(57)【要約】  本発明は、二つの対面を備える壁の両側に接続する開口を通って作られる蓄電池用の端子を形成するブッシングに関連し、それぞれが上記壁の上記表面の一つに対して、圧力下で、その表面によって支えられているベアリング部分と、前記ベアリング部分から突出し、圧力下で、上記開口の上記エッジに支えられるガイド部分と、を備える二つの電気絶縁ワッシャ；及び、その中で雄部品が調整され、雌部品内で固定される二つの導電部品であって、上記部品の一つ一つが、圧力下のその表面で、上記ワッシャのベアリング部分によって支えられるベアリング部分を備え、上記雌部品は、圧力下のその表面で、上記ワッシャのガイド部分によって支えられる。１００Ａより大きな値の電流を流すことを可能にするように、上記部品の材料が調整され、その断面のサイズが決められる。
2015518254.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二つの対面（３０、３１）を有する壁（３）の両側に開いたオリフィス（３２）を通って形成された、リチウムイオン（Ｌｉ−ｉｏｎ）蓄電池用の端子を形成するブッシング（１）であって、
−それぞれが、その表面で前記壁の前記面の一つ（３０、３１）に対して圧力を耐えるベアリング部分（５０Ａ、５０Ｂ）と、前記ベアリング部分から突出するガイド部分（５１Ａ、５１Ｂ）と、を有する二つの電気的に絶縁のワッシャ（５Ａ、５Ｂ）であって、前記ガイド部分が前記壁の前記オリフィス（３２）のエッジに対して圧力を耐えるワッシャ、及び
−雄部品（７）が雌部品（８）内にきっちり嵌められる二つの導電部品（７、８）であって、前記導電部品のそれぞれは、その表面で前記ワッシャのベアリング部分（５０Ａ、５０Ｂ）に対して圧力を耐えるベアリング部分（７０、８０）を有し、前記雌部品はさらに、その表面で前記ワッシャの前記ガイド部分（５１Ａ、５１Ｂ）に対して圧力を耐える前記導電部品を備え、
前記ブッシングにおいて、少なくとも１００Ａと等しい値の電流を流すことを可能にするために、前記部品の材料が適合され、それらの断面が寸法決めされる、ブッシング（１）。
【請求項２】
最大５００Ａと等しい値の電流を流すことを可能にするために、前記部品の前記材料が適合され、それらの断面が寸法決めされる、請求項１に記載のブッシング（１）。
【請求項３】
前記雌部品が、オープンであり、連続溶接ビード（１２）によって前記雄部品に、前記雄部品の突出端上で溶接される、請求項１または２に記載のブッシング（１）。
【請求項４】
前記雄部品及び前記雌部品が同じ材料からなる、請求項１から３のいずれか一項に記載のブッシング（１）。
【請求項５】
前記雄部品及び前記雌部品が、電気銅ＣｕＡ１または、テルルが少し混合された銅ＣｕＴｅからなる、請求項４に記載のブッシング（１）。
【請求項６】
前記絶縁ワッシャが、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）からなる、請求項１から５のいずれか一項に記載のブッシング（１）。
【請求項７】
前記雄部品（７）と前記雌部品（８）との間の接触断面Ｓ１が８ｍｍ２より大きく、好ましくは１０ｍｍ２より大きい、請求項１から６のいずれか一項に記載のブッシング（１）。
【請求項８】
前記雄部品（７）の最小断面Ｓ２が８ｍｍ２より大きく、好ましくは１０ｍｍ２より大きい、請求項１から７のいずれか一項に記載のブッシング（１）。
【請求項９】
それを通って請求項１から８のいずれか一項に記載のブッシング（１）が形成されるカバー（３）を備えるハウジング（１０）を備える、リチウムイオン（Ｌｉ−ｉｏｎ）電池または蓄電池。
【請求項１０】
前記雄部品（７）が、内部的に通されるタイプであり、ハウジング（１０）の外部に突出する、請求項９に記載のリチウムイオン電池または蓄電池。
【請求項１１】
前記カバーが、アルミニウム１０５０または３００３等のアルミニウムからなる、請求項９または１０に記載のリチウムイオン電池または蓄電池。
【請求項１２】
−陰極の材料が、グラファイト、リチウム、及びチタン酸酸化物Ｌｉ４ＴｉＯ５Ｏ１２を含む群より選択され、
−陽極の材料が、ＬｉＦｅＰＯ４、ＬｉＣｏＯ２、及びＬｉＮｉ０．３３Ｍｎ０．３３Ｃｏ０．３３Ｏ２を含む群より選択される、請求項９から１１のいずれか一項に記載のリチウムイオン電池または蓄電池。
【請求項１３】
請求項１から８のいずれか一項に記載のブッシングを生産するための方法であって、以下のステップが実行される方法：
ａ／前記壁（３）の前記二つの対面（３０、３１）のそれぞれから、前記ワッシャ（５Ａ、５Ｂ）の前記ガイド部分（５１Ａ、５１Ｂ）の一つを、前記オリフィス（３２）を通って、前記壁の前記オリフィス（３２）の前記エッジに対して耐えるように挿入するステップ、
ｂ／前記雌部品（８）を、前記壁の一つの面（３１）から前記ワッシャ（５Ｂ）の一つへと挿入するステップ、及び
ｃ／前記雄部品（７）を、前記壁の前記対面（３０）から圧力嵌めするステップであって、前記雄部品及び前記雌部品の前記ベアリング部分（７０、８０）のそれぞれが、その表面で、前記ワッシャのベアリング部分（５０Ａ、５０Ｂ）に対して圧力を耐え、それ自身は前記オリフィスの前記エッジに対して圧力を耐え、前記雌部品はさらに、前記ワッシャの前記ガイド部分（５１Ａ、５１Ｂ）に対して圧力を耐え、それら自身は、それらの表面で、前記壁の前記オリフィスの前記エッジに対して圧力を耐えるステップ。
【請求項１４】
ステップｃ／に係る前記圧力嵌めが、１メートルトンの力以上の力で押しつけることによって実施される、請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウムイオン蓄電池等のリチウム蓄電池用の端子を形成するブッシング、及びそのような蓄電池に関連する。
【０００２】
本発明は、典型的には１０アンペアアワー（Ａｈ）以上の、高容量を備え、典型的には１００Ａ以上の、大電流を流すことができるリチウムイオン（Ｌｉ−ｉｏｎ）蓄電池にとりわけ関連する。
【０００３】
本発明は、ハウジングのブッシングの生産にとりわけ関連し、上記ブッシングを備える高容量なリチウムイオン蓄電池が大電流を伝達可能にすることができる。
【０００４】
「ブッシング」によって、通常の意味が意図されることが指摘されねばならない。即ち、壁に導電性要素を通しつつ、この壁から上記導電体を絶縁するのに用いられるデバイスである。
【背景技術】
【０００５】
模式的に表されるように、リチウムイオン電池または蓄電池は、通常、陽極またはカソードと陰極またはアノードとの間の電解質成分、上記カソードに接続される集電体、アノードに接続される集電体、及び最後に、いくつかの上記集電体を通しつつ、リークタイトに電気化学セルを包含することを意図されたパッケージ、から構成される、少なくとも一つの電気化学セルを含む。
【０００６】
上記電解質成分は、固体、液体またはゲルの形態でもよい。後者の形態の場合、上記成分は、有機タイプまたはイオン液体タイプの電解質に浸漬された、ポリマーまたは微多孔性複合物でできたセパレータを備え得る。それにより、充電のためにはリチウムイオンがカソードからアノードへ移動し、電流を生み出す放電のためには反対方向に移動することが可能である。上記電解質は一般的に、例えば炭酸塩などの有機溶媒に、典型的にはＬｉＰＦ６であるリチウム塩が添加された混合物である。
【０００７】
陽極またはカソードは、リチウムカチオンインターカレーションを備える材料で構成され、一般的にはＬｉＦｅＰＯ４、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉ０．３３Ｍｎ０．３３Ｃｏ０．３３Ｏ２等の複合物である。
【０００８】
陰極またはアノードは、極めて頻繁に、グラファイトカーボンまたはＬｉ４ＴｉＯ５Ｏ１２（チタン酸塩材料）で構成され、任意で、シリコンまたはシリコン系複合物に基づく。
【０００９】
陽極に接続される上記集電体は、一般的にアルミニウムからなる。
【００１０】
陰極に接続される上記集電体は、一般的に銅、ニッケルめっきされた銅、またはアルミニウムからなる。
【００１１】
リチウムイオン電池または蓄電池は、当然、互いに積層される複数の電気化学セルを含んでもよい。
【００１２】
慣例上、リチウムイオン電池または蓄電池は、典型的には３．６ボルトと等しい高電圧レベルで動作することを可能にする、アノード及びカソードにおける材料の組み合わせを用いる。
【００１３】
リチウムイオン電池または蓄電池は、想定される用途が頑丈であり、長寿命が望まれる際に、リジッドなパッケージを備え、例えば、より高圧に耐え、典型的には１０−８  ｍｂａｒ．ｌ／ｓである、密閉性のより厳しい要求レベルを備え、または、航空分野若しくは宇宙分野などの非常に過酷な環境中である。
【００１４】
さらに、現在まで、リジッドなパッケージは、典型的にはステンレス鋼（ｉｎｏｘ  ３１６Ｌ若しくはｉｎｏｘ  ３０４）、アルミニウム（Ａｌ  １０５０若しくはＡｌ  ３００３）、またはチタンからなる金属ハウジングで構成されている。
【００１５】
現在、二種類のリジッドなハウジングが製造されている。
【００１６】
第一タイプは、外縁を互いにレーザー溶接された、加工された底面及びカバーを備えて作られるリジッドなハウジングから構成される。集電体は、部分的に金属ワイヤまたはピンで構成される。一つまたは複数のピンは、電気化学セルまたは電気化学セルの積層体の電極の一つにそれ自身が接続される、対応する集電体部に、電気溶接または超音波溶接によって溶接される。ハウジングの金属カバーと金属ピンとの電気絶縁を確立するために、ガラスビードがピンを包み込み、従って一般的にガラス／金属ブッシング（ＧＭＢ）と呼ばれるものを構成する。さらに、ハウジングのカバーとの密閉性を確立するために、ガラスビードの周囲にあり、一般的にハウジングと同一の金属からなるリングがハウジングと溶接される。特定の配置によって、単一のＧＭＢを用いることが可能になり、ハウジングは蓄電池の他方の端子を構成し、該端子はポールとも呼ばれる。
【００１７】
第二タイプもまたリジッドなハウジングから構成され、外縁を互いにレーザー溶接された、圧着されたカップ及びカバーを備えて作られる。逆に、集電体は、ハウジングの頂点で突き出し、ポールとも呼ばれる、電池の緊急端子（ｅｍｅｒｇｅｎｔ  ｔｅｒｍｉｎａｌ）を形成する部分を備えたブッシングを備える。
【００１８】
集電体２を備えるターミナルを形成し、ハウジングのカバー３を備えるブッシング１のような第一アセンブリ例が図１に示される：典型的には銅からなり、内部的に通された雄部品の形態であるコレクタ２が、Ｍ５またはＭ８タイプのナット２の補助とともにねじ止めして固定される。典型的にはポリプロピレンである絶縁材料でできた、互いの上に配される二つのワッシャ５Ａ、５Ｂが挿入される。一つの５Ａはカバー３と、ナット４の他方のベアリングワッシャ６との間に、もう一方の５Ｂはカバー３とコレクタ２との間に挿入される。これらのワッシャ５Ａ、５Ｂは、ハウジングカバー３に関するコレクタ２の密閉性及び電気絶縁を確立する。より詳細には、描かれた第一例において、二つの絶縁ワッシャ５Ａ、５Ｂは同一であり、それぞれ、ベアリング部分５０Ａ、５０Ｂ並びにガイド部分及びセンタリング部分５１Ａ、５１Ｂを備える。ベアリング部分５０Ａは、その表面で、カバー３の壁の面３０、及びナット４のベアリングワッシャ６の両方に対する圧力を耐える。同様に、ベアリング部分５０Ｂは、その表面で、カバー３の反対面３１及び集電体２のベアリング部分２０の両方に対して耐える。ガイド部分及びセンタリング部分５１Ａ、５１Ｂは、それらの部分について、カバー２を通るオリフィス３２のエッジ、及びコレクタ２の両方に対して、その表面で圧力を耐える。これらのガイド部分及びセンタリング部分５１Ａ、５１Ｂによって、スルーオリフィス３２内のワッシャ５Ａ、５Ｂ、及び上記ワッシャ５Ａ、５Ｂ内の雄コレクタ２の両方をガイド及び芯出しすることが可能になる。
【００１９】
集電体２を伴う端子を形成し、ハウジングのカバー３を伴うブッシング１の第二アセンブリ例が図２に示される：典型的には銅からなり、内部的に通された雄部分の形態であるコレクタ２が、コレクタをベアリングワッシャ６に圧着して固定される。ここで再び、電気絶縁材料からなり、ベアリング部分５０Ａ、５０Ｂを備え、ガイド及びセンタリング部分５１Ａ、５１Ｂを備え、第一例と同じように配置され、同じ機能を果たす、二つのワッシャ５Ａ、５Ｂが存在する。逆に、この第二例に係る圧着による固着は、第一例のスクリューナット４のような追加部品を用いずに実行される。なぜならば、コレクタ２の円筒部分の外側上に配された圧着部分２１を、ベアリングワッシャ６に対して機械的に押しつぶすことによって圧着が実行されるからである。
【００２０】
集電体を備える端子を形成し、ハウジングのカバーを備えるブッシングの第三アセンブリ例が特許文献１に記述されている。
【００２１】
上述の通り、リチウムイオン電池または蓄電池は、アノードとカソードの材料の組み合わせを用いて、典型的には３．６ボルトと等しい高電圧レベルで動作することを可能にする。
【００２２】
低電圧レベルを伝達する他の材料の組み合わせも可能である。例えば、ＬｉＦｅＰＯ４／グラファイトの材料組み合わせは、動作中に３．０から３．２ボルトの、中間の電圧レベルを伝達する。また、例として、ＬｉＦｅＰＯ４／Ｌｉ４ＴｉＯ５Ｏ１２の材料組み合わせは、動作中に１．６から１．８ボルトの、中間の電圧レベルを伝達する。
【００２３】
発明者らは、典型的に使用される３．６ボルト以下の、中間の電圧レベルで、典型的には１００Ａ以上の非常に大きな電流を流すことを可能にする接続端子を備えた、ハウジングを備えて提供されるリチウムイオン蓄電池を提案する必要性と向き合ってきた。この理由は、所謂電力用途のために、高容量蓄電池は端子において極めて大きな電力、即ち非常に大きな電流と電圧との積、を伝達しなければならないからである。しかしながら、低電圧レベルの組み合わせを使用するので、従来よりも大電流を伝達する必要がある。
【００２４】
発明者らは、上述したような、リチウムイオン蓄電池のパッケージハウジングを通る従来技術で提案されたブッシングはいずれも、典型的には１００Ａ以上の非常に大きな電流を流すのには適していないという結論に至った。特に、既述の特許文献１で提案された解決法は、大電流を流すのに適していない。なぜなら、特に、上記部品の配置及びレーザー溶接が存在しないことなどにより、熱膨張を引き起こす加熱中に雄部品及び雌部品間が分離するので、接触の低下が生じることを伴うだろうからである。
【００２５】
さらに、想定されるアセンブリの種類が何であれ、ブッシングの完全な密閉性を提供することが必要であり、典型的には５年以上であるリチウムイオン蓄電池の動作寿命を通してそうすることが必要である。
【００２６】
従って、特に、それを備えた高容量の蓄電池が大電流を伝達することを可能にするため、及びブッシングの完全な密閉性を獲得し、その動作寿命を通してそうするために、リチウムイオン蓄電池用の端子を形成し、蓄電池のハウジングを通って形成されるブッシングを改良する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２７】
【特許文献１】仏国特許出願公開第２７９８２２７号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００２８】
上記目的を達成するために、その態様の一つに従って、本発明は、二つの対面を有する壁の両側上に開いたオリフィスを通って形成された、リチウムイオン（Ｌｉ−ｉｏｎ）蓄電池用の端子を形成するブッシングに関連し、
−それぞれが、その表面で、壁の面の一つに対して圧力を耐えるベアリング部分と、上記ベアリング部分から突出し、壁のオリフィスのエッジに対する圧力を耐えるガイド部分と、を有する、二つの電気的に絶縁性のワッシャ、及び
−二つの導電部品であって、雄部品が雌部品にしっかりと適合され、導電部品のそれぞれが、その表面で、ワッシャのベアリング部分に対して圧力を耐えるベアリング部分を有し、雌部品がさらに、その表面で、ワッシャのガイド部分に対して圧力を耐える、二つの導電部品、を備え、
上記ブッシングにおいて、少なくとも１００Ａと等しい値の電流が流れることを可能にするために、部品の材料が適合され、断面が寸法決めされる。
【００２９】
換言すれば、本発明によると、以下が組み合わされて実行される：
−雄及び雌電気接続部品間のぴったりした適合。これにより、二つの絶縁ワッシャの（ブッシングの軸に沿った）軸方向の圧縮と、雄及び雌部品の互い間の径方向の締付け、並びに、雌部品及びオリフィスのエッジ間の二つの絶縁ワッシャの径方向の締付けと、の両方を可能にし、完全な密閉性と、壁上のブッシングの非常に良好な機械保持とが保証される；
−ブッシングに大電流を流すことを可能にするために、雄及び雌部品の材料、及びそれらの断面の選択。
【００３０】
「完全な密閉性」との語は、典型的にはヘリウムに対して１０−８ｍｂａｒ．ｌ／ｓ以下である、最も厳しい要求の中のレベルの密閉性を意味すると意図される。
【００３１】
有利に、最大で５００Ａと等しい値の電流を流すことを可能にするために、上記部品の材料は、適合されてもよく、断面は寸法決めされる。
【００３２】
有利な実施形態によると、雌部品はオープンであり、雄部品の突出端（ｅｍｅｒｇｅｎｔ  ｅｎｄ）上で、連続溶接ビードによって、雄部品と溶接される。「突出端」との語は、ぴったりした適合が実施された際に、雌部品の側面に見ることができる雄部品の端を意味すると意図される。上記溶接は電気的でもよく、レーザーを用いて実行されてもよい。このような実施形態は、雄部品の端と雌部品のベースとの機械的結合の恒久的な補強が可能になるので、有利である。さらに、連続溶接ビードは、完全に密閉であり、本発明に係る壁のブッシングの完全な密閉性を補い、保証し、そしてリチウムイオン蓄電池の動作寿命を通してそうするだろう。密閉性に加えて、溶接は、大電流の影響下にある端子の発熱によって引き起こされる熱膨張に関連した機械的結合を保証するだろう。好ましくは、この有利な実施形態によれば、雌部品中における雄部品の配置は、雄部品が雌部品に対して突き出るか、後退しているかに関わらず、雄部品の端と雌部品の端の高さの差が、０．３ｍｍ未満であるような配置である。特に、有利に、平坦表面、即ち両者間に実質的に高さの差がゼロであること、を定めるために、雄及び雌部品の端に対して準備される。非常に小さな高さの差を有するそのような配置は、雄及び雌部品を互いに溶接することを一方で促進することを可能にし、他方で、後の、接続手段の溶接を促進することを可能にする。
【００３３】
好ましくは、雄及び雌部品は、同じ材料からなる。それらは電気銅ＣｕＡ１、またはテルルが少し混合された（ｗｅａｋｌｙ  ａｌｌｏｙｅｄ）銅ＣｕＴｅからなってもよい。
【００３４】
上記絶縁ワッシャは、有利にポリエーテルイミド（ＰＥＩ）からなってもよく、その機械特性及び熱特性は、大電流のフローと適合する。
【００３５】
好ましくは、雄部品と雌部品との接触断面Ｓ１は、８ｍｍ２より大きく、好ましくは１０ｍｍ２より大きい。
【００３６】
また、雄部品の最小断面Ｓ２は、８ｍｍ２より大きいことが好ましく、好ましくは１０ｍｍ２より大きい。
【００３７】
その別の態様によると、本発明は、リチウムイオン蓄電池用の端子を形成し、二つの対面を有する壁の両側上に開いたオリフィスを通って形成されたブッシングにも関連し、
−二つの電気的に絶縁性のワッシャであって、それぞれが、その表面で、壁の面の一つに対して圧力を耐えるベアリング部分と、上記ベアリング部分から突出するガイド部分とを有し、上記ガイド部分は壁のオリフィスのエッジに対して圧力を耐えるワッシャ、及び
−二つの導電部品であって、そのうち、雄部品が雌部品内にきっちりと嵌められ、導電部品のそれぞれが、その表面でワッシャのベアリング部分に対して圧力を耐えるベアリング部分を有し、雌部品はさらに、その表面でワッシャのガイド部分に対する圧力を耐える、導電部品を備え、
上記ブッシングにおいて、雌部品はオープンであり、雄部品の突出端上で、連続溶接ビードによって雄部品に溶接される。
【００３８】
さらに別の態様によれば、本発明は、その中を通って上述のブッシングが形成されるカバーを備えるハウジングを備える、リチウムイオン（Ｌｉ−ｉｏｎ）電池または蓄電池にも関連する。
【００３９】
一つの特徴によれば、雄部品は、内部的に通される型であり、ハウジングの外部へと突き出す。
【００４０】
上記カバーは、アルミニウム１０５０または３００３等のアルミニウムからなり得る。
【００４１】
陰極の材料は、グラファイト、リチウム及びチタン酸酸化物Ｌｉ４ＴｉＯ５Ｏ１２を含む群から選択され得り、陽極の材料は、ＬｉＦｅＰＯ４、ＬｉＣｏＯ２、及びＬｉＮｉ０．３３Ｍｎ０．３３Ｃｏ０．３３Ｏ２を含む群から選択され得る。
【００４２】
最後に、本発明は、上述のブッシングを生産するための方法に関連し、それに従って、以下のステップが実施される：
ａ／  壁の二つの対面のそれぞれから、ワッシャのガイド部分の一つを、それらが壁のオリフィスのエッジに対して耐えるように、オリフィスを通して挿入するステップ、
ｂ／  壁の一面から、ワッシャの一つへと、雌部品を挿入するステップ；
ｃ／  壁の反対面からの、雄部品の圧力嵌めであって、雄及び雌部品のベアリング部分のそれぞれが、ワッシャのベアリング部分に対して圧力を耐え、それ自身はオリフィスのエッジに対して圧力を耐え、雌部品はさらに、ワッシャのガイド部分に対して圧力を耐え、それ自身は、壁のオリフィスのエッジに対して圧力を耐える、圧力嵌めのステップ。
【００４３】
ステップ／ｃに従った、圧力を耐えることを可能にする上記圧力嵌めステップは、１メートルトンの力以上の力で押しつけることによって有利に実施される。
【００４４】
本発明の他の利点及び特徴は、本発明の例示的な実施形態の詳細な説明を読むことでより明確になるだろう。これらは例示として提供され、添付の図面を参照した限定を示唆しない。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】従来技術の一例に従う、リチウムイオン蓄電池の端子を形成するブッシングの軸方向断面図である。
【図２】従来技術の別の例に従う、リチウムイオン蓄電池の端子を形成するブッシングの軸方向断面図である。
【図３】本発明の一実施例に係るリチウムイオン蓄電池の端子を形成するブッシングの軸方向断面の斜視図である。
【図４】異なる寸法を有する、図３の実施例に係る、時間の関数としての温度変化の曲線を表す図である。
【図４Ａ】図４の拡大図である。
【図５】それを通って、本発明に係る端子を形成するブッシングが形成されるカバーを備える、リチウムイオン蓄電池の円筒形のハウジングの斜視図である。
【図５Ａ】図５のハウジング上に固定された、円形の断面を有するカバーの、上からの斜視図である。
【図５Ｂ】図５のハウジング上に固定された、円形の断面を有するカバーの、下からの斜視図である。
【図５Ｃ】図５に示されたようなハウジング上に固定された円形の断面を有するカバーの、下からの写真の転載である。
【図６】それを通って、本発明に係る端子を形成するブッシングが形成されるカバーを備える、リチウムイオン蓄電池の、角柱状に成形されたハウジングの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
図１及び２は、従来技術に係るリチウムイオン蓄電池の端子を形成するブッシングの二つの異なる例に関連する。これら図１及び２は、すでに導入で議論したので、以下では議論されない。
【００４７】
明確にするために、従来技術及び本発明に係るブッシングの、同一の要素を示す、同一の参照符号が、図１から６の全てに対して用いられている。
【００４８】
本願の以下において、「より低い」、「より高い」、「低い」、「高い」、「下」、及び「上」との語は、カバーを上にして垂直に配置され、ブッシングがハウジングから上方に突き出しているリチウムイオン蓄電池のハウジングを参照して理解されるべきである。
【００４９】
図３は、本発明に係るリチウム蓄電池の端子１を形成するブッシングの実施例を表す。
【００５０】
本発明に係るブッシング１は、リチウムイオン蓄電池のハウジングのカバー３の両側に開いたオリフィス３２を通って形成される。このカバーは、二つの対面３０、３１を備える。ブッシング１は、リチウムイオン蓄電池のハウジングの軸と平行な、軸Ｘに沿って延伸する。
【００５１】
本発明に係るブッシング１は、第一に、二つの同一の電気絶縁ワッシャ５Ａ、５Ｂを備える。示されたワッシャ５Ａ、５Ｂは、１．１０１５μｏｈｍ．ｃｍより大きな、高い電気抵抗係数を有する。それらはポリエーテルイミドＰＥＩからなり得る。それぞれのワッシャは、ベアリング部分５０Ａ、５０Ｂと、上記ベアリング部分から突出するガイド部分５１Ａ、５１Ｂとを備える。上部ワッシャ５Ａのベアリング部分は、カバー３の上面３０に対して、その表面で圧力を耐え、ガイド部分５１Ａは、カバー３のオリフィス３２のエッジに対して圧力を耐える。同様に、下部ワッシャ５Ｂのベアリング部分は、カバー３の下面３０に対して、その表面で圧力を耐え、ガイド部分５１Ｂは、カバー３のオリフィス３２のエッジに対して圧力を耐える。
【００５２】
本発明に係るブッシング１は、雌部品８にきっちり嵌められた雄部品７を備える。描かれた雄部品７は、内部的に通され、典型的には、Ｍ５タイプの直径Φに従う。示された雄部品７及び雌部品８は、導電性である：換言すれば、それらは、典型的には１．７から１．９μｏｈｍ．ｃｍの間の、低い電気抵抗係数を有する。それらは電気銅ＣｕＡｌ、またはテルルが少し混合された銅ＣｕＴｅからなってもよい。また、それらは、典型的にはアルミニウム１０５０または３００３であり、電気抵抗係数が約２．６μｏｈｍ．ｃｍである、カバー３と同じ材料で構成されてもよい。この場合、上記材料が、ハウジング内に収容されるリチウムイオン蓄電池の、一つまたは複数の電気化学セルを構成する材料と化学的に適合するように、当然、注意が払われる。好ましくは、これらの雄部品７及び雌部品８は、同じ材料からなる。
【００５３】
雄部品７及び雌部品のそれぞれは、ベアリング部分７０、８０を備える。雄部品７のベアリング部分７０は、上部ワッシャ５Ａのベアリング部分５０Ａに対して、その表面で圧力を耐え、一方で、雌部品のベアリング部分８０は、下部ワッシャ５Ｂのベアリング部分５０Ｂに対して、その表面で圧力を耐える。図３に示される通り、雌部品８は、ワッシャのガイド部分５１Ａ、５１Ｂに対して、その表面で圧力をさらに耐える。
【００５４】
本発明によると、少なくとも１００Ａと等しい値の電流が流れるのを可能にするために、雄部品７及び雌部品８の材料は選択され、それらの断面は寸法決めされる。本発明に係るブッシング１を流れることができる大電流は、少なくとも３分間の連続的な電流である。
【００５５】
本発明に係るブッシング１を通る１００Ａより大きな電流Ｉの経路が、黒の矢印で強調して示された。
【００５６】
図３に示された雄部品７及び雌部品８の寸法決めは、各部品７、８の長さ寸法と、破線の長方形で強調して表された断面Ｓ１を定める、二つの部品７、８間の接触高さＨと、最後に破線の円形で強調して表された断面Ｓ２を定める、雌部品８上の壁の厚さと、に関連する。断面Ｓ１は雄部品７の外縁部上の高さＨのバンドである、即ち、Ｓ１＝π×Ｈ×Ｄであることが指摘されるべきである。同様に、Ｓ２は雄部品７の最小断面、即ち軸Ｘを横切り、直径Φの穴と同じ高さ、に対応する。
【００５７】
好ましくは、Ｓ１は８ｍｍ２よりも大きく、より好ましくは１０ｍｍ２よりも大きい。好ましくは、Ｓ２は８ｍｍ２よりも大きく、より好ましくは１０ｍｍ２よりも大きい。
【００５８】
複数のブッシング１が、図３に示されたように、しかしＮｏ．１からＮｏ．４の異なる寸法決めに従って生産された。ブッシング１を流れることができる電流Ｉの様々な値と同様に、これらが以下の表で示される。一方で直径Ｄが、雌部品７との接触高さＨを定める雄部品８の部分の直径に対応し、他方で、電流Ｉは少なくとも３分間連続していなければいけないという前提である。
【００５９】
【表１】
2015518254.tif 000003
【００６０】
材料の選択及びそれらの断面の寸法決めを確認するために、Ｎｏ．１の寸法決めの、即ち直径Ｄが６ｍｍの、ブッシングに試験が行われた。これらの試験は、それぞれ５０Ａから５００Ａまでの範囲で、一つのレベルから他のレベルへと５０Ａの間隔で高くして、様々な電流レベルを流すことにある。その後、時間の関数としての、ブッシング内で観測される発熱が測定された。即ち、電流Ｉが、雌部品８を通過して伝達され、図３に強調して示されたように流れる、最初の瞬間から起算される昇温である。これらのテストは、陰端子を形成する本発明に係るブッシング１について実施されたことが指摘されるべきである。これらのテストについて、雄部品７及び雌部品はＣｕＡ１からなり、ワッシャはＰＥＩからなり、壁３はアルミニウム１０５０からなることが指摘されるべきである。
【００６１】
図４、４Ａに示される様々な曲線は、これらの発熱測定の結果を描写する。
【００６２】
これらの曲線から、２００Ａの電流では、測定された温度上昇は約３０℃であり、２５０Ａの電流では約５０℃であることが分かる。
【００６３】
これらから、これらの測定結果はＮｏ．１の寸法決めのブッシング１が、以下を伝達可能であることを示していると結論付けられ得る：
−少なくとも５００Ａまでの非常に大きな電流；
−過剰な温度上昇を伴わず、さらに、温度上昇が特定の時間後に安定する傾向を有する、必然的な期間の連続的な、２００Ａから２５０Ａの大電流。
【００６４】
本発明に係るブッシングを生産するために、以下のステップが実施される。
【００６５】
ワッシャ５Ａ、５Ｂのガイド部分５１Ａ、５１Ｂの一つが、カバー３の二つの面３０、３１のそれぞれから、オリフィス３２のエッジに対して耐えるように、オリフィス３２を通って挿入される。
【００６６】
雌部品８はカバー３の下面３１から下部ワッシャ５Ｂへと挿入される。
【００６７】
雄部品７は、カバー３の下面３１の反対の上面３０から圧力嵌めされる。圧力嵌めによって、雄部品７及び雌部品８のベアリング部分７０、８０のそれぞれが、その表面でワッシャ５Ａ、５Ｂのベアリング部分５０、５０Ｂに対して圧力を耐えることが可能になり、それ自身はオリフィス３２のエッジに対して圧力下であるのを耐える。さらに、雌部品８は、ワッシャ５Ａ、５Ｂのガイド部分５１Ａ、５１Ｂに対して圧力を耐え、それら自身は、それらの表面で、オリフィス３２のエッジに対して圧力を耐える。
【００６８】
圧力嵌めに加えられる様々な力を伴って、圧力下で様々な試験が実施された。これらの試験によって、一方で部品７、８、ワッシャ５Ａ、５Ｂ、及びカバー３間の完全な密閉性を獲得し、他方で雄部品７と雌部品８との間の非常に強力で低温の機械的締付けを獲得するために、少なくとも１メートルトンと等しい力で圧力嵌めの力を適用することが好ましいことが示された。
【００６９】
本発明に係るブッシング１は、円筒形状（図５から５Ｃ）及び角柱形状（図６）の両方に係るリチウムイオン蓄電池のハウジング１０のカバー３上に形成され得る。これらの様々な配置では、本発明に係る端子１は、例えば陰端子であり、陽端子１１は、図５から６に描かれるように、カバー３上と同様に、例えば溶接によって直接生産されることが可能である。
【００７０】
雄部品７と雌部品８との機械的結合をさらに補強するために、図５Ｃに描かれるように、雄部品７の外縁及び突出端７１で連続密封溶接ビード１２を形成することが有利である。この連続ビード１２は、電気溶接またはレーザー溶接によって生産され得る。この連続ビード１２は、本発明に係るブッシング１の完全な密閉性を補い、保証し、好ましくは５年以上であるリチウムイオン蓄電池の動作寿命を通してそうする。
【００７１】
上述されていないものの、雌部品８のベース、即ちベアリング表面８０を定める断面、が、ハウジング内部の接続手段を電気的に接続することが可能であるのに十分な面積を有し、それ自身は、一つ以上の電気化学セルから構成され、通常バンドルと呼ばれる、電気化学アセンブリに電気的に接続される。内部接続手段と雌部品のベース８０との間の電気接続は、溶接によって作られてもよい。
【００７２】
本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、特に、描かれた実施例の特性は、描かれていない均等の範囲で互いに組みあわされ得る。
【００７３】
反対が示されない限り、「１つ備える」との記載は、「少なくとも１つ備える」の同義語として理解されるべきである。
【符号の説明】
【００７４】
１  ブッシング
２  集電体
３  カバー
４  ナット
５  ワッシャ
６  ベアリングワッシャ
７、８  導電部品
１０  ハウジング
１２  連続ビード
２１  圧着部分
３０  面
３２  オリフィス
７１  突出端
【図１】
2015518254.tif 000004
【図２】
2015518254.tif 000005
【図３】
2015518254.tif 000006
【図４】
2015518254.tif 000007
【図４Ａ】
2015518254.tif 000008
【図５】
2015518254.tif 000009
【図５Ａ】
2015518254.tif 000010
【図５Ｂ】
2015518254.tif 000011
【図５Ｃ】
2015518254.tif 000012
【図６】
2015518254.tif 000013
【国際調査報告】
2015518254.tif 000014
2015518254.tif 000015
2015518254.tif 000016
2015518254.tif 000017