(57)【要約】  電池は、ハウジングと、カバーと、カバーに嵌合されるシールとを有する。カバーは、外縁を有し、外縁でハウジングに接続される。カバーは、カバーの外縁とシールとの間に少なくとも１つの薄肉部分を含む。
2008529222.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
外縁を有し、前記外縁で前記ハウジングに接続されたカバーと、
前記カバーに嵌合されるシールとを備え、
前記カバーが、前記カバーの前記外縁と前記シールとの間に少なくとも１つの薄肉部分を含む、電池。
【請求項２】
前記薄肉部分が、前記カバー内の溝である、請求項１に記載の電池。
【請求項３】
前記溝が、三角形の横断面を有する、請求項２に記載の電池。
【請求項４】
前記溝が、半円形の横断面を有する、請求項２に記載の電池。
【請求項５】
前記カバーの前記薄肉部分が、前記カバー肉厚の約５〜約９０％である、請求項１に記載の電池。
【請求項６】
前記カバーの前記薄肉部分が、前記カバー肉厚の約１０〜約５０％である、請求項５に記載の電池。
【請求項７】
前記薄肉部分が、前記シールを囲む、請求項１に記載の電池。
【請求項８】
前記カバーに、前記シールの対向する側に配置された２つの連続した薄肉部分が形成されている、請求項１に記載の電池。
【請求項９】
前記カバーに、前記シール部分を取り囲んで延び、前記２つの連続した薄肉部分を接続する半円形の薄肉部分が更に形成されている、請求項８に記載の電池。
【請求項１０】
前記カバーを通って延びる導体を更に備え、前記シールが、前記導体と前記カバーとの間にある、請求項１に記載の電池。
【請求項１１】
前記導体が、リベットである、請求項１０に記載の電池。
【請求項１２】
前記リベットに、前記リベットを通って延びる開口部が形成されている、請求項１１に記載の電池。
【請求項１３】
前記薄肉部分が、前記シールに接触する、請求項１に記載の電池。
【請求項１４】
ハウジングと、
外縁を有し、前記外縁で前記ハウジングに接続されたカバーと、
前記カバーに嵌合されるシールとを備え、
前記カバーが、前記カバーの前記外縁と前記シールとの間に２つの薄肉部分を含み、前記薄肉部分が、前記シールの対向する側に配置された前記カバー内の２つの溝を有する、電池。
【請求項１５】
前記溝が、三角形の横断面を有する、請求項１４に記載の電池。
【請求項１６】
前記溝が、半円形の横断面を有する、請求項１４に記載の電池。
【請求項１７】
アノード材とカソード材とをハウジングに内に配置する工程と、
カバーを前記ハウジングに溶接する工程とを備え、
前記カバーは、導体を受け入れる大きさに合わせて作られた孔を有し、その外縁と前記孔との間に少なくとも減横断面部分を含む、電池を製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
電池は、一般に使用される電気エネルギー源である。電池は、典型的にはアノードと呼ばれる負の電極と、典型的にはカソードと呼ばれる正の電極を含有する。アノードは、酸化され得る活性物質を含有し、カソードは、還元され得る活性物質を含有又は消費する。アノード活性物質は、カソード活性物質を還元できる。
【０００３】
電池が装置内で電気エネルギー供給源として用いられるときには、電気的接触がアノード及びカソードになされ、電子が装置を貫流できるようにし、並びにそれぞれ酸化及び還元反応を生じさせて電力を提供する。アノード及びカソードに接触している電解質は、電極間のセパレータを貫流するイオンを含有して、放電中の電池全体の電荷の均衡を維持する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電池は、活性物質、電解質及びセパレータを収容する、ハウジングとシールアセンブリを典型的に有する。実施形態によっては、シールアセンブリは、カバー及びカバーに接続された導体を含む。導体は、活性物質の１つと接触してよく、電池の端子として機能する。カバーは、液密シールを提供するために、圧着又は溶接によりハウジングに接続されてもよい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の１つの態様において、電池は、ハウジングと、カバーと、カバーに嵌合されるシールとを有する。カバーは、外縁を有し、外縁でハウジングに接続される。カバーは、カバーの外縁とシールとの間に少なくとも１つの薄肉部分を含む。
【０００６】
薄肉部分は、カバー内の溝であってよい。溝は、三角形の横断面を有してよい。他の実施形態において、溝は、半円形の横断面を有する。
【０００７】
カバーの薄肉部分は、カバー肉厚の約５〜約９０％であってよい。カバーの薄肉部分は、カバー肉厚の約１０〜約５０％であってよい。
【０００８】
カバーは、シールの対向する側に配置された２つの薄肉部分を有してよい。実施形態によっては、半円形の薄肉部分は、シールを取り囲んで延び、２つの連続した薄肉部分に接続する。実施形態によっては、薄肉部分は、完全にシールを取り囲む。実施形態によっては、薄肉部分は、シールに接触する。
【０００９】
電池は、導体とカバー内縁との間にあるシールを有するカバーを通って延びる導体をまた有してもよい。導体は、リベットであってよい。実施形態によっては、リベットは、それを通って延びる電池を充填するための孔として使用されてよい開口部を形成する。
【００１０】
他の態様において、電池は、ハウジングと、カバーと、シールとを有する。カバーは、外縁を有し、外縁でハウジングに接続される。カバーは、カバーの外縁とシールとの間に少なくとも薄肉部分を含み、その薄肉部分は、シールの対向する側に配置されたカバー内の２つの溝を有する。シールは、カバーに嵌合される。
【００１１】
実施形態によっては、溝は、三角形の横断面を有する。他の実施形態において、溝は、半円形の横断面を有する。
【００１２】
他の態様において、電池を製造する方法は、アノードとカソードとをハウジング内に配置し、カバーをハウジングに溶接する。前記カバーは、外縁を有し、ハウジングと嵌合する所定の大きさに作られ、導体を受け入れる大きさに合わせて作られた孔を有する。カバーは、その外縁と孔との間に少なくとも減横断面部分もまた含む。
【００１３】
電池は、シールを組み込んでよく、電池カバーを通り電池ハウジング内に配置された導体を、電池カバーから電気的に絶縁する。電池カバーの薄肉部分を、その外縁と導体を取り囲むシールとの間に含むことで、外縁からシールへの伝熱を制限してよい。感熱シールを損なわずに使用される、より高温の溶接プロセスを可能にすることで、より高速でより効率的な製造プロセスが可能となり、加えて電池ハウジングとカバーとの間のより優れた取り付けが可能となる。これは、角柱状電池の平坦側が、カバー外縁へのシールの近接のためシールを損なうことなく、電池ハウジングとカバー間での良好な溶接を困難にしている、角柱状電池の製造に特に有用である。加えて、これらの薄肉部分を電池カバーに含むことで、カバー外縁からシールへの伝熱を制限することにより、導体シールを形成するための材料として廉価なプラスチックの使用が可能となる。その結果として、電池は、より少ない費用で作製され、製造プロセス中の溶接に起因する熱誘発の故障がより少なくなる。
【００１４】
本発明の１つ以上の実施形態の詳細を、添付図及び以下の説明で明らかにする。本発明の他の態様、特徴及び利点は、説明及び図面、並びに請求項から明白になるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は、開口型ハウジング１４を有する電池１０及びその開口末端部でハウジングに溶接されたシールアセンブリ１５を示す。シールアセンブリ１５は、ポリマーリベットシール２２を有する金属製のカバー１８と、電池１０内で発生した過剰のガスを電池から除去可能にする通気口３８と、電解質を電池に充填可能にする充填孔４２とを含む。リベットシール２２は、リベット２６（アルミニウム、ニッケル又はステンレス鋼等の金属製導体）がカバー１８を通過するのを可能にし、同時にリベットとカバーとの間の液密シールを保持する。電池の正の電極端子として機能するリベット２６は、電池の外部から電池の内部に延び、カソードに接触する（図示せず）。このように、リベットシール２２は、又リベット２６をカバー１８から電気的に絶縁し、ハウジング１４に接触し、更にはアノード（図示せず）に接触し、負の電極端子として機能する。
【００１６】
また図２Ａ、２Ｂ及び２Ｃに関しては、シールアセンブリ１５は、リベット２６とリベットシール２２との間の支持部材２７と、カバー１８に接した絶縁体３１と、リベットに接触したコンタクトプレート２９とを更に含む。コンタクトプレート２９（例えば、細長い金属製プレート）は、大きい領域として機能し、カソード（不図示）の集電体タブが溶接されてよく、その結果、リベット２６は、カソードに電気的に接続できる。絶縁体３１（例えば、フルオロポリマー製）は、カソードをカバー１８及びハウジング１４から電気的に絶縁する。図示したように、支持部材２７は、アセンブリ時にシール抵抗力をリベットシール２２に伝達するため使用される環状の部材である。
【００１７】
引き続き、図２Ａ、２Ｂ及び２Ｃについて説明する。カバー１８は、カバーの外縁３４とリベットシール２２との間に２つの平行した薄肉部分３０を含む。伝熱率は、熱が伝達される物質の断面積に比例するので、薄肉部分３０は、熱調節装置として機能し、カバーをその外縁に沿ってハウジング１４のふちに溶接する際にカバー１８の外縁３４からリベットシール２２への伝熱を制限する。より具体的には、リベットシール２２は、ポリマー（例えば、ポリプロピレン）を含むので、リベットシールは、熱に対して敏感であってよい。しかし、カバー１８の外縁３４からリベットシール２２への伝熱を制限することにより、薄肉部分３０は、リベットシールが十分な熱にさらされ、リベットシールの故障を誘発する可能性を減少させる。図示したように、外縁のこれらの部分の溶接が、リベットシールを最も高い熱にさらすので、薄肉部分３０は、リベットシール２２とリベットシールに最も接近した外縁３４部分との間のカバー１８に形成される。図２Ｂについて説明する。実施形態によっては、薄肉部分３０は、リベットシール２２とリベットシール周辺の最も接近した点から約２Ｌ（例えば、約１．５Ｌ未満、約１Ｌ未満又は約０．５Ｌ未満）までの外縁３４部分との間のカバー１８に形成される、ここで、Ｌは、リベットシールの最大幅又は直径である。薄肉部分３０は、リベットシールを基準として対称的又は非対称的に配置されてよい。薄肉部分３０は、リベットシール２２からリベットシールに最も接近した外縁３４部分の間のどこかに形成されてよく、別の方法でリベットシールに接触するカバーの領域を含む。
【００１８】
薄肉部分３０の他の実施形態が可能である。例えば、図３について説明する。カバー１８は、半円形の薄肉部分４１によりそれらの末端部で接合された２つの平行で線状の薄肉部分３９を含む１つの薄肉部分３０を含む。線状の薄肉部分３９と半円形の薄肉部分４１は、リベットシール２２とリベットシールに最も接近した外縁３４部分との間に配置される。図４に示した実施形態において、薄肉部分３０は、カバー１８のリベットシール２２を取り囲んで延びるレーストラック形状の薄肉部分として構成される。
【００１９】
薄肉部分３０は、種々の横断面に形成されてよい。例えば、図２Ｃは、三角形の横断面を有する薄肉部分３０を示すが、他の実施形態において、薄肉部分３０は、半円形等の他の横断面形状で形成されてよい。三角形の横断面を有する薄肉部分３０の場合、側壁４６により形成される角度は、約３０、４５、６０、６７又は７５度であってよい。他の方法で表すと、薄肉部分３０の最大深さは、カバー１８肉厚の約３３％以上、例えば、カバー１８の肉厚の約５０、約６６、又は約７５％以上である。
【００２０】
薄肉部分３０は、カバー１８の上面に示されるが、実施形態によっては、薄肉部分３０は、別の方法として又はそれに加えて、上面に形成された部分に対してカバーの底面に形成される。
【００２１】
薄肉部分３０は、従来の製造技術で作製されてよい。例えば、カバーが作製されるとき、薄肉部分３０をカバー１８に押印してよい（例えば、ダイセットにより）。その他の方法としては、例えば、レーザー加工、圧印加工、化学エッチング及びフライス加工が挙げられる。前記方法は、カバー１８の製造時又は製造後に行われてもよい。
【００２２】
電池１０は、アノード材、カソード材、電解質及びセパレータとをハウジング１４内に配置し、シールアセンブリ１５をハウジングの開口末端部に配置するすることにより作製されてよい。次に、カバー１８が、ハウジング１４に溶接されてよく、電池１０を封止する。
【００２３】
多くの実施形態を記載したが、本発明は、それに限定されるものではない。例えば、実施形態によっては、複数の熱調節装置は、カバーの所定の縁とシールとの間のカバー内に形成されてよい。
【００２４】
他の実施形態において、リベット２６は、中空であり、例えば充填孔４２を使用する代りに、電池１０に電解質を充填するため使用されてよい。
【００２５】
通気口３８は、圧力レリーフメカニズムを備え、通常の条件下では閉じられるが、電池内部で製造されるガスが予め定められた圧力を超えると開く。上記したように、電池１０は、通気口３８と薄肉部分３０の両方を含むが、他の実施形態（不図示）においては、薄肉部分３０が通気口として機能する構成としてよい、すなわち予め定められた内部圧力を超えるとき、開かない構成としてよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】電池の実施形態の斜視図。
【図２Ａ】シールアセンブリの実施形態の斜視図。
【図２Ｂ】図２Ａのシールアセンブリの平面図。
【図２Ｃ】線２Ｃ−２Ｃに沿った図２Ａのシールアセンブリの断面図。
【図３】シールアセンブリの実施形態の平面図。
【図４】シールアセンブリの実施形態の平面図。
【図１】
2008529222.tif 000003
【図２Ａ】
2008529222.tif 000004
【図２Ｂ】
2008529222.tif 000005
【図２Ｃ】
2008529222.tif 000006
【図３】
2008529222.tif 000007
【図４】
2008529222.tif 000008
【国際調査報告】
2008529222.tif 000009
2008529222.tif 000010
2008529222.tif 000011