외부의 저항을 전기적으로 연결하기 위한 단자의 연결방법에 따라 2차전지의 저항 및 효율이 큰 영향을 받을 뿐만 아니라 2차 전지 자체의 생산성 및 이를 사용하는 사용자의 편의성도 큰 영향을 받는다.
이에 따라, 2차전지로 기능하면서 전기용량을 증가시키고 내부 저항을 작게 형성할 수 있는 단자 연결방법 및 이를 활용한 전기 에너지 저장장치의 필요성이 강하게 요구되고 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 원통형 전기 에너지 저장장치의 일예를 나타낸 사시도이다.
종래 기술에 따른 원통형 전기 에너지 저장장치(1)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 내부에 권심(미도시) 및 상기 권심에 권취되는 전극 권취체(미도시)가 수용되도록 상부 및 하부가 개구된 원통형의 케이스(10)와, 상기 케이스(10)의 상부 및 하부에 결합되는 상부 커버(20) 및 하부 커버(미도시)를 포함하고, 상기 상부 커버(20)에는 양극 단자 및 음극 단자(30)가 돌출되게 구비된다.
그러나, 종래 기술에 따른 원통형 전기 에너지 저장장치(1)의 일예는, 작동 중 불가피하게 발생되는 가스가 상기 케이스(10) 내부에 누적될 경우 압력이 과도하게 상승하며, 상승된 내부 압력에 의하여 상기 케이스(10)가 변형될 우려가 있다.
특히, 폭발을 방지하기 위하여 상기 케이스(10) 내부에는 금속 또는 폴리머 막(Membrane)을 상기 가스의 압력에 의하여 파열되도록 구비하는데, 상기 금속 또는 폴리머 막이 파열된 이후에는 다시 사용할 수 없는 상태가 되어 수명이 종료되는 문제점이 있다.
한편, 최근에는, 수명을 연장하기 위하여 상기 케이스(10) 내부에 가스가 누적될 수 있도록 소정의 가스 저장 공간을 형성하여 가스에 의한 내부 압력의 상승을 지연시키는 기술이 개발되고 있는데, 이는 전기 에너지 저장장치의 중량 및 체적이 커지는 문제를 유발한다.
본 발명은 상기한 기술적 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 내부에서 가스 누적으로 인한 케이스의 파손을 방지함과 아울러, 제품의 컴팩트화를 실현시키고, 신뢰성 및 안정성을 향상시킬 수 있는 전기 에너지 저장장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명에 따른 전기 에너지 저장장치는, 전극 권취체를 수용하도록 상부 및 하부가 개구된 원통형의 케이스와, 상기 케이스의 하부에 위치하고, 상기 전극 권취체로부터 양극 및 음극 중 적어도 어느 하나의 극성을 집전시키는 하부 커버 단자와, 상기 케이스의 개구된 상부에 결합되되, 상기 전극 권취체로부터 나머지 하나의 극성을 집전시키고, 상기 케이스의 내부에 발생된 가스가 배출되는 토출홀이 형성된 상부 커버 단자와, 상기 상부 커버 단자에 결합되어 상기 가스에 의한 상기 케이스의 내부 압력에 대응하여 상기 토출홀을 자동으로 개방 또는 폐쇄시키는 능동형 가스 배출 단자부를 포함한다.
또한, 상기 능동형 가스 배출 단자부는, 상기 토출홀이 형성된 상기 상부 커버 단자의 외측에 상기 토출홀을 덮도록 고정되고, 상기 토출홀로부터 토출되는 가스를 외부로 안내하는 토출 가스 배출홀이 형성된 결합 단자와; 상기 토출 가스 배출홀에 상기 토출홀로부터 토출되는 가스에 의하여 이동 가능하게 배치된 플런저를 포함하고, 상기 플런저가 이동할 때 상기 가스가 상기 토출 가스 배출홀로 토출될 수 있다. 여기서, 상기 플런저는 상기 토출 가스 배출홀에 탄성 지지될 수 있다.
또한, 상기 토출 가스 배출홀의 하단부에는 상기 토출 가스 배출홀의 내경보다 작은 안내홀이 형성되고, 상기 토출 가스 배출홀의 상단부에는 상기 토출 가스 배출홀의 내경보다 작은 연통홀이 형성된 탄성부재 서포터가 구비되며, 상기 플런저는 상기 플런저와 상기 탄성부재 서포터 사이에 구비된 탄성부재에 의하여 탄성 지지될 수 있다.
또한, 상기 플런저와 상기 안내홀 사이에는 상기 플런저와 연동되고 상기 안내홀의 상단부를 덮는 안내홀 개폐부재가 구비될 수 있다.
또한, 상기 토출 가스 배출홀은 원형으로 형성되고, 상기 플런저는 다각형으로 형성되거나, 또는 상기 토출 가스 배출홀은 원형으로 형성되고, 상기 플런저는 상기 토출 가스 배출홀에 삽입되는 원형으로 형성되되, 상기 토출 가스 배출홀과의 사이에 가스가 배출되는 가스 배출 경로가 형성될 수 있다.
또한, 상기 상부 커버 단자의 상면 가운데에는 상기 결합 단자의 하단부가 결합되는 설치 홀이 형성되고, 상기 결합 단자는 상기 설치 홀에 나사 결합될 수 있다.
또한, 상기 결합 단자에는 상기 설치 홀의 테두리에 해당하는 상기 상부 커버 단자의 상면 일부를 지지하는 플랜지부가 형성되고, 상기 플랜지부와 상기 상부 커버 단자 사이에는 제1실링이 개재될 수 있다.
또한, 상기 제1실링의 외측에 해당하는 상기 플랜지부에는 상기 결합 단자를 상기 설치 홀에 나사 결합시킬 때 상기 결합 단자에 형성된 단차부를 눌림시키는 경사부가 형성될 수 있다.
또한, 상기 케이스의 상단부에는 내측으로 돌출되도록 걸림 리브가 형성되고, 상기 상부 커버 단자는 상기 상부 커버 단자의 테두리를 감싸는 제2실링을 매개로 상기 걸림 리브의 상단에 걸림되도록 상기 케이스에 결합될 수 있다. 여기서, 상기 케이스의 상단은 상기 제2실링의 상단부를 감싸도록 내측으로 포밍될 수 있다.
또한, 상기 상부 커버 단자와 상기 전극 권취체 사이에는 상기 설치 홀을 사이에 두고, 상기 케이스 내부의 내부 전해액이 고이는 전해액 저장부가 형성될 수 있다.
또한, 상기 토출홀과 상기 안내홀 사이에는 상기 가스가 저장되는 제1가스 저장부가 형성될 수 있다.
또한, 상기 하부 커버 단자와 상기 전극 권취체 사이에는 알루미늄 소재의 전극 리드부가 더 구비되고, 상기 하부 커버 단자와 상기 전극 리드부 및 상기 케이스의 하단부는 레이저 용접으로 용접 결합될 수 있다.
본 발명에 따른 전기 에너지 저장장치는, 케이스의 내부에 가스의 누적으로 인한 케이스 내부의 압력에 능동적으로 대응하여, 가스를 케이스 외부로 배출시키므로 케이스의 파손을 방지하는 동시에 내구 수명을 향상시키는 효과를 가진다.
또한, 본 발명에 따른 전기 에너지 저장장치는, 가스를 케이스의 외부로 능동적으로 배출시키므로, 별도의 가스 저장 공간을 형성할 필요가 없는 바, 제품의 소형화(컴팩트화)를 실현시킬 수 있는 효과를 가진다.
아울러, 본 발명에 따른 전기 에너지 저장장치는, 구조가 단순한 바, 조립성이 향상되는 효과를 가진다.
도 1은 종래 기술에 따른 전기 에너지 저장장치의 일예를 나타낸 사시도이고,
도 2 내지 도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 전기 에너지 저장장치의 제작 순서를 나타낸 단면도이고,
도 5는 도 4의 A부분을 확대한 확대도이며,
도 6은 본 발명에 따른 전기 에너지 저장장치의 다른 실시예를 나타낸 단면도이다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명에 따른 전기 에너지 저장장치의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 전기 에너지 저장장치의 제작 순서를 나타낸 단면도이고, 도 5는 도 4의 A부분을 확대한 확대도이다.
본 발명에 따른 전기 에너지 저장장치의 바람직한 일실시예는, 도 2에 참조된 바와 같이, 권심(120)에 감긴 전극 권취체(130)를 수용하도록 상부 및 하부가 개구된 원통형의 케이스(110)와, 상기 케이스(110)의 개구된 하부와 상부에 각각 결합되는 하부 커버 단자(160), 상부 커버 단자(170)와, 가스에 의한 상기 케이스(110)의 내부 압력에 대응하여 상기 토출홀(175)을 자동으로 개방 또는 폐쇄시키는 능동형 가스 배출 단자부(200)를 포함한다.
여기서, 하부 커버 단자(160)는 상기 케이스(110)의 하부에 위치한다. 본 발명의 실시예에서는 하부 커버 단자(160)가 상기 케이스(110)의 개구된 하부를 완전히 차폐하도록 결합되는 것으로 설명하지만, 하부 커버 단자(160)가 상기 케이스(110)의 하부를 형성하도록 상기 케이스(110)와 일체로 형성되어도 무방하다.
하부 커버 단자(160)는 상기 전극 권취체(130)로부터 양극 및 음극 중 적어도 어느 하나의 극성을 집전시키고, 상부 커버 단자(170)는 상기 케이스(110)의 개구된 상부에 결합되되, 상기 전극 권취체(130)로부터 나머지 하나의 극성을 집전시킨다. 상부 커버 단자(170)에는 상기 케이스(110)의 내부에 발생된 가스가 배출되는 토출홀(175)이 형성되어 있다.
상기 권심(120)은 상기 케이스(110)의 내부의 가운데에서 상하로 길게 배치되고, 상기 전극 권취체(130)가 상기 권심(120)의 외측에 감김 설치되어 상기 케이스(110)의 내주면에 면접되도록 수용된다. 본 발명의 일 실시예에서는 원통형의 케이스(110)에 권심(120)에 감긴 전극 권취체(130)가 수용되는 것으로 설명하였으나, 권심이 없는 형태의 전극 권취체가 상기 케이스(110)에 수용되어도 무방하다.
상기 전극 권취체(130)의 하단에는 하부 연결부재(140)가 연결되고, 상기 하부 연결부재(140)는 테두리(141)가 하측으로 절곡 형성된다. 상기 하부 연결부재(140)는 상기 하부 커버 단자(160)의 테두리를 감싸도록 구비되고, 상기 케이스(110)의 하단부 내측에의 상기 하부 커버 단자(160)의 결합을 매개하는 역할을 한다.
상기 하부 연결부재(140)는, 상기 전극 권취체(130)의 하단부에 알루미늄 호일 소재로 구비된 하부 전극 리드부(도면부호 미표기)를 덮도록 연결되고, 상기 하부 커버 단자(160)는, 레이저 용접에 의하여 상기 케이스(110)의 하단 내측면 및 상기 하부 연결부재(140)와 동시에 결합될 수 있어 조립이 용이해지는 이점이 있다.
한편, 상기 레이저 용접 결합 외에도, 상기 하부 커버 단자(160)에는 상기 하부 전극 리드부에 삽입 체결되는 체결부재(195)가 체결되도록 체결부재 삽입홈(161)이 형성되고, 상기 하부 커버 단자(160)는 상기 체결부재(195)의 상기 체결부재 삽입홈(161)에 대한 체결 방식으로 보다 견고하게 결합될 수 있다.
상기 전극 권취체(130)의 상단에는 상부 연결부재(150)가 연결되고, 상기 상부 연결부재(150)는 테두리(151)가 상기 전극 권취체(130)의 상단 테두리를 덮도록 절곡된다. 보다 상세하게는, 상기 전극 권취체(130)의 상단에는 알루미늄 호일 소재로 구비된 상부 전극 리드부(도면부호 미표기)가 덮도록 연결되고, 상기 상부 연결부재(150)는 상기 상부 전극 리드부를 전부 덮도록 연결되며, 상기 상부 연결부재(150)의 테두리부가 상기 상부 전극 리드부의 테두리를 감싸듯이 연결된다.
상기 상부 연결부재(150)의 상측에 해당하는 상기 케이스(110)의 상단부에는 내측으로 돌출되도록 걸림 리브(111)가 형성된다. 상기 걸림 리브(111)는 상기 상부 커버 단자(170)의 테두리가 걸림되어 상기 상부 전극 리드부의 테두리로부터 상기 상부 커버 단자(170)의 테두리가 소정 간격 이격되도록 함으로써 전해액이 저장되는 전해액 저장부(290)를 형성하도록 하는 역할을 한다. 상기 전해액 저장부(290)는 내부 전해액이 모이는 곳으로써, 특히 모듈을 구성할 때 상기 전해액 저장부(290)가 하부를 향하도록 위치되는 경우, 상기 토출홀(175)을 통해 셀 내부의 전해액이 외부로 토출되지 않도록 상기 내부 전해액이 고이는 공간을 제공한다.
한편, 상기 걸림 리브(111)에는 도 3에 참조된 바와 같이, 상기 상부 커버 단자(170)의 테두리를 감싸도록 구비된 실링(180)을 매개로 상기 상부 커버 단자(170)가 걸림된다. 상기 실링(180)은 후술하는 상기 능동형 가스 배출 단자부(200)에 구비된 실링(260)과의 구별을 위하여 이하에서는 "제2실링(180)"이라 칭한다.
상기 제2실링(180)은, 상기 케이스(110)의 내주면과 상기 상부 커버 단자(170) 사이에 개재됨으로써 상기 케이스(110) 내부에서 발생한 가스가 상기 토출홀(175) 외의 부분으로 누출되는 것을 방지하는 역할을 한다.
한편, 상기 상부 커버 단자(170)는 상기 능동형 가스 배출 단자부(200)가 설치되도록 가운데 부분이 하방으로 함몰된 설치 홀(미도시)이 형성된다. 상기 설치 홀의 저부에는 상기 토출홀(175)이 형성되고, 상기 설치 홀의 하부면은 상기 상부 연결부재(150)의 상면에 밀착되도록 결합된다.
상기 상부 커버 단자(170)의 테두리는 앞서 설명한 바와 같이, 상기 상부 연결부재(150)의 테두리로부터 상측으로 소정 간격 이격되는 바, 상기 설치 홀의 외측으로는 상기 전해액 저장부(290)가 형성되게 된다. 즉, 상기 상부 커버 단자(170)와 상기 전극 권취체(130) 사이에는 상기 설치 홀을 사이에 두고 전해액 저장부(290)가 형성된다.
상기 케이스(110)의 상단은 상기 제2실링(180)의 상단부를 감싸도록 내측으로 포밍되어, 상기 상부 커버 단자(170)를 견고하게 결합시킨다. 그리고, 상기 상부 커버 단자(170) 중 상기 상부 연결부재(150)의 상면에 밀착되는 상기 설치 홀의 저부는 도 3에 참조된 바와 같이, 레이저 용접기(190)를 이용하여 레이저 용접 결합된다.
한편, 상기 설치 홀에는 능동형 가스 배출 단자부(200)가 설치된다.
도 4 및 도 5에 참조된 바와 같이, 상기 능동형 가스 배출 단자부(200)는, 상기 토출홀(175)이 형성된 상기 상부 커버 단자(170)의 외측에 상기 토출홀(175)을 덮도록 고정되고, 상기 토출홀(175)로부터 토출되는 가스를 외부로 안내하는 토출 가스 배출홀(215)이 형성된 결합 단자(210)와, 상기 토출 가스 배출홀(215)에 상기 토출홀(175)로부터 토출되는 가스에 의하여 이동 가능하게 배치된 플런저(220)를 포함한다.
여기서, 상기 결합 단자(210)는, 하단부가 상기 설치 홀에 삽입되되, 나사 결합 방식으로 결합되도록 나사산(171)이 형성되며, 상기 토출홀(175)과 연통되도록 상기 토출 가스 배출홀(215)이 가운데에 상하로 관통되게 형성된다.
그리고, 상기 결합 단자(210)에는 상기 설치 홀의 테두리에 해당하는 상기 상부 커버 단자(170)의 상면 일부를 지지하는 플랜지부(211)가 형성된다. 상기 플랜지부(211)의 하부면은 상기 상부 커버 단자(170)의 상면 일부에 면접 지지되도록 형성된다.
상기 플랜지부(211)와 상기 결합 단자(210)의 하단부가 형성하는 내측 모서리 부분에는 상기 제2실링(180)과 구별되는 제1실링(260)이 개재된다.
보다 상세하게는, 상기 제1실링(260)은, 상기 플랜지부(211)와 상기 결합 단자(210)의 하단부가 형성하는 내측 모서리 부분에 개재되어, 상기 결합 단자(210)와 상기 상부 커버 단자(170) 사이의 틈새로 가스가 누출되는 것을 방지하는 역할을 한다.
상기 상부 커버 단자(170)에는, 상기 제1실링(260)이 안착되는 안착홈이 형성될 수 있다. 상기 안착홈은 상기 상부 커버 단자(170)의 상부면에 대하여 수직으로 직교되게 형성돤 단차부(172)와, 상기 설치 홀에 대해서 수평으로 직교되게 형성된 단차부(173)로 형성되어 상기 제1실링(260)이 안착되는 소정의 공간을 형성한다.
상기 제1실링(260)의 외측에 해당하는 상기 플랜지부(211)의 하부면 중 일부는 상기 결합 단자(210)를 상기 설치 홀에 나사 결합시킬 때 상기 상부 커버 단자(170)의 단차부(172,173)를 외측으로 눌림시키는 경사부(213)가 형성된다. 보다 상세하게는, 상기 경사부(213)는 상기 단차부(172,173) 중 상기 상부 커버 단자(170)의 상부면에 대하여 수직으로 직교되게 형성된 단차부(172)의 모서리에 접촉되도록 경사지게 형성되고, 상기 결합 단자(210)를 상기 설치 홀에 나사 결합시킬 때 상기 결합 단자(210)가 점점 하방으로 이동하면서 상기 경사부(213)가 상기 단차부(211)의 모서리를 짓이기면서 접촉된다. 그러면, 상기 제1실링(260) 외에 상기 단차부(172) 및 상기 경사부(173)의 접촉에 의하여 가스의 누출이 방지되는 실링 효과를 창출할 수 있다.
한편, 상기 토출 가스 배출홀(215)에서 상기 플런저(220)는 상기 케이스(110)의 내부에서 발생되어 누적된 가스의 압력에 의하여 이동 가능하도록 구비된다.
보다 상세하게는, 상기 토출 가스 배출홀(215)은 소정의 내경을 가진 원형의 수평단면을 가지도록 형성된다. 상기 토출 가스 배출홀(215)의 하단부는 상기 결합 단자(210)와 상기 설치 홀의 틈새 사이로 상기 가스가 누출되지 않도록 상기 토출홀(175)과 연통되되 상기 토출홀(175)의 상면 테두리에 맞닿도록 설치된다. 아울러, 상기 토출 가스 배출홀(215)의 하단부에는 상기 토출 가스 배출홀(215)의 내경보다 작게 상기 토출홀(175)을 통해 토출된 상기 가스가 상기 토출 가스 배출홀(215)로 안내되는 안내홀(217)이 형성됨으로써 상기 플런저(220)의 하단부가 걸림되도록 한다.
한편. 상기 플런저(220)는 상기 토출 가스 배출홀(215)에 삽입되는 크기로 형성되되 상기 토출 가스 배출홀(215)의 내측면과 상기 플런저(220)의 외측면 사이로 가스가 유동되도록 대략 6각형의 수평 단면을 가지는 다각형으로 형성된다.
그러나, 반드시 상기 플런저(220)가 6각형의 수평 단면을 가지는 다각형으로 형성될 필요는 없으며, 상기 플런저(220)의 외주면과 상기 토출 가스 배출홀(215) 사이에 별도의 가스 배출 경로(미도시)가 형성되는 한도에서 상기 토출 가스 배출홀(215)에 삽입되는 원형의 단면을 가지도록 형성되어도 무방하다.
아울러, 상기 플런저(220)는 상기 토출 가스 배출홀(215)에 탄성 지지된다. 보다 상세하게는, 상기 토출 가스 배출홀(215)의 상단부에는 상기 토출 가스 배출홀(215)의 내경보다 작은 연통홀(231)이 형성된 탄성부재 서포터(230)가 구비된다. 상기 플런저(220)와 상기 탄성부재 서포터(230) 사이에는 탄성부재(240)가 배치되어 상기 플런저(220)를 상기 안내홀(217) 측으로 탄성지지한다. 상기 탄성부재(240)는 용수철 스프링일 수 있다. 그러나, 반드시 상기 탄성부재(240)가 용수철 스프링으로 한정되는 것은 아니고, 상기 플런저(220)를 상기 안내홀(217) 측으로 탄성지지하는 수단이라면 모두 포함되는 개념임은 당연하다.
상기 플런저(220)와 상기 안내홀(217) 사이에는 상기 플런저(220)와 연동되고, 상기 안내홀(217)의 상단부를 덮는 안내홀 개폐부재(250)가 구비된다. 상기 안내홀 개폐부재(250)는, 상기 플런저(220)가 상기 탄성부재(240)에 의하여 상기 안내홀(217) 측으로 탄성지지될 때, 상기 안내홀(217)을 덮어서 상기 케이스(110) 내부에 발생된 가스가 누출되는 것을 방지함은 물론, 상기 케이스(110) 내부에 발생된 가스가 누적되어 상기 가스의 압력이 상기 탄성부재(240)의 탄성력을 초과하면 상기 가스의 내부 압력에 의하여 상기 안내홀(217)로부터 이격되면서 가스가 토출되게 하는 역할을 한다. 상기 안내홀 개폐부재(250)는 고무 재질로 형성됨이 바람직하다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 전기 에너지 저장장치의 작용을 간략하게 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 케이스(110) 내부에 가스가 발생하면, 상기 케이스(110) 내부의 압력이 상승하고, 이 상승된 압력에 의하여 상기 안내홀(217)을 덮고 있는 상기 안내홀 개폐부재(250)가 상측으로 밀리면서 상기 안내홀(217)로부터 이격된다.
상기 안내홀 개폐부재(250)가 상기 안내홀(217)로부터 이격되면, 상기 플런저(220)가 상기 토출 가스 배출홀(215)에서 상측으로 이동되고, 상기 탄성부재(240)에 의한 탄성력보다 상기 케이스(110)의 내부 압력이 작아질 때까지 가스가 상기 토출 가스 배출홀(215)의 내측면 및 상기 플런저(220)의 외측면 사이로 토출된다. 이는 전술한 바와 같이, 플런저(220)가 상기 토출 가스 배출홀(215)에 삽입되는 다각형으로 형성되어, 플런저(220)가 토출 가스 배출홀(215) 사이에 공간이 형성되어 있기 때문이다.
이와 같이 토출되는 상기 가스는 최종적으로 상기 탄성부재 서포터(230)에 형성된 연통홀(231)을 통하여 외부로 배출된다.
한편, 상기 케이스(110) 내부에서 발생된 상기 가스는 상기 제1실링(260) 및 제2실링(180)에 의하여 임의로 누출되는 것이 방지되므로, 상기 케이스(110)의 내부에 발생된 상기 가스에 의한 내부 압력이 정상적으로 상승되게 되며, 이와 같은 상기 케이스(110) 내부의 압력 상승에 연동하여 상기 능동형 가스 배출 단자부(200)에 의하여 상기 가스를 배출함으로써 상기 케이스(110)의 파손을 방지할 수 있음은 물론, 별도의 가스 누적 공간을 마련할 필요가 없으므로 제품의 소형화를 이룰 수 있는 이점이 있다.
한편, 도 6은 본 발명의 전기 에너지 저장장치의 다른 실시예를 나타낸 단면도이다.
본 발명에 따른 전기 에너지 저장장치의 다른 실시예는, 상술한 바람직한 일 실시예와 비교하면, 거의 모든 구성이 대동소이하나, 실질적으로 외부로 전원을 공급하기 위한 하부 커버 단자(160) 및 결합 단자(310)가 상기 케이스(110)의 길이방향으로 더 돌출된 형상을 갖는 것을 그 특징으로 한다.
본 발명의 전기 에너지 저장장치의 다른 실시예는, 도 6에 참조된 바와 같이, 상기 결합 단자(310)는 상기 안내홀(217)이 상기 토출홀(175)에 맞닿지 않고 어느 정도 이격되게 구비되되, 상기 토출홀(175)과 상기 안내홀(217) 사이에 상기 가스가 저장되는 저장부(390B)를 구성한다.
또한, 상기 하부 커버 단자(160)의 가운데 부분은 하측으로 소정길이 돌출되고, 상기 돌출된 부분은 상기 케이스(110) 내부에서 발생된 가스가 저장되는 저장부(390C)를 구성한다.
이해의 편의를 위해, 상기 토출홀(175)과 상기 안내홀(217) 사이에 형성된 저장부를 제1가스 저장부(390B)라 정의하고, 상기 하부 커버 단자(160)에 형성된 저장부를 제2가스 저장부(390C)라 정의한다.
본 발명의 전기 에너지 저장장치의 다른 실시예에 의하면, 상기 제1가스 저장부(390B) 및 제2가스 저장부(390C)가 구비됨으로써, 제품의 용적이 커지기는 하지만, 필요에 의하여 상기 하부 커버 단자(160) 및 상기 결합 단자(210)를 상하 방향으로 더 돌출시키는 구성에 의해 케이스(110)의 내부에 가스의 누적으로 인한 압력에 보다 능동적으로 대응할 수 있는 유용한 이점이 있다.
이상, 본 발명에 따른 전기 에너지 저장장치의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하였다. 그러나, 본 발명의 실시예가 반드시 상술한 바람직한 일실시예에 의하여 한정되는 것은 아니고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 다양한 변형 및 균등한 범위에서의 실시가 가능함은 당연하다고 할 것이다. 그러므로, 본 발명의 진정한 권리범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 정해진다고 할 것이다.
본 발명에 따르면, 케이스 내부의 압력에 능동적으로 대응하여 가스를 케이스 외부로 배출시킴으로써 케이스의 파손을 방지하는 동시에 내구 수명을 향상시킬 수 있는 전기 에너지 저장장치를 제조할 수 있다.

Claims (15)

  1. 전극 권취체를 수용하도록 상부 및 하부가 개구된 원통형의 케이스와;
    상기 케이스의 하부에 위치하고, 상기 전극 권취체로부터 양극 및 음극 중 적어도 어느 하나의 극성을 집전시키는 하부 커버 단자와;
    상기 케이스의 개구된 상부에 결합되되, 상기 전극 권취체로부터 나머지 하나의 극성을 집전시키고, 상기 케이스의 내부에 발생된 가스가 배출되는 토출홀이 형성된 상부 커버 단자와;
    상기 상부 커버 단자에 결합되어 상기 가스에 의한 상기 케이스의 내부 압력에 대응하여 상기 토출홀을 자동으로 개방 또는 폐쇄시키는 능동형 가스 배출 단자부를 포함하고,
    상기 능동형 가스 배출 단자부는,
    상기 토출홀이 형성된 상기 상부 커버 단자의 외측에 상기 토출홀을 덮도록 고정되고, 상기 토출홀로부터 토출되는 가스를 외부로 안내하는 토출 가스 배출홀이 형성된 결합 단자와;
    상기 토출 가스 배출홀에 상기 토출홀로부터 토출되는 가스에 의하여 이동 가능하게 배치된 플런저를 포함하고,
    상기 플런저가 이동할 때 상기 가스가 상기 토출 가스 배출홀로 토출되는 전기 에너지 저장장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 플런저는 상기 토출 가스 배출홀에 탄성 지지되는 전기 에너지 저장장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 토출 가스 배출홀의 하단부에는 상기 토출 가스 배출홀의 내경보다 작은 안내홀이 형성되고, 상기 토출 가스 배출홀의 상단부에는 상기 토출 가스 배출홀의 내경보다 작은 연통홀이 형성된 탄성부재 서포터가 구비되며,
    상기 플런저는 상기 플런저와 상기 탄성부재 서포터 사이에 구비된 탄성부재에 의하여 탄성 지지되는 전기 에너지 저장장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 플런저와 상기 안내홀 사이에는 상기 플런저와 연동되고 상기 안내홀의 상단부를 덮는 안내홀 개폐부재가 구비된 전기 에너지 저장장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 안내홀 개폐부재는 고무 재질인 전기 에너지 저장장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 토출 가스 배출홀은 원형으로 형성되고, 상기 플런저는 다각형으로 형성된 전기 에너지 저장장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 토출 가스 배출홀은 원형으로 형성되고, 상기 플런저는 상기 토출 가스 배출홀에 삽입되는 원형으로 형성되되, 상기 토출 가스 배출홀과의 사이에 가스가 배출되는 가스 배출 경로가 형성된 전기 에너지 저장장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 상부 커버 단자의 상면 가운데에는 상기 결합 단자의 하단부가 결합되는 설치 홀이 형성되고,
    상기 결합 단자는 상기 설치 홀에 나사 결합되는 전기 에너지 저장장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 결합 단자에는 상기 설치 홀의 테두리에 해당하는 상기 상부 커버 단자의 상면 일부를 지지하는 플랜지부가 형성되고,
    상기 플랜지부와 상기 상부 커버 단자 사이에는 제1실링이 개재된 전기 에너지 저장장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제1실링의 외측에 해당하는 상기 플랜지부에는 상기 결합 단자를 상기 설치 홀에 나사 결합시킬 때 상기 결합 단자에 형성된 단차부를 눌림시키는 경사부가 형성된 전기 에너지 저장장치.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 케이스의 상단부에는 내측으로 돌출되도록 걸림 리브가 형성되고,
    상기 상부 커버 단자는 상기 상부 커버 단자의 테두리를 감싸는 제2실링을 매개로 상기 걸림 리브의 상단에 걸림되도록 상기 케이스에 결합된 전기 에너지 저장장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 케이스의 상단은 상기 제2실링의 상단부를 감싸도록 내측으로 포밍된 전기 에너지 저장장치.
  13. 청구항 8에 있어서,
    상기 상부 커버 단자와 상기 전극 권취체 사이에는 상기 설치 홀을 사이에 두고, 상기 케이스 내부의 내부 전해액이 고이는 전해액 저장부가 형성된 전기 에너지 저장장치.
  14. 청구항 3에 있어서,
    상기 토출홀과 상기 안내홀 사이에는 상기 가스가 저장되는 제1가스 저장부가 형성된 전기 에너지 저장장치.
  15. 청구항 1에 있어서,
    상기 하부 커버 단자와 상기 전극 권취체 사이에는 알루미늄 소재의 전극 리드부가 더 구비되고,
    상기 하부 커버 단자와 상기 전극 리드부 및 상기 케이스의 하단부는 레이저 용접으로 용접 결합된 전기 에너지 저장장치.
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