JP4758593B2 - 巻成電極セットを備えたガルバニ電池 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、巻成電極セットを備えたガルバニ電池であって、巻成電極セットが、帯状の正の電極と、帯状の負の電極と、両電極の間に位置する帯状のセパレータとから成っており、両電極とセパレータとが、スパイラル状に巻かれており、当該ガルバニ電池において、少なくとも１つの巻成電極の縁部が、電極と１つの極との電気的な接続および機械的な結合のために働く少なくとも１つの集電体に機械的に結合されていると同時に導電的に接続されている形式のものに関する。本発明は、特に巻成電極セットを備えた円形セル状のリチウム電池、ニッケル・水素蓄電池、ニッケル・カドミウム電池および別のガルバニ電池で使用可能である。
【０００２】
【従来の技術】
ドイツ連邦共和国特許第２５１６５３０号明細書に基づき、コンタクトラグを備えた薄い金属プレートの形の集電体が公知である。この公知の集電体は、尖端部の形の凸状の張出し部、打抜き部または線材編成体を備えた表面を有してる。
【０００３】
ドイツ連邦共和国特許第３０１９１８６号明細書による、半径方向に延びる貫通孔を備えた別の集電体は、長手方向側方で面取りされて折り曲げられたコンタクトラグを有している。このコンタクトラグは集電体に向かって曲げ戻される。コンタクトラグが、電池カバーの、電流を導出する内面に固く結合されてカバーが閉鎖された後、コンタクトラグは、一体成形されたウェブによってばね弾性的に集電プレートに対して支持されている。
【０００４】
アメリカ合衆国特許第４５５４２２７号明細書では、可能な限り多くの線形のコンタクトの成形によって形成されたコンタクトラグを備えた種々異なる薄板成形部材によって移行抵抗が減少させられる。
【０００５】
引用された公知先行技術から得られるように、コンタクトラグを備えた、巻成電極に用いられる集電体の構造は電流線路に対する隘路を成している。この隘路は材料選択および寸法設定によって制限されてしか除去することができない。
【０００６】
ヨーロッパ特許第０８２２６０５号明細書に見られる解決手段では、帯材の長さにわたって分配されている複数のコンタクトラグが、活物質から解放された縁部に溶接される。
【０００７】
ヨーロッパ特許第０２９８８００号明細書に説明されている構造はコンタクトラグを有している。このコンタクトラグは、横方向で帯材の幅全体にわたって固定されていて、一緒に巻成される。
【０００８】
ヨーロッパ特許第０３５７３９９号明細書では、帯状の電極の縁部が個々の舌片にスリット付けされている。これらの舌片は巻成後に一緒に折り畳まれ、金属ピンに接続される。
【０００９】
電極帯材に固定されたかまたは電極帯材によって形成されたこのようなコンタクトラグは、すでに電極の巻成時に邪魔になり、巻成機の生産容量を減少させる。
【００１０】
ヨーロッパ特許第０４１３８６７号明細書による構成では、複数の集電体と、それぞれ１つのコンタクトラグとが、分割された形式でまたは内外に位置するように組み合わされている。これらの集電体とコンタクトラグとは、集電体装置の中心に設けられた開口を中心としてグループ分けされている。この構造は、組み付けにくくかつ組付けに手間がかかるという欠点を有している。この構成では、２つよりも多くのコンタクトラグまたはコンタクトラグスタックを実現することができない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、巻成電極セットを備えたガルバニ電池を改良して、廉価であるにもかかわらず高い電流で負荷可能な容易に組み付けたい接続エレメントが、ガルバニ電池の巻成電極と極との確実なコンタクト形成を保証しているようにすることである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明の構成では、板状の集電体が、１つよりも多くのコンタクトラグを備えているようにした。従属請求項には、本発明の有利な構成が記載されている。
【００１３】
【発明の効果】
本発明によるガルバニ電池は、１つよりも多くのコンタクトラグを備えた新たな集電体を通る電流に可能な限り僅かに抵抗している。この集電体は、高電流使用のガルバニ電池に設けられた公知の集電構造体よりも著しく簡単に組み付けることができる。集電体の、空間を節約した扁平な構造形式によって、ガルバニ電池の容量の高い使用度が得られる。有利には、本発明は、巻成された電極を備えた円形セル状のリチウム電池、ニッケル・水素蓄電池、ニッケル・カドミウム電池および別のガルバニ電池で使用可能である。
【００１４】
本発明の特別な利点は、同一の構成部材によって、低い電気抵抗を備えた高出力能の集電体システムが電極巻成体の正の電極と負の電極とに実現されることにある。このためには、１つまたはそれ以上の集電体が、巻成電極の端面における正の縁部と負の縁部とに導電的に接続されている。
【００１５】
一方の巻成電極の集電体のコンタクトラグは集電体の縁部で内方に曲げられているので、コンタクトラグは、ガルバニ電池の組付け後にハウジングバケットに接触していない。各コンタクトラグの端部は外方に曲げられて有利にはＺ字形を形成していて、たとえば溶接またはプレス加工によって導電性のカバーに機械的に結合されていると同時に導電的に接続されている。
【００１６】
ハウジングバケット内に導入したい他方の電極の集電体のコンタクトラグは、電極巻成体の周壁面に接触するように曲げ返される。導入後、コンタクトラグは大きな面にわたってハウジングバケットの内壁面に接触していて、したがって、巻成電極からハウジングバケットへの最適な送電を保証している。
【００１７】
集電体と巻成電極セットの縁部との間の最適な接続を達成するためには、集電体が構造体押込み加工されていて、集電体の表面に隆起部、尖端部またはばりを有していると有利である。
【００１８】
集電体と巻成電極の縁部との間の接続の改善は、集電体にエンボス加工部が押込み加工されることによっても達成することができる。このコンタクトの改善の別の可能性は、集電体が貫通孔を備えていることである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面につき詳しく説明する。
【００２０】
図１ａによれば、集電板１が、たとえば溶接またはプレス加工によって、帯材５を用いて結束された巻成電極セット４の一方の電極の縁部に機械的に結合されていると同時に導電的に接続されている。図１ｂには、図１ａに示した装置の平面図が示してある。この平面図には、集電体１の、例示した構造体押込み加工部（Ｓｔｒｕｋｔｕｒｐｒａｅｇｕｎｇ）３を見ることができる。図１ｃと、この図１ｃの平面図である図１ｄとでは、図１ｆに詳しく示したように、コンタクトラグ２が内方に曲げ込まれ、その後、外方に曲げられ、これによって、Ｚ字形を形成している。図１ｅでは、コンタクトラグ２の端部が、有利には溶接またはプレス加工によって電池カバー６に機械的に結合されていると同時に導電的に接続されている。この電池カバー６は、全周にわたって延びる縁部に電気的に絶縁性のシール部材１０を備えている。
【００２１】
図２ａによれば、集電板１が、電極巻成体４の他方の電極の縁部に導電的に接続されていると同時に機械的に結合されている。図２ｂには、図２ａに示した装置の平面図が示してある。この平面図には、集電体１の、たとえば既存の構造体押込み加工部３を見ることができる。図２ｃと、この図２ｃの平面図である図２ｄとでは、コンタクトラグ２が、巻成電極セット４の周壁面の方向に曲げ返されている。
【００２２】
図３ａによれば、コンタクトラグ２ａ，２ｂの部分だけ重ならないように互いに回動させられて固定された２つのコンタクト板１ａ，１ｂが、電極セットの他方の電極の縁部に導電的に接続されていると同時に機械的に結合されている。したがって、電気抵抗は一層減少させられる。図３ｂには、図３ａに示した装置の平面図が示してある。この平面図には、集電体１の、たとえば既存の構造体押込み加工部３を見ることができる。図３ｃと、この図３ｃの平面図である図３ｄとでは、コンタクトラグ２ａ，２ｂが巻成電極セット４の周壁面の方向に曲げ返されている。
【００２３】
図４によれば、集電体１，１ａ，１ｂと、シール部材１０を備えたカバー６とが前組付けされた電極セット４が押込み工具８を用いて、バケットホルダ９によって保持されたハウジングバケット７内に押し込まれる。
【００２４】
図５には、完全に組み付けられたガルバニ電池が示してある。このガルバニ電池では、ハウジングバケット７がバケット縁部の縁曲げによって閉鎖されている。また、ガルバニ電池には、導電性のキャップ１１を備えた弁栓が設けられている。導電性のバケット状のハウジング７の内部には、帯材５を備えた巻成電極セット４を見ることができる。導電性のカバー６はハウジング７に対して、電気的に絶縁性のシール部材１０によってシールされている。半径方向に分配されて配置された複数のコンタクトラグ２，２ａ，２ｂを備えた１つまたはそれ以上の集電体１，１ａ，１ｂは接続エレメントを形成している。この接続エレメントは、ガルバニ電池の、カバー６とハウジング７とによって形成された極と、巻成電極セット４の縁部との間の空間的な間隔を導電的に橋絡している。
【図面の簡単な説明】
【図１ａ】カバー側の集電体のコンタクトラグを曲げる前の側面図である。
【図１ｂ】図１ａの平面図である。
【図１ｃ】カバー側の集電体のコンタクトラグを曲げた後の側面図である。
【図１ｄ】図１ｃの平面図である。
【図１ｅ】コンタクトラグと電池カバーとが結合もしくは接続された状態を示す図である。
【図１ｆ】図１ｃの円部分の詳細図である。
【図２ａ】ハウジングバケット側の１つの集電体のコンタクトラグを曲げる前の側面図である。
【図２ｂ】図２ａの平面図である。
【図２ｃ】ハウジングバケット側の１つの集電体のコンタクトラグを曲げた後の側面図である。
【図２ｄ】図２ｃの平面図である。
【図３ａ】互いに回動させられたハウジングバケット側の２つの集電体のコンタクトラグを曲げる前の側面図である。
【図３ｂ】図３ａの平面図である。
【図３ｃ】互いに回動させられたハウジングバケット側の２つの集電体のコンタクトラグを曲げた後の側面図である。
【図３ｄ】図３ｃの平面図である。
【図４】本発明による集電体を備えて形成された、電池カバーに結合もしくは接続された電極巻成体をハウジングバケット内に押し込む状態を示す図である。
【図５】本発明による集電体を備えて形成された完成したガルバニ電池の組立て図である。
【符号の説明】
１ 集電体、 １ａ 集電体、 １ｂ 集電体、 ２ コンタクトラグ、 ２ａ コンタクトラグ、 ２ｂ コンタクトラグ、 ３ 構造体押込み加工部、 ４ 巻成電極セット、 ５ 帯材、 ６ 電池カバー、 ７ ハウジングバケット、 ８ 押込み工具、 ９ バケットホルダ、 １０ シール部材、 １１ キャップ

Claims (6)

1. 巻成電極セット（４）を備えたガルバニ電池であって、巻成電極セットが、帯状の正の電極と、帯状の負の電極と、両電極の間に位置する帯状のセパレータとから成っており、両電極とセパレータとが、スパイラル状に巻かれており、当該ガルバニ電池において、少なくとも１つの巻成電極の一方の縁部が、電極と１つの極との電気的な接続および機械的な結合のために働く２つまたはそれ以上の板状の集電体（１ａ，１ｂ）に機械的に結合されていると同時に導電的に接続されており、該板状の集電体（１ａ，１ｂ）が、それぞれ１つよりも多くのコンタクトラグ（２ａ，２ｂ）を備えており、該コンタクトラグ（２ａ，２ｂ）が、それぞれ半径方向外向きに突出して配置されている形式のものにおいて、２つまたはそれ以上の板状の集電体（１ａ，１ｂ）が、コンタクトラグ（２ａ，２ｂ）の部分は重ならないように互いに回動させられて固定されており、コンタクトラグ（２ａ，２ｂ）が、巻成電極セット（４）の周壁面の方向に曲げ返されていることを特徴とする、巻成電極セットを備えたガルバニ電池。
2. 前記巻成電極の他方の縁部に設けられたカバー側の集電体（１）のコンタクトラグ（２）が、鋭角で内方にかつ外方に曲げられてＺ字形を形成していて、電池カバー（６）に接続されている、請求項１記載のガルバニ電池。
3. ハウジング側の電極のコンタクトラグ（２ａ，２ｂ）が、組付け後に巻成電極セット（４）の外側の周壁面とハウジングバケット（７）の内側の周壁面との間に位置している、請求項１記載のガルバニ電池。
4. 集電体（１，１ａ，１ｂ）が構造体押込み加工されていて、隆起部、尖端部またはばりを有している、請求項１または２記載のガルバニ電池。
5. 集電体（１，１ａ，１ｂ）が、エンボス加工部を有している、請求項１、２または４記載のガルバニ電池。
6. 集電体（１，１ａ，１ｂ）が、貫通孔を備えている、請求項１、２または４記載のガルバニ電池。

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