具有电解质的防漏液结构的电能储存装置的外部接线端

摘要

本发明提供一种电能储存装置的外部接线端，所述外部接线端结合于圆筒形的金属外壳的上端以覆盖所述金属外壳，在所述外部接线端的中心形成有能够安装安全阀的中空部，所述金属外壳包括：外面部，在所述金属外壳朝正方向竖放的状态下，所述外面部向外部露出；以及内面部，位于所述外面部的下部；所述内面部包括：第一面，与所述中空部相邻；第二面，朝所述外面部(111)方向具有比所述第一面(112a)更高的阶梯。

权利要求

1.一种电能储存装置的外部接线端，其特征在于，所述外部接线端结合于圆筒形的金属外壳的上端以覆盖所述金属外壳，在所述外部接线端的中心形成有能够安装安全阀的中空部，所述金属外壳(100)包括：外面部(111)，在所述金属外壳(100)朝正方向竖放的状态下，所述外面部(111)向外部露出，以及内面部(112)，位于所述外面部(111)的下部；

所述内面部(112)包括：

第一面(112a)，与所述中空部(113)相邻，第二面(112b)，朝所述外面部(111)方向具有比所述第一面(112a)更高的阶梯。

2.根据权利要求1所述的电能储存装置的外部接线端，其特征在于，所述外面部(111)和所述内面部(112)以呈一体的方式构成单个本体。

3.根据权利要求2所述的电能储存装置的外部接线端，其特征在于，所述单个本体设置有圆形的外周，在所述单个本体的外周面形成有用于堆焊加工所述金属外壳(100)的堆焊用沟槽(114)。

4.根据权利要求1所述的电能储存装置的外部接线端，其特征在于，所述第二面(112b)形成为以所述中空部(113)为中心的圆形。

5.根据权利要求4所述的电能储存装置的外部接线端，其特征在于，所述内面部(112)中，以所述第二面(112b)为中心的第三面(112c)朝所述外面部(111)方向具有比所述第一面(112a)高且比所述第二面(112b)低的阶梯。

6.根据权利要求5所述的电能储存装置的外部接线端，其特征在于，所述第三面(112c)的宽度(W2)比所述第二面(112b)的宽度(W1)相对更大。

7.根据权利要求5所述的电能储存装置的外部接线端，其特征在于，与所述第二面(112b)的阶梯深度对应的厚度(T1)和与所述第三面(112c)的阶梯深度对应的厚度(T2)相对于对板状本体的最大厚度(Tm)为所述最大厚度的30～80％。

说明书

具有电解质的防漏液结构的电能储存装置的外部接线端

技术领域

[0001] 本申请要求享有于2015年1月15日提交的韩国专利申请10-2015-0 007509的优先权，通过援引将该专利申请结合在此，如同该专利申请在此被全部公开一样。

[0002] 本发明涉及电能储存装置的外部接线端，更详细而言，涉及一种具有能够防止电解质的漏液的结构的电能储存装置的外部接线端。

背景技术

[0003] 被视为下一代电能储存装置的高电容储存装置是指作为电容器的一种的超电容器(Ultra Capacitor；UC)、超级电容器(Super Capacitor；SC)、双电层电容器(Electric Double Layer Capacitor；EDLC)等，它是具有电解电容器和二次电池的中间特性的储能装置，其为因具有高效率和半永久性的寿命特性，能够并用及代替二次电池的储能装置。

[0004] 高电容储存装置在不容易进行维修(Maintenance)且要求长时间的使用寿命的应用程序(Application)中可以代替蓄电池来使用。高电容储存装置具有快速充放电特性，因而不仅在作为移动通信信息装置的手机、笔记本、PDA等中作为辅助电源使用，还非常适合在需要高容量的电动汽车、夜间路标灯、不间断供电(Uninterrupted Power Supply，UPS)等中作为主电源或辅助电源使用，并且以这样的用途得到广泛的应用。

[0005] 为了实现高电容储存装置的小型化，如图1所示，其较多地使用由圆筒形状构成的形态。

[0006] 参照图1，高电容储存装置包括：内部壳体10，容置有由阳极、阴极、分隔件以及电解质构成的单元组件(cell assembly)；金属外壳40，用于容置内部壳体10；上侧内部接线端20及下侧内部接线端30，结合于金属外壳40的上部和下部，以分别连接于单元组件的阴极和阳极。

[0007] 上侧内部接线端20利用绝缘构件60来对金属外壳40绝缘且与顶板50相接触，下侧内部接线端30与金属外壳40相接触。其中，在顶板50的中心和金属外壳40的下端中心通常凸出形成有端子部51、55。

[0008] 所述上侧内部接线端20与顶板50间的结合和下侧内部接线端30与金属外壳40间的结合通常由紧固螺栓70来实现。其中，尤其是顶板50存在有重量重、体积大的问题，因而需要进行结构上的改进。

[0009] 高电容储存装置在常温下发生诸如过充电或过放电、过电压的异常动作时，在电解质和电极的界面进行副反应，从而作为与之对应的副产物产生气体。当如上所述产生气体并积蓄于内部时，金属外壳40的内部压力将持续增加，其结果，金属外壳40凸出地隆起，或者气体在金属外壳40的脆弱的部分急剧地排出并发生爆炸。

[0010] 作为与金属外壳40隆起的现象相关的结构，在金属外壳40的上端设置有朝顶板50方向弯曲形成的卷边加工部45，通过调节卷边(Curling)量能够容易地强化耐压性能。

[0011] 另外，在现有的高容量储存装置中，因在取给时其上下位置颠倒而朝反方向放置，或者以倾斜的方式放置时，内部残留的液体电解质将向安全阀侧移动，在安全阀开放的情况下，将引起电解质向外部泄漏的问题，因而需要提供与之对应的解决方案。

发明内容

[0012] 发明所要解决的问题

[0013] 本发明考虑到如上所述的问题而提出，本发明的目的在于提供一种具有在朝反方向或以倾斜的方式放置时，能够防止剩余电解质向安全阀侧流出的容置结构的电能储存装置的外部接线端。

[0014] 本发明的另一目的在于提供一种改进结构以实现轻量化的电能储存装置的外部接线端。

[0015] 解决问题的技术方案

[0016] 为了实现如上所述的目的，本发明提供一种电能储存装置的外部接线端，所述外部接线端结合于圆筒形的金属外壳的上端以覆盖所述金属外壳，在所述外部接线端的中心形成有能够安装安全阀的中空部，所述金属外壳包括：外面部，在所述金属外壳朝正方向竖放的状态下，所述外面部向外部露出；以及内面部，位于所述外面部的下部；所述内面部包括：第一面，与所述中空部相邻；第二面，朝所述外面部111方向具有比所述第一面112a更高的阶梯。

[0017] 所述外面部和所述内面部可以呈一体的方式构成单个本体。

[0018] 所述单个本体可设置有圆形的外周，在所述单个本体的外周面形成有用于堆焊加工所述金属外壳的堆焊用沟槽。

[0019] 所述第二面可形成为以所述中空部为中心的圆形。

[0020] 所述内面部中，以所述第二面为中心的第三面可朝所述外面部方向具有比所述第一面高且比所述第二面低的阶梯。

[0021] 所述第三面的宽度W2可比所述第二面的宽度W1相对更大。

[0022] 与所述第二面的阶梯深度对应的厚度T1和与所述第三面的阶梯深度对应的厚度T2相对于对板状本体的最大厚度Tm优选为所述最大厚度的30～80％。

[0023] 发明效果

[0024] 根据本发明，在电能储存装置朝反方向或以倾斜的方式放置时，使剩余电解质汇集于外部接线端上形成的容置空间，从而能够防止其向安全阀侧流出。

[0025] 并且，利用在外部接线端的下部结合有内部接线端，所述外部接线端利用堆焊加工来固定于金属外壳的结构，能够实现产品的轻量化。

附图说明

[0026] 本说明书中所附的以下附图用于例示本发明的优选实施例，其与后述的发明的详细说明一起用于更好地理解本发明的技术思想，因此，本发明的不应仅限定于这样的附图上记载的内容进行解释。

[0027] 图1是示出现有技术的电能储存装置的结构的剖视图。

[0028] 图2是示出本发明的优选实施例的电能储存装置的外观的立体图。

[0029] 图3是图2中的堆焊及卷边加工前的分解立体图。

[0030] 图4是图2的剖视图。

[0031] 图5是示出图4中的上部接线端的外形的立体图。

[0032] 图6是示出本发明的比较例的在上部接线端未形成有阶梯的结构的剖视图。

[0033] 图7是示出本发明的优选实施例的电能储存装置中设置的防漏液结构的作用的部分剖视图。

[0034] 图8是图7的部分立体图。

具体实施方式

[0035] 图2是示出本发明的优选实施例的电能储存装置的外观的立体图，图3是图2的分解立体图，图4是图3的结合剖视图。

[0036] 参照图2至图4，本发明的优选实施例的电能储存装置包括：单元组件160；圆筒形的金属外壳100，容置所述单元组件160及电解质；上部接线端110，覆盖金属外壳100的上端的同时，与单元组件160的阴极相连接，具有防止剩余电解质向安全阀侧流出的结构。

[0037] 作为所述单元组件160可采用通常的超电容器用裸单元，其由阳极及阴极与分隔件一同卷绕而构成为凝胶卷形态。

[0038] 金属外壳100具有形成有内部空间的圆筒形的本体，所述内部空间能够容置规定的内部壳体上设置的所述单元组件160。优选地，金属外壳100可由铝圆筒体来提供。

[0039] 以金属外壳100竖放的状态为基准，在长度方向两端配置有分别与单元组件160的阴极和阳极对应的上外部接线端110及下外部接线端150。并且，第一内部接线端115置于所述阴极和上外部接线端110之间并与所述阴极相连接，第二内部接线端140置于所述阳极和下外部接线端150之间并与所述阳极相连接。

[0040] 第一内部接线端115设置有形成有多个电解质浸渍用通孔的板状的本体，与上外部接线端110的下部边缘紧密结合而构成一体。

[0041] 在金属外壳100中，第二内部接线端140及下外部接线端150所位置侧的端部被与外壳侧面部连接为一体的底面部封闭。

[0042] 在与上外部接线端110靠近的金属外壳100的上端优选地设置有卷边加工部102，所述卷边加工部102向内侧弯曲以防止上外部接线端110脱离。位于上外部接线端110附近的金属外壳100的侧面部可利用调节卷边加工部102的卷边量来容易地调节耐压性能。

[0043] 上外部接线端110用于覆盖金属外壳100的上端的同时提供电流移动路径，其具有与金属外壳100的内周面对应的圆形的外周面，整体上的形状可以构成为多种三维形态。上外部接线端110的边缘端以将绝缘构件130置于其间而与卷边加工部102相邻。并且，上外部接线端110的侧面利用绝缘构件103来对金属外壳100进行绝缘。

[0044] 在上外部接线端110的中心形成有朝厚度方向延伸的中空部113。中空部113例如可不仅作为用于安装自动复位式的安全阀120的空间来使用，还可作为用于注入电解质的通道和用于真空作业的通气孔(Air Vent)使用。

[0045] 上外部接线端110可通过对金属外壳100的堆焊(Beading)加工来固定于金属外壳100。为了实现牢固的固定，在上外部接线端110的外周面周缘设置有用于在金属外壳100的内部面形成堆焊加工部101的堆焊用沟槽114。作为变形例，堆焊用沟槽114可仅形成于上外部接线端110的外周面周缘的一部分区间。如前所述，上外部接线端110利用卷边加工部102来防止其脱离，即使如上所述堆焊用沟槽114仅形成于一部分区间，也能够将上外部接线端
110固定于金属外壳100。在此情况下，不仅能够更加简化上外部接线端110的结构，在制作上部接线端100时能够容易地采用锻造加工。

[0046] 上外部接线端110包括：外面部111，作为在金属外壳100朝正方向放置时向外部露出的部分；内面部112，位于所述外面部111的下部。其中，所述“正方向”表示金属外壳100处于竖放的状态，以使安全阀120位于金属外壳100的上端侧的布置方向。

[0047] 优选地，上外部接线端110由单个本体构成以简化结构，在该单个本体上设置有外面部111和内面部112。具体而言，外面部111相当于由单个本体构成的上外部接线端110的上面，内面部112相当于上外部接线端110的下面。

[0048] 如图5所示，上外部接线端110的内面部112包括：第一面112a，与中空部113相邻；第二面112b，设置于所述第一面112a的外廓，朝外面部111方向具有比所述第一面112a更高的阶梯。在所述第二面112b朝外面部111方向具有比所述第一面112a更高的阶梯的结构将形成凹陷的部分，所述凹陷的部分作为在金属外壳100朝反方向或以倾斜的方式放置时，使剩余电解质进行汇集以防止通过中空部113发生漏液的结构。所述剩余电解质可以是在注入电解质时未被电极吸收的剩余量的电解质。并且，通常在一定条件(-40～65℃，0～2.7V)下，电解质的浸渍状态上未有异常，但是在所述一定条件以下或以上时，电极中吸收的电解质将可能流出而添加到所述剩余电解质。

[0049] 第二面112b以中空部113为中心，形成为与上外部接线端110的外周实质上呈同心圆的圆形图案。利用这样的结构，在金属外壳100朝反方向或以倾斜的方式放置时，能够将内面部112的表面全体区域中残留的电解质向所述凹陷的部分引导流动并进行容置。

[0050] 在第二面112b的外廓可附加有第三面112c，所述第三面112c比所述第二面112b朝外面部111方向具有更低的阶梯。此时，为了防止发生漏液，第三面112c需要构成比第一面112a朝外面部111方向具有更高的阶梯的结构。即，第三面112c具有第一面112a和第二面
112b之间的阶梯。利用这样的结构能够实现两种目的：第一、确保外部接线端自身的刚性，以能够防止因外力引起的变形或损坏。外面部111具有其中心部最高、越远离中心其以阶梯形方式变低的结构，在因第二面112b而内面部112的凹陷部过宽地形成的情况下，外部接线端的厚度将变薄而无法承受外部冲击。第三面112c能够防止外部接线端的厚度变得过薄。
第二、能够更好地防止剩余电解质向安全阀流出。即，即使电解质的量多到第一面112a和第二面112c所构成的凹陷的部分无法容置的程度，也能够引导电解质朝中空部113的相反方向流动，从而防止其流入到安全阀。

[0051] 为了能够足够地确保对剩余电解质的容置空间，第三面112c的宽度W2优选地比第二面112b的宽度W1相对更大。

[0052] 在上外部接线端110中，与第二面112b的阶梯深度对应的厚度T1和与第三面112c的阶梯深度对应的厚度T2优选地考虑到上部接线端110的板状本体的最大厚度Tm和上部接线端110的强度而进行最优化。具体而言，如图6所示，与第二面112b的阶梯深度对应的厚度T1和与第三面112c的阶梯深度对应的厚度T2相对于在下面未形成有阶梯的状态的上部接线端110’的板状本体的最大厚度Tm，其优选地被限定为属于所述最大厚度Tm的30～80％范围。其中，所述板状本体是指上部接线端110’中除了凸出形成于正中心的上部接线端端子部116’以外的部分，其可具有平面形状或多种三维形状的外形。

[0053] 在与第二面112b的阶梯深度对应的厚度T1和与第三面112c的阶梯深度对应的厚度T2未达到作为所述数值范围的下限的30％的情况下，因受到朝垂直方向作用的外压，圆形的上部接线端110弯曲而容易发生变形，在超出作为所述数值范围的上限的80％的情况下，将无法确保电解质汇集所需的足够的程度的空间。

[0054] 图7及图8中示出本发明的优选实施例的电能储存装置中设置的防漏液结构的作用。如图所示，电能储存装置在朝反方向放置时，在上部接线端110的内面部112中，液体电解质将汇集于因第二面112b及第三面112c朝外面部111方向具有比第一面112a相对更高的阶梯而形成的凹陷的部分，因此，即使安全阀120处于开放状态，电解质也将无法越过第一面112a的门槛流出，从而防止通过中空部113发生漏液。在电能储存装置以倾斜方式放置的情况下，也同样能够得到这样的作用效果。

[0055] 如上所述，在本发明的优选实施例的电能储存装置中，即使其朝反方向或以倾斜的方式放置，剩余电解质将汇集于上外部接线端110的内面部112上形成的凹陷的部分，从而能够防止其向安全阀120侧流出。并且，利用在上外部接线端110的外周面形成有堆焊用沟槽114的结构，能够使第一内部接线端115的结构达到薄型化，从而实现小型、轻量化，并且能够足够地确保金属外壳100的内部空间。

[0056] 以上利用限定的实施例和附图对本发明进行了说明，但是本发明并不限定于此，本发明所属的技术领域的技术人员可以在本发明的技术思想和所附的权利要求书的均等范围内进行多种修改及变形。

[0057] 工业实用性

[0058] 在采用本发明的情况下，能够实现产品的轻量化，并且扩展金属外壳内部空间，因此，能够降低内压以提高稳定性及寿命。