(57)【要約】【課題】エネルギ貯蔵装置の内圧を一定の範囲で保持すると共に最小限の部品で簡単に具現することができるエネルギ貯蔵装置のガス排出構造、及びこれを含むエネルギ貯蔵装置を提供する。【解決手段】エネルギ貯蔵装置２００のガス排出構造は、本体１２及びヘッド１１から成り、流体の通過する排出口１４が内部に設けられるボルト１０と、ボルト１０が挿入されるボルト挿入口２２が内部に設けられるケース２０と、ケース２０に結合されてボルト１０の排出口１４を遮断する遮断膜３０とを含む。【選択図】図２
2012151449.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体及びヘッドから成り、流体の通過する排出口が内部に設けられるボルトと、
前記ボルトが挿入されるボルト挿入口が内部に設けられるケースと、
前記ケースに結合されて前記ボルトの排出口を遮断する遮断膜と
を含むエネルギ貯蔵装置のガス排出構造。
【請求項２】
前記ボルトの本体外面には、
前記ボルトと前記ケースとを結合する締結部がさらに設けられ、
前記ケースの内側面には、前記締結部が結合される締結溝がさらに設けられる請求項１に記載のエネルギ貯蔵装置のガス排出構造。
【請求項３】
前記遮断膜は、両端に係止突起が設けられ、
前記ケースには、前記係止突起が挿入される凹部が設けられる請求項１に記載のエネルギ貯蔵装置のガス排出構造。
【請求項４】
前記遮断膜は、金属または合成樹脂材料で構成される請求項１に記載のエネルギ貯蔵装置のガス排出構造。
【請求項５】
前記ボルトのヘッドと前記ケースの連結部との間に、Ｏリングがさらに設けられる請求項１に記載のエネルギ貯蔵装置のガス排出構造。
【請求項６】
前記遮断膜は、前記ボルトの底面に結合されて前記排出口を密閉する請求項１に記載のエネルギ貯蔵装置のガス排出構造。
【請求項７】
前記遮断膜は、前記ボルトの底面全体及び側面の全部または一部に結合されて前記排出口を密閉する請求項６に記載のエネルギ貯蔵装置のガス排出構造。
【請求項８】
前記Ｏリングは、ブチル系材料から成る請求項１に記載のエネルギ貯蔵装置のガス排出構造。
【請求項９】
前記遮断膜は、１０〜１００μｍ厚さのアルミニウムフォイルまたは５〜１００μｍ厚さの耐食性ゴムから成る請求項１に記載のエネルギ貯蔵装置のガス排出構造。
【請求項１０】
請求項１〜１０のうちのいずれか一つのエネルギ貯蔵装置のガス排出構造を含むエネルギ貯蔵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エネルギ貯蔵装置のガス排出構造及びこれを含むエネルギ貯蔵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、電気電子通信分野の技術発展に伴って、各種モバイル電子製品が発売されており、二次電池などのエネルギ貯蔵装置の活用範囲が広くなっている。
【０００３】
また、環境や資源問題に関する関心が高くなるに伴って、親環境的なエネルギを活用する自動車や、太陽熱発電などの親環境エネルギ生産関連の技術開発のための競争が激しい状況である。
【０００４】
現在まで最も広く使われている代表的な電気エネルギ貯蔵装置は、充放電を通じて長期的な使用が可能な二次電池である。この二次電池は、比較的長期間間一定の電圧で出力が維持され、小型化及び軽量化が可能で、小型モバイル機器の電源格納装置として広く使われている。
【０００５】
一方、二次電池の場合、充放電に必要となる時間が比較的長く、出力電圧が３Ｖ内外で低い方であり、寿命が短く、爆発の危険性があるという短所があるため、活用分野に限界があった。
【０００６】
このような二次電池の短所が補うためのエネルギ貯蔵装置として、電気化学的メカニズムによって充放電動作が行われるスーパーキャパシタへの関心が高くなっている。
【０００７】
このスーパーキャパシタは、電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）、ハイブリッドキャパシタ、擬似キャパシタなど多様な種類が挙げられ、瞬間的な充電が可能で、出力特性が二次電池に比べて遥かに高く、寿命も二次電池より遥かに長いという長所がある。
【０００８】
前記のような長所に着目して、自動車の回生再動などの用途に使うための研究が持続している。
【０００９】
一方、二次電池、スーパーキャパシタなどのエネルギ貯蔵装置は、電極間に電解液（または、電解質）を備え、電気化学的メカニズムによって充電及び放電過程が行われるが、この時各種ガスが発生することになる。このようなガスを適切に排出しない場合、エネルギ貯蔵装置のケースが破裂し、それ以上使用が不可能になるか、ひいては、爆発の危険も存在する。
【００１０】
スーパーキャパシタの場合、いまだにエネルギー密度及び抵抗などの問題が完全に解決されなく、商用化がなだらかに成り立っていない実情であるが、近時日内に商用化になることと予想される。
【００１１】
しかし、前述のようなガス発生による信頼性の低下及び寿命短縮の問題を解決する必要性が生じる。
【００１２】
図１は、前記のような問題点を解決するために提案された、特許文献１によるバルブの構成を例示している。
【００１３】
図１に示すように、特許文献１に記載のエアバルブの場合、エネルギ貯蔵装置内部でガスが発生して圧力が高くなれば、金属薄膜１が破裂しつつガスが排出される方式である。このような方式を適用する場合、エアバルブの構成が複雑で、多数の部品が必要になるという問題点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】韓国公開特許第１０−２００５−０００７９２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は上記の問題点に鑑みて成されたものであって、その目的は、エネルギ貯蔵装置の内圧を一定の範囲で保持すると共に最小限の部品で簡単に具現することができるエネルギ貯蔵装置のガス排出構造、及びこれを含むエネルギ貯蔵装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を解決するために、本発明によるエネルギ貯蔵装置のガス排出構造は、本体及びヘッドから成り、流体の通過する排出口が内部に設けられるボルトと、前記ボルトが挿入されるボルト挿入口が内部に設けられるケースと、前記ケースに結合されて前記ボルトの排出口を遮断する遮断膜と、を含む。
前記ボルトの本体外面には、前記ボルトと前記ケースとを結合する締結部がさらに設けられ、前記ケースの内側面には、前記締結部が結合される締結溝がさらに設けられる。
【００１７】
また、前記遮断膜の両端には、係止突起が設けられ、前記ケースには、前記係止突起が挿入される凹部が設けられる。
【００１８】
また、前記遮断膜は、金属または合成樹脂材料で構成される。
【００１９】
また、前記ボルトのヘッドと前記ケースの連結部との間に、Ｏリングがさらに設けられる。
【００２０】
また、前記遮断膜は、前記ボルトの底面に結合されて前記排出口を密閉するように構成される。
【００２１】
また、前記遮断膜は、前記ボルトの底面全体及び側面の全部または一部に結合されて前記排出口を密閉するように構成される。
【００２２】
また、前記Ｏリングは、ブチル系材料からなる。
【００２３】
また、前記遮断膜は、１０〜１００μｍ厚さのアルミニウムフォイルまたは５〜１００μｍ厚さの耐食性ゴムからなる。
【００２４】
また、本発明によるエネルギ貯蔵装置は、前述のエネルギ貯蔵装置のガス排出構造を含む。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、少数の部品及び簡単な構造にてエネルギ貯蔵装置の内部で発生するガスによる内圧上昇を適切に解消し、エネルギ貯蔵装置の信頼性を向上させ寿命を延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】従来のエネルギ貯蔵装置のガス排出用エアバルブを示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態によるエネルギ貯蔵装置のガス排出構造を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態によるボルトの断面図である。
【図４】本発明の一実施形態によるケースの断面図である。
【図５】図２のＩ-Ｉ'に沿う切断面を示す図面である。
【図６】本発明の一実施形態による構成を示す断面図である。
【図７】本発明の一実施形態による構成を示す断面図である。
【図８】本発明の一実施形態による構成を示す断面図である。
【図９】エネルギ貯蔵装置に、本発明の一実施形態によるエネルギ貯蔵装置の排出構造が適用された例を示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の好適な実施の形態は図面を参考にして詳細に説明する。次に示される各実施の形態は当業者にとって本発明の思想が十分に伝達されることができるようにするために例として挙げられるものである。従って、本発明は以下示している各実施の形態に限定されることなく他の形態で具体化されることができる。そして、図面において、装置の大きさ及び厚さなどは便宜上誇張して表現されることができる。明細書全体に渡って同一の参照符号は同一の構成要素を示している。
【００２８】
本明細書で使われた用語は、実施形態を説明するためのものであって、本発明を制限しようとするものではない。本明細書において、単数形は文句で特別に言及しない限り複数形も含む。明細書で使われる「含む」とは、言及された構成要素、ステップ、動作及び／又は素子は、一つ以上の他の構成要素、ステップ、動作及び／又は素子の存在または追加を排除しないことに理解されたい。
【００２９】
以下、添付の図面を参照して、本発明の構成及び作動について詳記する。
【００３０】
図２は、本発明の一実施形態によるエネルギ貯蔵装置のガス排出構造を示す断面図で、図３は、本発明の一実施形態によるボルトの断面図であり、図４は、本発明の一実施形態によるケースの断面図である。
【００３１】
図２及び図３に示すように、本発明の一実施形態によるエネルギ貯蔵装置のガス排出構造は大きく、ボルト、ケース及び遮断膜で構成される。
【００３２】
前記ケースは、ボルトの形状に対応する形状から成るボルト挿入口が設けられ、エネルギ貯蔵装置のケースの上板などに直接適用されてもよい。
【００３３】
前記ボルトは、円柱型、多角柱型、楕円柱型、円錐型、楕円錐型、多角型など多様な形状からなる。前記ボルトの内部には、下面から上面まで貫通され、ガスが通過するような排出口が設けられる。
【００３４】
前記ボルトは、一般的なボルトの形状と同様に、ヘッドと本体とからなる。
【００３５】
また、前記ボルトの本体外面に設けられる締結部と、該締結部に対応するように前記ケースの内面に設けられる締結溝とによって、前記ボルトと前記ケースが堅固に結合及び固定される。
【００３６】
図５は、図２のＩ-Ｉ'に沿う切断面を示す図面である。
【００３７】
図５に示すように、前記ケースにボルトを挿入した後、時計方向で回転させることによって、ボルトがケースに固定されるようにできることが認められる。
【００３８】
図５に例示したことの他に、多様な締結構造が可能である。
【００３９】
一方、前記遮断膜の両端には、係止突起が設けられ、前記ケースには、前記係止突起が挿入される凹部が設けられ、遮断膜がケースに固定されるようにする。
【００４０】
前記係止突起とケースの凹部の結合面との密閉性を向上させ、該結合面を通じてガスが漏れないようにすることが望ましい。
【００４１】
また、前記遮断膜は、金属または合成樹脂材料からなり、係止突起とケースの凹部との間の密閉性を向上させるために、合成樹脂材料で構成するのが最も望ましい。
【００４２】
一方、前記遮断膜が金属などからなる場合や前記係止突起と凹部との結合面の密閉性が低い場合には、別途のＯリングを備えてガス洩れを防止することができる。
【００４３】
図６は、本発明の一実施形態による構成を示す断面図である。
【００４４】
図６に示すように、前記遮断膜は、前記ボルトの底面に結合され、前記排出口を密閉するように構成される。図６に示すように、前記ケースの下端部には、前記遮断膜の下面に接触される突出部が設けられ、前記ボルトが前記ケースに固定されることによって前記遮断膜が所定の圧力で前記突出部に密着されるようにして、別途のＯリングを備えなくても、エネルギ貯蔵装置の内部ガスがボルトとケースとの間の間隙へと漏れないようにできる。
【００４５】
図７は、本発明の一実施形態による構成を示す断面図である。
【００４６】
図７に示すように、前記遮断膜は、前記ボルトの底面全体及び側面の全部または一部に結合される。同図のように、前記ケースのボルト挿入口２２は、ボルトと直接接触されないで、前記ボルトの側面に結合される遮断膜と所定の圧力で密着されることによって、別途のＯリングを備えなくても、エネルギ貯蔵装置の内部ガスがボルトとケースとの間の間隙に洩れないようになる。
【００４７】
図８は、本発明の一実施形態による構成を示す断面図である。
【００４８】
図８に示すように、前記遮断膜は、前記ボルトの底面全体及び側面の全部または一部に結合される。同図のように、前記ケースの下端部には、前記遮断膜の下面に接触される突出部が設けられ、前記ボルトが前記ケースに固定されることによって、前記遮断膜が所定の圧力で前記突出部に密着されるようにして、別途のＯリングを備えなくても、エネルギ貯蔵装置の内部ガスがボルトとケースとの間の間隙に洩れないようになる。
【００４９】
図６〜図８に例示した実施形態の場合、前記遮断膜は、弾性力付きゴム材料からなることが望ましい。
【００５０】
また、前記遮断膜は、耐食性ゴムからなり、前記遮断膜が非常に薄ければ、ボルト締結過程で遮断膜が破損される恐れがあり、遮断膜でエネルギ貯蔵装置の内部ガスを遮断する遮蔽度が不足なことがある。また、遮断膜が非常に薄ければ、エネルギ貯蔵装置の内部ガスが正常範囲にある場合にも、遮断膜が破裂してエネルギ貯蔵装置の内部ガスが洩れる恐れがある。また、前記遮断膜が非常に厚ければ、エネルギ貯蔵装置の内圧が過度に上昇した場合にも、遮断膜が破裂しなく、エネルギ貯蔵装置全体が破損される危険が存在する。そのため、これらの事項を考慮して、前記遮断膜の厚さは、耐食性ゴムの場合、５〜１００μｍで設けられるのが望ましい。
【００５１】
前記遮断膜は、１０〜１００μｍ厚さのアルミニウムフォイルからなってもよい。
【００５２】
また、前記Ｏリングは、ブチル系材料からなる。
【００５３】
図９は、エネルギ貯蔵装置に本発明の一実施形態によるエネルギ貯蔵装置の排出構造が適用された例を示す図面である。
【００５４】
図９に示すように、一般的なエネルギ貯蔵装置は、陽極、陰極、電解質、分離膜などを含む二次電池、スーパーキャパシタなどのモジュールがケース内部に挿入されて密閉され、前記陽極及び陰極の＋端子及び−端子に各々接続される。
【００５５】
本発明の一実施形態によるエネルギ貯蔵装置のガス排出構造がエネルギ貯蔵装置の上面を構成するケースに設けられることによって、エネルギ貯蔵装置の内部で発生するガスによって内圧が一定の圧力以上に上昇してしまうと、遮断膜が破壊されながらガスが排出されるようにできる。
【００５６】
したがって、本発明によるエネルギ貯蔵装置のガス排出構造は、最小限の部品数で具現可能で、その構造が単純なので、エネルギ貯蔵装置の製造効率を向上させると共に、エネルギ貯蔵装置の製造単価を節減して価格競争力を確保することができる。
【００５７】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、前記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００５８】
１  金属薄膜
１０  ボルト
１１  ヘッド
１２  本体
１３  締結部
１４  排出口
２０  ケース
２２  ボルト挿入口
２３  締結溝
２４  凹部
３０  遮断膜
３１  係止突起
３５  Ｏリング
４０  端子
１００  エネルギ貯蔵装置締結構造
２００  エネルギ貯蔵装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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