(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リチウムイオン電池の容器のためのカバーアセンブリであって、
電池容器の上部開口部を封止するためのカバーであって、集電ポストのために１つ以上の開口部を規定しているカバーと、
各開口部を通って延伸し、前記カバーとの間に隙間を有する集電ポストと、
前記集電ポストと別々に形成される上部フランジであって、各集電ポストを取り囲み、前記カバーの上面と対向し、かつ、離れて配置され、さらに、開口部の縁を超えるよう、集電ポストから放射状に外側に延伸している上部フランジと、
前記集電ポストと別々に形成される底部フランジであって、各集電ポストを取り囲み、前記カバーの底面と対向し、かつ、離れて配置され、開口部の縁を超えるよう、集電ポストから放射状に外側に延伸している底部フランジと、
各集電ポストを支持する第１のポリマー体とを含み、
前記第１のポリマー体は、前記カバーおよび前記集電ポストと一体成形され、カバー、集電ポスト、上部フランジおよび底部フランジの間の全ての隙間を充填するように広がっており、
前記第１のポリマー体はカバー、集電ポスト、上部フランジおよび底部フランジに接触しているところで融着しており、
前記集電ポストと前記上部フランジとの界面が溶接または溶着によって封止されている
リチウムイオン電池の容器のためのカバーアセンブリ。
【請求項２】
電池の他の構成要素から各底部フランジを電気的に絶縁するために、各底部フランジの底面に絶縁材料をさらに含む請求項１記載のカバーアセンブリ。
【請求項３】
前記第１のポリマー体と上部フランジとの接合界面を含む、前記第１のポリマー体および前記上部フランジの表面を被覆し、該表面に融着されている第２のポリマー体をさらに含む請求項１記載のカバーアセンブリ。
【請求項４】
前記カバー、上部フランジおよび底部フランジの少なくとも１つの表面に、該表面の前記第１のポリマー体への融着を促進するための下地層が設けられている請求項１記載のカバーアセンブリ。
【請求項５】
前記下地層が、スチレン・ブタジエンゴム、接着剤および前記下地層が設けられる材料の陽極酸化処理された層である請求項４記載のカバーアセンブリ。
【請求項６】
第１のポリマー体のそれぞれが、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ＰＵ、ナイロン、ＰＥＴ、ＡＢＳ、ＦＥＰ、ポリイミド、ポリアクリル、エポキシ樹脂またはこれらを組み合わせたもので形成される請求項１記載のカバーアセンブリ。
【請求項７】
上部フランジのそれぞれが、高い導電率を有する金属から作製される請求項１記載のカバーアセンブリ。
【請求項８】
上部フランジおよび底部フランジのそれぞれが、その開口部の縁を少なくとも０．５ｃｍ超えて外側に放射状に延伸する請求項１記載のカバーアセンブリ。
【請求項９】
第２のポリマー体のそれぞれが、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ＰＵ、ナイロン、ＰＥＴ、ＡＢＳ、ＦＥＰ、ポリイミド、ポリアクリル、エポキシ樹脂またはこれらを組み合わせたもので形成される請求項３記載のカバーアセンブリ。
【請求項１０】
前記カバーが電解液の充填開口部および安全ベント手段の少なくとも１つをさらに含み、前記第１のポリマー体がそこに融着されている請求項１記載のカバーアセンブリ。
【請求項１１】
リチウムイオン電池の容器のためのカバーアセンブリであって、
電池容器の上部開口部を封止するためのカバーであって、集電ポストの１つ以上の開口部を規定しているカバーと、
各開口部を通って延伸し、前記カバーとの間に隙間を有する集電ポストと、
前記集電ポストと別々に形成される上部フランジであって、各集電ポストを取り囲み、前記カバーの上面と対向し、かつ、離れて配置され、開口部の縁を超えるよう、集電ポストから放射状に外側に延伸している上部フランジと、
前記集電ポストと別々に形成される底部フランジであって、各集電ポストを取り囲み、前記カバーの底面と対向し、かつ、離れて配置され、開口部の縁を超えるよう、集電ポストから放射状に外側に延伸している底部フランジと、
各集電ポストを支持する第１のポリマー体であって、前記カバーおよび前記集電ポストと一体成形され、カバー、集電ポスト、上部フランジおよび底部フランジの間の全ての隙間を充填するように広がっており、またカバー、集電ポスト、上部フランジおよび底部フランジに接触しているところで融着している第１のポリマー体と、
電池の他の構成要素から各底部フランジを電気的に絶縁するために、各底部フランジの底面にある絶縁材料と、
前記第１のポリマー体と上部フランジとの接合界面を含む、前記第１のポリマー体および前記上部フランジの表面に被覆され融着されている第２のポリマー体と
を含んでおり、
前記集電ポストと前記上部フランジとの界面が溶接または溶着によって封止されているリチウムイオン電池の容器のためのカバーアセンブリ。
【請求項１２】
リチウムイオン電池の容器のためのカバーアセンブリを組み立てる方法であって、
電池容器の上部開口部を封止するためのカバーであって集電ポストの１つ以上の開口部を規定しているカバーを提供する工程と、
各開口部を通って延伸し、前記カバーとの間に隙間を有する集電ポストを提供する工程と、
前記隙間を充填し、集電ポストを取り囲むカバーの部分でカバーの上面および底面にポリマーの被覆を設けるために、ポリマーを射出成形することによって、前記カバーおよび前記集電ポストに接触しているところで融着するように、第１のポリマー体を前記カバーおよび前記集電ポストと一体に成形する工程と、
前記集電ポストと別々に形成され、各集電ポストを取り囲み、前記集電ポストから前記開口部の縁を超えて外側に向かって放射状に延伸する上部フランジを、前記カバーの上面で前記第１のポリマー体と接触するように配置する工程と、
前記集電ポストと別々に形成され、各集電ポストを取り囲み、前記集電ポストから前記開口部の縁を超えて外側に向かって放射状に延伸する底部フランジを、前記カバーの底面で前記第１のポリマー体と接触するように配置する工程と、
前記各集電ポストの上部フランジおよび底部フランジに圧力を加えて、各フランジを前記第１のポリマー体に融着する工程と、
前記集電ポストと前記上部フランジとの界面を溶接または溶着によって封止する工程
とを含む方法。
【請求項１３】
前記各上部フランジおよび前記各底部フランジを前記第１のポリマー体に融着させるために圧力を加える前に、前記各上部フランジ、および前記各底部フランジおよび前記各第１のポリマー体が加熱されている請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
リチウムイオン電池の容器のためのカバーアセンブリを組み立てる方法であって、
電池容器の上部開口部を封止するためのカバーであって、集電ポストの１つ以上の開口部を規定しているカバーを提供する工程と、
各開口部を通って延伸し、前記カバーとの間に隙間を有する集電ポストを提供する工程と、
前記集電ポストと別々に形成され、各集電ポストを取り囲み、前記集電ポストから前記開口部の縁を超えて外側に向かって放射状に延伸する上部フランジを、カバーの上面と対向して、かつ、該カバーの上面から離間して配置する工程と、
前記集電ポストと別々に形成され、各集電ポストを取り囲み、前記集電ポストから前記開口部の縁を超えて外側に向かって放射状に延伸する底部フランジを、カバーの底面と対向して、かつ、該カバーの底面から離間して配置する工程と、
射出成形によって第１のポリマー体を各集電ポストと一体に成形する工程と、
前記集電ポストと前記上部フランジとの界面を溶接または溶着によって封止する工程
とを含み、
前記第１のポリマー体は、カバー、集電ポスト、上部フランジおよび底部フランジの間の全ての隙間を充填するように延伸しており、また、カバー、集電ポスト、上部フランジおよび底部フランジに接触しているところで融着していることを特徴とする方法。
【請求項１５】
前記電池の他の構成要素から各底部フランジを電気的に絶縁するために、各底部フランジの底面を絶縁材料で被覆することをさらに含む請求項１２または１４記載の組み立て方法。
【請求項１６】
前記第１のポリマー体と上部フランジとの接合界面を含む、前記第１のポリマー体および前記上部フランジの表面を被覆し、該表面に融着されている第２のポリマー体をさらに含む請求項１２または１４記載の組み立て方法。
【請求項１７】
前記第１のポリマー体に融着される構成要素の表面に、該表面の前記第１のポリマー体への融着を促進するために下地層を設けることをさらに含む請求項１２または１４記載の組み立て方法。
【請求項１８】
前記下地層が、スチレン・ブタジエンゴム、接着剤および前記下地層が設けられる材料の陽極酸化処理された層の少なくとも１つで構成される請求項１７記載の組み立て方法。
【請求項１９】
前記第１のポリマー体のそれぞれが、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ＰＵ、ナイロン、ＰＥＴ、ＡＢＳ、ＦＥＰ、ポリイミド、ポリアクリル、エポキシ樹脂またはこれらを組み合わせたもので形成される請求項１２または１４記載の組み立て方法。
【請求項２０】
前記上部フランジのそれぞれが、金属またはポリマーから作製され、前記底部フランジのそれぞれが、高い導電率を有する金属で作製される請求項１２または１４記載の組み立て方法。
【請求項２１】
前記上部フランジおよび底部フランジのそれぞれが、その開口部の縁を少なくとも０．５ｃｍ超えて外側に放射状に延伸する請求項１２または１４記載の組み立て方法。
【請求項２２】
前記第２のポリマー体のそれぞれが、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ＰＵ、ナイロン、ＰＥＴ、ＡＢＳ、ＦＥＰ、ポリイミド、ポリアクリル、エポキシ樹脂またはこれらを組み合わせたもので形成される請求項１６記載の組み立て方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の目的は、リチウムイオン電池のカバーを作製する際に利用される構造および製造方法を革新することにより、耐久性の高いリチウムイオン電池を作製することである。開示されるカバーを作製するための新規な構造および方法は、得られる電池の耐用年数を延ばす。本発明は、家庭用の蓄電装置や電気自動車およびハイブリッド自動車など、長期間に及ぶ使用のための電池を提供する。
【背景技術】
【０００２】
電池の高電圧は、水分子または酸素分子が電解液中に存在する場合に、水分解や酸素還元を引き起こすので、気密封止はリチウムイオン電池の耐用年数の決定に際して、常に欠かせない問題である。こういった問題はしばしば不適切なセル封止によって生じる。従来リチウムセルは、大きさおよび容量が小さい。１８６５０型の円筒型のセルを例にとってみると、セルの大きさは直径１８ｍｍで、高さ６５ｍｍである。セルの容量は、２．８Ａｈ〜１．４Ａｈの範囲で、これはセルに利用されているカソード材料の種類による。カバーの構成のために利用される空間の制限を考慮すると、電池の集電ポストにおける金属とポリマーの界面は通常小さく（例えばＯリング状に形成された絶縁層の支持によるのみである）、ゆえに金属とポリマーの界面を通して浸透する酸素、水分子または他の気体または液体のための長い拡散路を提供できない。高温の温度サイクル条件（例えば、連続的な高電力動作のような条件）が連続的にセルに加えられると、金属とポリマーとの界面の劣化が加速されることにより、状況はさらに悪化する。同様の問題が他の種類のリチウムイオンセル、例えばプリズマセルや、リチウムポリマーセルにも適用される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述した問題を解決するために、電池容器のカバーの新規な構成が開示され、これはカバーを組み立てるための新規な方法を有する。電池容器のカバーに実施されている適切な構成および方法によって、耐用年数が長い（例えば２０年を目標とする）耐久性のあるリチウムイオン電池が期待できる。特に集電ポストにおける良好な封止は、規模の大きな蓄電システムや、電気自動車およびハイブリッド自動車など高電力の用途など、長い耐用年数および連続的な高電力性能が要求される用途において利用されている大きな容量の電池（１０Ａｈを超える容量）にとって重要である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
リチウムイオン電池容器のカバーアセンブリは、電池容器の上部の開口部を封止するためのカバーを有し、このカバーは集電ポストのための１つまたはそれ以上の開口部を規定している。このカバーアセンブリはさらに、各開口部を通して延伸し、カバーとの間に隙間を有する集電ポストと、集電ポストと別々に形成される上部フランジであって、各集電ポストを取り囲み、カバーの上面と対向し、かつ、離れて配置され、さらに、集電ポストから放射状に外側に延伸して、開口部の縁を超えるように配置される上部フランジと、集電ポストと別々に形成される底部フランジであって、各集電ポストを取り囲み、カバーの下面と対向し、かつ、離れて配置され、さらに、集電ポストから放射状に外側に延伸して、開口部の縁を超えるように配置される底部フランジと、各集電ポストを支持する第１のポリマー体とを含む。この第１のポリマー体はカバーおよび集電ポストと一体成形され、カバー、集電ポスト、上部フランジおよび底部フランジの間の全ての隙間を充填するように広がり、またこの第１のポリマー体はカバー、集電ポスト、上部フランジおよび底部フランジに接触しているところで融着しており、集電ポストと上部フランジとの界面が溶接または溶着によって封止されている。
【０００５】
本発明は、下記に、単なる例示ではあるが図面を伴って示されるその好適な実施形態からより容易に明らかとなるだろう。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１（ａ）】本発明の容器カバーの上面図である。
【図１（ｂ）】本発明のカバーアセンブリの側面図であって、第１の組み立て方法の連続的な工程の１つを示す図である。
【図１（ｃ）】本発明のカバーアセンブリの側面図であって、第１の組み立て方法の連続的な工程の１つを示す図である。
【図１（ｄ）】本発明のカバーアセンブリの側面図であって、第１の組み立て方法の連続的な工程の１つを示す図である。
【図１（ｅ）】本発明のカバーアセンブリの側面図であって、第１の組み立て方法の連続的な工程の１つを示す図である。
【図１（ｆ）】本発明のカバーアセンブリの側面図であって、第１の組み立て方法の連続的な工程の１つを示す図である。
【図１（ｇ）】本発明のカバーアセンブリの側面図であって、第１の組み立て方法の連続的な工程の１つを示す図である。
【図２（ａ）】本発明のカバーアセンブリの側面図であって、第２の組み立て方法の連続的な工程の１つを示す図である。
【図２（ｂ）】本発明のカバーアセンブリの側面図であって、第２の組み立て方法の連続的な工程の１つを示す図である。
【図２（ｃ）】本発明のカバーアセンブリの側面図であって、第２の組み立て方法の連続的な工程の１つを示す図である。
【図２（ｄ）】本発明のカバーアセンブリの側面図であって、電解液を充填する開口部を封止するための様々な形態を示す図である。
【図３（ａ）】本発明のカバーアセンブリの側面図であって、安全ベント、電解液を充填する孔およびその孔を封止するための方法の一例を示す図である。
【図３（ｂ）】本発明のカバーアセンブリの側面図であって、安全ベント、電解液を充填する孔およびその孔を封止するための方法の一例を示す図である。
【図３（ｃ）】本発明のカバーアセンブリの側面図であって、安全ベント、電解液を充填する孔およびその孔を封止するための方法の一例を示す図である。
【図３（ｄ）】本発明のカバーアセンブリの側面図であって、安全ベント、電解液を充填する孔およびその孔を封止するための方法の一例を示す図である。
【図３（ｅ）】本発明のカバーアセンブリの上面図および側面図であって、安全ベントおよび電解質を充填する孔の位置のさらに別の形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
カバーの構造に適用されている主要概念は、以下の通りである。
ａ．電池の中へのまたは電池の外への気体および／または液体の拡散路の増加。
ｂ．電池の集電ポストにおける金属とポリマーとの界面の強化。
【０００８】
実施例Ｉ．本発明の基本形
図１（ａ）は、電池容器の上部開口部用のカバーの上面図である。本発明の方法を明白に記載するために、カバーの段階的な組立ては、側面図の形で図１（ｂ）〜図１（ｆ）に示される。
【０００９】
図１（ｂ）は、カバーアセンブリの組立てにおける第１の工程を示す。第１のポリマー体は、射出成形工程を通して容器カバーの上面および底面に配置される。このポリマーはカバーと集電体との間の隙間を充填するので、カバーの開口部を通って延伸する集電ポストが安定する。
【００１０】
図１（ｃ）は、導電性ポストに配置される上部フランジおよび底部フランジを示す。これらフランジは互いに押し付けられ、射出成形された第１のポリマー体が間に挟まれている。上部および底部のフランジは射出成形されたポリマーに融着される。この工程は極めて重要であり、好適にはポリマーの軟化点に近い温度で行われる。以下に、好適には圧力を使ってフランジ同士を互いに押し付け合うことや、ねじを有するボルトを用いて上部および底部のフランジを締め付けることなどの利点について概要を示す。
１．射出成形された第１のポリマー体と、上部および下部のフランジとの接触および融着を確実にする。
２．射出成形された第１のポリマー体と、集電ポストとの接触および融着を確実にする。セルは常に高出力動作を受けているので、ポリマーと集電ポストとの接着の低下を引き起こす恐れがあることから、これは非常に重要である。
【００１１】
図１（ｄ）は、少なくとも各底部フランジの底面に配置される分離絶縁層を示し、この分離絶縁層は、底部フランジをセルの電極から絶縁し、また集電ポストと射出成形されたポリマーとの間の界面で生じる可能性のある気体または液体の漏出を阻止するためのものである。
【００１２】
図１（ｅ）は、上部フランジと集電ポストとの間の界面において、気体または液体の分子が浸透する可能性を防ぐために、集電ポストに溶接されている（例えばレーザー溶接方法）上部フランジを示す。
【００１３】
最後に、図１（ｆ）に示すように、上部フランジ側の場所が第２のポリマー体で充填され、これにより上部フランジの縁と射出成形された第１のポリマー体との間の界面における漏出の可能性がないことを確実にする。
【００１４】
本実施例で示されるカバーの作製に関連する主要な要素および方法は、以下のように要約され得る。
ａ．集電ポストを含むカバーモノリスを作製するための射出成形。
ｂ．上部および底部のフランジを互いに押し付け合うことによる、カバーモノリスの圧縮。
ｃ．各底部フランジの底面を被覆する絶縁材料。
ｄ．上部フランジと集電ポストとの間のレーザー溶接。
ｅ．上部フランジの縁と射出成形された第１のポリマー体との間で起こり得る浸透を防ぐために、射出成形された第１のポリマー体の上部に第２のポリマーの充填。
【００１５】
上述したカバーの作製に関連する主要な要素および方法は、下に挙げる問題を解決するためには重要なものである。
１．射出成形工程は、第１のポリマー体と容器カバーとの間で良好な界面の一体性を有するカバーモノリスが容易に作製できることから、本発明において適しており、また好ましい。射出成形工程は高圧工程であるので、容器カバーの上面に配置されるポリマーは、好ましいポリマーの結晶配向を有する「テクスチャ」の特性を示し得、これは容器カバーの上部にポリマーを配置する他の手段とは区別され得る。利用されている射出成形工程および「カバー／ポリマーモノリス」の構造は、界面の一体性を確実なものにする。ゆえにこの工程は、本発明を新規なものにするには重要である。
２．集電ポストと射出成形された第１のポリマー体との間の界面を強化する。これは、上部および底部のフランジをポリマー材料に融着させる際に、両フランジを互いに押し付け合うことで達成される。また本発明は、射出成形された第１のポリマー体に融着する上部および底部のフランジを用いることにより、拡散路を増加することも意図する。上部および底部のフランジを使用しない場合には、拡散路が短くなることから、集電ポストと射出成形された第１のポリマー体との間の界面で、漏出がより容易に起こり得る。
３．関連するその他の工程は、上部および底部のフランジを用いる一方で新たな界面が作り出されることを防ぐために重要である。これらの工程は底部フランジの底面を被覆する絶縁材料（図１（ｄ）に示すように、集電ポストの界面を通して生じ得る電池の中へのまたは電池の外への漏出により生じる浸透を遅らせる）；上部フランジと集電ポストとの間でのレーザー溶接（図１（ｅ）に示すように、上部フランジと集電ポストとの界面を通しての漏出を防ぐ）；および上部フランジの縁を保護する１つ以上のポリマー被覆層（図１（ｆ）に示すように、上部フランジの縁における界面を通しての漏出を防ぐ）を含む。
【００１６】
射出成形されたポリマー層に利用されている材料の選択は、これらに限定される訳ではないが、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ＰＵ、ナイロン、ＰＥＴ、ＡＢＳ、ＦＥＰ、ポリイミド、ポリアクリル、エポキシ樹脂またはこれらを組み合わせたものを含む。上部および底部フランジの間で射出成形される第１のポリマー体の領域は、集電ポストを把持する開口部の縁を超えて広がることが好ましい。射出成形された第１のポリマー体の縁と集電ポストを把持する開口部の縁との距離は、０．５ｃｍよりも大きいことが好ましい。すなわちポリマーは、少なくとも０．５ｃｍは開口部の縁を超えて広がるべきである。ポリマーの重量が電池全体のデザインに対して許容範囲内である限りは、カバー全体を完全に被覆することが奨励される。射出成形された第１のポリマー体の厚さは全体的に２ｍｍよりも厚いことが好ましい。ポリマー層の重量が電池全体のデザインに対して許容範囲内である場合には、よりよい一体性を有するより厚さのあるポリマー層が奨励される。
【００１７】
上部フランジに利用されている材料の選択は、金属またはポリマーフランジを含む。金属が用いられる場合には、上部フランジと集電ポストとの間で封止（例えばレーザー封止）がなされるべきである。また金属の上部フランジの代わりにポリマーの上部フランジが用いられる場合には、上部フランジと集電ポストとの間で高温での融着が行われるべきである。上部フランジの大きさは、集電ポストを把持する開口部よりも大きいことが好ましい。開口部の縁を０．５ｃｍ以上超えて延伸することが好ましい。
【００１８】
底部フランジは電極または電極の束と接続するために用いられるので、底部フランジに利用されている材料の選択は、高い導電率を有する金属であるべきである。底部フランジの大きさは、好ましくは集電ポストを把持する開口部よりも大きい。開口部の縁を０．５ｃｍ以上超えて延伸することが好ましい。
【００１９】
底部フランジの表面を被覆する材料の選択は、射出成形されるポリマー層と同一でもよいし、異なっていてもよい。選択肢には、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ＰＵ、ナイロン、ＰＥＴ、ＡＢＳ、ＦＥＰ、ポリイミド、ポリアクリル、エポキシ樹脂またはこれらを組み合わせたものが含まれる。底部フランジの、電極が接続される部分は、被覆されるべきでない。
【００２０】
射出成形される第１のポリマー体の上部を被覆する材料の選択は、射出成形される第１のポリマー体と同一でもよいし、異なっていてもよい。ここでも選択肢には、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ＰＵ、ナイロン、ＰＥＴ、ＡＢＳ、ＦＥＰ、ポリイミド、ポリアクリル、エポキシ樹脂またはこれらを組み合わせたものが含まれる。
【００２１】
本実施例においては、射出成形されるポリマーが、上部および底部フランジおよび集電ポストとの界面ならびにカバー表面において充分な融着を示さない場合には、（図１（ｇ）に示すように）上部フランジと射出成形された第１のポリマー体との界面；底部フランジと射出成形された第１のポリマー体との界面；集電ポストと射出成形された第１のポリマー体との界面およびカバー表面と射出成形された第１のポリマー体との界面；における融着のために下地層が用いられるべきである。下地層に用いられる材料は、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、接着剤、または金属表面および射出成形されるポリマーに対して優れた接着性を有するあらゆる材料である。また、下地層は、金属表面上に融着されている陽極酸化処理された層でもよく、これは金属表面の粗度を増大させ、金属のポリマー層への接着性を強化する。陽極酸化処理された金属表面とポリマー下地層の利用を組み合わせることも本発明に含まれる。
【００２２】
実施例II．本発明のアセンブリの別の形状
図２（ａ）〜図２（ｃ）を参照すると、集電ポスト、上部フランジ、底部フランジおよびカバーが機械的な組立てまたは溶接を介して予め組立てられている。集電ポスト、上部フランジおよび底部フランジは、図２（ａ）に示す構成において、モールドを用いてカバーに対して取り付けられ、ポリマーの射出成形がアセンブリ全体に行われる。そうしてできたカバーは、図２（ｂ）に示すようなモノリスとなる。上部フランジはその後集電ポストに封止され、続いて図２（ｃ）に示すように、第２のポリマー体が射出成形された第１のポリマー体の上部に充填される。この射出成形の工程中は高圧力が用いられるので、上述した第１の組み立て方法における、上部および底部のフランジを互いに押し付け合うことと同様の状態が、この射出成形工程を通じて達成され得る。例えばレーザー溶接による、上部フランジと集電ポストとの間の封止は、射出成形工程の前に行われてもよい点に留意されたい。さらに、集電ポスト、上部フランジおよび底部フランジのアセンブリは、金属ブロック、鋳物または金属の押し出し物を機械加工することによって別個に作製された２つの部品（２つの部品の内の１つは、集電ポストおよび上部フランジを組み合わせたアセンブリまたは集電ポストおよび底部フランジを組み合わせたアセンブリのいずれかである）を組立てることによっても作製され得る。
【００２３】
容器カバーはどのような形状に設計されてもよく（例えば円形、長円形、長方形など）、カバーの縁は平面以外に成形されている（図２（ａ）〜図３（ｅ）を参照）。図２（ａ）〜図３（ｅ）では、拡散路をさらに増加し、ポリマーとカバーとの界面の一体性をさらに向上させるために、全ての容器カバーの縁が「リップ（lip）」のような構造を有するように設計されている。
【００２４】
完成した電池の電池容器にカバーが溶接された後、充填口を通して電解液が充填され得る。最終的な封止は、図２（ｄ）に示すように、充填口の上部に金属ボールまたは小さなキャップを溶接することによりなされ得る。
【００２５】
実施例Ｉで用いられる下地層材料と同様に、本実施例においても射出成形されたポリマーが、上部および底部のフランジならびにカバー表面に対して充分な界面特性（接着性または融着性）を示さない場合には、フランジの表面に下地層材料が予め塗布され得る。上部フランジと射出成形されるポリマーとの界面、底部フランジと射出成形されるポリマーとの界面、集電ポストと射出成形される第１のポリマーとの界面、およびカバー表面と射出成形されるポリマーとの界面（図１（ｇ）に示される）における融着は、後の射出成形工程の間に行われる。下地層に用いられる材料は、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、接着剤、または金属表面および射出成形されるポリマーに対して優れた接着性を有するあらゆる材料である。また、この下地層は、金属表面上の陽極酸化処理された層でもよく、これは金属表面の粗度を増大させ、ゆえに金属のポリマーへの接着性を強化する。陽極酸化処理された金属表面とポリマー下地層の利用を組み合わせることも本発明に含まれる。
【００２６】
実施例III．本発明の拡張形態
セルカバーは、正および負の集電ポストのための開口部だけでなく、電解液の充填または安全な通気のための付加的な開口部も含んでいてもよい。ここで記載されるもう１つの実施例は、集電ポスト、電解液を充填する開口部および安全ベントを含むセルカバーを作製するためのデザインおよび方法を記すためのものである。
【００２７】
わかりやすさのために、本実施例では実施例IIで記載された方法が利用される。図３（ａ）は、電解液を充填するための開口部の周囲にノッチを含むカバーを示す。金属の厚さを薄くしたノッチは、内部のセルの圧力が望ましくなく高まった場合に外側に壊れる安全ベントとして設計される。集電ポスト、上部フランジおよび底部フランジは、機械的な組み立てまたは溶接を介して予め組み立てられる。集電ポスト、上部フランジおよび底部フランジは図３（ａ）に示される構成において、モールドを用いてカバーに対して取り付けられ、その後射出成形がアセンブリ全体に行われる。そうしてできたカバーは、図３（ｂ）に示すようなモノリスとなる。射出成形工程の間、射出されるポリマーはモールドの形状を調整することによって、ノッチ全体を被覆するか、ノッチを部分的に（より浅い深さで）被覆するか、またはノッチを被覆しないように選択され得る。図３（ｂ）では、射出成形されたポリマーは部分的にノッチを被覆している。ノッチがポリマー層によって保護される一方で、ポリマー層はノッチが通常に作動することを著しく妨げないことから、部分的な被覆が好適である。上部フランジはその後集電ポストに封止され、続いて図３（ｃ）に示すように、第２のポリマー体が射出成形された第１のポリマー体の上部に充填される。第２のポリマー体は、ノッチの領域を完全にまたは部分的に（より浅い深さで）被覆してもよく、またはノッチを被覆しなくてもよい。図３（ｃ）では、第２のポリマー体はノッチ（安全ベント）の領域を被覆しないように示される。この実施例において、カバーの構造は図に示されるような安全ベントまたは電解液の充填口の配置およびデザインに制限されない。電解液の充填口および安全ベントのデザインおよび配置の付加的な実施例をここに示す。例えば安ベントは、図３（ｄ）に示すように充填口と組み合わせて設計されてもよく、また図３（ｅ）に示すように電池カバーにおいて別々の場所に設置される、独立して設計される機構でもよい。
【００２８】
上述した実施例の全てにおいて、拡散路の距離を増大することと、電池カバー上に存在する全ての開口部を融着している金属とポリマーとの界面を強化することは、本発明の基礎である。集電ポスト、電解液の充填口および安全ベントの配置および形状のデザインは、上述の実施例において記載される例にとどまらない。本発明のポリマー層の構造および電池カバーを構成するために利用される方法は、電池カバー上に存在する集電ポスト、電解液の充填口および安全ベントのあらゆる組み合わせおよび数に適用できる。また本発明は、容器およびカバーが集電ポストの代わりとなり、１つの集電ポストのみが必要となるような配置にも適用される。
【図１（ａ）】
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【図１（ｂ）】
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【図１（ｃ）】
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【図１（ｄ）】
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【図１（ｅ）】
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【図１（ｆ）】
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【図１（ｇ）】
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【図２（ａ）】
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【図２（ｂ）】
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【図２（ｃ）】
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【図２（ｄ）】
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【図３（ａ）】
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【図３（ｂ）】
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【図３（ｃ）】
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【図３（ｄ）】
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【図３（ｅ）】
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