CN103392254A - 组装电池的方法 - Google Patents

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Abstract

一种将用于双极电池的双极电极的基板接合至用于支撑用在双极电池中之双极电极的框的方法包括将热塑性材料嵌入基板中，然后在范围为50Hz至1kHz的频率下将基板与框振动焊接在一起以使热塑性材料熔化。熔化的热塑性材料在基板周围形成连续的或基本上连续的环以使基板与框接合在一起。本发明还描述了一种包括通过所述方法接合在一起的基板和框的双极电池，以及一种用于用在所述方法中的双极电极的基板。

Description

组装电池的方法
技术领域
本发明涉及将双极电池的第一元件与双极电池的第二元件进行接合的方法。具体地，本发明涉及将用于双极电极的双极基板与用于支撑用在双极电池中的双极电极的框接合在一起的方法。本发明还涉及双极电池和用在所述方法中的基板。
背景技术
电池、特别是双极电池在本领域中是已知的。双极电池包括串联连接的多个双极基板或双极基板的组合件。双极基板组合件的一端是阳性单极。双极基板组合件的另一端是阴性单极。双极基板包括电极。在双极铅酸电池的情况中，除了每端的单极之外，每个电极具有覆盖有多孔铅的电极的一侧(所述侧为双极电极的负极侧)，以及覆盖有多孔二氧化铅的另一侧(阳极)。电极可由，例如Ebonex TM陶瓷形成。任选地，在施加膏状物之前将薄层金属施加到电极。在使用中，电流以均一的电流密度垂直于电极表面流经电极。
通常，双极基板在塑料框中被保持在一起。密封双极基板是在实验室中通过使用具有合适的厚度且由例如丁基、聚硅氧烷或热塑性弹性体橡胶片制成的垫圈来实现的。整个组合件通过适当长度的金属带和螺栓保持在一起。在市售电池中，通常基板被密封到具有用于每个基板的插槽的预成型塑料容器中。然后以常见方式电化成电池(参见例如国际专利申请第PCT／GB2006／001504号)。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种改进的制造或组装电池的方法。
本发明人已发现双极基板的组合件可通过将每个双极基板支撑到塑料框中而接合在一起。使用粘合剂将基板接合到塑料框。然后使用粘合剂将塑料框接合并且密封在一起。
然而，该方法具有许多局限性。首先，确保使用足够的粘合剂以在基板和框周围以及相邻框之间形成完全密封是至关重要的。当基板与框和／或多个框被压缩到一起时，一些粘合剂从接合处被挤压出来并挤到所形成的组合件的表面上。然后这种不雅观的粘合剂在进一步的清洗步骤中被去除，以形成框中的组装双极基板以及电池。这种方法的另一缺点在于粘合剂昂贵。
双极基板被以气密的方式密封到框是重要的。容纳双极基板的框被以气密的方式密封在一起也是重要的。将空气引入电池中可导致电气自放电。而且，密封电池以使酸性电解质可添加到双极电极之间也是重要的。
或者，可使用超声波焊接将基板接合到其各自的框并且将塑料框接合并密封在一起。通过这种方法，将待接合的两个片夹持在一起，并且使用超声波变幅器(ultrasonic horn)向工件局部施加范围为20kHz至70kHz的声振动。声振动使两个工件之间的界面熔化，从而产生接合。
然而，超声波焊接对小零件，特别是具有圆形横截面的小零件最有用，并且设计变幅器涉及确保两个部件均匀焊接的高超技术。因此，使用超声波焊接难以在基板与框之间产生有效密封。此外，这种方法昂贵且复杂。特别地，由于工件之一在两个零件之间的界面处通常需要专门设计的突起以引导声能并且确保发生充分熔化。
本发明的目的之一是提供一种可替代的和／或改进的方法，其用于将用于双极电池之双极电极的基板与用于支撑用在双极电池中的双极电极的框接合。本发明的另一目的是提供一种比已知方法更廉价和／或更有效的方法。本发明的另一目的是提供一种更可靠和／或一致的方法，其将用于双极电池的双极电极的基板与用于支撑用在双极电池中的双极电极的框密封在一起。本发明的另一目的是克服现有技术中的至少一些缺点。
在本发明的第一方面中，提供了一种将用于双极电池之双极电极的基板与用于支撑用在双极电池中的双极电极的框接合在一起的方法，所述方法包括：将热塑性材料注入基板中；以及在范围为50Hz至1kHz的频率下对基板和框进行振动焊接以至少部分熔化热塑性材料，使得其在基板周围形成连续或基本上连续的环，从而使基板与框接合在一起。
在本发明的另一方面中，提供了一种双极电池，其包括通过本文所限定方法接合在一起的用于双极电池的双极电极的基板和用于支撑用在双极电池中的双极电极的框。
在本发明的另一方面中，提供了一种用在上述方法中的用于双极电极的基板，其中所述基板包括热塑性材料。
振动焊接是摩擦焊接技术的一个实例。摩擦焊接可用于形成材料之间的结合。本文中所使用的振动焊接包括线性振动焊接、轨道摩擦焊接、旋转焊接、角摩擦焊接以及它们两种或更多种的混合。最优选地，本文使用的振动焊接是线性掁动焊接。
在国际专利申请第PCT／GB2010／001272号中，本发明人描述了将双极电池的两个元件密封在一起的方法，所述方法包括：将感应加热元件插入两个元件之间；向感应加热元件施加电流以产生局部的热来熔化加热元件附近的材料，从而将两个元件密封在一起。相对于PCT／GB2010／001272所述的方法，本文所述的用于将用于双极电池之双极电极的基板与用于支撑用在双极电池中的双极电极的框接合在一起的方法的优点之一在于，本发明不需要将感应加热元件引入到电池组合件中。因此，本文所述的电池部件或电池组合件比PCT／GB2010／001272所述的方法更简单并且可更廉价。
本文所述方法的优点之一在于它允许使用振动焊接以精确方式将用于双极电池之双极电极的基板与用于支撑用在双极电池中的双极电极的框接合(并且优选密封)。本文所述方法的另一优点在于两个元件可被密封在一起以形成具有低泄露的材料(即，密封优选是气密性的，和／或电解液不能渗入接合处)。这在形成双极电池时特别重要。期望提供一种组装泄露低(即，部件之间的密封和结合强并且优选具有气密性)的双极电池和／或双极电池部件的商业有效且高效的方法。
本发明人还有利地发现，无论基板是否涂膏，本文所述的方法都可成功地用于将基板接合至框。这可能是因为振动焊接机械的使用使得两个元件能够精确地定位在一起。然而，曾经认为基板被涂膏后，两个部件振动焊接在一起的工艺会使膏剂移位。然而，出乎意料地发现事实并非如此。即使在电解质膏已经固化且干燥的情况下也是如此。
因此，在一个实施方案中，本发明包括将用于双极电池的基板与用于支撑双极电极的框接合，其中所述基板至少部分涂有负极膏和／或正极膏(通常称作板极，或涂膏基板)。或者，基板可不涂膏。
使用线性振动焊接以将两个塑料零件接合在一起是已知的，例如，一些机动车零件的组合件，诸如机动车油箱、水瓶、仪表盘组件和内门板的组合件中的零件。通常，在线性振动焊接中，使待接合的元件相接触，然后通常在压力下相对于彼此以线性往复运动来运动。通常，垂直于(或基本上垂直于)振动运动施加压力。优选地，用于本发明的振动焊接是线性振动焊接。
之前认为使用振动焊接将用于双极电池之双极电极的基板与用于支撑用在双极电池中的双极电极的框接合来提供足以在电池中使用的接合是不可能的。如上所述，将电池的两个元件接合在一起使得两个元件以气密性方式密封在一起通常是必要的。在第一元件是用于双极电极的基板且第二元件是用于支撑用在双极电池中的双极电池的框的情况下，期望两个元件以气密性方式密封在一起使得在电池形成时电极之间没有电解质泄露。另外，认为将用于双极电池的基板与用于双极电池的框振动焊接在一起的工艺会导致元件受损。如下所述，用于双极电池的基板可由低氧化钛(titanium suboxide)颗粒和树脂或聚合物形成。本发明人出乎意料地发现，使用如本文所述的振动焊接可将这样的基板与框接合而基本上不损伤基板或框。另外，他们出乎意料地发现，可使用这样的方法而不需要对目前使用的框进行复杂的适配。
不期望受任何具体理论的束缚，据认为，之前不认为振动焊接适用于制造常规电池的方法的原因之一是因为通常电池部件非常重，所以涉及移动这些重部件中的至少之一的焊接方法不是商业可用的。因此，部件的几何结构和重量阻止了这样的方法的使用。
适于用于本发明的振动焊接机包括例如称为Branson M-522HI的可商购机器。然而，应该理解，可使用其它合适的振动焊接机。
优选地，当频率在约180 Hz至约260 Hz的范围内，更优选在约200Hz至250Hz，并且最优选为约240Hz时，待接合元件之一或两者在约1.0mm至约1.8mm，更优选约1.2mm至约1.6mm，并且最优选约1.5mm的振幅下振动，优选在接合处的平面中振动。
优选地，当频率在约50Hz至约150Hz的范围内，更优选在约75Hz至125Hz，并且最优选为约100Hz时，待接合元件之一或两者在约2mm至约4mm，更优选约2.5mm至约3.5mm，并且最优选约3mm的振幅下振动，优选在接合处的平面中振动。
优选地，在振动焊接期间向元件施加的压力为10巴至60巴，更优选20巴至50巴，更优选约30巴。
优选选择用于振动焊接的条件(例如，振幅、频率和压力)以使工艺的时间效率、运行机器的经济效率和／或在两个元件之间形成的接合(优选密封)的强度最大化。
本发明人有利地发现，如果每个元件上待结合在一起的区域的宽度为1mm至10mm，优选2mm至5mm，最优选约3mm，则在基板与框之间可提供特别好的密封。优选地，在整个基板与框周围(例如以连续环)形成密封。本发明人发现这样的区域提供了具有低泄露并且具有良好强度的良好密封。
本发明人还有利地发现，当焊接渗透的深度为0.1mm至1mm、更优选0.2mm至0.5mm并且最优选约0.3mm时，提供了特别好的接合或密封。本文使用的术语焊接渗透的深度是指在接合形成期间元件之一渗入另一元件的深度。
优选地，注入基板中的材料包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯／聚碳酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺或其共混物以及其两种或更多种的混合物。
优选地，本文所述方法可用于将基板与框密封在一起。优选地，通过所述方法形成气密性密封。
优选地，框和基板具有互锁构造。这是优选的，因为互锁构造有助于元件保持在一起，并且帮助确保在基板与框之间形成气密性密封。框在每一侧可以具有互补的舌状部和凹槽构造，使得两个相邻的框可彼此互锁。基板和框也可设计为具有互补的舌状部和凹槽构造，使得它们可彼此互锁。
优选地，框包括可装入基板的互锁特征。例如，框可包括装入基板的凸缘。优选地，基板是基本上平坦的。
本发明还提供一种电池，优选双极电池，其包括通过如本文所述方法接合在一起的基板和框。
本文所述的用于双极电池的基板通常由低氧化钛颗粒(EbonexTM颗粒)与树脂的混合物形成。这样的基板和其形成方法在本领域中是公知的，参见例如US4,422,917。还应理解，这样的基板可在电极的一侧上涂覆有负极膏(通常为多孔铅)和／或在电极的另一侧上涂覆有正极膏(通常为多孔二氧化铅)，以用在双极铅酸电池中。基板可被涂覆。优选地，基板包括Ti4O7、Ti5O9、Ti6O11以及其两种或更多种的混合物。
优选地，基板包括化学式为TinO2n-1的低氧化钛，其中n为4或更大。优选地，n为4至10的数值。这样的低氧化物(suboxide)是高度导电的并且可通过烧结粉末形式的马格涅利(Magneli)相低氧化钛形成。马格涅利相是通式为TinO2n的同系物的成员，其中n为4与10之间的数值。这些陶瓷制品具有出乎意料的耐腐蚀性。优选地，选择低氧化钛以提供高水平的导电性。优选Ti4O7和／或Ti5O9。一些低氧化物具有低导电性和差的耐腐蚀性，优选避免这样的低氧化物，例如Ti3O5。尽管低氧化钛可作为马格涅利相的混合物提供，但是优选使较低氧化物如TiO、Ti2O3和Ti3O5的存在最小化，并且优选完全避免其存在。
通常，基板基本上为矩形并且高宽尺寸为约150mm×190mm。也可使用较大尺寸的基板，例如，高宽尺寸为约500mm×400mm的基板。通常基板的厚度为约1mm至约5mm，优选地为约1mm至约3mm，最优选地为约1.5mm。
适用于本发明的框由塑料制成。优选地，框包括热塑性材料和／或热固性材料。优选地，框包括(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)ABS。
通常，框基本上是矩形并且其高宽尺寸比待与所述框结合使用的基板的高度和宽度大出约100mm。
在本发明的一个方面中，提供了一种用在本文所述方法中的用于双极电极的基板，其中所述基板包括注入基板中并且在基板周围形成连续的或基本上连续的环的热塑性材料。
优选地，热塑性材料和／或热固性材料包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚乙烯、聚丙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯／聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚酰胺、聚酯、环氧树脂或其共混物以及其两种或更多种的混合物。更优选地，热塑性材料包括(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)ABS。
将热塑性材料注入基板中，优选地注入边缘周围，或注入基板的边缘附近以形成热塑性材料和／或热固性材料的连续的或基本上连续的带。
在热塑性材料不形成连续环的情况下，优选将其布置成使得当材料在振动焊接期间熔化时，在待接合在一起的两个元件之间形成连续密封。因此，热塑性材料可被塑形成使得在熔化时其在基板与框之间形成连续密封。优选地，在整个基板周围形成密封。
优选地，基板周围之热塑性材料的连续或基本上连续的环的宽度为1mm至15mm，更优选3mm至10mm，最优选约6mm。优选地，基板周围之热塑性材料的连续或基本上连续的环的深度为0.1mm至10mm，更优选0.3mm至0.8mm，更优选约0.5mm。本发明人已经发现，为了在基板与框之间形成强结合，这些尺寸是有利的。太多的热塑性材料代替基板中的树脂和低氧化钛颗粒(例如
Figure BDA0000371216530000071
)的量是不利的。
为了将用于双极电极的基板与用于支撑用在双极电池中的双极电极的框接合或密封在一起，基板可以形成有包括热塑性材料的凸缘。在一个实施方案中，提供了一种包括热塑性材料的至少一部分的基板，或将在感应加热时熔化以与框形成密封的其它组件。热塑性材料的凸缘或一部分可设计为使其具有适当的大小和形状，以与框互锁。框还可包括在框与基板在双极电池中的合适位置相遇处附近的区域中的热塑性材料和／或热固性材料。优选地，热塑性材料为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)。
包括热塑性材料的基板不是通过以下过程形成的：首先形成基板，然后接着添加热塑性材料。这样的基板在振动焊接到框时不可能与框形成足够强的接合或密封。相反，基板形成为使得热塑性材料成为基板的一体式部分。例如当基板包括低氧化钛颗粒(例如，其包括Ti4O7、Ti5O9、Ti6O11以及其两种或更多种的混合物)和树脂混合物时，这可通过下面的方法实现。在这种混合物被固化形成基板之前，将热塑性材料定位成与未固化的混合物相邻。然后将其至少部分固化以形成具有热塑性材料作为基板的一体式部分的基板。因此，基板包括至少两个区域，第一区域由低氧化钛颗粒(例如，其包括Ti4O7、Ti5O9、Ti6O11以及其两种或更多种的混合物)和树脂混合物构成，并且第二区域包括热塑性材料。优选地，第二区域基本上不包括低氧化钛颗粒(例如，其包括Ti4O7、Ti5O9、Ti6O11以及其两种或更多种的混合物)。
优选地，热塑性材料被定位在基板的外围和／或周边附近。热塑性材料可以定位在基板的一侧和／或两侧上，和／或基板的边缘上。优选地，基板基本上为矩形。热塑性材料定位成使得当基板定位于用在电池中的框中时，基板中的热塑性材料与框接触使得在振动焊接时形成接合(并且优选为密封)。
优选地，基板与框二者包括在振动焊接时至少部分熔化以将基板与框接合在一起的材料。
应理解，本文中使用术语热塑性材料的情况下，可使用在振动焊接时熔化以在基板与框之间形成接合并且优选地形成密封的其它合适材料。
附图说明
现在将参照以下附图，仅通过举例的方式进一步描述本发明，其中：
图1：示出振动焊接在一起的用于电池的两个元件的示意图。水平箭头代表水平线性振动运动。垂直箭头代表基本上垂直于两个元件的振动运动施加力。
图2：示出振动焊接机的照片。
图3：示出空载的振动焊接机的顶部工具的照片。
图4：示出装载有框(由箭头表示)的振动焊接机的顶部工具的照片，所述框用于支撑用在双极电池中的双极电极。
图5：示出空载的振动焊接机的底部工具的照片。圆表示用于对元件之一进行定位的吸盘的存在(由箭头表示)。底部工具的边缘至少部分围绕有用于保持元件准确定位的夹带(由虚箭头表示)。
图6：示出了已装载的振动焊接机的底部工具的照片。箭头表示元件之一的位置。在这张附图中元件是用于双极电池的基板(在此示出的为未涂膏的基板)。
实施例
现在将参照下面的非限制性实施例描述本发明的各方面。
实施例1
将(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)ABS双极电池框放置到Branson M522Hi振动焊接机的专门设计的顶部工具中，并且将已涂膏的双极基板放置到底部工具中专门设计的夹持器中。双极基板在热固性树脂粘合剂内包括Ti4O7、Ti5O9和Ti6O11颗粒的热固性复合材料，并且在已涂膏基板的外围周围合并有一体式条带(6mm宽0.5mm厚的带)。基板的尺寸为191mm×152mm×1.5mm。基板在两侧上涂覆有用于铅酸电池的固化且干燥的膏状物。
然后升高底部工具使得两个部分接触。施加30巴的压力并且使顶部在240Hz和1.5mm振幅下振动。当焊接渗透深度达到0.3mm时，终止焊接操作。焊接花费约15秒完成。
使用压力检测器(Uson Qualitek mR)检查所得密封的完整性，并且显示出无泄露(压力损失为0毫巴／秒)。对总共40个已涂膏的基板-框组合件重复该步骤，通过率为100％。
比较实施例
使用相同的基板和框实施比较实施例。然而，不是使用本文所述的振动焊接方法将基板与框接合在一起，而是将基板与框胶粘在一起。将丙烯酸粘合剂薄珠施加到框部分。然后将已涂膏的基板定位到框中，并且压到适当位置维持25分钟。将所得组合件在室温下储存24小时以允许胶在通过压力测试检查密封完整性之前完全固化。发现在测试的857个组合件中，总共有70个没有通过泄露率小于0.055毫巴／秒的泄露测试标准，即通过率为91.8％。
密封方法 完成密封所需时间 通过率(＜0.055毫巴／秒)
振动焊接 15秒 100％
粘接 24小时 91.8％
此外，重复实施例1，但是用于这些实验的双极基板不具有合并在基板外围内的ABS的一体式条带。尝试使用0.3mm的焊接深度将基板密封到ABS双极电池框。当将这部分从振动焊接机上去除时，发现ABS框已经熔化(如通过在框上形成良好的焊接珠来在视觉上所证明的)，而没有发生与双极基板的粘附，并且两个部分容易分离。使用改变的工艺参数(包括双极基板外围的表面磨损、焊接深度和振幅)实施另一些实施例，但是都不能在框与基板之间形成满意的粘结或密封。

Claims (14)

1.一种将用于双极电池的双极电极的基板接合至用于支撑用在所述双极电池中的所述双极电极的框的方法，所述方法包括：
将热塑性材料注入所述基板中；以及
在为50Hz至1kHz范围的频率下对所述基板和所述框进行振动焊接以使所述热塑性材料至少部分熔化，使得所述热塑性材料在所述基板周围形成连续的或基本上连续的环以使所述基板与所述框接合在一起。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述振动焊接对所述基板与所述框进行密封。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述振动焊接以连续的方式对所述基板与所述框进行密封。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述基板和所述框具有互锁构造。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述基板包括具有式TinO2n-1的低氧化钛，其中n为4或更大。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述频率在50Hz至260Hz的范围内。
7.一种双极电池，其包括通过根据权利要求1至6中任一项所限定的方法接合在一起的用于双极电池的双极电极的基板和用于支撑用在所述双极电池中的所述双极电极的框。
8.一种用于用在根据权利要求1至6中任一项所述的方法中的双极电极的基板，其中所述基板包括注入所述基板中并且在所述基板周围形成连续的或基本上连续的环的热塑性材料。
9.根据权利要求8所述的基板，其中在所述基板周围的所述连续的或基本上连续的环的宽度为1mm至15mm。
10.根据权利要求8或9所述的基板，其中所述连续的或基本上连续的环的深度为0.1mm至10mm。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的基板，其中所述基板包括Ti4O7、Ti5O9、Ti6O11、以及其两种或更多种的混合物。
12.根据权利要求8至11中任一项所述的基板，其中所述热塑性材料包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚乙烯、聚丙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯／聚碳酸酯、其共混物以及其两种或更多种的混合物。
13.一种将用于双极电池的基板与用于支撑用在所述双极电池中的所述双极电极的框接合在一起的方法，所述方法基本上如本文中所描述的。
14.一种用于用在基本上如本文所描述的方法中的双极电极的基板。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111092253A (zh) * 2020-01-11 2020-05-01 连云港德立信电子科技有限公司 一种扣式电池的密封方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2996360B1 (fr) * 2012-10-01 2014-10-17 Commissariat Energie Atomique Collecteur de courant avec moyens d'etancheite integres, batterie bipolaire comprenant un tel collecteur, procede de realisation d'une telle batterie.
CN114678577B (zh) * 2022-05-27 2022-07-29 江苏创优佳新能源科技有限公司 一种电池模组装配装置及其装配方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5068160A (en) * 1990-04-17 1991-11-26 Ensci, Inc. Bipolar plate battery
CN1421051A (zh) * 1999-12-06 2003-05-28 阿维科斯公司 具有改进的封装结构的电化学储能装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4125680A (en) 1977-08-18 1978-11-14 Exxon Research & Engineering Co. Bipolar carbon-plastic electrode structure-containing multicell electrochemical device and method of making same
US4164068A (en) 1977-08-18 1979-08-14 Exxon Research & Engineering Co. Method of making bipolar carbon-plastic electrode structure-containing multicell electrochemical device
US4422917A (en) 1980-09-10 1983-12-27 Imi Marston Limited Electrode material, electrode and electrochemical cell
JPH0615212B2 (ja) 1987-09-18 1994-03-02 富士写真フイルム株式会社 熱可塑性樹脂部材の積層方法
US5308718A (en) 1993-01-15 1994-05-03 Globe-Union Inc. End block constructions for batteries
US5512065A (en) * 1993-10-12 1996-04-30 Gnb Battery Technologies Inc. Methods for assembling lead-acid batteries
US6241836B1 (en) 1994-10-17 2001-06-05 Guide Corporation Variable high pressure vibration welding process
IT1267366B1 (it) 1994-12-30 1997-01-28 Edison Termoelettrica Spa Procedimento per la realizzazione di un elettrodo per batterie al piombo-acido dipolari con cornice periferica sigillante, e prodotto
US5688615A (en) 1995-11-03 1997-11-18 Globe-Union, Inc. Bipolar battery and method of making same
WO2002091506A1 (en) 2001-05-03 2002-11-14 The Morgan Crucible Company Plc Flow field plates and a method for forming a seal between them
US8273495B2 (en) * 2005-04-12 2012-09-25 General Electric Company Electrochemical cell structure and method of making the same
GB0509753D0 (en) 2005-04-27 2005-06-22 Atraverda Ltd Electrode and manufacturing methods
CN201122609Y (zh) * 2007-12-03 2008-09-24 比亚迪股份有限公司 电池壳体和包括该电池壳体的电池
GB0911615D0 (en) 2009-07-03 2009-08-12 Atraverda Ltd Method of assembling a bipolar battery

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5068160A (en) * 1990-04-17 1991-11-26 Ensci, Inc. Bipolar plate battery
CN1421051A (zh) * 1999-12-06 2003-05-28 阿维科斯公司 具有改进的封装结构的电化学储能装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111092253A (zh) * 2020-01-11 2020-05-01 连云港德立信电子科技有限公司 一种扣式电池的密封方法

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