JPH076751A - 多重セルフラットパックバッテリ及びショート保護 - Google Patents
多重セルフラットパックバッテリ及びショート保護Info
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- JPH076751A JPH076751A JP6035303A JP3530394A JPH076751A JP H076751 A JPH076751 A JP H076751A JP 6035303 A JP6035303 A JP 6035303A JP 3530394 A JP3530394 A JP 3530394A JP H076751 A JPH076751 A JP H076751A
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- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
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- H01M10/342—Gastight lead accumulators
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- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/60—Arrangements or processes for filling or topping-up with liquids; Arrangements or processes for draining liquids from casings
- H01M50/609—Arrangements or processes for filling with liquid, e.g. electrolytes
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 内部ショートの発生しない多重セルフラット
パックバッテリを提供する。 【構成】 バッテリは、ケーシング構成要素の一つから
他方へ、または両方のケーシング構成要素から延伸する
複数の支持部材(65)を含み、該支持部材は内部構成要素
の圧縮を均一にするプレートを貫通する。その好ましい
実施例において、バッテリは電圧を増加させる個々のセ
ルの積み重ねを可能にする一つ以上の中間の間仕切り(4
0)を含む。他の開示された実施例において、いかなる特
定セル内に収容された電極板も、支持部材(65)が貫通で
きるように孔をあけられるが、小さい開口(105) が各支
持位置にとどまるように開口の大きさが選択される一方
で、各支持部材に関して正極板及び陰極板の両方でなく
一つだけが、それに接触することもまた確実にする。支
持部材にそったショートはこれによって防止される。
パックバッテリを提供する。 【構成】 バッテリは、ケーシング構成要素の一つから
他方へ、または両方のケーシング構成要素から延伸する
複数の支持部材(65)を含み、該支持部材は内部構成要素
の圧縮を均一にするプレートを貫通する。その好ましい
実施例において、バッテリは電圧を増加させる個々のセ
ルの積み重ねを可能にする一つ以上の中間の間仕切り(4
0)を含む。他の開示された実施例において、いかなる特
定セル内に収容された電極板も、支持部材(65)が貫通で
きるように孔をあけられるが、小さい開口(105) が各支
持位置にとどまるように開口の大きさが選択される一方
で、各支持部材に関して正極板及び陰極板の両方でなく
一つだけが、それに接触することもまた確実にする。支
持部材にそったショートはこれによって防止される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般的に鉛蓄電池の分
野に関し、より詳細にいえば、比較的に平らであり、充
電式の組換え可能なバッテリに関する。より具体的に言
えば本発明は、余分な内部壁を設けることなく個々のバ
ッテリ・セルから高電圧バッテリを作るための、また個
々のセルの内部で収容された支持部材に沿ってショート
することを防止するための構造に関する。
野に関し、より詳細にいえば、比較的に平らであり、充
電式の組換え可能なバッテリに関する。より具体的に言
えば本発明は、余分な内部壁を設けることなく個々のバ
ッテリ・セルから高電圧バッテリを作るための、また個
々のセルの内部で収容された支持部材に沿ってショート
することを防止するための構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】小型充電式電池は、例えば無停電電力系
統（UPS ）のような携帯電子器具の継続的な発展でます
ます重要になっている。そのような装置に使用されるバ
ッテリは、しばしばフラット・パック・バッテリと称さ
れる。そのようなバッテリはコンパクトで軽量、さらに
高い蓄電容量を有することが強く望まれる。
統（UPS ）のような携帯電子器具の継続的な発展でます
ます重要になっている。そのような装置に使用されるバ
ッテリは、しばしばフラット・パック・バッテリと称さ
れる。そのようなバッテリはコンパクトで軽量、さらに
高い蓄電容量を有することが強く望まれる。
【０００３】従来の鉛蓄電池技術を使用してはいるもの
の、近年この技術の分野で進歩が見られる。鉛蓄電池
は、プレート材料（鉛プレート及び鉛を含む活性材料）
の重量及びプレートと電解液を保持するために必要とさ
れる容器の重量に関する欠点を有する。しかし、鉛蓄電
池は、非常に良好なパワー放出特性を有し、セルに最小
の損傷しか与えずにくり返して充電及び過充電する事が
できる。さらに、鉛蓄電池のパワー曲線は、比較的に予
測可能である。そのような特徴は、ニッケルカドミウム
電池などの他のバッテリには容易に達成し得ない。
の、近年この技術の分野で進歩が見られる。鉛蓄電池
は、プレート材料（鉛プレート及び鉛を含む活性材料）
の重量及びプレートと電解液を保持するために必要とさ
れる容器の重量に関する欠点を有する。しかし、鉛蓄電
池は、非常に良好なパワー放出特性を有し、セルに最小
の損傷しか与えずにくり返して充電及び過充電する事が
できる。さらに、鉛蓄電池のパワー曲線は、比較的に予
測可能である。そのような特徴は、ニッケルカドミウム
電池などの他のバッテリには容易に達成し得ない。
【０００４】鉛蓄電池のあるものは、流体の電解液がシ
ステムにないという点で従来の鉛蓄電池（例えば自動車
バッテリ）と異なる組換え可能なバッテリである。実質
的には電解液のすべてが、プレート間に位置し典型的に
ガラス繊維マットでできている隔離板材料中に保たれて
いる。鉛蓄電池におこる電気化学的反作用の間に放出さ
れたガスは、通常の場合、発散されるよりもむしろバッ
テリ内で吸収及び結合される。そのようなシステムで
は、バッテリは密閉され、自由にメンテナンスされる。
他の組換え可能なシステムは更に、バッテリのセル内で
圧力の望ましからざる増加を減じるために弁を使う。
ステムにないという点で従来の鉛蓄電池（例えば自動車
バッテリ）と異なる組換え可能なバッテリである。実質
的には電解液のすべてが、プレート間に位置し典型的に
ガラス繊維マットでできている隔離板材料中に保たれて
いる。鉛蓄電池におこる電気化学的反作用の間に放出さ
れたガスは、通常の場合、発散されるよりもむしろバッ
テリ内で吸収及び結合される。そのようなシステムで
は、バッテリは密閉され、自由にメンテナンスされる。
他の組換え可能なシステムは更に、バッテリのセル内で
圧力の望ましからざる増加を減じるために弁を使う。
【０００５】組換え可能な鉛蓄電池の分野における一つ
の特に重要な開発が、Aldecoa 及びMillerに対して1991
年12月26日発行された米国特許No.4,996,128の“充電電
池”（以下、“特許’128 ”）に記載されている。この
特許において記載されたバッテリは、一般に長方形の頂
部及び底部を持つ薄いプラスチックのケーシングを有
し、該ケーシングが正極板及び負極板のための鉛箔シー
トを含み、各箔が適当な活性材料にペーストされてい
る。隔離板層は、活性材料間に置かれる。別の実施例
も、記載されているが、そこでは単一の正極板がケーシ
ングの中央に位置しており、一方２つの負極板が両側に
設けられ、後者は隔離板材料層によって正極板から分離
される。更に、バイポ―ラ態様の多層バッテリを含む実
施例が記載されている。
の特に重要な開発が、Aldecoa 及びMillerに対して1991
年12月26日発行された米国特許No.4,996,128の“充電電
池”（以下、“特許’128 ”）に記載されている。この
特許において記載されたバッテリは、一般に長方形の頂
部及び底部を持つ薄いプラスチックのケーシングを有
し、該ケーシングが正極板及び負極板のための鉛箔シー
トを含み、各箔が適当な活性材料にペーストされてい
る。隔離板層は、活性材料間に置かれる。別の実施例
も、記載されているが、そこでは単一の正極板がケーシ
ングの中央に位置しており、一方２つの負極板が両側に
設けられ、後者は隔離板材料層によって正極板から分離
される。更に、バイポ―ラ態様の多層バッテリを含む実
施例が記載されている。
【０００６】本特許において記載されたバッテリ共通の
特徴は、プレートを通して延伸する支持部材である。図
示された実施例における支持部材は、ケーシング部分の
一つから他方へと延伸することができるプラスチックの
ピンであり、プレートを貫通して対向するケーシング部
分（例えば振動溶接によって）に取り付けられる。代わ
りに、各ケーシング構成要素からのピン切片が、部分的
にセルを通り抜け振動溶接のような適当な方法によって
その先端で接合される。支持部材は、支持を確実にし、
ケーシング部分の周辺が密閉される際にバッテリ構成要
素の圧縮さえも可能にするように具備される。他の組換
え可能な鉛蓄電池は、前述特許'128の背景部分において
記載されている。その特許の記述は明確に本明細書に組
み入れられる。
特徴は、プレートを通して延伸する支持部材である。図
示された実施例における支持部材は、ケーシング部分の
一つから他方へと延伸することができるプラスチックの
ピンであり、プレートを貫通して対向するケーシング部
分（例えば振動溶接によって）に取り付けられる。代わ
りに、各ケーシング構成要素からのピン切片が、部分的
にセルを通り抜け振動溶接のような適当な方法によって
その先端で接合される。支持部材は、支持を確実にし、
ケーシング部分の周辺が密閉される際にバッテリ構成要
素の圧縮さえも可能にするように具備される。他の組換
え可能な鉛蓄電池は、前述特許'128の背景部分において
記載されている。その特許の記述は明確に本明細書に組
み入れられる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】特許’128 において記
載されたバッテリが、バッテリ素子にわたる一様な支持
と圧縮を提供する能力による平らなパック充電鉛蓄電池
の初期の段階の設計についての改良を記載する一方で、
いくつかの問題は解決されずに残っている。一つは、最
終のバッテリに電圧を起こすための別個のセルを積み重
ねる能力であり、もう一つはショートが支持部材に沿っ
て生じる可能性である。
載されたバッテリが、バッテリ素子にわたる一様な支持
と圧縮を提供する能力による平らなパック充電鉛蓄電池
の初期の段階の設計についての改良を記載する一方で、
いくつかの問題は解決されずに残っている。一つは、最
終のバッテリに電圧を起こすための別個のセルを積み重
ねる能力であり、もう一つはショートが支持部材に沿っ
て生じる可能性である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、複数の別個の
セルを高い電圧バッテリを発生するために積み重ねるこ
とを可能にする、ある中間の間仕切りに特徴づけられ
る。本発明は、各別個のセル特有の出力を増加するため
の複数のプレートをそれ自身に収容することができる中
間の間仕切りをさらに特徴とする。本発明は、また支持
部材に沿ってショートすることが避けられるような正極
板及び負極板を具備するためのシステムによって特徴づ
けられる。後者は支持部材がプレートを貫通する位置で
正極板及び負極板における交互する小さな及び大きな孔
をつくることにより最も好ましい実施例において達成さ
れる。ある特定の支持部材に沿った交互する孔のサイズ
は、一つの小さな孔が適当な支持部材の位置を確保する
ために、正極板或いは負極板のいずれかに有ることを確
実にし、一方で、対向する極性プレートにおける大きな
孔が、支持部材とは別に間隔をおいて配置される。それ
ゆえに、正極板及び負極板の両方でなくどちらか一つだ
けが、同一の支持部材と接触するのでショートすること
が防止される。
セルを高い電圧バッテリを発生するために積み重ねるこ
とを可能にする、ある中間の間仕切りに特徴づけられ
る。本発明は、各別個のセル特有の出力を増加するため
の複数のプレートをそれ自身に収容することができる中
間の間仕切りをさらに特徴とする。本発明は、また支持
部材に沿ってショートすることが避けられるような正極
板及び負極板を具備するためのシステムによって特徴づ
けられる。後者は支持部材がプレートを貫通する位置で
正極板及び負極板における交互する小さな及び大きな孔
をつくることにより最も好ましい実施例において達成さ
れる。ある特定の支持部材に沿った交互する孔のサイズ
は、一つの小さな孔が適当な支持部材の位置を確保する
ために、正極板或いは負極板のいずれかに有ることを確
実にし、一方で、対向する極性プレートにおける大きな
孔が、支持部材とは別に間隔をおいて配置される。それ
ゆえに、正極板及び負極板の両方でなくどちらか一つだ
けが、同一の支持部材と接触するのでショートすること
が防止される。
【０００９】その最も好ましい態様における中間の間仕
切りは、一つの表面上に複数のピン受容ソケットを含
み、対向する面上に複数のピンのいずれかを含み、ソケ
ットとピンは同軸を有している。間仕切りは、プレート
のまわりにその両側から延伸している壁を含み、２つ以
上の間仕切りが組み合わされている場合、壁の奥行きは
バッテリ・プレートの抑制区域を規定する。
切りは、一つの表面上に複数のピン受容ソケットを含
み、対向する面上に複数のピンのいずれかを含み、ソケ
ットとピンは同軸を有している。間仕切りは、プレート
のまわりにその両側から延伸している壁を含み、２つ以
上の間仕切りが組み合わされている場合、壁の奥行きは
バッテリ・プレートの抑制区域を規定する。
【００１０】複数の個々のセルを含むバッテリは、第一
の外側のケーシング部分を備え、その中にセル構成要素
（プレート及び隔離板）を設置することによって形成さ
れ、第一の外側部分は、その内部面上にソケットあるい
はピンのいずれかを含み、外側の表面は、一般に平らで
ある。第一の中間の間仕切りは、次いで第一の外側ケー
シング部分に置かれるため、ピン及びソケットは第一の
外側部分の対向する構成要素と相互に作用し合う。ピン
及びソケットの結合は、例えば振動溶接により生ずる。
付加されるセルは、セル構成要素を第一のセル壁に設置
することにより、また付加される中間間仕切りを次々に
追加することによってつくられる。最後に第２の外側ケ
ーシング部分は、最後の間仕切り上に置かれる。組立工
程における各ステップが進むにつれて、間仕切り外縁お
よびピン支持部材の接合は、例えば、振動溶接によって
進む。
の外側のケーシング部分を備え、その中にセル構成要素
（プレート及び隔離板）を設置することによって形成さ
れ、第一の外側部分は、その内部面上にソケットあるい
はピンのいずれかを含み、外側の表面は、一般に平らで
ある。第一の中間の間仕切りは、次いで第一の外側ケー
シング部分に置かれるため、ピン及びソケットは第一の
外側部分の対向する構成要素と相互に作用し合う。ピン
及びソケットの結合は、例えば振動溶接により生ずる。
付加されるセルは、セル構成要素を第一のセル壁に設置
することにより、また付加される中間間仕切りを次々に
追加することによってつくられる。最後に第２の外側ケ
ーシング部分は、最後の間仕切り上に置かれる。組立工
程における各ステップが進むにつれて、間仕切り外縁お
よびピン支持部材の接合は、例えば、振動溶接によって
進む。
【００１１】
【実施例】本発明の好ましい実施例の詳細な説明へ進む
前に、いくつかの一般的なコメントを、その範囲および
応用に関して順に述べる。第一に、電極基質（好ましく
は鉛箔）、活性材料、隔離板及び電解液は、以下明細書
に詳細に記載されないが、それらは特許’128 に記載及
び図示されたものを含む当該技術に熟知しているもの
は、容易に選択することができる。
前に、いくつかの一般的なコメントを、その範囲および
応用に関して順に述べる。第一に、電極基質（好ましく
は鉛箔）、活性材料、隔離板及び電解液は、以下明細書
に詳細に記載されないが、それらは特許’128 に記載及
び図示されたものを含む当該技術に熟知しているもの
は、容易に選択することができる。
【００１２】第２に、図示されたバッテリは、６つのセ
ルを含み、それは例えば２ボルトのセルであり得る。結
果として生ずるバッテリは、12ボルトで充電可能なフラ
ット・パック・バッテリである。他のセルの組合わせ
は、本発明の意図または範囲から逸脱されずに使用する
ことができる。
ルを含み、それは例えば２ボルトのセルであり得る。結
果として生ずるバッテリは、12ボルトで充電可能なフラ
ット・パック・バッテリである。他のセルの組合わせ
は、本発明の意図または範囲から逸脱されずに使用する
ことができる。
【００１３】第３に、後で本明細書において記載される
間仕切りのプレートは、その周囲壁の中央に位置する。
しかし、間仕切りは周囲壁のより頂部あるいはより底部
に構成されることも可能である。
間仕切りのプレートは、その周囲壁の中央に位置する。
しかし、間仕切りは周囲壁のより頂部あるいはより底部
に構成されることも可能である。
【００１４】同様に、特別の配列がバッテリ・セルにお
ける電極構成要素すなわち特許’128 の図５と関連して
論じられている構成が示されているが、特許’128 にお
いて示される別の電極構造は、使用可能であり本発明の
範囲内に存在する。さらに、ケーシング及び間仕切り構
成要素のための好ましい材料がABS （アクリロニトリル
ーブタジエンースチレン）、バッテリ技術において一般
に使用される材料であることを最初に触れておく。他の
塑造できる、熱可塑性の樹脂（ポリカーボネイトまたは
高密度ポリエチレンをのような）は、そのタイプのバッ
テリが通常さらされる苛酷な酸性の環境及び温度に耐性
がある限り、本発明の範囲から外れることなくその代用
となり得る。また、図６に関連して記載される特有の弁
配列は、発明の範囲を限定するものではない、何故なら
そのような広い種類の弁はバッテリ技術及びそれ自身に
おいて周知なので、図示された弁は、本発明の一部を構
成するものではないからである。
ける電極構成要素すなわち特許’128 の図５と関連して
論じられている構成が示されているが、特許’128 にお
いて示される別の電極構造は、使用可能であり本発明の
範囲内に存在する。さらに、ケーシング及び間仕切り構
成要素のための好ましい材料がABS （アクリロニトリル
ーブタジエンースチレン）、バッテリ技術において一般
に使用される材料であることを最初に触れておく。他の
塑造できる、熱可塑性の樹脂（ポリカーボネイトまたは
高密度ポリエチレンをのような）は、そのタイプのバッ
テリが通常さらされる苛酷な酸性の環境及び温度に耐性
がある限り、本発明の範囲から外れることなくその代用
となり得る。また、図６に関連して記載される特有の弁
配列は、発明の範囲を限定するものではない、何故なら
そのような広い種類の弁はバッテリ技術及びそれ自身に
おいて周知なので、図示された弁は、本発明の一部を構
成するものではないからである。
【００１５】図１は、本発明の最も好ましい態様による
６つのセルバッテリ10を図示している。バッテリ10は、
頂部ケーシング素子11、底部ケーシング12および５つの
中間間仕切り13、14、15、16又は17を含む。さらに説明
を続ける前に、第一のセル（後に図５及び６に関して述
べられる）は頂部ケーシング11と間仕切り13の上部に形
成され、第２のセルは、間仕切り13の下部と間仕切り14
の上部の間に形成される。６番目のセルは、間仕切り17
の下部と底部ケーシング12の間に形成される。同じく図
１には、一対の端子20と21、順次図面において図示され
るベントキャップを締め内側のセルの連結をカバーする
ために適合させられたキャップ23が示される。
６つのセルバッテリ10を図示している。バッテリ10は、
頂部ケーシング素子11、底部ケーシング12および５つの
中間間仕切り13、14、15、16又は17を含む。さらに説明
を続ける前に、第一のセル（後に図５及び６に関して述
べられる）は頂部ケーシング11と間仕切り13の上部に形
成され、第２のセルは、間仕切り13の下部と間仕切り14
の上部の間に形成される。６番目のセルは、間仕切り17
の下部と底部ケーシング12の間に形成される。同じく図
１には、一対の端子20と21、順次図面において図示され
るベントキャップを締め内側のセルの連結をカバーする
ために適合させられたキャップ23が示される。
【００１６】図２はキャップ23を取り外した図１のバッ
テリを示し、６つのゴム・ベントキャップ25が備えら
れ、６つのセルの各々に一つずつ具備されていることが
本図からわかる。キャップ25内のベント管28におけるス
ロット26がまた、ベント管それ自身の中央口30と同様に
ベントの各々のため点線で図示される。内側のセルの連
結は本図に示されるが図５を参照することによって最も
良く理解される。
テリを示し、６つのゴム・ベントキャップ25が備えら
れ、６つのセルの各々に一つずつ具備されていることが
本図からわかる。キャップ25内のベント管28におけるス
ロット26がまた、ベント管それ自身の中央口30と同様に
ベントの各々のため点線で図示される。内側のセルの連
結は本図に示されるが図５を参照することによって最も
良く理解される。
【００１７】図３及び４は、同一の素子すなわち間仕切
り40の裏側を示している。間仕切り40は、図示された実
施例では長方形である平らなプレート42を含む。周囲壁
44はプレート42を囲み、その両側に延伸する。説明のた
めに、図３は、上面図と称され、一方図４は、底面図と
称することにする。プレート42の頂部側が、参照番号47
で示され、一方プレート42の底面側は、参照番号48で示
される。
り40の裏側を示している。間仕切り40は、図示された実
施例では長方形である平らなプレート42を含む。周囲壁
44はプレート42を囲み、その両側に延伸する。説明のた
めに、図３は、上面図と称され、一方図４は、底面図と
称することにする。プレート42の頂部側が、参照番号47
で示され、一方プレート42の底面側は、参照番号48で示
される。
【００１８】壁44はその短い側面の一つの中央に、一対
の間隔をおいた半円の切り欠き49及び50を含み、２つの
間仕切り40がどちらか（あるいは間仕切りとケーシン
グ）の頂部に置かれた際、開口49及び50が結果として生
ずるセルへの電解液の注入に使用される孔を形成するた
めに一列に合わされることが認識される。次いで孔は、
電解液追加後栓をされる。壁44の対向する側では、一対
の平行及び間隔をおいた長方形のタブ52及び54が具備さ
れている。タブ52及び54は壁44に垂直で、その端部の中
央と間仕切り40の角の間に間隔をおいて配置される。他
の一対の半円の開口55及び57はタブ52と54の間に具備さ
れるが、これらの開口は図６で詳細に示されるベント管
のための開口を形成する間仕切りあるいはケーシングと
組み合わされている。ベント・キャップ受け台60は又、
開口55,57 の両側のタブ52と54の間に位置する。受け台
60は、一対の半円筒系の細長い凹部61及び62を含み、各
々は、後に更に詳しく示されているが、封入のゴム部分
を保持するように設計されている。
の間隔をおいた半円の切り欠き49及び50を含み、２つの
間仕切り40がどちらか（あるいは間仕切りとケーシン
グ）の頂部に置かれた際、開口49及び50が結果として生
ずるセルへの電解液の注入に使用される孔を形成するた
めに一列に合わされることが認識される。次いで孔は、
電解液追加後栓をされる。壁44の対向する側では、一対
の平行及び間隔をおいた長方形のタブ52及び54が具備さ
れている。タブ52及び54は壁44に垂直で、その端部の中
央と間仕切り40の角の間に間隔をおいて配置される。他
の一対の半円の開口55及び57はタブ52と54の間に具備さ
れるが、これらの開口は図６で詳細に示されるベント管
のための開口を形成する間仕切りあるいはケーシングと
組み合わされている。ベント・キャップ受け台60は又、
開口55,57 の両側のタブ52と54の間に位置する。受け台
60は、一対の半円筒系の細長い凹部61及び62を含み、各
々は、後に更に詳しく示されているが、封入のゴム部分
を保持するように設計されている。
【００１９】間仕切り40は同様に、実施例に図示される
ように円錐形の先端部67をもつ一般に円筒状の本体66を
有する複数の支持部材65を含む。１６個の支持部材65
が、図示される実施例において示されているが、その数
及び間隔は変化する。しかし、支持部材65のパターンは
結果的にセル内に挿入されるバッテリ素子の支持及び圧
縮を与えるので重要である。支持部材65の形も又変化
し、先細で円錐形の部材または正方形もしくは長方形の
横断面をしている部材などを含むこともある。支持部材
67は垂直で壁44の縁70によって規定される平面上の高さ
へ側面67から上方に延伸する。それらは、たとえば注入
成形によってセル壁40の他の構成要素と一体的に形成さ
れるのが好ましい。
ように円錐形の先端部67をもつ一般に円筒状の本体66を
有する複数の支持部材65を含む。１６個の支持部材65
が、図示される実施例において示されているが、その数
及び間隔は変化する。しかし、支持部材65のパターンは
結果的にセル内に挿入されるバッテリ素子の支持及び圧
縮を与えるので重要である。支持部材65の形も又変化
し、先細で円錐形の部材または正方形もしくは長方形の
横断面をしている部材などを含むこともある。支持部材
67は垂直で壁44の縁70によって規定される平面上の高さ
へ側面67から上方に延伸する。それらは、たとえば注入
成形によってセル壁40の他の構成要素と一体的に形成さ
れるのが好ましい。
【００２０】間仕切り40の他の特徴が、図４において図
示されるが、すなわち支持部材65の接点を受容するため
のソケット72である。そのパターン及び数は明らかに側
面47のパターンと一致する。支持部材65の形が変化する
場合、それに従いソケット72の形も変化する。図示され
たソケットは、図５で最も良くわかるように環状であ
る。
示されるが、すなわち支持部材65の接点を受容するため
のソケット72である。そのパターン及び数は明らかに側
面47のパターンと一致する。支持部材65の形が変化する
場合、それに従いソケット72の形も変化する。図示され
たソケットは、図５で最も良くわかるように環状であ
る。
【００２１】特別に図示されないが、支持部材は低部の
ケーシング12上に具備され、ソケットは頂部のケーシン
グ11上に具備されることを認識しなければならない。
ケーシング12上に具備され、ソケットは頂部のケーシン
グ11上に具備されることを認識しなければならない。
【００２２】図５に続く前にバッテリ10の６つのセル
が、部分的横断面に図示される。個々のセル構成要素
は、図５において一つのセルとして記載されるが、セル
配列がバッテリ10の他のセルと同一であることを理解す
る必要がある。バッテリ10の上位のセルが、第一の電極
基質75を含み、それは鉛箔、例えばおよそ0.05未満のイ
ンチの厚さを有する鉛箔から作られるのが好ましい。お
よそ0.01インチの厚さが好ましい。負のペースト材料が
箔75に張られるが、該ペーストは一般に、鉛蓄電池技術
において周知のものから選択される。鉛箔基質77とその
上にペーストされた負の活性材料との他の組合わせが、
セルの対向する側に位置する。セルの中央には正電極基
質80が示されているが、同様に鉛箔から作るのが好まし
い。本電極は、正のペースト材料81で両側にペーストさ
れている点で負電極と異なる。ガラスのマット隔離板83
は、正のペースト81の両側に設けられる。
が、部分的横断面に図示される。個々のセル構成要素
は、図５において一つのセルとして記載されるが、セル
配列がバッテリ10の他のセルと同一であることを理解す
る必要がある。バッテリ10の上位のセルが、第一の電極
基質75を含み、それは鉛箔、例えばおよそ0.05未満のイ
ンチの厚さを有する鉛箔から作られるのが好ましい。お
よそ0.01インチの厚さが好ましい。負のペースト材料が
箔75に張られるが、該ペーストは一般に、鉛蓄電池技術
において周知のものから選択される。鉛箔基質77とその
上にペーストされた負の活性材料との他の組合わせが、
セルの対向する側に位置する。セルの中央には正電極基
質80が示されているが、同様に鉛箔から作るのが好まし
い。本電極は、正のペースト材料81で両側にペーストさ
れている点で負電極と異なる。ガラスのマット隔離板83
は、正のペースト81の両側に設けられる。
【００２３】参照番号84で図示されたように正電極が、
交互するセルの左にわずかにずらされていることが、図
５の右側で認められる。このことによって陰極板箔75及
び77がタブ52又は54と溝62の間を通過することが可能に
なるが、85で図示されるように、それすなわち二重層の
鉛箔である。その二重層は、隣接するセルからの正電極
の単一層86に接合される。３つのそのような組合せは図
５に図示される側に存在し、２つは図２から認められる
様に対向する側にある。単一の箔連結は、端子20及び21
になされる。バッテリにおける隣接するセルからのプレ
ートの連結は、それ自身周知で、本発明の一部をなさな
い。
交互するセルの左にわずかにずらされていることが、図
５の右側で認められる。このことによって陰極板箔75及
び77がタブ52又は54と溝62の間を通過することが可能に
なるが、85で図示されるように、それすなわち二重層の
鉛箔である。その二重層は、隣接するセルからの正電極
の単一層86に接合される。３つのそのような組合せは図
５に図示される側に存在し、２つは図２から認められる
様に対向する側にある。単一の箔連結は、端子20及び21
になされる。バッテリにおける隣接するセルからのプレ
ートの連結は、それ自身周知で、本発明の一部をなさな
い。
【００２４】バッテリ10のためのベント配列が、図６に
最もよく図示されるが、隣接する間仕切り又は頂部もし
くは底部のケーシングの開口55及び57に合わせることに
よって形成された円形開口内にある固定した管28を示し
ている。管28は、各々のセルの内部に連通し、セル内の
圧力が所定の値を超える際に、吸収されないガスが空気
中へ発散されることを可能にする。前述した通り、管28
はセルから離れたその端部にスロット26と中央孔30を含
む。セルの外側に存在する管28の一部分が、ゴム・キャ
ップ25内に入っているが、それは受け台60の半円筒部分
61-62 にある。上記ベントが、図１に示されるキャップ
23によって間仕切り40の端部壁44に対して圧力をかけら
れる。
最もよく図示されるが、隣接する間仕切り又は頂部もし
くは底部のケーシングの開口55及び57に合わせることに
よって形成された円形開口内にある固定した管28を示し
ている。管28は、各々のセルの内部に連通し、セル内の
圧力が所定の値を超える際に、吸収されないガスが空気
中へ発散されることを可能にする。前述した通り、管28
はセルから離れたその端部にスロット26と中央孔30を含
む。セルの外側に存在する管28の一部分が、ゴム・キャ
ップ25内に入っているが、それは受け台60の半円筒部分
61-62 にある。上記ベントが、図１に示されるキャップ
23によって間仕切り40の端部壁44に対して圧力をかけら
れる。
【００２５】バッテリ10が、例えば下部ケーシング12か
ら上部へ延伸している支持部材65上の電極素子75-78 及
び80-81 の配置から始まる、個々のセルの順次的組立て
により形成されることが認識される。特許’128 から公
知のとおり、電極素子は、支持部材を収容するために穴
をあけられる。第一の間仕切り40は、次いで下部のケー
シング12上に置かれるためそのソケット72は、支持部材
65の先端部67に合わされる。ソケットが好まれるが、そ
れらは必須ではなく、支持部材の先端部が間仕切りの平
面に振動溶接可能であることを再び述べる。このことは
バッテリ10の周辺部に接合線90（図１及び２参照）を作
り、更に先端部67とソケット72の間を溶解する。次の電
極グループは、第一の間仕切り40の支持部材65上に置か
れ、別の間仕切りがその上に置かれる結果、その側48は
下方に導かれソケット72は第一の間仕切りの支持部材を
受容するようになる。溶接及び組立方法は、すべてのセ
ルが上部のケーシング11の間仕切り13への付加およびは
め込みにより完了するまで続けられる。尚、図６におい
て個々のセルはセル92〜97として番号が付されている。
電解液が加えられ、注入用開口が密閉される。内部セル
連結の形成に続いて、ベントが挿入され、キャップ23に
より保持される。
ら上部へ延伸している支持部材65上の電極素子75-78 及
び80-81 の配置から始まる、個々のセルの順次的組立て
により形成されることが認識される。特許’128 から公
知のとおり、電極素子は、支持部材を収容するために穴
をあけられる。第一の間仕切り40は、次いで下部のケー
シング12上に置かれるためそのソケット72は、支持部材
65の先端部67に合わされる。ソケットが好まれるが、そ
れらは必須ではなく、支持部材の先端部が間仕切りの平
面に振動溶接可能であることを再び述べる。このことは
バッテリ10の周辺部に接合線90（図１及び２参照）を作
り、更に先端部67とソケット72の間を溶解する。次の電
極グループは、第一の間仕切り40の支持部材65上に置か
れ、別の間仕切りがその上に置かれる結果、その側48は
下方に導かれソケット72は第一の間仕切りの支持部材を
受容するようになる。溶接及び組立方法は、すべてのセ
ルが上部のケーシング11の間仕切り13への付加およびは
め込みにより完了するまで続けられる。尚、図６におい
て個々のセルはセル92〜97として番号が付されている。
電解液が加えられ、注入用開口が密閉される。内部セル
連結の形成に続いて、ベントが挿入され、キャップ23に
より保持される。
【００２６】前述した様に間仕切りとセルの数は広く変
化し、バッテリ10の様な積み重ねられたバッテリはさら
に高い電圧及び容積のバッテリを提供するために相似の
バッテリと結合されることもある。
化し、バッテリ10の様な積み重ねられたバッテリはさら
に高い電圧及び容積のバッテリを提供するために相似の
バッテリと結合されることもある。
【００２７】本発明の他の実施例が、図７及び８におい
て図示される。これらの図において正極板101 および負
極板102 （例えばペーストされた箔）は、頂部図におい
て示される。プレート101 及び102 の各々が、図５にお
いて図示されたような突出部103 を含むが、これらのプ
レートは、図３に図示された１６の素子でなく２４の素
子を含む支持部材システムとの使用のために設計された
という点で前述の図に示されたプレートと異なる。図７
及び８に示されたプレートの独持の特徴は、交互する孔
のパターンが、各々のために具備され、一連の小さい開
口105 および一連の大きい開口107 を含むことである。
２つの図面の比較からわかるように、小さい開口105 が
プレートの一つにおいて具備されるのに対して、大きい
開口107がもう一方のプレートのために具備される。言
い換えれば、一つのプレートが別のプレートの頂部に積
み重ねられた場合（その間にある隔離板材料ととも
に）、小さい開口は、大きい開口107 を通して見ること
が可能である。プレート101 及び102 の使用は、支持部
材に沿ってショートする可能性を排除する。何故なら支
持部材の直径は小さい開口の直径とほぼ同じ直径をして
いるからである。従って小さい開口は支持部材上のプレ
ートを正しく位置させるのに役立ち、一方で大きい開口
107 は支持部材の外周とは別に間隔を置いて取り囲む。
て図示される。これらの図において正極板101 および負
極板102 （例えばペーストされた箔）は、頂部図におい
て示される。プレート101 及び102 の各々が、図５にお
いて図示されたような突出部103 を含むが、これらのプ
レートは、図３に図示された１６の素子でなく２４の素
子を含む支持部材システムとの使用のために設計された
という点で前述の図に示されたプレートと異なる。図７
及び８に示されたプレートの独持の特徴は、交互する孔
のパターンが、各々のために具備され、一連の小さい開
口105 および一連の大きい開口107 を含むことである。
２つの図面の比較からわかるように、小さい開口105 が
プレートの一つにおいて具備されるのに対して、大きい
開口107がもう一方のプレートのために具備される。言
い換えれば、一つのプレートが別のプレートの頂部に積
み重ねられた場合（その間にある隔離板材料ととも
に）、小さい開口は、大きい開口107 を通して見ること
が可能である。プレート101 及び102 の使用は、支持部
材に沿ってショートする可能性を排除する。何故なら支
持部材の直径は小さい開口の直径とほぼ同じ直径をして
いるからである。従って小さい開口は支持部材上のプレ
ートを正しく位置させるのに役立ち、一方で大きい開口
107 は支持部材の外周とは別に間隔を置いて取り囲む。
【００２８】図示されたプレートは、前に図示されたよ
うなピン型の支持部材との使用のため設計される。支持
部材が横断面において正方形または長方形である場合、
開口対応する調節により、本構成は全て良好に作動す
る。
うなピン型の支持部材との使用のため設計される。支持
部材が横断面において正方形または長方形である場合、
開口対応する調節により、本構成は全て良好に作動す
る。
【００２９】本発明が電極板のための好ましい実施例お
よび代替実施例に関連して記載されてきたが、本発明が
それによって限定されることはなく、以下に続く請求項
の範囲によってのみ限定されるものである。
よび代替実施例に関連して記載されてきたが、本発明が
それによって限定されることはなく、以下に続く請求項
の範囲によってのみ限定されるものである。
【図１】本発明の、最も好ましい態様による６つのセル
・バッテリの斜視図である。
・バッテリの斜視図である。
【図２】キャップ素子を取り外した図１に示されるバッ
テリの正面図である。
テリの正面図である。
【図３】本発明に有効な中間間仕切りの斜視図でその支
持部材側を示す図である。
持部材側を示す図である。
【図４】図３に示される中間間仕切りの対向する側の斜
視図でソケットを示す図である。
視図でソケットを示す図である。
【図５】図１に示されるバッテリの内部バッテリ構成要
素を示す図２を線5-5 に沿って切りとった部分的横断面
である。
素を示す図２を線5-5 に沿って切りとった部分的横断面
である。
【図６】図１のバッテリの図式的なベント構造を示す図
２を線6-6 に沿って切りとった部分的横断面である。
２を線6-6 に沿って切りとった部分的横断面である。
【図７】本発明の最も好ましい態様の正極板の上面図で
あり、小さい開口及び大きい開口の交互のパターンを示
す図である。
あり、小さい開口及び大きい開口の交互のパターンを示
す図である。
【図８】本発明の最も好ましい態様の負極板の頂部図で
あり、小さい開口及び大きい開口の交互するパターンを
示す図である。
あり、小さい開口及び大きい開口の交互するパターンを
示す図である。
10 バッテリ 11、12 ケーシング端部 13、14、15、16、17 中間間仕切り 20、21 端子 23 キャップ 40 間仕切り 49、50 切り欠き 52、54 タブ 65 支持部材 72 受容部 75 負極板 80 正極板 83 隔離板 105 、107 開口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロナルド・ジエイ・バスト アメリカ合衆国、ウイスコンシン・53129、 グリーンデイル、オリンピア・ドライブ・ 5448 (72)発明者 ジユリオ・エイ・アルデコア アメリカ合衆国、カリフオルニア・95060、 サンタ・クルズ、シエルター・ラグーン・ ドライブ・137 (72)発明者 ローレンス・エフ・ミラー アメリカ合衆国、カリフオルニア・95030、 サンタ・クララ、フアブレ・リツジ・ロー ド・18608
Claims (9)
- 【請求項１】 第１のケーシング端部(11)及び第２のケ
ーシング端部(12)を有しており、ケーシング端部間に位
置する少なくとも一つの間仕切り(40)が備えられてお
り、２つの隣接する間仕切りの接合部とが当接してセル
を形成している充電式電池であり、該電池が更に各セル
内に位置するバッテリ電極素子、隔離板及び電解液と、
各接合点に沿って密閉されたケーシング及び間仕切り
と、各セル内で電極素子間に一定の間隔を維持するため
に少なくとも一つの間仕切り又はケーシングに取り付け
られており、電極素子を貫通する複数の支持部材(65)を
含む充電式バッテリ。 - 【請求項２】 各間仕切り(40)が平らなプレート(42)及
び該プレートを囲みプレートの両側から延伸している壁
(44)を含む請求項１に記載のバッテリー。 - 【請求項３】 複数の間隔をおいた細長い支持部材がプ
レート(40)の片側から延伸し、複数の間隔をおいた受容
部(72)がプレート(40)のもう一方の側上に位置し、該受
容部は別の間仕切りの支持部材(65)の端部を受容するよ
うに構成され配置される請求項１に記載のバッテリ。 - 【請求項４】 複数の間隔をおいた受容部が、ケーシン
グ(11,12) の一つに位置し、間仕切り(40)からの支持部
材(65)の端部を受容するように構成及び配置されている
請求項３に記載のバッテリ。 - 【請求項５】 正極板(80)及び負極板(75)とその間にあ
る隔離板(83)を含む電極素子と該電極板がそれぞれ正及
び負の活性材料でペーストされた導電箔基質を含む請求
項１に記載のバッテリ。 - 【請求項６】 プレートに支持部材(65)を受容する開口
をつくるために穴があけられ、開口(105、 107)のサイズ
が各支持部材(65)がプレートの両方でなく一方の極性と
接触するように選択されることをさらに特徴とする請求
項５に記載のバッテリ。 - 【請求項７】 プレートの各極性のための開口が、小さ
い開口(105) と大きい開口(107) を含み、該開口は、対
抗する極板が互いに隣接して配置され且つ隔離板材料(8
3)によって分離される際、一つの極板の小さい開口(10
5) が、対向する極板上の大きい開口(107) と一列に並
ぶように配列される請求項６に記載のバッテリ。 - 【請求項８】 正極板及び負極板、隔離板及び電解液を
含むケーシング及びケーシングから電極素子を貫通する
複数の支持部材(65)を含むタイプのバッテリ・セルであ
って、極板は支持部材(65)を受容するための開口(105,1
07) をつくるために孔があけられており、各々の支持部
材(65)が第一の極板の少なくとも一つと接触し且つ対向
するいかなる極板とも接触しないように開口のサイズが
選択されるバッテリセル。 - 【請求項９】 各極板のための開口が、小さい開口(10
5) 及び大きい開口(107) を含み、該開口が、対抗する
極板が一緒に配置されるが隔離板(83)によって分離され
る際に一つの極板の一つの小さい開口(105) が、対向す
る極板上の大きい開口(107) に一列に並べられるように
配列される請求項８に記載のセル。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US014626 | 1993-02-08 | ||
| US08/014,626 US5368956A (en) | 1993-02-08 | 1993-02-08 | Multiple cell flat pack battery and short protection therefor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH076751A true JPH076751A (ja) | 1995-01-10 |
Family
ID=21766636
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6035303A Pending JPH076751A (ja) | 1993-02-08 | 1994-02-08 | 多重セルフラットパックバッテリ及びショート保護 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5368956A (ja) |
| EP (1) | EP0613200A1 (ja) |
| JP (1) | JPH076751A (ja) |
| KR (1) | KR940020613A (ja) |
| AU (1) | AU653479B2 (ja) |
| CA (1) | CA2111729A1 (ja) |
| MX (1) | MX9400279A (ja) |
| TW (1) | TW240343B (ja) |
Cited By (4)
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| KR100746485B1 (ko) * | 2004-12-24 | 2007-08-06 | 주식회사 엘지화학 | 이차전지 모듈용 센싱 보드 어셈블리 |
| KR101115289B1 (ko) * | 2010-02-26 | 2012-02-13 | 연세대학교 산학협력단 | 배터리 셀의 전기결합장치 |
| KR20160123804A (ko) * | 2015-04-17 | 2016-10-26 | 주식회사 엘지화학 | 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩 |
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| US5854549A (en) * | 1996-09-24 | 1998-12-29 | Motorola, Inc. | Contact arrangement having an auxiliary contact |
| US6048642A (en) * | 1997-06-30 | 2000-04-11 | Lsi Logic Corporation | Adaptive clamping of an electrochemical cell within a replaceable container tray |
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- 1993-02-08 US US08/014,626 patent/US5368956A/en not_active Expired - Fee Related
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- 1993-12-17 CA CA002111729A patent/CA2111729A1/en not_active Abandoned
- 1993-12-21 AU AU52581/93A patent/AU653479B2/en not_active Ceased
-
1994
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- 1994-02-08 JP JP6035303A patent/JPH076751A/ja active Pending
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