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Technisches Gebiet
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Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Leistungsspeichervorrichtung.
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Technischer Hintergrund
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Patentliteratur 1 offenbart eine Bipolarsekundärbatterie. Diese Bipolarsekundärbatterie hat: Bipolarelektroden, die jeweils eine positive Elektrode, die an einer Seite eines Stromabnehmers vorgesehen ist, der aus einem Metall hergestellt ist, und eine negative Elektrode haben, die an der anderen Seite vorgesehen ist; einen Separator, der zwischen der positiven Elektrode und der negativen Elek-trode angeordnet ist; und ein rahmenartiges Dichtungsmaterial, das eine einzelne Zelle umgibt, die die positive Elektrode, die negative Elektrode und den Separator hat, wobei das rahmenartige Dichtungsmaterial zwischen den Stromabnehmern druckgebondet ist. In dieser Polarsekundärbatterie ist das Dichtungsmaterial aus einem Harz hergestellt, und das Dichtungsmaterial hat einen hochdruckgebondeten Teil, der die einzelne Zelle umgibt.
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Zitierungsliste
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Patentliteratur
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Patentliteratur 1: japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 2014-56799
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Zusammenfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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In der herkömmlichen Technik, die vorstehend beschrieben ist, ist ein hochdruckgebondeter Teil an dem Dichtungsmaterial vorgesehen, um ein Entweichen des Elektrolyts zwischen dem Stromabnehmer, der aus Metall hergestellt ist, und dem Dichtungsmaterial zu unterdrücken, das aus einem Harz hergestellt ist. Wie durch dieses Beispiel gezeigt ist, ist es in diesem technischen Gebiet notwendig, die Festigkeit und die Flüssigkeitsdichtigkeit zwischen einem Stromabnehmer, der aus einem Metall hergestellt ist, und einem Harzbauteil zu gewährleisten.
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Deshalb ist es eine Aufgabe eines Aspekts der vorliegenden Erfindung, eine Leistungsspeichervorrichtung vorzusehen, die die Festigkeit und die Flüssigkeitsdichtigkeit zwischen einem Stromabnehmer, der aus einem Metall hergestellt ist, und einem Harzbauteil gewährleisten kann.
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Lösung des Problems
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Eine Leistungsspeichervorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung hat: eine Vielzahl von Elektroden, die jeweils einen Stromabnehmer haben, der aus einem Metall hergestellt ist, und die in einer Weise angeordnet sind, in der sie in einer ersten Richtung gestapelt sind; einen Separator, der zwischen benachbarten Elek-troden angeordnet ist; eine Vielzahl von Harzbauteilen, die an Umfangsabschnitten der Elektroden angeordnet sind, um einen Freiraum zwischen den benachbarten Elektroden zu gewährleisten; und eine Flächenbehandlungsschicht, die eine Fläche des Stromabnehmers wenigstens in dem Umfangsabschnitt der Elek-trode bedeckt, wobei die Flächenbehandlungsschicht eine Vielzahl von Vorsprüngen umfasst, die entlang einer zweiten Richtung positioniert sind, die die erste Richtung schneidet, und die in der ersten Richtung von der Fläche vorstehen, wobei die Vorsprünge jeweils einen Teil haben, der von einem Basisende in Richtung zu einem Spitzenende von sich dicker wird, und ein Teil des Harzbauteils zwischen den benachbarten Vorsprüngen über einen Bereich von den Spitzenenden zu den Basisenden von diesen angeordnet ist.
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In dieser Leistungsspeichervorrichtung ist ein Teil des Harzbauteils zwischen den benachbarten Vorsprüngen über den Bereich von den Spitzenenden und den Basisenden von diesen angeordnet. Die Vorsprünge haben jeweils einen Abschnitt, der von dem Basisende in Richtung zu dem Spitzenende dicker wird. Diese Gestaltung beschränkt die Bewegung des Teils des Harzbauteils, der zwischen den benachbarten Vorsprüngen angeordnet ist, in einer Richtung weg von dem Basisende. In dieser Weise, weil es möglich ist, die Wahrscheinlichkeit zu verringern, dass sich das Harzbauteil von der Flächenbehandlungsschicht ablöst, können die Festigkeit und Flüssigkeitsdichtigkeit zwischen dem Stromabnehmer, der aus Metall hergestellt ist, und dem Harzbauteil gewährleistet werden.
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In der Leistungsspeichervorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Flächenbehandlungsschicht auch die Fläche des Stromabnehmers in dem mittleren Abschnitt der Elektrode bedecken. In solch einem Fall, weil die Fläche des Stromabnehmers durch die Flächenbehandlungsschicht in dem mittleren Abschnitt der Elektrode bedeckt ist, ist, wenn beispielsweise ein aktives Material, das als eine Positivelektrodenschicht oder eine Negativelektrodenschicht dient, an dem mittleren Abschnitt des Stromabnehmers vorgesehen ist, eine Anhaftung zwischen der Fläche des Stromabnehmers und dem aktiven Material verbessert.
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In der Leistungsspeichervorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der Stromabnehmer eine elektrolytische Folie sein, und die Flächenbehandlungsschicht kann eine elektroplattierte Schicht sein. In solch einem Fall, weil der Stromabnehmer eine elektrolytische Folie ist, sind sehr kleine Erhebungen wenigstens an einer Fläche des Stromabnehmers ausgebildet. Des Weiteren, weil die Flächenbehandlungsschicht eine elektroplattierte Schicht ist, findet eine Stromkonzentration an diesen Erhebungen statt. Durch vorteilhaftes Nützen dieser Stromkonzentration an den Erhebungen ist es gestattet, dass die Vorsprünge an der Flächenbehandlungsschicht wahlweise an den Erhebungen als ihre Basisenden wachsen.
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In der Leistungsspeichervorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Flächenbehandlungsschicht die Fläche des Stromabnehmers an einer Seite der ersten Richtung bedecken. In solch einem Fall, weil das Harzbauteil zur Anordnung an einer Seite der Fläche des Stromabnehmers in der ersten Richtung kommt, kann ein Kurzschluss zwischen den Elektroden zuverlässig vermieden werden.
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In der Leistungsspeichervorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Elektrode auch eine Positivelektrodenschicht, die an einer Fläche des Stromabnehmers vorgesehen ist, und eine Negativelektrodenschicht haben, die an der anderen Fläche des Stromabnehmers vorgesehen ist. In solch einem Fall können beispielsweise die Festigkeit und die Flüssigkeitsdichtigkeit zwischen dem Umfangsabschnitt der Bipolarelektrode und dem Harzbauteil gewährleistet werden.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Leistungsspeichervorrichtung vorzusehen, die die Festigkeit und die Flüssigkeitsdichtigkeit zwischen dem Stromabnehmer, der aus einem Metall hergestellt ist, und dem Harzbauteil gewährleisten kann.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Schnittansicht, die schematisch eine Leistungsspeichervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel darstellt.
- 2(a) ist eine vergrößerte Schnittansicht eines Umfangsabschnitts einer Elektrode. 2(b) ist eine vergrößerte Schnittansicht einer Fläche eines Stromabnehmers und einer Flächenbehandlungsschicht.
- 3 ist eine schematische Darstellung eines beispielhaften Prozesses zum Herstellen einer elektrolytischen Folie.
- 4 ist eine schematische Darstellung eines beispielhaften Prozesses zum Herstellen einer elektroplattierten Schicht.
- 5(a) bis 5(c) sind vergrößerte Schnittansichten von Umfangsabschnitten von Elektroden gemäß einigen Modifikationen.
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Beschreibung von Ausführungsbeispielen
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Ein Ausführungsbeispiel einer Leistungsspeichervorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird nun im Detail mit Bezug auf einige Zeichnungen erklärt. Zur Einfachheit einer Erklärung wird ein kartesisches XYZ-Koordinatensystem in 1 und 2 angezeigt.
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1 ist eine Schnittansicht, die schematisch eine Leistungsspeichervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel darstellt. Diese Leistungsspeichervorrichtung 1 ist beispielsweise eine Sekundärbatterie, wie eine Nickel-Wasserstoff-Sekundärbatterie oder eine Lithiumionensekundärbatterie, oder ein elektrischer doppellagiger Kondensator. Die Leistungsspeichervorrichtung 1 wird als eine Batterie für verschiedene Typen von Fahrzeugen wie einem Gabelstapler, ein Hybridfahrzeug oder ein elektrisches Fahrzeug verwendet. Nachstehend ist ein Beispiel erklärt, in dem die Leistungsspeichervorrichtung 1 eine Nickel-Wasserstoff-Sekundärbatterie ist.
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Die Speichervorrichtung 1 ist eine bipolare Batterie, die einen Stapel 2 von Bipolarelektroden (Elektroden) 3 hat. Die Leistungsspeichervorrichtung 1 hat den Stapel 2 der Bipolarelektroden 3, ein Gehäuse 5 zum Halten des Stapels 2 und einem Bindekörper 6 zum Binden des Stapels 2.
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Der Stapel 2 ist durch Stapeln einer Vielzahl von Bipolarelektroden 3 in einer ersten Richtung D1, wobei Separatoren 7 zwischen den benachbarten Bipolarelektroden 3 angeordnet sind, hergestellt. Die erste Richtung D1 ist hier eine Richtung, die sich entlang der Z-Achsenrichtung erstreckt. Jede der Bipolarelek-troden 3 hat einen Stromabnehmer 11, eine Positivelektrodenschicht 12, die an einer Fläche (Fläche) 11a des Stromabnehmers 11 vorgesehen ist, und eine Negativelektrodenschicht 13, die an der anderen Fläche 11b des Stromabnehmers 11 vorgesehen ist. Die Positivelektrodenschicht 12 und die Negativelektrodenschicht 13 sind wenigstens an einem mittleren Abschnitt M des Stromabnehmers 11 vorgesehen. In dem Stapel 2 ist die Positivelektrodenschicht 12 von einer Bipolarelektrode 3 der Negativelektrodenschicht 13 von einer der Bipolarelektroden 3, die benachbart zu dieser in der ersten Richtung D1 ist, zugewandt, und die Negativelektrodenschicht 13 der einen Bipolarelektrode 3 ist der Positivelektrodenschicht 12 der anderen Bipolarelektrode, die benachbart zu dieser in der ersten Richtung D1 ist, zugewandt. Der Stapel 2 hat eine Vielzahl von Abstandsbauteilen (Harzbauteile) 4. Das Abstandsbauteil 4 ist entlang des Umfangsabschnitts 11c der Bipolarelektrode 3 vorgesehen, um den Freiraum zwischen den benachbarten Bipolarelektroden 3 zu gewährleisten.
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Der Stromabnehmer 11 ist beispielsweise eine Metallfolie, die aus Nickel hergestellt ist. Die Dicke des Stromabnehmers 11 ist beispielsweise ungefähr 0,1 Mikrometer bis 1000 Mikrometer. Beispiele des Positivelektrodenaktivmaterials, das die Positivelektrodenschicht 12 bildet, umfassen Nickelhydroxid. Beispiele des Negativelektrodenaktivmaterials, das die Negativelektrodenschicht 13 bildet, umfassen eine Wasserstoffspeicherlegierung. Der Bereich, in dem die Negativelektrodenschicht 13 an der anderen Fläche 11b des Stromabnehmers 11 ausgebildet ist, kann etwas größer sein als der Bereich, in dem die Positivelektrodenschicht 12 an der einen Fläche 11a des Stromabnehmers 11 ausgebildet ist.
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Der Umfangsabschnitt 11c des Stromabnehmers L ist ein nicht beschichteter Bereich, auf den die Beschichtung des Positivelektrodenaktivmaterials und des Negativelektrodenaktivmaterials nicht aufgebracht ist. Der Umfangsabschnitt 11c ist durch das Gehäuse 5 in einer Weise gehalten, in der er in einer Innenwand 5a des Gehäuses 5 aufgenommen ist. Das Abstandsbauteil 4 ist zwischen der einen Fläche 11a des Umfangsabschnitts 11c und der Innenwand 5a angeordnet. In dieser Weise ist zwischen den Stromabnehmern 11, 11, die in der ersten Richtung D1 benachbart sind, ein Raum ausgebildet, der durch die Stromabnehmer 11, 11 und die Innenwand 5a des Gehäuses 5 definiert ist. Ein Elektrolyt (nicht dargestellt), das eine alkalische Lösung ist, wie eine Kaliumhydroxidlösung, ist in diesem Raum enthalten. Die Räume, in denen das Elektrolyt zwischen den Bipolarelektroden 3, 3 enthalten ist, sind durch die Abstandsbauteile 4 in flüssigkeitsdichter Weise voneinander getrennt (abgedichtet).
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Ein Stromabnehmer 111A, der nur mit der Negativelektrodenschicht 13 an einer Seite von sich versehen ist, ist an einem Stapelende des Stapels 2 (in der positiven Richtung in der Z-Achsenrichtung) gestapelt. Der Stromabnehmer 111A ist in solch einer Weise angeordnet, dass die Negativelektrodenschicht 13 von diesem der Positivelektrodenschicht 12 der Bipolarelektrode 3 in der obersten Schicht zugewandt ist, wobei der Separator 7 dazwischen angeordnet ist. Ein Stromabnehmer 111B, der nur mit der Positivelektrodenschicht 12 versehen ist, ist an dem anderen Stapelende des Stapels 2 gestapelt (in der negativen Richtung der Z-Achsenrichtung). Der Stromabnehmer 111B ist in solch einer Weise angeordnet, dass die Positivelektrodenschicht 12 von diesem der Negativelektrodenschicht 13 der Bipolarelektrode 3 in der untersten Schicht zugewandt ist, wobei der Separator 7 dazwischen angeordnet ist. Die Enden des Stromabnehmers 111A, 111B werden durch das Gehäuse in einer Weise gehalten, in der sie in der Innenwand 5a des Gehäuses 5 aufgenommen sind, in der gleichen Weise wie der Stromabnehmer 11 der Bipolarelektrode 3. Das Abstandsbauteil 4 ist zwischen einer Fläche des Endes des Stromabnehmers 111A, 111B und der Innenwand 5A angeordnet. Die Stromabnehmer 111A, 111B können dicker gestaltet sein als der Stromabnehmer 11, der in der Bipolarelektrode 3 umfasst ist.
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Der Separator 7 hat beispielsweise eine blattartige Form. Beispiele des Materials, aus denen der Separator hergestellt ist, umfassen einen porösen Film, der aus einem Polyolefinharz, wie Polyethylen (PE) oder Polypropylen (PP), hergestellt ist und ein Gewebe oder Faservlies, das aus Polypropylen hergestellt ist. Der Separator 7 kann mit beispielsweise einem Vinylidenfluoridharzverbund verstärkt sein. Die Form des Separators 7 ist nicht auf eine blattartige Form beschränkt, sondern kann auch eine taschenartige Form sein.
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Das Gehäuse 5 ist mit beispielsweise einer rechteckigen rohrförmigen Form versehen, die durch Spritzgießen eines isolierenden Harzes ausgebildet wird. Beispiele des Harzmaterials, aus dem das Gehäuse 5 hergestellt ist, umfassen Polypropylen (PP), Polyphenylensulfid (PPS), modifizierten Polyphenylenether (modifiziertes PPE) und modifiziertes Polyphenylensulfid (modifiziertes PPS). Das Gehäuse 5 ist ein Bauteil, das eine Seitenfläche 2a des Stapels 2, der ein Stapel der Bipolarelektroden 3 ist, umgibt und hält.
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Der Bindekörper 6 hat ein Paar Bindeplatten 21, 21 und Kopplungsbauteile (Bolzen 22 und Muttern 23), die die Bindeplatten 21, 21 miteinander koppeln. Die Bindeplatte 21 hat eine flache plattenartige Form, die aus Metall, wie Eisen, hergestellt ist. Einsetzlöcher 21a zum Einsetzen der Bolzen 22 sind an den Enden der Bindeplatte 21 vorgesehen, an Positionen an der äußeren Seite des Gehäuses 5. Die Innenumfangsfläche des Einsetzlochs 21a und die Lagerfläche des Bolzens, die in dem Bindekörper 6 umfasst sind, sind isoliert. Ein Anschlussbauteil 25 (ein Anschlussbauteil 25A, ein Anschlussbauteil 25B) ist mit einer Fläche der Bindeplatte 21 gebondet, wobei ein Isolationsbauteil 24 dazwischen angeordnet ist. Beispiele des Materials des Isolationsbauteils 24, das zwischen der Bindeplatte 21 und dem Anschlussbauteil 25 angeordnet ist, umfassen beispielsweise Fluorharz und Polyethylenharz.
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Eine der Bindeplatten 21 wird in Anlage an einer Endfläche des Gehäuses 5 in solch einer Weise gehalten, dass das Anschlussbauteil 25A und der Stromabnehmer 111A in Anlage aneinander im Inneren des Gehäuses 5 gebracht sind, und die andere Bindeplatte 21 wird in Anlage an der anderen Endfläche des Gehäuses 5 in solch einer Weise gehalten, dass das Anschlussbauteil 25B und der Stromabnehmer 111B in Anlage aneinander im Inneren des Gehäuses 5 gebracht sind. Der Bolzen 22 ist durch das Einsetzloch 21a von der Seite von einer Bindeplatte 21 in Richtung zu der anderen Bindeplatte 21 hindurchgeführt, und die Mutter 23 ist auf das Spitzenende des Bolzens 22 geschraubt, das von der anderen Bindeplatte 21 nach außen vorsteht.
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In dieser Weise sind der Stapel 2, die Stromabnehmer 111A, 111B und das Gehäuse 5 zwischen den Bindeplatten 21 gehalten und in eine Einheit montiert, und eine Bindelast ist auf diese aufgebracht. Des Weiteren ist jedes von dem Anschlussbauteil 25A und dem Anschlussbauteil 25B zwischen einer/einem Entsprechenden von den Bindeplatten 21 und dem Stapel 2 in solch einer Weise positioniert, dass der Stapel 2 zwischen dem Anschlussbauteil 25A und dem Anschlussbauteil 25B in der ersten Richtung D1 angeordnet ist. Eine Leitung 26 ist mit dem Anschlussbauteil 25A verbunden, und eine Leitung 27 ist mit dem Anschlussbauteil 25B verbunden. Die Leistungsspeichervorrichtung 1 kann durch die Leitung 26 und die Leitung 27 geladen und entladen werden.
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Ein Teil, wo der Stromabnehmer 11, 111A, 111B und das Abstandsbauteil 4 in der Leistungsspeichervorrichtung 1 aneinander angrenzen, wird nun im Detail erklärt. In der nachstehenden Erklärung wird der Stromabnehmer 11 beschrieben, aber die Stromabnehmer 111A, 111B sind auch in der gleichen Weise gestaltet.
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Wie in 2(a) dargestellt ist, ist eine Flächenbehandlungsschicht 30, die die eine Fläche 11a des Stromabnehmers 11 bedeckt, in dem Umfangsabschnitt 11c des Stromabnehmers 11 vorgesehen. Der Umfangsabschnitt 11c des Stromabnehmers 11 ist mit dem Abstandsbauteil 4 gebondet, wobei die Flächenbehandlungsschicht 30 dazwischen angeordnet ist. Die Flächenbehandlungsschicht 30 ist vorgesehen, um die Festigkeit und die Flüssigkeitsdichtigkeit zwischen dem Stromabnehmer 11, der aus Metall hergestellt ist, und dem Abstandsbauteil 4 zu gewährleisten, das ein Harzbauteil ist. Wenn der Stromabnehmer 11 eine elek-trolytische Folie ist, kann die Flächenbehandlungsschicht 30 durch Elektroplattieren des Stromabnehmers 11 ausgebildet werden. Die Dicke der Flächenbehandlungsschicht 30 ist nicht auf irgendeine besondere Größe beschränkt, aber die Dicke der Flächenbehandlungsschicht 30 kann auf 0,1 Mikrometer bis 30 Mikrometer festgelegt sein, während die Dicke des Stromabnehmers 11 0,1 Mikrometer bis 1000 Mikrometer ist.
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Wie in 2(b) dargestellt ist, sind eine Vielzahl von Vorsprüngen 31, die in der ersten Richtung D1 vorstehen, an der einen Fläche 11a der Flächenbehandlungsschicht 30 vorgesehen. Jeder der Vorsprünge 31 ist auf einer Erhebung 11d (die später beschrieben wird) des Stromabnehmers 11 als ein Basisende 32 aufgebaut und erstreckt sich bis zu einem Spitzenende 33 in der ersten Richtung D1. Diese Vorsprünge 31 sind entlang einer zweiten Richtung D2 positioniert, die die erste Richtung D1 schneidet. Die zweite Richtung D2 ist hier eine Richtung, die sich entlang der XY-Ebene erstreckt.
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Jeder der Vorsprünge 31 hat eine Vielzahl von im Wesentlichen kugelförmigen Metallablagerungen (aufgebrachtes Material), die durch Elektroplattieren ausgebildet sind. Der Vorsprung 31 hat einen vergrößerten Abschnitt 34, wo die Länge des Vorsprungs 31 in der zweiten Richtung D2 länger ist als die des Vorsprungs 31 in dem Basisende 32 in der zweiten Richtung D2, wenn sich die Metallablagerungen übereinander aufbauen. Mit anderen Worten gesagt hat der Vorsprung 31 einen Teil, der von dem Basisende 32 in Richtung zu dem Spitzenende 33 dicker wird. Die Position des vergrößerten Abschnitts 34 des Vorsprungs 31 muss nicht notwendigerweise an dem Spitzenende 33 sein, aber der vergrößerte Abschnitt 34 ist wenigstens an der Seite des Spitzenendes 33 mit Bezug auf das Basisende 32 positioniert. Die Positionierung des vergrößerten Abschnitts 34 in dem Vorsprung 31 kann zwischen den Vorsprüngen 31 in Abhängigkeit davon unterschiedlich sein, wie die Metallablagerungen übereinander aufbauen.
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Ein Teil 4a des Abstandsbauteils 4 ist zwischen den benachbarten Vorsprüngen 31 angeordnet. Im Speziellen ist das Abstandsbauteil 4, das ein Harzbauteil ist, in solch einer Weise ausgebildet, dass ein Teil 4a des Abstandsbauteils 4 zwischen den Vorsprüngen 31 angeordnet ist. In dieser Weise beschränken die benachbarten Vorsprünge 31 die Bewegung von solch einem Teil 4a des Abstandsbauteils 4, das dazwischen angeordnet ist, in einer Richtung weg von dem Basisende 32. Mit anderen Worten gesagt hat die Querschnittsform zwischen den benachbarten Vorsprüngen 31 eine Hinterschnittform, die den Ankereffekt erreicht.
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Die Flächenbehandlungsschicht 30, die eine Fläche 11a des Stromabnehmers 11 bedeckt, ist in dem mittleren Abschnitt M (siehe 1) der Bipolarelektrode 3 ausgebildet. Der mittlere Abschnitt M des Stromabnehmers 11 ist mit dem Positivelektrodenaktivmaterial der Positivelektrodenschicht 12 gebondet, wobei die Flächenbehandlungsschicht 30 dazwischen angeordnet ist. In dem hier genannten Beispiel ist, als ein Beispiel, die Flächenbehandlungsschicht 30 fortlaufend von dem Umfangsabschnitt 11c zu dem mittleren Abschnitt M an der einen Fläche 11a des Stromabnehmers 11 ausgebildet.
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In jedem der Stromabnehmer 11 bedeckt die Flächenbehandlungsschicht 30 die eine Fläche (die Fläche in der positiven Richtung in der Z-Achsenrichtung) in der ersten Richtung D1. In jedem der Stromabnehmer 11 ist das Abstandsbauteil 4 an der einen Fläche 11a des Stromabnehmers 11 angeordnet, wobei die Flächenbehandlungsschicht 30 dazwischen angeordnet ist. Mit dieser Gestaltung ist in den benachbarten Bipolarelektroden 3 das Abstandsbauteil 4 an der einen Fläche 11a des Stromabnehmers 11 der anderen Fläche 11b des Stromabnehmers 11 in der ersten Richtung D1 zugewandt. Mit anderen Worten gesagt ist in den benachbarten Bipolarelektroden 3 die eine Fläche 11a des Stromabnehmers 11 nicht in direkten Kontakt mit der anderen Fläche 11b des Stromabnehmers 11 gebracht, sondern ist durch das Abstandsbauteil 4 isoliert, das ein Harzbauteil ist.
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Ein Verfahren zum Ausbilden der Vorsprünge 31 in der Flächenbehandlungsschicht 30 wird nun erklärt.
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Zu Beginn wird, wie in 3 dargestellt ist, eine elektrolytische Folie 11x, mit der der Stromabnehmer 11 gemacht wird, hergestellt. In dem Beispiel, das in 3 dargestellt ist, werden ein Teil einer Trommel DR1 und eine Anode 50 in Elek-trolyt L1 getränkt, das Nickelkationen umfasst. Ein vorbestimmter Strom wird dann zwischen der Trommel DR1 und der Anode 50 angelegt. Als eine Folge lagert sich Nickel an der Fläche der Trommel DR1 ab.
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Die elektrolytische Folie 11x wird erhalten, indem eine Ablagerung des Nickels an der Fläche der Trommel DR1 bewirkt wird, bis die Ablagerung eine gewisse Dicke hat. Wenn sich das Nickel an der Fläche der Trommel DR1 ablagert, werden sehr kleine Erhebungen 11d an der Fläche der elektrolytischen Folie 11x ausgebildet, wobei die Fläche der entgegengesetzten Seite der Trommel DR1 zugewandt ist.
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Die hergestellte elektrolytische Folie 11x wird dann um eine Trommel DR2 herum in eine Rolle R1 gewickelt.
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Eine elektroplattierte Schicht 30x, die die Flächenbehandlungsschicht 30 bildet, wird dann geschaffen, wie in 4 dargestellt ist. In dem Beispiel, das in 4 dargestellt ist, wird die elektrolytische Folie 11x, die von der Rolle R1 durch eine Trommel DR3 herausgezogen wird, entlang der Fläche einer Trommel DR4 befördert. Ein Teil der Trommel DR4 und eine Anode 51 werden in ein Elektrolyt L2 getränkt, das Nickelkationen umfasst. Ein vorbestimmter Strom wird dann zwischen der Trommel DR4 und der Anode 51 angelegt. Als eine Folge lagert sich Nickel an der Fläche der elektrolytischen Folie 11x auf der Trommel DR4 ab.
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Die elektroplattierte Schicht 30x ist eine aufgeraute plattierte Schicht, die erhalten wird, indem eine Ablagerung des Nickels auf einer Fläche der elektrolytischen Folie 11x auf der Trommel DR4 bewirkt wird, bis die Ablagerung eine gewisse Dicke hat. Wenn sich das Nickel auf der Fläche der elektrolytischen Folie 11x auf der Trommel DR4 ablagert, lagert sich Nickel an den Erhebungen 11d ab, die an der elektrolytischen Folie 11x ausgebildet sind. Im Speziellen findet eine Stromkonzentration an diesen Erhebungen 11d statt, und das Nickel lagert sich wahlweise an diesen Erhebungen 11d als ihre Basisenden 32 ab. In dieser Weise wachsen Vorsprünge 31 an der elektroplattierten Schicht 30x, und dadurch wird die Flächenbehandlungsschicht 30 ausgebildet. Die elektrolytische Folie 11x und die elektroplattierte Schicht 30x werden als eine aufgeraute plattierte Folie 11y befördert und um eine Trommel DR5 herum in eine Rolle R2 gewickelt.
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Arbeitsweisen und Effekte, die durch die Leistungsspeichervorrichtung 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel erhalten werden, werden nun erklärt.
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In dieser Leistungsspeichervorrichtung 1 ist ein Teil 4a des Abstandsbauteils 4 zwischen den benachbarten Vorsprüngen 31 angeordnet, über den Bereich von dem Spitzenende 33 bis zu dem Basisende 32 des Vorsprungs 31. Der Vorsprung 31 hat einen Teil, der von dem Basisende 32 in Richtung zu dem Spitzenende 33 dicker wird. Die Gestaltung beschränkt die Bewegung des Teils 4a des Abstandsbauteils 4, der zwischen den benachbarten Vorsprüngen 31 positioniert ist, in einer Richtung weg von dem Basisende 32. Deshalb können, weil es möglich ist, die Wahrscheinlichkeit zu verringern, dass das Abstandsbauteil 4 sich von der Flächenbehandlungsschicht 30 ablöst, die Festigkeit und die Flüssigkeitsdichtigkeit zwischen den Stromabnehmern 11, 111A, 111B, die aus Metall hergestellt sind, und dem Abstandsbauteil 4 gewährleistet werden.
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In dieser Leistungsspeichervorrichtung 1 bedeckt die Flächenbehandlungsschicht 30 auch die Fläche des Stromabnehmers 11 in dem mittleren Abschnitt M der Bipolarelektrode 3. Mit dieser Gestaltung ist, weil die eine Fläche 11a des Stromabnehmers 11 durch die Flächenbehandlungsschicht 30 in dem mittleren Abschnitt M der Bipolarelektrode 3 bedeckt ist, die Adhäsion zwischen der Bipolarelektrode 3 und dem Aktivmaterial, das in dem mittleren Abschnitt M des Stromabnehmers 11 vorgesehen ist und als die Positivelektrodenschicht 12 oder die Negativelektrodenschicht 13 dient, verbessert.
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In dieser Leistungsspeichervorrichtung 1 ist der Stromabnehmer 11 als die elektrolytische Folie 11x vorgesehen, und die Flächenbehandlungsschicht 30 ist als die elektroplattierte Schicht 30x vorgesehen. Weil der Stromabnehmer 11 als die elektrolytische Folie 11x vorgesehen ist, sind sehr kleine Erhebungen 11d an wenigstens einer Fläche des Stromabnehmers 11 ausgebildet. Des Weiteren, weil die Flächenbehandlungsschicht 30 als die elektroplattierte Schicht 30x vorgesehen ist, findet eine Stromkonzentration an diesen Erhebungen 11d statt. Mit dieser Gestaltung, unter Ausnützen eines Vorteils der Stromkonzentrationen an den Erhebungen 11d, ist ein Wachsen der Vorsprünge 31 an der Flächenbehandlungsschicht 30 wahlweise an den Erhebungen 11d als deren Basisenden 32 gestattet.
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In dieser Leistungsspeichervorrichtung 1 bedeckt die Flächenbehandlungsschicht 30 die eine Fläche des Stromabnehmers 11, 111A, 111B in der ersten Richtung D1 (die Fläche an der positiven Richtung in der Z-Achsenrichtung). Mit dieser Gestaltung, weil das Abstandsbauteil 4 zu einer Positionierung an der einen Fläche 11a des Stromabnehmers 11 an einer Seite der ersten Richtung D1 kommt, kann ein Kurzschluss zwischen den Bipolarelektroden 3 zuverlässig vermieden werden.
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In dieser Leistungsspeichervorrichtung 1 hat die Bipolarelektrode 3 die Positivelektrodenschicht 12, die an einer Fläche 11a des Stromabnehmers 11 vorgesehen ist, und die Negativelektrodenschicht 13, die an der anderen Fläche 11b des Stromabnehmers 11 vorgesehen ist. Mit dieser Gestaltung können die Festigkeit und die Flüssigkeitsdichtigkeit zwischen dem Umfangsabschnitt 11c der Bipolarelektrode 3 und dem Abstandsbauteil 4 gewährleistet werden.
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Der eine Aspekt der vorliegenden Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt.
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In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist ein Beispiel erklärt, in dem die Flächenbehandlungsschicht 30, die die eine Fläche 11a des Stromabnehmers 11 bedeckt, an dem Umfangsabschnitt 11c des Stromabnehmers 11 vorgesehen ist und das Abstandsbauteil 4 an der einen Fläche 11a des Umfangsabschnitts 11c des Stromabnehmers 11 angeordnet ist, wobei die Flächenbehandlungsschicht 30 dazwischen angeordnet ist, wie in 2(a) dargestellt ist. Der eine Aspekt der vorliegenden Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann, wie in 5(a) dargestellt ist, das Abstandsbauteil 4 an beiden Flächen 11a, 11b des Stromabnehmers 11 angeordnet sein. Mit anderen Worten gesagt umfasst eine mögliche Gestaltung eine Leistungsspeichervorrichtung 1A, in der die eine Fläche 11a des Umfangsabschnitts 11c des Stromabnehmers 11 mit dem Abstandsbauteil 4 gebondet ist, wobei die Flächenbehandlungsschicht 30 dazwischen angeordnet ist, und die andere Fläche 11a des Umfangsabschnitts 11c des Stromabnehmers 11 durch das Abstandsbauteil 4 bedeckt ist.
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Des Weiteren ist es, wie in 5(a) dargestellt ist, wenn das Abstandsbauteil 4 an beiden Flächen 11a, 11b des Stromabnehmers 11 angeordnet ist, möglich, eine Verformung oder ein Verziehen des Stromabnehmers 11, der Positivelektrodenschicht 12 oder der Negativelektrodenschicht 13 aufgrund einer Ausdehnungs- oder Schrumpfunterschieds zwischen dem Abstandsbauteil 4 und dem Stromabnehmer 11, der von einer Änderung der Temperatur (die von einem Erwärmen und Kühlen in dem Prozess des Herstellens der Leistungsspeichervorrichtung 1A, einer Wärme einer Reaktion in der Bipolarelektrode 3 und einer Änderung der Außentemperatur resultiert), einer Feuchtigkeitsabsorption oder einer Alterung resultiert, zu unterdrücken.
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In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist ein Beispiel erklärt, in dem die Flächenbehandlungsschicht 30 an der einen Fläche (Fläche) 11a des Stromabnehmers 11 vorgesehen ist, wie in 2(a) dargestellt ist, aber die Flächenbehandlungsschicht 30 kann an sowohl der einen Fläche 11a als auch an der anderen Fläche 11b vorgesehen sein. Des Weiteren kann auch in solch einem Fall das Abstandsbauteil 4 an beiden Flächen 11a, 11b des Stromabnehmers 11 angeordnet sein, wie in 5(b) dargestellt ist. Mit anderen Worten gesagt umfasst eine mögliche Gestaltung eine Leistungsspeichervorrichtung 1B, in der beide Flächen 11a, 11b des Umfangsabschnitts 11c des Stromabnehmers 11 mit dem Abstandshalter 4 gebondet sind, wobei die Flächenbehandlungsschichten 30 dazwischen angeordnet sind.
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In dem Beispiel, das in dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel erklärt ist, ist die Flächenbehandlungsschicht 30 an einer Fläche (Fläche) 11a des Stromabnehmers 11 vorgesehen, wie in 2(a) dargestellt ist, aber die Flächenbehandlungsschicht 30 kann nur an der anderen Fläche 11b vorgesehen sein, ohne an der einen Fläche 11a vorgesehen zu sein. Des Weiteren kann auch in solch einer Gestaltung das Abstandsbauteil 4 an beiden Flächen 11a, 11b des Stromabnehmers 11 angeordnet sein, wie in 5(c) dargestellt ist. Mit anderen Worten gesagt umfasst eine mögliche Gestaltung eine Leistungsspeichervorrichtung 1C, bei der die eine Fläche 11a des Umfangsabschnitts 11c des Stromabnehmers 11 durch das Abstandsbauteil 4 bedeckt ist und die andere Fläche 11b des Umfangsabschnitts 11c des Stromabnehmers 11 mit dem Abstandsbauteil 4 gebondet ist, wobei die Flächenbehandlungsschicht 30 dazwischen angeordnet ist.
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In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der Stromabnehmer 11 eine Metallfolie, die aus Nickel hergestellt ist, aber er kann auch eine Aluminiumfolie oder eine Kupferfolie sein. Der Stromabnehmer 11 kann auch ein gerolltes Blatt oder eine gerollte Folie sein.
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In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist jeder der Vorsprünge 31 in der Flächenbehandlungsschicht 30 mit einer Vielzahl von im Wesentlichen kugeligen Metallablagerungen ausgebildet, die durch Elektroplattieren ausgebildet sind, aber die Vorsprünge 31 in der Flächenbehandlungsschicht 30 können auch durch Aufbringen einer Vielzahl von Metallpartikeln auf die Fläche des Stromabnehmers 11 durch Sputtern oder eine andere Bearbeitung ausgebildet sein. Des Weiteren ist die Form des Vorsprungs 31 nicht auf eine spezielle Form beschränkt, solange wenigstens ein Teil der Form eine Form hat, die von dem Basisende 32 in Richtung zu dem Spitzenende 33 dicker wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1, 1A, 1B, 1C:
- Leistungsspeichervorrichtung
- 3:
- Bipolarelektrode (Elektrode)
- 4:
- Abstandsbauteil (Harzbauteil)
- 4a:
- Teil
- 7:
- Separator
- 11, 111A, 111B:
- Stromabnehmer
- 11a:
- eine Fläche (Fläche)
- 11b:
- die andere Fläche (Fläche)
- 11c:
- Umfangsabschnitt
- 11x:
- elektrolytische Folie
- 12:
- Positivelektrodenschicht
- 13:
- Negativelektrodenschicht
- 30:
- Flächenbehandlungsschicht
- 30x:
- elektroplattierte Schicht
- 31:
- Vorsprung
- 32:
- Basisende
- 33:
- Spitzenende
- 34:
- vergrößerter Abschnitt
