(57)【要約】【課題】【解決手段】セグメント化ニッケル水素バッテリシステムは、水素吸蔵セグメント（１３０）と、該吸蔵セグメントと流体連通関係にあるバッテリセグメント（１２０）とを有する。バッテリセグメントは複数の電気化学セルを含み、各電気化学セルは、集電体プレート（１０４）と、集電体プレートの周端部の周りに設けられたプラスチックシール要素（１０４）とを含む。プラスチックシール要素は、種々の方法で集電体プレートに取り付けることができるが、好ましくは、集電体プレートの辺縁の周りに射出成形される。次に、集電体プレート／シールセグメントのサブアッセンブリを積み上げることができ、シール要素同士が結合されて完全なシールが形成される。電極及びセパレータは、結合前に集電体プレート間に配置される。好ましくは、電極及びセパレータは、バイポーラ型セル構成体として形成される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気化学セルであって、
少なくとも正極、負極、セパレータ及び集電体を含む複数のセル構成要素と、
少なくとも１個の前記セル構成要素の周縁に取り付けられたプラスチックシール要素
とを含む電気化学セル。
【請求項２】
前記プラスチックシール要素は、プラスチック材料と、プラスチック材料よりも高い熱伝導率を有するフィラー材料とを含む、請求項１に記載の電気化学セル。
【請求項３】
前記セル構成要素がバイポーラ型電気化学セル構成要素である、請求項１に記載の電気化学セル。
【請求項４】
前記セル構成要素がニッケル水素電気化学セルの構成要素である、請求項１に記載の電気化学セル。
【請求項５】
前記プラスチックシール要素が集電体に結合している、請求項１に記載の電気化学セル。
【請求項６】
前記プラスチックシール要素が取り付けられる少なくとも一個のセル構成要素はディスク状の形状であり、前記プラスチックシール要素は、リング状の形状であると共に前記少なくとも一個のセル構成要素の周りに延在する、請求項１に記載の電気化学セル。
【請求項７】
電気化学バッテリであって、
複数の電気化学セル
を含み、各電気化学セルは、
少なくとも正極、負極、セパレータ及び集電体を含む複数のセル構成要素と、
前記セル構成要素の内の少なくとも一個の周縁に取り付けられたプラスチックシール要素と
を含み、
前記プラスチックシール要素は互いに結合している電気化学バッテリ。
【請求項８】
前記プラスチックシール要素が互いに熱的に結合している、請求項７に記載の電気化学バッテリ。
【請求項９】
前記プラスチックシール要素が互いに化学的に結合している、請求項７に記載の電気化学バッテリ。
【請求項１０】
前記プラスチックシール要素が互いに接着結合している、請求項７に記載の電気化学バッテリ。
【請求項１１】
前記プラスチックシール要素が電気化学セルの集電体に結合している、請求項７に記載の電気化学バッテリ。
【請求項１２】
前記プラスチックシール要素が取り付けられる少なくとも一個のセル構成要素がディスク状の形状であり、前記プラスチックシール要素は、リング状の形状であると共に前記少なくとも一個のセル構成要素の周りに延在する、請求項７に記載の電気化学バッテリ。
【請求項１３】
前記プラスチックシール要素は、プラスチック材料と、プラスチック材料よりも高い熱伝導率を有するフィラー材料とを含む、請求項７に記載の電気化学バッテリ。
【請求項１４】
前記セル構成要素がバイポーラ型電気化学セルの構成要素である、請求項７に記載の電気化学バッテリ。
【請求項１５】
前記セル構成要素がニッケル水素電気化学セルの構成要素である、請求項７に記載の電気化学バッテリ。
【請求項１６】
バイポーラ型電気化学セルを製造する方法であって、
比較的平坦であり且つ周端部を有する、電気化学セルのバイポーラ型セル構成要素を少なくとも一個提供する段階と、
前記セル構成要素の周端部にプラスチックシール要素を取り付ける段階と
を含む方法。
【請求項１７】
プラスチックシールを取り付ける前記段階が、セル構成要素の周端部にプラスチックシールを射出成形する段階を含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
セル構成要素がディスク状に形成され、シール要素が該ディスク状セル構成要素の周縁にリング状に形成される、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
バイポーラ型電気化学セル構造の構成方法であって、
正極、負極、セパレータ、及び集電体からなる群から選択される少なくとも一個のバイポーラ型セル構成要素を成形孔に配置する段階と、
プラスチックシール要素を成形孔に射出成形してプラスチックシール要素をセル構成要素に取り付ける段階と
を含む方法。
【請求項２０】
バッテリの製造方法であって、
周端部の少なくとも一部に延在するプラスチックシール要素を有する電気化学セルを少なくとも二個提供する段階と、
電気化学セルのプラスチックシール要素を結合する段階と
を含む方法。
【請求項２１】
プラスチック材と、プラスチック材料の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有するフィラー材料とで形成されたシール要素を含む電気化学セル用シール。
【請求項２２】
請求項２１に記載のシールを含む電気化学セル。
【請求項２３】
請求項２１に記載のシールを含むニッケル水素電気化学セル。
【請求項２４】
セグメント化ニッケル水素バッテリシステムであって、
コンテナと、
前記コンテナに設けられた水素吸蔵セグメントと、
前記コンテナに設けられ、前記水素吸蔵セグメントと流体連通関係にあるニッケル水素バッテリセグメントと
を含み、
前記バッテリセグメントは放電時に熱エネルギーを発生し、この熱エネルギーは前記コンテナ内に閉じ込められて放電時に前記水素吸蔵セグメントを加熱する、セグメント化ニッケル水素バッテリシステム。
【請求項２５】
前記バッテリセグメントの外側に亘り且つ前記水素吸蔵セグメントに向けて空気を循環させるためのファンを更に含む、請求項２４に記載のセグメント化ニッケル水素バッテリシステム。
【請求項２６】
前記バッテリセグメントが、プラスチック材料と、プラスチック材料の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有するフィラー材料とで形成されたプラスチックシールを含む、請求項２４に記載のセグメント化ニッケル水素バッテリシステム。
【請求項２７】
前記プラスチックシールが、前記バッテリセグメントの外側表面として提供される、請求項２６に記載のセグメント化ニッケル水素バッテリシステム。
【請求項２８】
セグメント化ニッケル水素バッテリシステムの運転方法であって、
放電時に熱エネルギーを発生するニッケル水素バッテリセグメントを提供する段階と、
ニッケル水素バッテリセグメントと流体連通関係にある水素吸蔵セグメントを提供する段階と、
放電時に発生した熱エネルギーが水素吸蔵セグメントを加熱するように、水素吸蔵セグメントをニッケル水素バッテリセグメントに近接して位置決めする段階と
を含む方法。
【請求項２９】
共通のコンテナに水素吸蔵セグメントとニッケル水素バッテリセグメントとを配置する段階を更に含む、請求項２８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、電気化学バッテリに関する。より詳細には本発明は、電気化学セル及びバッテリのための改善された構成及びシールに関し、セグメント化ニッケル水素バッテリでの使用に特に好適である。
【背景技術】
【０００２】
米国特許第４，３９６，１１４号公報（特許文献１）、第５，０４７，３０１号公報（特許文献２）、第５，２５０，３６８号公報（特許文献３）、第５，４１９，９８１号公報（特許文献４）、第５，５３２，０７４号公報（特許文献５）、第５，６８８，６１１号公報（特許文献６）、及び第６，０４２，９６０号公報（特許文献７）には、各種セグメント化ニッケル水素バッテリシステムが様々な観点から開示されている。米国特許第６，０４２，９６０号公報に包括的に記載され、図１に示すように、ニッケル水素バッテリシステムは、水素吸蔵セグメント１０と、ニッケル水素バッテリセグメント等の電気化学バッテリセグメント１２とを含み、該バッテリセグメントは、正極１４と負極１６とを有するものとなっている。次に詳しく説明するように、電気化学バッテリセグメント１２は、複数の積層された電気化学セルを含む。バッテリセグメント１２は、ハウジング壁１９で囲まれた水素吸蔵チャンバ１８を有する水素吸蔵セグメントと流体連通している。流体連通は通常、配管手段２０による。従って配管２０は、システム中の水素ガス流通経路を提供する。水素吸蔵チャンバ１８は、金属ハイドライド粒子等の水素吸蔵物質５０を含んでいる。水素吸蔵セグメントは更に、米国特許第４，３９６，１１４号公報に教示されるように、水素吸蔵物質５０全体に亘って水素ガスがより迅速に分散するための流体通路を提供するバネ機構２４を含むことができる。上に言及した各特許に開示されるように、バッテリ１２と水素吸蔵セグメント１０間の経路には、チェックバルブや他の構造が更に設けられることもある。
【特許文献１】
米国特許第４，３９６，１１４号公報
【特許文献２】
米国特許第５，０４７，３０１号公報
【特許文献３】
米国特許第５，２５０，３６８号公報
【特許文献４】
米国特許第５，４１９，９８１号公報
【特許文献５】
米国特許第５，５３２，０７４号公報
【特許文献６】
米国特許第５，６８８，６１１号公報
【特許文献７】
米国特許第６，０４２，９６０号公報
【０００３】
放電中は、バッテリセグメント１２によって、水素ガスが水素吸蔵セグメント１０内の金属ハイドライド貯蔵物質から引き出される。再充電中は、水素ガスはバッテリセグメント１２から水素吸蔵セグメント１０へと反対方向へと流れ、そこで水素は貯蔵用金属ハイドライドと反応するが、この反応は、バッテリセグメント１２が放電を開始する時間まで続く。
【０００４】
水素ガスが水素吸蔵セグメントからバッテリセグメントへと流れるにつれ、水素吸蔵セグメントは冷え、電気化学セグメントの温度は上昇する。水素吸蔵セグメントが冷えることにより、水素が吸蔵されている金属ハイドライドからの水素の放出が緩慢になる。水素吸蔵セグメントに熱が補給されないと、バッテリシステムは機能を停止してしまう。バッテリシステムにより高出力が要求されるようになるにつれ、より大量の水素ガスをより速い速度で供給することが必要となる。このガスの利用可能性やその速度は、水素吸蔵セグメントへ如何に適切に熱を戻すことができるかに依る。しかしながら、従来技術のセグメント化ニッケル水素バッテリシステムは、水素吸蔵セグメントの適切な加熱を保証する適切で好適な手段を提供していない。従って、水素吸蔵セグメントの適切な加熱を保証するために、セグメント化ニッケル水素バッテリシステムの構造の改良が必要とされている。
【０００５】
図２に、従来技術のニッケル水素バッテリセグメント１２の詳細な構成例を示す。バッテリセグメント１２は、一般に、長い外部ボルト８０によって互いに結合される端プレート６０と６５を含んでいる点に注目される。一以上の集電体プレート２４が、端プレート６０と６５の間に取り付けられ、これら集電体プレート２４は、ボルト８０が摺動可能に挿通される開口２８を含むものとされている。一般に、バッテリセグメント１２内の各セル間には集電体プレート２４が一枚存在する。各セルは、水素拡散スクリーン２２、通常プラチナを含有する物質で作られる負極１６、セパレータ１９（ＫＯＨを含浸したグラスファイバ等）、及び正極１４（Ｎｉ（ＯＨ）2製等）を含む。各集電体プレート２４と端プレート６０及び６５の間にはシール７０が提供される。適切なシールを保証するために、Ｏリングガスケット７４、７８が、シールの端部に設けられた溝に提供される。水素ガスの導入と排出用に配管２０と接続するため、更に入口５６が片方の端プレートに設けられる。本明細書にはこれ以上記載しないが、更なる詳細は米国特許第５，４１９，９８１号公報に開示されており、その開示全体を本明細書の一部を構成するものとしてここに援用する。
【０００６】
当業者には明白であるが、図２に示すバッテリの構成は、かなり複雑であり、また特に大量生産には適していない。更に、バッテリシールはバッテリシステムの長寿命を達成するために重要である。バッテリシールは、バッテリ内に存在していることが必要な電解液を維持するが、これにより片方の電極から他の電極へとイオン移動（物質移動）が可能となる。更にシールは、バッテリ内のセルによって発生しまたセルで消費される水素ガスの漏洩を防ぐのに十分なものである必要がある。図２に示されるシール７０は、ベローズ状の形状であり、充電や放電時にセルが長手方向へ膨張、収縮できるようになっている。このベローズは、熱伝導には特に適していない柔軟な物質から製作されている。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のその第一様相において、電気化学セルは、少なくとも正極、負極、セパレータ及び集電体を含む複数のセル構成要素と、少なくとも一個のセル構成要素の周縁に取り付けられたプラスチックシール要素とを含む。
【０００８】
本発明の他の一様相における電気化学バッテリは、複数の電気化学セルを含む。各電気化学セルは、少なくとも正極、負極、セパレータ及び集電体を含む複数のセル構成要素と、セル構成要素の内の少なくとも一個の周縁に取り付けられたプラスチックシール要素とを含み、プラスチックシール要素は互いに結合している。
【０００９】
本発明の他の一様相におけるバイポーラ型電気化学セルを作成する方法は、比較的平坦であり且つ周端部を有する、電気化学セルのバイポーラ型セル構成要素を少なくとも一個提供する段階と、セル構成要素の周端部にプラスチックシール要素を取り付ける段階とを含む。
【００１０】
本発明の他の一様相におけるバイポーラ型電気化学セル構造の構成方法は、正極、負極、セパレータ、及び集電体からなる群から選択される少なくとも一個のバイポーラ型セル構成要素を成形孔に配置する段階と、プラスチックシール要素を成形孔に射出成形してプラスチックシール要素をセル構成要素に取り付ける段階とを含む。
【００１１】
本発明の他の一様相におけるバッテリ作成方法は、周端部の少なくとも一部に延在するプラスチックシール要素を有する電気化学セルを少なくとも二個提供する段階と、電気化学セルのプラスチックシール要素を結合する段階とを含む。
【００１２】
本発明の他の一様相における電気化学セル用シールはシール要素を含み、該要素は、プラスチックで形成され、プラスチックの熱伝導率より高い熱伝導率を有する材料が添加されている。
【００１３】
本発明の他の一様相におけるセグメント化ニッケル水素バッテリシステムは、コンテナと、コンテナに設けられた水素吸蔵セグメントと、コンテナに設けられ、前記水素吸蔵セグメントと流体連通関係にあるニッケル水素バッテリセグメントとを含み、バッテリセグメントは放電時に熱エネルギーを発生し、この熱エネルギーはコンテナ内に閉じ込められて放電時に前記水素吸蔵セグメントを加熱する。
【００１４】
本発明の他の一様相におけるセグメント化ニッケル水素バッテリシステムの運転方法は、放電時に熱エネルギーを発生するニッケル水素バッテリセグメントを提供する段階と、ニッケル水素バッテリセグメントと流体連通関係にある水素吸蔵セグメントを提供する段階と、放電時に発生した熱エネルギーが水素吸蔵セグメントを加熱するように、水素吸蔵セグメントをニッケル水素バッテリセグメントに近接して位置決めする段階とを含む。
【００１５】
本発明のこれら及び他の特徴、利点及び目的は、本明細書、請求項及び添付図面を参照することにより、当業者の理解と認識が更に深まるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明は、その一様相において、一般に、ニッケル水素バッテリシステムの水素吸蔵セグメントを加熱する方法の改善に係るものである。特に、改善された新しいシール設計が開示される。この設計によると、放電中に、バッテリセグメント内で発生した熱を該セグメントから水素吸蔵セグメントへ移動できる。更に、改善されたシール設計によると、より簡単に且つ低コストで製造できる構成とすることができる。
【００１７】
本発明のニッケル水素バッテリシステムは一般に、図１に示す各特徴部を含むと共に積層セル構成を有する。この構成には、図２に示し上に述べた従来の構造と同様の多くのセル構成要素が含まれている。しかしながら、本発明は、バッテリセグメントの電気化学セルが、端プレート６０と端プレート６５間に積層されシールされている点が異なる。後で詳細に説明するが、プラスチックシール要素が、各セルにおける他の少なくとも一個の要素の周端部に取り付けられている。各セルのプラスチックシール要素は、セル同士の位置を調整できるように、また調整後にシール要素を互いに接合或いは接着することができるように構成することができる。これにより、気密且つ水密な完全なシールが提供され、高圧力下であっても水素ガスや電解液のリークが阻止される。
【００１８】
図３は、本発明の第一の実施態様に従って構成された電気化学セルの上部の平面図である。図示のように、セルはリング状のプラスチックシール要素１０２を含む。プラスチックシール要素１０２は、他の少なくとも一個の電気化学セル構成要素の周端部の少なくとも一部の周りに延在する。ここに記載した実施態様においては、他のセル構成要素はディスク状の集電体プレート１０４であり、これは通常、ニッケルで形成されている。図３に示すように、各集電体プレート１０４を貫通する孔１０６を形成することができ、この孔１０６は、互いに積層されたプレートの方向や位置を調整するために用いることができる。
【００１９】
図４は、この構成を図３の線IV−IVで切断した断面図である。図４に示すように、プラスチックシール要素１０２は略平坦であり、集電体プレート１０４の周端部が取り付けられるスロットを有する。プラスチックシール要素１０２は、傾斜がつけられたスカート１０８を有することができ、スカートの先端には、丸みを付けたショルダ１１０が形成されている。これに対応する突出脚部１１２がこの先端部の反対方向に延び、且つシールセグメント１０２の最外周縁部に延在している。図５に示すように、隣接するシール要素リング１０２の各々の脚部１１２は、隣接する構成要素リング１０２の丸みを付けたショルダ１１０内に係合するように構成されている。このようにして、複数のシール要素１０２は、インターロックされた状態で互いに積み重ねることができる。
【００２０】
図５に示すように、シール要素１０２は、集電体プレート１０４同士が平行且つ離間した状態となるように集電体プレート１０４を支持する。これらセル構成要素が図５に示した方法で積み重ねられる場合、他の電気化学セル構成要素は、隣り合う集電体プレート１０４で構成される各対の間に置かれることができる。
【００２１】
プラスチックリングシール要素１０２は、種々の技法により集電体プレート１０４に接合することができる。例えば、プラスチックリング１０２は、集電体プレート１０４の周りに射出成形することができる。他の技法としては、プラスチックリングの周りにリップを成形し、組立時にこのリップを上記ニッケル製部材の周りに圧縮してシールを形成する技法が挙げられる。このようなリップはＴｅｆｌｏｎ(製とすることができ、集電体プレート全体に亘って成形することができる。また、これに替えて、プラスチックシール要素を、中心長手方向軸と平行に軸方向に延在する熱かしめ部を有するように形成すると共に、各熱かしめ部に対応する開口部を集電体プレートに形成し、熱かしめ部を超音波或いは熱溶接によって変形させることができる。更に別の技法としては、接着接合或いは化学接合を用いることもできる。更に別の技法としては、部品同士を締付けて接触状態を維持する圧縮シールを用いることもできる。しかしながら、好ましい方法は、射出成形によりシール要素１０２を集電体プレート１０４の周りに成形する方法である。
【００２２】
プラスチックシール要素１０２は、好ましくは、集電体プレート１０４を形成する材料の熱膨張係数にマッチする熱膨張係数を有する材料で形成される。ニッケル製の集電体プレート１０４を用いる場合、使用できる適切なプラスチックとしては、硫化ポリフェノール（ＰＰＳ）やＡＢＳ、ポリプロピレン（ＰＰ）、ＰＳＵ、ＰＥＥＫ、ＰＴＦＥ（ＴＥＦＬＯＮ(）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）が挙げられる。現時点で好ましい物質はＰＰである。
【００２３】
好ましい実施態様においては、プラスチックシール要素１０２は、リング部分の熱伝導率を高めるために、プラスチックにフィラーを混合して形成される。上に述べたプラスチックに対して用いることができる適切な熱伝導性フィラーの熱伝導率は、使用するプラスチックよりも高く、このようなフィラーとしては、ボロンナイトライドやアルミニウムナイトライド、アルミナ、シリカが挙げられる。シールを熱伝導性プラスチックで形成することにより、シールにより、バッテリセグメントの化学反応で発生する熱の除去を促進することができる。次に、このような熱の移動を生じさせることができる特定の方法について説明する。
【００２４】
この熱伝導性シールを用いることにより、バッテリシステムの放電をより高出力且つ高速で行うことができる。特に温度は、基本的なバッテリ化学反応において重要な役割を果たすため、バッテリの性能や寿命、コストに対して悪影響を及ぼす可能性がある。逆に言えば、化学反応における温度制御を最適化することにより、この化学システムにおいて優れた性能を達成することができる。従って、バッテリ性能に対する周囲温度の影響やバッテリシステムにおける熱発生手段や熱発生源、バッテリ性能に対する動作温度の影響は、充電受容性や放電効率、バッテリ重量、バッテリコストと関連しているので、これらを理解することが重要である。
【００２５】
前記のように、また更に図６を用いて説明するように、水素ガスが水素吸蔵セグメント１３０から電気化学セグメント１２０へと流れると、水素吸蔵セグメントは冷え、電気化学セグメントの温度は上昇する。水素吸蔵セグメント１３０が冷えると、水素が吸蔵されている金属ハイドライドからの水素の放出が遅くなる。水素吸蔵セグメント１３０へ熱を供給しなければ、バッテリシステムはやがて機能を停止するであろう。バッテリシステムに要求される出力が増大するに従い、電気化学セグメント１２０には、より多量の水素ガスがより速い速度で必要とされる。このガスの利用可能性や速度は、いかに適切に水素吸蔵セグメント１３０へ熱流をもどすことができるかによって決まる。本発明の熱伝導性プラスチックシールを用い、吸蔵セグメント１３０と電気化学セグメント１２０との間で空気を移動させることにより、電気化学セグメント１２０で発生した熱を水素吸蔵セグメント１３０へと移すことができ、高い出力性能を発揮するために必要な熱が提供される。
【００２６】
この熱移動を生じさせる方法を更に説明するため、図６について言及する。図示のように、水素吸蔵セグメント１３０と電気化学セグメント１２０の両方が、共通のエンクロージャ１４０に収容されている。従来技術の設計においては、両セグメントは通常、共通のエンクロージャには収容されていない。このようなエンクロージャ１４０によって、電気化学セグメント１２０で発生した熱が貯蔵セグメント１３０に達することができると共に、周辺環境の周囲温度からの両者の断熱性を一層向上させることができよう。好ましくは、ファン１５０がエンクロージャの側壁に取り付けられ、空気が、エンクロージャ１４０外側から、熱伝導性プラスチックシールを含む電気化学セグメント１２０の外側表面を通って、水素吸蔵セグメント１３０へ向けて送られる。更に、十分な空気を流すため、エンクロージャ１４０の他方の側面に通気孔１５２を設けることができる。好ましくは、水素吸蔵セグメント１３０は、金属ハイドライドを含有する熱伝導性材料製の長いコイル状チューブを含む。好ましくは、ファンは０．７ＣＦＮの空気流を提供する。ここに開示した設計においては、プラスチックシールは、電気化学セグメント１２０からの熱エネルギーを少なくとも約１．２Ｗ／ｍＫで通過させる。その後、このエネルギーは、上に述べた方法により水素吸蔵セグメント１３０へと移動することができる。
【００２７】
再び図５を参照すると、プラスチックシール要素１０２が集電体プレート１０４の周縁の周りに形成された後、これらの構造体は互いに積層され、バッテリセグメントの個々のセル毎にシール要素が提供される。この構成の断面図を図５に示す。各構成要素が積層された後、シール要素１０２を溶融して連続的且つ一体的にシールされたユニットを形成するため、熱を加えることができる。このような熱は、各シール要素同士の物理的な結合を形成するために、シール要素１０２を形成するプラスチック物質の表面溶融温度より高い温度でなければならない。プラスチックシール材料としてポリプロピレンを使用した場合、バッテリ積層体を適切にシールするためには、結合の厚さは少なくとも０．０３０インチなければならない。得られた一体的シールは、バッテリセルからの電解液のリークを防ぐのに十分である。シール要素に熱を加えるのに用いる熱源は、好ましくは火炎である。他の熱源としては、ホット缶（hot can）や炉、他の形の放射熱、例えば赤外光や紫外光が挙げられる。
【００２８】
しかしながら、シール要素１０２の接着或いは接合は、接着剤や糊、溶剤、シールの化学的溶融等の他の方法を用いて行ってもよいことに留意されたい。
【００２９】
図７及び８は、上に述べた構造体の二種類の異なる実施態様を示す斜視図である。具体的には、これら実施態様は両方とも、プラスチックリングシール部２０２を含み、該シール部は、隣接するシール要素を機械的手段によってインターロックすることができる複数のタブ２０６と複数のスロット２０８とを含む。このような構造体であれば、シールを一体的に保持するのに十分であろう。しかしながら、隣接するシール部２０２を一体的に物理的に接合するために熱を加えることが更に好ましいであろう。
【００３０】
図９〜図１１は、本発明の更に別の実施態様を示す。この実施態様においては、プラスチックリングシール部３０２は、構造体内の電気化学セルが熱膨張や熱収縮できるように、一個以上のバネ状の機構３１０を含むように構成されている。
【００３１】
本発明の上の説明ではプラスチックシール要素は集電体プレートに取り付けられていたが、シール要素は、負極や正極、セパレータ、ガス拡散膜、これらセル構成要素を任意に組合せたもの等の他のセル構成要素に取り付けることもできる。例えば、シール要素は、バイポーラ型セルの積層体の完成体又は一部完成体に取り付けることができる。
【００３２】
尚、本発明では、電極、セパレータ、集電体、ガス拡散膜の材料は何ら限定されるものではなく、任意の従来の材料を用いることができる。
【００３３】
ここまでセグメント化ニッケル水素バッテリシステムでの使用に関連して本発明を説明してきたが、本発明は、他の様相においては、他の化学反応が行われる他の電気化学セル或いはバッテリに使用することができる。例えば、プラスチックシールを各セルに用いセルを接合し積層できるようにすることは、リチウムイオンバッテリや鉛酸バッテリ、ニッケル金属ハイドライドバッテリに利用できる。更には、上に説明したような熱伝導性シールの使用は、リチウムイオンバッテリや高出力鉛酸システム等の任意の高出力バッテリシステムに利用できる。
【００３４】
上の説明は、単に好ましい実施態様を説明したものと考えられる。当業者や本発明を製造或いは使用する者であれば、本発明を変更することができるであろう。従って、図に示し、上に説明した実施態様は、単に説明を目的としたものであって、本発明の範囲を限定するものではないと理解される。本発明の範囲は、均等論を含む特許法の原理に従って解釈される添付の請求項によって定義される。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】従来のセグメントニッケル水素バッテリシステムの概略断面図である。
【図２】図１に示すニッケル水素バッテリシステムの従来のバッテリセグメントの断面図である。
【図３】本発明のバッテリシステムに用いる電気化学セル要素の頂部平面図である。
【図４】図３に示す要素を線IV―IVで切断した断面図である。
【図５】図３及び図４に示す複数の構成要素が積層配列された状態の断面図である。
【図６】本発明に従い構成されたセグメントニッケル水素バッテリシステムの概略図である。
【図７】本発明の第二の実施態様に係るバッテリ構成要素の斜視図である。
【図８】本発明の第三の実施態様に係るバッテリ構成要素の斜視図である。
【図９】本発明の第四の実施態様に係るバッテリ構成要素の頂部平面図である。
【図１０】図９に示す要素の一部を線Ｘ−Ｘで切断した断面図である。
【図１１】図９に示す線ＸＩ−ＸＩについての構成要素の一部の断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０２  プラスチックシール
１０４  集電体
１０８  スカート
１２０  電気化学セグメント
１３０  水素吸蔵セグメント
１４０  エンクロージャ
１５０  ファン
【国際公開パンフレット】
2005506658.tif 000002
2005506658.tif 000003
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【国際調査報告】
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