(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力貯蔵システムを組み立てるための電気モジュールに組み込まれ、第１の面（１ａ；１ｃ）と、前記第１の面（１ａ；１ｃ）と反対側の第２の面（１ｂ；１ｄ）とを有する、電力を貯蔵するためのセル（１）であって、
前記セル（１）は、
前記第１の面（１ａ；１ｃ）及び前記第２の面（１ｂ；１ｄ）のうちの一方の面上に少なくとも１つの雄型要素（５；５ａ，５ｂ，５ｃ）と、
前記第１の面（１ａ；１ｃ）及び前記第２の面（１ｂ；１ｄ）のうちの他方の面上に少なくとも１つの雌型要素（６；６ａ，６ｂ，６ｃ）と、を備え、
前記少なくとも１つの雄型要素（５；５ａ，５ｂ，５ｃ）と前記少なくとも１つの雌型要素（６；６ａ，６ｂ，６ｃ）は、前記セル（１）が前記セル（１）と同一タイプの別のセル（１）に取り付けられるように互いに嵌め込むことが可能な形状を有し、
前記セル（１）の前記少なくとも１つの雄型要素（５；５ａ，５ｂ，５ｃ）は、前記別のセル（１）の少なくとも１つの雌型要素（６；６ａ，６ｂ，６ｃ）に嵌合されると共に、前記少なくとも１つの雌型要素（６；６ａ，６ｂ，６ｃ）は、前記別のセル（１）の少なくとも１つの雄型要素（５；５ａ，５ｂ，５ｃ）に嵌合され、
前記セル（１）が前記別のセル（１）に電気的に接続されるように、前記少なくとも１つの雄型要素（５；５ａ，５ｂ，５ｃ）と前記少なくとも１つの雌型要素（６；６ａ，６ｂ，６ｃ）のうちの少なくとも１つの雄型要素（５；５ａ，５ｂ，５ｃ）は、正極性を有する少なくとも１つの電気接続インタフェース（８；８ａ，８ｂ，８ｃ）を有すると共に、前記少なくとも１つの雄型要素（５；５ａ，５ｂ，５ｃ）と前記少なくとも１つの雌型要素（６；６ａ，６ｂ，６ｃ）のうちの少なくとも１つの雌型要素（６；６ａ，６ｂ，６ｃ）は、負極性を有する少なくとも１つの電気接続インタフェース（９；９ａ，９ｂ）を有し、またはその逆であって、
前記セル（１）は、負電極（２）と、正電極（３）と、前記正電極（３）と前記負電極（２）の間に配置された電解質（４）とを含む電気コア（１０）を備え、
前記電気コア（１０）は、前記正極性を有する少なくとも１つの電気接続インタフェース（８；８ａ，８ｂ，８ｃ）と負極性を有する電気接続インタフェース（９；９ａ，９ｂ）とを覆わないように構成されたパッケージ（１１）によって覆われ、
前記少なくとも１つの雄型要素（５；５ａ，５ｂ，５ｃ）は、浮き彫りの溝の形状を有し、
前記少なくとも１つの雌型要素（６；６ａ，６ｂ，６ｃ）は、中空溝の形状を有し、
前記セル（１）と前記別のセル（１）との組み立てを可能にするために、浮き彫りと中空の溝の形状が互いに相補的であって、
前記セル（１）の前記第１の面（１ａ；１ｃ）及び前記第２の面（１ｂ；１ｄ）のうち一方の面は、前記少なくとも１つの雄型要素（５；５ａ，５ｂ，５ｃ）のいずれかの側に少なくとも１の突起（７）を有し、これにより、前記少なくとも１つの雄型要素（５；５ａ，５ｂ，５ｃ）と前記別のセル（１）の少なくとも１つの雌型要素（６；６ａ，６ｂ，６ｃ）との組み立て及び安全な接続が可能となる、セル（１）。
【請求項２】
前記セル（１）は、基本電気化学セル（１）である、請求項１に記載のセル。
【請求項３】
前記正極性を有する少なくとも１つの電気接続インタフェース（８；８ａ，８ｂ，８ｃ）は、前記少なくとも１つの雄型要素（５；５ａ，５ｂ，５ｃ）の接近可能性が少ないかゼロの部分上に形成されると共に、前記負極性を有する少なくとも１つの電気接続インタフェース（９；９ａ，９ｂ）は、前記少なくとも１つの雌型要素（６；６ａ，６ｂ，６ｃ）の接近可能性が少ないかゼロの部分上に形成され、またはその逆であって、
特に、前記少なくとも１つの雄型要素（５；５ａ，５ｂ，５ｃ）の接近可能性が少ないかゼロの部分は、前記セル（１）を前記別のセル（１）と嵌合させて組み立てる際に、前記別のセル（１）の少なくとも１つの雌型要素（６；６ａ，６ｂ，６ｃ）によって覆われる部分に対応し、
前記少なくとも１つの雌型要素（６；６ａ，６ｂ，６ｃ）の接近可能性が少ないかゼロの部分は、前記セル（１）を前記別のセル（１）と嵌合させて組み立てる際に、前記別のセル（１）の少なくとも１つの雄型要素（５；５ａ，５ｂ，５ｃ）によって覆われる部分に対応する、請求項１又は２に記載のセル。
【請求項４】
前記少なくとも１つの雄型要素（５；５ａ，５ｂ，５ｃ）は、
前記セル（１）の前記第１の面（１ａ；１ｃ）及び前記第２の面（１ｂ；１ｄ）のうちの一方の面の一方の縁から他方の縁まで延出し、
前記少なくとも１つの雌型要素（６；６ａ，６ｂ，６ｃ）は、
前記セル（１）の前記第１の面（１ａ；１ｃ）及び第２の面（１ｂ；１ｄ）のうちの他方の面の一方の縁から他方の縁まで延出する、請求項１から３のうちいずれか一項に記載のセル。
【請求項５】
前記正極性を有する少なくとも１つの電気接続インタフェース（８；８ａ，８ｂ、８ｃ）は、前記少なくとも１つの雄型要素（５；５ａ，５ｂ，５ｃ）に部分的に広がり、特に、前記セル（１）の前記第１の面（１ａ；１ｃ）及び前記第２の面（１ｂ；１ｄ）のうちの前記一方の面の縁の近くに部分的に延出し、
前記負極性を有する少なくとも１つの電気接続インタフェース（９；９ａ，９ｂ）は、前記少なくとも１つの雌型要素（６；６ａ，６ｂ，６ｃ）に部分的に広がり、特に、前記セル（１）の前記第１の面（１ａ；１ｃ）及び前記第２の面（１ｂ；１ｄ）のうちの前記他方の面の縁の近くに部分的に延出する、
又はこの逆である、
請求項１から４のうちいずれか一項に記載のセル。
【請求項６】
前記少なくとも１つの雄型要素（５；５ａ，５ｂ，５ｃ）は、前記セル（１）の前記第１の面（１ａ；１ｃ）と前記第２の面（１ｂ；１ｄ）のうちの前記一方の面上の長手方向、即ち最大寸法の方向に延出し、
前記少なくとも１つの雌型要素（６；６ａ，６ｂ，６ｃ）は、前記セル（１）の前記第１の面（１ａ；１ｃ）と前記第２の面（１ｂ；１ｄ）のうちの前記他方の面上の長手方向、即ち最大寸法の方向に延出する、請求項１から５のうちいずれか一項に記載のセル。
【請求項７】
前記少なくとも１つの雄型要素（５；５ａ，５ｂ，５ｃ）は、前記セル（１）の前記第１の面（１ａ；１ｃ）と前記第２の面（１ｂ；１ｄ）のうちの前記一方の面上の横方向、即ち最小寸法の方向に延出し、
前記少なくとも１つの雌型要素（６；６ａ，６ｂ，６ｃ）は、前記セル（１）の前記第１の面（１ａ；１ｃ）と前記第２の面（１ｂ；１ｄ）のうちの前記他方の面上の横方向、即ち最小寸法の方向に延出する、請求項１から５のうちいずれか一項に記載のセル。
【請求項８】
前記少なくとも１つの雄型要素（５；５ａ，５ｂ，５ｃ）及び／又は前記少なくとも１つの雌型要素（６；６ａ，６ｂ，６ｃ）は、前記パッケージ（１１）によって少なくとも部分的に形成されている、請求項１から７のうちいずれか一項に記載のセル。
【請求項９】
前記負電極（２）と前記正電極（３）のうち少なくとも一方は、
前記セル（１）の前記少なくとも１つの雄型要素（５；５ａ，５ｂ，５ｃ）の形状に一致した形状の少なくとも１つの雄型電極要素（２ａ、３ａ）及び／又は、
前記セル（１）の前記少なくとも１つの雌型要素（６、６ａ，６ｂ，６ｃ）の形状に一致した形状の少なくとも１つの雌型電極要素（２ｂ、３ｂ）を有し、
前記パッケージ（１１）は、
前記少なくとも１つの雄型電極要素（２ａ、３ａ）及び／又は前記少なくとも１つの雌形電極要素（２ｂ、３ｂ）を覆うことで、前記セル（１）の前記少なくとも１つの雄型要素（５；５ａ，５ｂ，５ｃ）及び／又は前記セル（１）の前記少なくとも１つの雌型要素（６、６ａ，６ｂ，６ｃ）をそれぞれ形成する、請求項１から８のうちいずれか一項に記載のセル。
【請求項１０】
前記セル（１）を前記別のセル（１）に対して適所に維持するための手段（１４，１５；１６，１７）を備える、請求項１から９のうちいずれか一項に記載のセル。
【請求項１１】
前記適所に維持するための手段（１４，１５）は、前記少なくとも１つの雄型要素（５；５ａ，５ｂ，５ｃ）と前記少なくとも１つの雌型要素（６；６ａ，６ｂ，６ｃ）に形成された開口部（１４）を有し、
前記セル（１）と前記別のセル（１）とを組み立てる際に、
前記セル（１）の前記少なくとも１つの雄型要素（５；５ａ，５ｂ，５ｃ）の前記開口部（１４）が、前記別のセル（１）の少なくとも１つの雌型要素（６；６ａ，６ｂ，６ｃ）の開口部（１４）となるように構成されると共に、前記セル（１）の前記少なくとも１つの雌型要素（６；６ａ，６ｂ，６ｃ）の前記開口部（１４）が、前記別のセル（１）の少なくとも１つの雄型要素（５；５ａ，５ｂ，５ｃ）の開口部（１４）になるように構成され、
適所に維持するための手段（１４，１５）は、前記セル（１）の前記少なくとも１つの雄型要素（５；５ａ，５ｂ，５ｃ）の開口部（１４）及び前記セル（１）の前記少なくとも１つの雌型要素（６；６ａ，６ｂ，６ｃ）の開口部（１４）に挿入可能な適所に維持するための少なくとも１つのロッド（１５）をさらに有する、請求項１０に記載のセル。
【請求項１２】
前記適所に維持するための手段（１６，１７）は、前記セル（１）の前記パッケージ（１１）上に形成された適所に維持するための少なくとも１つの溝（１６）を有し、
前記セルを前記別のセル（１）と組み立てる際に、前記少なくとも１つの溝（１６）は、前記別のセル（１）を適所に維持するための少なくとも１つの溝（１６）に重ねられるように構成され、
前記適所に維持するための手段（１６，１７）は、前記セル（１）を組み立てる際に、前記セル（１）と前記別のセル（１）を適所に維持するための前記少なくとも１つの溝（１６）に挿入されるように構成された適所に維持するための部分（１７）をさらに有する、請求項１１に記載のセル。
【請求項１３】
前記セル（１）は、
前記第１の面（１ａ；１ｃ）及び前記第２の面（１ｂ；１ｄ）のうちの前記一方の面上に、前記セル（１）の前記第１の面（１ａ；１ｃ）及び前記第２の面（１ｂ；１ｄ）のうちの前記一方の面の一方の縁から他方の縁まで平行に延出する少なくとも２つの雄型要素（５；５ａ，５ｂ，５ｃ）と、
前記第１の面（１ａ；１ｃ）及び前記第２の面（１ｂ；１ｄ）のうちの前記他方の面上に、前記セル（１）の前記第１の面（１ａ；１ｃ）及び前記第２の面（１ｂ；１ｄ）のうちの前記他方の面の一方の縁から他方の縁まで平行に延出する少なくとも２つの雌型要素（６；６ａ，６ｂ，６ｃ）と、を備える、請求項１から１２のうちいずれか一項に記載のセル。
【請求項１４】
前記少なくとも２つの雄型要素（５；５ａ，５ｂ，５ｃ）は、それぞれ、前記少なくとも２つの雌型要素（６；６ａ，６ｂ，６ｃ）に重ねられた、請求項１３に記載のセル。
【請求項１５】
前記正電極（３）と負電極（２）の一方は、
前記セル（１）の前記第１の面（１ａ；１ｃ）及び前記第２の面（１ｂ；１ｄ）のうちの前記一方の面まで延出する雄型電極要素（３ａ）と、
前記セル（１）の前記第１の面（１ａ；１ｃ）及び前記第２の面（１ｂ；１ｄ）のうちの前記他方の面まで延出する雌型電極要素（３ｂ）と、を有し、
前記雄型電極要素（３ａ）と前記雌型電極要素（３ｂ）が互いに重ねられ、
前記正電極（３）と前記負電極（２）の他方は、
前記セル（１）の前記第１の面（１ａ；１ｃ）及び前記第２の面（１ｂ；１ｄ）のうちの前記一方の面まで延出する雄型電極要素（２ａ）と、前記セル（１）の前記第１の面（１ａ；１ｃ）及び前記第２の面（１ｂ；１ｄ）のうちの前記他方の面まで延出する２つの雌型電極要素（２ｂ，２ｃ）を有し、又は、
前記セル（１）の前記第１の面（１ａ；１ｃ）及び前記第２の面（１ｂ；１ｄ）のうちの前記一方の面まで延出する２つの雄型電極要素と、前記セル（１）の前記第１の面（１ａ；１ｃ）及び前記第２の面（１ｂ；１ｄ）のうちの前記他方の面まで延出する雌型電極要素を有し、
前記雄型電極要素（２ａ）と前記雌型電極要素（２ｂ）が互いに重ねられている、
請求項１３又は１４に記載のセル。
【請求項１６】
前記電気コア（１０）は、
前記セル（１）の前記雄型要素（５ａ，５ｂ）の前記正極性を有する電気接続インタフェース（８ａ，８ｂ）と、前記セル（１）の前記雌型要素（６ａ，６ｂ）の前記負極性を有する電気接続インタフェース（９ａ、９ｂ、９ｃ）とを覆わないように構成された前記パッケージ（１１）によって覆われ、
前記パッケージ（１１）は、
前記セル（１）の前記雄型要素（５ａ，５ｂ）と前記雌型要素（６ａ，６ｂ）を規定すると共に、前記雄型電極要素（２ａ，３ａ）と前記雌型電極要素（３ｂ，２ｂ，２ｃ）を覆う、請求項１５に記載のセル。
【請求項１７】
前記セル（１）は、
前記第１の面（１ａ；１ｃ）及び前記第２の面（１ｂ；１ｄ）のうちの一方の面上に、負極性を有する電気接続インタフェース（９ａ）と、正極性を有する電気接続インタフェース（８ａ）と、
前記第１の面（１ａ；１ｃ）及び前記第２の面（１ｂ；１ｄ）のうちの他方の面上に、正極性を有する電気接続インタフェース（８ｂ）と、負極性を有する２つの電気接続インタフェース（９ｂ、９ｃ）又は、負極性を有する電気接続インタフェースと、正極性を有する２つの電気接続インタフェースと、を有する、請求項１６に記載のセル。
【請求項１８】
請求項１から１７のうちのいずれか一項に記載の第１のセル（１）と第２のセル（１）を含むユニットであって、
前記第１のセル（１）の前記少なくとも１つの雄型要素（５；５ａ，５ｂ，５ｃ）は、前記第２のセル（１）の前記少なくとも１つの雌型要素（６；６ａ，６ｂ，６ｃ）に嵌め込まれ、又は、
前記第１のセル（１）の前記少なくとも１つの雌型要素（６；６ａ，６ｂ，６ｃ）は、前記第２のセル（１）の前記少なくとも１つの雄型要素（５；５ａ，５ｂ，５ｃ）に嵌め込まれることで、前記第１及び第２のセル（１）の組み立てと電気的接続が可能となる、ユニット。
【請求項１９】
請求項１から１７のうちのいずれか一項に記載の幾つかのセル（１）の組立体を含む、電力貯蔵システムを組み立てるための電気モジュール。
【請求項２０】
前記電気モジュールは、幾つかの基本電気化学セル（１）の組立体を含む組み立て用電気化学モジュールである、請求項１９に記載の電気モジュール。
【請求項２１】
前記セル（１）の前記少なくとも１つの雄型要素（５；５ａ，５ｂ，５ｃ）と同一タイプの少なくとも１つの雄型モジュール要素と、前記セル（１）の前記少なくとも１つの雌型要素（６；６ａ，６ｂ，６ｃ）と同一タイプの少なくとも１つの雌形モジュール要素とを備え、前記組み立て用電気化学モジュール上で前記幾つかのセル（１）の組み立てと前記幾つかのセル（１）の電気的接続が可能になる、請求項２０に記載の電気モジュール。
【請求項２２】
前記セル（１）の複数の雌型要素（６；６ａ，６ｂ，６ｃ）に嵌め込むことが可能な少なくとも１つの雄型接続ロッド（１３ａ）と、
前記セル（１）の複数の雄型要素（５；５ａ，５ｂ，５ｃ）に嵌め込むことが可能な少なくとも１つの雌型接続ロッド（１３ｂ）と、を備え、
前記組み立て用電気化学モジュール内で前記幾つかのセル（１）の組み立てと前記幾つかのセル（１）の電気的接続を可能にする、請求項２０又は２１に記載の電気モジュール。
【請求項２３】
請求項１９から２２のうちのいずれか一項に記載の幾つかのモジュールの組立体を含む電力貯蔵システム。
【請求項２４】
前記セル（１）の前記少なくとも１つの雄型要素（５；５ａ，５ｂ，５ｃ）と同一タイプの少なくとも１つの雄型バッテリ要素と、前記セル（１）の前記少なくとも１つの雌型要素（６；６ａ，６ｂ，６ｃ）と同一タイプの少なくとも１つの雌形バッテリ要素とを備え、前記電力貯蔵システム上の前記幾つかのセル（１）の組み立てと前記幾つかのセル（１）の電気的接続が可能になる、請求項２３に記載のシステム。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力貯蔵セルの分野に関し、詳細には基本電気化学セルの分野に関する。そのようなセルは、電力貯蔵システム（例えば、バッテリパック）を構成するために組み立てられるモジュールで組み立てられる。より詳細には、本発明は、そのような電力貯蔵セルに組み込まれる組立体及び電気接続システムの分野に関する。
【０００２】
本発明は、好ましくは、電気化学的発電装置を構成する基本電気化学セルに適用される。しかしながら、本発明は、例えば、キャパシタ、及び電気化学又は誘電体スーパーキャパシタにも関連することがある。
【０００３】
本発明は、多くの産業分野において、詳細には固定又は搭載用途、特に輸送、陸上、飛行及び／又は海上車輌の電力分野、例えば多数の電力蓄積セルの配列が必要とされるハイブリッド及び／又は電気車輌の電力の用途を有する。
【０００４】
基本電気化学セルの間では、一般に、３つの主タイプのアーキテクチャ形状が使用される。したがって、従来既知のように、セルは、円筒形状、角柱形状、又はパウチ／スタック（「パウチセル」とも呼ばれる）の形状を有しうる。
【０００５】
好ましくは、本発明は、角柱形状の基本電気化学セルに適用されうるが、他のタイプの形状の電気化学セルにもかかわりうる。
【０００６】
したがって、本発明は、セルを組み立て電気接続するための雄型要素と雌型要素を含む電力貯蔵セルと、複数のそのようなセルを含む組み立て用電気モジュールと、複数のそのような組み立てモジュールを有する電力貯蔵システムと並びに、そのような電力貯蔵セルを製造する方法を提案する。
【背景技術】
【０００７】
蓄電池は、電気エネルギーを化学形態で貯蔵することを可能にするシステムである。蓄電池は、可逆的電気化学システム（即ち、充電式）に基づく。しかしながら、後述する提案は全て、特に断らない限り、一次システム（非充電式）にも有効である。
【０００８】
電気化学電力貯蔵システムは、電気化学モジュールの組立体であり、電気化学モジュール自体は、蓄電池を構成する基本電気化学セルの組立体である。電力貯蔵システムでは、電気化学セルは、充放電を最適化し耐用年数を延長することを可能にする電子的ＢＭＳ（「バッテリマネジメントシステム」）とも呼ばれる電子制御ユニットによって接続され管理される。
【０００９】
蓄電池又はセルは、活性化された後で、必要に応じて電気を提供することを可能にする化学薬品を含む。そのような電気化学反応は、基本電気化学セル内で、電荷がセルの端子に接続されたときに、電解質に浸漬された正電極と負電極の間で活性化される。例えば、リチウムイオン技術は、２つの材料内の異なる電位値でリチウムイオンの電気化学的循環を使用することにあり、正電極と負電極は２つのレドックス電位を構成し、その電位差によってバッテリ内に電圧が作り出される。使用中（蓄電池が放電している）、負電極は、リチウムをイオン形態Ｌｉ＋で放出する。次に、Ｌｉ＋イオンは、イオン伝導電解質を介して正電極に移動する。蓄電池内の各Ｌｉ＋イオンの通過は、外部回路内の電子の通過（蓄電池の端子から流れる電流）によって補償され、これにより、バッテリと関連付けられた装置を動作可能な電流が作成される。したがって、負電極内にリチウムがなくなるまで電流があり、蓄電池が放電され、その充電は、逆プロセスによって行われる。
【００１０】
セルを組み立て接続できるように、前述のような基本電気化学セルか、より一般的な電力貯蔵セルかに関わらず、電気接続システムは、後者に基づいて設計される。
【００１１】
現在、使用されている電気接続システムは、伝統的に、外部導電部品、典型的にはセルを接続する追加接続突起と、同一面（例えば、自動車バッテリに関する場合）又は反対面に配置された２つの露出した正電気端子と負電気端子によって作成される。
【００１２】
しかしながら、そのようなタイプの電気接続システムは、その危険性により、オペレータと蓄電池自体の両方にとって、特に電力素子の分野ではあまり感心しない。実際には、外部導電部品と露出端子は、短絡のリスクを高める。
【００１３】
先行技術では、それらの欠点を制限しようとする解決策が提案された。したがって、特許文献１は、取り付け前と取り付け後の感電を防ぎ、かつ事故の場合にセルを切断可能な追加接続システムを提案している。特許文献２は、セルの極ごとに単一外部コネクタを有する微小セルモジュール内への挿入について述べている。このコネクタは、部品の総数を減らすことによって、短絡のリスクを制限するためのものである。
【００１４】
更に、パッケージの付着（例えば、ねじ留め、接着、オーバーモールド及び／又は変形）によって、蓄電池の調整を行う解決策について述べられている。特許文献３は、セルとその端子のまわりに最終パッケージを注入するために、例えばオーバーモールドを使用する。また、特許文献４は、セルの幾つかの部分（安全要素）を組み立て、同時にセルの上側部分に最終形状を提供するためのオーバーモールドの使用について述べている。最後に、特許文献５は、漏れリスクを減らすために端子上にセルのカバーをオーバーモールドすることを提案している。
【００１５】
しかしながら、先行技術のこれらの解決策のほとんどにおいて、セルの端子のうちの１つと接触した導電性パッケージ（典型的にはアルミニウムからなる）と、セルの同一側又は片側及び他方からの常に露出したセル接続とを備えた電力貯蔵セルが作成されている。しかしながら、前述したように、このタイプのセルは、特に高エネルギーセルの場合に、オペレータの健康とセルの適切動作に高いリスクをもたらす。オペレータにとってのリスクは、電気的性質のものであり、２つの端子又は導体部分が端子と接触できる可能性によって生じる。更に、セルにとってのリスクは、セルの劣化又は実質的加熱を引き起こす可能性のある２つの端子の短絡が起こることである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１２／００５８３８２号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１３／００２９２０１号明細書
【特許文献３】特開２０１１−１１９１２２号公報
【特許文献４】米国特許第７，２５２，９０３号明細書
【特許文献５】米国特許出願公開第２０１２／０１４８９０７号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１７】
したがって、本発明は、以上述べた必要性と、先行技術の実施形態に対する欠点を少なくとも部分的に解消することを目的とする。
【００１８】
本発明は、詳細には、短絡できない安全接続システムを含む新しいタイプの電力貯蔵セルを提案することを目的とする。
【００１９】
したがって、本発明は、態様の１つにより、電力貯蔵システムを組み立てるための電気モジュールに組み込まれるように意図され、第１の面と第１の面の反対の第２の面とを有する電力貯蔵セルであって、
セルが、その第１と第２の面の一方に少なくとも１つの雄型要素を有し、またその第１と第２の面の他方に少なくとも１つの雌型要素とを有し、前記少なくとも１つの雄型要素と少なくとも１つの雌型要素は、セルが同一タイプの別のセルに取り付けられるように互いに嵌まることを可能にする形状を有し、セルの前記少なくとも１つの雄型要素又は前記少なくとも１つの雌型要素がそれぞれ、同一タイプの他のセルの少なくとも１つの雌型要素又は少なくとも１つの雄型要素と嵌合されており、
前記少なくとも１つの雄型要素と少なくとも１つの雌型要素のうちの少なくとも１つの雄型要素が、正極性を有する少なくとも１つの電気接続インタフェースを有し、前記少なくとも１つの雄型要素と少なくとも１つの雌型要素のうちの少なくとも１つの雌型要素が、負極性を有する少なくとも１つの電気接続インタフェースを有し、その結果、セルが同一タイプの別のセルに電気的に接続されるよう構成されることを特徴とする。
【００２０】
本発明により、互いに入れ子にされた雄型要素と雌型要素の仲介によって、電力貯蔵システムを組み立てるための電気モジュールで、本発明による幾つかの電力貯蔵セルの単純で安全な組み立てを実施することが可能である。接続インタフェースは、雄型要素と雌型要素上に配置されており、外部環境と、特にオペレータによる接近が難しいか、更に接近できないことがあり、有利には、特に回路短絡のリスクを抑制可能である。
【００２１】
本発明による電力貯蔵セルは、更に、個々に又は任意の技術的に可能な組み合わせで得られる以下の特徴のうちの１つ又は幾つかを含みうる。
【００２２】
セルの両側の第１と第２の面は、セルの上面と下面と、更にはセルの両側の２つの外側面とによって構成されうる。
【００２３】
セルの前記少なくとも１つの雄型要素と雌型要素は、有利には相補的形状を有し、したがって、互いに嵌め込んでセルを同一タイプの別のセルと組み立てることを可能にする。
【００２４】
前記正極性を有する少なくとも１つの電気接続インタフェースと負極性を有する電気接続インタフェースとが、前記少なくとも１つの雄型要素と雌型要素の一部分に形成されて、セルを同一タイプの別のセルと組み立てる際に隠すことを可能にすることが好ましい。
【００２５】
セルは、角柱形状であることが好ましい。
【００２６】
セルは、好ましくは、負電極、正電極、及び負電極と正電極の間に配置された電解質を含む基本電気化学セルでよい。
【００２７】
前記正極性を有する少なくとも１つの電気接続インタフェースと、前記負極性を有する少なくとも１つの電気接続インタフェースはそれぞれ、前記少なくとも１つの雄型要素の接近可能性が少ないかゼロの部分と、前記少なくとも１つの雌型要素の接近可能性が少ないかゼロの部分の上に形成されてもよく（又はこの逆）、詳細には、前記少なくとも１つの雄型要素の接近可能性が少ないかゼロの部分が、セルを同一タイプの他のセルと嵌合させることによる組み立て中に同じタイプの別のセルの少なくとも１つの雌型要素によって覆われる部分に対応し、前記少なくとも１つの雌型要素の接近可能性が少ないかゼロの部分が、セルを同一タイプの他のセルと嵌合させることによる組み立て中に同一タイプの別のセルの少なくとも１つの雌型要素によって覆われる部分に対応する。
【００２８】
前記少なくとも１つの雄型要素と前記少なくとも１つの雌型要素のそれぞれの電気接続インタフェースが、詳細には前記少なくとも１つの雄型要素と雌型要素のそれぞれの側面部分、詳細には内部に形成されてもよい。
【００２９】
前記少なくとも１つの雄型要素が、セルの第１と第２の面の前記一方の面の一方の縁から他方の縁まで延出できる。前記少なくとも１つの雌型要素が、セルの第１と第２の面の前記他方の面の一方の縁から他方の縁まで延出できる。
【００３０】
前記少なくとも１つの雄型要素は、浮き彫りの溝の形状を有しうる。前記少なくとも１つの雌型要素は、中空の溝の形状を有しうる。浮き彫りと中空の溝の形態は、セルを同一タイプの別のセルと組み立て可能にするために互い相補的であると有利である。
【００３１】
セルの第１と第２の面の前記一方は、前記少なくとも１つの雄型要素を同一タイプの別のセルの少なくとも１つの雌型要素と組み立てて安全接続することを可能にするために、前記少なくとも１つの雄型要素のいずれかの側に少なくとも１つの突起、詳細には２つの突起を有しうる。
【００３２】
前記少なくとも１つの雄型要素と前記少なくとも１つの雌形要素は、類似形状を有してもよく、セルを同一タイプの他のセルと組み立てることは、嵌合中にセルの前記少なくとも１つの雄型要素と前記少なくとも１つの雌型要素をそれぞれ、同一タイプの他のセルの少なくとも１つの雌型要素と少なくとも１つの雄型要素に対して逆向きにすることによって可能になる。
【００３３】
この記述では、用語「類似」は「相補的」の意味で理解されたい。
【００３４】
前記正極性を有する少なくとも１つの電気接続インタフェースは、前記少なくとも１つの雄型要素の上、詳細にはセルの第１と第２の面の前記一方の縁の近くに部分的に延出できる。前記負極性を有する少なくとも１つの電気接続インタフェースは、前記少なくとも１つの雌型要素の上、詳細にはセルの第１と第２の面の前記他方の縁の近くに部分的に延出でき、又はこの逆でもよい。
【００３５】
前記少なくとも１つの雄型要素は、セルの第１と第２の面の前記一方の上に、長手方向、即ち最大寸法の方向に延出できる。前記少なくとも１つの雌型要素が、セルの第１と第２の面の前記他方の上に、長手方向、即ち最大寸法の方向に延出できる。
【００３６】
前記少なくとも１つの雄型要素が、セルの第１と第２の面の前記一方の上に、横方向、即ち最小寸法の方向に延出できる。前記少なくとも１つの雌型要素が、セルの第１と第２の面の前記他方の上に、横方向、即ち最小寸法の方向に延出できる。
【００３７】
セルは、前記正極性を有する少なくとも１つの電気接続インタフェースと負極性を有する電気接続インタフェースとを覆わないように構成されたパッケージによって覆われた、電気的コア、詳細には、負電極、正電極及び負電極と正電極の間に配置された電解質を含む電気化学的コアを含みうる。
【００３８】
前記少なくとも１つの雄型要素及び／又は前記少なくとも１つの雌型要素は、少なくとも部分的に、パッケージによって形成されうる。
【００３９】
セルの第１と第２の面の前記一方の突起もまた、パッケージによって形成されてもよい。
【００４０】
電気的コアは、負電極と正電極を有しうる。負電極と正電極の少なくとも一方は、セルの前記少なくとも１つの雄型要素及び／又はセルの前記少なくとも１つの雌型要素のものとそれぞれ類似の形状の少なくとも１つの雄型電極要素及び／又は少なくとも１つの雌型電極要素を有しうる。パッケージは、前記少なくとも１つの雄型電極要素の形状及び／又は前記少なくとも１つの雌型電極要素の形状を抱え込む形状を有することによって、前記少なくとも１つの雄型電極要素及び／又は前記少なくとも１つの雌形電極要素を覆い、その結果、セルの前記少なくとも１つの雄型要素及び／又はセルの前記少なくとも１つの雌型要素をそれぞれ形成できる。
【００４１】
前記少なくとも１つの雄型要素及び／又は前記少なくとも１つの雌形要素はそれぞれ、セルの第１と第２の面の前記一方の縁とセルの第１と第２の面の前記他方の縁から延出できる。
【００４２】
セルの第１と第２の面の前記一方は、少なくとも１つの雄型要素と少なくとも１つの雌型要素を有しうる。セルの第１と第２の面の前記他方は、少なくとも１つの雄型要素と少なくとも１つの雌型要素を有しうる。
【００４３】
セルは、セルを同一タイプの別のセルと適所に維持する手段を有しうる。
【００４４】
適所に維持する手段は、前記少なくとも１つの雄型要素と少なくとも１つの雌型要素、及び前記少なくとも１つの雄型要素の突起内に形成された開口部を有し、セルを同一タイプの少なくとも１つの他のセルと組み立てる際に、セルの前記少なくとも１つの雄型要素の開口部と前記少なくとも１つの雌型要素の開口部がそれぞれ、同一タイプの別のセルの少なくとも１つの雌型要素の開口部と少なくとも１つの雄型要素の開口部であるように構成される。適所に維持するための手段は、更に、セルの前記少なくとも１つの雄型要素と少なくとも１つの雌型要素の開口部に挿入可能な適所に維持するための少なくとも１つのロッドを有しうる。
【００４５】
セルを同一タイプの少なくとも１つの他のセルと組み立てる際に、適所に維持するための手段は、同一タイプの別のセルの適所に維持するための少なくとも１つの溝上に重なるように構成された、セル、詳細にはセルのパッケージ上に形成された適所に維持するための少なくとも１つの溝を有しうる。適所に維持するための手段は、更に、セルを組み立てる際にセル及び同一タイプのセルの適所に維持するための前記少なくとも１つの溝に挿入されるように構成された適所に維持するための部分を有しうる。
【００４６】
セルは、その第１と第２の面の前記一方の上に、セルの第１と第２の面の前記一方の面の縁から他方の縁まで略平行に延出する少なくとも２つの雄型要素と、その第１と第２の面の前記他方の上に、セルの第１と第２の面の前記他方の一方の縁から他方の縁まで実質的に平行に延出する少なくとも２つの雌型要素とを有しうる。
【００４７】
前記少なくとも２つの雄型要素がそれぞれ、前記少なくとも２つの雌型要素上に重ねられうる。
【００４８】
セルは、負電極、正電極、及び負電極と正電極の間に配置された電解質を含む電気化学セルを含みうる。正電極と負電極の一方は、セルの第１と第２の面の前記一方まで延出する雄型電極要素と、セルの第１と第２の面の前記他方まで延出する雌型電極要素とを有することが可能であり、雄型電極要素と雌型電極要素は互いに重ねられる。正電極と負電極の他方は、セルの第１と第２の面の前記一方まで延出する１つの雄型電極要素とセルの第１と第２の面の前記他方まで延出する２つの雌型電極要素、又はセルの第１と第２の面の前記一方まで延出する２つの雄型電極要素とセルの第１と第２の面の前記他方まで延出する１つの雌型電極要素を有することが可能であり、雄型電極要素と雌型電極要素は互いに重ねられる。
【００４９】
電気化学的コアは、セルの雄型要素と雌型要素の正極性を有する電気接続インタフェースと負極性を有する電気接続インタフェースとを覆わないように構成されたパッケージによって覆われてもよく、パッケージは、セルの雌型要素と雌形要素（６ａ，６ｂ）を規定し、雄型電極要素と雌型電極要素の形状を抱え込む。
【００５０】
セルは、その第１と第２の面の一方の上に、負極性を有する電気接続インタフェースと正極性を有する電気接続インタフェースとを有し、またその第１と第２の面の他方の上に、正極性を有する電気接続インタフェースと負極性を有する２つの電気接続インタフェース、又は負極性を有する電気接続インタフェースと正極性を有する２つの電気接続インタフェースを有することが可能である。
【００５１】
本発明は、更に、その態様の別のものにより、以上で定義されたような第１のセルと第２のセルを含むユニットを有し、第１のセルの前記少なくとも１つの雄型要素が、第２のセルの前記少なくとも１つの雌型要素に嵌め込まれるか、第１のセルの前記少なくとも１つの雌型要素が、第２のセルの前記少なくとも１つの雄型要素に嵌め込まれて、第１と第２のセルの組み立てと電気接続を一緒に可能にすることを目的とする。
【００５２】
更に、本発明は、更に、その態様の別のものにより、電力貯蔵システムを組み立てるための電気的モジュールを有し、以上で定義されたような幾つかのセルの組立体を含むことを特徴とすることを目的とする。
【００５３】
モジュールは、幾つかの基本電気化学セルの組立体を含む組み立て用電気化学モジュールでよい。
【００５４】
モジュールは、セルの前記少なくとも１つの雄型要素及び少なくとも１つの雌型要素とそれぞれ同一タイプの少なくとも１つの雄型モジュール要素及び少なくとも１つの雌型モジュール要素を含むことができ、その結果、組み立て用モジュール上でセルの組み立てと電気接続が可能となる。
【００５５】
モジュールは、セルの複数の雌型要素に嵌め込み可能な少なくとも１つの雄型接続ロッドと、セルの複数の雄型要素に嵌め込み可能な少なくとも１つの雌型接続ロッドとを有し、その結果、組み立て用モジュール内のセルの組み立てと電気接続が共に可能となる。
【００５６】
本発明は、また、その態様の別のものにより、以上で定義されたような幾つかのモジュールの組立体を含むことを特徴とする電力貯蔵システムを有することを目的とする。
【００５７】
電力貯蔵システムは、セルの前記少なくとも１つの雄型要素及び少なくとも１つの雌型要素とそれぞれ同一タイプの少なくとも１つの雄型バッテリ要素（又は、電力貯蔵システム）及び少なくとも１つの雌型バッテリ要素（又は電力貯蔵システム）を含むことができ、その結果、電力貯蔵システム上のセルの組み立てと電気接続が可能となる。
【００５８】
本発明は、更に、その態様の別のものにより、以上で定義されたような電力貯蔵セルを製造する方法を有することを目的とし、その方法は、
ａ）電気的コア、詳細には電気化学的コアを鋳型内に位置決めするステップであって、電気的コアが、詳細にはスプール又はスタックによって構成されるステップと、
ｂ）電気的コアのまわりに、より好ましくは封止され、電気化学的コアの電解質に対して化学的に安定な絶縁材料、詳細には絶縁材料で作成された膜をオーバーモールドするステップと、
ｃ）電気的コアの少なくとも１つの縁上、詳細には電気的コアのバンク上に少なくとも１つの正又は負電極を作成するステップであって、前記少なくとも１つの正又は負電極が、少なくとも１つの正又は負の雄型又は雌型電極要素を含むステップと、
ｄ）電気的コアに電解質を充填するステップと、
ｅ）ステップｃ）で１つの正又は負電極を作成する場合に、電気的コアの他方の縁上、詳細には電気的コアの他方のバンク上に他方の正又は負電極を作成するステップであって、前記他方の正又は負電極が、少なくとも１つの正又は負の雄型又は雌型電極要素を含むステップと、
ｆ）電気的コアと２つの正及び負電極上に、パッケージを、セルの前記少なくとも雄型要素と雌型要素を規定するようにオーバーモールドするステップであって、パッケージが、前記負極性を有する少なくとも１つの電気接続インタフェースと正極性を有する少なくとも１つの電気接続インタフェースとを構成するように前記少なくとも１つの雄型電極要素と雌型電極要素を部分的にのみ覆うステップ、のうちの１つ又はいくつかを含むことを特徴とする。
【００５９】
本発明による製造方法は、有利には、最小量の要素と最小量の操作でセルを作成することを可能にする。これを行うために、方法は、好ましくは、電気的コア、詳細には電気化学的コア（例えば、事前に作成されたスタック又はスプール）を使用して注入、オーバーモールド及び／又は粉末冶金のステップを使用する。
【００６０】
スプールは、正二重電極、セパレータ及び負二重電極を重ねて巻き付けることによって作成された電気化学的コアである。
【００６１】
スタックは、正二重電極、セパレータ及び負二重電極を積み重ねることによって作成された電気化学的コアである。
【００６２】
絶縁材料は、詳細には、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルアリルケトン（ＰＥＡＫ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などから選択されうる。
【００６３】
方法は、第１の代替実施形態を有し、ステップａ）〜ｆ）の全てを連続順序で含みうる。
【００６４】
ステップｂ）で、絶縁材料が、有利には、電気的コアの縁、詳細にはバンクを覆わないように電気的コアのまわりにオーバーモールドされる。
【００６５】
ステップｃ）は、粉末冶金法（ＰＩＭ法（粉末射出成形）とも呼ばれる）を使用して、正又は負電極を、電気的コアの縁のまわり、詳細には電気的コアのバンクのまわりの導電材料に注入するステップでよい。
【００６６】
電解質を充填するステップｄ）は、幾つかの方法により行われうる。鋳型への真空注入により、減圧法を使用できる。中性雰囲気（例えば、アルゴンを含む）により、圧力下で電解質を注入できる。
【００６７】
可能なステップｅ）は、粉末冶金法を使用して、他の正又は負電極を、電気的コアの縁のまわり、詳細には電気的コアのバンクのまわりの導電材料に注入するステップでもよい。
【００６８】
本発明による方法の第１の代替実施態様では、電解質を充填するステップｄ）の後で行なわれる全てのステップが、電解質の劣化を防ぐために低温で行なわれることが好ましい。更に、負電極は、より高い温度で金属から構成されるとき、より高い焼結温度が必要になるので、正電極前に作成されることが好ましい。
【００６９】
方法は、第２の代替実施態様を有し、ステップｃ）、ｅ）、ａ）、ｂ）、ｄ）及びｆ）を連続順序で含み、ステップｃ）、ｅ）は、粉末冶金法を使用するステップでよい。
【００７０】
この第２の代替では、電解質の充填を可能にするために正及び負電極の一方の上に少なくとも１つの開口部を形成するステップが提供されてもよい。
【００７１】
方法は、更に、第３の代替実施態様を有し、ステップｃ）、ｅ）、ａ）、ｂ）、ｄ）及びｆ）を連続順序で含み、ステップｃ）及びｅ）は、電気的コアの一方又は両方の縁（詳細には、電気的コアのバンク）上に一方又は両方の正及び負電極を固定するステップであり、これらの電極は、金属タブによって構成される。
【００７２】
本説明で述べた特徴は、個別に又は他の特徴との技術的に可能な任意の組み合わせによって取得できる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
本発明は、後者の非限定的実施形態の例の以下の詳細な説明を読むとき、並びに添付図面の図、表及び一部分を検討するときによりよく理解されうる。
【００７４】
【図１】本発明による電力貯蔵セルの第１の例を示す斜視図である。
【図１Ａ】本発明による電力貯蔵セルの雌型及び雄型要素を作成する詳細を示す図である。
【図１Ｂ】本発明による電力貯蔵セルの雌型及び雄型要素を作成する詳細を示す図である。
【図２】本発明による電力貯蔵セルの第２の実施形態を示す斜視図である。
【図３】本発明による電力貯蔵セルの第３の実施形態を示す斜視図である。
【図４Ａ】本発明による電力貯蔵セルの複数の雌型要素と複数の雄型要素の組み立てと電気接続のための雄型及び雌型接続ロッドの例の斜視図である。
【図４Ｂ】本発明による電力貯蔵セルの複数の雌型要素と複数の雄型要素の組み立てと電気接続のための雄型及び雌型接続ロッドの例の斜視図である。
【図５Ａ】本発明による電力貯蔵セルの雄型及び雌型要素を作成するための形状の可能性を示す断面図である。
【図５Ｂ】本発明による電力貯蔵セルの雄型及び雌型要素を作成するための形状の可能性を示す断面図である。
【図６Ａ】本発明による電力貯蔵セルの雄型及び雌型要素を作成するための形状の可能性を示す断面図である。
【図６Ｂ】本発明による電力貯蔵セルの雄型及び雌型要素を作成するための形状の可能性を示す断面図である。
【図７Ａ】本発明による電力貯蔵セルの雄型及び雌型要素を作成するための形状の可能性を示す断面図である。
【図７Ｂ】本発明による電力貯蔵セルの雄型及び雌型要素を作成するための形状の可能性を示す断面図である。
【図８Ａ】本発明による電力貯蔵セルの雄型及び雌型要素を作成するための形状の可能性を示す断面図である。
【図８Ｂ】本発明による電力貯蔵セルの雄型及び雌型要素を作成するための形状の可能性を示す断面図である。
【図９Ａ】本発明による電力貯蔵セルの雄型及び雌型要素を作成するための形状の可能性を示す断面図である。
【図９Ｂ】本発明による電力貯蔵セルの雄型及び雌型要素を作成するための形状の可能性を示す断面図である。
【図１０】本発明による電力貯蔵セルの第４の実施形態を示す斜視図である。
【図１１】図１０のタイプのセルの構成物を示す斜視図である。
【図１２】本発明による電力貯蔵セルの第５の実施形態を示す斜視図である。
【図１３】本発明による電力貯蔵セルを適所に維持する第１の原理を示す斜視図である。
【図１４Ａ】本発明による電力貯蔵セルを適所に維持する第２の原理を示す斜視図である。
【図１４Ｂ】本発明による電力貯蔵セルを適所に維持する第２の原理を示す斜視図である。
【図１５Ａ】本発明による２つの電力貯蔵セルの並列組立体をセルの電気化学的コアが見えない状態で示す下面図である。
【図１５Ｂ】本発明による２つの電力貯蔵セルの並列組立体をセルの電気化学的コアが見える状態で示す下面図である。
【図１６Ａ】図１５Ａの２つのセルの並列組立体をセルの電気化学的コアが見えない状態で示す上面図である。
【図１６Ｂ】図１５Ｂの２つのセルの並列組立体をセルの電気化学的コアが見える状態で示す上面図である。
【図１７Ａ】本発明による２つの電力貯蔵セルの直列組立体をセルの電気化学的コアが見えない状態で示す上面図である。
【図１７Ｂ】本発明による２つの電力貯蔵セルの直列組立体をセルの電気化学的コアが見える状態で示す上面図である。
【図１８Ａ】図１７Ａの２つのセルの直列組立体をセルの電気化学的コアが見えない状態で示す下面図である。
【図１８Ｂ】図１７Ｂの２つのセルの直列組立体をセルの電気化学的コアが見える状態で示す下面図である。
【図１９】本発明による電力貯蔵セルの第６の実施形態を電気化学的コアが見える状態で示す斜視図である。
【図２０Ａ】本発明による製造方法の第１の代替を実施する様々な連続ステップを示す斜視図である。
【図２０Ｂ】本発明による製造方法の第１の代替を実施する様々な連続ステップを示す斜視図である。
【図２０Ｃ】本発明による製造方法の第１の代替を実施する様々な連続ステップを示す斜視図である。
【図２０Ｄ】本発明による製造方法の第１の代替を実施する様々な連続ステップを示す斜視図である。
【図２０Ｅ】本発明による製造方法の第１の代替を実施する様々な連続ステップを示す斜視図である。
【図２０Ｆ】本発明による製造方法の第１の代替を実施する様々な連続ステップを示す斜視図である。
【図２０Ｇ】本発明による製造方法の第１の代替を実施する様々な連続ステップを示す斜視図である。
【図２１Ａ】本発明による製造方法の第２の代替を実施する様々な連続ステップを示す斜視図である。
【図２１Ｂ】本発明による製造方法の第２の代替を実施する様々な連続ステップを示す斜視図である。
【図２１Ｃ】本発明による製造方法の第２の代替を実施する様々な連続ステップを示す斜視図である。
【図２１Ｄ】本発明による製造方法の第２の代替を実施する様々な連続ステップを示す斜視図である。
【図２１Ｅ】本発明による製造方法の第２の代替を実施する様々な連続ステップを示す斜視図である。
【図２１Ｆ】本発明による製造方法の第２の代替を実施する様々な連続ステップを示す斜視図である。
【図２１Ｇ】本発明による製造方法の第２の代替を実施する様々な連続ステップを示す斜視図である。
【図２１Ｈ】本発明による製造方法の第２の代替を実施する様々な連続ステップを示す斜視図である。
【図２２Ａ】本発明による製造方法の第３の代替を実施する様々な連続ステップを示す斜視図である。
【図２２Ｂ】本発明による製造方法の第３の代替を実施する様々な連続ステップを示す斜視図である。
【図２２Ｃ】本発明による製造方法の第３の代替を実施する様々な連続ステップを示す斜視図である。
【図２２Ｄ】本発明による製造方法の第３の代替を実施する様々な連続ステップを示す斜視図である。
【図２２Ｅ】本発明による製造方法の第３の代替を実施する様々な連続ステップを示す斜視図である。
【図２２Ｆ】本発明による製造方法の第３の代替を実施する様々な連続ステップを示す斜視図である。
【００７５】
これらの図の全てにおいて、同一参照番号は同一又は類似要素を示すことができる。
【００７６】
更に、図に示された様々な部分は、図をより明瞭にするために、必ずしも均一な縮尺で示されていない。
【発明を実施するための形態】
【００７７】
後述する全ての例では、電力貯蔵セル１は、電気化学的発電装置を構成するように意図された基本電気化学セル１である。しかしながら、前述したように、電力貯蔵セルは、例えば、電気化学又は誘電性スーパーキャパシタ及び／又はキャパシタの構成を可能にする別のタイプのものでもよい。
【００７８】
更に、各基本電気化学セル１は、負電極２、正電極３、及び負電極２と正電極３の間の電解質４を、電気化学反応を行うことを可能にする方式で含む電気化学的コア１０を含む。
【００７９】
最後に、ここに示された基本電気化学セル１は、上側主面１ａ、その反対側の下側主面１ｂ、及び互いに反対側の２つの外側面１ｃと１ｄを有する角柱形状のものである。当然ながら、本発明は、角柱形状のセル１に限定されず、したがって、任意のタイプの構成形状を有しうる。
【００８０】
図１は、基本電気化学セル１型の本発明による電力貯蔵セル１の第１の実施形態を部分的に示す斜視図である。
【００８１】
セル１は、詳細には、電力貯蔵システムを組み立てるための電気化学モジュールに組み込まれる。
【００８２】
したがって、セル１は、セル１の第１の外側面に対応する第１の面１ｃと、第１の面１ｃと反対の外側面に対応する第２の面１ｄとを有する。
【００８３】
本発明によれば、第１の面１ｃは雄型要素５を有し、第２の面１ｄは雌型要素６を有し、雄型要素５と雌型要素６の相補形状は、互いに嵌入を可能にする。
【００８４】
換言すると、セル１の雄型要素５は、この雄型要素５を同一タイプの他のセル１の雌型要素６に嵌めることによって、セル１を同一タイプの別のセル１と組み立てることを可能にする。同様に、セル１の雌型要素６は、この雌型要素６を同一タイプの他のセル１の雄型要素５に嵌めることによって、セル１を同一タイプの別のセル１と組み立てることを可能にする。
【００８５】
図１で分かるように、雄型要素５は、第１の面１ｃの一方の縁から他方の縁まで延出し、雌型要素６は、また、第１の面１ｄの一方の縁から他方の縁まで延出する。
【００８６】
更に、セル１の雄型要素５は、正極性又は負極性を有する電気接続インタフェース８を有し、セル１の雌型要素６も、負極性又は正極性を有する電気接続インタフェース９を有し、２つの電気接続インタフェース８及び９の極性は、一方が電気化学的コア１０の正電極３（陰極）に接続され、他方が負電極２（陽極）に接続されているので逆である。
【００８７】
このように、セル１が同一タイプの別のセル１と組み立てられるとき、雄型要素５と雌型要素６のバイアスによって、セル１を同一タイプの別のセル１と電気接続することが可能である。この電気接続は、雄型要素５と雌型要素６の間のセル１の組み立て方向と、雄型要素５と雌型要素６の極性によって、直列又は並列に行われうる。
【００８８】
この説明では、雄型要素５と雌型要素６は、雄型溝５と雌型溝６を構成することが好ましいことに注意されたい。
【００８９】
図１のセル１の電気化学的コア１０（詳細は以下に示される）は、更に、パッケージ１１によって覆われる。
【００９０】
このパッケージ１１は、電気化学的コア１０を保護することが可能である。パッケージ１１は、詳細には、セル１の電気接続を一緒に保証するために、雄型要素５及び雌型要素６の電気接続インタフェース８及び９を除くセル１の全体を覆う。詳細には、これらの電気接続インタフェース８及び９上に、正極性を有する電気接続インタフェースを構成する正電極３と、負極性を有する電気接続インタフェースを構成する負電極２とが露出する。
【００９１】
有利には、図１で分かるように、電気接続インタフェース８及び９はそれぞれ、雄型要素５と雌型要素６の接近可能性が小さいかゼロのゾーン内に形成される。換言すると、雄型要素５と雌型要素６の形状は、特に短絡のリスクを減らすために、ほとんどアクセスできない電気接続インタフェース８及び９を有することを可能にする。
【００９２】
図１Ａと図１Ｂはそれぞれ、セル１の雌型要素６と雄型要素５を実施する詳細を示す。
【００９３】
電気接続インタフェース８及び９は、雄型要素５と雌型要素６の長さ全体にわたって、詳細にはセル１の第１の面１ｃと第２の面１ｄの一方の縁から他方の縁まで延出してもよく、しなくてもよい。また、電気接続インタフェース８及び９は、雄型要素５と雌型要素６の一端に形成されてもよい。
【００９４】
図１と図１Ｂは、雄型要素５の両側に突起７を有する可能性も示す。詳細には間に雄型要素５に対して実質的に平行に、詳細には、第１の面１ｃの一つの縁から他方まで延出する突起７の存在は、セル１を組み立てる際に同一タイプの別のセル１の雌型要素６の両側に嵌まる２つの溝を得ることを可能にし、また有利には、様々な電気端子が誤って接触するのを防ぐために、電気接続インタフェース８への接近可能性を低下させることを可能する。
【００９５】
更に、図１は、セル１が、セル１の各端に、即ち、以下に述べるように、電気化学的コア１０のバンク１２の側の第１の外側面１ｃと第１の外側面１ｄ上に、単一の雄型要素５又は雌型要素６を有する可能性を示す。この図１では、雄型要素５と雌型要素６は、セル１の厚さｅの方向に配置される。
【００９６】
図２は、本発明による基本電気化学セル１の第２の実施形態を斜視図で示し、雄型要素５ａ，５ｂ，５ｃ及び雌型要素６ａ，６ｂ，６ｃは、セル１の厚さｅの方向に形成される。
【００９７】
詳細には、第１の面１ｃは、電気接続インタフェース８ａ、８ｂ及び８ｃをそれぞれ含む３つの雄型要素５ａ、５ｂ及び５ｃを有し、第２の面１ｄは、電気接続インタフェース９ａ、９ｂ及び９ｃをそれぞれ含む３つの雌型要素６ａ、６ｂ及び６ｃを有する。
【００９８】
図２のこの構成では、雄型要素５ａ，５ｂ，５ｃと雌型要素６ａ，６ｂ，６ｃの数を増やすと、セル１の接続面を大きくできる。
【００９９】
更に、図３は、基本電気化学セル１がセル１の幅ｌの方向に形成された雄型要素５と雌型要素６を有する可能性を示す。
【０１００】
図１、図２及び図３にそれぞれ示されたセル１の第１、第２及び第３の実施形態は、同一タイプの２つのセル１の直列取り付けを可能にすることが好ましい。
【０１０１】
一方、組み立て用の電気化学モジュール、又はセル１と同一タイプの雄型及び雌型要素を有する電力貯蔵システムの仲介によって、並列取り付けを実現できる。図４Ａと図４Ｂに関して述べたように、接続ロッド１３ａ及び１３ｂの仲介によって並列取り付けを行うこともできる。
【０１０２】
図４Ａと図４Ｂは、実際にそれぞれ、セル１の複数の雌型要素６に嵌め込まれるように意図された雄型接続ロッド１３ａと、セル１の複数の雄型要素５に嵌め込まれるように意図された雌型接続ロッド１３ｂとを示す。
【０１０３】
雄型接続ロッド１３ａは、電気接続インタフェース１４ａを含み、雌形接続ロッド１３ｂは、電気接続インタフェース１４ｂを含む。
【０１０４】
雄型接続ロッド１３ａは、セル１の雄型要素５と類似の嵌め込み形状を有し、雌型接続ロッド１３ｂは、セル１の雌型要素６と類似の嵌め込み形状を有する。
【０１０５】
同様に、雄型接続ロッド１３ａと雌型接続ロッド１３ｂはそれぞれ、接近可能性を制限するゾーン、換言すると接続ロッド１３ａ及び１３ｂをマスクしたゾーン内に、特に短絡のリスクを制限するような形で、電気接続インタフェース１４ａ及び１４ｂを有する。
【０１０６】
そのような雄型接続ロッド１３ａと雌型接続ロッド１３ｂの使用は、特に、小型の基本電気化学セル１及び／又は高輝度用途には好ましい。
【０１０７】
間にある接続ロッド１３ａ，１３ｂ又は組み立て用電気化学モジュール若しくは電力貯蔵システムによって、このタイプのセル１を適所に維持することは、以下に述べるように、特に適所に維持するための１つ又は幾つかのロッドの仲介によって行われうる。
【０１０８】
図１〜図４Ｂに関して以上述べた例、及び以下の例では、雄型要素５は、雌型要素６の対応ハウジングに嵌め込むことが可能なダブテールの形状を有する。しかしながら、この選択は決して限定ではない。
【０１０９】
したがって、嵌め込むための雄型要素５と雌型要素６間の可能な組み合わせの不完全な例として、図５Ａ〜図５Ｂ、図６Ａ〜図６Ｂ、図７Ａ〜図７Ｂ、図８Ａ〜図８Ｂ及び図９Ａ〜図９Ｂは、セル１の雄型要素５と雌型要素６の可能な形状を示す。
【０１１０】
雄型要素５と雌型要素６は、様々な形状のものでよいが、最も多数の自由度を抑制しながらセル１の組み立てと分解を可能にすることが好ましい。
【０１１１】
図５Ａと図５Ｂはそれぞれ、ダブテール方式によって嵌め可能な雄型要素５と雌型要素６を断面として示す。
【０１１２】
図６Ａと図６Ｂはそれぞれ、スロットによるフック方式で嵌め可能な雄型要素５と雌型要素６を断面として示す。
【０１１３】
図７Ａと図７Ｂはそれぞれ、特に円形断面の円筒形溝方式で嵌め可能な雄型要素５と雌型要素６を断面として示す。
【０１１４】
図８Ａと図８Ｂはそれぞれ、フック方式で嵌め可能な雄型要素５と雌型要素６を断面として示す。
【０１１５】
図９Ａと図９Ｂはそれぞれ、「Ｔ」形を有する方式で嵌め可能な雄型要素５と雌型要素６を断面として示す。
【０１１６】
前述したように、図５Ａと図７Ａの例は、電気接続インタフェース８を更に「マスク」し、電気接続インタフェース８の過度な露出と関連したリスクを制限できるように、雄型要素５の両側に突起７を有してもよい。
【０１１７】
図６Ａ、図８Ａ及び図９Ａの例では、第１の面と、セル１の組み立てを可能にする雄型要素５との間の空間の高さが低いので、電気接続インタフェース８に近づくのが極めて困難であり、突起７はなくてもよい。
【０１１８】
更に、セル１の電気化学的コア１０の化学組成によっては、過剰圧力又は外部短絡を防ぐために安全装置を追加できる。より好ましくは、そのような安全装置は、以下に述べるように、電気接続インタフェースの後ろのセル１の一端、電気接続に使用されない部分、更にはセル１の間に隙間があるときはその隙間、即ち組み立てられた２つのセル１を分離可能な空間内に配置される。
【０１１９】
図１０は、本発明による基本電気化学セル１の第４の実施形態を斜視図で示す。
【０１２０】
この例では、セル１は、その第１の面１ａに、第１の面１ａの一方の縁から他方の縁まで、互いに平行に延出する２つの雄型要素５ａ及び５ｂを有する。更に、セル１は、その第２の面１ｂに、第２の面１ｂの一方の縁から他方の縁まで互いに平行に延出する２つの雌型要素６ａ及び６ｂを有する。
【０１２１】
この例では、互いに平行な雄形溝５ａ，５ｂと雌形溝６ａ，６ｂが、ダブテールを有するシステムの形状を有する。しかしながら、前述したような他の形でもよい。
【０１２２】
セル１の雄型溝５ａ，５ｂと雌型溝６ａ，６ｂは、電気接続インタフェース８ａ，８ｂ，８ｃ及び９ａの仲介によって、セル１と同一タイプの別のセル１との締結機能と、セル１と同一タイプの別のセル１との電気接続の両方を保証することを可能にする。
【０１２３】
雄型要素５ａ及び５ｂと、雌型要素６ａ及び６ｂは、セル１の電気化学的コア１０を覆うパッケージ１１によって直接作成される。
【０１２４】
有利には、パッケージ１１は、非導電性で実装しやすい材料で作成されうる。例えば、パッケージ１１は、特に機械的、温度的、電気的、耐火性及び他の条件において、セル１の安全性に必要な特性を有する材料で作成されうる。パッケージ１１は、例えば、充填されるか充填されない熱可塑性又は熱硬化性樹脂によって構成される。
【０１２５】
有利には、本発明によるこのタイプのセル１は、追加の接続部分を必要とせずに同一タイプの幾つかのセル１の組み立てを可能にできる。
【０１２６】
電気接続インタフェース８ａ，８ｂ，８ｃ及び９ａの選択と位置決めは、２つのセルのうち一方を１８０°回転させた後でセル１を直列又は並列に接続できるように決定されうる。
【０１２７】
図１１は、図１０に示されたタイプの本発明によるセル１の例を、パッケージ１１を透過して斜視図で示し、セル１の電気化学的コア１０を見ることができる。
【０１２８】
詳細には、セル１の電気化学的コア１０は、負電極２と正電極３を有し、全体がパッケージ１１によって覆われ、雄型要素５ａ及び５ｂと、雌型要素６ａ及び６ｂの形成を可能にする。
【０１２９】
図１０の例と類似しているが同一ではないこの図１１では、負電極２が、雄型電極要素２ａと２つの雌型電極要素２ｂ及び２ｃを有し、正電極３は、雄型電極要素３ａと雌型電極要素３ｂとを有する。
【０１３０】
雄型電極要素２ａ及び３ａは、パッケージ１１が適所に設置された後でセル１の雄型要素５ａを形成することを可能にする。雌型電極要素２ｂ及び３ｂは、パッケージ１１が適所に設置された後でセル１の雌型要素６ａを形成することを可能にする。最後に、雌型電極要素２ｃは、パッケージ１１が適所に設置された後でセル１の雌型要素６ｂを形成することを可能にする。セル１の雄型要素５ｂは、電気化学的コア１０の雄型又は雌形電極要素を覆うことなく、パッケージ１１によって形成される。換言すると、セル１の雄型要素５ｂは、セル１を同一タイプの別のセル１に電気接続するためではなく、セル１を同一タイプの別のセル１に取り付けるためだけに役立つ。
【０１３１】
したがって、雄型電極要素２ａ及び３ａはそれぞれ、これらの雄型電極要素２ａ及び３ａをパッケージ１１で覆わないことによって、セル１の雄型要素５ａの電気接続インタフェース９ａ及び８ａを構成することを可能にする。同様に、雌型電極要素２ｂ及び３ｂはそれぞれ、これらの雌型電極要素２ｂ及び３ｂをパッケージ１１で覆わないことによって、セル１の雌型要素６ａの電気接続インタフェース９ｂ及び８ｂを構成することを可能にする。最後に、雌型電極要素２ｃは、同じように、パッケージ１１で雌型電極要素２ｃを覆わないことによって、セル１の雌型要素６ｂの電気接続インタフェース９ｃを構成することを可能にする。
【０１３２】
換言すると、例えば図１０と図１１に示されたようなこのタイプのセル１は、セル１の第１の面１ａと第２の面１ｂのそれぞれに、２つの要素の一方（雄型又は雌型）がセル１の正電極３上と負電極２上に開口を有するように提供される。更に、表面の一方には、第２の要素（雄型又は雌型）が、電極のうちの単一電極（正又は負）上に１つだけ開口を有し、セル１の他方の面には、第２の要素（雄型又は雌型）が、正電極と負電極上に開口を有していない。
【０１３３】
より正確には、図１１の例では、セル１の第１の面１ａ上で、雄型要素５ａは、正電極３上の開口部と負電極２上の開口部を有し、雄型要素５ｂは、負電極２と正電極３上に開口部を有していない。セル１の第２の面１ｂ上で、雌型要素６ａは、負電極２上の開口部と正電極３上の開口部を有し、雌型要素６ｂは、負電極２上に開口部を有する。
【０１３４】
前述したように、正電極３又は負電極２上の各開口部は、雄型要素又は雌型要素の保護された部分に作成され、それにより、外部要素（例えば、オペレータの指又は他の導電性又は非導電性物体）の間違った導入を可能にしない。
【０１３５】
図１０と図１１が、セル１の長さＬに沿って延出することによる雄型要素５ａ，５ｂと雌型要素６ａ，６ｂの位置決め例を示し、図１２は、雄型要素５ａ，５ｂと雌型要素６ａ，６ｂがセル１の幅ｌに沿って延出している本発明による基本電気化学セル１の第５の実施形態を示す。
【０１３６】
更に、セル１の作成を容易にするために、雄型要素５ａ，５ｂと雌型要素６ａ，６ｂは、好ましくは、雌型要素６ａ，６ｂの少なくとも一部分が電気化学的コア１０のバンク１２を向くように位置決めされる。
【０１３７】
同一タイプの２つのセル１の間、又はセル１と組立て用モジュール若しくは同一タイプの雄型要素及び雌型要素を有する電力貯蔵システムとの間の電気接続及び組み立ては、セル１を別のセル１に差し込むか、組立体用モジュール又は電力貯蔵システム内で、雄型要素５ａ，５ｂと雌型要素６ａ，６ｂの仲介によって行われうる。
【０１３８】
しかしながら、スライドリンクを介した組み立ての代わりに、特に時間を節約するために、例えば弾性変形材料及び雄型要素と雌型要素の適応形状とを使用して、圧力によって嵌め込むことが可能な締結機構を作成することもできる。
【０１３９】
更に、例えば、接続ゾーンの摩擦又は減損による正電極３と負電極２の劣化によって生じる可能性のある振動、動き、衝撃に起因するずれを防ぐために、セル１は一緒に適切な位置に維持されうる。
【０１４０】
位置の維持は、図１３、図１４Ａ及び図１４Ｂに関して述べたように、適所に維持するための手段の仲介によって行なわれうる。
【０１４１】
この位置の維持は、例えば、ピン、ねじ、キー、拡張ペグなどの外部締結部品を使用して実行されうる。
【０１４２】
図１３は、例えば、開口部１４が組み立て中に向かい合うように、開口部１４が雄型要素５ａ，５ｂと雌型要素６ａ，６ｂに形成されうることを示す。次に、適所に維持するためのロッド１５を開口部１４に挿入して、セル１の位置を開口部１４の間に維持できる。
【０１４３】
図１４Ａは、更に、セル１の第１の面１ａと第２の面１ｂの表面に、例えばパッケージ１１によって形成された適所に維持するための溝１６を提供する可能性を示す。
【０１４４】
セル１を組み立てる際、図１４Ｂに示されたように、溝１６が互いに対して位置決めされ、適所に維持するための部分１７（例えば、鍵機構）が、適所に維持するための溝１６の間に挿入されて、セル１の締結を完結させることができる。
【０１４５】
したがって、図１４Ａと図１４Ｂに示されたように、一般に、セル１のパッケージ１１上に１つ又は幾つかの外部締結部分を補う特定形状が設けられうる。適所に維持するための部分１６を挿入し並進を防ぐことができるように、特に、雄型要素５ａ，５ｂと雌型要素６ａ，６ｂに垂直に溝１６が形成されうる。あるいは、中心をずらして締結するための切欠きを有するハウジングを使用することも可能である。
【０１４６】
セル１の位置をこれらの間に維持することは、材料の追加及び／又は変形によって雄型要素５ａ，５ｂ又は雌型要素６ａ，６ｂに実行されてもよい。例えば、プラスチック溶接、パンチング、ＦＳＷ溶接（摩擦攪拌接合）などの方法を使用してもよい。セル１の組立体の表面に外部プレートを溶接かつ／又はパンチングしてもよい。
【０１４７】
同様に、前述した適所に維持するためのこれらの方式を適用して、組立てモジュール及び／又は電力貯蔵システムによってセル１を組み立てうる。最後に、別の方法は、セル１を維持できる組立てモジュール及び／又は電力貯蔵システムの形を、強制取付けによって作成することにある。
【０１４８】
有利には、図１０〜図１４Ｂに示されたタイプの基本電気化学セル１により、互いに差し込まれる方向にしたがってセル１を直列又は並列に取り付けることが可能である。
【０１４９】
取り付けのモジュール性は、正及び負の電気接続インタフェースの適応位置決めによって可能にされる。したがって、２つの正及び負電極の一方が、表面の一方の２つの雄型又は雌型要素のそれぞれにおける接続と、反対の面の単一の雄型又は雌型要素における接続とを有し、第２の正又は負電極は、各表面の雄型又は雌型要素だけと接続し、第２の正又は負電極の２つの接続は、第１の正又は負電極との接続を有する２つの向かい合った雄型又は雌型要素内に位置決めされる。
【０１５０】
例えば、図１５Ａ〜図１８Ｂは、セル１の第１の面上に並列に延出する２つの雄型要素５ａ，５ｂと、セル１の第２の面上に並列に延出する２つの雌型要素６ａ，６ｂとを有するタイプの本発明による２つの基本電気化学セル１の組立体の例を示す。
【０１５１】
図１５Ａと図１５Ｂは、例えば、並列の２つのセル１の組立体の下面図を示し、図１５Ｂは、セル１の電気化学的コア１０を示す。
【０１５２】
図１６Ａと図１６Ｂは、図１５Ａと図１５Ｂの組立体の上面図を示す。
【０１５３】
図１７Ａと図１７Ｂは、本発明による直列の２つのセル１の組立体の上面図を示し、図１７Ｂは、セル１の電気化学的コア１０を示す。
【０１５４】
図１８Ａと図１８Ｂは、図１７Ａと図１７Ｂの２つのセル１の組立体の下面図を示す。
【０１５５】
図１０Ａ〜図１８Ｂで分かるように、互いに並列の雄型要素５ａ，５ｂと互いに並列な雌型要素６ａ，６ｂとを有するタイプの２つのセル１の組立体は、雄型要素５ａ，５ｂと雌型要素６ａ，６ｂの高さにより、セル１の間に隙間Ｉを生じさせる。これらの隙間Ｉは、セル１の寸法と用途に従う（電力又は電流要素）。
【０１５６】
しかしながら、これらの間隙Ｉは、例えば冷却要素などを、例えば冷却板、ヒートパイプシステム、熱伝達流体システム及び／又は熱伝導システムでよい冷却要素と一体化するために使用されうる。
【０１５７】
更に、図１９は、本発明による基本電気化学セル１の第６の実施形態を、セル１の電気化学的コア１０が見える状態で斜視図で示す。
【０１５８】
この例では、セル１の第１の外側面１ｃは、雄型要素５ｂと雌型要素６ｂの両方を有し、雄型要素５ｂは、第１の面１ｃの縁から延出している。更に、セル１の第２の面１ｄは、雄型要素５ａと雌型要素６ａの両方を有し、雄型要素５ａは、第２の面１ｄの縁から延出している。
【０１５９】
電気化学的コア１０は、電気化学反応を行うために間に電解質４が配置された負電極２と正電極３によって構成される。
【０１６０】
正電極３は、雄型要素５ｂの電気接続インタフェース８ａを構成することを可能にする雄型電極要素３ｂを有し、負電極２は、雄型要素５ａの電気接続インタフェース９ａを構成することを可能する雄型電極要素２ａを有する。更に、雌型要素６ａ及び６ｂは、少なくとも部分的に、負電極２と正電極３によって直接構成された電気接続インタフェース９ｂ及び８ｂを含みうる。
【０１６１】
有利には、雄型要素５ａ，５ｂと雌型要素６ａ，６ｂは、電気化学的コア１０のバンク１２上に位置決めされる。
【０１６２】
有利には、セル１の各外側面上の二重溝システム（又は、雄型雌型二重要素）は、組立体中にセル１の間に間隙Ｉが生じないようにする。
【０１６３】
セル１の安全性と適切動作の両方を可能にする電気接続インタフェース８，９のサイズ決定に関して、溝（雄型５又は雌型６）の開口の最大離間距離と、電流の通過を制限する面の２つのサイズの値を決定できる。セル１の表面上の１対の溝５又は６のサイズ決定は、２つの溝の一方の開口の最大離間距離を超えるように行われるが、これは、電流の通過を制限する最小面に行われ、電流の通過を制限する面は、電流の流れに対して垂直な最小面である。
【０１６４】
電気接続インタフェースの形状と寸法にしたがって、この面は、接触面、雄型要素５の絶縁体から出る導電体部分の表面、又は雌型要素６の絶縁体から出る導電体面の和の中で最も小さい面である。
【０１６５】
有利には、電流の通過を制限する面は、導電体、絶縁体及び環境の電気及び熱特性に応じた熱計算によって決定される。第１のサイズ決めは、銅で５Ａ／ｍｍ2、アルミニウムで３Ａ／ｍｍ2、及びニッケルで１．１５Ａ／ｍｍ2の最大電流密度を用いて行われてもよい。物体を誤って雄型要素５又は雌型要素６に差し込むことができないように、開口の最大離間距離は、５ｍｍ以下であることが好ましい。
【０１６６】
次に、本発明による製造方法の実施形態を以下に述べる。これらの例では、電気コアは電気化学的コア１０であり、セルは電気化学セル１であるが、これは決して限定ではない。
【０１６７】
最初に、図２０Ａ〜図２０Ｇは、本発明による方法の第１の代替を実施する様々な連続ステップを示す。
【０１６８】
方法の第１の代替は、電気化学的コア１０を射出成形鋳型内に配置されたスタック又はスプールの形で使用して、セル１及びパッケージ１１の様々な部分をオーバーモールドすること、並びに電気化学的コア１０内部に電解質４を注入することからなる。
【０１６９】
この第１の代替は、鋳型から取り外す必要なしにセル１を完全に製造することを目的とする。
【０１７０】
電気化学的コア１０がスタックの形態の場合、スタックは、２つのバンク１２がそれぞれ一方の側と他方の側を越えるように作成されることが好ましい。
【０１７１】
図２０Ａは、スプールの形態の電気化学的コア１０を有する第１の代替の最初のステップを示す。
【０１７２】
セル１を作成するこの最初のステップは、電気化学的コア１０を鋳型に入れることにある。バンク１２は、電気化学的コア１０の各側に配置される。
【０１７３】
図２０Ｂは、第１の代替の第２のステップを示す。この第２のステップで、絶縁材料、詳細には絶縁材料２０で作成された膜が、バンク１２に材料がないように、電気化学的コア１０のまわりにオーバーモールドされる。
【０１７４】
絶縁性で、密閉され電解質に対して化学的に安定した材料２０で作成された膜は、詳細には、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルアリルケトン（ＰＥＡＫ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などから選択されうる。
【０１７５】
図２０Ｃは、第１の代替の第３のステップを示す。この第３のステップで、粉末冶金法（ＰＩＭ、「Powder Injection Mould：粉末射出成形」）を使用して、陽極のバンク１２のまわりの導電材料に、例えば２つの雄型電極要素２ａ，２ｂと雌型電極要素２ｃを有する端子を注入して負電極２を形成する。
【０１７６】
ＰＩＭ法は、金属、セラミック又は他の材料の粉末と高分子バインダの混合物を注入することにある。この方法は、注入後に、バインダを除去する「脱バインダ」ステップと、その最終特性を得る焼結ステップとを必要とする。これらの２つステップは同時に行なわれてもよい。
【０１７７】
端子は、例えば、銅又はアルミニウムとバインダとの混合物が注入されうる。
【０１７８】
このＰＩＭ法を使用することによって、所望の最終形状を有する端子の単一部分の注入が可能になり、組み立てを必要とする全ての追加部分をなくすことが可能である。
【０１７９】
図２０Ｄは、本発明による方法の第１の代替の第４のステップを示す。この第４のステップは、矢印Ｊによって記号化されたセル１を電解質４、セル１の適切動作に必要な量の電解質４で満たすステップである。
【０１８０】
電解質４で満たすための幾つかの方法が可能である。したがって、鋳型内の真空注入として作業することによって、減圧法を使用できる。同様に、中性雰囲気（例えば、アルゴン）で処理することによって、電解質４を圧力下で注入できる。
【０１８１】
図２０Ｅと図２０Ｆはそれぞれ、本発明による方法の第１の代替の第５のステップを上面図と下面図として示す。第５のステップは、セル１が電解質４で満たされた後、第１の端子と類似のＰＩＭ法によって、陰極上に第２の端子を注入して、例えば雄型電極要素３ａと雌型電極要素３ｂを有する正電極３を形成することにある。したがって、この端子は、コネクタの形状を含む、所望の最終形状で注入される。この端子は、アルミニウム又はニッケル粉末とバインダとの混合物を使用して注入される。
【０１８２】
電解質４の劣化を防ぐため、使用されるバインダは、低い温度（電解質４により９０℃未満）で、溶剤によって、又は超臨界状態の溶剤の使用によって、「脱バインド」を可能にしなければならない。使用される焼結は、温度を高めない方法（例えば、フォトニック、アルファ焼結など）、又は局部加熱だけを行う方法（マイクロ波、ＳＰＳ法「スパークプラズマ焼結」）によって行われる。また、端子材料の融解温度を下げるために、端子材料に合金材料（例えば、銅には銀、亜鉛、鉛、すず）を加えることもできる。局部加熱による方法は、電解質４を劣化させないために冷却システムを補ってもよい。機械的特性は必ずしも求められないので、いわゆる「グリーン部分」（「脱バインド」又は焼結のない注入出力にある部分）又は「ブラウン」（「脱バインド」があるが焼結のない注入出力にある部分）を直接使用することもできる。
【０１８３】
図２０Ｇは、本発明による方法の第１の代替の第６のステップを示す。この第６のステップは、パッケージ最終物１１の注入に対応する。
【０１８４】
パッケージ１１は、電気化学的コア１０と端子上に直接オーバーモールドされる。パッケージ１１は、雄型要素５ａ，５ｂと雌型要素６ａ，６ｂの形に硬化され、そのような雄型要素５ａ，５ｂと雌型要素６ａ，６ｂのマスク部分内の接続に必要な開口を残して、例えば引き出しシステム又はコアの使用によって、正電極８ａと負電極９ａ，９ｂ，９ｃとの電気接続インタフェースを形成する。このパッケージ１１は、標的用途の機械要件、温度要件、電気要件及び他の使用条件に応じた全ての材料を使用して作成されうる。したがって、例えば、繊維が充填されるか又は織マトリクス若しくは不織マトリクス（例えば、炭素、アラミド、ガラス、セラミックス（窒化ホウ素、炭化ケイ素、アルミナ、酸化ケイ素、ムライト、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、酸化ジルコニウム、ジルコニア）、生物由来繊維（亜麻、麻、イラクサ、バナナの木、ココナッツ、ヤシの木、ナツメヤシ、竹）によって強化された、熱硬化性樹脂（エポキシ、ビニル、メタクリル、シリコーン、ポリウレタン、ポリイミド、フェノール系、フォーマイカ、ベークライト、不飽和ポリエステルなど）、又は熱可塑性樹脂（ＡＢＳ、ＨＤＰＥ、ＬＤＰＥ、ＬＬＤＰＥ、ＰＡ、ＰＥＥＫ、ＰＥ、ＰＥＴ、ＰＥＴＥ、ＰＣ、ＰＭＭＡ、ＰＯＭ、ＰＰ、ＰＳ、ＰＰＳ、ＰＴＦＥ、ＰＶＣなど）などが検討されうる。この材料の特性を修正するために、充填剤又は添加剤を加えてもよい。
【０１８５】
本発明による方法のこの第１の代替では、電解質４の充填後に行われる全てのステップは、好ましくは、電解質４の劣化を防ぐために低温で行われなければならない。最初に、より高い融点の（したがって、より高い焼結温度を必要とする）金属から構成された陽極が作成される。低い固化温度を有する材料を、局部加熱の温度放射のない方法で利用することもできる。
【０１８６】
図２１Ａ〜図２１Ｈは、本発明による方法の第２の代替を実施する様々な連続ステップを斜視図で示す。
【０１８７】
本発明による方法のこの第２の代替は、中性化学的保護の絶縁材料２０における膜のオーバーモールド前に粉末冶金（ＰＩＭ）するステップと、４を充填するステップを行なうことにある。この第２の代替は、ＰＩＭ操作のステップに専用化された第１の鋳型内で行われ、このステップによって、射出成形鋳型の複雑さが減少し、より高温であまり複雑でない従来の焼結法を使用することを可能にする。次に、電解質４を充填するために、端子のうちの１つに１つ又は幾つかの穴２１が残されなければならない。
【０１８８】
スタックを使用する場合の本発明による方法の第１の代替と同様に、スタックは、バンク１２が正端子と負端子の側面を越えるように行われる。
【０１８９】
図２１Ａ〜図２１Ｈの例では、巻き付け型電気化学的コア１０が使用される。
【０１９０】
図２１Ａは、本発明による方法の第２の代替の第１ステップを示す。この第１ステップで、電気化学的コア１０が、鋳型に入れられる。バンク１２が、電気化学的コア１０の各側に配置される。
【０１９１】
図２１Ｂは、本発明による方法の第２の代替の第２ステップを示す。この第２ステップは、ＰＩＭ法を使用して、陽極のバンク１２のまわりに端子を、雌型電極要素２ａ，２Ｂと雄型電極要素２ｃを含む負電極２を形成するのに必要な最終形状で、導電材料を使用して注入することにある。この端子は、以下のステップで、電解質４の充填を可能にする１つ又は幾つかの穴２１により、注入され焼結させられる。セル１の化学的性質にしたがって、端子は、銅又はアルミニウムとバインダの混合によって注入されうる。
【０１９２】
図２１Ｃと図２１Ｄはそれぞれ、本発明による方法の第２の代替の第３ステップを上面図と下面図として示す。この第３ステップは、第１ステップと同じＰＩＭ法によって陰極上に第２の端子を注入することにある。この端子は、前述のものと同様に、雄型電極要素３ａと雌型電極要素３ｂを有する正電極３を形成するために、コネクタの形状を構成する最終形状で注入される。この端子は、アルミニウム粉末とバインダの混合物を使用して注入される。
【０１９３】
図２１Ｅは、本発明による方法の第２の代替の第４ステップを示す。この第４ステップで、電気化学的コア１０は、鋳型内に入れられ、端子に材料がないまま、封止され電解質４に対して化学的に安定した絶縁材料２０で作成された膜がまわりにオーバーモールドされる。
【０１９４】
図２１Ｆは、本発明による方法の第２の代替の第５ステップを示す。この第５ステップで、セル１は、適切な動作に必要とされる電解質４で満たされる（矢印Ｊによって図示される）。充填に関して、前述のように、幾つかの方法が可能である。
【０１９５】
図２１Ｇは、本発明による方法の第２の代替の第６ステップを示す。この第６ステップで、セル１に電解質４が充填された後で、封止され電解質４に対して化学的に安定した絶縁材料のキャップ２２が、充填に使用された端子の穴２１に注入される。
【０１９６】
図２１Ｈは、最後に、本発明による方法の第２の代替案の第７ステップを示し、最終パッケージ１１が、前述のように注入される。
【０１９７】
図２２Ａ〜図２２Ｆは、本発明による方法の第３の代替を実施する様々な連続ステップを斜視図で示す。
【０１９８】
本発明による方法のこの第３の代替は、第２の代替と類似しているが、粉末冶金（ＰＩＭ）を使用しない。バンク１２ごとに、アルミニウム又は銅で作成されたタブ２３ａ，２３ｂが使用され、その上に、正電極３と負電極２の雄型要素２ｃ，３ｃ又は雌形要素２ａ，３ａ，３ｂが固定される。タブ２３ａ，２３ｂは、端子、即ち雄型又は雌型要素の形状に変形されてもよい。タブ２３ａ，２３ｂはそれぞれ、電流の通過を増やすために変形及び／又はろう付けによって、対応するバンク１２のまわりに固定される。
【０１９９】
図２１Ａと図２２Ｂは連続的に、正電極３を形成するためのタブ２３ａの代わりの状況と、負電極２を形成するためのタブ２３ｂの代わりの状況とを示す（第３の代替の第１及び第２ステップ）。
【０２００】
更に、図２２Ｃは、本発明による方法の第３の代替の第３ステップを示す。この第３ステップで、電気化学的コア１０は、鋳型内に配置され、次に、封止され電解質４に対して化学的に安定した絶縁材料２０が膜に注入される。この第３の代替では、絶縁材料２０で作成された膜が、電解質４の充填を可能にするためにバンク１２のないままの一端を除く電気化学的コア１０の表面全体にオーバーモールドされる。
【０２０１】
図２２Ｄは、本発明による方法の第３の代替の第４ステップを示す。この第４ステップで、セル１に、その適切な動作に必要な量の電解質４が、前述の２つの第１及び第２の代替と同じ方法で充填される（矢印Ｊによって示された）。
【０２０２】
図２２Ｅは、更に、本発明による方法の第３の代替の第５ステップを示し、電解質４を充填するために空いたままのバンク１２の端と端子に絶縁材料２０の第２の注入が行われて、電気化学的コア１０内に電解質４が封止される。この第５ステップで、正８ａ及び負９ａ，９ｂの電気接続インタフェースを構成できるように、端子の接続ゾーンが空いたまま（雄型要素と雌型要素）にされる。
【０２０３】
図２２Ｆは、最後に、本発明による方法の第３の代替の最終ステップを示し、最終パッケージ１１は、雄型要素５ａ，５ｂと雌型要素６ａ，６ｂを構成するために、前述のように、セル１上に所望形状で注入される。
【０２０４】
当然ながら、本発明は、上記の実施形態に限定されない。当業者は種々の修正を行いうる。
【０２０５】
「comprising ａ（〜を含む）」という表現は、反対のものが述べられない限り、「comprising at least one（少なくとも１つを含む）」と同義であるように理解されるべきである。
【符号の説明】
【０２０６】
１  電力貯蔵セル
１ａ、１ｃ  第１の面
１ｂ、１ｄ  第２の面
２  負電極
３  正電極
４  電解質
５、５ａ、５ｂ、５ｃ  雄型要素
６、６ａ、６ｂ、６ｃ  雌型要素
８、８ａ、８ｂ、８ｃ、９、９ａ、９ｂ  電気接続インタフェース
【図１】
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【図１Ａ】
0006659559.tif 000003
【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
0006659559.tif 000006
【図４Ａ】
0006659559.tif 000007
【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１９】
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【図２０Ａ】
0006659559.tif 000034
【図２０Ｂ】
0006659559.tif 000035
【図２０Ｃ】
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【図２０Ｄ】
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【図２０Ｅ】
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【図２０Ｆ】
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【図２０Ｇ】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２１Ｃ】
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【図２１Ｄ】
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【図２１Ｅ】
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【図２１Ｆ】
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【図２１Ｇ】
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【図２１Ｈ】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２２Ｃ】
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【図２２Ｄ】
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【図２２Ｅ】
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【図２２Ｆ】
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