[发明专利]改进的电能储存装置及其制造方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求享有2011年3月11日提交的韩国专利申请第10-2011-0022012号、第10-2011-0022013号和第10-2011-0022015号的优先权，在此通过援引并入其全部公开内容。

技术领域

本发明涉及电能储存装置及其制造方法，且更具体涉及具有改进的外端子与内端子之间的连接结构的电能储存装置及其制造方法。

背景技术

一般而言，超级电容器(也被称为超电容器)是具有介于电解电容器与二次电池之间的特性的储能装置。因为超级电容器具有高效率和半永久性寿命，所以超级电容器被认为是与二次电池并列的或代替二次电池使用的下一代储能装置。

超级电容器也能在不容易维持并需要长使用寿命的应用中用来代替蓄电池。由于超级电容器具有快速充、放电的特性，所以超级电容器非常适合作为电动车(electric vehicle)、路灯或需要大容量的不间断电源(UPS)的主电源或辅助电源，以及例如移动电话、笔记本电脑或个人数字助理(PDA)之类的移动通信设备的辅助电源，并因此被广泛使用。

如图1所示，最小化超级电容器主要呈圆柱形。

参照图1，圆柱形超级电容器包括：内壳10，其容纳由阴极、阳极、分隔器和电解质组成的单体电池(bare cell)；金属罩40，接纳内壳10；内端子20、30，位于金属罩40的上部和下部以分别连接到单体电池的阳极和阴极；以及外阳极端子51和外阴极端子45，分别位于金属罩40的顶部和底部。

在圆柱形超级电容器中，内阳极端子20借助绝缘构件60而与金属罩40电隔离，并电连接到位于板式构件50的中间的外阳极端子51，内阴极端子30电连接到金属罩40。

传统上，内阳极端子20与板式构件50之间以及内阴极端子30与金属罩40之间的连接使用螺栓70。然而，内端子与外端子之间使用螺栓70连接具有组装过程复杂、连接稳定性差的缺点。

具体地，因为外阳极端子51的中心形成有电解质注入孔，并具有例如安全阀之类的部件，所以螺栓不容易应用于外阳极端子51。

为解决这个问题，已有人建议使用热压方式将板式构件50的设有外阳极端子51的表面与内阳极端子20的对应表面焊接。然而，这包含复杂的焊接工艺，并因为外阳极端子51与内阳极端子20之间的被连接件对外部振动的抵抗力薄弱，所以外阳极端子51与内阳极端子20可轻易地彼此分离，这将使接触电阻特性退化。

另一方面，由于内阴极端子30直接接触金属罩40，所以为改进超级电容器的电气特性，最小化内阴极端子30与金属罩40之间的接触电阻并稳定它们之间的接触状态非常重要。

同时，在例如过充电、过放电、过电压等反常条件下，超级电容器的电解质与电极之间的干扰在室温可产生副反应，因此产生气体。当气体在超级电容器中积聚时，金属罩40的内压增大，最终使金属罩40膨胀。在某些情况下，当气体通过金属罩40的薄弱区域突然释放时，金属罩40可能爆炸。

具体地，在金属罩40的靠近内阴极端子30的侧部和底部，金属罩40膨胀得比在内阳极端子20的附近更加严重。

因为金属罩40的靠近内阳极端子20的顶部形成有卷边部41，所以通过控制卷边量，容易增强金属罩40的靠近内阳极端子20的那部分侧部的抗压性能，然而由于在外阴极端子45的附近没有形成卷边部，所以不容易增强金属罩40的靠近外阴极端子45的那部分侧部的抗压性能。

发明内容

提出本发明为的是解决以上问题，因此本发明的目的是提供一种通过在外端子与内端子之间的精确焊接而具有改进的连接强度和抗力特性的电能储存装置，以及该电能储存装置的制造方法。

本发明的另一目的是提供一种通过增大金属罩与内端子之间的接触面积和接触稳定性而具有改进的抗力特性的电能储存装置，以及该电能储存装置的制造方法。

本发明的又一目的是提供一种通过最大化金属罩的厚度分布而具有改进的抗压性能的电能储存装置。

为了实现本发明的目的，提供一种电能储存装置，其设有接纳单体电池的金属罩以及位于金属罩外、对应于单体电池的每个电极的第一端子和第二端子，该电能储存装置包括：板式构件，设置在第一端子和第二端子中的至少一个上；内端子，接触板式构件以在内端子与板式构件之间形成边界；以及激光焊接部，沿内端子与板式构件之间的边界形成，用以使板式构件与内端子连接。

优选地，激光焊接部由沿板式构件与内端子之间的边界重复形成的多个焊点组成，并且相邻焊点的中心之间的距离处于焊点的直径以内。