(57)【要約】  本発明によれば、ガルバニ電池に蓄積されたエネルギーを消費するために、反対の電気的極性を有する電気的アレスタ(302、303、402、403)が、ガルバニ電池(301、401)のハウジングから数箇所で延びる。ハウジングは、他の箇所に、蓄電池の空間節約固定、または装置の中に蓄電池を固定するための固定要素(408、409、410、411)の空間節約配置を支援する設計要素(304、305、306、307)を備える。
2012533858.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、ガルバニ電池に蓄積されたエネルギーを送出するために逆極性を有し、いくつかの第1の箇所で前記ハウジングから突出する少なくとも2つの集電体(102、103、202、203、302、303、402、403、502、503、602、603、702、703)とを備えるガルバニ電池(101、201、301、401、501、601、701)であって、
前記ハウジングが、前記ガルバニ電池の前記ハウジングから集電体が突出しない1つまたは複数の他の第2の箇所に設計要素(304、305、306、307、621、622、623、624)を備える設計を有し、この設計が、これら設計要素を利用して、前記蓄電池の空間節約固定、または装置の中に前記蓄電池を固定するための固定要素(408、409、410、411、631、632、633、634、641、642、643)の空間節約配置を支援することを特徴とするガルバニ電池。
【請求項２】
前記ハウジングが、少なくとも1つの第2の箇所に少なくとも1つの抜き穴(304、305、306、307、704、705)を備え、これらを通って固定要素(408、409、410、411、512、513、514、515)が導かれ得る請求項1に記載のガルバニ電池。
【請求項３】
前記ハウジングが、少なくとも1つの第2の箇所に少なくとも1つの成形された要素(621、622、623、624)を備え、これらの中に、対応して成形された固定要素(631、632、633、634、641、642、643)が係合され得る請求項1に記載のガルバニ電池。
【請求項４】
前記ハウジングが、少なくとも1つの第2の箇所に、前記蓄電池の空間節約固定、または装置の中に前記蓄電池を固定するための固定要素の空間節約配置を支援する少なくとも1つの抜き穴を備える請求項1に記載のガルバニ電池。
【請求項５】
前記ハウジングが、少なくとも1つの第2の箇所に、前記蓄電池の空間節約固定、または装置の中に前記蓄電池を固定するための固定要素の空間節約配置を支援する少なくとも1つの再成形を備える請求項1に記載のガルバニ電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はガルバニ電池に関する。このようなガルバニ電池は、技術の多様な領域の様々な用途で必要とされ、かつ使用されている。ガルバニ電池のほとんどの用途における目標は、とりわけ、空間に関するエネルギー密度すなわちガルバニ電池の体積に対する蓄積エネルギーを最大化することである。このような電池は、複数のこのような電池を備えるバッテリーを構築するのに適切であり、したがって、このような電池はバッテリーセルと称されることもある。
【背景技術】
【０００２】
平坦で矩形のガルバニ電池が既知であり、電気化学的に活性部分は、フィルム状のパッケージによって取り巻かれており、これを通ってシートメタル形式の電気的接続(「集電体」)が導かれる。このような設計を有するバッテリーセルは、小袋電池またはコーヒーバッグ電池と称されることが多い。電圧は、ぴったり合う(form-fit)、非押し込み式(non-positive)または接着するやり方でシートメタル接合部に接続された接触要素を経由して引き出される。接触要素は、片側または両側が集電体に接続され得る。接触要素は、個々の電池の場合には 電気負荷(current consumer)または電流源に直接的または間接的に接続され、バッテリーまたは電池の諸ブロックの場合には電池を電気的に直列または並列に接続するのに役立つ。
【０００３】
サポート構造の中で電池を固定するためのいくつかの既知の解決策には、集電体とだけ接触させるものがある。他の解決策は、電池の縁端部を部分的または全体的に囲むものである。いくつかの用途では、第1の可能性は、さらなる実装空間を得るのに、保持要素を半径方向に部分的または全体的に電池を通りすぎて延ばすという不利益に関連している。いくつかの用途では、第2の可能性は、構造体全体の載荷容量が小さいという不利益に関連している。また、集電体通路に対する張力/剪断応力によって、電池の中で生じる漏れのリスクが増加する恐れがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が取り組む課題は、このようなガルバニ電池の実装の、空間に関するエネルギー効率の最大化に貢献することである。この課題は、請求項1に記載のガルバニ電池によって解決される。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によるこのガルバニ電池は、ハウジングと、ガルバニ電池に蓄積されたエネルギーを送出するために電気的に反対の極性を有する少なくとも2つの集電体とを備え、集電体は、いくつかの第1の箇所でハウジングから突出し、ハウジングは、集電体がガルバニ電池のハウジングから突出しない1つまたは複数の他の第2の箇所における特定の設計要素を有する設計であり、この設計が、これら特定の設計要素を利用して、蓄電池の空間節約固定、または装置の中に蓄電池を固定するための固定要素の空間節約配置に役立つ。
【０００６】
本発明の意味でのガルバニ電池は、任意のタイプの電池を指し、具体的には電気化学電池であり、後者の場合には、具体的には1次電池または2次電池である。当業者によって集電体またはシートメタル接合部と一般に称される少なくとも2つの接触要素または電極が、ガルバニ電池に蓄積されたエネルギーを送出するのに役立ち、このようなガルバニ電池のハウジングから外側へ導かれる。これらの集電体は、ハウジングから数箇所しか突出しないことが多い。本発明によれば、本発明による電池のハウジングは、集電体を外側へルーティングする必要がないかまたはルーティングするのに使用されないハウジングの箇所が、装置の中に蓄電池を固定するための固定要素の空間節約配置を支援するように設計される。
【０００７】
これらは、1つまたは複数の固定要素の空間節約配置を支援するように選択されたハウジングの縁端部上の1つまたは複数の箇所であり得る。
【０００８】
多くの場合、このハウジングは実質的に平坦かつ矩形である。このような電池の電気的または電気化学的に活性部分は、フィルムのようなパッケージによって取り巻かれることが多い。
【０００９】
ハウジングの形状にかかわらず、このパッケージは、本発明の範囲内の電池のハウジングの構成要素である。
【００１０】
この状況では、空間節約配置は、装置の中で収納に実際上必要な容積に対するエネルギー含有量の最大化に寄与するあらゆる配置を意味するものと理解される。実際上必要な容積は、特定の電池に割り当てるために、他のやり方では用いることができない装置の分容積である。実際上必要な容積には、ガルバニ電池の体積およびこのガルバニ電池のすべての「デッドスペース」の体積の合計が含まれる。したがって、実際上必要な容積は、ガルバニ電池自体の体積だけでなく、実装技術ならびに実装に使用される固定手段のタイプおよび配置にも左右される。
【００１１】
本発明の状況では、固定要素は、装置の中に電池を固定するのに適切な、すなわち、必要に応じてたとえ部分的でも電池の運動の自由を制限するのに適切な任意のデバイスであると理解される。
【００１２】
本発明の状況では、蓄電池の空間節約固定、または装置の中に蓄電池を固定するための固定要素の空間節約配置を支援する設計は、装置内の収納に実際上必要な容積に対するエネルギー含有量の最大化に寄与するあらゆるハウジング(可能な場合にはそのパッケージを含む)の設計を意味するように意図される。
【００１３】
本発明の有利な発展は、従属請求の内容である。本発明が、図面を利用しながら好ましい実施形態を参照して、以下でより詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】平坦で矩形の「小袋電池」の実例を用いる一般的なガルバニ電池の図である。
【図２】シートメタル接合部を外部に導き、電池を固定するのに用いられ得る、特に強調して示されたハウジングの箇所を備える図1の小袋電池の図である。
【図３】本発明の好ましい実施形態により、ハウジングに抜き穴(cutout)を備えるガルバニ電池の図である。
【図４】本発明の好ましい実施形態により、ハウジングの抜き穴およびこれらの抜き穴を通って導かれる固定要素を備えるガルバニ電池の図である。
【図５】図4に示された配置の上面図である。
【図６】本発明の好ましい実施形態により、パッケージに窪み(impression)を備え、これによって電池が保持要素にクランプされる小袋電池の図である。
【図７】本発明の好ましい実施形態により、ハウジングの同じ側で外へ導かれる集電体を備え、ハウジングの他の箇所に抜き穴を備える蓄電池の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図1に示されるように、ガルバニ電池は、平坦で実質的に矩形の形状を有することが多い。この形状により、複数のこのようなガルバニ電池を組み立ててバッテリーを形成するのが簡単になり、バッテリー内では、このようなガルバニ電池が電気的に直列または並列に相互接続される。本発明は、このような「小袋電池」を一例として用いて説明されるが、このような電池に限定されない。
【００１６】
このような電池101では、一般に、これらの電池の電気的または電気化学的に有効な部分がフィルムのようなパッケージによって取り巻かれ、このパッケージが電池の端104、105、106、107に、溶接するか、接着するか、または何らかの他のやり方で接合され、このパッケージの層の間をシートメタル接合部102、103が外部へ導かれて、装置の接合部への電気的接触が可能になる。フィルム状のパッケージにより、ガルバニ電池が収容され得る最小の密封される長方形が拡大する。結果として、装置の中にガルバニ電池を組み込むのに必要とされる、こうしなければ利用することができない容積も増加する。
【００１７】
本発明は、装置のこれらの容積の一部分が実際に役立ち得るのであれば、部分的には不可避的に実装と関連するエネルギー効率の損失を低減することができるという発見に基づくものである。図2に示されるように、一例として図1に示された蓄電池のハウジングは、電池を固定するのに利用されなければ未使用のままとなる箇所204、205、206、207(当業者によって「デッドスペース」とも称される)を含む。この発見は、本発明によって利用される。
【００１８】
これらのデッドスペースは、電池201の集電体202、203とは別の箇所に位置する。デッドスペースは、必然的ではないが、ハウジングまたはガルバニ電池のコーナーに位置することが多い。図3は、本発明の一実施形態を参照することにより、本発明がこれらのデッドスペースを利用する様子を示す。この実施形態では、穴304、305、306、307などの抜き穴（切り抜き）がガルバニ電池のパッケージのコーナーに設けられ、これらを通して、図4および図5に示されるように固定要素408、409、410、411、512、513、514、515が導かれ、蓄電池を装置の中に固定する。
【００１９】
本発明の一実施形態は、有利で、したがって好ましいものであり、少なくとも1つの接触要素が少なくとも1つの集電体の一方の面に配置され、少なくとも1つの絶縁物または保持要素が他方の面に配置される(これが、とりわけ、接触要素に対して集電体を押し付けることができる)。
【００２０】
より一般的な表現では、本発明によれば、集電体が矩形電池の側縁部の全体の長さを必要としないという事実から結果として生じるデッドスペースが、実装空間に関していずれにも偏しないやり方で固定要素を配置するのに利用される(図2を参照されたい)。この目的のために、電池(またはパッケージ)のこれらの領域には、例えば、すなわち穴などの抜き穴、刻み目のあるコーナーもしくは折り重なったコーナーなどの窪み、エンボス(embossing)などの標的とされた再成形、またはこぶなどを固着させて上に配置した部品が備わっており、対応して成形された保持要素がこれに係合され得る。
【００２１】
電池のパッケージの中にこのようなエンボスを備えた実施形態が、図6に示されている。蓄電池のパッケージのコーナー204、205、206、207(図2を参照されたい)は、この場合こぶ形構造体621、622、623、624を備え、これらは、例えば、対応するエンボス加工をフィルムに施すかまたはフィルムの上に接着することによって与えることができる。次に、対応して成形された固定要素631、632、633、634、641、642、643が、例えばこぶ状である構造体に係合され得る。
【００２２】
ガルバニ電池(蓄電池とも称される)のシートメタル接合部は、必ずしもハウジングの両側に与える必要があるとは限らない。図7に示されるように、この場合、反対側のハウジング縁端部すなわちシートメタル接合部の反対側のフォイル細長片の幅を特に狭く設計することができるので、シートメタル接合部を片側に配置することにより、場合によっては特に大きな実装空間を節約することができる。このような場合、本発明によって設けられるハウジングの形成要素、すなわち例えば図7に示されるような窪み、抜き穴またはその上に設置された構造体を、シートメタル接合部も配置される面に与えるのが特に有利であることが多い。
【符号の説明】
【００２３】
101  ガルバニ電池
102  シートメタル接合部
103  シートメタル接合部
104  電池の端
105  電池の端
106  電池の端
107  電池の端
201  ガルバニ電池
202  集電体
203  集電体
204  デッドスペース
205  デッドスペース
206  デッドスペース
207  デッドスペース
301  ガルバニ電池
302  集電体
303  集電体
304  抜き穴
305  抜き穴
306  抜き穴
307  抜き穴
401  ガルバニ電池
402  集電体
403  集電体
408  固定要素
409  固定要素
410  固定要素
411  固定要素
501  ガルバニ電池
502  集電体
503  集電体
512  固定要素
513  固定要素
514  固定要素
515  固定要素
601  ガルバニ電池
602  集電体
603  集電体
621  こぶ形構造体
622  こぶ形構造体
623  こぶ形構造体
624  こぶ形構造体
631  固定要素
632  固定要素
633  固定要素
634  固定要素
641  固定要素
642  固定要素
643  固定要素
701  ガルバニ電池
702  集電体
703  集電体
704  抜き穴
705  抜き穴
【図１】
2012533858.tif 000003
【図２】
2012533858.tif 000004
【図３】
2012533858.tif 000005
【図４】
2012533858.tif 000006
【図５】
2012533858.tif 000007
【図６】
2012533858.tif 000008
【図７】
2012533858.tif 000009
【国際調査報告】
2012533858.tif 000010
2012533858.tif 000011
2012533858.tif 000012
2012533858.tif 000013
2012533858.tif 000014
2012533858.tif 000015