(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ひとつ以上のセル（４）と、各電極の上方に載置されたチャンバであってバッテリ・カバー（２）により閉じられるというチャンバ（６）と、から成る形態の再充電可能バッテリにおいて、
少なくとも、該電極（９）の上方における該チャンバ（６）は、開放気孔発泡体（７）により、及び／又は、ハニカム構造を備える材料（８）により、部分的に又は完全に充填され、
該電極の上方において該チャンバ（６）の最下部にはハニカム構造を備えた材料（８）の水平層が載置され、且つ、その上方には開放気孔発泡体（７）の水平層が載置される、
ことを特徴とする、再充電可能バッテリ。
【請求項２】
該発泡体（７）、及び／又は、該ハニカム構造を備えた該材料（８）は、プラスチック、ガラス、又はセラミックで構成されることを特徴とする、請求項１に記載のバッテリ。
【請求項３】
該ハニカム構造を備えた該材料（８）において、該ハニカムは、相互に平行に延在して両端部にて開放された小寸管体の形態で具現されることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載のバッテリ。
【請求項４】
該ハニカム構造を備えた該材料（８）において、該各ハニカムは、それらの長手軸心を垂直方向に配向して載置されることを特徴とする、請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載のバッテリ。
【請求項５】
該発泡体（７）は該カバー（２）の一体的構成要素であることを特徴とする、請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載のバッテリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ひとつ以上のセルと、各電極及び電解質レベルの上方に載置されたチャンバであってバッテリ・カバーにより閉じられるというチャンバとから成る形態の再充電可能バッテリに関する。
【背景技術】
【０００２】
バッテリは、セル内に収容された爆発性雰囲気の着火に起因して、多くの理由により爆発することがある。この原因としては、外部及び内部の着火源が挙げられる。
【０００３】
バッテリの内側にて生成された爆発圧力波を吸収するために、特許文献１は、バッテリ・カバーの下側部に、繊維材料から構成されたマットを配備することを開示している。これに加え、特許文献２は、バッテリの上側の空のチャンバに、当該プラスチック発泡体の圧縮性が爆発の圧力波を吸収すべく使用されるというプラスチック発泡体を充填することを開示している。これらの公知の実施例は、内部爆発の衝撃を十分には低減しないことが明らかとなった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】独国特許出願公開第４２３２９６０号明細書
【特許文献２】米国特許第４７５１１５４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、内部爆発が確実に緩和される様に、冒頭部において言及された種類の再充電可能バッテリを改良することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は本発明に依り達成される、と言うのも、少なくとも、各電極の上方のチャンバは、開放気孔発泡体により、及び／又は、ハニカム構造を備える材料により、部分的に又は完全に充填されるからである。
【０００７】
該開放気孔発泡体又は該開放ハニカム構造は爆発の圧力波を吸収し、該圧力が気孔／小房又はハニカム構造内へと進行することを許容することから、其処で爆発気体は吸収され且つ圧力波は遅延される。これにより爆発の影響は相当に低減されることから、原則として、バッテリの壁部及びカバーは破壊されない。
【０００８】
該電極の上方において該チャンバの最下部にはハニカム構造を備えた材料の水平層が載置され、且つ、その上方には開放気孔発泡体の水平層が載置されれば、特に好適である。結果として、爆発の圧力波は、最初の更に強力な圧力波を吸収するに適したハニカム構造を備えた第１領域を通り進行し、次に、減衰された圧力波を消失させる開放小房発泡体の第２領域を通り進行する。
【０００９】
好適な提案に依れば、該発泡体、及び／又は、ハニカム構造を備えた該材料は、プラスチック、ガラス又はセラミックで構成される。該ハニカム構造を備えた該材料において、該ハニカムが、相互に平行に延在して両端部にて開放された小寸管体の形態で具現されることも好適である。この場合、該ハニカム構造を備えた該材料において、該各ハニカム、特に該ハニカムを構成する該管体は、それらの長手軸心を垂直方向に配向して載置されることで、充電及び放電の間における電解質の垂直移動を許容すると共に、セル内で生成された気体が電解質から上方の開放チャンバ内へと離脱することを許容することが推奨される。
【００１０】
該発泡体が該カバーの一体的構成要素であれば、製造は相当に簡素化される。
【００１１】
本発明の好適実施例は、以下において相当に詳細に記述される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】好適実施例の垂直断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
再充電可能バッテリ（蓄電池）は、シール栓３を備えたカバー２により頂部側が覆われたハウジング１を有している。ハウジング１は、相互に並べて載置された複数のセル４を含み、これらのセルはセル隔壁５により相互から分離される。各セル４の上端部とカバー２との間には、空気充填チャンバ６が載置される。
【００１４】
この種のバッテリが充電されつつあるときに、各セル４は、水性電解質によるバッテリにおいては主として水素及び酸素から構成される気体を発生することから、多様な理由により着火し得る可能的に爆発性である爆鳴気を構成する。
【００１５】
爆鳴気の爆発の圧力波を吸収するために、不図示の第１の好適実施例において、チャンバ６は、開放気孔発泡体７により、又は、開放ハニカム構造を有する材料８により充填される。ハニカム構造を有する材料を選択する場合、それは好適には、小寸で稠密に配置された垂直な直線状の複数の管体であって、断面が丸形もしくは多角形であり且つ両端部にては開放されているという管体から構成されねばならない。
【００１６】
図中に示された実施例において、チャンバ６の下側半分は、最初の圧力波を吸収するために開放ハニカム構造を備えた材料８により充填される。これの上方に位置する該チャンバの第２の半体部分は、減衰された圧力波を吸収する開放気孔発泡体７により充填される。
【００１７】
該発泡体、及び／又は、ハニカム構造を備えた材料８は、プラスチック、ガラス又はセラミックで構成される。各ハニカム／管体の外径は、２〜１０ｍｍである。好適には、発泡体７は、カバー２に対して直接的に締着されると共に、特に該カバーの一体的構成要素である。
【００１８】
本発明に係る提案においては、挿入された材料７、８の弾性は何らの役割も果たさない。各材料の開放気孔構造の故に、且つ、各気孔内への気体の爆発の故に、爆発波に応じた圧縮性は低い。
【００１９】
本発明に係る教示に依れば、以下の効果及び利点が得られる：
−バッテリの下側領域における電解質の垂直方向における自由な移動性であって垂直に配向されたハニカム構造を通るという移動性の故に、電解質及び気体は、垂直方向において実質的に阻害されずに移動し得ると共に、毛細管作用の故に、該発泡体内には留まらない。圧力波は、多くの場合において該圧力波が各気孔の外壁に対し、突然にではなく時系列的に“弱くなる”様式で衝当する様に、該壁部を通り側方に進路変更される。底部に向かい、電解質の柱状体は、時系列的に弱められた圧力波を吸収し、該圧力波を空間的に分散させる。
−セルの上側領域における開放気孔構造の故に、気体、及び、必要ならば電解質も、吸収され得る。非常に強力な過充電が行われるとき、該電解質は液体／気体の混合物で構成される。該開放気孔発泡体は、該気体を吸収する。これに加え、各気孔が十分に大寸であるならば、電解質もまた吸収され得る。該開放気孔発泡体及び／又は該ハニカム構造は、強力な過充電により引き起こされた自由気体の体積の減少及び圧力の増加が各セルから電解質を離脱させることはない、という事実を達成する。該開放気孔発泡体の気孔が非常に小寸であれば、該開放気孔発泡体は各気孔の内側で気体が爆発することを許容しないのと同時に、下側領域からの圧力波の付加的な空間的かつ時系列的な分散を実現することから、カバー２は僅かな機械的歪みに対してのみ委ねられる。電解質／気体の混合物の吸収の故に更に大寸の気孔構造が必要とされるなら、此処でも、各気孔は爆発領域を分割して圧力波を弱めるという原理が関与してくる。
【００２０】
製造プロセスに対する重要な特徴は、自由気体チャンバ６が、該ケースと該カバーとの間の平面において分割的に設置され得る２つの材料により分割されるという事実である。この様にすると、該バッテリの製造プロセスは実質的に不変のままとされ得る。該設置により画成される自由空間が可及的に小さく維持されることは、明らかに有用である。製造の観点からは、バッテリの完成後における約１ｍｍの高さを達成することは容易である。
【００２１】
製造時に電解質を制御すると共に電解質の充填を促進するために、カバー２の領域において区画化を実現することが可能である。そこに存在する気柱は、それ以上は縮小され得ない。しかし、該栓の螺条は、該カバーのこの領域に対して特定度合いの補強を提供する。
【００２２】
下側に設置された各構成要素は、電極９の機械的な固定も実現し得る。このことは、機械的歪みに委ねられるバッテリ（建設機械など）に関連する選択肢である。
【００２３】
下側に設置された構成要素８の実施例によれば、上昇する気体が異なる流動抵抗に委ねられるという事実を達成することも可能である。もし流動抵抗が外側領域における小寸開口により増大されるなら、このことは、外側領域における電解質の下方移動を開始させる。これにより、酸の層状化の虞れが低減される。
【符号の説明】
【００２４】
１    ハウジング
２    バッテリ・カバー
３    シール栓
４    セル
５    セル隔壁
６    空気充填チャンバ／自由気体チャンバ
７    開放気孔発泡体
８    開放ハニカム構造を有する材料
９    電極
【図１】
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