JP2008066302A - 蓄電池およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】この発明は、伸長接続タブを不要にすることができるとともに出力端子に溶接する必要がなく、蓄電池の製造を容易にすることを目的とする。
【解決手段】この発明は、電解液を含浸したセパレータのいずれかの面にて交互に正極および負極を有する電気化学的スタック（９）を収容する容器（２）を設け、前記容器（２）の壁（５）を貫通する出力端子（７）を設け、一方の極性の電極と前記容器（２）の壁を貫通する前記出力端子（７）とを接続する接続装置（１０）を設け、この接続装置（１０）は、前記電極に溶接される平坦接続部（１５）と、前記容器（２）の壁を貫通する前記出力端子に挿入される弾性接続部（２０）とからなることを特徴とする。
【選択図】図２
【解決手段】この発明は、電解液を含浸したセパレータのいずれかの面にて交互に正極および負極を有する電気化学的スタック（９）を収容する容器（２）を設け、前記容器（２）の壁（５）を貫通する出力端子（７）を設け、一方の極性の電極と前記容器（２）の壁を貫通する前記出力端子（７）とを接続する接続装置（１０）を設け、この接続装置（１０）は、前記電極に溶接される平坦接続部（１５）と、前記容器（２）の壁を貫通する前記出力端子に挿入される弾性接続部（２０）とからなることを特徴とする。
【選択図】図２
Description
本発明は、蓄電池の電流出力端子と電気化学スタックとを電気接続する電気接続装置を備えた蓄電池、およびその製造方法に関するものである。
電気化学セルすなわち蓄電池（これらの二つの用語は同じであって、ここでは蓄電池という用語を用いる）は、電気を発生する装置であり、化学エネルギーを電気エネルギーに変換する。この化学エネルギーは、蓄電池に設けられた電極の少なくとも一つの面に配置した電気化学的活性体により発生する。電気エネルギーは、蓄電池放電時の電気化学的反応によって発生する。電極は容器中に設けられ、出力端子と電気的に連結しており、電極と蓄電池に結合した電気消費体とを電気的に連続する。正極の出力端子および負極の出力端子は、蓄電池容器の異なった両側面壁に固定されるか、同じ側面壁に固定される。
図１は、既知の封止した円筒形状の蓄電池である。蓄電池１は、電気化学的スタック９を備えており、この電気化学的スタック９は、電解液を含浸させたセパレータのいずれかの面に交互に正極および負極を備えている。通常、電極のそれぞれは、フォイルとも呼ばれその少なくとも一つの面に電気化学的活物質を有する金属電極コレクタにより形成される。電気化学的スタック９は、封止された容器２内に配置され、この容器２は円筒形の壁を備えており、その一端のベース３により閉鎖されるとともに他端は出力端子６および７を備える蓋５により覆われる。第１出力端子すなわち実施例における正極の出力端子６は、蓋５に溶接されている。第２出力端子すなわち実施例における負極の出力端子７は、蓋５を貫通しており、これは通常は蓋５に圧着固定されている。シール８は、出力端子７と蓋５とを電気的に絶縁する。
出力端子６および７は、電極と蓄電池が結合する外部用途とを電気的に接続する。所定極性の電極と容器上の出力端子の一つとを電気的に連結する方法は、いくつか存する。一つの方法としては、同極性の電極コレクタに平坦接続部を適用して使用することである。既知の解決方法は、図１に示されている。平坦接続部１１は、電気化学的スタック９の正極を連結するものであり、この伝導形状部１２は、平坦接続部１１と容器２のベース３とを連結する。容器２の円筒形の壁は、蓋５およびこの蓋５に溶接した正極の出力端子６を電気的に伝導する。同様に、平坦接続部１３は、電気化学的スタック９の負極を接続するものであり、伸長タブ１４は、平坦接続部１３と負極の出力端子７とを接続する。伸長タブ１４は、負極と出力端子７との電気接続に弾性効果を与えるため、少なくとも一つの湾曲部を有しており、これは蓄電池１の電気化学的スタック９の高さの変化を補うものである。
通常、容器２の壁を貫通する出力端子７（図１の例においてはこれは負極の出力端子である）を電気接続する装置は、以下の方法で組み立てられる。平坦接続部１３は、所定極性の電極コレクタに溶接され、それから伸長タブ１４が平坦接続部１３および貫通した出力端子７に溶接される。そして、容器２が蓋５で閉鎖されている状態で、伸長タブ１４は蓄電池１内部で湾曲している。蓄電池１内における伸長タブ１４の湾曲およびその配置は、通常手作業でなされ、組み付けが複雑である。
ＥＰ−Ａ−０，０２９，９２５は、螺旋巻き電極ロールの端部に溶接配置したフルディスクを備えた電気接続装置を開示している。このフルディスクには、伸長タブが設けられており、これは出力端子７の一方と接触する封止ディスクに溶接されている。
米国特許第４，００９，０５３号は、スラッシュ形態の放射状スロットを組み込んだ平坦な環状接続部を備えた電子接続装置を開示している。その湾曲端は、螺旋巻き電極のコレクタと電気接触するよう作用する。
ＥＰ−Ａ−１，１０２，３３７は、螺旋巻き電気化学的スタックを蓄電池を開示している。電極のそれぞれは、電流コレクタとして作用する金属フォイルを有している。所定極性の金属フォイルは、電気化学的スタックの外部に突出し湾曲し、伸長平坦接続タブが溶接される平坦ベースを形成する。
フランス特許出願第２，７４８，００６号は、バンドリングによる接続方法を開示している。電極の端部は、出力端子に水平接続した２つの半バンドルになっている。
ＥＰ−Ａ−１，５９６，４４９は、所定極性を有する電極の折り畳んだフォイルにより形成されるほぼ平坦なベース板に溶接した平坦接続部を備えた接続装置を開示する。それから伸長タングは、平坦接続部と容器壁を貫通する出力端子の底部との間に溶接される。
米国特許第３，７６１，３１４号は、折り畳んだ所定極性の電極のフォイルに溶接した平坦接続部を有する接続装置を開示している。この平坦接続部は、出力端子に直接接触しており、この平坦接続部の弾力性は、電極のフォイルを折り畳むことにより確実なものとなる。
ＥＰ−Ａ−０，９５５，６８２は、所定極性の電極フォイルの折畳端に溶接した電気接続ストリップを備えた接続装置を開示している。
米国特許第４，００９，０５３号は、スラッシュ形態の放射状スロットを組み込んだ平坦な環状接続部を備えた電子接続装置を開示している。その湾曲端は、螺旋巻き電極のコレクタと電気接触するよう作用する。
ＥＰ−Ａ−１，１０２，３３７は、螺旋巻き電気化学的スタックを蓄電池を開示している。電極のそれぞれは、電流コレクタとして作用する金属フォイルを有している。所定極性の金属フォイルは、電気化学的スタックの外部に突出し湾曲し、伸長平坦接続タブが溶接される平坦ベースを形成する。
フランス特許出願第２，７４８，００６号は、バンドリングによる接続方法を開示している。電極の端部は、出力端子に水平接続した２つの半バンドルになっている。
ＥＰ−Ａ−１，５９６，４４９は、所定極性を有する電極の折り畳んだフォイルにより形成されるほぼ平坦なベース板に溶接した平坦接続部を備えた接続装置を開示する。それから伸長タングは、平坦接続部と容器壁を貫通する出力端子の底部との間に溶接される。
米国特許第３，７６１，３１４号は、折り畳んだ所定極性の電極のフォイルに溶接した平坦接続部を有する接続装置を開示している。この平坦接続部は、出力端子に直接接触しており、この平坦接続部の弾力性は、電極のフォイルを折り畳むことにより確実なものとなる。
ＥＰ−Ａ−０，９５５，６８２は、所定極性の電極フォイルの折畳端に溶接した電気接続ストリップを備えた接続装置を開示している。
本発明は、より単純な電気接続装置、特に、同極性電極と容器壁を貫通する出力端子との間を接続する電気接続装置であって、伸長接続タブを不要にするとともに出力端子に溶接する必要がない電気接続装置を備えた蓄電池、およびその蓄電池の容易な製造方法を実現することを目的とする。
このため、本発明は、同極性電極のコレクタに接続する平坦接続部を設け、貫通出力端子との電気接触に適する弾性接続要素を設けた接続装置を使用するものであって、これは溶接の必要がない。
より具体的には、本発明は、電解液を含浸したセパレータのいずれかの面に交互に正極および負極を有する電気化学的スタックを収容する容器を設け、前記容器の壁を貫通する出力端子を設け、一方の極性の電極と前記容器の壁を貫通する出力端子とを接続する接続装置を設け、この接続装置は、前記電極に溶接される平坦接続部と、前記容器の壁を貫通する前記出力端子に挿入される弾性接続部とからなる封止蓄電池を提供するものである。
本発明の一態様においては、前記弾性接続部は、可撓性リングで包囲されるスタッドを備えており、前記容器の壁を貫通する前記出力端子の凹部に挿入されている。
可撓性リングは、前記スタッドと一体形成構造とできる。
本発明の別の実施態様においては、弾性接続部は、前記容器の壁を貫通する出力端子を包囲する可撓性リングを収容する冠部を備えている。
前記可撓性リングは、前記冠部と一体形成構造とできる。
本発明の別の実施態様においては、前記弾性接続部は、前記容器の壁を貫通する出力端子の凹部に挿入される波状板を備えている。この波状板は、前記平坦接続部の成形部分によって構成されることもできる。
本発明の実施態様においては、各電極は、金属電流コレクタであり、この金属電流コレクタは、接続装置の平坦接続部が溶接される略平坦で連続したベース板を構成するため、少なくとも金属フォイルを隣接する同極性の電流コレクタから分離する距離に等しい高さを超えて、その初期方向に対して略垂直方向に折り重ねられる。
本発明の別の実施態様においては、前記容器の壁を貫通する前記出力端子は、負極であり、前記接続装置は、Ｃｕ／Ｎｉ複合材、銅、ニッケル、またはステンレス鋼からなる郡から選択される物質である。
さらに本発明の別の実施態様においては、前記容器の壁を貫通する前記出力端子は対称的な軸を有しており、前記接続装置は、この軸に対して対称的になっている。
また、本発明は、電解液を含浸したセパレータのいずれかの面に交互に正極および負極を有する電気化学的スタックを製造するステップと、平坦接続部と出力端子に挿入される弾性接続部とからなる接続装置を収容するステップと、一方の極性の電極を前記接続装置の前記平坦接続部に溶接するとともに、他方の極性の電極を第２接続部に溶接するステップと、それらの接続部とともに電気化学的スタックを容器に導入するステップと、蓋を貫通する少なくとも一つの出力端子を備える蓋により前記容器を閉鎖するステップと、前記容器を電解液で充填するステップとからなり、前記接続装置の前記弾性接続部は、前記容器が前記蓋で閉鎖された場合、前記蓋の壁を貫通する出力端子に挿入されることを特徴とする封止された蓄電池の製造方法を提供するものである。
より具体的には、本発明は、電解液を含浸したセパレータのいずれかの面に交互に正極および負極を有する電気化学的スタックを収容する容器を設け、前記容器の壁を貫通する出力端子を設け、一方の極性の電極と前記容器の壁を貫通する出力端子とを接続する接続装置を設け、この接続装置は、前記電極に溶接される平坦接続部と、前記容器の壁を貫通する前記出力端子に挿入される弾性接続部とからなる封止蓄電池を提供するものである。
本発明の一態様においては、前記弾性接続部は、可撓性リングで包囲されるスタッドを備えており、前記容器の壁を貫通する前記出力端子の凹部に挿入されている。
可撓性リングは、前記スタッドと一体形成構造とできる。
本発明の別の実施態様においては、弾性接続部は、前記容器の壁を貫通する出力端子を包囲する可撓性リングを収容する冠部を備えている。
前記可撓性リングは、前記冠部と一体形成構造とできる。
本発明の別の実施態様においては、前記弾性接続部は、前記容器の壁を貫通する出力端子の凹部に挿入される波状板を備えている。この波状板は、前記平坦接続部の成形部分によって構成されることもできる。
本発明の実施態様においては、各電極は、金属電流コレクタであり、この金属電流コレクタは、接続装置の平坦接続部が溶接される略平坦で連続したベース板を構成するため、少なくとも金属フォイルを隣接する同極性の電流コレクタから分離する距離に等しい高さを超えて、その初期方向に対して略垂直方向に折り重ねられる。
本発明の別の実施態様においては、前記容器の壁を貫通する前記出力端子は、負極であり、前記接続装置は、Ｃｕ／Ｎｉ複合材、銅、ニッケル、またはステンレス鋼からなる郡から選択される物質である。
さらに本発明の別の実施態様においては、前記容器の壁を貫通する前記出力端子は対称的な軸を有しており、前記接続装置は、この軸に対して対称的になっている。
また、本発明は、電解液を含浸したセパレータのいずれかの面に交互に正極および負極を有する電気化学的スタックを製造するステップと、平坦接続部と出力端子に挿入される弾性接続部とからなる接続装置を収容するステップと、一方の極性の電極を前記接続装置の前記平坦接続部に溶接するとともに、他方の極性の電極を第２接続部に溶接するステップと、それらの接続部とともに電気化学的スタックを容器に導入するステップと、蓋を貫通する少なくとも一つの出力端子を備える蓋により前記容器を閉鎖するステップと、前記容器を電解液で充填するステップとからなり、前記接続装置の前記弾性接続部は、前記容器が前記蓋で閉鎖された場合、前記蓋の壁を貫通する出力端子に挿入されることを特徴とする封止された蓄電池の製造方法を提供するものである。
本発明は、一方の極性の電極に接続される平坦接続部と容器の壁を貫通する出力端子に挿入または嵌め込まれる弾性接続部とからなる接続装置を設けており、伸長接続タブを不要にすることができるとともに伸長接続タブを出力端子に溶接する必要をなくすことができ、伸長接続タブの手作業による曲げ加工・配置を不要にすることができ、出力端子に弾性接続部を挿入または嵌め込むことによって簡単に組み付けることができ、蓄電池の製造が容易になる。
本発明は、図１に示すように、電気化学的スタック９を含有する容器２と、出力端子６、７とを備えた封止された蓄電池１を提供するものである。出力端子６は、容器２の壁と同じ極性を有しており、出力端子７は容器２の壁を貫通している。
本発明によると、この蓄電池１は、図２〜図７に示すように、電気化学的スタック９の一方の極性の電極と容器２の壁を貫通する出力端子７とを電気的に接続する接続装置１０を有している。接続装置１０は、電極に溶接した平坦接続部１５と、出力端子７に挿入または嵌め込まれる弾性接続部２０とからなる。この電気接続装置によって、蓄電池の製造がかなり容易になる。溶接は、接続装置と同極性電極の電流コレクタとの間になされるのみであり、その後、単純に容器２の壁を貫通する出力端子７に接続装置１０を挿入する。特に、図１に示す平坦接続部１３と出力端子７の底部とを電気的に連続させる従来の伸長タブ１４は、不要となる。したがって、従来の伸長タブ１４の手作業による挿入および曲げ加工も、不要となる。
本発明によると、この蓄電池１は、図２〜図７に示すように、電気化学的スタック９の一方の極性の電極と容器２の壁を貫通する出力端子７とを電気的に接続する接続装置１０を有している。接続装置１０は、電極に溶接した平坦接続部１５と、出力端子７に挿入または嵌め込まれる弾性接続部２０とからなる。この電気接続装置によって、蓄電池の製造がかなり容易になる。溶接は、接続装置と同極性電極の電流コレクタとの間になされるのみであり、その後、単純に容器２の壁を貫通する出力端子７に接続装置１０を挿入する。特に、図１に示す平坦接続部１３と出力端子７の底部とを電気的に連続させる従来の伸長タブ１４は、不要となる。したがって、従来の伸長タブ１４の手作業による挿入および曲げ加工も、不要となる。
本発明は、以下３つの考えられる実施例について説明される。図１に関して記載された部品と等しいものは、同じ参照番号が付せられている。
図２および図３は、本発明の第１実施例を示している。蓄電池１は、電解液を含浸したセパレータのいずれかの面において交互に正極および負極を有する電気化学的スタック９を備えている。これらの図面は、蓋５と容器を貫通した出力端子７（以下、貫通出力端子と呼ぶ）とを備えた蓄電池１の上部分のみを示している。他方の出力端子は、容器２または容器２の壁により構成される底領域に位置している。図面において、貫通出力端子７は、蓋５で圧着されており、シール８は、容器を密封状態にするとともに貫通出力端子７と蓋５とを絶縁する。図面は、電気化学的スタック９の外部に延長しており、貫通出力端子７と接続するため突出する所定極性を有する電極の電流コレクタの端部（すなわち、活物質で覆われていないフォイルの端）を示している。
図２は、電流コレクタと貫通出力端子７とを電気接続する接続装置１０を示している。この接続装置１０は、電流コレクタの端に溶接される平坦接続部１５と、貫通出力端子７に挿入される弾性接続部２０とからなる。平坦接続部１５は、所定極性の電極の電流コレクタの全てと接触する金属ディスクまたは金属ストリップである。電気化学的反応により電極間に発生する電流は、平坦接続部１５に収集される。弾性接続部２０は、弾性変形可能な可撓性リング２２に包囲されるスタッド２１である。この弾性接続部２０は、貫通出力端子７に嵌め込みまたは挿入される。この挿入は、貫通出力端子７に設けた円筒形の凹部２３内にスタッド２１および可撓性リング２２を、弾性変形させた可撓性リング２２の弾性復元力を利用して押し付けるように挿入することで、確実なものとなる。
スタッド２１の高さは、蓄電池の電気化学的スタックごとに異なる許容可能な高さ変化にもかかわらず、スタッド２１が凹部２３内部に正確に保持され貫通出力端子７と電気的接触することを保証するに十分なものである。電気化学的スタックの高さが約１１ｃｍの場合、スタッド２１の高さは約６ｍｍであり、また電気化学的スタックの高さが約２０ｃｍの場合、スタッド２１の高さは約１２ｍｍである。
可撓性リング２２は、スタッド２１の外径と貫通出力端子７の凹部２３の内径との間の隙間を弾性復元力で吸収し、スタッド２１とこれが挿入される貫通出力端子７との良好な電気的接触を確実にする。この隙間は、スタッド２１が貫通出力端子７と容易に嵌合すること、およびスタッド２１と貫通出力端子７との相対位置決めの変化吸収を確実にするために必要である。
図２に示す可撓性リング２２は、スタッド２１と別体構造であるが、図３に示すように、スタッド２１と一体形成構造のものでもよい。さらに、スタッド２１は、平坦接続部１５と一体形成構造のものでもよい。例えば、平坦接続部１５、スタッド２１、および可撓性リング２２は、単一の金属部で製造してもよい。もし貫通出力端子７が負極の場合は、スタッド２１と可撓性リング２２と平坦接続部１５とを有する接続装置１０は、Ｃｕ／Ｎｉ複合体、銅、ニッケル、またはステンレス鋼で製造することができる。
また、貫通出力端子７は、中心軸Ｃに対して対称な軸形状に形成され、底部に中心軸Ｃに対して対称な円筒空間形状の凹部２３を形成している。貫通出力端子７に挿入される弾性接続部２０は、凹部２３の内径よりも小さな外径を有し中心軸Ｃに対して対称な軸形状にスタッド２１を形成し、このスタッド２１の外径と凹部２３の内径との間の円環形状の隙間に弾性変形されて配置されるように中心軸Ｃに対して対称な筒形状に可撓性リング２２を形成している。
このように、この蓄電池１は、貫通出力端子７を中心軸Ｃに対して対称な形状に形成し、電流コネクタと貫通出力端子７とを接続する接続装置１０の弾性接続部２０を貫通出力端子７の中心軸Ｃに対して対称な形状に形成したことで、貫通出力端子７の凹部２３への弾性接続部２０のスタッド２１および可撓性リング２２の挿入を単純化することができ、組み付けが簡単になる。
図４および図５は、本発明の第２実施例を示している。この第２実施例においては、電流コレクタと貫通出力端子７とを電気的に接続する接続装置１０は、電流コレクタの端に溶接される平坦接続部１５と、貫通出力端子７に嵌合する弾性接続部２０とを備えている。
弾性接続部２０は、図４に示すように、弾性変形可能な可撓性リング２５を含む冠部２４である。この弾性接続部２０は、貫通出力端子７の底部の外周に、可撓性リング２５を収容した冠部２４の内側を嵌合する。冠部２４は、貫通出力端子７の周囲を包囲する弾性変形された可撓性リング２５の弾性復元力により、貫通出力端子７の外周に内側を嵌合される。
冠部２４は、図２および図３のスタッド２１のように、蓄電池の電気化学的スタックごとに異なる許容可能な高さ変化にもかかわらず、貫通出力端子７との電気的接触を保証するに十分な高さを有している。電気化学的スタックの高さが約１１ｃｍの場合、冠部２４の高さは約６ｍｍであり、また電気化学的スタックの高さが約２０ｃｍの場合、冠部２４の高さは約１２ｍｍである。
可撓性リング２５は、冠部２４の内径と貫通出力端子７の外径との間の隙間を弾性復元力で吸収し、冠部２４と貫通出力端子７との良好な電気的接触を確実にする。この隙間は、貫通出力端子７が冠部２４と容易に嵌合すること、および冠部２４と貫通出力端子７との相対位置決めの変化吸収を確実にするために必要である。
図４に示す可撓性リング２５は、冠部２４と別体構造であるが、図５に示すように冠部２４との一体形成構造でもよい。また、冠部２４は、平坦接続部１５との一体形成構造でもよい。例えば、平坦接続部１５、冠部２４、および可撓性リング２５は、Ｃｕ／Ｎｉ複合体、銅、ニッケル、またはステンレス鋼のような単独の金属部で製造することができる。
また、貫通出力端子７は、中心軸Ｃに対して対称な軸形状に形成している。貫通出力端子７に嵌合される弾性接続部２０は、貫通出力端子７の外径よりも大きな内径を有し中心軸Ｃに対して対称な円筒形状に冠部２４を形成し、この冠部２４の内径と貫通出力端子７の外径との間の円環形状の隙間に弾性変形されて配置されるように中心軸Ｃに対して対称な筒形状に可撓性リング２５を形成している。
このように、この蓄電池１は、貫通出力端子７を中心軸Ｃに対して対称な形状に形成し、電流コネクタと貫通出力端子７とを接続する接続装置１０の弾性接続部２０を貫通出力端子７の中心軸Ｃに対して対称な形状に形成したことで、貫通出力端子７の底部への弾性接続部２０の冠部２４および可撓性リング２５の嵌合を単純化することができ、組み付けが簡単になる。
図６および図７は、本発明の第３実施例を示している。この第３実施例において、電流コレクタと貫通出力端子７とを電気的に接続する接続装置１０は、電流コレクタの端に溶接される平坦接続部１５と、貫通出力端子７に挿入される弾性接続部２０とからなる。
弾性接続部２０は、図６に示すように、貫通出力端子７の浅い円筒形の凹部２３内に挿入される弾性変形可能な波状板２６である。この挿入は、貫通出力端子７に設けた凹部２３に波状板２６を、弾性変形させた波状板２６の弾性復元力を利用して押し付けるように挿入することで、確実なものとなる。
波状板２６の高さは、蓄電池の電気化学的スタックごとに異なる許容可能な高さ変化にもかかわらず、波状板２６の突出部が貫通出力端子７の凹部２３の天井面と電気的接触することを保証するに十分な高さである。電気化学的スタックの高さが約１１ｃｍの場合、波状板２６の山−谷の寸法は約３ｍｍであり、また電気化学的スタックの高さが約２０ｃｍの場合、その寸法は約６ｍｍである。
波状板２６が占める領域は、複数の同心円環形状の突出部が貫通出力端子７の凹部２３内に挿入され、突出部と貫通出力端子７との良好な電気接続を確実にするように、貫通出力端子７の凹部２３の領域よりも小さくなっている。
図６に示す波状板２６は、平坦接続部１５と別体構造であるが、図７に示すように、平坦接続部１５との一体形成構造でもよい。例えば、平坦接続部１５には、波状板２６が接続装置１０の弾性接続部２０を構成するように成形した部分が設けられている。
また、貫通出力端子７は、中心軸Ｃに対して対称な軸形状に形成され、底部に中心軸Ｃに対して対称な円筒空間形状の浅い凹部２３を形成している。貫通出力端子７に挿入される弾性接続部２０は、凹部２３の領域よりも小さな領域に複数の同心円環形状の突出部を有し中心軸Ｃに対して対称な円板形状に波状板２６を形成している。
このように、この蓄電池１は、貫通出力端子７を中心軸Ｃに対して対称な形状に形成し、電流コネクタと貫通出力端子７とを接続する接続装置１０の弾性接続部２０を貫通出力端子７の中心軸Ｃに対して対称な形状に形成したことで、貫通出力端子７の凹部２３への弾性接続部２０の波状板２６の挿入を単純化することができ、組み付けが簡単になる。
これにより、この蓄電池１は、第１〜第３実施例の貫通出力端子７を軸Ｃに対して対称に形成し、弾性接続部２０の貫通出力端子７への嵌合または挿入を単純にするため、接続装置１０を中心軸Ｃに対して対称となった形状に形成しているので、組み付けが簡単であり、蓄電池の製造が容易になる。
ここで、本発明による蓄電池を製造する方法について記載する。この記述は、円筒形の蓄電池のケースに関するものである。
電気化学的スタックが製造される。正極は、例えばアルミニウムフォイルの電流コレクタからなり、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＭｎＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４またはこれらの混合物のような遷移金属酸化リチウムで構成される活物質で覆われている。負極は、例えば銅フォイルの電流コレクタからなり、グラファイト、ピッチコークス、ガラス質カーボン、カーボンブラックのような可逆挿入可能なリチウムの金属で構成される活物質で覆われている。セパレータは、ポリオレフィンである。少なくとも一つの正極、少なくとも一つのセパレータ、および少なくとも一つの負極のスタックは、電気化学的スタック９として製造される。電気化学的スタック９は、アルミニウム、ポリプロピレン、ポリエチレン、またはＵｌｔｅｍ（登録商標）からなる空洞コアに巻かれる。
貫通出力端子７に挿入するように構成した平坦接続部１５と弾性接続部２０とからなる接続装置１０が設けられる。この接続装置１０は、容器２の壁を貫通する出力端子への接続を意図した極性の電極と適合する金属複合体の道具細工や成形を行いそれを製造する。
次に、一方の極性の電極（例えば負極）は、接続装置１０の平坦接続部１５に溶接され、また他方の極性の電極（例えば正極）は、容器２の下部と接触するように構成した接続部に溶接される。
一実施態様においては、電極の金属フォイルは、接続装置１０の平坦接続部１５が溶接される略平坦で連続したベース板を構成するため、少なくとも金属フォイルを隣接する同極性の電流コレクタから分離する距離に等しい高さを超えて、その初期方向に対して略垂直方向に折り重ねられる。
次に、接続部を備えた電気化学的スタック９は、容器２に導入される。容器２は、蓋５の壁を貫通する少なくとも一つの出力端子７を備えた蓋５を容器２の開口端に溶接することで閉鎖される。
貫通出力端子７を備えた容器２を閉鎖すると、接続装置１０の弾性接続部２０は、貫通出力端子７に挿入される。貫通出力端子７の底部に溶接される伸長タブの配置および屈曲作業は、不要であるので、蓄電池１の製造は単純化され、製造が容易である。電解液のセパレータへの含浸および電解液の容器への充填は、容器２内を負圧状態にして行われる。
上記の実施例および図面は、非限定的な例とみなされるべきものであって、本発明は、ここに記載された細目に限定することを意図するものではなく、添付の特許請求の範囲内で種々改変できるものである。特に、本発明は、それがプリズム形状であるか円筒形状であるか同心形状であるか、またリチウムイオンであるかニッケルカドニウムであるかニッケル水素のタイプであるかを問わず、あらゆるタイプの蓄電池と関連するものである。
１ 蓄電池
２ 容器
５ 蓋
７ 貫通出力端子
８ シール
９ 電気化学的スタック
１０ 接続装置
１５ 平坦接続部
２０ 弾性接続部
２１ スタッド
２２ 可撓性リング
２３ 凹部
２ 容器
５ 蓋
７ 貫通出力端子
８ シール
９ 電気化学的スタック
１０ 接続装置
１５ 平坦接続部
２０ 弾性接続部
２１ スタッド
２２ 可撓性リング
２３ 凹部
Claims (11)
- 電解液を含浸したセパレータのいずれかの面にて交互に正極および負極を有する電気化学的スタック（９）を収容する容器（２）を設け、前記容器（２）の壁（５）を貫通する出力端子（７）を設け、一方の極性の電極と前記容器（２）の壁（５）を貫通する前記出力端子（７）とを接続する接続装置（１０）を設け、この接続装置（１０）は、前記電極に溶接される平坦接続部（１５）と、前記容器（２）の壁（５）を貫通する前記出力端子（７）に挿入される弾性接続部（２０）とからなることを特徴とする封止された蓄電池。
- 前記弾性接続部（２０）は、可撓性リング（２２）で包囲されるスタッド（２１）を備えており、前記容器（２）の壁（５）を貫通する前記出力端子（７）の凹部（２３）に挿入されることを特徴とする請求項１に記載の蓄電池。
- 前記可撓性リング（２２）は、前記スタッド（２１）と一体形成構造であることを特徴とする請求項２に記載の蓄電池。
- 前記弾性接続部（２０）は、前記容器（２）の壁（５）を貫通する出力端子（７）を包囲する可撓性リング（２５）を収容する冠部（２４）を有していることを特徴とする請求項１に記載の蓄電池。
- 前記可撓性リング（２５）は、前記冠部（２４）と一体形成構造であることを特徴とする請求項４に記載の蓄電池。
- 前記弾性接続部（２０）は、前記容器（２）の壁（５）を貫通する出力端子（７）の凹部（２３）に挿入される波状板（２６）を備えていることを特徴とする請求項１に記載の蓄電池。
- 前記波状板（２６）は、前記平坦接続部（１５）の成形部分によって構成されることを特徴とする請求項６に記載の蓄電池。
- 各電極は、金属電流コレクタであり、この金属電流コレクタは、接続装置（１０）の平坦接続部（１５）が溶接される略平坦で連続したベース板を構成するため、少なくとも金属フォイルを隣接する同極性の電流コレクタから分離する距離に等しい高さを超えて、その初期方向に対して略垂直方向に折り重ねられることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載の蓄電池。
- 前記容器（２）の壁（５）を貫通する前記出力端子（７）は、負極であり、前記接続装置（１０）は、Ｃｕ／Ｎｉ複合材、銅、ニッケル、またはステンレス鋼からなる群から選択される物質であることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載の蓄電池。
- 前記容器（２）の壁（５）を貫通する前記出力端子（７）は対称的な軸を有しており、前記接続装置（１０）は、この軸に対して対称的になっていることを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれかに記載の蓄電池。
- 電解液を含浸したセパレータのいずれかの面に交互に正極および負極を有する電気化学的スタック（９）を製造するステップと、平坦接続部（１５）と出力端子に挿入される弾性接続部（２０）とからなる接続装置（１０）を収容するステップと、一方の極性の電極を前記接続装置（１０）の前記平坦接続部（１５）に溶接するとともに、他方の極性の電極を第２接続部（１１）に溶接するステップと、それらの接続部（１０、１１）とともに電気化学的スタック（９）を容器（２）に導入するステップと、蓋（５）の壁を貫通する少なくとも一つの出力端子（７）を備える蓋により前記容器（２）を閉鎖するステップと、前記容器（２）を電解液で充填するステップとからなり、前記接続装置（１０）の前記弾性接続部（２０）は、前記容器（２）が前記蓋（５）で閉鎖された場合、前記蓋（５）の壁を貫通する出力端子（７）に挿入されることを特徴とする封止された蓄電池（１）の製造方法。
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