(57)【要約】  電極積重物（１２０）の構造体は、少なくとも１つのアノード層と、少なくとも１つのカソード層と、少なくとも１つの当該アノード層と少なくとも１つの当該カソード層との間に設けられている少なくとも１つのセパレータ層とを備える。その際、電極積重物（１２０）の少なくとも２つの層を互いに相対的に固定する少なくとも１つの固定装置（１１０、２１０、３１０、４１０、６１０）が備わっており、少なくとも１つのこの固定装置は、少なくとも部分的にポリプロピレンから成る。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのアノード層と、少なくとも１つのカソード層と、少なくとも１つの該アノード層と少なくとも１つの該カソード層との間に設けられている少なくとも１つのセパレータ層とを備える電極積重物（１２０）の構造体において、
前記電極積重物（１２０）の少なくとも２つの層を互いに相対的に固定する少なくとも１つの固定装置（１１０、２１０、３１０、４１０、６１０）が備わっており、少なくとも１つの該固定装置（１１０、２１０、３１０、４１０、６１０）は、少なくとも部分的にポリプロピレンから成ることを特徴とする構造体。
【請求項２】
前記固定装置は、少なくとも部分的にポリプロピレンから成る接着ストリップ（１１０、２１０、６１０）、接着ビード（３１０）あるいは接着点（４１０）として形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電極積重物。
【請求項３】
少なくとも１つの前記固定装置（１１０、２１０、３１０、４１０、６１０）が、前記電極積重物（１２０）の、積重されたアノード層とカソード層とセパレータ層とを固定することを特徴とする請求項１あるいは２に記載の電極積重物。
【請求項４】
前記固定装置（１１０、２１０、３１０、４１０、６１０）が、前記電極積重物（１２０）のアノード層、カソード層および／あるいはセパレータ層を、力接続的におよび／あるいは材料接続的におよび／あるいは形状接続的に接合することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電極積重物。
【請求項５】
前記電極積重物（１２０）は少なくとも１つの導体ラグ（５３１）を備え、かつ該導体ラグ（５３１）は固定装置によって固定されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電極積重物。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の少なくとも１つの電極積重物（１２０）と、該電極積重物を少なくとも部分的に被覆する少なくとも１つの被覆体（１４０）とを備える電気化学的セル。
【請求項７】
前記被覆体（１４０）は少なくとも部分的に、少なくとも部分的にポリプロピレンから成る少なくとも１つの内部層を備える複合材料から成ることを特徴とする請求項６に記載の電気化学的セル。
【請求項８】
前記固定装置が前記被覆体の前記内部層と溶接されていることによって、前記固定装置（１１０、２１０、３１０、４１０、６１０）および／あるいは前記電極積重物（１２０）は、材料接続的に前記被覆体（１４０）と接合されていることを特徴とする請求項７に記載の電気化学的セル。
【請求項９】
少なくとも１つのアノード層と、少なくとも１つのカソード層と、少なくとも１つの該アノード層と少なくとも１つの該カソード層との間に設けられている少なくとも１つのセパレータ層とを有する電極積重物（１２０）の構造体の製造法であって、
前記電極積重物（１２０）の少なくとも２つの層を、少なくとも部分的にポリプロピレンから成る少なくとも１つの固定装置（１１０、２１０、３１０、４１０、６１０）によって、互いに相対的に固定するステップを備える方法。
【請求項１０】
少なくとも１つの前記固定装置は、少なくとも部分的にポリプロピレンから成る接着ストリップ（１１０、２１０、６１０）、接着ビード（３１０）あるいは接着点（４１０）として形成されていることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記電極積重物（１２０）の少なくとも１つの導体ラグ（５３１）が、好適には溶接あるいは超音波溶接によって、少なくとも１つの電流導体（５３２）に、特に力接続的におよび／あるいは形状接続的におよび／あるいは材料接続的に取り付けられるステップをさらに備えることを特徴とする請求項９あるいは１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記電極積重物（１２０）の少なくとも２つの導体ラグ（５３１）では、該導体ラグ（５３１）が、少なくとも１つの電流導体（５３２）に取り付けられる前に束ねられ、同じ長さにされるステップをさらに備えることを特徴とする請求項９から１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
少なくとも１つの被覆体（１４０）が、固定された前記電極積重物（１２０）の周りに設けられるステップをさらに備えることを特徴とする請求項９から１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記被覆体（１４０）が、前記固定装置（１１０、２１０、３１０、４１０、６１０）および／あるいは前記電極積重物（１２０）と、特に材料接続的に接合されるステップをさらに備えることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記被覆体（１４０）は少なくとも部分的に、少なくとも部分的にポリプロピレンから成る少なくとも１つの内部層を備える複合材料から成り、かつ固定された前記電極積重物（１２０）は、前記被覆体（１４０）と溶接されることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、電気化学的エネルギー貯蔵装置好適にはリチウムイオンバッテリーの電極積重物の構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
エネルギー貯蔵装置特にリチウムイオンバッテリーがますます必要となってきているので、そのようなエネルギー貯蔵装置の迅速かつ省コストかつ効果的な生産が不可欠である。生産特に個々のコンポーネントの組立ては困難であることが判明し、それゆえに多くの欠陥品を生産する危険性が存在し、それによって生産効率とコスト効率とが明確に低下する。危ないとみなされ得る生産ステップは、被覆体に電極積重物を挿入するステップと、電極積重物に電解液を浸み込ませるステップとである。この場合、しばしば層から成る積重物が互いにずれて、たとえばショートを引き起こすか、あるいは充電容量を下げることが起こりかねない。
【０００３】
さらなる問題は、エネルギー貯蔵装置特にリチウムイオンバッテリーを使用する際にある。エネルギー貯蔵装置に対する要求は、単に信頼性のあるエネルギー供給物が期待されるだけでなく、むしろこのエネルギー供給物が、大きな負荷（たとえば温度変化や機械的負荷など）の下でも長時間機能しなくてはならないというところまで変わった。とりわけ自動車分野での使用時に非常に重要なのは、エネルギー貯蔵装置が、たとえば車両が極めて異なる地表を走行する場合に起こり得るような大きな機械的負荷と揺動とに耐えることである。この場合不可欠なのは、一方では電極積重物の層が互いに離れたりあるいはずれたりできないことであり、さらに、電極積重物自身が被覆体内部で移動せず、それによってたとえば電流導体がちぎれないことである。
【０００４】
従来技術たとえば特許文献１から、電極積重物を固定するための様々な固定の可能性が知られており、当該特許文献１においては、ハウジングに湾入部を有する耐揺動性のある電気化学的セルが開示されており、当該湾入部で電極積重物がハウジングに固定され得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】独国特許第１０２５１２３０号明細書
【特許文献２】欧州特許第１０１７４７６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、特に容易かつ安価に適用され得る、電極積重物の固定を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
これは、本発明に従えば、独立請求項の教示によって達成される。本発明の好ましいさらなる形態は、従属請求項の対象である。
【０００８】
この課題を解決するために、以下に詳細に記述されるように、特に、少なくとも部分的にポリプロピレンから成る固定装置が備えられている。その際有利なのは、ポリプロピレンはその化学的かつ物理的特性ゆえに、特に容易に電極積重物の構造体もしくはバッテリーセルに組み入れることができることである。たとえばポリプロピレンの融点は、その結晶度に依存して１３０℃から１７１℃の間にある。電極積重物の本発明に係る構造体を作る際に、このことを利用でき、固定装置あるいはポリプロピレンを備えるその部分を後から熱で変形させることができる。これによって、固定装置あるいはその部分をまずは電極積重物に設け、たとえばその後で、その間に部分的にあるいは完全に溶融させるために、熱処理によって変形させることが可能である。それによって特に、固定装置および／あるいは固定装置と接合された電極積重物部分を、たとえば溶融プロセスによって、電極積重物構造体のさらなる部品たとえば被覆体と接合させることができる。さらに、完全にあるいは部分的にポリプロピレンから成る固定装置は、安価にかつ便利に作ることができる。なぜならポリプロピレンは、たとえば射出成形あるいは変形技術によって容易に加工できるからである。
【０００９】
好適には電極積重物の構造体は、特に形状接続的におよび／あるいは力接続的におよび／あるいは特に好ましくは材料接続的に電極積重物の固定装置と接合され得る、特に好ましくは溶接され得る、融着させ得る、もしくは封着させ得る被覆体を備える。特に溶接によって、特に信頼性のある接合が達成される。
【００１０】
電極積重物は、少なくとも１つのカソードとアノードと、電解質を有する特に１つのセパレータとを備える。カソードとアノードとセパレータとは、好適にはプレート状あるいはホイル状の要素である。
【００１１】
電極積重物のプレート状要素は、本発明に係る固定装置によって、少なくとも部分的に互いに接合されている。
【００１２】
しかも電極積重物とは、電気化学的セルの構成部材群として、化学エネルギーの貯蔵と電気エネルギーの放出とにも使われる装置と理解され得る。そのために電極積重物は、複数のプレート状要素、つまり少なくとも２つの電極であるアノードとカソードと、電解質を少なくとも部分的に受容するセパレータとを備える。好適には少なくとも１つのアノードとセパレータとカソードが互いの上に載置され、もしくは積重されており、セパレータは少なくとも部分的にアノードとカソードとの間に設けられている。アノードとセパレータとカソードのこの連続体は、電極積重物内部で任意にしばしば繰り返されてよい。プレート状要素は、電極巻回体に巻回されていてもよい。「電極積重物」という言葉は、好適には電極巻回体にも用いられる。電気エネルギーの放出前に、貯蔵された化学エネルギーが電気エネルギーに変換される。充電の間、電極積重物もしくはガルバニセルに供給された電気エネルギーは、化学エネルギーに変換され、貯蔵される。好適には電極積重物は、複数の電極ペアとセパレータとを備える。特に好ましくは、いくつかの電極は互いに上下になって、特に電気的に接合されている。電極積重物という言葉の単数形での使用は、複数の電極積重物を意味し得るということを除外するものではない。
【００１３】
アノードもしくはアノード層とは、充電時に、ポジティブに帯電したイオンを格子間位置に運び込む装置と理解され得る。好適にはアノードは、薄壁に形成されており、特に好ましくは、アノードアクティブ材料でコーティングされている金属ホイルとして形成されている。好適にはアノードは、ほぼ長方形に形成されている。アノードは、カソードもしくは電解質との電気化学的相互作用のためにも、意図されている。
【００１４】
カソードもしくはカソード層とは、放電時もしくは電気エネルギーの放出の間、電子とポジティブに帯電したイオンとを受容する装置と理解され得る。好適にはカソードは、薄壁に形成されており、特に好ましくは、カソードアクティブ材料でコーティングされている金属ホイルとして形成されている。好適にはカソードの構造は、ほぼ電極積重物のアノードの構造に相当する。カソードは、アノードもしくは電解質との電気化学的相互作用のためにも、意図されている。
【００１５】
本発明の主旨においては、セパレータとは、アノードをカソードから分離して間隔をあける装置と理解され得る。セパレータは、電解質も少なくとも部分的に受容する。好適にはセパレータは、薄壁に形成されており、特に好ましくは、ポリマーホイルとして形成されている。好適にはセパレータの構造は、ほぼ電極積重物のアノードの構造に相当する。好適にはセパレータは、導電性のない繊維から成るフリースを有して形成されており、当該フリースは、少なくとも１つの側面が無機物材料でコーティングされている。特許文献２は、そのようなセパレータと、その製造方法とを記述している。上述の特性を有するセパレータは現在、ドイツのエヴォニク・デグサ社（Evonik Degussa GmbH）の「セパリオン」の名で入手可能である。
【００１６】
本発明の主旨においては、少なくとも１つの固定装置によって、少なくとも１つの要素たとえば電極積重物あるいはその構成部材の１つたとえばアノード層、カソード層あるいはセパレータ層の固定が行われる。
【００１７】
本発明の主旨においては、２つあるいはそれ以上の要素の「固定」とは、これら２つの要素が相対的運動を行う可能性が制限されるということと理解され得る。好適には固定によって、要素の運動性が、好適には少なくとも１つの自由度、２つの自由度あるいは好適にはすべての自由度で制限され、好適には阻止されるが、それは好適には少なくとも１つの固定装置によってもたらされ得る。
【００１８】
固定装置は、電極積重物の好適には少なくとも２つのプレート状要素、たとえばアノード層、カソード層あるいはセパレータ層を、特に力接続的におよび／あるいは材料接続的におよび／あるいは形状接続的に互いに接合させる。固定装置はまた、電極積重物の少なくとも２つのプレート状要素の相対的運動、特に、少なくとも１つのプレート状要素の望ましくない移動を阻止するためにも使われる。好適には電極積重物の２つ以上のプレート状要素が、それぞれ互いに接合されている。特に好ましくは、電極積重物のプレート状要素すべてが接合されている。固定装置はまた、好適には電極積重物を被覆体と形状接続的におよび／あるいは力接続的におよび／あるいは材料接続的に接合することによって、被覆体内部での電極積重物の運動自由度を制限し、好適には阻止するためにも使われる。電極積重物と被覆体とのそのような形状接続的および／あるいは力接続的および／あるいは材料接続的接合は、好適には少なくとも１つの接合点あるいは接合部分によってもたらされる。電極積重物の層の固定装置と、被覆体内部の電極積重物の固定装置とは同じものであってよい。好適には固定に接着剤、接着テープ、クランプ、ろう接あるいは溶接も使われる。
【００１９】
駆動時には、振動あるいは加速の結果、電極積重物の少なくとも１つのプレート状要素あるいは電極積重物全体の望ましくない移動が起こりかねない。電極積重物をハウジングもしくは被覆体に挿入する際にもすでに、少なくとも１つのプレート状要素の望ましくない移動が生じかねない。電極が、それのために用意された、電極積重物内部の場所になければ、電極積重物の別のプレート状要素との化学的相互作用、特にエネルギーの変換もしくは貯蔵も低下する。電極積重物の実際の充電容量は、それによって低下する。電極積重物のプレート状要素を接合もしくは固定することで、個々のプレート状要素の望ましくない移動を減少させる。電極積重物の化学的にアクティブな領域が、エネルギーの変換もしくは貯蔵のために利用可能である。
【００２０】
電極積重物の固定のために、ポリプロピレンとは別のポリマーたとえばＰＥＴから成る、少なくとも部分的にホイル状に形成された固定装置を用いれば、電気化学的セルのさらなる組立て時に折目が付きかねず、それによって、引き続いて行われるかもしれない封止プロセスたとえば封着プロセスが困難になり、さらに被覆体を備える電気化学的セルから電解液が漏れ出ることにもなりかねない。
【００２１】
ポリプロピレンを備える固定装置を用いた際に、意外にも確認されたのは、これらの固定装置は、たとえば封着時に被覆体と溶接あるいは融着でき、それによって、折目形成の不利な結果たとえば困難となった封着が減少し、好適には最小限に抑えられ、好適には重要ではなくなり、すなわちもはや重大ではなくなるということである。このことは、この被覆体が同様にポリプロピレンを備えていれば好適であるが、しかしそうでなければならないわけではない。
【００２２】
被覆体とは、電極積重物を少なくとも部分的に被覆しかつ少なくとも部分的に外部に向かって画定する、少なくとも部分的な境界と理解され得る。被覆体は好適にはガス漏れや液漏れがなく、その結果周囲との材料の行き来は行われ得ない。電極積重物は、好適には部分的にあるいは完全に被覆体内部に設けられている。少なくとも１つの電流導体特に２つの電流導体が、被覆体から出て延伸し、電極積重物の接続に使用される。その際外部に向かって延伸する電流導体は、好適にはバッテリーセルのプラス端子接続部とマイナス端子接続部である。しかしながら、複数の電流導体特に４つの電流導体が被覆体から延伸してもよい。バッテリーセルがその際、互いに直列に接続されている２つの電極積重物を備えるならば、異なる電極積重物の２つの電極が互いに接合されている。被覆体は、熱エネルギーの流出をできるだけ阻害しないようにすべきである。本件では、被覆体は少なくとも２つの成形部品を備える。好適には成形部品は、少なくとも部分的に電極積重物に密着する。被覆体は、ホイル状に形成されていてよい。好適には、被覆体は少なくとも部分的に複合材料を備える。好適には、被覆体の複合材料の、電極積重物に対向する側面は、ポリプロピレン、あるいはポリプロピレンと溶接可能あるいは融着可能な別のポリマーを備え、それによって有利には、電極積重物のポリプロピレンを備える固定装置が、被覆体と溶接可能あるいは融着可能である。
【００２３】
電流導体は、定義に従えば、導電材料から作られている要素である。当該要素は、幾何学的に互いに離れた２つの点の間に電流を通すために使われる。本件では電流導体とは、電子を１つの電極から電気消費物の方向へ流すのを可能にする装置とも理解され得る。電流導体は、逆の電流方向にも作用する。少なくとも１つの電流導体が被覆体から延伸し、その際外部に向かうバッテリーセルの接続に使用される。電流導体は、電気的に、電極もしくはアクティブな電極集合体と、あるいは電極積重物の電極の導体ラグと、さらには接続ケーブルと接合されてよい。電流導体の構造は、電気化学的セルもしくは電極積重物の構造に合わせられている。好適には電流導体は、プレート状あるいはホイル状に形成されている。好ましくは電極積重物の各電極あるいは各導体ラグは、自らの電流導体を備えるか、もしくは同じ極性の電極あるいは導体ラグが、共通の電流導体と接合されている。第１電流導体は、部分的に被覆体から延伸してよい。第２電流導体は、部分的に被覆体から延伸してよいか、あるいは２つの電極積重物の間で導電接合を形成してよい。好適には電流導体は部分的にコーティングされており、コーティングは特に電気的に絶縁して形成されている。好適には少なくとも１つの電流導体が、導体ラグと熱伝導しても接合されている。好適には、少なくとも１つの導体ラグと少なくとも１つの電流導体との間の接合、特に熱伝導接合および／あるいは導電接合は、溶接法によって、特に好ましくは超音波溶接によって構築される。複数の電流導体を用いる場合には、これらは同じ側で、あるいは異なる側で被覆体から突出してよい。
【００２４】
導体ラグは、定義に従えば、電極積重物と接合されている。特に、導体ラグはその際、１つの電極積重物の同種の電極すべて、すなわちカソードかあるいはアノードと接合されている。導体ラグは、１つの電極積重物のカソードとアノードと同時に接合されていないことは当然である。なぜならば、ショートを引き起こすかもしれないからである。しかしながら、導体ラグは、たとえば２つの電極積重物が直列接続されている場合には、異なる電極積重物の異なる電極と接合されていてよい。導体ラグは、１つあるいは複数の電極と一体的に形成されていてよい。導体ラグと電極との間の画定は、導体ラグは特に、アクティブな電極材料でコーティングされていないということに見ることができる。導体ラグは、導電材料および／あるいは熱伝導材料、好適にはアルミニウムあるいは銅から、一体的にあるいは複数の部品からもしくは単層であるいは多層で形成されていてよい。好適には、導体ラグはすべて長さが同じか、あるいは電極積重物から間隔をあけられている同じ端部を有する。
【００２５】
以下に、本発明の好ましいさらなる形態が記述される。
【００２６】
好ましくは電極積重物は、複数の少なくとも２つのカソードとアノードとセパレータとを備える。さらに好適には電極積重物は、多数の少なくとも１０のアノードとカソードとセパレータとを備える。さらに好ましくは電極積重物は、３０のカソードとアノードと６０のセパレータとを備える。カソードとアノードとセパレータとはそれぞれ、プレート状に形成されている。
【００２７】
好適には固定装置は、接着接合として形成されているか、あるいは接着接合を備える。特に、接着接合は、少なくとも１つの接着ストリップとして存在する。その際また、少なくとも１つの接着ストリップは、プレート状要素を、製造時にも後の駆動時にも固定する。接着ストリップの場合には、接着剤は担体の上に塗布されており、担体は特に持続して、接合されるプレート状要素に残っており、力も伝達する。担体は好ましくはポリプロピレンを備え、好適には少なくとも部分的にあるいは完全にポリプロピレンから成っており、電解質に対して化学的に耐久性がある。接着剤として、好ましくはアクリレート接着剤あるいはシリコン接着剤が用いられる。接着剤は、担体の片面あるいは両面に塗布されてよい。好適には接着ストリップは、接着剤でコーティングされた担体側面が電極に対向するように電極積重物に設けられるが、接着剤でコーティングされた側面は、被覆体に対向していてもよい。好適には少なくとも１つの接着ストリップは、１つあるいは複数のプレート状要素の少なくとも１つの外縁辺部に設けられている。
【００２８】
好ましくは少なくとも１つの接着ストリップは、少なくとも部分的に電極積重物の周りに延在しているか、あるいは電極積重物全体の周りに延在している。好適には少なくとも１つの接着ストリップは、電極積重物の少なくとも１つの角に設けられている。好適には少なくとも１つの接着ストリップは、電極積重物の少なくとも１つの側面に設けられている。好適には少なくとも１つの接着ストリップは、フレームの構成部材であり、当該フレームは、プレート状要素を取り囲んでもよく、かつ電極積重物を付加的に安定させる。好ましくは接着ストリップは、フレームに付加的に固定されかつ取り付けられる必要はない。
【００２９】
好適には固定装置は、プレート状要素間の少なくとも１つの接着点として、特にプレート状要素の角に設けられている。接着点は簡単に、かつよく定義された箇所に取り付けられ得、電極積重物の要素を規則に沿って固定もする。好適には、プレート状要素は複数の接着点と、特に電極積重物の角で接合されている。好適には少なくとも部分的に、好適には大部分が、好適には完全にポリプロピレンから構成されており、かつ表面が少なくとも部分的に接着剤好適にはアクリレート接着剤あるいはシリコン接着剤でコーティングされていてよい物体として、接着点は、好ましくは少なくとも部分的に形成されている。接着点は好適にはプレート状要素であって、その表面はカソード、アノードあるいはセパレータの表面と比べて非常に小さく、特にカソード、アノードあるいはセパレータの表面よりも５０、１００、２００あるいは５００の係数だけ小さい。
【００３０】
好ましくは少なくとも１つの接着ビードが、プレート状要素の間に、あるいはプレート状要素の少なくとも１つの縁辺部に沿って形成されている。好適には複数のプレート状要素が、その境界縁部に沿って、複数の接着ビードと接合されている。そのような接着ビードは、電極積重物の個々のプレート状要素の構造体を互いに安定させるだけでなく、有利にも、電極の境界縁部でのエネルギー損失を低減させるための付加的な絶縁体としても作用する。好適には少なくとも部分的に、好適には大部分が、好適には完全にポリプロピレンから構成されており、かつ表面が少なくとも部分的に接着剤好適にはアクリレート接着剤あるいはシリコン接着剤でコーティングされていてよい物体として、接着ビードは、好ましくは少なくとも部分的に形成されている。接着ビードは好適には、引き伸ばされたプレート状のあるいは円筒形の部材であって、その長さは、その幅よりも少なくとも２、５、１０、５０あるいは１００の係数だけ大きい。
【００３１】
好ましくは固定装置は突起部を備えており、当該突起部は、好適には少なくとも部分的にポリプロピレンから成り、好適には主としてポリプロピレンから成り、好適には完全にポリプロピレンから成り、かつ被覆体と融着させられ得、少なくとも部分的に、表面が接着剤好適にはアクリレート接着剤あるいはシリコン接着剤でコーティングされていてよい。
【００３２】
好適には固定装置は、１つの部品から成ってあるいは複数の部品から成って形成されている。
【００３３】
好適には、少なくとも１つの固定装置の複数の部品あるいは複数の固定装置は、好適には、固定装置の部品の均等に分配された構造体が、電極積重物におよび／あるいは電極積重物の周りで保持され得るように、互いに間隔をあけられていてよい。
【００３４】
好ましくは、少なくとも１つの固定装置の複数の部品あるいは複数の固定装置は、互いに接触していてよく、特に形状接続的におよび／あるいは力接続的におよび／あるいは材料接続的に互いに接合されていてよい。
【００３５】
好ましくは、固定装置は、フレキシブルに特に弾性を有して、あるいは剛性を有して形成されており、あるいはフレキシブルなおよび／あるいは剛性のある部品を備えてよい。
【００３６】
好適には電気化学的セルは、電極積重物と、電極積重物の被覆体もしくは外装と、電極への電気的接続部もしくは電流導体および／あるいは導体ラグとを備える。被覆体は電極積重物を周囲から分離してもおり、電解質が漏れ出るのを防ぐ。電極積重物のプレート状要素を互いに固定することによって、そのような電極積重物は、特に、電気化学的セルの大量生産に適している。有利には、電極積重物のプレート状要素の、互いに固定された位置も、電気化学的セルの後の駆動の間維持され続ける。
【００３７】
少なくとも１つのアノード層と、少なくとも１つのカソード層と、少なくとも１つの当該アノード層と少なくとも１つの当該カソード層との間に設けられている少なくとも１つのセパレータ層とを備える電極積重物の構造体の製造法も本発明に係っており、本方法は、積重された電極層と、その間に設けられたセパレータ層とを固定する固定装置を準備するステップを含み、固定装置は少なくとも部分的にポリプロピレンから成る。
【００３８】
本方法は好適には、少なくとも１つの固定装置好適には少なくとも１つの接着ストリップが、少なくとも部分的に、少なくとも１つの電極に設けられるステップを備える。本発明に従えば、好適には、電極積重物の本発明に係る構造体を製造するための本発明に係る方法のステップを含む、電気化学的セルの製造法も提供される。
【００３９】
好ましくは電極積重物は、そのプレート状要素が、少なくとも１つの位置決め補助手段によって、特に少なくとも１つの型あるいはフレームおよび／あるいは少なくとも１つのクランプ手段によって位置決めされるように作られる。好適には、位置決め補助手段は、プレート状要素のそれぞれ少なくとも１つの境界縁部のための、少なくとも１つのストッパを備える。好適には位置決め補助手段は、固定装置の部品として、プレート状要素の自動化された位置決めをする性質を持っている。
【００４０】
好ましくは、電極がそれぞれ少なくとも１つの導体ラグを備える電極積重物は、カソードおよび／あるいはアノードの少なくともそれぞれ１つの導体ラグが、位置決めに利用されるように、作られる。その際、特に導体ラグの境界縁部は、平行に配列される。好適には、電極積重物の製造時特にプレート状要素の積重時に、位置決め補助手段は導体ラグと協働する。特に、位置決め補助手段は、導体ラグのそれぞれ少なくとも１つの境界縁部のための少なくとも１つのストッパを備える。
【００４１】
好ましくは、電極がそれぞれ少なくとも１つの導体ラグを備える電極積重物は、少なくとも２つの導体ラグが、位置決めの後に互いに接合され、特に形状接続的におよび／あるいは力接続的におよび／あるいは材料接続的に接合されるように、作られる。この接合は、好ましくは、ろう接あるいは溶接によって行われる。電極の構造体もしくは電極の導体ラグの構造体に応じて、電極は、接合時に並列接続および／あるいは直列接続に相互接続され得る。好適には、電極たとえばカソードの少なくとも２つの導体ラグと一緒に、少なくとも１つの電流導体が接合され、特に導電しておよび／あるいは熱伝導しておよび／あるいは材料接続的におよび／あるいは形状接続的におよび／あるいは力接続的に、特に溶接好ましくは超音波溶接によって接合される。電極の構造体もしくは電極の導体ラグの構造体に応じて、導体ラグは、位置決めの後、異なる長さを備えてよい。好適には、異なる長さの導体ラグは、位置決めの後、その任意の接合の前あるいは後に、ただし少なくとも１つの電流導体との接合前に１つの長さにされるが、それは好適には切断特にレーザーによる切断によって行われてよい。導体ラグは、その位置決めの前あるいは後、および／あるいはその接合の前あるいは後、および／あるいは少なくとも１つの電流導体との接合の前あるいは後に折り曲げられてよく、および／あるいは丸められてよく、および／あるいは巻回されてよく、および／あるいは曲げられてよく、および／あるいはひねられてよく、および／あるいはその他の方法によってその元々の拡張配向でたとえばｚ方向で変えられてよく、その結果、本方法の適用後の主な拡張配向は、別の配向たとえばｘ方向になり、あるいは再び元々の配向になる。
【００４２】
好ましくは、電極積重物は、少なくとも２つのプレート状要素が少なくとも１つの接着ストリップと接合されるように、作られる。好適には、複数のプレート状要素が、少なくとも１つの接着ストリップによって接合されている。好ましくは少なくとも１つの接着ストリップは、少なくとも部分的に、少なくとも２つのプレート状要素の少なくともそれぞれ１つの境界縁部に沿って取り付けられる。好適には、少なくとも１つの接着ストリップは、少なくとも２つのプレート状要素のそれぞれ少なくとも１つの角に取り付けられる。好ましくは、少なくとも１つの接着ストリップは、電極積重物の周りに取り付けられる。接着テープも接着ストリップの同義語に用いられる。
【００４３】
特に好ましくは、４つの接着ストリップが、電流導体に向かい合う側面に取り付けられ、それぞれ２つの接着ストリップが、電流導体の側面に対して垂直になる側面に取り付けられ、１つの接着ストリップが、電流導体の間で電極積重物に取り付けられる。好適には、接着ストリップは、それぞれ１つの最初の電極層と最後の電極層とを備える。前述の接着ストリップは、クランプとしても形成されていてよい。特に好ましくは、接着ストリップの担体材料は、ポリプロピレンから成る。
【００４４】
好ましくは、電極積重物は、少なくとも１つの接着点が、少なくとも２つのプレート状要素を接合するために取り付けられるように、作られる。少なくとも１つの接着点は、好ましくは２つのプレート状要素の間に取り付けられる。好適には少なくとも１つの接着点は、少なくとも２つのプレート状要素のそれぞれ１つの境界縁部に取り付けられる。好適には、少なくとも１つの接着ビードが、２つのプレート状要素の間に塗布される。好適には、少なくとも１つの接着ビードが、少なくとも２つのプレート状要素のそれぞれ１つの境界縁部に沿って部分的に塗布される。
【００４５】
好ましくは、積重前に固定手段が、電極積重物のプレート状要素に取り付けられる。それによって積重物は、すでに完成前に固定され、その結果、他の場合であれは必要であるかもしれない、電極積重物のプレート状要素の配列は不必要である。この場合、固定手段は、再び接着ストリップあるいは接着点あるいはクランプであってよいが、しかしながら接着剤の材料は、必ずしも電解質に対して耐久性がある必要はない。なぜならば、これらの固定手段は、製造ステップの間だけ持ちこたえればよく、その後積重の後と大量生産時に固定手段と交換されるからである。電極積重物のプレート状要素の積重前に使用される固定手段として、好適には、すぐに硬化する液状接着剤あるいはホットメルト接着剤が選択され得る。好適には、接着剤として、アクリレート接着剤あるいはＥＶＡ修飾ＰＥホットメルト接着剤が考慮される。
【００４６】
好ましくは電気化学的セルあるいはガルバニセルは、前述のやり方で固定された電極積重物が被覆体の中に移されるように作られ、積重物の製造時の当該積重物の前固定は、電極積重物を被覆体に挿入する際にも、後に被覆体内で駆動する際にも、有利な効果を現わす。被覆体とは特に、複合ホイルあるいは曲げに強いハウジングのことである。被覆体は、電極積重物を周囲から分離してもおり、電解質が漏れ出るのを防ぐ。
【００４７】
本願発明のさらなる利点と特徴と適応の可能性とは、図と関連して以下の記述からもたらされる。図に示されるのは以下である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】電極積重物の本発明に係る構造体の第１実施例の概略断面図である。
【図２】電極積重物の本発明に係る構造体の第２実施例の概略断面図である。
【図３】電極積重物の本発明に係る構造体の第３実施例の概略断面図である。
【図４】電極積重物の本発明に係る構造体の第４実施例の概略断面図である。
【図５】電極積重物の本発明に係る構造体の第５実施例の概略断面図である。
【図６】電極積重物の本発明に係る構造体の第６実施例の概略断面図である。
【図７】図１の電極積重物の構造体の概略上面図である。
【図８】図２の電極積重物の構造体の概略上面図である。
【図９】図３の電極積重物の構造体の概略上面図である。
【図１０】図４の電極積重物の構造体の概略上面図である。
【図１１】電極積重物の本発明に係る構造体を組立てるための、本発明に係る方法の実施例である。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
図１と図７とに従えば、電極積重物は、交互になっているアノード層とカソード層とセパレータ層（順序は可変）から成る電極層１２０を備え、同様に、電極層に対して垂直な配向で、電極積重物１２０の側面に取り付けられているクリップあるいは接着テープ１１０を備える。
【００５０】
クリップあるいは接着テープ１１０は、図１と図７で表わされるように、電極積重物の４つの側面すべてに設けられていてよい。しかしクリップあるいは接着テープ１１０は、電極積重物１２０の３つあるいは２つあるいは１つの側面に設けられていてもよい。接着テープあるいはクリップ１１０の好ましい構造体は、以下である。すなわち、電流導体が取り付けられた導体ラグ１３０を備える側面に向かい合う側面には、均等な間隔で４つの接着テープあるいはクリップ１１０の構造体と、電流導体が取り付けられた導体ラグ１３０を備える側面に対して、ほとんど垂直に設けられている両側面には、それぞれ２つの接着テープあるいはクリップ１１０の構造体と、電流導体が取り付けられた両導体ラグ１３０の間には、１つの接着テープあるいは１つのクリップ１１０の構造体である。電流導体が取り付けられた導体ラグ１３０は、図１と図７で示されるように、電極積重物１２０の同じ側面から周囲に突出してよい。電流導体が取り付けられた導体ラグ１３０は、同じ高さあるいは異なる高さで、電極積重物から周囲に突出してよく、たとえば、電流導体が取り付けられた１つの導体ラグ１３０は、最初のカソード層の高さで電極積重物から周囲に突出し、一方電流導体が取り付けられた第２の導体ラグ１３０は、最後のカソード層の高さで電極積重物から周囲に突出する（表わされず）。
【００５１】
さらに図１と図７においては、電極積重物１２０を流体漏れなしにすなわちガス漏れや液漏れなしに被覆するホイル状の被覆体１４０が簡単に示されている。電流導体１３０は、この被覆体１４０から少なくとも部分的に突出している。表わされてはいないが、この被覆体１４０あるいは別の被覆体１４０が通常、図２から図１０の別の実施例でも意図されている。
【００５２】
図２と図８とに従えば、電極積重物は、交互になっているアノード層とカソード層とセパレータ層（順序は可変）から成る電極層を備え、同様に、一度に完全に電極積重物１２０を取り巻いて巻回されている接着テープ２１０を備える。接着テープ２１０が延在する配向は、互いに垂直であってよいが、互いに垂直な配向および／あるいは平行な配向も可能である。用いられる接着テープ２１０の数は、可変である。電流導体を有する導体ラグ１３０は、向かい合う側面で電極積重物１２０から周囲に突出している。電流導体が取り付けられた導体ラグ１３０は、同じ高さあるいは異なる高さで、電極積重物から周囲に突出してよい（表わされず）。
【００５３】
図３と図９とに従えば、電極積重物は、交互になっているアノード層とカソード層とセパレータ層（順序は可変）から成る電極層を備え、同様に、様々な側面に、層に対して垂直なおよび／あるいは平行な配向を有して、電極積重物１２０の側面に取り付けられている、複数の接着ビード３１０を備える。電流導体が取り付けられた導体ラグ１３０は、様々な側面で電極積重物から周囲に突出している。電流導体が取り付けられた導体ラグ１３０は、同じ高さあるいは異なる高さで、電極積重物１２０から周囲に突出してよい（表わされず）。
【００５４】
図４と図１０とに従えば、電極積重物１２０は、交互になっているアノード層とカソード層とセパレータ層（順序は可変）から成る電極層を備え、同様に、電極積重物の向かい合う側面に取り付けられている接着点４１０を備える。しかし接着点４１０は、電極積重物１２０の１つあるいは３つあるいは４つの側面に設けられていてもよい（表わされず）。電流導体を有する導体ラグ１３０は、向かい合う側面で、電極積重物の側面の全長で、電極積重物から周囲に突出している。電流導体が取り付けられた導体ラグ１３０は、同じ高さあるいは異なる高さで、電極積重物から周囲に突出してよい（表わされず）。
【００５５】
図５に従えば、電極積重物１２０は、交互になっているアノード層とカソード層とセパレータ層（順序は可変）から成る電極層を備える。実施例の概略断面図（図５）は、アノードもしくはカソードの束ねられた導体ラグ５３１が、どのように電極積重物１２０から電極積重物の異なる高さで周囲に突出しているかを示している。電流導体５３２は、導体ラグ５３１と、一定の領域を越えて重なり合ってよい。
【００５６】
図６に従えば、電極積重物１２０は、交互になっているアノード層とカソード層とセパレータ層（順序は可変）から成る電極層を備え、同様に、電極積重物１２０の側面に取り付けられている、突起部を有する接着テープあるいはクリップ６１０を備える。
【００５７】
図１１に従えば、電極積重物１２０の構造体の実施例を組立てるための方法は、任意の順序で以下の方法ステップを備える。
‐電極積重物を準備するステップ（ステップ１０１）、
‐接着ストリップとして形成された、９つの安全装置を準備するステップ（ステップ１０２）、
‐安全装置を電極積重物に設けるステップ（ステップ１０３）であって、９つの安全装置の好ましい構造体は、以下のようになる。すなわち、１つの側面で電極積重物から突出する導体装置の間に１つの安全装置を設け、導体ラグを有するこの側面に向かい合う側面に、４つの安全装置を設け、導体ラグを有する側面に対して垂直に設けられている両側面に、それぞれ２つの安全装置を設ける、
‐導体ラグを位置決めするステップ（ステップ１０４）、
‐導体ラグを好適にはレーザーで、ほぼ同じ長さに切断するステップ（ステップ１０５）、
‐導体ラグを、好適には超音波溶接によって、電流導体と接合するステップ（ステップ１０６）、
‐被覆体を準備するステップ（ステップ１０７）、
‐方法ステップ１０３で組立てられた、安全装置を有する電極積重物に被覆体を設けるステップ（ステップ１０８）、
‐方法ステップ１０５で組み合わされた電極積重物を、好適には溶接および／あるいは融着によって、安全装置および被覆体と少なくとも部分的に封止するステップ（ステップ１０９）。
【符号の説明】
【００５８】
１０１−１０９  方法ステップ
１１０  接着テープあるいはクリップ
１２０  電極積重物
１３０  導体装置／電流導体を有する導体ラグ
１４０  被覆体
２１０  接着テープあるいはクリップ
３１０  接着ビード
４１０  接着点
５３１  導体ラグ
５３２  電流導体
６１０  突起部を有する接着テープあるいはクリップ
【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５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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