(57)【要約】  蓄電池及び蓄電池を作製する方法が開示される。電池の電極（１２２）は、それぞれ、導電性材料から成る中空コア（１２４）を含み、中空コアは、電池酸による腐食からコアを守るために鉛において被覆される。電気化学的に活性な陽性の物質又は電気化学的に活性な陰性の物質（１１６）がコア上に鋳造される。中空コアは、気体であれ液体であれ、流体がコアを通じて供給されるのを許容して、充放電中の電池温度の過剰な増大を防止する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性の細長い金属製のコアを含む蓄電池の電極であって、
前記コアは、前記コアを電池酸による腐食から保護するために鉛で被覆される、
電極。
【請求項２】
前記コアは、チューブ状である、請求項１に記載の電極。
【請求項３】
前記コアは、銅チューブ又はアルミニウムチューブを含む、請求項２に記載の電極。
【請求項４】
前記コアは、外部フィンを有する、請求項１に記載の電極。
【請求項５】
前記コアの外面は、非円形の構成を有する、請求項１に記載の電極。
【請求項６】
その上方端及び下方端で開放するチューブの形態にある電極を有する、
蓄電池。
【請求項７】
前記電極は、細長い金属製のコアを含み、該コアは、該コアが電池酸による腐食から保護されるよう鉛で被覆される、請求項６に記載の蓄電池。
【請求項８】
正電極及び負電極を有し、該正電極及び該負電極の各々は、その上方端及び下方端で開放するチューブの形態にある、請求項６に記載の蓄電池。
【請求項９】
蓄電池のための鋳造される電池板を製造する方法であって、
ａ）導電性の電極を鋳型内に配置するステップと、
ｂ）端子ポストを提供するよう電気化学的に活性な物質から突出する部分を残しながら、要素のより大きな部分を前記電気化学的に活性な物質中に埋め込むよう、前記電気化学的に活性な物質のスラリを前記鋳型内に送るステップと、
ｃ）前記電気化学的に活性な物質が自立するのに十分な程に乾燥した後に、前記鋳型から前記電池板を取り除くステップとを含む、
方法。
【請求項１０】
蓄電池のための鋳造される陽電池板を製造する方法であって、
ａ）その壁が多孔性である鋳型内に導電性の電極を配置するステップと、
ｂ）端子ポストを形成するよう電気化学的に活性な陽性の物質から突出する部分を残しながら、前記電極のより大きな部分を前記電気化学的に活性な陽性の物質中に埋め込むよう、前記電気化学的に活性な陽性の物質のスラリを前記鋳型内に送るステップとを含む、
方法。
【請求項１１】
電池であって、
１）第１のセットの鋳造される板であって、
ａ）その壁が多孔性である鋳型内に導電性の電極を配置すること、及び
ｂ）端子ポストを形成するよう電気化学的に活性な陽性の物質から突出する部分を残しながら、前記電極のより大きな部分を前記電気化学的に活性な陽性の物質中に埋め込むよう、前記電気化学的に活性な陽性の物質のスラリを前記鋳型内に送ることによって製造される、
第１のセットの鋳造される板と、
２）第２のセットの鋳造される板であって、
ａ）導電性の電極を鋳型内に配置すること、
ｂ）端子ポストを提供するよう電気化学的に活性な陰性の物質から突出する部分を残しながら、前記要素のより大きな部分を前記電気化学的に活性な陰性の物質中に埋め込むよう、前記電気化学的に活性な陰性の物質のスラリを前記鋳型内に送ること、及び
ｃ）前記電気化学的に活性な陰性の物質が自立するのに十分な程に乾燥した後に前記鋳型から前記板を取り外すことによって製造される、
第２のセットの鋳造される板とを含む、
電池。
【請求項１２】
前記電極は、当該電池を通じる流体流路をもたらすよう、両方の方向において前記活性な物質から突出する細長いチューブである、請求項１１に記載の電池。
【請求項１３】
各電極は、鉛で被覆された導電性の金属製のコアを含む、請求項１１に記載の電池。
【請求項１４】
蓄電池を製造する方法であって、
ａ）導電性の電極とボイド形成器をケーシング内に配置するステップと、
ｂ）電気化学的に活性な物質を前記ケーシング内に送って、前記ボイド形成器及び前記電極を前記物質中に埋め込むステップと、
ｃ）前記ボイド形成器を前記物質から取り除くステップと、
ｄ）請求項１０に記載のように製造される電極を、前記ボイド形成器の取外し後に残る空隙内に挿入するステップとを含む、
方法。
【請求項１５】
蓄電池であって、
１）垂直に細長いケーシングと、
２）該ケーシング内で垂直に延びる複数の離間した細長い電池板であって、
各電池板は、導電性のコアを含み、該コアは、該コアの上に鋳造される電気的に活性な物質の本体及び電池酸による腐食から前記コアを保護するよう、鉛で被覆され、前記電極の周りの前記ケーシング内の空間は、反対の極性の電気化学的に活性な物質で充填される、
電池板と、
３）前記空間を充填する前記活性な物質から突出する導電性の要素と、
４）前記電池板の前記活性な物質と前記空間を充填する前記活性な物質との間の多孔性セパレータとを含む、
蓄電池。
【請求項１６】
前記電極は、１つ又はそれよりも多くの円形のアレイ内に配置される、請求項１５に記載の蓄電池。
【請求項１７】
前記要素は、前記１つ又はそれよりも多くの円形のアレイ内に配置され、前記電極のアレイは、前記要素のアレイと互い違いになる、請求項１６に記載の蓄電池。
【請求項１８】
前記コアの前記鋳造される物質は、電気化学的に活性な陽性の物質である、請求項１５に記載の蓄電池。
【請求項１９】
蓄電池を製造する方法であって、
ａ）電気化学的に活性な物質を、鉛で被覆された導電性のコアの上に鋳造することによって、板を製造するステップと、
ｂ）細長いボイド形成器及び細長い導電性の要素を細長いケーシング内に配置するステップと、
ｃ）前記ボイド形成器及び前記要素の周りの空間を、前記板の前記電気化学的に活性な物質と反対の極性を有する電気化学的に活性な物質で充填するステップと、
ｄ）前記ボイド形成器を取り除いて空隙をもたらすステップと、
ｅ）前記空隙内に電極を挿入するステップとを含み、
前記空間を充填する前記活性な物質と前記板との間には多孔性セパレータがある、
方法。
【請求項２０】
異なる組成の電気化学的に活性な物質を前記ケーシング内に送り、異なる特性を有する層をもたらす、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
請求項１９に記載の方法であって、
ｆ）前記要素及び前記コアの上方端にネジ山を切るステップと、
ｇ）孔を備えるバスバーを用いるステップであって、前記上方端は、前記孔を通じて突出して、前記コアを互いに接続し、且つ前記要素を互いに接続する、ステップと、
ｈ）前記上方端にナットを螺装して前記バスバーをそれぞれのコア及び要素に締め付けるステップとを含む、
方法。
【請求項２２】
蓄電池であって、
１）ケーシングであって、電気化学的に活性な物質の本体を内部に有し、導電性の要素が前記物質の前記本体内に埋め込まれるが、各要素は、前記本体から突出する部分を有する、ケーシングと、
２）電池板であって、各電池板は、鉛で被覆された導電性の金属製のコアを含み、電気化学的に活性な物質が前記コアの上に鋳造され、前記コアは、前記鋳造される活性な物質から突出する、電池板とを含み、
前記電池板は、前記物質の前記本体内の前記電池板のために設けられる空隙内にあり、多孔性セパレータによって前記本体から分離され、且つ前記空隙から除去可能である、
蓄電池。
【請求項２３】
前記鋳造される物質は、電気化学的に陽性であり、前記物質の前記本体は、電気化学的に陰性である、請求項２２に記載の蓄電池。
【請求項２４】
蓄電池を製造する方法であって、
ａ）電気化学的に活性な陰性の物質を受け入れるための第１のセットのキャビティを創成するステップと、
ｂ）電気化学的に活性な陽性の物質を受け入れるための第２のセットの介在キャビティを創成するステップと、
ｃ）前記キャビティ内に導電性の電極構造を提供するステップと、
ｄ）前記活性な陰性の物質を前記第１のセットのキャビティのうちのキャビティ内に導入するステップと、
ｅ）前記活性な陽性の物質を前記第２のセットのキャビティのうちのキャビティ内に導入するステップとを含む、
方法。
【請求項２５】
請求項２４に記載の方法であって、
ｆ）壁を用いて前記第２のセットのキャビティのうちのキャビティを創成するステップと、
ｇ）前記第２のセットのキャビティのうちのキャビティ内に前記活性な陽性の物質を導入するステップと、
ｈ）前記壁を除去して、前記第１のセットのキャビティのうちのキャビティを構成する空間を残すステップと、
ｉ）前記第１のセットのキャビティを前記活性な陰性の物質で充填するステップとを含む、
方法。
【請求項２６】
請求項２４に記載の方法であって、
ｆ）壁を用いて前記第２のセットのキャビティのうちの第１のキャビティを創成し且つ電極構造をこの第１のキャビティ内に挿入するステップと、
ｇ）前記活性な陽性の物質を前記第１のキャビティ内に導入するステップと、
ｈ）前記壁を移動させて前記第１のセットのキャビティのうちの第１のキャビティを創成し且つ電極構造をこの第１のキャビティ内に挿入するステップと、
ｉ）前記活性な陰性の物質をこのキャビティ内に導入するステップと、
ｊ）前記壁を移動させて前記第２のセットのキャビティのうちの第２のキャビティを創成するステップと、
ｋ）電極構造をこのキャビティ内に挿入し且つ前記活性な陽性の物質をこの第２のキャビティ内に導入するステップと、
ｌ）所要の数の陽電池板及び陰電池板を得るために前記手順を繰り返すステップとを含む、
方法。
【請求項２７】
蓄電池を製造する方法であって、
ａ）開放の切頭空間を境界付ける壁を提供するステップと、
ｂ）導電性の電極構造を各空間内に挿入するステップと、
ｃ）電気化学的に活性な陽性の物質を前記空間の一部に導入し且つ電気化学的に活性な陰性の物質を介在空間内に導入することで、前記電極構造を前記物質中に埋め込むステップとを含む、
方法。
【請求項２８】
請求項２７に記載の方法であって、
ｆ）少なくとも２つの電気的に絶縁された導電性の電極を前記空間のうちの１つ又はそれよりも多くに導入するステップを含む、
方法。
【請求項２９】
請求項２７に記載の方法であって、
ｆ）シート材料を用いて前記空間を形成するステップと、
ｇ）直線の電極構造を前記空間の各々に配置するステップとを含む、
方法。
【請求項３０】
前記電極構造を第１のシートに隣接して配置し、第２のシートを前記電極構造に隣接して配置して、前記空間を境界付けるという修正を伴う、請求項２８に記載の方法。
【請求項３１】
蓄電池を製造する方法であって、
ａ）より小さな直径のパイプをより大きな直径のパイプの内に配置して壁を形成するステップと、
ｂ）円筒形の電極構造を前記パイプ間の環状の空間内に配置するステップと、
ｃ）電気化学的に活性な物質を前記空間内に導入するステップとを含む、
方法。
【請求項３２】
請求項２４に記載の方法であって、
ｄ）複数の垂直な電極を上方及び下方の電極要素に固定して電極構造を形成するステップを含む、
方法。
【請求項３３】
請求項３１に記載の方法であって、
ｄ）前記上方及び下方の電極要素の間に架かる複数のストリング又はロッドを提供するステップと、
ｅ）前記ストリング又はロッドを活性な物質中に埋め込むステップと、
ｆ）前記ストリング又はロッドを前記活性な物質から引き抜いて前記活性な物質中にボアを残すステップとを更に含む、
方法。
【請求項３４】
前記電極は押し出され、非円形の断面を有する、請求項３２に記載の方法。
【請求項３５】
請求項３４に記載の方法であって、
ｄ）前記電極が中空であるように、前記電極内にキャビティを残しながら、前記電極を押し出すステップを含む、
方法。
【請求項３６】
請求項３４に記載の方法であって、
ｄ）鉛の保護シースの内側に導電性のコアを入れて電極を製造するステップを含む、
方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電池(electrical  storage  batteries)、蓄電池の製造、及び蓄電池の構成部品(components)に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、再生可能エネルギ及び電力事業部門における蓄電池の市場は有意に増加している。これは過去１０年間の再生可能エネルギ技術の増加及び電子機器の益々増加する需要を支えるためにより多くの電気を必要とする消費者市場の変化によって推進されている。
【０００３】
これは、近年の電気自動車技術の進歩と共に、実用規模の電力供給の需要を一層更に増加させる。何故ならば、具体的には、これらの電気自動車の充電ステーションは、それらの実行可能性(viability)の不可欠な部分を形成するからである。
【０００４】
しかしながら、特に再生可能な発電源に関する場合、電気の需要と供給との間には格差が存在する。発電源は本質的に固有に断続的であり、使用可能な日光は１日数時間だけ利用可能であり、季節によって変化し、雲の覆いのような天候状態及び周囲構造物からの遮蔽に支配される。
【０００５】
エネルギ源としての風も自然の変化に支配される。風の強さが不十分であるならば、電力は殆ど生成されない。風が強過ぎるならば、ブレード及びタワーを潜在的な損傷から守るために、タービンは停止させられなければならない。環境に対する視覚的影響の故に、多くのウインドファーム（風力発電地帯）は遠隔地に位置している。
【０００６】
石炭、石油、原子力発電所は、発電容量を需要に合わせることによって制御される。このような制御は、再生可能エネルギ源では困難である。何故ならば、需要が高いときに、太陽及び風の条件の故に電力が利用可能でないことがあるからである。再生源からの可変入力は、グリッド(grid)の管理を困難にする。
【０００７】
電力の供給及び需要を調整し且つ需要の急速な増加に順応するために、再生可能エネルギ源の断続的性質及び供給と需要との間の格差を緩和する実用規模の蓄電ソリューションが必要になる。
【０００８】
鉛蓄電池(lead  acid  battery)は、供給されるエネルギの単位当たりコストの低さ及び多数の用途に亘る全ての部門内の証明された実績の故に、その始まりから蓄電装置の最も使用される形態である。しかしながら、鉛蓄電池が、従来的な方法となったものによって製造されるときには、どれぐらいのエネルギを特定の単位当たりコストで鉛蓄電池に蓄えることができるかについて、制限がある。
【０００９】
これらの制限は、典型的に、多過ぎる板（プレート）が１つのセルに含められ、熱の集中がバッテリの中央で板の間に起こるときの、バッテリの動作に対する熱の影響を含む。大気への熱伝達のために利用可能な表面積は殆どなく、過熱が起こり得る。現在の電池の耐久性にも問題がある。何故ならば、これらは実用規模のために製造されず、工業用途のために製造されるからである。
【００１０】
鉛蓄電池のコスト構造が向上し、実用規模の蓄電についての実行可能性が増大すると、リチウムイオン電池のようなより高価な化学物質からの鉛蓄電池について競争の増加もある。
【００１１】
従来的な工業用蓄電池で実用規模の蓄電を達成するためには、より多くのセルを直列及び並列に接続して、高い充電率、大量のエネルギ貯蔵、及び所要の高い放電率を達成しなければならない。より多くの電池を直列又は並列接続に追加することが、電池の寿命及び故障のリスクを有意に減少させ得ることは、よく知られている。何故ならば、電池内の１つの不良セルは、最終的に、内部短絡を通じて電池バンク全体を不均衡にさせ、枯渇させ(drain)、破壊し得るからである。電池バンク内の個々の電池の数が多ければ多いほど、電池管理の要求はより大きくなり、個々の電池を均衡させられた状態に維持して、理想的な容量で作動させることは、より困難になる。蓄電容量(storage  capacity)が大きくなると、電池間のばらつきのリスクが増大する。
【００１２】
鉛蓄電池のための板を製造する標準的な方法は、鉛炉内で鉛インゴットを溶融させ、次に、溶融鉛を用いて、連続鋳造(continuous  casting)、成形(moulding)、若しくはスタンピング(stamping)、又はこれらの方法の組み合わせによって、比較的薄いグリッドを製造することを含む。工業規模の電池製造は、ブックモールド(book  mould)を溶融鉛で充填する鋳造(casting)又は鉛グリッド構造(lead  grid  structure)を創成する射出成形(injection  moulding)を用いる。
【００１３】
従来的な製造プロセスは、製造手順の初期的な部分で鉛を溶融状態に維持することを含む。次に、鉛は鋳型(mould)内で冷却され、生成されるグリッドは鋳型から解放される。溶融状態にある鉛の維持は、製造コストを有意に増加させる。
【００１４】
これらのプロセスは、グリッド製造プロセスの様々な段階で余剰な鉛を切り離すことも含み、再び溶融されなければならない廃棄鉛(waste  lead)をもたらし、プロセスのコストを増加させる。カルシウムのような成分を溶融鉛に添加してグリッドに剛性を与え、さもなければ製造中に取り扱うには薄過ぎるグリッドにより多くの剛性をもたらし、加えて、薄い純粋な鉛グリッド板は使用中に容易に座屈する傾向があり、内部短絡の原因になり得る。追加的な成分は、電池の内部抵抗を増加させるのみならず、その寿命も減少させる。何故ならば、これらの板は、純粋な鉛板よりも腐食しがちな傾向を有するからである。
【００１５】
鋳型変更及び機械洗浄に起因する休止時間を減少させ且つ製造を合理化するために、製造業者は、様々な長さ及び大きさのグリッドを同時に成形することができる二重目的の鋳型を用いる。しかしながら、これも廃棄鉛をもたらし得る。何故ならば、特定のグリッド製造運転が所望されるときに、鋳型の一方の側からの生産が用いられないことがあり、鉛の再溶融(re-melting)を再び引き起こす。
【００１６】
電池製造の高度に自動化された性質も、更なる損失をもたらす。何故ならば、生産機械に供給されるグリッドの公差は、大幅に変わることができないからである。故に、鉛グリッドの一部は、製造プロセスから除去されなければならないことがある。除去されるグリッドは再溶融され、鉛はリサイクルされる。
【００１７】
上述したような今日の操作において見出されるような製造プロセスは、鉛インゴットを溶融させ、活物質(active  material)を用いて鉛を電気化学的にペーストすることに進む前に鉛を所望のグリッド形態にするために、有意な量の特殊な機器を必要とする。これはその操作のための大量の電気及び床面積並びに高度に熟練した労働条件を伴う大きな資本投資を示す。
【００１８】
鉛グリッドがひとたび所望の形状を有すると、それはベルトペースト機(belt  pasting  machine)に通され、そこでは、ホッパを通じて酸化物ミキサから供給される活物質が鉛グリッドに接着される。電気化学的に活性な物質はグリッドの開口を充填し、それにより、電池板(battery  plate)を形成する。グリッドが「オーバーペーストされる」(“overpasted”)ならば、グリッドの両側に物質層があり、開口に「ペレット」(“pellets”)がある。これはより高い蓄電容量を達成するために望ましいが、板の各側面の外側に付着させられた活物質は、より容易に剥がれがちであり、結果的に、これらのグリッドは最終的に単に「フラッシュ」ペーストされる(“flash”  pasted)だけである。
【００１９】
()
ペースト(pasting)の代替的な方法は、背骨部(spines)を備える成形電極を含むサッシェ(sachet)に活物質を充填することを含む。しかしながら、このプロセスは陽極板(positive  plates)のみに用いられ、陰極板(negative  plates)は上述の方法によって製造されるので、限界がある。他の限界は、これらの背骨部がどれくらい厚くあることができるか並びにどのくらいの活物質がサッシェ内でそれらを囲むことができるかである。
【００２０】
鉛グリッドを製造し、それらを活物質でペーストする標準的な方法は、グリッドの効率に影響を与える関連するトレードオフ(trade-offs)を有する。各電極グリッドは、多数の目的を満足する。その主要な機能は、アノード及び／又はカソードとして作用し、且つ、電気を伝導することである。しかしながら、それは、電池が機能するために活物質が付着する必要のある基板としても機能する。加えて、グリッドは、ペーストされた板が座屈、屈曲又は変形せず、活物質を放出する(shed)ことがないよう、ペーストされた板に構造的剛性ももたらす。
【００２１】
グリッドに近接近して最適な量の活物質を有することが望ましい。鉛蓄電池の蓄電容量は、互いに反応し得る利用可能な電解質及び化学的に活性な物質の量に比例する。それは、活物質及び電解質と接触して、それぞれの反応から放出される電子を伝導する、グリッドの表面積にも比例する。従来的なグリッドによって成功裡に運ぶことができる物質の量は制限され、故に、従来的な鉛蓄電池の蓄電容量も同様に制限される。
【００２２】
使用中、電池は充放電サイクルに晒される。時間の経過と共に、ペーストは、不完全な溶解及び沈殿反応の結果として、グリッドから剥落する。バッテリが過熱するならば、特に、過熱がグリッドを腐食させ且つ座屈させるようなものであるならば、ペーストが時間の経過と共に分解する(disintegrate)傾向は悪化する。反応の温度依存性を予測するアレニウスの式によれば、典型的な電池寿命は、電池の種類に依存して、動作のために特定される温度よりも上の動作の摂氏８．３〜１０度毎に半減する。これは、活物質の不完全な溶融及び析出並びに結果としての活物質の放出に関係するが、最終的に容量低下及び電池故障につながるグリッド腐食の速度にも関係する。
【００２３】
使用中の電池は、周囲温度及び内部発生温度を含む様々な熱源の影響に晒される。内部電池温度は、充電中の化学反応と関連する熱の影響を受ける。導電体としての電極の抵抗に起因する並びに気泡発生電圧が完全充電状態にひとたび達した後の水分解(water  decomposition)の結果としてのオーム損失がある。水分解により生成される熱及びオーム熱は、特に頻繁な運転の下で有意であることがあり、電池温度を特定の温度より上に８．３度に亘って容易に上昇させることがある。
【００２４】
本発明は、従来的に製造された電池の欠点を克服する蓄電池の構造及びそれらの製造方法の順序(method  of  manufacture  order)に対する根本的に異なるアプローチを提供する。
【発明の概要】
【００２５】
本発明の第１の態様によれば、導電性の細長い金属製のコアを含む蓄電池の電極であって、コアは、コアを電池酸による腐食から保護するために鉛で被覆される、電極が提供される。
【００２６】
コアは、チューブ状（管状）であり、好ましくは、銅チューブ又はアルミニウムチューブを含む。
【００２７】
コアの外表面積を増大させるために、コアは、外部フィンを有することができ、或いは、コアの外面は、非円形の構造を有することができる。
【００２８】
本発明の第２の態様によれば、蓄電池が提供され、その電極は、その上方端及び下方端で開放するチューブの形態にある。
【００２９】
電池の電極は、細長い金属製のコアを含むことができ、コアは、コアが電池酸による腐食から保護されるよう鉛で被覆される。電池は、正電極及び負電極を有することができ、該正電極及び該負電極の各々は、その上方端及び下方端で開放するチューブの形態にある。
【００３０】
本発明の第３の態様によれば、蓄電池のための鋳造される電池板を製造する方法であって、導電性の電極を鋳型内に配置するステップと、端子ポストを提供するよう電気化学的に活性な物質から突出する部分を残しながら、電極のより大きな部分を電気化学的に活性な物質中に埋め込むよう、電気化学的に活性な物質のスラリを前記鋳型内に送るステップと、電気化学的に活性な物質が自立するのに十分な程に乾燥した後に、鋳型から電極を取り外すステップとを含む、方法が提供される。
【００３１】
本発明の第４の態様によれば、蓄電池のための鋳造される陽電池板を製造する方法であって、その壁が多孔性である鋳型内に導電性の電極を配置するステップと、端子ポストを形成するよう電気化学的に活性な陽性の物質から突出する部分を残しながら、電極のより大きな部分を電気化学的に活性な陽性の物質中に埋め込むよう、電気化学的に活性な陽性の物質のスラリを鋳型内に送るステップとを含む、方法が提供される。
【００３２】
本発明の第５の態様によれば、電気化学的に活性な陽性の物質を有する第１のセットの鋳造される板と、電気化学的に活性な陰性の物質を有する第２のセットの鋳造される板とを含む、蓄電池が提供され、板のセットは、２つの先行する段落に定められるように製造され、電池酸内に浸漬される。
【００３３】
前記要素は、好ましくは、電池を通じる流体流路をもたらすよう、両方の方向において活性な物質から突出する細長いチューブである。
【００３４】
各電極は、好ましくは、鉛で被覆された導電性の金属製のコアを含む。
【００３５】
本発明の第６の態様によれば、電池を製造する方法であって、導電性の電極とボイド形成器をケーシング内に配置するステップと、電気化学的に活性な物質をケーシング内に送って、ボイド形成器及び電極を物質中に埋め込むステップと、ボイド形成器を物質から取り除くステップと、上記で定めるように製造される電池板を、ボイド形成器の取外し後に残る空隙内に挿入するステップとを含む、方法が提供される。
【００３６】
本発明の第７の態様によれば、蓄電池であって、垂直に細長いケーシングと、ケーシング内で垂直に延びる複数の離間した細長い電池板であって、各電池板は、導電性のコアを含み、コアは、コアの上に鋳造される電気的に活性な物質の本体及び電池酸による腐食からコアを保護するよう、鉛で被覆され、電極の周りのケーシング内の空間は、反対の極性の電気化学的に活性な物質で充填される、電池板と、空間を充填する活性な物質から突出する導電性の要素と、電池板の活性な物質と空間を充填する活性な物質との間の多孔性セパレータとを含む、蓄電池が提供される。
【００３７】
電極は、１つ又はそれよりも多くの円形のアレイ内に配置されることができる。板は、１つ又はそれよりも多くの円形のアレイ内に配置されることも可能であり、板のアレイは、要素のアレイと互い違いになる。
【００３８】
好ましくは、板の鋳造される物質は、電気化学的に活性な陽性の物質である。
【００３９】
本発明の第８の態様によれば、蓄電池を製造する方法であって、電気化学的に活性な物質を、鉛で被覆された導電性のコアの上に鋳造することによって、板を製造するステップと、細長いボイド形成器及び細長い導電性の要素を細長いケーシング内に配置するステップと、ボイド形成器及び要素の周りの空間を板の電気化学的に活性な物質と反対の極性の電気化学的に活性な物質で充填するステップと、ボイド形成器を取り除いて空隙をもたらすステップと、空隙内に電極を挿入するステップとを含み、空間を充填する活性な物質と板との間には多孔性セパレータがある、方法が提供される。
【００４０】
異なる組成の電気化学的に活性な物質がケーシング内に送られて、異なる特性を有する層をもたらすことができる。
【００４１】
コア及び要素の上方端はネジ山が切られることができ、上方端が突出する孔を備えるバスバーが、コアを互いに接続し且つ要素を互いに接続するために用いられ、上方端に螺装されるナットが、バスバーをそれぞれのコア及び要素にクランプする。
【００４２】
本発明の第９の態様によれば、電池であって、ケーシングであって、電気化学的に活性な物質の本体を内部に有し、導電性の要素が物質の本体内に埋め込まれるが、各要素は、本体から突出する部分を有する、ケーシングと、板であって、各板は、鉛で被覆された導電性の金属製のコアを含み、電気化学的に活性な物質がコアの上に鋳造され、コアは、鋳造される活性な物質から突出する、電池板とを含み、電池板は、物質の本体内の電池板のために設けられる空隙内にあり、多孔性セパレータによって本体から分離され、且つ空隙から除去可能である、蓄電池が提供される。
【００４３】
好ましくは、鋳造される物質は、電気化学的に陽性であり、物質の本体は、電気化学的に陰性である。
【００４４】
本発明の第１０の態様によれば、蓄電池を製造する方法であって、電気化学的に活性な陰性の物質を受け入れるための第１のセットのキャビティを創成するステップと、電気化学的に活性な陽性の物質を受け入れるための第２のセットの介在キャビティを創成するステップと、キャビティ内に導電性の電極構造を提供するステップと、活性な陰性の物質を第１のセットのキャビティのうちのキャビティ内に導入するステップと、活性な陽性の物質を第２のセットのキャビティのうちのキャビティ内に導入するステップとを含む、方法が提供される。
【００４５】
この方法は、壁を用いて第２のセットのキャビティのうちのキャビティを創成するステップと、第２のセットのキャビティのうちのキャビティ内に活性な陽性の物質を導入するステップと、壁を除去して、第１のセットのキャビティのうちのキャビティを構成する空間を残すステップと、第１のセットのキャビティを活性な陰性の物質で充填するステップとを更に含む。
【００４６】
代替的に、この方法は、壁を用いて前記第２のセットのキャビティのうちの第１のキャビティを創成し且つ電極構造をこの第１のキャビティ内に挿入するステップと、活性な陽性の物質を第１のキャビティ内に導入するステップと、壁を移動させて第１のセットのキャビティのうちの第１のキャビティを創成し且つ電極構造をこののキャビティ内に挿入するステップと、活性な陰性の物質をこのキャビティ内に導入するステップと、壁を移動させて第２のセットのキャビティのうちの第２のキャビティを創成するステップと、電極構造をこのキャビティ内に挿入し且つ活性な陽性の物質をこの第２のキャビティ内に導入するステップと、所要の数の陽電池板及び陰電池板を得るために手順を繰り返すステップとを更に含む。
【００４７】
本発明の第１１の態様によれば、蓄電池を製造する方法であって、開放の切頭空間(topped  spaces)を境界付ける壁を提供するステップと、導電性の電極構造を各空間内に挿入するステップと、電気化学的に活性な陽性の物質を空間の一部に導入し且つ電気化学的に活性な陰性の物質を介在空間(intervening  spaces)内に導入することで、電極構造を前記物質中に埋め込むステップとを含む、方法が提供される。
【００４８】
この方法は、少なくとも２つの電気的に絶縁された導電性の電極を空間のうちの１つ又はそれよりも多くに導入するステップを含むことができる。
【００４９】
方法は、シート材料を用いて空間を形成するステップと、直線の電極構造を空間の各々に配置するステップとを含むことができる。方法の修正された形態では、電極構造を第１のシートに隣接して配置し、第２のシートを電極構造に隣接して配置して、前記空間を境界付ける。
【００５０】
本発明の第１２の態様によれば、蓄電池を製造する方法であって、より小さな直径のパイプをより大きな直径のパイプの内に配置して壁を形成するステップと、円筒形の電極構造をパイプ間の環状空間内に配置するステップと、電気化学的に活性な物質を空間内に導入するステップとを含む、方法が提供される。
【００５１】
複数の垂直な電極を上方及び下方の電極要素に固定して電極構造を形成することが可能である。
【００５２】
上方及び下方の電極要素の間に架かる複数のストリング又はロッドが提供されることができ、ストリング又はロッドは活性な物質中に埋め込まれ、活性な物質から引き抜かれて、活性な物質中にボアを残す。
【００５３】
電極は、好ましくは、押し出され、非円形の断面を有する。
【００５４】
電極が中空であるよう、電極を押し出して、電極内にキャビティを残すことができる。方法は、鉛の保護シースの内側に導電性のコアを入れて電極を製造することも含むことができる。
【００５５】
本発明をより良く理解するために並びに本方法がどのように実施されてよいかを示すために、添付の図面を一例として参照する。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】陽電池板の透視図(pictorial  view)である。
【図２】図１の板の頂面図である。
【図３】本発明に従った円筒形電池の頂面図である。
【図４】電極アセンブリを例示している。
【図５】電極構成部品の透視図である。
【図６】電極構成部品の透視図である。
【図７】電極構成部品の透視図である。
【図８】電極構成部品の透視図である。
【図９】電極構成部品の透視図である。
【図１０】電池構成を例示する平面図である。
【図１１】電池構成を例示する平面図である。
【図１２】図５に示す形態の電極を含む円筒形電池のセグメントを例示している。
【図１３】本発明に従った更なる電池の透視図である。
【図１４】図１３の電池の頂面図である。
【図１５】電極の透視図である。
【図１６】図１５の電極の部分を形成するチューブの透視図である。
【図１７】図１６のチューブを内部に備える鋳型の透視図である。
【図１８】ボイド形成器の透視図である。
【図１９】ボイド形成器の透視図である。
【図２０】電池の製造におけるステップを例示する透視図である。
【図２１】図２０に示す構造の頂面図である。
【図２２】ケーシングが陰性の電気化学的に活性な物質で充填された後の構成を示す図２０に類似する透視図である。
【図２３】ケーシングが陰性の電気化学的に活性な物質で充填された後の構成を示す図２１に類似する頂面図である。
【図２４】電池の製造における次のステップを示す図２２に類似する透視図である。
【図２５】電池の製造における次のステップを示す図２３に類似する頂面図である。
【図２６】更なる可能な電池の構成を示している。
【図２７】更なる可能な電池の構成を示している。
【図２８】更なる可能な電池の構成を示している。
【図２９】更なる可能な電池の構成を示している。
【図３０】更なる可能な電池の構成を示している。
【図３１】電極の上方端の透視図である。
【図３２】バスバーの透視図である。
【図３３】ケーシングが省略された本発明に従った電池の上方端の透視図である。
【図３４】図３３に示す電池の上方部分を通じる縦断面図である。
【図３５】更なる電極の透視図である。
【発明を実施するための形態】
【００５７】
図１及び図２示すチューブ状の陽電池板２００(positive  battery  plate)は、例えば、アルミニウム又は銅の、導電性金属コア２０２を含む。コア２０２は、円形断面を有するように示されているが、正方形を含む長方形であることができ、或いは他の形状を有することができる。商業的に入手可能なアルミニウム又は銅チューブをコアとして使用することができる。
【００５８】
各コア２０２は、電池酸から各コアを保護するために鉛の層２０４で被覆される。鉛は、コアの上に溶射されるのが好ましい。
【００５９】
コア２０２は、ガントレット２０６(gauntlet)を通過し、ガントレットは、例示する形態では、コア２０２が通過する５つの別個のチューブ状（管状）のキャビティ２０８の列を提供するように構成された多孔性物質で作られる。
【００６０】
キャビティ２０８の上端及び下端にキャップ２１０を嵌めて、キャビティ２０８を閉塞する。キャップを所定の場所に固定し、キャップとガントレットとの間をシールするために、樹脂を使用する。
【００６１】
上方キャップ２１０のアクセス開口（図示せず）は、電気化学的に活性な陽性の物質のスラリがキャビティ２０８内に供給されるのを可能にする。充填が完了すると、樹脂を用いてアクセス開口を閉じる。
【００６２】
陽性の活物質(positive  active  material)は、充放電サイクルに晒されるときに、分解する(disintegrate)傾向があることが良く知られている。図１及び図２に示す板（プレート）が酸充填ケーシング内に配置されるときには、そのような分解を抑制するために、ガントレットは所定の場所に留まる。
【００６３】
陰性の活物質(negative  active  material)は、劣化に対してより耐性があるので、図１及び図２を参照して記載するように陰極板を製造することができるが、取外し可能なモジュールを使用する。陰性の活物質がひとたび硬化すると、鋳型を取り除く。このようにして製造される陰極板は、上述の陽性板と並んで酸充填ケーシング内に配置され、それらの間にセパレータがある。適切な電気的接続がコアに行われる。
【００６４】
図３に示す電池１０は、耐酸性合成プラスチック材料を用いて押し出された、ある長さのパイプであることができる、外側ケーシング１２を含む。電池は、ある長さのパイプを同様に含むことができる内側スリーブ１４を有する。このパイプは、多数の小さな孔で形成されることができ、１６で示す中央キャビティは電解質で充填されることができる。代替的に、パイプ１４は、中央キャビティ１６と、ケーシング１２とパイプ１４との間に閉じ込められる電解質との間に、障壁（バリア）を形成することができる。キャビティ１６は、この代替的な形態において、作動中に発生する熱を取り除くために、キャビティを通じて循環させられる冷却剤を有することができる。
【００６５】
参照番号１８、２０、２２、２４、２６及び２８は、全て、同心状のシリンダの形態にある電気化学的に活性な物質の間の円筒形のセパレータを指し示している。参照番号３０、３２、３４及び３６は、電気化学的に負のシリンダを指し示しおり、参照番号３８、４０及び４２は、電気化学的に陽性の物質の介在シリンダを指し示している。
【００６６】
セパレータは、陰性の物質と陽性の物質との間の直接的な接触を防止することができるが、電解質に対して多孔性である、薄い物質である。
【００６７】
電気化学的に活性な物質の各シリンダは、その中に埋め込まれた電極構造４４を有する。電極構造４４は、図４に示す形態を有する。
【００６８】
各電極構造４４は、上方リング４６と、下方リング４８と、上方リングと下方リングとの間に架かる(spanning)バー５０とを含む。電極構造内のバーの数は異なる。径方向外側の電極構造は、径方向内側の電極構造よりも多くのバーを有する。
【００６９】
リング４６及び４８は、バー５０がリング４６及び４８に接続される場所と交互になる小さな孔５２を有する。
【００７０】
電気化学的に活性なペーストが付着しないポリプロピレン又は他の物質のフレキシブルなストリング又は中実ロッドが、孔５２を通過させられ、電極構造４４の上方リングと下方リングとの間に架かる。
【００７１】
円筒形電池の製造は以下のように進行する。前述の(former)パイプ（図示せず）が、外側ケーシング１２を構成するパイプ内に同軸に配置される。径方向に測定されるパイプ間の間隙は、形成されるべき円筒形板の所要の厚さに等しい。これらの前述のパイプは、シリンダ３８、４０及び４２のための陽性の活物質キャビティを創成する。図４に示すような電極構造が各空間内に降ろされる。
【００７２】
円筒形のセパレータ１８、２０、２２、２４、２６及び２８は、電極と前述のパイプとの間にスライド（摺動）させられる、或いは、それらが外側ケーシング内に配置される前に、前述のパイプの周りに配置される。代替的に、円筒形のセパレータは、陽性の活物質が注入される前述のパイプ内にスライドさせられる。
【００７３】
次に、流動可能なペーストの形態の電気化学的に正の活物質が、同軸に配置された前述のパイプの間の円筒形キャビティ内に注入される。陽極構造は、陽性の活物質内に埋め込まれて、陽極板(positive  plates)を創成する。
【００７４】
ペーストは自然に乾燥させられ、或いは、熱の適用によって乾燥が促進される。ペーストが自立するのに十分な程に硬化させられると、前述のパイプはケーシング１２から持ち上げられて、陽極シリンダ３８、４０及び４２をそれらの関連する埋込み電極構造と共に残す。
【００７５】
次に、内側スリーブ１４は、所定の場所にスライドさせられ、故に、円筒形の陰極板になるべき４つの円筒形の空洞がある。
【００７６】
負の電極構造は、４つの円筒形キャビティ内にスライドさせられる。流動可能なペーストの形態の陰性の電気化学的に活性な物質を用いて、これらの空洞を充填し、負のシリンダ３０、３２、３４及び３６を形成する。
【００７７】
リング4４６、４８の間に架かるストリング又はロッドも、ペースト中に埋め込まれる。この段階で、それらはペーストから引き出され、それにより、ペーストの上から下に延び且つ最終的に電解質で満たされる細いボア(fine  bores)を提供する。
【００７８】
図４において、電極構造の垂直バーは、円形断面で示されている。図５乃至図８は、非円形断面の電極バーを示している。図９は、図５乃至図８よりも大縮尺で描かれており、鉛のシース５４と、鉛よりも導電性の高い銅又はアルミニウムのような物質から成るコア５６とを含む、円筒形の電極バーを示している。鉛は銅又はアルミニウムを電解質による腐食から保護し、コア物質は電池の内部抵抗が減少させられるのを可能にする。
【００７９】
図５乃至図８の電極は、それぞれ、鉛シースと、銅又は他の導電性材料の中心コアとを含むことができる。代替的に、電極を中空にして重量を低減させ、図１及び図２を参照して上述したような冷却を強化することができる。
【００８０】
図１０では、図３の板を製造するのに用いられた円筒形の形成器(formers)とは対照的に、板は平面的な壁の間に鋳造される(cast)。この形態の電極構造は、円筒形というよりもむしろ長方形であるが、その他の点では同じ構造を有してよい。リング４６、４８は、直線的な頂部板及び底部板と置換されている。
【００８１】
ペーストが硬化させられ、２つの壁のうちの一方が除去された後、平坦なセパレータ５８が、陰極板６０の露出面に対して配置される。次に、壁は、セパレータ５８から離間するが、セパレータ５８に隣接して配置されて、他の間隙を形成し、反対の極性のペーストが供給されて、第１の陽極板６２を形成する。この手順は、全ての所要の板が鋳造されるまで続く。代替的な手順は、図３を参照して上述した手順に類似し、正の電極構造及び電気化学的に陽性の物質のための空間を提供する、複数の離間した壁を直立させることを含む。正のペーストが自立するのに十分な程に硬化させられた後、負の電極構造、セパレータ、及び電気化学的に負のペーストのための空間を提供するために、全ての壁が持ち上げられる。
【００８２】
図１０において、電極構造の垂直バーは６４で指し示されている。頂部バーと底部バーとの間に架かるストリングは参照番号６６である。
【００８３】
図１１において、電極バー６８は六角形であり、形成壁は交互のリブと溝とを有する。これは電気化学的に活性なペーストで満たされる例示の形態の間隙を残す。陰極板は７０で指し示されており、それらの間の陽極板は７２で指し示されている。
【００８４】
図１２には、図５に示す形態の電極バー７２を有する円筒形の電池のセグメントが示されている。
【００８５】
上述の手順は、現在の製造技法の不利点を除去し且つ実用規模アキュムレータの製造を可能にする、蓄電池を製造する方法を提供する。既述の手順に従って製造されるアキュムレータは、従来的な方法で製造された電池と比較して、寿命及び電荷受容性(charge  acceptance)の増大と共に、コストの有意な減少を有する。既述の製造手順は、余り特殊でない機器を必要とする。
【００８６】
図１３及び図１４に示す電池は１１０で指し示されており、耐酸性の合成プラスチック材料を用いて押し出された、ある長さのパイプによって構成される、外側ケーシング１１２を含む。ケーシングは、図１３及び図１４では見えないディスク状の基部（ベース）によって、その下方端で閉塞されている。
【００８７】
ケーシング内には、電池が電池内に電荷を有するときに電子源を構成する、電気化学的に陰性の物質１１４がある。ケーシング内には、電池の放電中に電子を受け取り且つ吸収することができる、電気化学的に陽性の物質１１６もある。
【００８８】
負の端子ポスト１１８は、陰性の物質１１４から上方に突出し、正の端子ポスト１２０は、陽性の物質１１６から上方に突出する。ポストは、全て、ケーシング１１２の上方縁を越えて上方に上向きに突出する。端子ポストが突出する閉塞部（図示せず）は、ケーシング１１２の上方端を閉塞する。シール（図示せず）はポストを取り囲み、ケーシング内の電池酸がポストと閉塞部との間で漏れ出すのを防止する。
【００８９】
次に、図１５及び図１６を参照して、電池の電極のうちの１を記載し、引き続き、電池の製造方法を説明する。
【００９０】
図１５に示す電極１２２は、両端が開放させられたチューブ１２４の形態のコアを含む。チューブは、ステンレス鋼を含む鋼又は銅で作られることができ或いは導電性ポリマで作られることができるが、好ましくは、アルミニウムで作られる。チューブ２４は、電池酸による腐食からチューブを保護するために、薄い鉛層で覆われる(sheathed)。アルミニウムチューブを組み込む電極の形態を以下に記載する。
【００９１】
電池の陽性の物質１１６は、以下に記載するように、鉛外装(lead  sheathed)アルミニウムチューブ１２４の周りに既述のように鋳造されるシリンダの形態にある。鉛外装チューブ１２４は、物質１１６の上方端から突出し、正の端子ポスト１２０のうちの１つを構成する。多数の電極１２２が電池の構造において用いられる。
【００９２】
正電極は、アルミニウムチューブ１２４の外面に形成されたあらゆる酸化物層を先ず除去することによって製造される。これは化学的に又はサンドブラストによって達成されることができる。次に、チューブの円筒形の外面が鉛の保護シースによって覆われるよう、チューブを鉛浴中に熱浸漬する。チューブと鉛シースとの間の接着を向上させるために、浸漬前にチューブを錫めっきすることができる。アルミニウムのコアの上に鉛コーティングを押し出すこと又は鉛を熱溶射すること又は流動はんだ付け機を使用することも可能である。
【００９３】
鉛外装チューブ１２４は、図１７に示すように、円筒形の鋳型１２６内に配置される。鋳型１２６は、ガントレットの形態にあることができる。次に、陽性の電気化学的に活性な物質のスラリが鋳型１２６に注ぎ込まれる。物質を乾燥させて液体成分を追い出し、必要であるならば、ハイドロフォーム化する(hydroformed)。次に、鋳型が非多孔性物質で作られるならば、結果として得られる電極１２２は、鋳型２６からスライドさせられて出るが、ガントレットの形態にあるならば、鋳型内に残されることができる。
【００９４】
従来的に用いられている物質（図示せず）の薄い多孔性セパレータが電極１２２の周りに巻かれる。
【００９５】
電池は、ケーシング１１２内に取外し可能な円筒形ボイド形成器１２８（図１８）及び鉛外装要素１３０（図１９）を配置することによって製造される。１つの要素１３０だけが図１９に示されているが、図２０及び図２１から分かるように、多数が用いられる。ボイド形成器１２８及び要素１３０は、チューブであることができ、あるいは、中実ロッドであることができる。図２０及び図２１に一例として示すように、要素１３０はチューブであり、ボイド形成器１２８は中実ロッドである。要素１３０の上方部分は、電池の負のポスト１１８を構成する。
【００９６】
形成器１２８及び要素１３０は、任意の所望のパターンに配置されることができる。図２１は、円筒形のケーシング１１２における使用に特に適したアレイを示している。ボイド形成器１２８は、円形のアレイにあり、中央に位置付けられた形成器もある。要素１３０は、２つの円形アレイにある。外側アレイ内のそれらの要素１３０は、ボイド形成器１２８と交互になり、内側アレイ内のそれらの要素１３０は、中央に位置付けられたボイド形成器１２８を取り囲む。
【００９７】
次に、陰性の電気化学的に活性な物質のスラリが、ボイド形成器２８及び要素３０によって占められないケーシング１１２の容積を充填するように注入される（図２２及び図２３を参照）。結果として得られる陰性の物質の本体は、要素１３０を埋設し且つ要素１３０に付着する。要素１３０はケーシング１１２の頂部縁のレベルよりも上に突出し、既述のように、製造された電池において、要素１３０の上向きに突出している部分は負端子ポスト１１８を構成することが、図２３から分かる。
【００９８】
次に、スラリは自然に硬化させられ、或いは、熱の適用によって硬化が促進させられることができる。スラリは、必要とされるならば、それを水分及び熱に晒すことによってハイドロ硬化させられる(hydroset)ことができる。
【００９９】
次に、ボイド形成器１２８を除去して（図２４及び図２５を参照）、円筒形の空隙１３２（ボイド）を残す。要素１３０は、陰性の物質１１４に埋め込まれたままである。
【０１００】
次に、多孔性セパレータが電極の周りに巻かれた、図１７に例示する形態の電極１２２が、空隙１３２内にスライドして入り、ケーシングは電池酸で充填され、頂部閉鎖具が取り付けられる。
【０１０１】
チューブ１２４は、特定の形態の電池では、漏れ止めされた方法においてケーシング１１２の基部を通過することができる。チューブを通じて冷却剤（空気又は液体）を注入し熱を除去し、温度上昇が回避されるのを可能にすることができる。代替的に、対流によって熱を除去することができ、空気は単にチューブ１２４内で上昇することが可能にされる。
【０１０２】
要素１３０が中空チューブであるとき、要素１３０は、漏れ止めされた方法においてケーシングの基部を通過して、チューブ１２４と同じ方法において冷却のために用いられることも可能である。
【０１０３】
電池が最適動作温度より下に冷却されることがある条件において電池が用いられるならば、気体であれ液体であれ、加熱された流体を、チューブ１２４及び要素１１０を通じて供給することができる。
【０１０４】
正電極は侵食されるのに対し、負電極の侵食は最小限であることは、当該技術分野において良く知られている。既述の構造は、陰性の電気化学的に活性な物質又は要素１３０を交換することを必要とせずに、侵食された正電極が容易に置換されることを可能にする。
【０１０５】
上において、図１５及び図１６を参照して、電池の正電極の製造を記載した。陰性の電気化学的に活性な物質内にチューブ又はロッドを鋳込むことによって、類似の方法において負電極を製造することも可能である。この形態では、形成器１２８及び要素１３０の周囲の空間を充填するために用いられるのは陽性の物質である（図２３を参照）。
【０１０６】
図２６では、図１５、図１６、及び図１７を参照して記載したように製造された円筒形の正電極１３４及び円筒形の負電極１３６が、円筒形の負電極及び正電極が互い違いになるアレイ（配列）において示されている。直接的な接触を防止するために、正電極又は負電極を被覆するスリーブの形態のセパレータがある。アレイはケーシング（図示せず）内にあり、電極間の空隙は電池酸で通常充填される。しかしながら、活性炭及び／又はヒュームドシリカを含有する陰性の物質のスラリで空隙を充填することは可能である。陽性の物質と陰性の物質との間の接触を防ぐために、正電極は多孔性ポリエチレン又は吸収性ガラスマットを用いて被覆される。スラリが陽性の物質で作られるならば、陰性の物質と陽性の物質との間の直接的な接触を防止するために被覆されるのは、負電極である。
【０１０７】
図２７において、電極は、全て、正方形断面の鋳型内に鋳造され、正電極及び負電極が交互するアレイに配置される。セパレータは、正電極と負電極との間の直接的な接触を防止する。
【０１０８】
電池酸と活物質との間の接触を促進するために、細いロッド、細いチューブ又はストリングを、円筒形の電極が鋳造される鋳型内に設けることが可能であり、或いは形成器１２８と要素１３０との間でケーシング１１２内に設けることが可能である。活物質が硬化させられ、残存する通路が電池酸で満たされた後、これらは引き抜かれる。
【０１０９】
チューブ１２４及び要素１３０によって構成される電流導体は、活物質の本体(bodies  of  active  material)の完全な垂直方向延伸(full  vertical  extends)が電気化学反応に関与することを保証する。
【０１１０】
端子ポスト１１８は、それらにクランプされた（締め付けられた）バスバーを有することができ、バスバーは、正端子ポストを任意の所望のグループ分けにおいて互いに接続する。同様に、負端子ポスト１２０を任意の所要のグループ分けにおいて接続することができる。
【０１１１】
図２８において、電極１２２及び負の要素１３０は、同心状の円形アレイに配置されている。径方向に最外側のアレイ及び径方向に最内側のアレイは両方とも負の要素１３０を含み、中間のアレイは電極１２２を含む。中心電極１２２がある。
【０１１２】
図２９の電池は、正電極１２２及び要素１３０が異なるパターンで配置されている点においてのみ、図２８の電池と異なる。電池酸で充填された通路は、この図において例示されていない。
【０１１３】
スラリは、単一の種類の活物質を含むことができるが、異なる種類の活物質を連続的に注入して、図２９に示すように、複数の活物質層Ｌ１，Ｌ２等を形成することも可能である。
【０１１４】
次に、図３１を参照すると、これは電極１２２の上方端を例示している。電極を構成するチューブ１２４はフィン付きであり、フィンは１３６で指し示されている。チューブは、チューブの円筒部分のみならず、フィン１３６も取り囲む、鉛シース１３８を有する。通常は陽性であるが、陰性であることもできる、鋳造された電気化学的に活性な物質は、１４０で指し示されている。例示のように、チューブ１２４の上方部分は、外ネジ山付きである。
【０１１５】
バスバー１４２が図３２に示されており、バスバー１４２はその中に孔１４４を備えるリングの形態にある。
【０１１６】
図３３及び図３４に示すように、電極１２２及び要素１３０は、円形の配列にある。各アレイ内の電極１２２及び要素１３０は、適切な数の孔を備える相応する直径のバスバーによって互いに電気的に接続される。チューブ１２４のネジ山付き区画に締め付けられたバスバーの上下のナット１４６は、バスバー１４２とチューブ１２４との間の所要の電気的接続が行われることを保証する。各要素１３０の頂部区画もネジ山付きであり、要素１０は適切な直径のバスバー１４２によって電気的に接続されることに留意のこと。
【０１１７】
図３４では、円筒形ケーシング１１２が省略されているが、電極１２２及び要素１３０が突出するカバーが例示されており、１４８で指し示されている。
【０１１８】
各電極１２２が活物質に埋め込まれた２つの平行に離間したチューブを含むことも可能である。この形態において、各正電極は２つの端子を有する。この形態の電極は図３５に例示されている。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【国際調査報告】
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