(57)【要約】  略角柱の形状を有する本発明に係るガルバニセル（１）は、少なくとも１つのアノード（３、３ａ）、カソード（４、４ａ）、およびセパレータ（５）を有する電極スタック（２）を具備する。前記セパレータ（５）は、電解質を少なくとも部分的に受容するために設けられている。さらに、前記ガルバニセルは、前記電極スタックを少なくとも部分的に包囲する、少なくとも２つのハウジング部分（６、７）を有する。少なくとも１つの結合継目（８、８ａ）は、前記少なくとも２つのハウジング部分を少なくとも部分的に結合する。前記ガルバニセルは、前記少なくとも１つの結合継目が伸縮性を有するように構成されていることを特徴とする。
2012518869.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略角柱の形状を有するガルバニセル（１）であって、
少なくとも１つのアノード（３、３ａ）、カソード（４、４ａ）、および、電解質を少なくとも部分的に受容するために設けられているセパレータ（５）を有する電極スタック（２）と、
前記電極スタック（２）を少なくとも部分的に包囲するために設けられている少なくとも２つのハウジング部分（６、７）と、
前記少なくとも２つのハウジング部分（６、７）を少なくとも部分的に結合するために設けられている少なくとも１つの結合継目（８、８ａ）と、を有するガルバニセル（１）において、
前記少なくとも１つの結合継目（８、８ａ）は伸縮性を有するように構成されていることを特徴とするガルバニセル（１）。
【請求項２】
少なくとも１つのアノード（３）が、前記少なくとも２つのハウジング部分（６、７）の内の一方と少なくとも領域的に、導電性および導熱性を有して接触していること、および、
少なくとも１つのカソード（４）が、前記少なくとも２つのハウジング部分（６、７）の内の他方と少なくとも領域的に、導電性および導熱性を有して接触していることを特徴とする請求項１に記載のガルバニセル（１）。
【請求項３】
少なくとも１つのアノード（３）が、前記少なくとも２つのハウジング部分（６、７）の内の一方として構成されており、少なくとも１つのカソード（４）が、前記少なくとも２つのハウジング部分（６、７）の内の他方として構成されていることを特徴とする請求項１に記載のガルバニセル（１）。
【請求項４】
前記少なくとも１つの結合継目（８、８ａ）が、所定の方法で破壊されるように構成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のガルバニセル（１）。
【請求項５】
前記少なくとも２つのハウジング部分（６、７）の内の少なくとも１つが、少なくとも１つの境界面（９）と、少なくとも１つの第１の接触領域（１０、１０ａ）とを有しており、
前記少なくとも１つの第１の接触領域（１０、１０ａ）は、特に前記少なくとも１つの境界面（９）上に配置されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のガルバニセル（１）。
【請求項６】
前記少なくとも２つのハウジング部分（６、７）が組立のために設けられており、前記少なくとも２つのハウジング部分（６、７）は、組立の後、互いに対して固定されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のガルバニセル（１）。
【請求項７】
前記少なくとも２つのハウジング部分（６、７）の内の少なくとも１つが、緩められた状態から引っ張られた状態に移行するために設けられていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のガルバニセル（１）。
【請求項８】
前記ガルバニセル（１）には、更に少なくとも１つの測定装置（１１）、特に温度測定装置（１１ａ）が配設されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のガルバニセル（１）。
【請求項９】
前記少なくとも１つの測定装置（１１）は、少なくとも１つの第２の接触領域（１２、１２ａ）と特に導電性を有して接続されていることを特徴とする請求項８に記載のガルバニセル（１）。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一項に記載のガルバニセル（１）を製造するための方法であって、
ａ）電極スタック（２）を形成するステップと、
ｂ）前記電極スタック（２）の周囲に少なくとも２つのハウジング部分（６、７）を配置するステップと、
ｃ）前記少なくとも２つのハウジング部分（６、７）を押圧し合うステップと、
ｄ）少なくとも１つの結合継目（８、８ａ）を形成するステップと、
を有する、ガルバニセル（１）を製造するための方法。
【請求項１１】
ステップｄ）の前に、前記少なくとも２つのハウジング部分（６、７）によって包囲された空間内部に低圧が形成されることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載のガルバニセル（１）を製造するための請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
ステップｄ）の前に、前記少なくとも２つのハウジング部分（６、７）の内の少なくとも１つが、緩められた状態から引っ張られた状態に移行することを特徴とする、請求項７に記載のガルバニセル（１）を製造するための請求項１０または１１に記載の方法。
【請求項１３】
少なくとも１つの前記結合継目（８、８ａ）が、所定の条件において、所定の方法で破壊され、特に前記ガルバニセル（１）の内容物が部分的に流出することを許容することを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載のガルバニセル（１）の動作方法。
【請求項１４】
前記少なくとも２つのハウジング部分（６、７）の内の少なくとも１つから、所定の条件において、熱エネルギーが取り出されることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載のガルバニセル（１）の動作方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリのためのガルバニセルに関する。本発明は、自動車の駆動力を供給するための、再充電可能なリチウムイオン電池に関連して説明される。本発明は、ガルバニセルの型や化学的性質にも関係なく、また、供給される駆動力の種類にも関係なく利用できることに注意が必要である。
【背景技術】
【０００２】
先行技術からは、自動車の駆動力を供給するために複数のガルバニセルを備えた再充電可能なバッテリが知られている。再充電可能バッテリが自動車内で動作している間に、ガルバニセルが経年劣化する。力学的な要求が、ガルバニセルのいくつかのアセンブリに有害に作用し、その耐用年数を減少させる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の課題は、ガルバニセルの耐用年数を増大させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明によると、本課題は独立請求項の対象によって解決される。本発明の好ましい更なる構成は、従属請求項の対象である。
【０００５】
略角柱の形状である本発明に係るガルバニセルは、少なくとも１つのアノード、カソード、およびセパレータを有する電極スタックを備えている。前記セパレータは、電解質を少なくとも部分的に受容するために設けられている。さらに、前記ガルバニセルは、少なくとも２つのハウジング部分を有しており、前記ハウジング部分は、前記電極スタックを少なくとも部分的に包囲している。少なくとも１つの結合継目は、少なくとも２つのハウジング部分を少なくとも部分的に結合している。前記ガルバニセルは、少なくとも１つの結合継目が伸縮性を有するように構成されているという特徴を備えている。
【０００６】
本発明においてガルバニセルとは、化学的エネルギーの貯蔵にも、電気的エネルギーの放出にも用いられる装置であると理解される。そのために、本発明に係るガルバニセルは、少なくとも１つの電極スタックを利用することが可能であり、前記電極スタックは、組立型ハウジングによって包囲されている。
ガルバニセルも、充電の際に電気的エネルギーを受容するように構成することができる。この場合、二次電池または蓄電池と呼ばれる。
複数のガルバニセルを、バッテリに、特に電気的に直列および／または並列に接続することができる。このとき、複数のガルバニセルは、特に互いに接触して配置されている。
【０００７】
本発明において電極スタックとは、ガルバニセルのアセンブリとして、化学的エネルギーの貯蔵にも、電気的エネルギーの放出にも用いられる装置であると理解される。そのために、前記電極スタックは、少なくとも２つの電極、アノードおよびカソードと、１つのセパレータとを有しており、前記セパレータは電解質を少なくとも部分的に受容する。好ましくは、少なくとも１つのアノードと、セパレータと、カソードとは重なり合って配置されているか、もしくは積み重ねられており、前記セパレータは少なくとも部分的に、アノードとカソードとの間に配置されている。この順番は、電極スタック内部で任意に繰り返される。好ましくは、層は電極ロールに巻き上げられる。以下、「電極スタック」という概念は、電極ロールにも用いられる。
電気的エネルギーの放出前、貯蔵された化学的エネルギーは電気的エネルギーに変換される。前記変換は損失を免れ得ない。充電の間、電極スタックもしくはガルバニセルに供給された電気的エネルギーは化学的エネルギーに変換され、貯蔵される。
電気的エネルギーを取り出す際、または供給する際、電極スタックには熱出力を引き起こす電流が流れる。この熱出力によって、電極スタックもしくはガルバニセルの温度が上昇し得る。温度上昇の結果として、電極スタックは膨張する。
好ましくは、電極スタックは複数の電極対とセパレータとを有している。特に好ましくは、いくつかの電極が重なり合って、特に電気的に接続されている。好ましくは、電極スタックの外側電極は異なる極性を有する。好ましくは、前記電極スタックは直方体である。好ましくは、プレート状の電極と付属する電極スタックとの最大値を有する法線ベクトルは、平行に配置されている。
【０００８】
本発明においてアノードとは、充電の際、正電荷を持つイオンを、例えば隙間などに堆積させる装置であると理解される。このとき、アノードは膨張し得る。また、加熱の結果でも、アノードは膨張し得る。好ましくは、アノードは活性アノード物質と、導電体とを有している。好ましくは、アノードの前記導電体は薄肉に形成されており、特に好ましくは金属ホイルとして形成されている。好ましくは、導電体は略長方形に形成されている。
【０００９】
本発明においてカソードとは、放電の際、もしくは電気的エネルギーの放出の際、電子および正電荷を持つイオンを受容する装置であると理解される。好ましくは、カソードは活性カソード物質と、導電体とを有している。好ましくは、カソードの前記導電体は薄肉に形成されており、特に好ましくは金属ホイルとして形成されている。好ましくは、カソードの形状は、電極スタックのアノードの形状に略一致する。
【００１０】
本発明においてセパレータとは、アノードおよびカソードもしくはそれらの活性電極物質を分離し、離間する装置であると理解される。前記セパレータは、電解質を少なくとも部分的に受容する。好ましくは、セパレータは薄肉に形成されており、特に好ましくはポリマーホイルとして形成されている。好ましくは、セパレータの形状は、電極スタックのアノードの形状に略一致する。好ましくは、セパレータはセラミック材料を有している。
【００１１】
本発明においてハウジング部分とは、電極スタックを少なくとも部分的に包囲する装置であると理解される。好ましくは、特に薄肉のハウジング部分は、三次元形状および／または少なくとも１つの境界縁を有する。ハウジング部分の形状は、電極スタックの形状にも適応している。好ましくは、ハウジング部分は、少なくとも領域的に導電性材料を有している。好ましくは、ハウジング部分は、銅、アルミニウム、特殊鋼、および／または硬化性ポリマーを含有している。好ましくは、ハウジング部分は領域的に、特に電気的絶縁性のコーティングで被覆されている。
好ましくは複数のハウジング部分、特に２つのハウジング部分は、共に電極スタックの大部分を包囲するように構成されている。好ましくは、２つのハウジング部分の少なくともそれぞれ１つの境界縁が、少なくとも部分的に平行に延在している。好ましくは、様々なハウジング部分の、部分的に平行に延在する境界縁は、狭い隙間によって分離している。好ましくは、少なくとも２つのハウジング部分は互いに電気的に絶縁している。
【００１２】
本発明において伸縮性の結合継目とは、複数のハウジング部分を特に材料接続的に結合する装置であると理解される。好ましくは、伸縮性の結合継目は弾性を有するように構成されている。複数のハウジング部分は、複数の分離した結合継目によって結合されていてもよい。好ましくは、少なくとも１つの結合継目は、貼付、はんだ付け、または溶接によっても形成されている。好ましくは、伸縮性の結合継目を形成する接合法が用いられる。好ましくは、少なくとも１つの結合継目の材料の弾性率は、ハウジング部分の材料の弾性率よりも小さい。特に、少なくとも１つの伸縮性の結合継目内部の弾性復元力は、少なくとも２つのハウジング部分による電極スタックの密接な包囲をもたらす。
好ましくは、少なくとも１つの結合継目の材料の導電性は、ハウジング部分の材料の導電性よりも明らかに小さい。好ましくは、少なくとも１つの結合継目は、少なくとも１つの硬化性ポリマーを有する。特に好ましくは、少なくとも１つの結合継目は、エラストマーまたはゴムを有する。
【００１３】
ガルバニセルの電極スタックが、温度上昇の結果、イオンの電極への堆積の結果、および／または電極での物質の析出の結果として膨張する限りにおいて、ガルバニセルのハウジング、特に結合継目の少なくとも１つの領域は、前記膨張の影響を少なくとも一時的に受ける。例えば、電極スタックの層に作用する力は減少する。圧縮応力の結果としてもたらされ得る電極スタックの層の破損は減少する。したがって、電極スタックのガルバニ効果は大幅に維持され、本課題は解決される。
【００１４】
以下に、本発明の好ましい更なる構成を説明する。
【００１５】
有利には、電極スタックの少なくとも１つのアノードおよびカソードが、導電性および導熱性を有して、少なくとも領域的に、様々なハウジング部分と、特に力接続的および／または形状接続的に結合されている。したがって、アノードもカソードも、それぞれハウジング部分と、電気的エネルギーおよび／または熱エネルギーを交換できる。
ガルバニセルの電極は、いわゆるターミナルブッシングと接触可能である。このとき、一般的には、前記ターミナルブッシングはガルバニセルのハウジングを貫通している。貫通箇所は周囲に対して密閉される。しかしながら、電極とハウジング部分との間に導電性の接触がある場合には、ターミナルブッシングを省略してもよい。その場合、ハウジングからのリークを回避できるので有利である。
電極とハウジング部分との間における導熱性接触によって、外部から、電極もしくは電極スタックと熱エネルギーを交換することができる。それによって、ガルバニセルの電極もしくは電極スタックの温度に影響が及ぼされ得る。特に、電極とハウジング部分との間の導熱性接触の領域が広範囲に構成されている場合、より大きな熱出力も、電極もしくは電極スタックと交換可能である。
【００１６】
有利には、電極スタックの少なくとも１つのアノードとカソードとがハウジング部分として構成されている。好ましくは、電極スタックの両側の外側電極がハウジング部分として構成されている。好ましくは、この両方の外側電極は、異なる極性を有している。このように２つの電極を構成することによって、有利には、ハウジング部分を付加することを省略できる。前記実施形態においては、少なくとも１つの伸縮性の結合継目が、アノードをカソードと結合し、電極スタックの残層の周囲を密閉するハウジングを形成する。このとき、伸縮性の結合継目は、結合されたハウジング部分もしくは電極を互いに絶縁する。
【００１７】
有利には、少なくとも１つの結合継目は、所定の方法で破壊されるように構成されている。少なくとも１つの結合継目の対応する構成においては、ガルバニセル内部の、結合継目の破壊に必要な過剰圧力の高さにも影響が及ぼされ得る。さらに、前記結合継目は、好ましくは薄肉箇所または所定破断箇所を有するように構成されているので、少なくとも１つの結合継目が破壊される箇所に対して影響が及ぼされ得る。さらに、少なくとも１つの結合継目の対応する構成においては、薄肉箇所または所定破断箇所の規模を通じて、少なくとも１つの結合継目が破壊された後の開口面の大きさに影響が及ぼされ得る。
【００１８】
有利には、第１の接触領域は、ハウジング部分の境界面に配置されている。第１の接触領域は、導電性および／または導熱性を有する。電極スタックとの電気的エネルギーもしくは熱エネルギーの交換に関して、ハウジングは更なる抵抗としても作用する。２つの電極をハウジング部分として構成する前記構成によって、電気抵抗および熱抵抗は、ガルバニセルの従来の構成に対して減少する。ガルバニセルの前記構成によって、前記ガルバニセルは、有利には、複数の、および／またはより大きな第１の接触領域を通じて、導電性および／または導熱性を有して接触され得る。有利には、ハウジング部分のブッシングもしくは貫通は省略できる。
【００１９】
有利には、少なくとも２つのハウジング部分は、組立もしくは電極スタックの包囲の後、互いに対して固定されている。少なくとも２つのハウジング部分が、電極スタックを特に形状接続的に包囲している。このとき、２つのハウジング部分は、電極スタックに密接している。好ましくは、少なくとも２つのハウジング部分は、電極スタックに、所定の圧力を加える。前記圧力によって、電極スタックの様々な層は重なり合って固定され、ハウジング部分と良好な電気的および熱的接触を有するようになる。ハウジング部分の圧力によって、電極スタックの様々な層が互いに対して摩擦力を及ぼすようになる。前記摩擦力は、特に振動の結果である、各層の望ましくない相対運動を減少させる。したがって、ガルバニセルの動作中に生じる振動が、電極スタックの結合を阻害することは少なくなる。少なくとも２つのハウジング部分の固定によって、これら少なくとも２つのハウジング部分間の隙間は、伸縮性の結合継目の除去または破壊後に拡大する。特に、少なくとも１つの伸縮性の結合継目内部における弾性復元力は、少なくとも２つのハウジング部分による電極スタックの密接な包囲をももたらす。
【００２０】
有利には、複数のハウジング部分の内の少なくとも１つは、電極スタックと接するため、もしくはハウジングを閉鎖するために変形されなければならない。前記変形は、前記ハウジング部分内部に機械的応力および弾性復元力をもたらす。前記応力および復元力によって、前記ハウジング部分は、残りのハウジングと共に、電極スタックに力を及ぼすことができるようになる。この力は、好ましくは電極スタックの少なくとも１つの境界面に垂直に作用し、このとき、電極スタックの様々な層は押圧し合う。このとき、電極スタックは特に残りのハウジングで支持されている。好ましくは各層間の摩擦力は、特に振動の結果である、各層の脱落を減少させる。前記ハウジング部分は好ましくは、溝またはリブを設けることによって強化される。それによって、弾性復元力は増大する。
【００２１】
有利には、ガルバニセルには、少なくとも１つの測定装置、特に熱電素子が配設されている。この少なくとも１つの測定装置は、特に所定の箇所におけるガルバニセルの温度を測定し、付属する測定値を供給するために設けられている。好ましくは、少なくとも１つの測定装置が、少なくとも２つのハウジング部分内部に配置されている。好ましくは、少なくとも１つの測定装置は、電極スタックのパラメータを算出する。前記パラメータは、望ましくない動作状況、特に過熱に関する情報を与えるものである。圧力および温度は前記パラメータである。
【００２２】
有利には、ハウジング部分内部の前記測定装置への少なくとも１つのリード線は、少なくとも１つの第２の接触領域と接続している。好ましくは、第２の接触領域は、ハウジング部分の内壁の一部である。複数の第２の接触領域は、好ましくは互いに、および、少なくとも１つのハウジング部分の残りの領域に対して絶縁しているが、前記領域自体は導電性を有する。したがって、少なくとも１つのハウジング部分の第２の接触領域の接触によって測定された測定値を用いることが可能である。有利なことに、特に接続ケーブルによる貫通を省略することができる。
【００２３】
有利には、本発明に係るガルバニセルは、その少なくとも２つのハウジング部分が、組立後に互いに固定されているように製造される。そのために、少なくとも２つのハウジング部分は、電極スタックの周囲に配置された後、押圧し合う。好ましくは、そのために加工装置が用いられる。前記加工装置は、少なくとも２つのハウジング部分の結合されるべき境界縁への到達を許容する。好ましくは、少なくとも１つの伸縮性の結合継目は、貼付、はんだ付け、または溶接によって形成される。しかしながら、その他の接合方法も、少なくとも２つのハウジング部分を弾性的に結合するために適している。
【００２４】
有利には、少なくとも２つのハウジング部分によって包囲された空間は、少なくとも１つの結合継目が形成される前に真空にされる。好ましくは、本発明に係るガルバニセルの製造は、少なくとも一時的に、真空空間内部で行われる。このとき、「真空」との概念には、標準大気に対して明らかに減少した空気圧も含まれる。好ましくは、前記加工装置は、少なくとも１つの結合継目の形成前に、真空領域に移行する。結合継目が製造された後初めて、閉鎖されたガルバニセルは真空領域から再び取り出される。
【００２５】
有利には、電極スタックを包囲するために少なくとも１つのハウジング部分が用いられる。前記ハウジング部分は、引っ張られた状態に移行可能である。引っ張られた状態でようやく、前記ハウジング部分の形状は、電極スタックの形状に一致する。好ましくは、前記ハウジング部分は、引っ張られた状態において少なくとも部分的に電極スタックに接している。好ましくは、本発明に係るガルバニセルを製造するために、加工補助手段が用いられる。前記手段は、少なくとも１つのハウジング部分の引っ張られた状態への移行をもたらす。好ましくは、少なくとも２つのハウジング部分を互いに押圧することと、少なくとも１つのハウジング部分を引っ張られた状態に移行させることとは、同一の加工補助手段を用いて行われる。このとき、最初に少なくとも２つのハウジング部分が電極スタックの周囲で押圧し合うか、それとも最初に少なくとも１つのハウジング部分が引っ張られた状態に移行するかは重要ではない。
【００２６】
有利には、本発明に係るガルバニセルは、特に所定の過剰圧力において、ガルバニセル内部で、少なくとも１つの結合継目の領域が破壊されるように動作する。そのために、少なくとも１つの結合継目は、好ましくは少なくとも１つの薄肉箇所を有している。薄肉箇所は、特に少なくとも１つの結合継目の領域に配置されている。前記領域は、比較的多量の電解質の流出を防止する。特に、薄肉箇所は、ガルバニセルの領域に配置されており、前記領域は、動作中に付属バッテリの上側領域に配置されている。このとき、薄肉箇所の長さは、好ましくは、過剰圧力が急激に消失しない長さに決定される。しかしながら、付属バッテリの動作状況によっては、可能な限り急速な過剰圧力の消失が生じる可能性がある。この場合、少なくとも１つの薄肉箇所は、むしろより長い寸法に決定され、場合によっては、少なくとも２つのハウジング部分の複数の境界縁に沿って形成されている。好ましくは、伸縮性の結合継目は過負荷に際して、少なくとも部分的に亀裂を生じるか、または破壊される。
【００２７】
有利には、本発明に係るガルバニセルは、特にガルバニセルの所定最高動作温度を超過した場合に、少なくとも１つのハウジング部分から熱エネルギーを取り去るように動作する。そのために、本発明に係るガルバニセルは、好ましくは排熱装置と導熱性を有して接触している。前記排熱装置は、上位のバッテリの一部であっても良い。好ましくは、接続可能な排熱装置を接続するために、ガルバニセルの測定装置によって供給された測定値、特にガルバニセルの温度が用いられる。
【００２８】
本発明の更なる利点、特徴、および利用可能性は、図を用いた以下の説明から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係るガルバニセルの構成を断面で示した図である。
【図２】本発明に係るガルバニセルの更なる構成を断面で示した図である。
【図３】本発明に係るガルバニセルの第２の更なる構成を断面で示した図である。
【図４】本発明に係るガルバニセルのためのハウジング部分の更なる構成を断面で示した図である。
【図５】本発明に係るガルバニセルであって、その結合継目が薄肉箇所もしくは所定破断箇所を有するガルバニセルの更なる構成の一部を示す図である。
【図６】測定装置を有する本発明に係るガルバニセルの更なる構成の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
[実施例１]
図１は、本発明に係るガルバニセル１を示している。前記ガルバニセルの電極スタック２は、２つのハウジング部分６、７によって包囲されている。両方のハウジング部分６、７は、弾性結合継目８、８ａによって互いに結合されている。ハウジング部分６、７の型によっては、前記ハウジング部分は、それぞれの貫通する結合継目によっても結合可能である。電極スタック２は、複数のアノード３、３ａ、複数のカソード４、４ａ、および複数のセパレータ５が積み重ねられて構成されている。このとき、電極３、３ａ、４、４ａ、およびセパレータ５は、長方形のホイルとして構成されている。セパレータホイル５は、電極ホイルよりもいくらか大きい寸法に決定されている。電極スタック２は、アノード３ａによって、および、もう一方の側ではカソード４によって区切られている。図示されてはいないが、ハウジング部分６、７は電極スタック２を包囲しているので、境界を成すアノード３ａと境界を成すカソード４とが、異なるハウジング部分６、７と導電性および導熱性を有して接触する。伸縮性の結合継目８、８ａは、前記結合継目が、両方のハウジング部分６、７を弾性復元力によって電極スタック２の周囲に固く寄せ合わせるように構成されている。両方のハウジング部分６、７は互いに対して固定されているので、前記ハウジング部分は、結合継目８、８ａが破壊された場合、または結合継目８、８ａが欠けている場合には、電極スタック２に関するその所定の位置から離れる可能性がある。ハウジング部分６、７は合同な形に形成されており、組み合わされて略直方体の形状を構成する。このとき、ハウジング部分６、７は、前記ハウジング部分によって包囲される空間が、電極スタック２の体積よりも小さくなるような寸法に決定される。伸ばされていない結合継目８、８ａの寸法を考慮しても、ハウジング部分６、７によって包囲された空間は、電極スタック２の体積よりも小さい。ハウジング部分６、７は、ハウジングを閉鎖した後、電極スタック２に力を及ぼす。前記力によって、電極スタックの各層も押圧し合う。
【００３１】
図２は、本発明に係るガルバニセルの更なる実施形態を断面で示した図である。ここでは、アノード３およびカソード４は、ハウジング部分６、７として形成され、その課題を実行するように構成されている。有利には、前記構成においては、ハウジング部分のための付加的なアセンブリを省略することができる。電極３、４によって形成されたハウジング部分６、７は、セパレータ層５によって分離されるとともに、伸縮性かつ弾性を有する結合継目８、８ａに結合されている。伸縮性の結合継目８、８ａ内部の弾性復元力によって、電極３、４はセパレータ５を、ある程度の圧力を伴って包囲する。それによって、各層間に良好な導電性および導熱性接触が生じている。完全に、電極３、４は、複数のセパレータ５と更なる電極とを包囲することができる。
【００３２】
図３は、本発明に係るガルバニセル１の第２の更なる構成を示している。ここでも、電極３、４は同時に２つのハウジング部分６、７を形成する。このとき、アノード３とカソード４とは多層に構成されている。特に、更なる電極層３ａ、４ａは、はんだ接合によって、ハウジングを形成する電極３、４と、導電性および導熱性を有して結合されている。アノード３、３ａもしくはカソード４、４ａの各層は、セパレータ５によって分離され、離間されている。アノード３もしくはカソード４は、電極スタック２に対して、押圧し合う圧力を共に加えるように設計されている。伸縮性の結合継目８、８ａは、前記圧力を弾性復元力の結果、維持する。伸縮性の結合継目８、８ａは、両方のハウジング部分６、７もしくは電極３、４を、互いに電気的に絶縁させる。
【００３３】
図４は、緩めた状態におけるハウジング部分６の断面を示す図である。ハウジング部分６の辺６２は湾曲しており、補強リブが設けられている。図示しやすいように、曲げ半径は誇張されている。伸ばすことで、辺６２内には引張応力および圧縮応力が生成される。前記応力は、辺６２を当初の形状に押し戻す。辺６２が湾曲しようとする傾向は、図示されていない電極スタックと接していることによって力を生成する。前記力は、電極スタックの層を互いに押圧する。
【００３４】
図５は、本発明に係るガルバニセル１の一部を示している。その結合継目８は、薄肉箇所もしくは所定破断箇所８１を有している。薄肉箇所８１は、大きな開口部が形成され、前記開口部によって、セル内部における過剰圧力が迅速に消失できるような寸法に決定されている。薄肉箇所８１は、主にガスが流出できるように、ガルバニセル１の上側領域に配置されている。
【００３５】
図６は、測定装置を有する本発明に係るガルバニセル１を示している。測定装置、ここでは熱電素子は、ガルバニセル１内部に配置されており、図示されていない。ハウジング部分６は、伸縮性の結合継目８によって、ハウジング部分７に材料接続的に結合している。結合継目８は、接着継目として形成されている。ハウジング部分６は、複数の接触領域１０、１０ａ、１２、１２ａを有している。第１の接触領域１０は、電気的エネルギーの伝達に用いられる。第１の接触領域１０ａは、熱エネルギーの伝達に用いられる。第２の接触領域１２、１２ａは、図示されていない熱電素子の接触に用いられる。本発明に係るガルバニセル１の図示された実施形態は、貫通によって生じるリークを回避しつつ、前記ガルバニセルの持続的な動作を可能にする。
【符号の説明】
【００３６】
１  ガルバニセル
２  電極スタック
３，３ａ  アノード
４，４ａ  カソード
５  セパレータ
６，７  ハウジング部分
６２  辺
８，８ａ  結合継目
８１  薄肉箇所
１０，１０ａ  第１の接触領域
１２，１２ａ  第２の接触領域
【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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【手続補正書】
【提出日】平成23年10月25日(2011.10.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略角柱の形状を有するガルバニセル（１）であって、
少なくとも１つのアノード（３、３ａ）、カソード（４、４ａ）、および、電解質を少なくとも部分的に受容するために設けられているセパレータ（５）を有する電極スタック（２）と、
前記電極スタック（２）を少なくとも部分的に包囲するために設けられている少なくとも２つのハウジング部分（６、７）と、
前記少なくとも２つのハウジング部分（６、７）を少なくとも部分的に結合するために設けられている少なくとも１つの、伸縮性を有するように構成されている結合継目（８、８ａ）と、を有するガルバニセル（１）において、
前記少なくとも１つの結合継目（８、８ａ）は、所定の方法で破壊されるように構成されていることを特徴とするガルバニセル（１）。
【請求項２】
少なくとも１つのアノード（３）が、前記少なくとも２つのハウジング部分（６、７）の内の一方と少なくとも領域的に、導電性および導熱性を有して接触していること、および、
少なくとも１つのカソード（４）が、前記少なくとも２つのハウジング部分（６、７）の内の他方と少なくとも領域的に、導電性および導熱性を有して接触していることを特徴とする請求項１に記載のガルバニセル（１）。
【請求項３】
少なくとも１つのアノード（３）が、前記少なくとも２つのハウジング部分（６、７）の内の一方として構成されており、少なくとも１つのカソード（４）が、前記少なくとも２つのハウジング部分（６、７）の内の他方として構成されていることを特徴とする請求項１に記載のガルバニセル（１）。
【請求項４】
前記少なくとも２つのハウジング部分（６、７）の内の少なくとも１つが、少なくとも１つの境界面（９）と、少なくとも１つの第１の接触領域（１０、１０ａ）とを有しており、
前記少なくとも１つの第１の接触領域（１０、１０ａ）は、特に前記少なくとも１つの境界面（９）上に配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のガルバニセル（１）。
【請求項５】
前記少なくとも２つのハウジング部分（６、７）が組立のために設けられており、前記少なくとも２つのハウジング部分（６、７）は、組立の後、互いに対して固定されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のガルバニセル（１）。
【請求項６】
前記少なくとも２つのハウジング部分（６、７）の内の少なくとも１つが、緩められた状態から引っ張られた状態に移行するために設けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のガルバニセル（１）。
【請求項７】
前記ガルバニセル（１）には、さらに少なくとも１つの測定装置（１１）、特に温度測定装置（１１ａ）が配設されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のガルバニセル（１）。
【請求項８】
前記少なくとも１つの測定装置（１１）は、少なくとも１つの第２の接触領域（１２、１２ａ）と特に導電性を有して接続されていることを特徴とする請求項７に記載のガルバニセル（１）。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一項に記載のガルバニセル（１）を製造するための方法であって、
ａ）電極スタック（２）を形成するステップと、
ｂ）前記電極スタック（２）の周囲に少なくとも２つのハウジング部分（６、７）を配置するステップと、
ｃ）前記少なくとも２つのハウジング部分（６、７）を押圧し合うステップと、
ｄ）少なくとも１つの結合継目（８、８ａ）を形成するステップと、
を有する、ガルバニセル（１）を製造するための方法。
【請求項１０】
ステップｄ）の前に、前記少なくとも２つのハウジング部分（６、７）によって包囲された空間内部に低圧が形成されることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載のガルバニセル（１）を製造するための請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
ステップｄ）の前に、前記少なくとも２つのハウジング部分（６、７）の内の少なくとも１つが、緩められた状態から引っ張られた状態に移行することを特徴とする、請求項７に記載のガルバニセル（１）を製造するための請求項９または１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの結合継目（８、８ａ）が、所定の条件において、所定の方法で破壊され、特に前記ガルバニセル（１）の内容物が部分的に流出することを許容することを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載のガルバニセル（１）の動作方法。
【請求項１３】
前記少なくとも２つのハウジング部分（６、７）の内の少なくとも１つから、所定の条件において、熱エネルギーが取り出されることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載のガルバニセル（１）の動作方法。
【国際調査報告】
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