(57)【要約】  複数の電気化学単電池が電池ケース内に配置される多重単電池型電池。電池ケースは、ケースの内部を、電気化学単電池を収容する複数の単電池隔室に分割する１つ又は１つ以上の分割壁を含む。電池ケースは、単電池隔室から漏出する可能性がある電解液を捕獲するように設計された蛇行経路を有する少なくとも１つのガス流路を含む。固有の電池端子を、電池ケースに成形することができる。【選択図】図１６Ｂ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池ケースの内部を複数の隔室に分割する１つ以上の分割壁を含む電池ケースと、
前記ケース内に配置された複数の電気化学単電池と、
を備える多重単電池型の電池であって、
前記電池ケースが、少なくとも２つの前記隔室からの単電池ガスをガス排出孔へ運ぶガス流路を備え、前記ガス流路が、蛇行した流路を有する、多重単電池型の電池。
【請求項２】
前記ガス流路が、前記ケースに一体化されている、請求項１に記載の電池。
【請求項３】
前記ガス流路が、前記ケースの蓋に一体化されている、請求項１に記載の電池。
【請求項４】
前記ガス流路が、前記ケースの側部に一体化されている、請求項１に記載の電池。
【請求項５】
前記ガス流路が、前記ケースの上部に一体化されている、請求項１に記載の電池。
【請求項６】
前記ガス流路が、ジグザグの流路を有する、請求項１に記載の電池。
【請求項７】
前記電気化学単電池が、ニッケル金属水素電気化学単電池である、請求項１に記載の電池。
【請求項８】
前記電解液がアルカリ電解液である、請求項１に記載の電池。
【請求項９】
前記流路が、前記ケースの外面に一体化された複数の突出部によって形成されている、請求項１に記載の電池。
【請求項１０】
前記ガス流路が、各前記隔室からの単電池ガスを前記ガス排出孔へ運ぶ、請求項１に記載の電池。
【請求項１１】
前記電池ケースが、全ての前記電気化学単電池のための共用圧力容器として機能する、請求項１に記載の電池。
【請求項１２】
前記電池ケースがポリマーを含む、請求項１に記載の電池。
【請求項１３】
前記電気化学単電池の各々が、対応する隔室内に配置される、請求項１に記載の電池。
【請求項１４】
正の電池端子及び負の電池端子を含む電池ケースであって、前記端子が、前記電池ケースに一体成型されており、前記端子の各々が、対応する縦軸を有し、前記端子の各々が、その縦軸周りの回転を防ぐように配置されており、前記端子の各々が、その縦軸と平行な動きを防ぐように配置されている電池ケースと、
前記ケース内に配置された少なくとも１つの電気化学単電池と、
を備える、電池。
【請求項１５】
少なくとも１つの前記端子が、前記ケースの壁部に成形されている、請求項１４に記載の電池。
【請求項１６】
少なくとも１つの前記端子が、前記ケースの蓋に成形されている、請求項１４に記載の電池。
【請求項１７】
少なくとも１つの前記端子が、前記ケースの側部に成形されている、請求項１４に記載の電池。
【請求項１８】
少なくとも１つの前記端子が、前記ケースの上部に成形されている、請求項１４に記載の電池。
【請求項１９】
前記縦軸に垂直な前記端子の各々の断面が非円形である、請求項１４に記載の電池。
【請求項２０】
前記断面が多角形である、請求項１９に記載の電池。
【請求項２１】
前記多角形が六角形である、請求項２０に記載の電池。
【請求項２２】
前記縦軸に平行な各前記端子の断面が凹部を有する、請求項１４に記載の電池。
【請求項２３】
前記縦軸に平行な前記端子の断面が突出部を有する、請求項１４に記載の電池。
【請求項２４】
前記電池ケースが高分子材料を含む、請求項１４に記載の電池。
【請求項２５】
前記高分子材料がプラスチックである、請求項２３に記載の電池。
【請求項２６】
前記端子の各々が、元素Ｐｂを実質的に含まない、請求項１４に記載の電池。
【請求項２７】
前記端子の各々が、ニッケル、ニッケル合金、銅、銅合金及び鋼鉄からなる群から選択された少なくとも１つの物質を含む、請求項１４に記載の電池。
【請求項２８】
前記少なくとも１つの電気化学単電池がニッケル金属水素電気化学単電池である、請求項１４に記載の電池。
【請求項２９】
前記少なくとも１つの電気化学単電池が、複数の電気化学単電池である、請求項１４に記載の電池。
【請求項３０】
前記電池ケースが、前記電気化学単電池の各々のための共用圧力容器である、請求項１４に記載の電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
政府の権利
米国政府は、本発明に関して一括払い済みライセンスを有し、また、政府は限られた条件下で米国陸軍戦車車両・兵器部隊により与えられた契約番号ＤＡＡＥ０７０１３０００７の条件に規定してあるとおりに、特許権者が合理的な金額で他者にライセンスを供与することを要求する権利を有する。
【０００２】
技術分野
本発明は、一般に、再充電可能な高性能電池、モジュール及びパックの改良に関する。具体的には、本発明は、多重単電池型の一体鋳造電池に関する。
【０００３】
背景技術
再充電可能なニッケル金属水素（Ｎｉ−ＭＨ）電池は、様々な工業、および商業上の用途、例えばフォークリフト、ゴルフカート、無停電電源、純電気自動車及びハイブリッド車等で使用されている。車輌用途は、推進に関連する用途、および始動、照明及びイグニション（ｓｔａｒｔｉｎｇ  ｌｉｇｈｔｉｎｇ  ａｎｄ  ｉｇｎｉｔｉｏｎ；“ＳＬＩ”）に関連する用途を含む。Ｏｖｏｎｉｃ  Ｂａｔｔｅｒｙ  Ｃｏｍｐａｎｙ（“ＯＢＣ”）は、多種の用途のための高エネルギ及び高出力のニッケル金属水素電池を開発した。ＯＢＣの科学者及びエンジニアによって電池の作動を全ての面で改良するための広範囲に及ぶ研究が行われている。
【０００４】
電気自動車及びハイブリッド車用途にとって特に重要であるバッテリ作動の一つの面は、温度管理の面である。電気自動車用途及びハイブリッド車用途のどちらの用途においても、個々の電気化学単電池は、極めて近接して束ねられている。多くの単電池が、電気的かつ熱的に一緒に結合されている。そのため、それらの用途に用いられるニッケル金属水素電池は、作動中に、かなりの熱を発生する可能性がある。その熱源は、主に３つである。第一に、高温環境下における車両の作動による周囲からの熱である。第二に、充電及び放電時の抵抗加熱即ちＩ２Ｒ加熱であり、ここに、Ｉは、電池中に流れまた電池から流れ出る電流を表し、Ｒは、電池の抵抗を表す。第三には、大量の熱が、ガスの再結合による過充電中に生成される。
【０００５】
放熱に関する問題は、一般的に、全ての電池システムに共通するものであるが、この問題は、特に、ニッケル金属水素電池システムにとって重要である。これは、Ｎｉ−ＭＨが、高い比エネルギを有し、また、充電及び放電電流も高いためである。第二に、Ｎｉ−ＭＨが、優れたエネルギ密度を有する（すなわち、エネルギが極めて密に蓄積される）ため、熱の放散が、例えば、鉛-酸蓄電池よりも難しい。これは、表面積対容積の比が鉛-酸蓄電池よりもかなり小さいためであり、このことは、発生する熱が、鉛-酸蓄電池の場合よりもＮｉ−ＭＨの場合の方がかなり大きく、放熱面が低減されることを意味する。
【０００６】
また、Ｎｉ−ＭＨ電池の充電中及び放電中に発生する熱は、通常、小さな家庭用電池では問題にならないが、より大きな電池（特に、２つ以上を、直列または並列で使用した場合）は、充電及び放電時に、電池の最終的な性能に影響を及ぼすに十分な熱を発生する。
【０００７】
ニッケル金属水素電池の場合の温度管理の問題は、米国特許第６，２５５，０１５号明細書で、米国特許出願第０９／８６１，９１４号明細書で、および米国特許出願第１０／３９１，８８６号明細書で扱われている。米国特許第６，２５５，０１５号明細書、米国特許出願第０９／８６１，９１４号明細書及び同第１０／３９１，８８６号明細書は、全て本願明細書に引用する。
【０００８】
従って、当技術分野においては、電池全体の重量を低減し、かつそのエネルギ蓄積容量または出力を低下させることなく、電気自動車及びハイブリッド車における良好な作動に要する必要な温度管理を組込んだ電池の設計必要になっている。１つのそのような電池デザインは、一体鋳造電池である。一体鋳造電池の一つの実施例は、Ｍｅａｄｏｗｓ等への米国特許第５，３５６，７３５号明細書に記載されており、該明細書は、本願明細書に引用する。別の実施例は、Ｃｏｒｒｉｇａｎ等への米国特許第６，２５５，０１５号明細書に記載されており、該明細書を本願明細書に引用する。他の実施例は、Ｇｏｗ等への米国特許第６，２５５，０１５号明細書に記載されており、該明細書を本願明細書に引用する。本発明は、電池ケースの更に別な改良に指向する。
【０００９】
発明の概要
本願明細書には、電池ケースの内部を複数の隔室に分割する1つ又は１つ以上の仕切りを含む電池ケースと、ケース内に配置された複数の電気化学単電池とを備える多重単電池型電池であって、電池ケースが、少なくとも２つの隔室からの単電池ガスをガス排出孔へ運ぶガス流路を備え、ガス流路が、蛇行した流路を有する、多重単電池型電池が開示されている。
【００１０】
また、本願明細書には、正の電池端子及び負の電池端子を含む電池ケースを備える電池であって、端子が、電池ケースに一体成型されており、端子の各々が、対応する縦軸を有し、端子の各々が、その縦軸周りの回転を防ぐように構成されており、端子の各々が、その縦軸と平行な動きを防ぐように構成されており、少なくとも１つの電気化学単電池がケース内に配置されている、電池が開示されている。
【００１１】
発明の詳細な説明
本発明は、多重単電池型一体鋳造電池に関する。一体鋳造電池は、本願明細書において“一体鋳造ケース”と呼ぶ特別に設計された電池ケース内に配置される複数の電気化学単電池を備える。好ましくは、本発明の一体鋳造ケースは、非導電性材料で形成される。使用できる材料の実施例は、プラスチック材料及びセラミック材料を含む。使用できる特定の材料は、米国特許第５，８００，９４５号明細書に記載されており、該明細書の開示は本願明細書に引用する。
【００１２】
図１Ａは、本発明の一体鋳造ケースの実施形態である。図１Ａについて説明すると、一体鋳造ケース１００は、一体鋳造コンテナ１０２と、コンテナのための蓋１０４とを含む。1つ又は１つ以上の端壁１０３は、構造上に更に支持を与えるために用いることができる。
【００１３】
上記一体鋳造コンテナは、複数の壁部と、コンテナ底部とを含む。図１Ｂを参照すると、一体鋳造コンテナ１０２の実施形態が４つの壁部を有することが分かる。コンテナの２つの対向する壁部は“側壁”１１３と呼ばれ、２つは、“端壁”１１５と呼ばれる。好ましくは、端壁は、コンテナの内部に配置された電気化学単電池の電極プレートと殆ど平行であるコンテナの壁部である。
【００１４】
再び、図１Ｂを参照すると、コンテナ１０２の端壁１１５は、端壁の膨出を最小化するように、および電気化学単電池を、均一な圧縮力下で、単電池隔室内に保持できるように特別に設計することができる。図１Ｂに示すように、端壁１１５は、構造上の追加的支持を与える矩形ハニカム形状として形成することができる。
【００１５】
本発明の上記一体鋳造コンテナは、コンテナの内部を複数の単電池隔室に分割する1つ又は１つ以上の単電池分割壁を含む。図１Ｂに示すコンテナの実施形態において、一体鋳造コンテナは、コンテナの内部（従って、ケース１００の内部）を単電池隔室１０５に分割する複数の単電池分割壁１０７、１０９を含む。単電池隔室１０５は、２つの分割壁間の領域によって、または、単電池分割壁と端壁との間の領域によって形成することができる。本発明の一実施形態において、単電池分割壁は、実質的に平面形状及びプレート状とすることができる。
【００１６】
図１Ｂに示す実施形態において、単電池分割壁１０７、１０９は、端壁１１５に殆ど平行な方向に配置されている。しかし、本発明の別の実施形態においては、単電池分割壁を、上記コンテナの側壁と殆ど平行になるように配置することも可能である。図２Ａは、（端壁２１５に殆ど平行な）電極板集束２８０及び側壁２１５に殆ど平行な単電池分割壁２０７’、２０９’を有する一体鋳造コンテナ２０２Ａを示す。本発明のまた別の実施形態においては、コンテナを、単電池隔室からなるアレイに分割することが可能である。図２Ｂは、端壁２１５に殆ど平行なパーティション２０７、２０９からなる第１のセットと、側壁２１３に殆ど平行な単電池分割壁２０７’、２０９’からなる第２のセットとを有する一体鋳造コンテナ２０２Ｂを示す。ここでもまた、電極板集束２８０は、端壁２１５に殆ど平行である。
【００１７】
本発明の上記一体鋳造コンテナは、１つ又は１つ以上の冷却剤流路を含むことができる。好ましくは、冷却剤流路は、少なくとも１つの単電池分割壁に一体形成されている。冷却剤流路は、単電池分割壁の表面に形成することができ、または、単電池分割壁（の内部）内に形成することができる。1つ又は１つ以上の冷却剤流路を含む単電池分割壁は、本願明細書において、“冷却剤分割壁”と呼ぶ。一実施形態において、本発明の一体鋳造電池は、少なくとも１つの冷却剤分割壁を含む。
【００１８】
冷却剤分割壁は、種々な方法で形成することができる。冷却剤分割壁は、複数の部品から形成することができる。例えば、冷却剤分割壁は、“クラムシェル板”と呼ばれる、一緒に貼り合わされる２つの別々の板から形成することができる。クラムシェル板の一方または両方の内面は、液流のためのバッフルを形成するように襞をつけることも出来る。（襞は、この板と一体成型してもよい。）２つのクラムシェル板を一緒に配置すると、プレートの一方の内面は、他方のクラムシェルプレートの内面と協同して、上記冷却剤流路を形成する。
【００１９】
また、冷却剤分割壁は、まず、冷却剤流路を独立の部品として（例えば、流体細管として）形成し、次に、この冷却剤流路を（例えば、封止剤、ヒートシール、超音波溶接等を用いて）単電池分割壁の一方または両方の面に（あるいは、クラムシェル板の一方または両方の内面にも）貼り合わせることによって、形成することもできる。
【００２０】
別法として、その冷却剤流路を有する上記冷却剤分割壁は、出来上がった構造体として一体形成してもよい。これは、成型プロセスを用いること等により、異なる方法で行うことができる。例えば、冷却剤流路は、冷却剤分割壁の内部に、または、冷却剤分割壁の外面に形成することができる。また、（その1つ又は１つ以上の冷却剤流路を有する）冷却剤分割壁を、押出成形プロセスによって形成することができ、または、一体型構造体として機械加工することもできる。
【００２１】
冷却剤分割壁は、温度管理機能をもたらす。温度管理機能は、好ましくは、電池を冷却して、電気化学単電池から熱を放出させる冷却機能である。しかし、同じ冷却剤流路を、電池を加熱して、電気化学単電池に熱を与えるのに用いることも可能である。温度管理機能を実行するため、冷却剤流路は、冷却剤流路を通って流れる冷却剤を収容する。冷却剤には、液体または気体等の流体を使用することができる。液体冷却剤の例は、水、または、水／グリコール混合物である。気体冷却剤の例は、空気である。好ましくは、冷却剤は液体である。ここでも、電気化学単電池から熱を奪うのに冷却剤を用いることが可能であるが、電気化学単電池に熱を輸送するのに冷却剤を用いることも可能である。従って、液体または気体は、電気化学単電池から熱を取り出すために、または、電気化学単電池に熱を供給するために、冷却剤流路内を循環させることができる。
【００２２】
何らかの冷却剤流路を含まない単電池分割壁は、本願明細書においては、“分割専用壁”と呼ぶ。従って、単電池分割壁は、（1つ又は１つ以上の冷却剤流路を含む場合には）冷却剤分割壁、か(冷却剤流路を含まない場合には)分割専用壁のいづれかである。
【００２３】
単電池分割壁（上記冷却剤分割壁及び分割専用壁）は、“固定分割壁”または“挿入可能型分割壁”のいずれかである。単電池分割壁は、コンテナの少なくとも１つの壁部と、および／またはコンテナの底部と、一体型構造体として一体形成されている場合には、“固定分割壁”となる。一実施形態において、固定分割壁は、（２つの側壁等の）２つの対向する壁部を備えた一体型構造体として一体形成されている。別の実施形態においては、固定分割壁は、一体型構造体としてコンテナ底部に一体形成されている。また別の実施形態においては、固定分割壁は、（２つの側壁等の）２つの対向する壁部を備え、かつ一体型構造体としてコンテナに一体形成されている。さらに別の実施形態においては、固定分割壁、４つ全ての壁部（すなわち、２つの側壁及び２つの端壁）及び底部は、全て一体型構造体である。
【００２４】
図３は、固定分割壁３１８、第１の側壁３１３Ａの一部、および第１の側壁と反対側にある第２の側壁３１３Ｂの一部を示す、本発明の一体鋳造コンテナの実施形態の一部の平面図である。固定分割壁３１８、第１の側壁部３１３Ａ及び第２の側壁部３１３Ｂは、全て一体型構造体として一体形成されている。（当然、側壁部は、端壁部と置換することができる。）
図４は、上記コンテナの底部４１７と共に一体型構造体として一体形成されている固定分割壁４１８を示す、上記側壁と平行な、本発明の一体鋳造コンテナの実施形態の一部の断面図である。
【００２５】
単電池分割壁は、ケース蓋の少なくとも一部と共に一体型構造体として一体形成することもできることに注目すべきである。
【００２６】
挿入可能型の単電池分割壁は、まず、上記壁部及びコンテナ底部とは別に製造され、その後、コンテナ内に挿入される。好ましくは、単電池分割壁は、壁部及び底部に装着される。単電池分割壁は、別な方法で、コンテナの壁部及び底部に装着してもよい。例えば、単電池分割壁は、それらを取り外せないように、封止剤を用いて、または、超音波溶接（またはその他の手段）で、壁部および／または底部に固定することができる。別法として、挿入可能型の分割壁は、取り外すことができるように、壁部におよび／または底部に装着することができる。例えば、分割壁は、所定の位置に挿入して、その側方及び底部の縁部をガスケットおよび／または成形物で密閉することができる。好ましくは、挿入可能型の分割壁は、隣接する単電池隔室間に、殆ど液密な密封状態を形成するようにコンテナに取付けられる。
【００２７】
一体鋳造コンテナの一実施形態において、コンテナは、少なくとも１つの固定分割壁を含む。少なくとも１つの固定分割壁を有することは、一体鋳造コンテナの構造的な完全性を更に可能にする。具体的には、上記側壁および／または上記コンテナ底部と共に一体型構造体として一体形成されている固定分割壁は、側壁の膨出および／またはコンテナ底部の膨出をなくすことができる。このことは、特に、密閉型ニッケル金属水素電池等の特定の電池の作動電圧において重要である。1つ又は１つ以上の固定分割壁は、冷却剤分割壁のみを含んでもよく、固定分割壁は、分割専用壁のみを含んでもよく、または、少なくとも１つの冷却剤分割壁と、少なくとも１つの分割専用壁との組合せを含んでもよい。
【００２８】
本発明の一体鋳造コンテナは、全て固定型の分割壁、全て挿入可能型の分割壁、または、少なくとも１つの固定型分割壁及び少なくとも１つの挿入可能型分割壁を含んでもよい。図５Ａは、交互に並ぶ固定型分割壁５１８及び挿入可能型分割壁５１９からなる特定の構成を示す一体鋳造コンテナの実施形態の断面図である。断面図は、上記側壁及びコンテナに平行である。図５Ａを明らかであるように、固定分割壁５１８は、“抜け勾配”で形成してもよい。すなわち、固定分割壁は、各固定分割壁５１８の厚さ（側壁と平行な寸法）が、その底部端部（コンテナ底部５１７に隣接する端部）から、その上端部（コンテナ底部１１７から離れた端部）に向かって徐々に小さくなるように、先細になるように形成することができる。従って、固定分割壁の場合、底部端部における厚さＴ１は、好ましくは、上端部における厚さＴ２よりも大きい。また、抜け勾配は、コンテナの端壁および／または側壁に含めてもよい。抜け勾配は、コンテナの射出成形プロセスを容易にするために用いられる。固定分割壁および／または端壁および／または側壁における抜け勾配は、コンテナを鋳型からより容易に分離できるようにすることにより、製造を容易にすることができる。
【００２９】
図５Ａに示す一体鋳造コンテナ５０２の実施形態は、コンテナの壁部及び底部とは別に製造される挿入可能型分割壁５１９を含む。挿入可能型分割壁５１９は、固定分割壁および／または端壁と反対方向に先細りになるように形成することができる。図５Ａから明らかであるように、挿入可能型分割壁は、各挿入可能型分割壁の厚さが、その底部からその上端部へ徐々に大きくなるように、テーパー状に形成されている。従って、上端部における厚さＴ２は、好ましくは、底部端部における厚さＴ１よりも大きい。挿入可能型分割壁の“逆テーパー形状”は、挿入可能型分割壁５１９と隣接する固定分割壁１１８（または、隣接する端壁５１５）との間の距離“Ｄ”が殆ど均一になるように、固定分割壁および／または端壁に形成されている“抜け勾配”を補償する。このことは、実質的に均一な幅“Ｄ”（分割壁間、または、分割壁と端壁との間の距離）を有する単電池隔室をもたらし、単電池隔室内に配置された電気化学単電池の表面全域にわたる均一な圧縮力を保証する。図５Ａは、固定分割壁５１８及び挿入可能型分割壁５１９を、どのように一体鋳造コンテナと組合わせて用いて、コンテナの構造上の完全性及び電気化学単電池の均一な圧縮力との両方を実現できるかを明示している。
【００３０】
図５Ａに示す実施形態において、各挿入可能型な分割壁（ならびに、各固定分割壁）は、隣接する単電池隔室から１つの単電池隔室５０５を隔離する。そのため、挿入可能型な分割壁は、隣接する単電池隔室間に殆ど液密な密閉状態を形成するように、コンテナに固定される。固定分割壁５１８の各々は、冷却剤分割壁または分割専用壁のいずれかとすることができる。同様に、各挿入可能型な分割壁５１９は、冷却剤分割壁または分割専用壁のいずれかとすることができる。
【００３１】
図５Ｂは、固定分割壁５１８及び挿入可能型分割壁５１９のまた別の構成を示す本発明の上記一体鋳造コンテナの別の実施形態である。図５Ｂに示す実施形態において、挿入可能型分割壁５１９は、固定分割壁５１８の各々に隣接しまた端壁５１５の１つに隣接して配置されている。挿入可能型分割壁の“逆”抜け勾配は、単電池隔室の幅“Ｄ”が実質的に均一になるように、固定分割壁及び端壁の抜け勾配を補償するのに十分である。また、図５Ｂに示す実施形態は、固定分割壁５１８及び挿入可能型分割壁５１９を、どのように組合わせて用いて、一体鋳造コンテナの構造上の完全性及びコンテナ内に保持された電気化学単電池の均一な圧縮力との両方を実現できるかを示す。図５Ｂに示す実施形態においては、単電池隔室５０５の各々が、電解液が一方の単電池隔室から他方の単電池隔室に入るのを防ぐ固定分割壁５１８によって、隣接する単電池隔室から隔離されている。そのため、この特定の実施形態においては、挿入可能型分割壁は、コンテナの側壁または底部のいずれかに固定する必要はない。
【００３２】
上述したように、本発明の上記一体鋳造電池は、好ましくは、少なくとも１つの冷却剤分割壁を含む。冷却剤分割壁は、固定型および／または挿入可能型とすることができる。そのため、一般に、一体鋳造コンテナにおける全ての冷却剤分割壁を固定型にしてもよく、全ての冷却剤分割壁を挿入可能型としてもよく、または、少なくとも１つの冷却剤分割壁を固定型にし、かつ少なくとも１つの冷却剤分割壁を、挿入可能型としてもよい。同様に、上記分割専用壁は、固定型分割壁および／または挿入可能型分割壁とすることができる。そのため、一般に、全ての分割専用壁を固定してもよく、および／または全ての分割専用壁を挿入可能型としてもよく、または、少なくとも１つの分割専用壁を固定型とし、かつ少なくとも１つの分割専用壁を挿入可能型としてもよい。
【００３３】
本発明の一実施形態においては、全ての冷却剤分割壁が挿入可能型であり、一方、全ての分割専用壁は、固定型分割壁として形成される。冷却剤分割壁を挿入可能型にすることは、冷却剤分割壁の壁部の寸法の融通性を大きくすることを可能にする。冷却剤分割壁は、（上述したように）固定型分割壁と逆に先細りになるように形成できるだけでなく、より薄い壁部で形成して、それによって、冷却能力を向上させることもできる。
【００３４】
図５Ｃは、全ての冷却剤分割壁５０９が挿入可能型であり、一方、全ての分割専用壁５０７が固定されている実施形態を示す（図５Ｃは図５Ａと同様であり、図５Ａの固定分割壁５１８は、図５Ｃにおいて、分割専用壁５０７になっており、図５Ａの挿入可能型分割壁５１９は、図５Ｃにおいて、冷却剤分割壁５１９になっている）。同様に、図５Ｄは、全ての冷却剤分割壁５０９が挿入可能型であり、一方、全ての分割専用壁５０７が固定型であるまた別の実施形態を示す。（図５Ｄは、図５Ｂと同様であり、図５Ｂの全ての固定分割壁５１８は、図５Ｄにおける分割専用壁５０７であり、図５Ｂの全ての挿入可能型分割壁５１９は、図５Ｄにおける冷却剤分割壁５０９である。）
図５Ｄに示す構成について説明すると、分割専用壁５０７は、上記コンテナの内部を複数の単電池隔室５０５に分割する。そのため、単電池隔室５０５の各々は、分割専用壁５０７によって、隣接する単電池隔室から隔離されている。分割専用壁の各々は、固定分割壁であり、コンテナのいずれかの側壁（または、場合により端壁）に、および／またはコンテナ底部に、一体型構造体として一体形成されている。好ましくは、分割専用壁は、側壁に、かつ底部に、一体型構造体として一体形成されている。そのため、隣接する単電池隔室間には、一方の単電池隔室からの電解液が、隣接する隔室に入ることができないように、実質的に液密なシールが存在する。また、図に示すように、固定された分割専用壁は、製造プロセスを容易にするために、好ましくは全て、抜け勾配で形成される。
【００３５】
冷却剤分割壁５０９は挿入可能型であり、また、そのため、まずコンテナの壁部及び底部とは別に形成され、その後、コンテナ内に挿入される。一般に、一つ又は一つ以上の冷却剤分割壁５０９が、少なくとも１つの単電池隔室５０５０に挿入される。好ましくは、冷却剤分割壁は、単電池隔室５０５の各々に挿入される。冷却剤分割壁は、分割専用壁に隣接して、または、端壁に隣接して配置することができる。
【００３６】
冷却剤分割壁５０９は、好ましくは、“逆”抜け勾配で形成される。すなわち、冷却剤分割壁は、分割専用壁５０７の抜け勾配とは逆に先太りになるように形成される。上述したように、このことは、単電池隔室５０５内に配置された電気化学単電池の実質的に均一な圧縮力を実現できる。好ましくは、冷却剤分割壁５０９の各々の少なくとも１つの外面は、対応する単電池隔室内に配置された電極集束の少なくとも一方の板面に直面する。
【００３７】
冷却剤分割壁を、コンテナの残りの部分から隔離することは、コンテナを形成する成型工程の複雑さを低減する。また、そのことは、冷却剤分割壁の組付けを、ヒートシール、摩擦溶接、振動溶接等の大量生産技術に適応しやすくする（例えば、冷却剤分割壁は、一緒にヒートシールすることができる２つのクラムシェル半体から形成することができる）。
【００３８】
図５Ｄに示す実施形態について、各単電池隔室５０５は、単電池隔室５０５間に、実質的に液密なシールを形成する固定分割専用壁５０７によって、互いに隔離されている。そのため、上記コンテナは、一方の隔室の電解液と、他方の隔室の電解液とを隔離するのに、冷却剤分割壁５０９に依存しない。すなわち、冷却剤分割壁５０９は、一方の単電池隔室からの電解液が他方の単電池隔室に入るのを防ぐために、コンテナの側壁または底部のいずれかに固定する必要はない（これは、既に、固定分割専用壁５０７によってなされているため）。当然、冷却剤分割壁５０９は、それでもなお、熱交換機能を実行する。
【００３９】
冷却剤分割壁５０９に一体形成されている上記冷却剤流路の開口は、分割壁の上縁部に配置することができる。このことはさらに、冷却剤分割壁を、上記コンテナの側壁または底部のいずれかに固定する必要性をなくす。冷却剤分割壁は、その代わりに、上記蓋に装着または固定することができる。蓋は、冷却剤分割壁の１つの冷却剤流路と、別の分割壁の冷却剤流路とを相互接続するように機能する流路を含んでもよい。また、冷却剤分割壁及び蓋は、一体型構造体として一体形成してもよい。
【００４０】
本発明のまた別の実施形態においては、１つ又は１つ以上の冷却剤分割壁を固定分割壁として形成してもよい。冷却剤分割壁を固定とすることには、特定の利点がある。冷却剤分割壁の周辺で、一方の単電池隔室から隣接する単電池隔室へ電解液が漏れる可能性が少ないということである。また、冷却剤が、冷却剤分割壁の内部から（冷却剤流路開口から）漏出して、単電池隔室内に入り電解液と接触する可能性が少ない。また、冷却剤分割壁自体が、２つのクラムシェル半体から形成されている場合、クラムシェルが一緒に貼り合わされたときに形成される継ぎ目から冷却剤が漏出する可能性もある。
【００４１】
そのため、一体鋳造コンテナの別の実施形態においては、少なくとも１つの冷却剤分割壁（及び好ましくは、全ての冷却剤分割壁）を、固定分割壁として形成することができる。全ての冷却剤分割壁を、固定分割壁として形成することは、単電池内への冷却剤の漏出を防ぐことを可能にし、また一体鋳造コンテナのための改善された構造上の支持を可能にする。
【００４２】
少なくとも１つの上記分割専用壁（及び好ましくは、全ての分割専用壁）は、挿入可能型分割壁として形成してもよい。全ての分割専用壁を挿入可能型に形成することにより、分割専用壁は、固定型冷却剤分割壁に形成される上記抜け勾配と相補するように形成することができる。既に説明したように、このことは、単電池隔室内に配置された電気化学単電池の実質的に均一な圧縮力を実現できる。
【００４３】
本発明のさらに別の実施形態においては、上記一体鋳造コンテナのための構造上の支持の増強を可能にするために、全ての冷却剤分割壁及び全ての分割専用壁を固定型分割壁として形成してもよい。すなわち、一体鋳造コンテナの全ての分割壁は、固定型分割壁として形成してもよい。
【００４４】
そのため、本発明の一実施形態においては、上記一体鋳造コンテナは、固定型分割壁として形成されている少なくとも１つの冷却剤分割壁を含む。すなわち、1つ又は１つ以上の冷却剤分割壁（及び好ましくは、全ての冷却剤分割壁）は、一体型構造体として、少なくとも１つの壁部および／またはコンテナ底部に一体形成される。
【００４５】
上述したように、上記固定型分割壁を、電池コンテナの他の部分に一体形成することができる多くの異なる方法がある。それらの実施形態は、固定分割壁として形成された冷却剤分割壁に適用可能である。1つ又は１つ以上の冷却剤分割壁は、一体型構造体として、（２つの側壁または２つの端壁等の）２つの対向する壁部に、および／またはコンテナ底部に、一体形成してもよい。
【００４６】
別の実施形態においては、１つ又は１つ以上の冷却剤分割壁（及び好ましくは、全ての冷却剤分割壁）、上記側壁及び上記端壁は、全て一体型構造体として一体形成される。また別の実施形態においては、１つ又は１つ以上の冷却剤分割壁（及び好ましくは、全ての冷却剤分割壁）、側壁、端壁及びコンテナ底部は、全て一体型構造体として一体形成される。一体型構造体は、射出成形プロセスを用いて形成することができる。しかし、側壁、端壁及び単電池分割壁を押出し成形によって形成することも可能である。
【００４７】
本発明の他の実施形態においては、少なくとも１つの上記分割専用壁及び少なくとも１つの上記冷却剤分割壁は、固定分割壁として形成されている。そのため、本発明の別の実施形態においては、少なくとも１つの冷却剤分割壁（及び好ましくは、全ての冷却剤分割壁）及び少なくとも１つの分割専用壁（好ましくは、全ての分割専用壁）は、一体型構造体として、少なくとも１つの壁部および／またはコンテナ底部に一体形成されている。別の実施形態においては、少なくとも１つの冷却剤分割壁（及び好ましくは、全ての冷却剤分割壁）、少なくとも１つの分割専用壁（及び好ましくは、全ての分割専用壁）、側壁及び端壁は、全て一体型構造体として一体形成されている。また別の実施形態においては、少なくとも１つの冷却剤分割壁（及び好ましくは、全ての冷却剤分割壁）、少なくとも１つの分割専用壁（及び好ましくは、全ての分割専用壁）、側壁、端壁及びコンテナ底部は、全て一体型構造体として一体形成されている。そのため、電池コンテナ（全ての壁部、底部、および全ての単電池分割壁）を一体型構造体として形成することが可能である。
【００４８】
冷却剤分割壁内に冷却剤を循環させる多くの異なる方法がある。すなわち、単一の冷却剤分割壁内の冷却剤流路のための多くの異なる経路及び形態がある。また、１つの冷却剤分割壁の冷却剤流路を、少なくとも１つの他の冷却剤分割壁の冷却剤流路に相互接続する多くの異なる方法がある。
【００４９】
本発明の一実施形態において、冷却剤は、一体鋳造コンテナの特別に設計された底部に設けられた流路入り口及び対応する流路出口を経由して、冷却剤分割壁の各々の冷却剤流路に入り、そこから出る。図６は、そのような特別に設計されたコンテナ底部６１７の実施形態を示す。コンテナ底部６１７は、底部６１７の表面から突出するリブ６４３を含む。リブ６４３は、流体の流れのためのバッフルを形成する。具体的には、リブ６４３は、底部の外面に流体流路６４５（リブ間の領域）を形成する。硬い板面等で作られた底部カバーが底部６１７の外面に取付けられると、リブ６４３及び流体流路６４５は、底部カバー板と共に、異なる冷却剤分割壁の冷却剤流路の開口を相互接続する底部流路を形成する。そのため、分割壁の各々の冷却剤流路は、他の分割壁の冷却剤流路と相互接続される。これにより、電池ケース全体に冷却剤を循環させることができる冷却剤流路の相互接続網が形成すされる。
【００５０】
図１Ｂを参照すると、冷却剤は、入導管入り口２２２を通って一体鋳造コンテナ２０２に入り、入導管２２０を経由してコンテナ底部まで運ぶことができる。冷却剤は、入導管２２０を経由して、図６に示すコンテナ底部６１７の入導管出口開口６６０Ａまで移送される。図６を参照すると、冷却剤は、底部流路群６３０に入り、そこで、流路により、第１の分割壁入り口６２０Ａに導かれる。冷却剤は、第１の冷却剤分割壁に入り、第１の冷却剤分割壁内の冷却剤流路を通って流れた後、第１の分割壁流出口６２０Ｂを通って第１の冷却剤分割壁を出る。第１の分割壁流出口６２０Ｂを出た後、冷却剤は、底部流路６３１を通って、第２の分割壁入り口６２０Ｃに導かれる。冷却剤は、第２の冷却剤分割壁を通って循環した後、流出口６２０Ｄを通って冷却剤分割壁を出る。第２の冷却剤分割壁流出口６２０Ｄを出た後、冷却剤は、底部流路６３２を通って第３の冷却剤分割壁入り口６２０Ｅに導かれ、第３の分割壁を通って循環した後、流出口６２０Ｆを通って第３の冷却剤分割壁を出る。このプロセスは、残りの冷却剤分割壁と残りの入り口／流出口６２０Ｇ、６２０Ｈ、６２０Ｉ及び６２０Ｊ、ならびに残りの底部流路６３３及び６３４において繰り返される。冷却剤が最後の分割壁流出口６２０Ｊを出た後、冷却剤は、流路６３５によって、流出口導入管入り口６６０Ｂに導かれる。
【００５１】
入り口及び流出口は、コンテナ底部に配置されている場合には、冷却剤を、複数の方法で、冷却剤分割壁の各々の冷却剤流路を経由して循環させることができる。
【００５２】
循環方式の一つの実施例を図７に示す。図７は、コンテナ底部６１７の流路入り口６２０Ａ及び流路流出口６２０Ｂと位置合わせされている分割壁開口を冷却剤分割壁の底部の縁部に有する冷却剤分割壁７０９を示す。矢印は、冷却剤分割壁７０９内部にある冷却剤流路７３０内を流れる冷却剤の通常の経路を示す。図で明らかであるように、冷却剤は、入り口６２０Ａを通って冷却剤分割壁に入った後、冷却剤分割壁の一方の半分を垂直方向上方へ上昇した後、分割壁を水平方向に横断し、その後、冷却剤分割壁の他方の半分を垂直方向下方へ下降する（この場合、冷却剤は、その後、流出口６２０Ｂを通って出る）。これは、“閉ループ”方式の実施例である。閉ループ単電池間冷却は、全ての単電池間で、または、一つおきの単電池間で、または二つおきの単電池間で、等の一定の間隔で用いることができる。冷却剤分割壁７０９の入り口及び流出口は、冷却剤分割壁７０９の底部の縁部にある。
【００５３】
冷却剤は、単電池間及び単電池の周囲を蛇行させて水平方向に、あるいは、“半らせん状”経路で垂直方向に送給して、冷却剤分割壁の中空壁内を通過させて単電池間を上下させ、その後、単電池の下または上の流路を通過させてもよい。別法として、流路を、単電池間に垂直または水平方向に成型してもよい。
【００５４】
図６で示すように、１つの冷却剤分割壁の冷却剤流路流出口は、別の冷却剤分割壁の冷却剤流路入り口に流体的に接続されている。図６に示す特定の接続方式において、底部冷却剤流路は、冷却剤が、第２の冷却剤分割壁に入る前に、第１の冷却剤分割壁に入って出るように、冷却剤を送給する。これは、“直列”接続である。他の回流方式も可能である。例えば、冷却剤は、殆ど同時に全ての冷却剤分割壁に入るように導いてもよい。これは、“並列”接続である。
【００５５】
冷却剤流路の入り口及び流出口を配置する他の方法、および冷却剤流路を相互接続する他の方法も可能である。本発明の一体鋳造電池ケースの別の実施形態を図８Ａに示す。図８Ａは、一体鋳造電池ケース８００を示す。ケースは、コンテナ８０２、コンテナのための蓋８０４を含む。また、図示の実施形態において、ケースは、側壁カバー８１０も含む。以下により詳細に説明するように、側壁カバーの各々は、コンテナ８１０の側壁８１３を覆って取付けられると、それぞれの側壁と共に、冷却剤分割壁内の冷却剤流路を相互接続する流路を形成する。一体鋳造コンテナ８０２の立体図を図８Ｂに示す。
【００５６】
図８Ｂについて説明すると、コンテナ８０２は、２つの側壁８１３、２つの端壁８１５及び底部（図示せず）を含む。２つの側壁８１３のうちの第１の側壁は図８Ｂに示されているが、第２の側壁は、第１の側壁と反対側にあり、図では隠れていることに注目すべきである。同様に、２つの端壁８１５のうちの第１の端壁は図８Ｂに示されているが、第２の端壁は、第１の端壁と反対側にあり、図では隠れている。図８Ｃは、コンテナ底部８１７を示す一体鋳造コンテナ８０２の立体図である。
【００５７】
一体鋳造コンテナ８０２はさらに、ケースの内部を複数の単電池隔室に分割する１つ又は１つ以上の単電池分割壁を含む。上述したように、単電池分割壁の各々は、分割専用壁または冷却剤分割壁のいずれかとすることができる。分割専用壁８０７は、冷却剤流路を含まないが、冷却剤分割壁８０９は、冷却剤流路を含む。好ましくは、一体鋳造コンテナ８０２は、少なくとも１つの冷却剤分割壁を含む。
【００５８】
好ましくは、冷却剤流路は、冷却剤分割壁に一体形成される。より好ましくは、冷却剤流路は、冷却剤分割壁の内部に形成される。また、冷却剤分割壁は、一体型構造体として形成してもよい。
【００５９】
図８Ｂに示す一体鋳造コンテナ８０２の実施形態において、上記冷却剤流路の入り口及び流出口は、コンテナの側壁８１３に形成されている。各開口８２０は、冷却剤流路内の冷却剤の流れの方向により、冷却剤流路の入り口または流出口のいずれかとすることができる。冷却剤流路の入り口及び流出口を側壁８１３内に配置することは、冷却剤流路のシールと底部電解液のシールとを分離するため、高い信頼性を実現できる。
【００６０】
図８Ｄは、上記一体鋳造ケースの幅に沿った（すなわち、端板プレート８１５に平行な方向における）冷却剤分割壁８０９の断面図を示す。矢印は、冷却剤分割壁内の冷却剤流路８３０を流れる冷却剤の流れの方向を示す。冷却剤分割壁８０９の入り口開口及び流出口開口は、分割壁の周辺部の垂直方向縁部にある。冷却剤流路８３０は、冷却剤を一方の側壁８１３から反対側の側壁８１３へ導く。これは、“クロスフロー設計”の実施例である。
【００６１】
図８Ｄに示す実施形態において、冷却剤流路は、殆ど水平方向に配置されており、冷却剤の流れの方向は、冷却剤分割壁の外面に殆ど平行である。図８Ｅは、コンテナの長さ方向に沿った（すなわち、側壁８１３に平行な）、単電池分割壁を露出した一体鋳造コンテナ８０２の断面図である。図８Ｅは、冷却剤分割壁８０９の内部に一体形成されている、殆ど水平方向に配置された冷却剤流路８３０を示す。冷却剤流路の他の構成も可能である。例えば、冷却剤流路は、冷却剤流路が水平にも垂直にもならないように傾斜させることができる。別法として、冷却剤流路は、分割壁を介した迂回ルートをとってもよい。
【００６２】
また、図８Ｄに示す実施形態において、同じ冷却剤流路の入り口及び流出口は、反対側の側壁にある。また、同じ冷却剤流路の入り口及び流出口が同じ側壁上にあることも可能である。
【００６３】
好ましくは、上記冷却剤分割壁のうちの１つの中の冷却剤流路は、他の冷却剤分割壁内の冷却剤流路と連通している。このことは、冷却剤が全ての冷却剤分割壁内を流れることができる完全に一体化された冷却システムを形成する。別の冷却剤分割壁の冷却剤流路は、多くの異なる方法で、流体的に接続することができる。図８Ａに示す電池ケース８００の実施形態において、これは、一組の壁部カバー８１０を用いて達成されている。好ましくは、壁部カバー８１０は、硬い板面の形態をしている（すなわち、カバーは、側壁カバー板である）。図８Ａを参照すると、コンテナ８０２の側壁８１３の外面がリブ８４３を含むことが分かる。リブ８４３は、流体の流れのためのバッフルを形成する。具体的には、リブ８４３は側壁８１３の外側表面の流路を形成する。壁部カバー８１０が、その対応する側壁８１３に取付けられると、リブ８４３及び流路は、壁部カバー８１０と共に、本願明細書において“壁部流路”または“壁部接続流路”と呼ぶ流路８４５を形成する。壁部接続流路は、異なる冷却剤分割壁の冷却剤流路の開口８２０を相互接続する。そのため、冷却剤分割壁の各々の冷却剤流路は、他の冷却剤分割壁の冷却剤流路と相互接続される。これにより、電池ケースの隅々に冷却剤を循環させることができる冷却剤流路からなる相互接続網が形成される。側壁８１３と、その対応する取付けられた側壁カバープレート８１０との組合せが、一緒になって二重構造の側壁を形成することに注目すべきである。その結果、壁部接続流路は、この二重構造側壁内にある。
【００６４】
冷却剤流路を相互接続するための他の多くの方法があることに注目すべきである。例えば、壁部接続流路は、コンテナ８０２の側壁の内部に、または表面に一体形成することができる。別法として、異なる（または、同じ）冷却剤分割壁の開口８２０を相互接続する（例えば、チューブの形態の）壁部接続流路は、単に開口８２０に取付けてもよい。
【００６５】
冷却剤は、種々な方法で、コンテナ８０２内を循環させることができる。一実施形態において、冷却剤は、蛇行経路で、対向する側壁間を往復して流れるように方向付けることができる。図９Ａは、冷却剤流路を流れる冷却剤の経路をより明確に示す一体鋳造コンテナ８０２の平面図である。図９Ａは、分割専用壁８０７及び冷却剤分割壁８０９を示す。また、図９Ａは、第１の側壁８１３Ａ及びその対応する壁部カバー８１０Ａによって形成される壁部接続流路８４５と、第２の側壁８１３Ｂ及びその対応する側壁カバー８１０Ｂによって形成される壁部接続流路８４５とを示す。矢印は、冷却剤流路内の冷却剤の流れの方向を示す。
【００６６】
図９Ａに示す実施形態において、冷却剤は、コンテナ入り口８５０を通って一体鋳造コンテナ８０２に入り、第１の側壁８１３Ａの開口８２０Ａ（流路入り口）に導かれる。冷却剤は、冷却剤分割壁８０９内の冷却剤流路によって、(第１の側壁８１３Ａと反対側の)第２の側壁８１３Ｂの開口８２０Ｂ（流路流出口）に導かれる。次いで、第２の側壁８１３Ｂの壁部接続流路８４５が冷却剤を、開口８２０Ｃ（流路入り口）へ導き、そこで、冷却剤は、冷却剤分割壁８０９により運ばれて第１の側壁８１３Ａへ戻され、開口８２０Ｄ（流路流出口）を出る。このプロセスは、他の冷却剤流路開口８２０Ｅ〜８２０Ｌに対して繰り返され、その後、冷却剤は、コンテナ流出口８７０へ導かれる。そのため、冷却剤は、冷却剤分割壁内の冷却剤流路によって、第１及び第２の側壁間を往復して運ばれる。上述したように、この種の流れは、冷却剤が一方の分割壁から他方の分割壁へ送られるため、“直列”接続と呼ばれる。
【００６７】
冷却剤を方向付けて流す他の方法を図９Ｂに示す。図９Ｂは、側壁８１３Ａ’及び８１３Ｂ’を有する、本発明の一体鋳造コンテナ８０２’の平面図を示す。この実施形態においては、冷却剤は、冷却剤分割壁８０９の各々によって、第１の側壁８１３Ａ’から第２の側壁８１３Ｂ’へ導かれる。そのため、冷却剤は、第１の側壁８１３Ａ’内に配置されている開口８２０Ａ、８２０Ｄ、８２０Ｅ、８２０Ｈ、８２０Ｉ及び８２０Ｌを通って冷却剤分割壁８０９に入り、第２の側壁８１３Ｂ’内に配置されている開口８２０Ｂ、８２０Ｃ、８２０Ｆ、８２０Ｇ、８２０Ｊ及び８２０Ｋを通って冷却剤分割壁を出る。その結果、冷却剤は、殆ど同時に、全ての冷却剤分割壁に入るように流れる。そのため、この構成は、“並列”フロー構成と呼ばれる。
【００６８】
上述したように、上記冷却剤分割壁及び上記分割専用壁は、固定型または挿入可能型とすることができる。図８Ｂに示すコンテナの実施形態に関して（すなわち、上記側壁に流路入り口及び流出口を備える場合）、１つ又は１つ以上の冷却剤分割壁が固定型であることが好ましい。全ての冷却剤分割壁が固定型であることがより好ましい。一実施形態においては、全ての冷却剤分割壁が固定型であり、一方、全ての分割専用壁が挿入可能型である。別の実施形態においては、全ての冷却剤分割壁及び全ての分割専用壁が固定型である。当然、本発明は、これらの実施形態に限定されず、他の実施形態も可能である。
【００６９】
図８Ａ〜８Ｅ、９Ａ及び９Ｂに示す本発明の実施形態、すなわち冷却剤分割壁は、端壁に殆ど平行であり、冷却剤流路の開口は、コンテナの側壁内に形成されている。図２Ａを参照すると、冷却剤分割壁が、コンテナの側壁に殆ど平行であるように、冷却剤分割壁を配置することが可能であることが明らかである。そのため、冷却剤流路の入り口及び流出口を、コンテナの端壁に形成することが可能である。図２Ｂを参照すると、冷却剤流路への開口のうちの１つを端壁に形成し、他の開口を側壁に形成することも可能であることが明らかである。
【００７０】
本発明のまた別の実施形態において、少なくとも１つの冷却剤分割壁（及び／又は少なくとも１つの分割専用壁）を、上記電池ケースの蓋と共に一体型構造体として形成することが可能であることに注目すべきである。この実施形態においては、冷却剤流路への入り口及び流出口は、好ましくは、蓋の一部に形成される。しかし、入り口及び流出口を、上記コンテナの壁部または底部に形成することも可能である。
【００７１】
また、上述した一体鋳造ケースの実施形態、特に、図１Ａ及び図８Ａに示す実施形態においては、コンテナは壁部及び底部を含むことに注目すべきである。蓋は、独立した部品として示されている。そのため、蓋がコンテナの上部に置かれ（て、好ましくは、密閉され）る前に、電気化学単電池は上方からコンテナ内に配置することができる。一体鋳造ケースの別の実施形態においては、蓋及び壁部を一体型構造体として形成し、その“ケース底部”を独立した部品として形成することが可能である。この場合、 “ケース底部”が実際にコンテナに配置される前に、電気化学単電池はコンテナの底部からケース内に配置することができる。
【００７２】
本発明の一体鋳造電池ケースは、複数の電気化学単電池を収容して、一体鋳造電池を形成する。好ましくは、電気化学単電池の各々は、単電池隔室のうちの特定のものの中に配置される。電気化学単電池の一部または全ては、直列電気接続および／または並列電気接続で電気的に結合している。また、１つ又は１つ以上の単電池が、他の単電池のいずれかとも電気的に接続していないことも可能である。一実施形態において、全ての電気化学単電池は、直列に電気的に接続される。別の実施形態においては、全ての電気化学単電池が並列に電気的に結合されている。また別の実施形態においては、電気化学単電池の一部が直列に電気的に接続され、一部が並列に電気的に接続されている。
【００７３】
図１０は、本発明の一体鋳造電池１０００の断面図を示す。断面図は、側壁と平行である。一体鋳造電池１０００は、一体鋳造コンテナ１００２及び蓋１００４を含む。電池コンテナは、冷却剤分割壁１００９及び分割専用壁１００７を含む。分割専用壁及び冷却剤分割壁は、電池隔室１００５を形成する。単電池隔室１００５の各々は、正の電極、負の電極、セパレータ及び電解液からなるスタックを含む単一の電気化学単電池１０８０内に収容される。
【００７４】
図１０に示す実施形態においては、複数の電気化学単電池１０８０が直列に電気的に結合されている。隣接する単電池間の電気的結合は、種々の方法で実現することができる。図示された実施形態においては、上記正負の電極は、電極に取付けられた、電極にエネルギを運ぶ、または電極からエネルギを輸送するための集電タブを含む。正電極の集電タブは、全て一緒に正の相互接続部１０８６Ａに溶接されている。同様に、負電極の集電タブは、全て一緒に負の相互接続部１０８６Ｂに溶接されている。電気化学単電池を直列に接続するため、１つの電気化学単電池の正の相互接続部１０８６Ａは、分割壁の反対側にある隣接する電気化学単電池の負の相互接続部１０８６Ｂに電気的に結合されている。これは、種々な方法で行うことができる。図示の実施形態においては、これは、分割壁の開口内に接続スペーサ１０８８を通して、接続スペーサ１０８８の端部を、分割壁の反対側にある正の相互接続部１０８６Ａ及び負の相互接続部１０８６Ｂに溶接することによって行われる。また、接続スペーサ１０８８は、端壁の開口を通して配置し、正の相互接続部を正の電池端子１０９０Ａに、負の相互接続部を負の電池端子１０９０Ｂに電気的に接続することができる。
【００７５】
接続スペーサは、多くの異なる導電性材料から形成することができる。接続スペーサ１０８８は、ニッケル、銅、ニッケル合金、銅合金、ニッケル銅合金、銅ニッケル合金を含んでもよい。さらに、接続スペーサは、銅及びニッケルの両方を含んでもよい。例えば、接続スペーサは、ニッケルをめっきした銅を含んでもよく、または、接続スペーサは、ニッケルによって囲まれた銅製の制御部分を含んでもよい。別法として、接続スペーサは、銅製円筒と、銅製円筒の軸方向にらせん状に巻かれているニッケル線とを備えてもよい。
【００７６】
相互接続スペーサが、そこを通って配置される、単電池分割壁の開口は、単電池隔室のうちの１つから、単電池分割壁の他方の隣接する単電池隔室への電解液の漏れを防ぐために、密閉してもよい。密閉は、ゴム等のポリマーガスケット、またはプラスチックガスケットを用いることにより実現することができる。また、密閉は、ホットメルト接着剤またはエポキシ接着剤を用いることによっても実現することができる。密閉は、分割壁のプラスチック材料を接続スペーサ１０８８の周りで溶融することによっても実現することができる。
【００７７】
一体鋳造電池１０００の断面平面図を図１１に示す。図１１は、どのようにして正の相互接続部１０８６Ａ及び負の相互接続部１０８６Ｂを、単電池分割壁の壁部を貫通する接続スペーサ１０８８と電気的に結合して、全ての電気化学単電池を直列に接続することができるかを示す。図１１は、単電池隔室１００５を形成する分割専用壁１００７及び冷却剤分割壁１００９を示す。また、図１１は、隔室１００５内に配置されている電気化学単電池１０８０も示す。
【００７８】
独立した接続スペーサを用いることなく、正の相互接続部と負の相互接続部との間の接続を形成することも可能である。図１２は、本発明の一体鋳造電池の側面を示す。改変された正の相互接続部１２８６Ａ及び改変された負の相互接続部１２８６Ｂが示されている。改変された正の相互接続部１２８６Ａ及び改変された負の相互接続部１２８６Ｂは、それぞれ、分割専用壁１００７及び冷却剤分割壁１００９の壁部の開口１０１１を貫通して伸びる突出部１２８７Ａ及び１２８７Ｂを有するように形成されている。正の相互接続部の突出部１２８７Ａは、負の相互接続部の突出部１２８７Ｂと、物理的及び電気的な接触を形成する。そのため、その対応する正及び負の電極は、電気的に結合される。好ましくは、正の相互接続部の突出部１２８７Ａは、負の相互接続部の突出部１２８７Ｂに溶接される。
【００７９】
本発明のまた別の実施形態においては、上記正及び負の電極は、単電池分割壁を貫通してではなく、単電池分割壁越しに相互接続してもよい。このことは、異なる方法で、例えば、正の相互接続部および／または負の相互接続部を単電池分割壁を越えて伸ばすことにより、行うことができる。また、相互接続スペーサを単電池分割壁を越えて配置することにより行ってもよい。
【００８０】
一体鋳造電池内の２つ又は２つ以上の電気化学単電池を、並列に電気的に接合してもよい。図１３は、本発明の一体鋳造電池１０００’の実施形態の平面図を示し、ここでは全ての電気化学単電池が並列に電気的に接合されている。図１３を参照すると、正の相互接続部１０８６Ａが、全て一緒に正の電池端子１０９０Ａに電気的に結合されているのが明らかである。この電気的結合は、好ましくは、単電池分割壁を貫通する第１の電気的接触ストリップ１３９５Ａによってなされる。同様に、負の相互接続部３８６Ｂは、全て一緒に負の電池端子１０９０Ｂに電気的に接合されている。この電気的結合は、好ましくは、単電池分割壁を貫通する（または、越える）第２の電気的接触ストリップ１３９５Ｂによってなされる。再び図１０を参照すると、一体鋳造電池１０００が、電池コンテナ１００２及びコンテナのための蓋１００４を含む電池ケースを備えていることが明らかである。ケースは、好ましくは、単電池隔室の各々の中の電解液が、他のどの単電池隔室の電解液からも隔離されるように設計される。このことは、単電池間の自己放電による電気的短絡を避けるように行われる。しかし、個々の単電池からのガスが全て、電池ケースの共通領域内で共用されることが好ましい。図１０に示す実施形態において、単電池隔室１００５の上部の開口の各々は、ガス透過性の疎水性膜１０６０で覆われている。膜の覆い１０６０は、各隔室からの電解液の漏れを防ぐ。しかし、覆いは、ガス透過性であるため、覆いは、各単電池隔室からのガスが、電池ケース内の共通領域１０２０に入るのを可能にする。そのため、各電気化学単電池からのガスは、一体鋳造ケースの共通領域内で共用される。その結果、電池ケースは、全ての電気化学単電池のための共用圧力容器として機能する。電池ケースは、好ましくは、密封されるが、１つ又は１つ以上の圧力除去口１０３０を含んでもよい。
【００８１】
電池ケースの共通領域１０２０は、コンテナのための、特別に設計された蓋に組み込むことができる。図１４は、本発明の一体鋳造電池１４００の実施形態の断面図を示す。一体鋳造電池１４００は、図１０に示したコンテナ１００２を含む。しかし、電池１４００は、一体鋳造コンテナ１００２の上部に密閉適合する特別に設計された蓋１４０４を含む。蓋１４０４は、単電池隔室１００５の各々と、蓋の内部にある共通ガス領域１４２０との間のガスの連通を可能にする複数のガス流路１４１０を含む。
【００８２】
上記ガス流路は、他の隔室への電解液の漏れを防ぐように設計されている。このことは、ガス透過性の疎水性膜１０６０を、ガス流路１４１０と、単電池隔室１００５の開口との間に挟み込むことによってなされる。
【００８３】
図１０及び図１４に示す疎水性膜１０６０は、過充電によるガス放出速度に対応するのに十分なガス拡散表面積を有する材料で形成することができる。その面積は、１２Ａｈ単電池当たり約５ｃｍ２〜５０ｃｍ２に相当する。一般に、疎水性材料は、電池のガスの通過を可能にするが、電解液の通過は可能にしない材料であれば如何なるものでもよい。材料の実施例は、炭酸カルシウムを充填したポリエチレンを含む材料である。他の実施例は、多種の襁褓用材料を含んでもよい。使用できる材料の実施例は、Ｔｒｉｄｅｇａｒ  ｐｒｏｄｕｃｔｓ社により供給されている通気性のＸＢＦ−１００Ｗ  ＥＸＸＡＩＲＥフィルムである。このフィルムは、炭酸カルシウム粒子と混合された後に、多孔性になるように伸ばされているポリエチレンフィルムである。一実施形態において、層は、約０．００１インチに相当する約０．２５ゲージ（０．２５ｇ／ｍ２）の厚さを有するように選定される。材料のガーレー透気度は、約３６０（４．９インチの水のガス圧力で、平方インチ当りを１００ｃｃのガスが通過するのに３６０秒）になるように選定される。このフィルムの疎水性の性質は、３０％ＫＯＨ電解液における約１２０度の非常に高い接触角によって実証される。
【００８４】
蓋１４０４は、共通圧力領域１４２０のための一組の圧力抜け口１４３０も含む。図１５Ａ及び図１５Ｂは、それぞれ、ガス流路１４１０、疎水性膜１４６０及び共通ガス隔室１４２０を示す、蓋１４０４の立体上部及び底部斜視図である。
【００８５】
図１０及び図１４に示す一体鋳造コンテナ１００２について説明すると、各隔室をガス透過性の疎水性膜１０６０でカバーするのではなく、疎水性材料を、各単電池隔室１００５の開口の境界周辺に配置することが可能であることに注目すべきである。疎水性の境界は、一つの単電池からの電解液が、分割壁壁部に入り込んだり、隣接する単電池隔室へ移動したりするのを阻止されるように、電解液の浸入進路を遮断するのに十分である。
【００８６】
多重単電池型一体鋳造電池ケース１６００の別の実施形態を図１６Ａに示す。ケース１６００は、電池コンテナ１６０２、コンテナのための蓋１６０４を含む。図示の実施形態において、ケースは、ケースの対応する側壁を覆ってちょうど合う壁部カバー１６１０Ａ、１６１０Ｂも含む。
【００８７】
コンテナ１６０２の立体図を図１６Ｂに示す。図１６Ｂについて説明すると、コンテナ１６０２は、２つの側壁１６１３Ａ、１６１３Ｂと、２つの端壁１６１５とを含む。図１６Ｂは、第１の側壁１６１３Ａを示す。側壁１６１３Ｂは、側壁１６１３Ａの反対側にあり、図では隠れている。同様に、２つの端壁１６１５のうちの第１の端壁は、図１６Ｂに示されているが、第２の端壁は、第１の端壁と反対側にあり、図では隠れている。コンテナ１６０２はさらに、ケースの内部を複数の単電池隔室１６０５に分割する１つ又は１つ以上の単電池分割壁１６０７、１６０９を含む。電池ケースは、１つ又は１つ以上の電気化学単電池を保持することができ、好ましくは、少なくとも２つの電気化学単電池を保持することができる。好ましくは、各電気化学単電池は、その対応する単電池隔室内に配置される。電気化学単電池は、直列および／または並列形態で、一緒に結合することができる。
【００８８】
単電池分割壁の各々は、分割専用壁１６０７または冷却剤分割壁１６０９のいずれかとすることができる。分割専用壁１６０７は、冷却剤流路を含まないが、冷却剤分割壁１６０９は、冷却剤流路を含む。好ましくは、コンテナ１６０２は、少なくとも１つの冷却剤分割壁を含む。好ましくは、冷却剤流路は、冷却剤分割壁に一体形成されている。また好ましくは、冷却剤流路は、冷却剤分割壁の内部に形成されている。また、冷却剤分割壁は、一体型構造体として形成してもよい。
【００８９】
図１６Ｂに示すコンテナ１６０２の実施形態においては、冷却剤流路の入り口及び流出口が、コンテナの側壁に形成されている。各開口１６２０は、冷却剤流路内での冷却剤の流れの方向により、冷却剤流路の入り口または流出口のいずれかとすることができる。冷却剤流路は、冷却剤を一方の側壁から反対側の側壁へ導く。これは、“クロスフロー設計”の別の実施例である。図１６Ｂに示すコンテナにおいては、冷却剤流路は、殆ど水平方向に配置されており、また、冷却剤フローの方向は、冷却剤分割壁の外面に殆ど平行である。
【００９０】
好ましくは、１つの上記冷却剤分割壁内の冷却剤流路は、他の冷却剤分割壁内の冷却剤流路と連通している。これにより、冷却剤が全ての冷却剤分割壁内を流れることができる完全に一体化された冷却システムが形成される。異なる冷却剤分割壁の冷却剤流路は、多くの異なる方法で、流体的に接続することができる。図１６Ａに示す電池ケース１６００の実施形態において、このことは、壁部カバー１６１０Ａ、１６１０Ｂを用いてなされる。好ましくは、壁部カバー１６１０Ａ、１６１０Ｂは、硬い板面の形をとる。
【００９１】
図１６Ｃは、（上記コンテナの冷却剤出入り口側とも呼ぶ）側壁１６１３Ａを示すコンテナ１６０２の側面図である。図１６Ｄは、側壁１６１３Ａの反対側にある、（コンテナのガス出入り口側とも呼ぶ）側壁１６１３Ｂを示すコンテナの反対側の側面図である。図１６Ｃ及び図１６Ｄについて説明すると、コンテナ１６０２の側壁１６１３Ａ、１６１３Ｂの外面が、リブ１６４３を含むことが明らかである。リブ１６４３は、流体の流れのためのバッフルを形成する。具体的には、リブ１６４３は、側壁１６１３Ａ、１６１３Ｂの外面に流体流路を形成する。（図１６Ａに示す）壁部カバー１６１０Ａ、１６１０Ｂを、その対応する側壁１６１３Ａ、１６１３Ｂに取付けると、流体流路は、その対応する壁部カバー１６１０Ａ、１６１０Ｂと共に、（本願明細書において、壁部流路とも呼ぶ）壁部接続流路１６４５を形成する。これらの壁部接続流路１６４５は、異なる冷却剤分割壁の冷却剤流路の開口１６２０を相互接続する。そのため、各冷却剤分割壁の冷却剤流路は、他の冷却剤分割壁の冷却剤流路と相互接続される。これにより、冷却剤を電池ケースの全体に循環させることができる冷却剤流路からなる相互接続網が形成される。側壁１６１３Ａ、１６１３Ｂとその取付けられた対応する壁部カバー１６１０Ａ、１６１０Ｂとの組合せが、二重層構造である側壁を一緒になって形成することに注目すべきである。その結果、壁部の冷却剤流路は、それらの二重層構造の側壁内にある。
【００９２】
冷却剤流路を相互接続する多数の他の方法がある。例えば、壁部接続流路は、側壁１６１３Ａ、１６１３Ｂの開口１６２０に一体に結合されている（チューブ等の）独立した部品として形成してもよい。
【００９３】
冷却剤は、異なる方法で、コンテナ１６０２内を循環させることができる。図１６Ｂに示すコンテナの実施形態において、冷却剤は、蛇行経路で、対向する側壁間を往復して流れるように導かれる。図１６Ｅは、冷却剤流路を流れる冷却剤の経路をより明確に示すコンテナ１６０２の水平方向断面図である。図１６Ｅは、分割専用壁１６０７及び冷却剤分割壁１６０９を示す。また、図１６Ｃは、第１の側壁１６１３Ａ及びその対応する壁部カバー１６１０Ａによって形成されている壁部接続流路１６４５と、第２の側壁１６１３Ｂ及びその対応する側壁カバー１６１０Ｂによって形成されている壁部接続流路１６４５とを示す。壁部接続流路１６４５内及び冷却剤流路内に示す矢印は、冷却剤の流れの方向を示す。
【００９４】
図１６Ｅを参照すると、冷却剤は、コンテナ入り口１６５０を通ってコンテナ１６０２に入り、第１の側壁１６１３Ａの開口１６２０Ａ（流路入り口）に導かれる。冷却剤は、冷却剤分割壁１６０９内の冷却剤流路により、（第１の側壁１６１３Ａの反対側にある）第２の側壁１６１３Ｂの開口１６２０Ｂ（流路の流出口）へ導かれる。そして、第２の側壁１６１３Ｂ内の壁部接続流路１６４５は、冷却剤を、開口１６２０Ｃ（流路入り口）へ導き、そこで、冷却剤は、冷却剤分割壁１６０９によって第１の側壁１６１３Ａへ戻されて、開口１６２０Ｄ（流路の流出口）を出る。このプロセスは、他の冷却流路開口１６２０Ｅ〜１６２０Ｌにおいて繰り返され、この場合、冷却剤は、その後、コンテナ流出口１６７０へ導かれる。そのため、冷却剤は、冷却剤分割壁内の冷却剤流路により、第１の側壁と第２の側壁との間を往復往復して運ばれる。上述したように、この種の流れは、冷却剤が一方の分割壁から他方の分割壁へ送られるため、“直列”接続と呼ばれる。図９Ｂに示す冷却剤の流れのタイプ（“並列”接続）は、当然、この多重単電池型電池ケースの場合においても可能である。
【００９５】
（酸素や水素等の）ガスが、電池の電気化学単電池によって解放されるため、電池からガスを排出する必要がある。ガスを排出するプロセスにおいては、各単電池からの電解液の一部が、ガスと共に運ばれて、その単電池隔室から出る可能性がある。一つの電気化学単電池のガスが、他の電気化学単電池のガスと混合することは許されるが、一つの単電池の電解液が他の電気化学単電池に入ることは許されない。そのため、電池用のガス排出システムの設計においては、一つの単電池からの電解液が、他の電気化学単電池に入るのを阻止するように注意しなければならない。説明上の便宜のため、その単電池隔室から漏出する電解液を、“漏出電解液”と呼ぶ。
【００９６】
再び、図１６Ｃ及び図１６Ｄについて説明すると、側壁１６１３Ａ、１６１３Ｂがさらに、リブ１６８６Ｂ及び１６８６Ｔを含むことが明らかである。リブ１６８６Ｂ、１６８６Ｔは、流体の流れのためのバッフルを形成する。具体的には、リブ１６８６Ｂ、１６８６Ｔ間の領域は、側壁１６１３Ａ、１６１３Ｂの表面に流路を形成する。
【００９７】
（図１６Ａに示すような）壁部カバー１６１０Ａ、１６１０Ｂが、対応する側壁１６１３Ａ、１６１３Ｂに取付けられると、側壁１６１３Ａ、１６１３Ｂ、対応する壁部カバー１６１０Ａ、１６１０Ｂ及びリブ１６８６Ｂ、１６８６Ｔがガス流路１６８８を形成する。ガス流路１６８８の各々は、穴１６８４によって、単電池隔室１６０５の各々、および電気化学単電池の各々と連通している（図１６Ｃ及び図１６Ｄ参照）。図１６Ｃ及び図１６Ｄに示す電池ケースの実施形態においては、穴１６８４が、好ましくは、どのような種類の膜材料によっても覆われていないことに注目すべきである。単電池からのガス及び液体の電解液はいずれも、各単電池隔室から各ガス流路への経路を形成することができる。そのため、各ガス流路１６８８は、好ましくは、単電池隔室の各々と、ガス的に連通し、かつ液体的に連通している（そのため、単電池隔室の各々は、ガス流路の各々と流体的に連通していると言うことができる）。上述したように、側壁１６１０Ａ、１６１０Ｂ及びその対応する壁部カバー１６１０Ａ、１６１０Ｂは、一緒になって二重層構造の側壁を形成する。そのため、ガス流路１６８８は、それらの二重層側壁内にある。
【００９８】
ガスが、電池の電気化学単電池の各々によって解放されるため、単電池ガスは、漏出電解液と共に、（溝１６８２によって）（図１６Ｂに示す）対応する単電池隔室１６０５に隣接するタブ１６８０に入る。漏出電解液の一部は、タブ１６８０に捕獲され、それにより、漏出電解液の一部が他の電気化学単電池に到達するのを防ぐ。単電池ガス及び漏出電解液の残りは、（図１６Ｃ及び図１６Ｄに示す）開口１６８４を通ってタブ１６８０を出て、ガス流路１６８８に入る。（そのため、ガス流路１６８８は、単電池ガスならびに単電池ガスと共に運ばれる液体の電解液を移送する。）（図１６Ｄに示す）側壁１６１３Ｂ上のガス流路１６８８に入る単電池ガスは、ガス流路を通る経路を流れて、ガス圧力が十分に高くなったときに、ガス排出孔１６７０を通してガス流路を出る。
【００９９】
リブ１６８６Ｂ、１６８６Ｔの配置は、好ましくは、蛇行流路を有するガス流路１６８８を形成する。単電池ガス及び漏出電解液は、ガス流路１６８８を通って移動するため、ガス及び電解液は、ガス流路１６８８によって、流路の対応する蛇行性流路をたどるように強いられる。ガス及び漏出電解液がたどる蛇行流路のため、漏出電解液は、底部リブ１６８６Ｂによって形成された収容部１６９０の底部に捕獲される。漏出電解液は、収容部１６９０によって捕獲されるため、一つの単電池隔室１６０５から他の単電池隔室１６０５に入る電解液は、実質的にない。従って、一つの単電池隔室からの電解液が他のいずれかの電気化学単電池に接触することは、実質的にない。
【０１００】
上述したように、単電池ガスは、ガス流路の対向端部に配置されたガス排出孔１６９４を通って、図１６Ｄに示す流路を出る。そのため、図１６Ａ〜図１６Ｄに示す電池ケースの実施形態においては、ガス排出孔が、ガス流路のうちの一つのみに結合されている。しかし、当然、１つ又は１つ以上のガス排出孔を、各側壁のガス流路に１つ又は１つ以上のガス排出孔を設けることも可能である。同様に、電池は、側壁のうちの一つのみに単一のガス流路を有するように形成してもよい。
【０１０１】
ガス流路は、何らかの蛇行流路を有するように形成してもよい。例えば、流路は、蛇行させ、迂回させ、曲がりくねらせ、ジグザグ等にすることができる。図１６Ｃ及び図１６Ｄに示す実施形態において、ガス流路１６８８は、殆ど垂直方向に配置されたリブ１６８６Ｂと、殆ど垂直方向に配置されたリブ１６８６Ｔとの交互の配置によって形成された蛇行流路を有する。しかし、蛇行性流路は、多くの異なる方法で形成することができる。例えば、底部のリブ１６８６Ｂのみを残してガス流路を形成するように、上部リブ１６８６Ｔを除去することが可能である。この場合、残りのリブ１６８６Ｂは、それでもなお、単電池ガス及び漏出電解液のための蛇行流路を形成する。また、リブを斜めに向けて設けることが可能である。また、リブ１６８６Ｂ、及び１６８６Ｔを、結節、突起、くぼみ、または、単電池ガス及び漏出電解液を蛇行流路に流すようなその他の突出部に置き換えることも可能である。
【０１０２】
図１６Ｃ及び図１６Ｄに示すガス流路１６８８は、それぞれ、穴１６８４を通して、隔室１６０５の各々と流体的に連通している。そのため、上記電池ケース内に配置された全ての電気化学単電池からのガスは、電池ケースが、電気化学単電池の各々のための単一のまたは共通の圧力容器として機能するように、各ガス流路１６８８内で混合することができるようになっている。しかし、、それぞれのガス流路が、隔室の全部でなく一部のみと流体的に連通している多数のガス流路を電池が含むことも可能である。例えば、各ガス流路は、少なくとも２つの隔室と連通させることができる。また、各隔室が、ガスが混合しないように、固有の対応するガス流路及び固有の対応するガス排出孔を有することも可能である。
【０１０３】
上述したように、ガス流路１６８８は、側壁１６１３Ａ、１６１３Ｂ、対応する壁部カバー１６１０Ａ、１６１０Ｂ及びリブ１６８６Ｂ、１６８６Ｔによって形成されている。しかし、ガス流路は、他の方法でも形成することができる。例えば、ガス流路は、蛇行流路を形成するための内部リブを有する細長いチューブとして形成することができる。チューブは、独立した部品として形成した後、ケースに取付けられることにより、ケースの１つ又は１つ以上の側壁に一体化して形成することができる。チューブ及びケースの側壁は、例えば、単一の部品として成型されることにより、または、殆ど恒久的に一緒に融合されることにより、単一部品として一体形成することができる。ガス流路は、側壁の内部にあってもよく、または、側壁の外面にあってもよい。そのため、独立した壁部カバーの必要性を無くすることが可能である。
【０１０４】
また、上述した実施形態において、上記ガス流路は、上記電池ケースの側壁と一体化されている。ガス流路は、電池ケースのいずれかの部分と一体形成することもできる。例えば、ガス流路を、電池ケースの端壁の一方または両方と一体形成することができる。また、ガス流路を、電池ケースの上部と一体形成することも可能である。また、ガス流路を、電池ケースの蓋に一体形成することもできる。蓋自体は、上部及び突出部を有するように形成することができる。ガス流路は、蓋の上部または蓋の突出部のうちの１つと一体形成することもできる。
【０１０５】
さらにまた、本発明のガス流路は、どのような多重単電池型電池とも、及びどのような電気化学的電池でも用いることができることに注目すべきである。図示の実施形態においては、ガス流路は、冷却剤流路も含む多重単電池型電池に用いられている。しかし、これは、ケースである必要はない。ガス流路は、冷却剤流路を含まない電池モジュール構成に用いてもよい。
【０１０６】
図１６Ｂは、一つの電気化学単電池を他の電気化学単電池に電気的に結合するのに用いることができる単電池間コネクタ１７００を示す。同じ図１６Ｂは、正及び負の電池端子１７１０を示す。（正または負のいずれかの電池端子に用いることができる）電池端子１７１０の実施形態を図１７Ａ、図１７Ｂ、図１７Ｃに示す。図１７Ａは、縦軸“Ａ”を有する電池端子１７１０の立体図立体図である。図１７Ｂは、縦軸と平行な電池端子の断面図である。図１７Ｃは、その縦軸と垂直な電池端子の断面図である。
【０１０７】
図１７Ｂに示すように、電池端子は、突出部１７２０及び凹部１７３０を含む。電池端子は、好ましくは、電池ケース内に成形される（すなわち、電池ケースの構成要素が、好ましくは、電池端子の周りに成形される）。端子は、上記側壁、端壁、または、電池ケースの底部に成形してもよい（この場合、側壁、端壁及び底部は、電池ケースの電池コンテナ部分を形成する）。端子は、電池ケースの蓋に成形してもよい。図１６Ｂに示す実施形態において、端子１７１０は、端壁１６１５に成形されている。すなわち、端壁１６１５を形成する構成要素は、端子１７１０の周りに成形される。
【０１０８】
突出部１７２０及び凹部１７３０は、その縦軸に沿った電池端子１７１０の動きを防ぐような方向に配置されている。図示の実施形態においては、各突出部１７１０及び各凹部１７２０は、電池端子の中心の縦軸から外側に伸びている。適切な方向に向けられて配置されたどのような突出部またはどのような凹部も、所定の位置に成形された後の、縦軸と平行な動きを防ぐことに注目すべきである。
【０１０９】
また、図１７Ｃを参照すると、電池端子１７１０が、六角形断面を有する突出部１７２０を有することが明らかである。六角形断面は、端子１７１０が所定の位置に成形された後に、電池端子１７１０が、その中心軸周りに回転するのを防ぐ。端子が、その中心軸周りに回転するのを防ぐ多角形断面であればいかなるものとでも六角形断面を置き換えることができることに注目すべきである。より具体的には、多角形断面を、電池端子が、その縦軸周りに回転するのを防ぐ非円形断面であれば如何なるものとでも置き換えることが可能である。
【０１１０】
好ましくは、上記電池端子は、導電性材料から形成される。より好ましくは、電池端子は、金属から形成される。好ましくは、電池端子は、Ｃｕ及びＮｉからなる群から選択された少なくとも１つの元素を含む。使用できる金属の例は、ニッケル、ニッケル合金、銅、銅合金、ニッケルまたはニッケル合金でめっきされた銅または銅合金、鋼鉄、ニッケルまたはニッケル合金でめっきされた鋼材からなる群から選択された少なくとも１つの金属を含む。好ましくは、端子は、元素Ｐｂ（鉛）を殆ど含まないように形成される。上記電池ケースは、好ましくは、端子周辺に成形することができるプラスチック等の高分子材料で形成される。
【０１１１】
本発明の電池端子の別の実施形態を図１８Ａに示す。図１８Ａに示す電池端子１８００は、電池コンテナ内の電気化学単電池に接続する、殆ど水平の部分１８１０を有する旗形端子である。旗形端子１８００は、電池を別の電池または外部の負荷のいずれかに接続するのに用いられる殆ど垂直な部分１８２０も有する。図１８Ａに示す断面図は、水平部分１８２０の縦軸と平行である。図１８Ｂは、図１８Ａに示す端子の別の断面図である。図１８Ｂに示す断面図は、水平部分１８２０の縦軸と垂直である。図１８Ｃは、電池端子１８００が電池コンテナの端壁１６１５にどのように適合するかを示す。上述したように、図１８Ｂは、その縦軸に垂直な、電池端子の水平部分の断面図を示す。図示の実施形態において、水平部分の断面は、楕円形である。この楕円形状は、端子が、その水平方向の縦軸周りに回転するのを防ぐ。楕円形状は、何らかの多角形等の他の何らかの非円形と置き換えることができる。
【０１１２】
本発明の上記電池端子は、どのような電池ケースと組合わせても使用できることに注目すべきである。電池ケースは、単一の電気化学単電池用であってもよい（この場合、電池は、単一の電気化学単電池である）。電池ケースは、多重単電池型電池用であってもよい（この場合、電池は、複数の電気化学単電池を備える）。電池ケースは、全ての電気化学単電池の共用圧力容器として機能することができる。加えて、電池端子が、プリズム状、円筒形、平べったい湾曲部等を含むあらゆるタイプの電池と共に用いることができることが可能である。
【０１１３】
一般に、本発明の電池に用いられる電解液は、如何なる水性または非水性の電解液でもよい。非水性電気化学単電池の実施例は、層間化合物を陽極と陰極とに用い、液状の有機またはポリマー電解液とを用いるリチウムイオン電池である。水性電気化学単電池は、“酸性”または“アルカリ性”のいずれかに分類することができる。酸性電気化学単電池の実施例は、二酸化鉛を正電極の活物質として用い、高表面積多孔質構造の金属鉛を負の活物質として用いる鉛蓄電池である。好ましくは、本発明の電気化学単電池は、アルカリ電気化学単電池である。アルカリ電解液は、アルカリ性水酸化物の水溶液とすることができる。好ましくは、アルカリ電解液は、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウムまたはこれらの混合物の水溶液を含む。アルカリ電解液は、水酸化カリウム及び水酸化リチウムの混合水酸化物であってもよい。
【０１１４】
一般に、本発明の電池に用いられる正及び負の活物質は、当該技術分野で用いられている電池活物質のうちのどのような種類であってもよい。正の電極物質の例は、酸化鉛、二酸化コバルトリチウム、二酸化ニッケルリチウム、二酸化ニッケルリチウム、リチウムマンガン酸化化合物、酸化バナジウムリチウム、酸化鉄リチウム、リチウム化合物、それらの化合物及び遷移金属酸化物の複合酸化物、二酸化マンガン、酸化亜鉛、酸化ニッケル、水酸化ニッケル、水酸化マンガン、酸化銅、酸化モリブデン、フッ化炭素等の粉末である。好ましくは、正の活物質は、水酸化ニッケル材料である。負の電極物質の例は、金属リチウム及びアルカリ金属、それらの合金、アルカリ金属吸収炭素物質、亜鉛、水酸化カドミウム、水素貯蔵合金等を含む。負の電極活物質は、水素貯蔵合金である。どのような水素貯蔵合金も用いることができることは、本発明の意図及び目的の範囲内である。そのため、本発明の好ましい実施形態において、各電気化学単電池は、水素貯蔵物質を活物質として含む負電極と、水酸化ニッケル活物質を含む正電極とを備えるニッケル水素単電池である。
【０１１５】
従って、本発明の実施形態において、電池はニッケル金属水素電池である。そのため、本発明の電池の実施形態は、密閉型ニッケル金属水素電池の標準的な作動圧力で作動することができる。これは、実際に活物質として使用される水素貯蔵合金、水酸化ニッケル材料により変化する。本発明の一実施形態において、電池は、少なくとも１０ｐｓｉのピーク圧力で、好ましくは、少なくとも２５ｐｓｉのピーク圧力で、より好ましくは、少なくとも５０ｐｓｉのピーク圧力で作動することができる。本発明の別の実施形態においては、電池は、約１４０ｐｓｉまでのピーク圧力で作動することができる。そのため、電池ケースの実施形態が、約１０ｐｓｉ〜約１４０ｐｓｉのピーク作動圧力に耐えることができることが好ましい。当然、本発明の電池及び電池ケースは、そのような作動圧力に限定されない。
【０１１６】
上記壁部、底部、蓋及び分割壁を含む、本発明の電池ケースは、好ましくは、非導電性材料で形成される。使用できる材料の例は、限定するものではないが、プラスチック等の高分子材料や特定のセラミック材料を含む。
【０１１７】
本発明を特定の実施形態に関して説明してきたが、当業者は、本発明の範囲及び趣旨を逸脱することなく、変更及び変形が可能であることを正しく認識するであろう。そのような変更及び変形は、添付の特許請求の範囲内にあるものと考えるべきである。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１Ａ】コンテナ及び蓋を示す、本発明の一体鋳造電池ケースの実施形態の立体図である。
【図１Ｂ】図１Ａに示す一体鋳造電池ケース用コンテナの立体図である。
【図２Ａ】コンテナの側壁に殆ど平行な単電池分割壁を有する、本発明の一体鋳造電池の実施形態の平面図である。
【図２Ｂ】コンテナの端壁に殆ど平行な単電池分割壁のセットと、コンテナの側壁に殆ど平行な単電池分割壁のセットとを有する、本発明の一体鋳造電池の実施形態の平面図である。
【図３】一体型構造体として、コンテナに一体形成された固定型分割壁の平面図である。
【図４】一体型構造体として、コンテナ底部に一体形成された固定型分割壁の側面図である。
【図５Ａ】固定型分割壁及び挿入可能型分割壁の配置を示す一体鋳造コンテナの側面図である。
【図５Ｂ】固定型分割壁及び挿入可能型分割壁の代替的配置を示す一体鋳造コンテナの側面図である。
【図５Ｃ】固定型分割専用壁及び挿入可能型の冷却剤分割壁の配置を示す一体鋳造コンテナの実施形態である。
【図５Ｄ】固定型分割専用壁及び挿入可能型の冷却剤分割壁の別の配置を示す一体鋳造コンテナの実施形態である。
【図６】冷却剤流路のための入り口及び流出口を含む一体鋳造コンテナ底部の平面図である。
【図７】冷却剤分割壁を流れる冷却剤の流れの経路を示す冷却剤分割壁の図である。
【図８Ａ】コンテナ、蓋及び側壁カバープレートを示す、本発明の一体鋳造電池ケースの実施形態の分解立体図である。
【図８Ｂ】分割壁を示す、図８Ａからの一体鋳造コンテナの立体図である。
【図８Ｃ】コンテナ底部を示す、図８Ａからの一体鋳造コンテナの立体図立体図である。
【図８Ｄ】冷却分割壁を通る冷却剤の流れを示す、図８Ａに示す一体鋳造コンテナの断面図である。
【図８Ｅ】冷却剤分割壁内の冷却路を示す、図８Ａに示す一体鋳造コンテナの断面図である。
【図９Ａ】直列の流れ構成でコンテナを流れる冷却剤の流れを示す、一体鋳造コンテナの平面図である。
【図９Ｂ】並列の流れ構成でコンテナを流れる冷却剤の流れを示す、一体鋳造コンテナの平面図である。
【図１０】分割壁間の電気的配線及び共通ガス領域を示す、本発明の一体鋳造電池の実施形態の断面図である。
【図１１】電気化学単電池間の直列電気結合を示す、本発明の一体鋳造電池の実施形態の平面図である。
【図１２】突起部との電気的配線を示す、一体鋳造コンテナの一部の側断面図である。
【図１３】電気化学単電池間の並列電気結合を示す、本発明の一体鋳造電池の実施形態の平面図である。
【図１４】共通ガス領域を含む特別に設計された蓋を示す、本発明の一体鋳造電池の実施形態の側面図である。
【図１５Ａ】蓋の上部の共通ガス隔室を示す、図１４に示す蓋の立体図である。
【図１５Ｂ】蓋の底部のガス路を示す、図１４に示す蓋の立体図立体図である。
【図１６Ａ】コンテナ、蓋及び側壁カバープレートを示す、本発明の一体鋳造電池ケースの実施形態の分解立体図である。
【図１６Ｂ】分割壁を示す、図１６Ａからの一体鋳造コンテナの立体図である。
【図１６Ｃ】コンテナの側壁を示す、図１６Ｂに示す一体鋳造コンテナの側面図である。
【図１６Ｄ】図１６Ｃに示すのと反対側の側壁を示す、図１６Ｂに示す一体鋳造コンテナの側面図である。
【図１６Ｅ】直列の流れ構成でコンテナ内を流れる冷却剤の流れを示す、図１６Ｂの一体鋳造コンテナの水平断面図である。
【図１７Ａ】本発明の電池端子の実施形態の立体図である。
【図１７Ｂ】図１７Ａの電池端子の縦軸に平行な断面図である。
【図１７Ｃ】図１７Ａの電池端子の縦軸に直角な断面図である。
【図１８Ａ】本発明の電池端子の実施形態の断面図である。
【図１８Ｂ】図１８Ａの電池端子の別の断面図である。
【図１８Ｃ】図１８Ａの端子が、電池コンテナの端壁内にどのように位置するかを示す断面図である。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
2007538373.tif 000010
【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
2007538373.tif 000015
【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
2007538373.tif 000018
【図８Ｅ】
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【図９Ａ】
2007538373.tif 000020
【図９Ｂ】
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【図１０】
2007538373.tif 000022
【図１１】
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【図１２】
2007538373.tif 000024
【図１３】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
2007538373.tif 000027
【図１５Ｂ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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【図１６Ｄ】
2007538373.tif 000032
【図１６Ｅ】
2007538373.tif 000033
【図１７Ａ】
2007538373.tif 000034
【図１７Ｂ】
2007538373.tif 000035
【図１７Ｃ】
2007538373.tif 000036
【図１８Ａ】
2007538373.tif 000037
【図１８Ｂ】
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【図１８Ｃ】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年1月26日(2007.1.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池ケースの内部を複数の隔室に分割する１つ以上の分割壁を含む電池ケースと、
前記ケース内に配置された複数の電気化学単電池と、
を備える多重単電池型の電池であって、
前記電池ケースが、少なくとも２つの前記隔室からの単電池ガスをガス排出孔へ運ぶガス流路を備え、前記ガス流路が、蛇行した流路を有する、多重単電池型の電池。
【請求項２】
前記ガス流路が、前記ケースに一体化されている、請求項１に記載の電池。
【請求項３】
前記ガス流路が、前記ケースの側部に一体化されている、請求項１に記載の電池。
【請求項４】
前記流路が、前記ケースの外面に一体化された複数の突出部によって形成されている、請求項１に記載の電池。
【請求項５】
前記ガス流路が、各前記隔室からの単電池ガスを前記ガス排出孔へ運ぶ、請求項１に記載の電池。
【請求項６】
前記電池ケースが、全ての前記電気化学単電池のための共用圧力容器として機能する、請求項１に記載の電池。
【請求項７】
正の電池端子及び負の電池端子を含む電池ケースであって、前記端子が、前記電池ケースに一体成型されており、前記端子の各々が、対応する縦軸を有し、前記端子の各々が、その縦軸周りの回転を防ぐように配置されており、前記端子の各々が、その縦軸と平行な動きを防ぐように配置されている電池ケースと、
前記ケース内に配置された少なくとも１つの電気化学単電池と、
を備える、電池。
【請求項８】
少なくとも１つの前記端子が、前記ケースの壁部に成形されている、請求項７に記載の電池。
【請求項９】
前記少なくとも１つの電気化学単電池がニッケル金属水素電気化学単電池である、請求項７に記載の電池。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの電気化学単電池が、複数の電気化学単電池である、請求項７に記載の電池。
【国際調査報告】
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