(57)【要約】【課題】金属イオン電気化学的蓄電池のための端子を形成するフィードスルー、ガスリリーフバルブ、関連蓄電池を提供する。【解決手段】本発明は、２つの対向する面（３０、３１）を含む壁（３）のいずれかの側に現れるオリフィス（３２）を介して製造された、金属イオン電気化学蓄電池のための端子を備えるフィードスルー（１）であって、−前記フィードスルーの内側に座部を形成する少なくとも１つの貫通路の面取り部（５４）に当接する閉鎖手段（７）と、−前記貫通ダクトに囲われる圧縮手段（８）であって、前記圧縮手段が、前記蓄電池の内部に広がるガスの所定の圧力まで、連続した周囲表面に沿ってその座部に対して前記閉鎖手段を押圧した状態に維持するように適合され、前記圧力を超えると、前記ガスが前記通路及び前記貫通ダクトを通って前記蓄電池の外側に逃げることができる、圧縮手段（８）と、を備える、フィードスルー（１）に関する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの対向する面（３０、３１）を含む壁（３）のいずれかの側に現れるオリフィス（３２）を介して製造された、金属イオン電気化学蓄電池のための端子を形成するフィードスルー（１）であって、
−前記フィードスルーの内側に座部を形成する少なくとも１つの貫通路の面取り部（５４）に当接する閉鎖手段（７）と、
−前記貫通ダクトに囲われる圧縮手段（８）であって、前記圧縮手段が、前記蓄電池の内部に広がるガスの所定の圧力まで、連続した周囲表面に沿ってその座部に対して前記閉鎖手段を押圧した状態に維持するように適合され、前記圧力を超えると、前記ガスが前記通路及び前記貫通ダクトを通って前記蓄電池の外側に逃げることができる、圧縮手段（８）と、
を備える、フィードスルー（１）。
【請求項２】
−２つの電気絶縁ワッシャ（６Ａ、６Ｂ）であって、各々が、前記壁の複数の面の一方の面（３０、３１）に対して加圧面で当接する当接部と、前記当接部に対して突出し、前記オリフィス（３２）の端部に接触するガイド部とを有する、２つの電気絶縁ワッシャ（６Ａ、６Ｂ）と、
−２つの導電部品（４、５）であって、前記雄部品（４）の一部（４１）が前記雌部品（５）の穿孔部（５１）に圧入され、前記導電部品の各々が、前記ワッシャの当接部に対して加圧面で当接する当接部（４０、５０）を含み、前記穿孔部の基部が、面取り部（５４）を有する前記貫通路（５３）で穿孔されており、前記ダクト（４２、４３、４４）を含む前記雄部品の嵌合部分が、前記蓄電池の外側に出て、前記雌部品の貫通路に面している、２つの導電部品（４、５）と、
を備える、請求項１に記載のフィードスルー。
【請求項３】
前記圧縮手段が、圧縮バネ（８）である、請求項１または２に記載のフィードスルー。
【請求項４】
前記圧縮バネ（８）が、ＡＩＳＩ３１６または３１６Ｌ、またはＡＩＳＩ３０４または３０４Ｌのグレードのステンレス鋼製である、請求項３に記載のフィードスルー。
【請求項５】
前記閉鎖手段がボール（７）であり、前記圧縮手段が、一方では、その座部（５４）に押し付けて前記ボールを初期塑性変形させるように工具（９）の端部を通過させるように構成され、他方では、前記蓄電池の内部に広がる前記ガスの所定の圧力まで変形したボールをその座部に押し付けたままにしておくことができ、前記圧力を超えると前記ガスが前記蓄電池の外側に逃げることができる、請求項１に記載のフィードスルー（１）。
【請求項６】
前記雌部品が、Ｈ１４型の歪硬化状態でＣｕ−Ａｌ銅グレードで作られ、前記ボールが、０状態でＣｕ−Ａｌ銅グレードで作られている、請求項５に記載のフィードスルー。
【請求項７】
前記雌部品が、Ｈ１４、Ｈ１６またはＨ１８タイプの歪硬化状態で１０５０アルミニウム合金グレードで作られており、前記ボールが、０タイプのアニール状態でアルミニウムグレードで作られている、請求項５に記載のフィードスルー（１）。
【請求項８】
前記雄部品が、銅系合金、好ましくはＣｕ−Ａｌ電解銅またはニッケル被覆銅またはアルミニウム系合金、好ましくは５７５４グレードで作られている、請求項１から７の何れか一項に記載のフィードスルー（１）。
【請求項９】
前記座部を形成する前記貫通路の面取り部が、好ましくは４５°の円錐面取り部である、請求項１から８の何れか一項に記載のフィードスルー（１）。
【請求項１０】
前記雌部品の穿孔部（５１）における前記雄部品（４）の嵌合部分の緊密な嵌合が、前記部分（５１）における約６ｍｍの孔径において、Ｎ９ｐ７型嵌合である、請求項１から９の何れか一項に記載のフィードスルー（１）。
【請求項１１】
前記貫通ダクトが、前記雄部品のタップされた中心穴（４２）を備える、請求項１から１０の何れか一項に記載のフィードスルー（１）。
【請求項１２】
請求項１から１０の何れか一項に記載のフィードスルー（１）が貫通して製造される、カバー（３）を有するケーシング（１０）を備える金属イオン電池または蓄電池。
【請求項１３】
前記雄部品（４）が雌ネジタイプであり、前記ケーシング（１０）の外側に向かって突出している、請求項１２に記載の金属イオン電池または蓄電池。
【請求項１４】
前記カバーが、１０５０または３００３アルミニウムのようなアルミニウムからなる、請求項１２または１３に記載の金属イオン電池または蓄電池。
【請求項１５】
前記フィードスルーの前記雌部品がアルミニウム合金製であり、好ましくはチタン酸リチウムＬｉ４ＴｉＯ５Ｏ１２等のチタン酸系の材料、シリコン系の材料、ナトリウム系の材料から選択される、金属イオンを挿入するための活物質を支持するアルミニウムベースの電極ストリップにはんだ付けされたアルミニウムベースの集電体にはんだ付けされる、請求項１２から１４の何れか一項に記載のリチウムイオン電池または蓄電池。
【請求項１６】
前記フィードスルーの前記雌部品がＣｕ−Ａｌ銅ベースであり、好ましくはチタン酸リチウムＬｉ４ＴｉＯ５Ｏ１２等のチタン酸系の材料、シリコン系の材料、ナトリウム系の材料から選択される、金属イオンを挿入するための活物質を支持する銅ベースの電極ストリップにはんだ付けされた銅ベースの集電体にはんだ付けされる、請求項１２から１４の何れか一項に記載のリチウムイオン電池または蓄電池。
【請求項１７】
（ａ）前記壁（３）の２つの対向面（３０、３１）のそれぞれから前記ワッシャ（６Ａ、６Ｂ）のガイド部の１つを前記オリフィス（３２）を通して挿入し、それらが前記壁のオリフィス（３２）の端部に当接するようになる段階と、
（ｂ）前記壁の面（３１）から前記ワッシャの１つ（６Ｂ）に前記アルミニウムの雌部品（５）を挿入する段階と、
（ｃ）前記雌部品（５）の穿孔部分（５１）の内部に前記貫通路（５３）の軸線（Ｘ）に沿って前記閉鎖手段（７）を収容し、それが、前記貫通路の端部において前記面取り部（５４）に表面当接して載るようになる段階と、
（ｄ）ハウジングを形成する前記雄部品（４）の貫通ダクトの部分（４３）に前記圧縮手段（８）を収容し、前記圧縮手段の一端が前記ハウジングの基部に当接しているか保持されており、前記他方の端部が、嵌合する前記雄部品（４）の部分（４１）を越えて突出するようになる段階と、
（ｅ）前記壁の対向面（３０）から前記雄部品（４）をプレス嵌めし、前記雄部品（４）の嵌合部（４１）が、前記雌部品（５）の穿孔部（５１）の基部（５２）に当接し、前記雄部品及び前記雌部品の当接部（４０、５０）の各々が、前記オリフィスの端部に対して案内される前記ワッシャの当接部に対して圧接面で当接するようになる段階と、
を実施する、請求項１から１１の何れか一項に記載のフィードスルーの製造方法。
【請求項１８】
特に前記雌部品の穿孔部における約６ｍｍの孔径において、前記雄部品（４）の嵌合部（４１）と前記雌部品（５）の穿孔部（５１）との間にＮ９ｐ７タイプの嵌合を得るように、段階（ｅ）による前記嵌合が、１重量トン以下の力を有する圧力下で行われる、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
段階（ｅ）の後に、
（ｆ１）前記ハウジングの側方エンクロージャ内に電気化学アセンブリを挿入する段階であって、前記アセンブリが、それ自他に巻回される少なくとも１つのセルを備え、各々のセルがカソード、アノード及び前記アノード−カソード間に介在されるセパレータフィルムによって形成される段階と、
（ｆ２）一方では、前記電気化学的アセンブリの端部と前記極性の１つに対応する前記蓄電池のケーシングとの間に、他方では、前記アセンブリの他方の端部と前記フィードスルー（１）との間に、電気接続を完成する段階と、
（ｆ３）前記蓄電池ケーシングを密封閉鎖する段階と、
（ｆ４）前記蓄電池ケーシング内の充填孔を通して液体またはゲル電解質で前記蓄電池の内部を充填し、次いで前記充填孔を密閉して封止する段階と、
を含む、前記蓄電池およびそのケーシング（１０）を組み立てる全ての段階（ｆ）と、
（ｇ）前記蓄電池の正と負の端子を電気的に接続して電気的な接続を形成する段階と、
を含む、請求項１７または１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記蓄電池の電気生成の段階（ｇ）が完了すると、前記閉鎖手段が、
（ｈ）前記圧縮手段を介して前記蓄電池の外側から前記雄部品（４）の貫通ダクト内にプレスツール（９）を挿入し、前記ボールをその座部（５４）に当接させて塑性変形させる段階を含むボールである、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つの電極に金属イオンを挿入または消滅させる、すなわち介在−非介在することによって金属イオンを放出する原理に従って動作する金属イオン、特にリチウムイオン電気化学発生器に関する。
【０００２】
本発明は、特に大電流、典型的には２５０Ａを超える大電流の通路能力を有する大容量、典型的には１０アンペア時（Ａｈ）を超える金属イオン電気化学蓄電池に関する。
【０００３】
より具体的には、本発明は、蓄電池の動作中に発生するガスのためのバルブの形態のリリーフ装置の製造に関する。
【０００４】
リチウムイオン蓄電池を参照して説明しているが、本発明は、任意の金属イオン電気化学蓄電池、例えば、ナトリウムイオン、マグネシウムイオン、アルミニウムイオン等の蓄電池に適用可能である。
【背景技術】
【０００５】
リチウムイオン電池または蓄電池は、通常、正極またはカソードと負極またはアノードとの間に電解質成分によって形成された少なくとも１つの電気化学セルと、カソードに接続された集電体と、アノードに接続された集電体と、さらに電気化学セルを集電体の一部によって通過させながら封止された状態で収容するように構成されたパッケージと、を備える。
【０００６】
電解質成分は固体、液体またはゲル状であってもよい。この後者の形態では、成分は、有機電解液に浸漬されたポリマーまたは微多孔質複合材からなるセパレータを含むことができ、または充電の場合にリチウムイオンがカソードからアノードに移動することを可能にし、逆に電流を発生させる放電の場合にリチウムイオンの移動を可能にするイオン性液体タイプであってもよい。電解質は、一般に有機溶媒の混合物、例えばリチウム塩が添加された炭酸塩、典型的にはＬｉＰＦ６の混合物である。
【０００７】
正極またはカソードは、一般にＬｉＦｅＰＯ４、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉ０．３３Ｍｎ０．３３Ｃｏ０．３３Ｏ２等の複合材料である、リチウムカチオンを挿入するための材料で構成される。
【０００８】
負極またはアノードは、しばしば黒鉛炭素またはＬｉ４Ｔｉ５Ｏ５Ｏ１２（チタン酸塩材料）でできており、おそらくシリコンベースまたはシリコンベースで成形された複合材でもある。
【０００９】
正極に接続された集電体は、一般にアルミニウムからなる。
【００１０】
負極に接続された集電体は、一般に、銅、ニッケル被覆された銅またはアルミニウムからなる。
【００１１】
リチウムイオン電池または蓄電池（アキュムレータ）は、明らかに、互いに積み重ねられた複数の電気化学セルを含むことができる。
【００１２】
従来、Ｌｉイオン電池または蓄電池は、典型的には３．６ボルトに等しい高電圧レベルで動作することを可能にするアノードおよびカソード上に一対の材料を使用する。
【００１３】
Ｌｉイオン電池または蓄電池は、意図された用途が制限的である場合、または例えば、はるかに高い耐圧およびより厳しい要求される封止レベル、典型的には１０−８ｍｂａｒ．ｌ／ｓ、または航空宇宙分野などの非常にストレスの多い環境では、剛性のパッケージを含む。
【００１４】
さらに、剛性パッケージは、現在、典型的にはステンレス鋼（３１６Ｌステンレス鋼または３０４ステンレス鋼）、アルミニウム（Ａｌ１０５０またはＡｌ３００３）またはチタンで作られた金属ケーシングからなる。
【００１５】
現在、２種類の剛性ケーシングが製造されている。
【００１６】
第１のタイプは、機械加工された基部とその周辺部にレーザによって共にはんだ付けされたカバーで形成された剛性ケーシングからなる。集電体は、部分的に金属ワイヤまたはピンで形成されている。１つまたは複数のピンは、電気化学セルまたは電気化学セルのスタックの電極の１つに接続された対応する集電体の部分に、電気または超音波はんだ付けによってはんだ付けされる。ケーシングの金属カバーと金属ピンとの間に電気絶縁を生成するために、ガラスボールがピンを嵌め（グレーズ）、一般にガラス−金属フィードスルーと呼ばれるものを形成する。さらに、ケーシングカバーにシールを設けるために、ケーシングと同じ金属で通常作られたガラスボールの周りのリングがそれにはんだ付けされる。いくつかの構成は、単一のガラス−金属フィードスルーの使用を提供し、他方の端子を形成するケーシングは、蓄電池の極とも呼ばれる。
【００１７】
第２のタイプはまた、打ち抜かれたカップと、その周辺部にレーザによって共にはんだ付けされたカバーとが形成された剛性のケーシングからなる。しかし、集電体は、ケーシングの上部に突出し、電池の見かけの極とも呼ばれる端子を形成する部分を有するフィードスルーを含む。
【００１８】
種々のタイプのフィードスルーが仏国特許発明第２９８９８３６号明細書に開示されており、それは、特に、従来使用されている３．６ボルト以下の平均電圧レベルを有する非常に高い電流、典型的には１００Ａの電流を通過させるＬｉイオン蓄電池の端子を形成するフィードスルーを提案している。
【００１９】
さらに、Ｌｉイオン蓄電池の既知の問題は、電気生成ステップ中および蓄電池の動作中のガス発生の問題である。
【００２０】
事実、蓄電池の電気生成サイクルの後、場合によっては、蓄電池ケーシングの機械的変形が観察された。これは、この電気生成サイクル中にガス発生が起こることを示唆している。
【００２１】
典型的には、プリズム式蓄電池形式の場合、大きな面の膨張が主に観察され、電気生成の終わりに厚さが増加する。この膨張は、図１の矢印によって示されており、ケーシング１０の角柱形状の大きな面は、互いに分離することによって塑性変形する。
【００２２】
同様に、直径が大きく、典型的には直径が２５〜３０ｍｍを超える円筒形蓄電池形式の場合、蓄電池の基部および／または正および負の極を形成する端子を備えたカバーに変形が観察され得、この変形は、最悪の場合、１〜２ｍｍの値に達することがある。この変形は、フィードスルー１および正端子２を形成する負端子を備えた基部およびカバー３が塑性変形する図２の矢印によって示されている。この変形は、蓄電池の最初の電気生成サイクル中に通常観察される蓄電池内の圧力の増加の結果である。
【００２３】
本発明者らは、Ｌｉイオン蓄電池の最初の電気生成サイクル中に内部圧力を測定する試験を既に行っている。これらの試験は、蓄電池内のガス圧力の増加というこの現象を強調した。
【００２４】
図３は、ＬｉＦｅＰＯ４／グラファイト型電気化学を用いた円筒型５０−１２５型Ｌｉイオン蓄電池について行った試験の結果をグラフの形で示している。
【００２５】
曲線の１つは、充放電段階中の蓄電池端子への電圧の記録を示し、第２の曲線は、この電気生成段階中の最初の２つの完全なサイクル中に測定された蓄電池内の圧力の変化を示す。
【００２６】
第２の曲線は、第１の充電サイクルの最初の３時間にわたって維持される内圧の上昇を示し、圧力ピークは、約５．４バールの値に設定される。
【００２７】
同時に、この圧力上昇を生じる電気化学的活性が３．０Ｖを超えるように調節されることに留意されたい。
【００２８】
第２の曲線の右側には、第２の充放電サイクルから安定して１バール以下の内圧が漸進的に低下するガス再結合現象が先験的に示されている。
【００２９】
実施例で５バールより大きい内圧レベルに達した状態で、約＋０．５ｍｍの蓄電池ケーシングのカップの基部の不可逆的変形が観察された。
【００３０】
しかしながら、蓄電池のカップの基部のこの可塑化は、特に、この場合のように、蓄電池の全高さで寸法が著しく進展することができるように、複数の蓄電池によってそれぞれ形成されたモジュールのアセンブリを製造しようとするとき、問題となり得る。
【００３１】
前述の例の範囲内で、第１の充電ステップ中に、例えば、この例では約０．５Ｖと３．０Ｖの範囲に含まれる電圧上昇段階中に生成されたガスを逃がすことができることが有利であったことは容易に理解できる。実際に、ガスを逃がすことで、以下の両方の問題を避けることができた：
−蓄電池ケーシングの壁に機械的に応力を加え、ケーシングのいくつかの表面の不可逆変形を生じさせる；及び
−蓄電池の電気的性能および老化に必ずしも有利ではないガスの組成で、蓄電池の内部にガスを内部貯蔵する。
【００３２】
過圧の際に電気化学蓄電池の内部で生成されるガスを逃がすための様々な装置が既に知られている。
【００３３】
第１のタイプの装置は、特に１８６５０形式の円筒形Ｌｉイオン蓄電池に特に一般的であり、ケーシングの一部、より具体的にはカバーを弱めるために、破断線とも呼ばれるプレカットラインを使用する。この破断線は、一般に、所定の圧力を超えて穿孔するように設計されたディスクを形成し、ガスを蓄電池の外側に逃がすことができる。このような破損ディスク装置は、周囲環境の圧力によって圧力バランスに達するまで内部圧力を低下させる。破損ディスクの主な欠点は、ディスクの壁が壊れた後でも蓄電池が動作し続けることができないため、「不可逆的」であると考えることができることである。
【００３４】
内部過圧の場合にガスを逃がすための第２の公知のタイプの装置は、Ｎｉ−ＭＨまたはＮｉ−Ｃｄタイプの電気化学を用いた円筒形蓄電池のカバーに通常組み込まれているものである。このタイプの装置では、円筒状で固体のＥＰＤＭエラストマータイプのパーツは、カバーの上にあるキャップの中央に配置されている。この円筒形のエラストマー部分は、カバーの基部とキャップとの間で圧縮され、カバーの基部を通る通路とキャップの側面の通気孔を形成する開口との間にシールを設けることができる。一般に３〜６バールの範囲に含まれる所定の圧力の場合、エラストマー部分は、蓄電池内のガスが徐々に逃げることができるほど十分に圧縮される。ガスが除去された後、蓄電池内の圧力は、約２〜３バールの低い値に低下し、エラストマー部分が初期位置に戻ることができる。カバーを通る通路が再び塞がれ、蓄電池が再びシールされ、ガスがもはや逃げることができなくなる。この第２の装置の利点は、エラストマー部分が開放された後、蓄電池の全寿命を通して連続的な動作が保証され得る限り、それが可逆的であると考えられることである。この第２の装置の欠点は、エラストマー部分の構成材料の化学的不適合性、特に一般的に使用される、ＬｉＰＦ６、ＬｉＣｌＯ４、またはＬｉＴＦＳＩタイプのリチウム塩に基づく電解質に関する問題のためにＬｉイオン蓄電池に適用することができない。
【００３５】
さらに、提案されている様々なガスリリーフ装置には、蓄電池に追加の空間要件が含まれる場合がある。
【００３６】
したがって、金属イオン電気化学蓄電池のためのガスリリーフ装置の製造を改善するための要件が存在し、特にガスリリーフ装置は、蓄電池材料の電気化学に適合することができ、可逆的であり、すなわち、ガスを逃がした後も連続運転が可能であり、コンパクトである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３７】
【特許文献１】仏国特許発明第２９８９８３６号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００３８】
このために、本発明は、その一側面によれば、２つの対向する面を含む壁のいずれかの側に現れるオリフィスを介して製造された、金属イオン電気化学蓄電池のための端子を形成するフィードスルーであって、
−前記フィードスルーの内側に座部を形成する少なくとも１つの貫通路の面取り部に当接する閉鎖手段と、
−前記貫通ダクトに囲われる圧縮手段であって、前記圧縮手段が、前記蓄電池の内部に広がるガスの所定の圧力まで、連続した周囲表面に沿ってその座部に対して前記閉鎖手段を押圧した状態に維持するように適合され、前記圧力を超えると、前記ガスが前記通路及び前記貫通ダクトを通って前記蓄電池の外側に逃げることができる、圧縮手段と、
を備える、フィードスルーに関する。
【００３９】
変形例によれば、前記フィードスルーは、
−２つの電気絶縁ワッシャであって、各々が、前記壁の複数の面の一方の面に対して加圧面で当接する当接部と、前記当接部に対して突出し、前記オリフィスの端部に接触するガイド部とを有する、２つの電気絶縁ワッシャと、
−２つの導電部品であって、前記雄部品の一部が前記雌部品の穿孔部に圧入され、前記導電部品の各々が、前記ワッシャの当接部に対して加圧面で当接する当接部を含み、前記穿孔部の基部が、面取り部を有する前記貫通路で穿孔されており、前記少なくとも１つのダクトを含む前記雄部品の嵌合部分が、前記蓄電池の外側に出て、前記雄部品の貫通路に面している、２つの導電部品と、
を備える。
【００４０】
有利な実施形態によれば、前記圧縮手段は、圧縮バネである。
【００４１】
他の有利な実施形態によれば、前記閉鎖手段はボールであり、前記圧縮手段は、一方では、その座部に押し付けて前記ボールを初期塑性変形させるように工具の端部を通過させるように構成され、他方では、前記蓄電池の内部に広がる前記ガスの所定の圧力まで変形したボールをその座部に押し付けたままにしておくことができ、前記圧力を超えると前記ガスが前記蓄電池の外側に逃げることができる。初期の塑性変形により、通常、ヘリウムの場合、１０−８ｍｂａｒ・ｌ／ｓ以下のレベルである完全密封が確実に保証される。
【００４２】
用語「フィードスルー」は、通常の意味で理解され、すなわち、導電性要素を壁に通し、この壁から導体を絶縁するために使用されるデバイスである。導電性要素およびフィードスルー壁は、異なる極性を有し、従って、シールを形成し得る電気的絶縁部分によって電気的に絶縁される。
【００４３】
従って、本発明者らは、蓄電池からのガスを逃がすためのデバイスを、蓄電池の端子の１つを形成するフィードスルー内であっても有利に塑性変形されたボール弁によって形成することが好ましく、フィードスルーは、その構成によって機械的に堅牢である。
【００４４】
ある程度まで、バルブは、内部過圧の場合に蓄電池の作動中に発生するガスを逃がすための可逆的な移動バルブを形成する。
【００４５】
本発明によるバルブの一体化は有利である。何故ならば、それは、仏国特許発明第１６５８２８８号として２０１６年９月７日に本出願人の名義でフランスに出願された仏国特許出願公開第２９８９８３６号明細書に開示されているような、金属イオン蓄電池内の密封壁端子を形成するフィードスルーの空間と実質的に同等の空間で起こる。
【００４６】
言い換えれば、バルブ、好ましくはボールバルブによって形成されたガスリリーフ装置は、蓄電池の幾何学的形状を変更しない。これは、ボールおよびその圧縮手段のような閉鎖手段の統合が、蓄電池の端子の１つの製造に至るからである。
【００４７】
公称運転では、蓄電池の完全密閉が、一方では、雌部品と、下部絶縁ワッシャによってフィードスルーを支持する蓄電池の壁との間に設けられ、他方では、雌部品の貫通孔の周囲に形成された座部に対する圧縮手段によって当接された塑性変形を起こしている可能性のあるボールのような閉鎖手段によって設けられる。
【００４８】
「完全密封」という用語は、最も厳しい要求レベルのうちから取られたレベル、典型的にはヘリウムについては１０−８ｍｂａｒ・ｌ／ｓ以下のレベルからのシールに相当すると理解される。
【００４９】
本発明によるボールおよび圧縮手段のような閉鎖手段の構成材料は、一定数の制約を満たさなければならない。
【００５０】
したがって、閉鎖手段（ボール）の構成材料は、
−金属イオン蓄電池に使用される電気化学に適合し、一方では蓄電池の内側の腐食の危険性および潜在的汚染源を防止するために非常に良好な耐薬品性を保証しなければならず、他方では、電解液中に含まれる種々の塩および溶媒または蓄電池の動作中に形成されるガスから生じる化学的攻撃によるその表面の損傷を保証しなければならない。実際に、ボールの表面に対する化学的変化は、ボール表面と、その座部、すなわち雌部品の基部を通して貫通した貫通孔の輪郭との間の界面で得られるシールを損なう可能性がある。
−閉鎖手段（ボール）の構成材料は、端部の雌部品について選択された材料と互換性がなければならない。
−閉鎖手段（ボール）の構成材料は、フィードスルーの組み立ての最終工程中に、ボールの塑性変形が、ボール表面とその座部との間の界面におけるシールを上記の所要レベルで保証するために行われることを可能にするように、端子の雌部品に使用される材料よりも信頼性の高い機械的特性を有していなければならない。
【００５１】
第１の変形例によれば、前記雌部品は、Ｈ１４型の歪硬化状態でＣｕ−Ａｌ銅グレードで作られ、前記ボールは、０状態でＣｕ−Ａｌ銅グレードで作られている。
【００５２】
第２の変形例によれば、前記雌部品は、Ｈ１４、Ｈ１６またはＨ１８タイプの歪硬化状態で１０５０アルミニウム合金グレードで作られており、前記ボールは、０タイプのアニール状態でアルミニウムグレードで作られている。１０５０グレードは、シリコン、チタン酸塩またはナトリウムベースの活性挿入材料、Ｌｉイオン蓄電池用のＬＩＰＦ６ベースの電解質等を含む、金属イオン蓄電池の電気化学的コアを形成し得る材料と完全に適合する。さらに、このアルミニウムグレードは、アルミニウムベースの集電体および電極ストリップに通常使用されるものと同様である。
【００５３】
圧縮手段の構成材料は、特に：
−典型的には２バールを超える目標圧力レベルに対応する圧縮に供する力を、ボール等の閉鎖手段の表面と座部（面取り部）との間の界面にシール維持することを可能にしなければならず、
−金属イオン蓄電池に使用される電気化学と適合性があり、電解質に含まれる様々な塩および溶媒または蓄電池の動作中に形成されるガスから生じる化学的攻撃によってその表面への損傷を回避する優れた耐薬品性を保証しなければならない。
【００５４】
好ましくは、前記圧縮バネ等の前記圧縮手段は、ＡＩＳＩ３１６または３１６Ｌ、またはＡＩＳＩ３０４または３０４Ｌの等級のステンレス鋼製である。
【００５５】
前記雄部品は、銅系合金、好ましくはＣｕ−Ａｌ電解銅またはニッケル被覆銅またはアルミニウム系合金、好ましくは５７３４グレードで作られている。ニッケル被覆銅の利点は、蓄電池の電気化学が従来の電気化学と異なる場合であっても、同一の界面をユーザに対して維持することを可能にする、従来の負の銅端子に対して規定されたのと同じ化学的性質を有することである。５７５４グレードは、機械的特性が非常に優れ、表面に圧力が加えられたときに、特に雌部品に雄部品を圧着する際に完全性を維持する。
【００５６】
好ましくは、前記閉鎖手段が当接する前記面取り部は、好ましくは４５°の円錐面取り部である。
【００５７】
より具体的には、前記貫通ダクトは、前記雄部品のタップされた中心穴を備える。
【００５８】
有利な変形例によれば、前記雌部品の穿孔部における前記雄部品の嵌合部分の緊密な嵌合は、前記穿孔部における約６ｍｍの孔径において、Ｎ９ｐ７型嵌合である。考慮されるＮ９ｐ７嵌合が、ＩＳＯ嵌合システムによる嵌合であることに留意されたい。
【００５９】
本発明によるボールを備えたガスリリーフバルブを組み込んだフィードスルーの利点は数多くあり、以下のことが挙げられる：
−電気生成等の様々な状況において、内部圧力の上昇の場合、ガスを生成することができる内部加熱の場合、例えば、典型的には７０℃を超える角に高い外部温度での爆発的な使用の場合、過度に高い充電電流または放電電流の場合、外部短絡の場合にいつでも、蓄電池の低圧脱気を実施する可能性がある。
−それが可逆的な解決策であるという事実、すなわち、ガスの逃げに続く蓄電池の連続運転を保証する：内部圧力が典型的には２バール以下に低下すると、蓄電池の内部から生じるガスおよび／または液体の漏れは、ガス発生源である原因が依然として存在する場合には、内圧が再び上昇するまで、ボールのような閉鎖手段により供給物の雌部品の貫通孔の封鎖を通じて停止する。
−蓄電池から低圧で貫通路の開口部を通って逃げることができるガス容積を制限する。
−金属イオン蓄電池電気化学との互換性。
−追加の製造上の制約が回避されるという事実。従って、本発明によるガス放出バルブを形成する装置は、蓄電池の電気生成から作動する。本発明によるこの装置が、蓄電池の全閉端に組み込まれているので、蓄電池のケーシングを開いたままにし、最後に電気生成後に蓄電池を閉じて、蓄電池の電気生成のステップを実行する必要はない。
−本発明による蓄電池の密封された閉鎖によるアセンブリの製造は、無水アセンブリルーム内で行うことができるが、電気生成操作および最終の形成後のステップは、無水部屋の外で行うことができる。
【００６０】
他の側面によれば、本発明はさらに、前述のようなフィードスルーが貫通して製造される、カバーを有するケーシングを備える金属イオン電池または蓄電池に関する。
【００６１】
ある特徴によれば、前記雄部品は、雌ネジタイプであり、前記ケーシングの外側に向かって突出している。
【００６２】
前記カバーは、１０５０または３００３アルミニウムのようなアルミニウムで作られ得る。
【００６３】
有利な構成によれば、前記フィードスルーの前記雌部品は、アルミニウム合金製であり、好ましくはチタン酸リチウムＬｉ４ＴｉＯ５Ｏ１２等のチタン酸系の材料、シリコン系の材料、ナトリウム系の材料から選択される、金属イオンを挿入するための活物質を支持するアルミニウムベースの電極ストリップにはんだ付けされたアルミニウムベースの集電体にはんだ付けされる。
【００６４】
他の有利な構成によれば、前記フィードスルーの前記雌部品は、Ｃｕ−Ａｌ銅ベースであり、好ましくはチタン酸リチウムＬｉ４ＴｉＯ５Ｏ１２等のチタン酸系の材料、シリコン系の材料、ナトリウム系の材料から選択される、金属イオンを挿入するための活物質を支持する銅ベースの電極ストリップにはんだ付けされた銅ベースの集電体にはんだ付けされる。
【００６５】
最後に、本発明は、
（ａ）前記壁の２つの対向面のそれぞれから前記ワッシャのガイド部の１つを前記オリフィスを通して挿入し、それらが前記壁のオリフィスの端部に当接するようになる段階と、
（ｂ）前記壁の面から前記ワッシャの１つに前記アルミニウムの雌部品を挿入する段階と、
（ｃ）前記雌部品の穿孔部分の内部に前記貫通路の軸線に沿って前記閉鎖手段を収容し、それが、前記貫通路の端部において前記面取り部に表面当接して載るようになる段階と、
（ｄ）ハウジングを形成する前記雄部品の貫通ダクトの部分に前記圧縮手段を収容し、前記圧縮手段の一端が前記ハウジングの基部に当接しているか保持されており、前記他方の端部が、嵌合する前記雄部品の部分を越えて突出するようになる段階と、
（ｅ）前記壁の対向面から前記雄部品をプレス嵌めし、前記雄部品の嵌合部が、前記雌部品の穿孔部の基部に当接し、前記雄部品及び前記雌部品の当接部の各々が、前記オリフィスの端部に対して案内される前記ワッシャの当接部に対して圧接面で当接するようになる段階と、
を実施する、前記のようなフィードスルーの製造方法に関する。
【００６６】
特に前記雌部品の穿孔部における約６ｍｍの孔径において、前記雄部品の嵌合部と前記雌部品の穿孔部との間にＮ９ｐ７タイプの嵌合を得るように、段階（ｅ）による前記嵌合が、好ましくは１重量トン以下の力を有する圧力下で行われる。
【００６７】
有利な実施形態によれば、段階（ｅ）の後に、前記方法は、
（ｆ１）前記ハウジングの側方エンクロージャ内に電気化学アセンブリを挿入する段階であって、前記アセンブリが、それ自他に巻回される少なくとも１つのセルを備え、各々のセルがカソード、アノード及び前記アノード−カソード間に介在されるセパレータフィルムによって形成される段階と、
（ｆ２）一方では、前記電気化学的アセンブリの端部と前記極性の１つに対応する前記蓄電池のケーシングとの間に、他方では、前記アセンブリの他方の端部と前記フィードスルー（１）との間に、電気接続を完成する段階と、
（ｆ３）前記蓄電池ケーシングを密封閉鎖する段階と、
（ｆ４）前記蓄電池ケーシング内の充填孔を通して液体またはゲル電解質で前記蓄電池の内部を充填し、次いで前記充填孔を密閉して封止する段階と、
を含む、前記蓄電池およびそのケーシングを組み立てる全ての段階（ｆ）と、
（ｇ）前記蓄電池の正と負の端子を電気的に接続して電気的な接続を形成する段階と、
を含む。
【００６８】
有利には、前記閉鎖手段がボールであり、前記方法は、前記蓄電池の電気生成の段階（ｇ）が完了すると、
（ｈ）前記圧縮手段を介して前記蓄電池の外側から前記雄部品の貫通ダクト内にプレスツールを挿入して、前記ボールを座部に当接させて塑性変形させる段階を含む。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
本発明の更なる利点及び特徴は、添付の図面を参照して、非限定的な例として提供される本発明の実施形態の詳細な説明を読むことにより、より明白になるであろう。
【００７０】
【図１】従来技術の一例による円筒形状を有するＬｉイオン蓄電池の斜視図である。
【図２】従来技術の別の例による、プリズム形状を有するＬｉイオン蓄電池の斜視図である。
【図３】ＬｉＦｅＰＯ４／グラファイト型電気化学を用いた従来技術による５０−１２５型Ｌｉイオン蓄電池の円筒形のフォーマットで実施された試験の結果を曲線の形で示す。
【図４】ケーシングのカバーを通る金属イオン蓄電池の端子を形成するフィードスルーの軸方向断面図および分解図であり、フィードスルーは本発明によるガスリリーフ装置を組み込んでいる。
【図４Ａ】ガスリリーフ装置のボールの座部上の位置を示す図４の詳細図である。
【図５Ａ】ガスリリーフ装置を組み込んだ本発明によるフィードスルーを製造する様々な工程を示す軸方向断面図である。
【図５Ｂ】ガスリリーフ装置を組み込んだ本発明によるフィードスルーを製造する様々な工程を示す軸方向断面図である。
【図５Ｃ】ガスリリーフ装置を組み込んだ本発明によるフィードスルーを製造する様々な工程を示す軸方向断面図である。
【図６】図５Ｃのボールの塑性変形の工程の後に得られる本発明による金属イオン蓄電池の端子を形成するフィードスルーの軸方向断面図である。
【図７Ａ】図５Ｃのボールの塑性変形の工程の前後に、ガスリリーフ装置のボールが座部上に配置されたときのボールの詳細な軸方向断面図である。
【図７Ｂ】図５Ｃのボールの塑性変形の工程の前後に、ガスリリーフ装置のボールが座部上に配置されたときのボールの詳細な軸方向断面図である。
【図８Ａ】図５Ｃのボールの塑性変形の工程を実施するためのプレス工具の２つの変形例の詳細な軸方向断面図である。
【図８Ｂ】図５Ｃのボールの塑性変形の工程を実施するためのプレス工具の２つの変形例の詳細な軸方向断面図である。
【図９】ＬｉＦｅＰＯ４／グラファイト型電気化学を用いた本発明による５０−１２５型Ｌｉイオン蓄電池の円筒形について実施された試験の結果を曲線の形態で示す。
【発明を実施するための形態】
【００７１】
図１〜図３は、従来技術によるＬｉイオン蓄電池に関する。これらの図１〜図３は、前文で既に議論されているため、以下ではこれ以上説明しない。
【００７２】
明瞭にするために、従来技術および本発明による同じフィードスルー要素を示す同じ参照番号が、すべての図１〜図９Ｂに使用されている。
【００７３】
本出願を通して、「下方」、「上方」、「下部」、「上部」、「底部」および「頂部」という用語は、そのカバーを上にし、フィードスルーがハウジングの外側から上部に向かって突出している、垂直に配置された金属イオン蓄電池ケーシングを参照して理解されるべきである。
【００７４】
明瞭にするために、本発明によるフィードスルー１が形成される蓄電池ケーシングのカバー３と、シールを提供するワッシャ６Ａ、６Ｂとが図４に示されるだけである。図示されていないが、これらの要素は、本発明によるフィードスルーの他のすべての視点に対して存在することは明らかである。
【００７５】
図４は、本発明によるガスリリーフ装置を組み込んだ金属イオン蓄電池の端子１を形成するフィードスルーの第１の例を示す。
【００７６】
本発明によるフィードスルー１は、金属イオン蓄電池ケーシングのカバー３の両側に現れるオリフィス３２を介して製造され、このカバーは、２つの対向する面３０、３１を含む。カバー３は、典型的には１０５０または３００３アルミニウムで作られ、その電気抵抗率は、約２．６μΩ・ｃｍである。
【００７７】
フィードスルー１は、Ｌｉイオン蓄電池ケーシングの軸に平行な軸Ｘに沿って延びる。
【００７８】
本発明によるフィードスルー１は、雌部品５に密着した雄部品４を備えている。示されている雄４と雌５の部分は導電性であり、換言すれば電気抵抗率が低く、典型的には１．７と１．９μΩ・ｃｍの範囲に含まれている。雄部品４は、有利には、５７５４アルミニウムまたはＣｕ−Ａｌ電解銅、好ましくはニッケルコーティングで作ることができる。雌部品５は、好ましくは１０５０アルミニウムまたはＣｕ−Ａｌ電解銅、好ましくはニッケルコーティングで形成することができる。
【００７９】
雄部品４及び雌部品５の各部分は、それぞれ上部ワッシャ６Ａ及び下部ワッシャ６Ｂに圧接面で当接する当接部４０、５０を有する。示されたワッシャ６Ａ、６Ｂは、１×１０１５μΩ・ｃｍを超える高い電気抵抗率を有する。それらは、ポリエーテルイミドＰＥＩ製である。各ワッシャは、ワッシャの当接部４０、５０の一方に直接当接する当接部と、当接部に対して突出するガイド部とを備えている。ガイド部は、雌部品５をカバーのオリフィス内にガイドして位置させる。
【００８０】
雄部品４は、雌部品５の穿孔５１に密着した円筒部４１を有する。
【００８１】
円筒部４１の高さＬ１は、筒状部４１と穿孔５１との間の最小の嵌合高さを少なくとも確保するように決定される。通常、高さＬ１は２ｍｍより大きくなる。
【００８２】
穿孔５１の高さＬ２は、筒状部４１と穿孔５１との間の最小の嵌合高さを少なくとも確保するように決定される。通常、高さＬ２は、２ｍｍより大きくなる。
【００８３】
この円筒部４１の外径と穿孔５１の内径Ｄ１との関係は、雌部品５の穿孔５１内の円筒部４１に対して１重量トン以上の力で圧入することが好ましい。典型的には、これらの２つの円筒部４１、５１の間にＮ９ｐ７型嵌合が定められる。雄部品４と雌部品５およびワッシャ６ＡおよびＢの組立体は、カバー３のオリフィスに完全なシールを提供する。
【００８４】
本発明によれば、端子１は、蓄電池内の過圧の場合にガスを逃がすための装置を一体化している。
【００８５】
この装置は、蓄電池の内部から発生するガスが蓄電池の外側に向かって逃げることができる２つの雄部品４と雌部品５に形成された１組の穿孔と、ボール７と、圧縮バネ８を備える。
【００８６】
ボール７の直径は、座部５４の外側の直径と圧縮バネ８の外径の両方よりも大きい。
【００８７】
圧縮状態では、圧縮バネ８は、ボール７が座部の全周にわたって連続的な線で座部５４上に維持されるようにし、典型的にはボール７がその上に位置する貫通孔５３を通る２バールの圧力と同等の力よりも大きいバネ８の力で、蓄電池の内側と外側との間の完全なシールを得る。
【００８８】
以下に説明するように達成される完全なシールレベルは、典型的には、ヘリウムについては１０−８ｍｂａｒ・ｌ／ｓ未満であり、金属イオン蓄電池ケーシングアセンブリのもの、特にワッシャ６Ａ、６Ｂにおけるカバー３のオリフィス３２の周囲のものに相当する。
【００８９】
より具体的には、雄部品４は、圧縮バネ８を収容するためのハウジング４３を備える。
このハウジング４３は、貫通路４４を介して、典型的にはＭ５またはＭ６タイプの直径を有する雌ネジ穴４２に接続される。
【００９０】
好ましくは、くびれ部４５がハウジング４３の上端に形成される。このくびれ部４５は、バネ８が雄部品４内に配置された後、その位置に保持されることを可能にする。
【００９１】
このくびれ部４５は、１２０°または９０°で３つの位置に配置されたキャッチタイプの過厚さの連続的または部分的な線を形成するように、機械加工によって、または筐体４３のボアの壁に沿って材料を移動させることにより作ることができる。
【００９２】
雌部品５は、特に、貫通路５３の穿孔５１の端部で基部５２に穿孔され、その端部５４はボール７の座部を形成し、図６に示すように、バネ８用のハウジング４３に面している。
【００９３】
このように構成することによって、バネ８の付勢力によってボール７を塞ぐことなく、蓄電池の内側からフィードスルー１の雄部分４、５を通って外部にガスが出るように、ねじ穴４２とハウジング４３と貫通路４４、５３とが連通する。
【００９４】
ボール７の座部５４は、典型的には約４５°の円錐面取りによって形成されており、これにより前述の所望のシール機能に加えて、ボール７が、取付工程中における通路５３及びフィードスルー１の軸線Ｘに沿って独立して位置することができる。
【００９５】
好ましくは、面取りされた拡幅部４６がハウジング４３の下端に形成される。
【００９６】
好ましくは、バネ８のためのハウジング４３の内径Ｄ３は、バネ８の外径の約１０％よりも大きくなるように画定される。したがって、これにより、バネ８の圧縮時の摩擦および起こり得るジャミングが回避される。
【００９７】
好ましくは、スプリング８のハウジング４３の高さＬ３は、円筒部４１の端部を穿孔５１の基部５２に当接させた状態で、雄部品４を雌部品５に密着させると、バネ８の圧縮率は、蓄電池の内部から外部へガスを排出するための２つの圧力値、それぞれ低いＰ１と高いＰ２の範囲に含まれると定義される開封圧力を収容するためにボールに加えられる力のレベルに対応する。
【００９８】
金属イオン蓄電池フィードスルー１のための通常の所望の寸法およびスペースに適合させるために、ボール７は小さく、典型的には外径が１．６ｍｍおよび３ｍｍの範囲に含まれることが有利である。
【００９９】
同様に、ボール７は貫通路５３の面取り部５４上に位置し、その直径は１〜２ｍｍの範囲内に含まれることが好ましい。
【０１００】
雌部品５がニッケル被覆Ｃｕ−Ａｌ銅で作られている場合、ボール７は好ましくはＣｕ−Ａｌ銅、好ましくは少なくとも９９．９％の銅で作られる。
【０１０１】
雌部品５がニッケル被覆１０５０アルミニウムで作られている場合、ボール７は、例えば、少なくとも９９．５％のアルミニウムの１０５０アルミニウムなどの１０００級アルミニウムで作られる。
【０１０２】
後述するように、スルーホール５３の面取り部５４上の上記の所要レベルのシールを確実にするためには、以下に説明するようにフィードスルー１を組み立てるとき、雌部品５に対するボール７の塑性変形の最終工程を行うことが有効である。
【０１０３】
さらに、これらの塑性変形の制約に対応するために、端子の雌部品５がニッケルで被覆されたＣｕ−Ａｌ銅で作られている場合、以下の有利な選択を行うことができる：
−雌部品５については、２５０Ｎ／ｍｍ２を超える弾性限度で３００Ｎ／ｍｍ２を超える破断強度で表される歪硬化状態のＨ１４型のＣｕ−Ａｌ銅グレードである。
−ボール７については、１２０Ｎ／ｍｍ２の最大弾性限界で２００Ｎ／ｍｍ２を超える破断強度によって表される、アニーリングを伴う０状態のＣｕ−Ａｌ銅グレードである。
【０１０４】
端子の雌部品５が１０５０型のアルミニウムで作られている場合、以下の有利な選択がなされ得る：
−雌部品５については、Ｈ１４、Ｈ１６またはＨ１８型の１０５０アルミニウムグレードが、Ｈ１４状態について、弾性限度が８５Ｎ／ｍｍ２を超えて１０５Ｎ／ｍｍ２を超える破断強度で表されている。
−ボール７については、６５から９５Ｎ／ｍｍ２の範囲に含まれる破断強度と４０−５０Ｎ／ｍｍ２の最大弾性限界で表されるアニーリングを伴う０状態のアルミニウムグレードである。
【０１０５】
有利な変形形態によれば、ボール７と雌部品５の基部との間の機械的強度の差もまた強調され得る。
【０１０６】
この目的のために、ボール７の直径の関数として、貫通路５３の下端部と面取り部５４の下端部との間のある程度まで基部の肉厚Ｅを増加させることが可能である。
【０１０７】
以下の表１は、ボール７の外径φの関数としてのこの厚さＥの好ましい値を提供する。
【０１０８】
【表１】
2018206773.tif 000003
【０１０９】
金属イオン蓄電池フィードスルー１のための通常の所望の寸法およびスペースに適合するために、バネ８は小さく、典型的には外径が４ｍｍ以下であり、長さが８ｍｍ以下の自由状態であることが有利である。
【０１１０】
圧縮バネ８は、好ましくはＡＩＳＩ３１６−３１６Ｌ、または可能であればＡＩＳＩ３０４−３０４Ｌ等級のステンレス鋼で作られており、広く使用され、Ｌｉイオン蓄電池の電気化学に適合する等級の利点も有する。
【０１１１】
一例として、圧縮バネ８は、ＳＰＥＣによって市販されている３１６ステンレス鋼で作られたワイヤベースのバネの１つとすることができる。
【０１１２】
したがって、好ましくは、約６ｍｍの円筒形部分４１の直径Ｄ１に対して、ＳＰＥＣからのバネを有利に選択することができ、その特徴を以下の表２に纏める。
【０１１３】
【表２】
2018206773.tif 000004
【０１１４】
より好ましくは、７から８ｍｍの範囲に含まれる円筒形部分４１の直径Ｄ１について、ＳＰＥＣからのバネを有利に選択することができ、その特徴を以下の表３に纏める。
【０１１５】
【表３】
2018206773.tif 000005
【０１１６】
本発明によるガスリリーフ装置を一体化したフィードスルー１を備えた蓄電池を製造するために、以下の工程が行われる。
【０１１７】
ワッシャ６Ａ、６Ｂのガイド部の一方は、カバーの２つの面３０、３１のそれぞれからオリフィス３２の縁部に当接するように、オリフィス３２を通って挿入される。
【０１１８】
雌部品５は、カバー３の下面３１から下ワッシャ６Ｂに挿入される。
【０１１９】
ボール７は、貫通通路５３の軸線Ｘに沿って面取り部５４に載るように、雌部品５の内側に配置される。
【０１２０】
圧縮バネ８は、雄部品４のハウジング４３内に配置される。バネ８は、一方の端部を介してくびれ部５でハウジング４３の基部内にスナップ嵌合し、他方の端部は、雄部品４の円筒部４１を越えて突出する（図５Ａ）。
【０１２１】
雄部品４は、カバー３の下面３１に対向する上面３０から圧入される。プレス嵌めは、雄部品４及び雌部品５の当接部４０、５０の各々が、ワッシャ６Ａ、６Ｂの当接部に対して圧力面で当接することを可能にし、これらは、オリフィス３２の縁部に当接している（図５Ｂ）。さらに、雌部品５は、オリフィス３２の縁部に当接されたワッシャ６Ａ、６Ｂのガイド部に当接されている。好ましくは、一方では部品４、５とワッシャ６Ａ、６Ｂとカバー３との間のシールを得るために、他方では、雄部品４と雌部品５との間に耐性の高い冷間メカニカルクランプを得るために、少なくとも１重量トンに等しい圧入力が加えられる。
【０１２２】
このステップの最後に、得られたシールレベルはすでに高いレベルになっている。上記の成分を用いて、１０−５〜１０−７ｍｂａｒ・ｌ／ｓの範囲に含まれるヘリウム試験レベルを提供することができる。この封止レベルは、金属イオン蓄電池の電気生成工程を実施するのに十分である。
【０１２３】
次に、本発明によるフィードスルーの種々の成分の組み立てが完了する。
【０１２４】
金属イオン蓄電池を組み立てるためのすべての通常の手順は、以下のように実行される：
−電気化学的アセンブリをハウジングの側方エンクロージャ内に挿入し、前記アセンブリは、それ自体に巻回された少なくとも１つのセルを備え、各セルは、カソード、アノード及びアノード−カソード間に介在されたセパレータフィルムによって形成されている。
−一方では、電気化学的アセンブリの端部と、例えば正の極性である極性の一方に対応する蓄電池のケーシングとの間で、他方では、アセンブリの他方の端部と、例えば負の極性である極性の他方のものに対応する、本発明による蓄電池のカバー３の端子フィードスルー１の壁との間で、電気的接続が完了する。
−蓄電池ケーシングは密封されて閉じられている。
−例えば蓄電池ケーシングのカバー３に設けられた充填孔を介して蓄電池の内部に電解液を充填する。この充填孔は、完全に密封された蓄電池ケーシングを提供するために再閉鎖される。
【０１２５】
本発明による蓄電池を組み立てることにより、その正極端子および負極端子を既知の機器に電気的に接続することによって、電気生成のステップに進むことが可能である。
【０１２６】
この目的のために、最初の充電および放電サイクルは、蓄電池の２つの負極および正極の端子に充放電電流を流すことによって実行される。
【０１２７】
本願の前文で述べたように、４８時間から７２時間まで続くことができる電気生成のこのステップ中に内圧が上昇する可能性があり、それは、最初の充電サイクル中に一般的に観察されるものである。
【０１２８】
この圧力上昇の前に、事前に空気または周囲の湿気が蓄電池に入ることができないので、ヘリウムについて約１０−５および１０−７ｍｂａｒ．ｌ／ｓの以前に得られた封止レベルで十分である。
【０１２９】
前述したように、ボール７及びバネ８のガスリリーフ装置のおかげで、過圧ガスはバネ８の力に打ち勝ってボール７を持ち上げ、それにより、それぞれネジ穴４２、ハウジング４３、貫通路４４及び５３を通って外側に解放される。
【０１３０】
図９は、ＬｉＦｅＰＯ４／グラファイト型電気化学を用いた本発明による円筒形５０−１２５型Ｌｉイオン蓄電池について行われた試験の結果をグラフの形で示しており、ボール７および圧縮バネ８は、上記の材料で作られ、上記寸法を有する。
【０１３１】
蓄電池内の圧力の曲線を読み取ると、次のことが分かる：
−内圧が、図示の例ではＡ点でボール７が座部５４から持ち上げられる排気圧力に達すると、蓄電池の内部でガスが発生すると蓄電池の内部からガスが抜けてしまう。
−このガス発生が停止すると、ボール７は図示の例では点Ｂから座部上に閉じて戻る。
【０１３２】
最後のステップとして、電気生成の完了時に、ボール７の塑性変形のステップが有利に設けられ、それは、以下に説明するように、蓄電池シールレベルが、ヘリウムの場合に少なくとも１０−８ｍｂａｒ・ｌ／ｓより大きい値で永久的に提供されることを可能にする。
【０１３３】
この最後のステップを図５Ｃに示す：プレス工具９を端子１の雄部品４の軸Ｘに挿入し、次にこの工具９のねじ付き本体９０を端子１のネジ穴４２にねじ込む。
【０１３４】
この端部９１がボア７の上部ドームに接触するまで本体９０がネジ穴４２内にねじ込まれるとき、ねじ付き本体９０は、スプリングターンの中心に導入される円筒形端部９１によって延長される。
【０１３５】
図５Ｃの矢印Ｆによって示されるように、ねじ込みの間に、工具の端部９１によって押圧力が伝達され、ボール７を面取り部５４に押し付け、その変形を引き起こす。この変形は、面取り部５４の入り口と接する面を押しつぶすために、ボール７の材料の体積を次第に動かす。ボール７の塑性変形が得られる。
【０１３６】
このボール７の不可逆変形により、雌部品５の基部の貫通路５３の端部でボールに面する表面と面取りされた外形部５４とがかなりの長さにわたって一致し、結果として、ツール９によるプレス動作の完了前に存在していた可能性があるガス漏れの可能な経路がある。
【０１３７】
ボール７がプレスされるに伴う、ボール７の形状の進化が、図７Ａおよび図７Ｂにそれぞれ示されている：ボール７は当初完全な球形の直径を有し、その直径は、ツール９の押し付け力Ｆに応じて、その材料を中心から外側に移動させることによって、雌部品５４の貫通路５３の面取りされた入口５４において徐々に増加する。
【０１３８】
したがって、面取りされた入口５４におけるボール７の直径は、その塑性変形状態において値Φ１（図７Ａ）から高い値Φ２（図７Ｂ）に移行する。図７Ｂに見られるように、塑性変形したボール７と貫通路５３の入口との間の接触面は、変形していない球形ボール７と面取り部５４との間の最初の接触面に対して増加している。
【０１３９】
図８Ａおよび図８Ｂは、ボールのプレス工具９の端部における異なる輪郭９１の２つの例を示す。これらの端部輪郭９１は有利には、ボール７の頂部から３６０°の接触を与えるために軸対称である。本体９０の延長部にある工具９の中央部分は、比較的長くてもよい。好ましくは、例えばボール７が銅で作られている場合など、より硬い材料で作られたボール７（図８Ａ）の場合の最短中央部分に優先度が与えられる。例えば、ボール７がアルミニウム製である場合など、より柔らかい材料で作られたボール７（図８Ｂ）の場合、最長の中央部分が代わりに優先される。
【０１４０】
ボール７の塑性変形のステップの間に、蓄電池の端子フィードスルー１の上面を清浄化することが有利であり、これにより、電気生成のステップ中に脱ガスによって生じる汚染の痕跡および残留物を除去することができる。
【０１４１】
先に説明したフィードスルー１のサイジングの例を、蓄電池内のガスが約２．５〜３バールの圧力を発生したときに逃げることを可能にするボール７／圧縮バネ８のガスリリーフ装置を用いて説明する。
【０１４２】
低圧Ｐ１と高圧Ｐ２との間で予想される動作圧力の範囲は、ガスリリーフ装置を製造するために選択された様々な部品の寸法から計算することによって決定される。
【０１４３】
選択された圧縮バネ８は、ＳＰＥＣによって市販されているものであり、その特徴は、表２に示されている。
【０１４４】
選択されたボール７は、外径Φ１が２．４ｍｍのＣｕ−Ａｌ銅ボールである。塑性変形後の外径Φ２は、少なくとも２．５ｍｍである。
【０１４５】
雌部品５の基部を貫通する貫通路５３の直径は、１．４ｍｍである。
【０１４６】
雌部品５の基部は、平均厚さ３．０ｍｍのニッケル被覆Ｃｕ−Ａｌ銅からなる。
【０１４７】
ボール７は、貫通路５３の軸線Ｘに位置し、４５°で０．４〜０．６ｍｍの面取り部によって得られるプロファイル５４上に自己中心を置く。
【０１４８】
雄部品４の穿孔されたハウジング４３の端部は、６０°で０．２５〜０．４ｍｍの間の面取り部を含む。
【０１４９】
ここで、バネ８に対するハウジング４３の深さＬ３の寸法が決定される。この深さまたは高さＬ３は、圧縮状態のバネ８の長さＬｘと、雌部品５の内側の平面の上のボール７の過厚部分の長さＬｘとの和に等しい。寸法Ｌ３とＬｘは、図６に明確に示されている。
【０１５０】
図示の例では、ボール７の外径と面取り部５４の値とを考慮して、ガスの内圧Ｐが作用するボール７の面Ｓは、約１．８５ｍｍ２であると考えることができる。
【０１５１】
従って、式Ｆｎ＝Ｐ×Ｓを適用することにより、２．５バール〜４．５バールの間のＰ１〜Ｐ５の様々な印加レベルに対応するそれぞれの力Ｆｎを推測することができる。
【０１５２】
表４にその力を纏めた。
【０１５３】
【表４】
2018206773.tif 000006
【０１５４】
以下の表５は、加えられた力の各々に対して、式Ｆｎ＝Ｒ＊ｘｎ（Ｒは、バネの剛性である）に基づくバネ８の圧縮長さｘｎと、式Ｌｘｎ＝Ｌｏ−ｘｎに基づく圧縮バネ長Ｌｘｎ（Ｌｏは、自由状態でのバネの長さである）を示す。
【０１５５】
【表５】
2018206773.tif 000007
【０１５６】
Ｌｘ１とＬｘ２の結果が得られた場合、このタイプのバネ８の平均圧縮長さ（Ｌｘ）は、公差±０．１ｍｍで３．８５ｍｍと定義できる。
【０１５７】
これらの仮説に基づいて、２．４ｍｍの直径および選択されたスプリング８の寸法を有するボール７を用いて、雄部品８の穿孔部分に設けられるバネ８用のハウジング４３の高さＬ３は、３．８ｍｍと４．３ｍｍの範囲に含める必要がある。
【０１５８】
ボール７のバネ８による動作圧力、すなわち、蓄電池の内部の脱気を可能にするために座部５４から持ち上げることを可能にする圧力は、したがって、約２．３バールの最小値Ｐ１と約３．１バールの最大値Ｐ２との間にある。
【０１５９】
本発明によるボール７、バネ８のスリリーフ装置を一体化したフィードスルー１は、円柱形状および角柱形状の両方のＬｉイオン蓄電池ケーシング１０のカバー３上に製造することができる。これらの様々な構成において、図１および図２に示すように、本発明による端子１は、例えば負の端子であり、正端子２もまた、はんだ付けによって直接カバー３上に製造することができる。
【０１６０】
以前に特定されていないけれども、雌部品５の基部の表面、すなわち、１つまたは複数の電気化学セルによって形成される、一般にスプールと呼ばれる電気化学アセンブリに電気的に接続されたハウジング内のコネクタを電気的に接続するのに十分であるように、その当接面を画定する部分に設けられている。内部コネクタと雌部品の基部との電気的接続は、はんだ付けにより行うことができる。
【０１６１】
本発明の範囲から逸脱することなく、他の利点および改良を提供することができる。
【０１６２】
本発明は、前述の実施形態に限定されず、特に、図示されていない変形例に示された実施形態の特徴を組み合わせることができる。
【０１６３】
「１つを含む」という用語は、特に明記しない限り、「少なくとも１つを含む」と同義であると理解されなければならない。
【符号の説明】
【０１６４】
１  フィードスルー（負端子）
２  正端子
３  カバー
４  雄部品
５  雌部品
６Ａ  ワッシャ
６Ｂ  ワッシャ
７  ボール
８  圧縮バネ
９  プレス工具
１０  ケーシング
３０  面
３１  面
４０  当接部
４１  円筒部
４２  雌ネジ穴
４３  ハウジング
４４  貫通路
４５  くびれ部
４６  拡幅部
５０  当接部
５１  穿孔部
５２  基部
５３  貫通孔
５４  座部
９０  本体
９１  円筒形端部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図４Ａ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
2018206773.tif 000014
【図５Ｃ】
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【図６】
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【図７Ａ】
2018206773.tif 000017
【図７Ｂ】
2018206773.tif 000018
【図８Ａ】
2018206773.tif 000019
【図８Ｂ】
2018206773.tif 000020
【図９】
2018206773.tif 000021
【外国語明細書】
2018206773000001.pdf