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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Doppelschichtkondensator,
in dem an Grenzflächen
zwischen Elektroden und einem Elektrolyt elektrische Doppelschichten
gebildet sind und in den elektrischen Doppelschichten Elektrizität gespeichert
wird.
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Ein
elektrischer Doppelschichtkondensator ist ein Elektrizitäts-Lade-
und -Entladeelement. Ein Beispiel eines solchen elektrischen Doppelschichtkondensators
ist z.B. in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. Hei-10-294102 mit dem Titel "Electricity Storing
Element" offenbart.
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Der
offenbarte elektrische Doppelschichtkondensator besitzt einen gerollten
Elektrodenkörper,
der durch Überlappen
einer positiven Elektrodenplatte, einer negativen Elektrodenplatte
und einem dazwischen angeordneten Separator gebildet ist, um dieselben
in gerollter Weise aufzuwickeln. Ein Unterende der negativen Elektrodenplatte
ist mit einer negativen Sammelplatte, die als negativer Elektrodenanschluss
dient, elektrisch verbunden. Ein Oberende der positiven Elektrodenplatte
ist mit einer positiven Sammelplatte, die als positiver Elektrodenanschluss
dient, elektrisch verbunden. Nachdem der in diesem Zustand gerollte
Elektrodenkörper
in einem unten geschlossenen zylinderförmigen Außenverpackungsbecher aufgenommen
ist und ein Elektrolyt in den Außenverpackungsbecher gefüllt ist, wird
der Außenverpackungsbecher
mit einem Deckel verschlossen. Die positive Sammelplatte ist mit
dem Deckel elektrisch verbunden. Die negative Sammelplatte ist mit
dem Außenverpackungsbecher
elektrisch verbunden.
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Mit
dem oben erwähnten
elektrischen Doppelschichtkondensator erwärmt Wärme, die aufgrund des vom gerollten
Elektrodenkörper
und dergleichen erzeugten elektrischen Widerstands beispielsweise während des
Ladens erzeugt wird, das Elektrolyt. Um daher die Lebensdauer des
elektrischen Doppelschichtkondensators über eine lange Zeit aufrechtzuerhalten,
ist es notwendig, die erzeugte Wärme
zur Atmosphäre
abzuführen. 15 hierin zeigt eine schematische
Anordnung, in der Wärme
des oben erwähnten
elektrischen Doppelschichtkondensators abgeführt wird.
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In 15 ist ein elektrischer
Doppelschichtkondensator 500 derart aufgebaut, dass eine
negative Sammelplatte 505 zwischen einer negativen Elektrodenplatte 502 eines
gerollten Elektrodenkörpers 501 und
einem Boden 504 eines Außenverpackungsbechers 503 angeordnet
ist, um die negative Elektrodenplatte 502 mit der negativen
Sammelplatte 505 elektrisch zu verbinden, um die negative
Sammelplatte 505 mit dem Boden 504 des Außenverpackungsbechers 503 elektrisch
zu verbinden.
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Der
elektrische Doppelschichtkondensator 500 umfasst eine erste
Verbindung 506, die die negative Elektrodenplatte 502 mit
der negativen Sammelplatte 505 elektrisch verbindet, sowie
eine zweite Verbindung 507, die die negative Sammelplatte 505 mit
dem Boden 504 des Außenverpackungsbechers 503 elektrisch
verbindet. Daher wird in dem elektrischen Doppelschichtkondensator
erzeugte Wärme von
dem Außenverpackungsbecher
durch die erste Verbindung 506 und die zweite Verbindung 507 zur Atmosphäre abgegeben.
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Weil
jedoch die erste Verbindung 506 und die zweite Verbindung 507 eine
kleine Fläche
haben, wird die durch die erste Verbindung 506 und die
zweite Verbindung 507 übertragene
Wärmemenge
klein. Daher wird die im elektrischen Doppelschichtkondensator 500 erzeugte
Wärmeübertragungsmenge durch
die erste Verbindung 506 und die zweite Verbindung 507 niedrig
gehalten, was für
den Temperaturanstieg des elektrischen Doppelschichtkondensators 500 verantwortlich
ist, was dessen Lebensdauer beeinträchtigt.
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Ferner
bedeckt bei dem elektrischen Doppelschichtkondensator, der in der
japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. Hei-10-294102 offenbart
ist, die positive Sammelplatte ein Oberende der positiven Elektrodenplatte,
und daher wirkt sie als Hindernis, wenn ein Elektrolyt in den gerollten
Elektrodenkörper gefüllt wird.
Daher braucht es Zeit, um das Elektrolyt in den gerollten Elektrodenkörper zu
füllen.
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Die
japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. Hei-10-294102 offenbart
ferner eine positive Sammelplatte, die Schlitze aufweist, die an
beiden Seiten radial sich erstreckender konvexer Rippen gebildet sind.
Eine solche positive Sammelplatte wird anhand von 16 hierin beschrieben.
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16 zeigt im vergrößerten Maßstab einen Teil
der positiven Sammelplatte, die Schlitze aufweist, die an beiden
Seiten der konvexen Rippen gebildet sind. Die konvexen Rippen 601 der
positiven Sammelplatte 600 werden benutzt, um ein Oberende 604 einer
positiven Elektrodenplatte 603 in einem gerollten Elektrodenkörper 602 zu
biegen, und die konvexen Rippen 601 sind an gebogene Abschnitte 605 des
Oberendes 604 angeschweißt.
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Weil
die positive Sammelplatte 600 Schlitze 606, 606 an
beiden Seiten der konvexen Rippen 601 aufweist, ist es
möglich,
durch die Schlitze 606, 606 ein Elektrolyt in
den gerollten Elektrodenkörper 602 zu
füllen.
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Da
beide Enden 605a der gebogenen Abschnitte 605 der
positiven Elektrodenplatte 603 sich zu den Schlitzen 606, 606 erstrecken,
wird jedoch ein Teil der Schlitze 606, 606 von
den beiden Enden 605a der gebogenen Abschnitte 605 verschlossen. Wenn
daher ein Elektrolyt von den Schlitzen 606, 606 in
den gerollten Elektrodenkörper 602 gefüllt wird, wirken
die beiden Enden 605a der gebogenen Abschnitte 605 als
ein Hindernis, und daher ist es schwierig, das Elektrolyt von den
Schlitzen 606, 606 effizient einzufüllen.
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Ferner
ist bei dem elektrischen Doppelschichtkondensator, der in der oben
erwähnten
japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. Hei-10-294102 offenbart
ist, ein blattfederförmiges
Presselement an. einer Seite des Deckels angebracht, um den Deckel mit
der positiven Sammelplatte elektrisch zu verbinden, und das Presselement
wird mit einem Mittelvorsprung der positiven Sammelplatte in elektrischen Kontaktgebracht.
Jedoch kontaktiert das Presselement den Vorsprung nur örtlich,
und daher ist die Kontaktfläche
dazwischen klein. Daher ist der elektrische Strom, der in den örtlichen
Kontaktabschnitten zwischen dem Presselement und dem Vorsprung ist, beschränkt.
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Um
die Leistung eines elektrischen Doppelschichtkondensators zu verbessern,
ist es wichtig, dass ein starker elektrischer Strom an Kontaktabschnitten
fließt.
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Hierin
zeigt 17 einen herkömmlichen elektrischen
Doppelschichtkondensator, in dem ein relativ starker elektrischer
Strom fließen
kann.
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In
Bezug auf 17 ist ein
elektrischer Doppelschichtkondensator 700 derart aufgebaut,
dass ein äußerer Verpackungsbecher 707 einen
gerollten Elektrodenkörper 701 in
einem Zustand enthält,
in dem eine negative Sammelplatte 704 mit einem Unterende
einer negativen Elektrodenplatte 702 des gerollten Elektrodenkörpers 701 elektrisch
verbunden ist und eine positive Sammelplatte 705 mit einem Oberende
einer positiven Elektrodenplatte 703 elektrisch verbunden
ist. Die negative Sammelplatte 704 ist mit einem Boden 708 eines
Außenverpackungsbechers 707 elektrisch
verbunden. Die positive Sammelplatte 705 ist mit einem
Deckel 709 elektrisch verbunden. Der Außenverpackungsbecher 707 ist
mit einem Elektrolyt gefüllt.
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Die
positive Sammelplatte 705 ist konzentrisch mit einem nach
oben ragenden Vorsprung 706 ausgebildet. Der Vorsprung 706 ist
in ein Loch 709a eingesetzt, das in dem Deckel 709 gebildet
ist. Der Vorsprung 706 ist an den Deckel 709 geschweißt. Der
Vorsprung 706 ist so ausgebildet, dass er einen relativ
großen
Durchmesser aufweist, so dass er eine große Querschnittsfläche besitzt.
Daher kann ein relativ starker elektrischer Strom zu dem Vorsprung 706 fließen, um
die Leistung des elektrischen Doppelschichtkondensators 700 zu
verbessern.
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Es
ist notwendig, Herstellungsfehler an dem gerollten Elektrodenkörper 701 zu
reduzieren, weil es erforderlich ist, dass eine Referenzdimension
H1 vom Boden 708 des Außenverpackungsbechers 707, der
als negative Elektrode dient, zu einer Endspitze 706a des
Vorsprungs 706, der als positive Elektrode dient, gleichmäßig ist.
Daher muss eine Höhe
h1 des gerollten Elektrodenkörpers
gleichmäßig gehalten werden,
indem Herstellungsfehler bei dem gerollten Elektrodenkörper 701 gesenkt
werden.
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Jedoch
ist der in 17 gezeigte
gerollte Elektrodenkörper 701 durch Überlappen
und Aufwickeln der positiven Elektrodenplatte, der negativen Elektrodenplatte
und eines Separators in gerollter Weise aufgebaut, und daher kann
es zu einem Versatz beim Aufwickeln kommen, so dass Herstellungsfehler
entstehen. Um daher Herstellungsfehler beim gerollten Elektrodenkörper 701 zu
reduzieren, ist eine Höhengenauigkeits-Installation
erforderlich, um die Höhe
h1 des gerollten Elektrodenkörpers 701 gleichmäßig zu halten,
und es ist schwierig, die Kosten des elektrischen Doppelschichtkondensators
aufgrund der erhöhten
Installationskosten niedrig zu halten.
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Die
US 4 546 415 zeigt einen
Elektrolytkondensator, mit einem Außenverpackungsbecher
32, der
darin einen gewickelten Elektrodenkörper
34 enthält, der
einen Separator
72 zwischen einer positiven Elektrodenfolie
70 und
einer negativen Elektrodenfolie
74 umfasst, wobei die die
negative Elektrodenfolie
74 direkt mit dem Boden
33 des
Außenverpackungsbechers
32 elektrisch
verbunden ist und die negative Elektrodenfolie
74 eine
größere Dicke
hat als die positive Elektrodenfolie
70, die nicht mit
dem Außenverpackungsbecher
32 verbunden
ist.
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Die
JP 10-294102 A zeigt einen elektrischen Doppelschichtkondensator
mit einem gewickelten Elektrodenkörper 62, der eine
negative und positive Elektrodenplatte umfasst; die als positive
und negative Elektrode dienen, und positiver und negativer Sammelplatten 54, 55,
die an Ober- und Unterenden des gewickelten Elektrodenkörpers 62 angebracht sind
und durch die das Laden den den Elektrodenplatten und das Entladen
von den Elektrodenplatten erfolgt, wobei zumindest die positive
Sammelplatte 54 eine Mehrzahl konvexer Rippen 71a enthält, die radial
von ihren Mittelabschnitten verlaufen und zu dem gewickelten Elektrodenkörper 62 hin
vorstehen, und Öffnungen
oder Kerben zur Positionierung zwischen benachbarten konvexen Rippen 71a ausgebildet
sind, um zu erlauben, dass ein Elektrolyt durch die Öffnungen
oder Kerben in den gewickelten Elektrodenkörper 62 gefüllt werden
kann, und wobei die konvexen Rippen 71a gegen den gewickelten
Kondensatorkörper 62 gepresst
werden, um an Ober- und Unterenden der Elektrodenplatten gebogene
Abschnitte zu bilden, und wobei die konvexen Rippen 71a mit
den gebogenen Abschnitten verbunden sind.
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Die
EP 0 389 664 A1 zeigt
einen elektrischen Kondensator, umfassend:
einen gewickelten
Elektrodenkörper
4,
der eine negative und positive Elektrodenplatte umfasst; einen unten
geschlossenen, zylinderförmigen
Außenverpackungsbecher
5,
der darin den gewickelten Elektrodenkörper
4 aufnimmt und
der elektrisch mit einem Ende einer der Elektrodenplatten verbunden
ist; eine Sammelplatte
10, die mit der anderen Elektrodenplatte
des in dem Außenverpackungsbecher
5 enthaltenen
gewickelten Elektrodenkörpers
4 elektrisch verbunden
ist; und einen Deckel
14, der den Außenverpackungsbecher
5 abdeckt;
und wobei der Deckel
14 in seiner Mitte mit einem Loch
13 ausgebildet
ist, von dem ein zylindrischer Abschnitt nach außen verläuft, und einen in der Sammelplatte
ausgebildeten Vorsprung.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, einen elektrischen Doppelschichtkondensator
anzugeben, in dem sich mit geringem Herstellungsaufwand sichere
Kontaktverbindungen herstellen lassen.
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Nach
einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein elektrischer
Doppelschichtkondensator mit einem Außenverpackungsbecher gemäß Anspruch
1 angegeben.
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Hierbei
ist die negative Elektrodenfolie mit dem Boden des Außenverpackungsbechers
direkt elektrisch verbunden, so dass elektrische Verbindungsstellen
in einem Wärmeleitweg
reduziert werden können,
um hierdurch für
eine Zunahme der Wärmeübertragungsmenge
zu sorgen. Daher kann die im elektrischen Doppelschichtkondensator
erzeugte Wärme
effizient zum Boden des Außenverpackungsbechers
von der negativen Elektrodenfolie her übertragen werden, und daher
wird die im elektrischen Doppelschichtkondensator erzeugte Wärme effizient
zur Atmosphäre
abgegeben. Ferner wird die Lebensdauer des elektrischen Doppelschichtkondensators
verlängert.
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Die
konvexen Rippen sind verjüngt,
so dass die Höhe
von ihrer Mitte zum Außenumfang
des Bechers zunimmt. Wenn beim Zusammenbau des Kondensators die
positive Elektrodenfolie gegen die konvexen Rippen gedrückt wird,
biegen sich die Enden der Folie einwärts. Hierbei bildet der einwärts gebogene
Endabschnitt der Elektrodenfolie eine großflächige und sichere elektrische
Verbindung mit den konvexen Rippen, wodurch sich mit geringem Herstellungsaufwand
eine sichere Kontaktverbindung zwischen der positiven Elektrodenfolie
und den Rippen am Boden des Bechers herstellen lässt.
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Ferner
hat die negative Elektrodenfolie, die mit dem Boden des Außenverpackungsbechers
verbunden ist, eine größere Dicke
als die positive Elektrodenfolie. Daher kann die Querschnittsfläche der negativen
Elektrodenfolie vergrößert werden,
um die Wärmeübertragungsmenge
zu erhöhen,
so dass Wärme
in dem elektrischen Doppelschichtkondensator effizient zum Boden
des Außenverpackungsbechers übertragen
werden kann. Übrigens
verbessert die vergrößerte Dicke
der negativen Elektrodenfolie die Steifigkeit, so dass die Vibrationsbeständigkeit des
elektrischen Doppelschichtkondensators verbessert ist. Ferner ist
nur die negative Elektrodenfolie dick ausgeführt und ist die positive Elektrodenfolie dünn ausgeführt, wodurch
der gerollte Elektrodenkörper
nicht groß wird,
und daher der elektrische Doppelschichtkondensator nicht groß wird.
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Nach
einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein elektrischer
Doppelschichtkondensator mit einem gerollten Elektrodenkörper gemäß Anspruch
2 angegeben.
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Hierbei
ist eine Mehrzahl konvexer Rippen an den Sammelplatten gebildet,
und die Öffnungen oder
Kerben werden so ausgebildet, dass sie zwischen benachbarten konvexen
Rippen angeordnet werden. Demzufolge werden die konvexen Rippen gepresst,
um die gebogenen Abschnitte an den Ober- und Unterenden der Elektrodenplatten
zu bilden, und die konvexen Rippen werden mit den gebogenen Abschnitten
durch Schweißung
verbunden, um hierdurch die Öffnungen
oder Kerben von den gebogenen Abschnitten trennen zu können. Wenn
daher ein Elektrolyt in den gerollten Elektrodenkörper von
den Öffnungen
oder Kerben eingefüllt
wird, stören
die gebogenen Abschnitte nicht das Einfüllen des Elektrolyts, und das
Elektrolyt wird schnell eingefüllt.
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Die
konvexen Rippen sind verjüngt,
so dass die Höhe
von ihrer Mitte zum Außenumfang
des Bechers zunimmt. Wenn beim Zusammenbau des Kondensators die
positive Elektrodenplatte gegen die konvexen Rippen gedrückt wird,
biegen sich deren Enden einwärts.
Hierbei bildet der einwärts
gebogene Endabschnitt der Elektrodenplatte eine großflächige und
sichere elektrische Verbindung mit den konvexen Rippen, wodurch
sich mit geringem Herstellungsaufwand eine sichere Kontaktverbindung
zwischen der positiven Elektrodenplatte und den Rippen am Boden
des Bechers herstellen lässt.
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Nach
einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein elektrischer
Doppelschichtkondensator nach Anspruch 3 angegeben.
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Hierbei
ist der zylindrische Abschnitt an dem Deckel angebracht, und der
Vorsprung ist an der Sammelplatte ausgebildet, so dass er in den
zylindrischen Abschnitt eingesetzt werden kann. Auch wenn daher
ein relativ großer
Herstellungsfehler an dem gerollten Elektrodenkörper entsteht, kann der Herstellungsfehler
des gerollten Elektrodenkörpers durch
die Bewegung des Vorsprungs in diesem Bereich aufgenommen werden,
wobei der Vorsprung nicht von dem zylindrischen Abschnitt vorsteht,
so dass es mit einer einfachen Anordnung möglich wird, eine Referenzdimension
des elektrischen Doppelschichtkondensators gleichmäßig zu halten.
Wenn daher der gerollte Elektrodenkörper gewickelt wird, ist im
gewissen Umfang ein Herstellungsfehler zulässig, so dass es möglich wird,
die Kosten des elektrischen Doppelschichtkondensators niedrig zu
halten.
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Beim
Zusammenbau des Kondensators wird die Sammelplatte auf die Enden
der Elektrodenplatten gepresst, bis ein sicherer Kontakt dazwischen hergestellt
ist. Die so erreichte Position der Sammelplatte im Becher ist aber
wegen Dimensionsungenauigkeiten des gerollten Elektrodenkörpers variabel.
Durch Verschieben des Vorsprungs in dem zylindrischen Abschnitt
können
diese Dimensionsungenauigkeiten kompensiert werden. Sodann wird
der Vorsprung in dem zylindrischen Abschnitt dicht verschweißt. Hierdurch
lässt sich
mit geringem Herstellungsaufwand eine sichere Kontaktverbindung
zwischen der Elektrodenplatte und der Sammelplatte herstellen, während die
Außenabmessungen
des Kondensators hierdurch unbeeinflusst bleiben.
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Bestimmte
bevorzugte Ausführungen
der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend in Details nur als
Beispiel anhand der beigefügten
Zeichnungen beschrieben, worin
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1 ist
eine Querschnittsansicht mit Darstellung eines elektrischen Doppelschichtkondensators
nach einer ersten Ausführung
der Erfindung;
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2 ist
eine Ansicht mit Darstellung einer Wirkung des in 1 gezeigten
elektrischen Doppelschichtkondensators;
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3 ist
eine Querschnittsansicht mit Darstellung eines elektrischen Doppelschichtkondensators
nach einer zweiten Ausführung
der Erfindung;
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4 ist
eine Perspektivansicht mit Darstellung der Beziehung zwischen einem
in 3 gezeigten gerollten Elektrodenkörper mit
einer positiven Sammelplatte;
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5 ist
eine Perspektivansicht mit Darstellung eines Teils des in 3 gezeigten
gerollten Elektrodenkörpers;
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6 ist
eine vergrößerte Querschnittsansicht
mit Darstellung eines in 4 gezeigten Teils;
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7A bis 7F sind
Ansichten mit Darstellung der Montagereihenfolge des gerollten Elektrodenkörpers und
der positiven Sammelplatte der zweiten Ausführung;
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8A und 8B sind
Ansichten mit Darstellung eines Schweißzustands, wenn radiale konvexe
Rippen positionsmäßig von
gegebenen Bewegungen einer Elektronenstrahl-Schweißvorrichtung versetzt
sind;
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9A und 9B sind
Ansichten mit Darstellung von Wirkungen der zweiten Ausführung und eines
Vergleichsbeispiels, wenn ein Elektrolyt ins Innere des gerollten
Elektrodenkörpers
des elektrischen Doppelschichtkondensators gefüllt wird;
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10 ist
eine Draufsicht mit Darstellung einer ersten Modifikation der positiven
Sammelplatte in dem elektrischen Doppelschichtkondensator nach der
zweiten Ausführung
der Erfindung;
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11 ist
eine Draufsicht mit Darstellung einer zweiten Modifikation der positiven
Sammelplatte in dem elektrischen Doppelschichtkondensator nach der
zweiten Ausführung
der Erfindung;
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12A und 12B sind
Ansichten mit Darstellung einer Wirkung, wenn der gerollte Elektrodenkörper in
einen Außenverpackungsbecher
geladen wird;
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13 ist
eine Ansicht der Beziehung zwischen einem zylinderförmigen Abschnitt
und Vorsprüngen
der positiven Sammelplatte;
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14 ist
eine schematische Ansicht mit Darstellung eines elektrischen Doppelschichtkondensators
in einem Zustand, in dem das Schweißen an vorbestimmten Stellen
durchgeführt
wird und eine Abdichtung erfolgt, nachdem der gerollte Elektrodenkörper in
den Außenverpackungsbecher
geladen ist;
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15 ist
eine Querschnittsansicht mit Darstellung eines Teils eines bekannten
elektrischen Doppelschichtkondensators;
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16 ist
eine vergrößerte Perspektivansicht
mit Darstellung eines Teils einer positiven Sammelplatte in dem
bekannten Doppelschichtkondensator; und
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17 ist
eine Querschnittsansicht mit Darstellung des bekannten Doppelschichtkondensators.
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Die
folgende Beschreibung ist nur beispielhafter Natur und soll die
Erfindung, deren Anwendung oder Gebrauch keineswegs beschränken.
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In 1 umfasst
ein elektrischer Doppelschichtkondensator 10 einen gerollten
Elektrodenkörper 12 zum
Speichern von Elektrizität,
eine Sammelplatte 20, die mit einer positiven Elektrodenplatte 13 eines
gerollten Elektrodenkörpers 12 elektrisch verbunden
ist, einen unten geschlossenen, zylinderförmigen Außenverpackungsbecher 30,
der den so verbundenen gerollten Elektrodenkörper 12 enthält und mit
einer negativen Elektrodenplatte 16 elektrisch verbunden
ist, ein Elektrolyt 37, das in den Außenverpackungsbecher 30 gefüllt ist,
sowie einen Deckel 40, der den Außenverpackungsbecher 30 verschließt.
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Der
gerollte Elektrodenkörper 12 ist
derart konstruiert, dass die positive Elektrodenplatte 13 und die
negative Elektrodenplatte 16 mit einem dazwischen angeordneten
Separator 18 einander überlappen,
und sie sind in gerollter Bauweise um einen Rollkern 19 herum
aufgerollt.
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Die
positive Elektrodenplatte 13 umfasst eine bandförmige positive
Elektrodenfolie 14 sowie eine aktive Substanz 15, 15,
die auf beide Seiten der positiven Elektrodenfolie 14 außer an einem
Positive-Elektrodenfolie-Oberende 14a der
positiven Elektrodenfolie 14 aufgetragen ist. Das Positive-Elektrodenfolie-Oberende 14 steht über dem
gerollten Elektrodenkörper 12 vor.
Das Positive-Elektrodenfolie-Oberende 14a ist einwärts gebogen,
zum elektrischen Anschluss an die Sammelplatte 20. Die
positive Elektrodenfolie 14 ist beispielsweise eine Aluminiumfolie
oder eine Folie aus rostfreiem Stahl, und die aktive Substanz 15 ist
beispielsweise Aktivkohle.
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Die
negative Elektrodenplatte 16 umfasst eine bandförmige negative
Elektrodenfolie 17 und Aktivkohle 15, 15,
die auf beide Seite der negativen Elektrodenfolie 17 außer an einem
Negative-Elektrodenfolie-Unterende 17a der negativen Elektrodenfolie 17 aufgetragen
ist. Das Negative-Elektrodenfolie-Unterende 17a steht unter
den gerollten Elektrodenkörper 12 vor.
Das Negative-Elektrodenfolie-Unterende 17a ist einwärts gebogen,
zum elektrischen Anschluss an einen Boden 31 des Außenverpackungsbechers 30.
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Die
negative Elektrodenfolie 17 ist aus einer Aluminiumfolie
oder einer Folie aus rostfreiem Stahl, die eine größere Dicke
besitzt als die positive Elektrodenfolie 14. Die negative
Elektrodenfolie 17 hat eine Dicke, die es erlaubt, dass
in dem elektrischen Doppelschichtkondensator 10 erzeugte
Wärme effizient zur
Atmosphäre
abgegeben wird, und die dauerhaft sein kann, wenn der elektrische
Doppelschichtkondensator 10 vibriert, und die den gerollten
Elektrodenkörper 12 kompakt
macht.
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Der
Separator 18 ist ein Isolierpapier, das zwischen die positive
Elektrodenplatte 13 und die negative Elektrodenplatte 16 eingesetzt
ist, um für
eine Isolierung zwischen der positiven Elektrodenplatte 13 und
der negativen Elektrodenplatte 16 zu sorgen, und sie ist
mit kleinen Löchern
ausgebildet, um den Ionenfluss nicht zu stören.
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Die
Sammelplatte 20 ist so konstruiert, dass in der Mitte einer
Scheibe 21 ein nach oben ragender Vorsprung 22 ausgebildet
ist und eine Mehrzahl konvexer Rippen 25 von dem Vorsprung 22 radial
zu einem Außenumfang
der Scheibe 21 verläuft.
Der Vorsprung 22 besitzt eine Öffnung 22a. An der Öffnung 22a ist
ein Sicherheitsventil 27 angebracht.
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Die
konvexen Rippen 25 sind verjüngt, so dass die Höhe von ihrer
Mitte zum Außenumfang
der Scheibe 21 zunimmt. Daher kann ein Pressen der Sammelplatte 20 gegen
das Positive-Elektrodenfolie-Oberende 14a der positiven
Elektrodenplatte 13 bewirken, dass die konvexen Rippen 25 das
Positive-Elektrodenfolie-Oberende 14a der positiven Elektrodenplatte 13 einwärts biegen.
Daher wird ein somit einwärts
gebogener gebogener Abschnitt 14b des Positive-Elektrodenfolie-Oberendes 14a elektrisch mit
den konvexen Rippen 25 der Sammelplatte 20 verbunden.
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Der
Außenverpackungsbecher 30 ist
aus einem elektrisch leitfähigen
Material in der Form eines unten geschlossenen Zylinders ausgebildet.
Der Boden 31 des Außenverpackungsbechers 30 ist
an seiner Mitte mit einem Vorsprung 32 versehen. Eine Mehrzahl
konvexer Rippen 35 erstreckt sich von dem Vorsprung 32 radial
zu einem Außenumfang
des Bodens 31.
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Die
konvexen Rippen 35 sind verjüngt, so dass die Höhe von dem
am Boden 31 gebildeten Vorsprung 32 zum Außenumfang
des Bodens 31 hin zunimmt. Daher kann ein Pressen des Bodens 31 des Außenverpackungsbechers 30 gegen
das Negative-Elektrodenfolie-Unterende 17a der negativen Elektrodenplatte 16 bewirken,
dass die konvexen Rippen 35 das Negative-Elektrodenfolie-Unterende 17a einwärts biegen.
Ein gebogener Abschnitt 17b des so einwärts gebogenen Negative-Elektrodenfolie-Unterendes 17a ist
mit den konvexen Rippen 35 des Bodens 31 elektrisch
verbunden.
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Der
Deckel 40 umfasst einen Außenring 41 und einen
zylindrischen Mittelabschnitt 42, die jeweils aus einem
elektrisch leitfähigen
Material gebildet sind und die beide durch einen Isolierring 44 miteinander
verbunden sind. Der Ring 41 ist an eine Öffnung 36 des
Außenverpackungsbechers 30 angeschweißt, um den
Außenverpackungsbecher 30 zu verschließen. Auf
diese Weise ist durch Anschweißen
des Rings 41 an die Öffnung 36 des
Außenverpackungsbechers 30 der
Deckel 40 stabiler an dem Außenverpackungsbecher 30 befestigt
als durch eine Verstemmungs-Befestigung.
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Der
Vorsprung 22 der Sammelplatte 20 wird in eine Öffnung 43 des
zylindrischen Abschnitts 42 eingesetzt. Der Vorsprung 22 ist
mit einer Innenumfangsfläche
des zylindrischen Abschnitts 42 durch Schweißen verbunden.
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Wie
in 2 gezeigt, ist das Negative-Elektrodenfolie-Unterende 17a der
negativen Elektrodenfolie 17 direkt mit dem Boden 31 des
Außenverpackungsbechers 30 verbunden.
Daher umfassen Verbindungsstellen in dem Wärmeleitweg nur eine Verbindung
s48 zwischen der negativen Elektrodenfolie s17 und dem Boden 31 des
Außenverpackungsbechers 30.
Das heißt,
weil die negative Elektrodenfolie nicht wie im Stand der Technik
mit dem Außenverpackungsbecher
durch irgendeine negative Sammelplatte verbunden ist, können die
Verbindungsstellen weniger sein als im Stand der Technik.
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Allgemein
haben Verbindungen eine kleine Fläche, und daher ist die Wärmeübertragungsmenge klein.
Daher sind Verbindungsstellen in dem Wärmeleitweg reduziert, um hierdurch
für eine
Zunahme der Wärmeüber tragungsmenge
zu sorgen, so dass in dem elektrischen Doppelschichtkondensator
erzeugte Wärme
von dem Negative-Elektrodenfolie-Unterende 17a der negativen
Elektrodenfolie 17 effizient zu dem Boden 31 des
Außenverpackungsbechers 30 überführt werden
kann. Daher wird in dem elektrischen Doppelschichtkondensator 10 erzeugte
Wärme effizient
zur Atmosphäre
abgegeben, wie durch die Pfeile gezeigt.
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Ferner
ist die negative Elektrodenfolie 17, die mit dem Boden 31 des
Außenverpackungsbechers 30 verbunden
ist, dicker ausgeführt
als die positive Elektrodenfolie 14, die mit dem Außenverpackungsbecher 30 nicht
elektrisch verbunden ist. Da die Wärmeübertragungsmenge proportional
zur Querschnittsfläche
ist, kann die Wärmeübertragungsmenge
um den Betrag erhöht
werden, um den die Querschnittsfläche der negativen Elektrodenfolie 17 vergrößert ist.
Daher wird die im elektrischen Doppelschichtkondensator 10 erzeugte
Wärme durch
die negative Elektrodenfolie 17 effizient zum Boden 31 des
Außenverpackungsbechers 30 übertragen,
so dass sie zur Atmosphäre
abgegeben wird.
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Auf
diese Weise machen es eine Reduktion der Verbindungsstellen in dem
Wärmeleitungsweg und
ein Dickermachen der negativen Elektrodenfolie 17 möglich, zu
verhindern, dass sich im Inneren des elektrischen Doppelschichtkondensators 10 Wärme akkumuliert,
um die Lebensdauer des elektrischen Doppelschichtkondensators 10 zu
verlängern.
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Falls
der elektrische Doppelschichtkondensator 10 an einem Fahrzeug
angebracht ist, werden Vibrationen des Fahrzeugs auf den elektrischen
Doppelschichtkondensator 10 übertragen, und daher muss der
elektrische Doppelschichtkondensator vibrationsbeständig sein,
damit er adäquat
Vibrationen des Fahrzeugs aushalten kann. Hierzu ist der elektrische
Doppelschichtkondensator 10 nach der Ausführung so
ausgestaltet, dass die mit dem Hoden des Außenverpackungsbechers 30 verbundene
negative Elektrodenfolie 17 dick gemacht ist. Daher kann
die Stabilität
der negativen Elektrodenfolie 17 erhöht werden, so dass es möglich wird,
die Vibrationsbeständigkeit
des elektrischen Doppelschichtkondensators 10 zu verbessern.
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Falls
der elektrische Doppelschichtkondensator 10 an einem Fahrzeug
angebracht ist, ist es notwendig, den elektrischen Doppelschichtkondensator 10 in
einem beschränkten
Platz anzuordnen. Daher muss der elektrische Doppelschichtkondensator 10 klein
bemessen sein. Hierzu ist nur die mit dem Boden 31 des
Außenverpackungsbechers 30 verbundene
negative Elektrodenfolie 17 dick gemacht, und die positive
Elektrodenfolie 14 ist dünn gemacht. Daher wird eine
Größenzunahme
des gerollten Elektrodenkörpers 12 so
weit wie möglich
beschränkt.
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Obwohl
ferner ein Beispiel erläutert
wurde, in dem das Negative-Elektrodenfolie-Unterende 17a der
negativen Elektrodenfolie 17 einwärts gebogen ist, so dass es
direkt mit dem Boden 31 des Außenverpackungsbechers 30 verbunden
ist, kann das Negative-Elektrodenfolie-Unterende 17a der
negativen Elektrodenfolie 17 auch ohne Biegung mit dem
Boden 31 des Außenverpackungsbechers 30 elektrisch verbunden
werden.
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3 ist
eine Querschnittsansicht mit Darstellung eines elektrischen Doppelschichtkondensators
nach einer zweiten Ausführung
der Erfindung.
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In 3 umfasst
ein elektrischer Doppelschichtkondensator 100 einen gerollten
Elektrodenkörper 112 zum
Speichern von Elektrizität,
eine Sammelplatte (positive Sammelplatte) 120, die mit
einer von Elektrodenplatten (positive Elektrodenplatten) 113 eines
gerollten Elektrodenkörpers 112 elektrisch verbunden
ist, eine Sammelplatte (negative Sammelplatte) 150, die
mit der anderen der Elektrodenplatten (negativen Elektrodenplatten) 116 eines
gerollten Elektrodenkörpers 112 elektrisch
verbunden ist, einen unten geschlossenen, zylinderförmigen Außenverpackungsbecher 130,
der den gerollten Elektrodenkörper 112 enthält, ein
Elektrolyt 37, das in den Außenverpackungsbecher 130 gefüllt ist,
sowie einen Deckel 140, der den Außenverpackungsbecher 130 verschließt.
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Der
gerollte Elektrodenkörper 112 ist
derart konstruiert, dass die positive Elektrodenplatte 113 und
die negative Elektrodenplatte 116 mit einem dazwischen
angeordneten Separator 118 einander überlappen und in gerollter
Weise um einen Rollkern 119 herumgewickelt sind.
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Die
positive Elektrodenplatte 113 umfasst eine bandförmige positive
Elektrodenfolie 114 sowie Aktivkohle 115, 115,
die auf beide Seiten der positiven Elektrodenfolie 114 außer einem
Positive-Elektrodenfolie-Oberende 114a der positiven Elektrodenfolie 114 aufgetragen
ist. Das Positive-Elektrodenfolie-Oberende 114a der
positiven Elektrodenfolie 114 steht über den gerollten Elektrodenkörper 112 vor. Das
Positive-Elektrodenfolie-Oberende 114a ist
zur elektrischen Verbindung mit der positiven Sammelplatte 120 einwärts gebogen.
Die positive Elektrodenfolie 114 ist beispielsweise eine
Aluminiumfolie oder eine Folie aus rostfreiem Stahl.
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Die
negative Elektrodenplatte 116 umfasst eine bandförmige negative
Elektrodenfolie 117 sowie Aktivkohle 115, 115,
die auf beide Seiten der negativen Elektrodenfolie 117 außer einem
Negative-Elektrodenfolie-Unterende 117a der
negativen Elektrodenfolie 117 aufgetragen ist. Das Negative-Elektrodenfolie-Unterende 117a der
negativen Elektrodenfolie 117 steht unter den gerollten
Elektrodenkörper 112 vor.
Das Negative-Elektrodenfolie-Unterende 117a ist zur elektrischen
Verbindung mit der negativen Sammelplatte 150 einwärts gebogen.
Die negative Elektrodenfolie 117 ist beispielsweise eine
Aluminiumfolie oder eine Folie aus rostfreiem Stahl.
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Der
Separator 118 ist ein Isolierpapier, das zwischen der positiven
Elektrodenplatte 113 und der negativen Elektrodenplatte 116 angeordnet ist,
um für
eine Isolierung zwischen der positiven Elektrodenplatte 113 und
der negativen Elektrodenplatte 116 zu sorgen.
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Die
negative Sammelplatte 150 ist so konstruiert, dass ein
nach unten ragender Vorsprung 152 in der Mitte einer Scheibe 151 ausgebildet
ist, und eine Mehrzahl konvexer Rippen 155 von dem Vorsprung 152 radial
zu einem Außenumfang
der Scheibe 151 verläuft.
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Der
Vorsprung 152 ist so konstruiert, dass ein durchmessergroßer Abschnitt 152a in
der Mitte der Scheibe 151 so ausgebildet ist, dass er nach
unten absteht, und ein durchmesserkleiner Abschnitt 152b so
ausgebildet ist, dass er von dem durchmessergroßen Abschnitt 152a noch
weiter nach unten absteht, um eine Stufe 153 zu bilden.
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Die
konvexen Rippen 155 sind verjüngt, so dass die Höhe von ihrer
Mitte zum Außenumfang
der Scheibe 151 zunimmt. Daher kann ein Pressen der negativen
Sammelplatte 150 gegen das Negative-Elektrodenfolie-Unterende 117a der
negativen Elektrodenplatte 116 bewirken, dass die konvexen Rippen 155 das
Negative-Elektrodenfolie-Unterende 117a der negativen Elektrodenplatte 116 einwärts biegen.
Daher wird eine Kontaktfläche
zwischen den konvexen Rippen 155 und der negativen Elektrodenplatte 116 groß, um zu
ermöglichen,
dass eine große Menge
elektrischen Stroms hindurchfließt.
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Die
positive Sammelplatte 120 ist so konstruiert, dass ein
Vorsprung 122 an der Mitte einer Scheibe 121 ausgebildet
ist und eine Mehrzahl konvexer Rippen 125 von dem Vorsprung 122 radial
zu einem Außenumfang
der Scheibe 121 verlaufen. Wie die konvexen Rippen 155 der
negativen Sammelplatte 150 sind die jeweiligen konvexen
Rippen 125 verjüngt,
so dass die Höhe
von ihrer Mitte zum Außenumfang
der Scheibe 121 hin zunimmt. Daher kann ein Pressen der
konvexen Rippen 125 gegen das Positive-Elektrodenfolie-Oberende 114a der
positiven Elektrodenplatte 113 bewirken, dass das Positive-Elektrodenfolie-Oberende 114a einwärts gebogen wird.
Daher wird, wie bei der negativen Elektrodenplatte 116,
eine Kontaktfläche
zwischen den konvexen Rippen 125 und der positiven Elektrodenplatte 113 groß, um zu
ermöglichen,
dass eine große
Menge elektrischen Stroms hindurchfließt.
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Der
Vorsprung 122 besitzt eine Öffnung 122a, und an
der Öffnung 122a ist
ein Sicherheitsventil 127 angebracht.
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Der
Außenverpackungsbecher 130 ist
ein Aufnahmegehäuse,
das aus einem elektrisch leitfähigen
Material in der Form eines unten geschlossenen Zylinders gebildet
ist. Der Außenverpackungsbecher 130 ist
an der Mitte seines Bodens 131 mit einer Öffnung 131a ausgebildet.
Eine Öffnung 136 ist
an einem oberen Abschnitt gegenüber
dem Boden 131 ausgebildet. Der durchmesserkleine Abschnitt 152b des
Vorsprungs 152 an der negativen Sammelplatte 150 wird
in die Öffnung 131a eingesetzt,
wodurch die Stufe 153 des Vorsprungs 152 in Kontakt
mit dem Boden 131 des Außenverpackungsbechers 130 gebracht
werden kann. Diese Kontaktfläche
zwischen dem Boden 131 und der negativen Sammelplatte 150 wird
groß,
um zu ermöglichen,
dass eine große
Menge elektrischen Stroms fließt.
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Der
Deckel 140 umfasst einen Außenring 141 und einen
zylindrischen Mittelabschnitt 142, die jeweils aus einem
elektrisch leitfähigen
Material gebildet sind und die beide durch einen Isolierring 144 verbunden
sind. Der Ring 141 ist an eine Öffnung 136 des Außenverpackungsbechers 130 geschweißt, um den
Außenverpackungsbecher 130 zu verschließen. Auf
diese Weise kann durch das Schweißen des Rings 141 an
den Außenverpackungsbecher 130 der
Deckel 140 stabiler an dem Außenverpackungsbecher 130 befestigt
werden als durch eine Verstemmungs-Befestigung.
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Der
zylindrische Abschnitt 142 erstreckt sich nach oben über ein
Loch 145 hinaus, das in der Mitte des Deckels 140 gebildet
ist. Der Vorsprung 122 der positiven Sammelplatte 120 wird
in eine Einsetzöffnung 143 des
zylindrischen Abschnitts 142 eingesetzt, um eine Innenumfangsfläche 146 des
zylindrischen Abschnitts 142 an einer Schweißung 147 anzuschweißen. Hierbei
wird der Vorsprung 122 an der positiven Sammelplatte 120 in
die Einsetzöffnung 143 so
weit eingesetzt, dass der Vorsprung 122 nicht über ein
Oberende des zylindrischen Abschnitts 142 vorsteht, und
wie oben beschrieben wird eine Schweißung durchgeführt, um
den elektrischen Doppelschichtkondensator 100 abzudichten.
Der zylindrische Abschnitt 142 nimmt den Herstellungsfehler
des gerollten Elektrodenkörpers 112 auf
und macht diesen justierbar, indem der Vorsprung 122 in
der Einsetzöffnung 143 auf-
und abgleitet. Die Beziehung zwischen dem zylindrischen Abschnitt 142 und
dem Vorsprung 122 wird in Details anhand der 12 bis 14 beschrieben.
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In 4 weist
die positive Sammelplatte 120 den Vorsprung 122 in
der Mitte der Scheibe 121 auf. Die positive Sammelplatte 120 weist
eine Mehrzahl konvexer Rippen 125 auf, die sich radial
von dem Vorsprung 122 erstrecken. Die konvexen Rippen 125 erstrecken
sich nach unten, so dass sie zu einem Oberende des gerollten Elektrodenkörpers 112 gerichtet
sind. Zwischen benachbarten konvexen Rippen 125 sind jeweilige Öffnungen 126 ausgebildet.
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Die
konvexen Rippen 125 werden gegen das Positive-Elektrodenfolie-Oberende 114a der
positiven Elektrodenplatte 113 (siehe 3)
gepresst, wodurch an dem Positive-Elektrodenfolie-Oberende 114a der
positiven Elektrodenplatte 113 nur an den konvexen Rippen 125 entsprechenden
Stellen gebogene Abschnitte 114b gebildet werden (siehe 3). Daher
können
die Öffnungen 126 an
Stellen angeordnet werden, an denen das Positive-Elektrodenfolien-Oberende 114a der
positiven Elektrodenfolie nicht umgebogen ist.
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5 zeigt
den gerollten Elektrodenkörper 112 in
einem Zustand, in dem an dem Positive-Elektrodenfolie-Oberende 114a der
positiven Elektrodenplatte 113 die gebogenen Abschnitte 114b gebildet sind.
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Da
auf diese Weise die gebogenen Abschnitte 114b an Stellen
ausgebildet sind, die den in 4 gezeigten
konvexen Rippen 125 entsprechen, ist es möglich, zwischen
dem Positive-Elektrodenfolie-Oberende 114a und dem Positive-Elektrodenfolie-Oberende 114a in
Bereichen außer
den gebogenen Abschnitten 114b Zwischenräume vorzusehen. Daher
sind die in 4 gezeigten Öffnungen 126 über den
Zwischenräumen
angeordnet, um zu ermöglichen,
dass das Elektrolyt leicht von den Öffnungen 126 durch
die Zwischenräume
in den gerollten Elektrodenkörper 112 fließt.
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6 zeigt
einen Zustand, in dem die positive Sammelplatte 120 an
dem Positive-Elektrodenfolie-Oberende 114a der positiven
Elektrodenplatte 113 angeordnet ist.
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Eine
Mehrzahl der Öffnungen 126,
die an der positiven Sammelplatte 120 ausgebildet sind,
ist verjüngt
ausgebildet, so dass ihr Durchmesser an der Vorderseite der Scheibe 121 größer ist
als an ihrer Rückseite.
Daher werden Stifte 162, 162 an einem mit der
doppelpunktierten Linie gezeigten Positionierungsgestell 160 leicht
in die jeweiligen Öffnungen 126 eingesetzt,
um die positive Sammelplatte 120 in einer Normalposition
zu positionieren.
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Wie
man die positive Sammelplatte an dem gerollten Elektrodenkörper anbringt,
wird unten anhand der 7A bis 7F beschrieben.
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In 7A wird
die positive Sammelplatte 120 auf ein Oberende des gerollten
Elektrodenkörpers 112 gesetzt,
d.h. das Positive-Elektrodenfolie-Oberende 114a der positiven
Elektrodenplatte 113, wie mit den Pfeilen ➀ gezeigt.
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In 7B werden
die Stifte 162, 162 des Positionierungsgestells 160 in
die Öffnungen 126, 126 eingesetzt,
wie mit den Pfeilen ➁ gezeigt. Da die Öffnungen 162, 162 wie
oben beschrieben verjüngt
ausgebildet sind, werden die Stifte 162, 162 glattgängig in
die Öffnungen 126, 126 eingesetzt.
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In 7C werden
die Stifte 162, 162 des in 7B gezeigten
Positionierungsgestells 160 in die schraffiert gezeigten Öffnungen 126, 126 der Öffnungen 126, 126 in
der positiven Sammelplatte 120 eingesetzt, wodurch die
positive Sammelplatte 120 in einer Normalposition positioniert
werden kann, d.h. in einer Position, in der die konvexen Rippen 125 an
der positiven Sammelplatte 120 in korrekte Ausrichtung zur
X-Achse und Y-Achse
gebracht werden.
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In 7D werden
die konvexen Rippen 125 an der positiven Sammelplatte 120 gegen
das Positive-Elektrodenfolie-Oberende 114a der positiven Elektrodenplatte 113 gedrückt, wie
mit den Pfeilen ➂ gezeigt, um das Positive-Elektrodenfolie-Oberende 114a zur
Bildung der gebogenen Abschnitte 114b einwärts zu biegen.
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In 7E wird
z.B. eine Elektronenstrahlschweißvorrichtung 165 (siehe 7F)
benutzt, um die konvexen Rippen 125 an die in 7D gezeigten gebogenen
Abschnitte 114b zu schweißen. Hier werden die konvexen
Rippen 125 an der positiven Sammelplatte 120 auf
der X-Achse und der Y-Achse
so angeordnet, wie in 7C gezeigt. Daher wird die Elektrodenstrahlschweißvorrichtung 165 entlang
der X-Achse und der Y-Achse bewegt, und somit bewegt sich die Elektronenstrahlschweißvorrichtung 165 entlang
den konvexen Rippen 125 der positiven Sammelplatte 120,
wie mit einem Pfeil ➃ gezeigt. Daher ist es möglich, die
konvexen Rippen 125 an die gebogenen Abschnitte 114b zu
schweißen,
wie in 7F gezeigt. Daher kann eine
große
Kontaktfläche
zwischen den konvexen Rippen 125 der positiven Sammelplatte 120 und
den gebogenen Abschnitten 114b sichergestellt werden, so
dass die konvexen Rippen 125 und die gebogenen Abschnitte 114b ausreichend
aneinander haften.
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Auf
diese Weise wird die Elektronenstrahlschweißvorrichtung 165 so
eingestellt, dass sie sich in einer mit dem Pfeil ➃ gezeigten
Richtung entlang der X-Achse und der Y-Achse bewegt, wie in 7E gezeigt.
Wenn daher die konvexen Rippen 125 an der positiven Sammelplatte 120 von
der X-Achse und der
Y-Achse versetzt sind, wie in 8A gezeigt,
bewegt sich die Elektronenstrahlschweißvorrichtung 165 in
einer Position, die von den konvexen Rippen 125 versetzt
ist.
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Dann
wird die Elektronenstrahlschweißvorrichtung 165 von
den konvexen Rippen 125 (siehe 8A) der
positiven Sammelplatte 120 versetzt, wie in 8B gezeigt,
so dass die Elektronenstrahlschweißvorrichtung 165 eine
Schweißung
nur an einer Endspitze des Positive-Elektrodenfolie-Oberendes 114a der
positiven Elektrodenplatte 113 durchführt. Daher wird eine Kontaktfläche zwischen
den konvexen Rippen 125 an der positiven Sammelplatte 120 und
dem Positive-Elektrodenfolie-Oberende 114a der positiven
Elektrodenplatte 113 klein, so dass eine adäquate Sicherstellung
einer engen Verbindung zwischen den konvexen Rippen 125 und dem
Positive-Elektrodenfolie-Oberende 114a nicht möglich ist.
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9A zeigt
schematisch eine zweite Ausführung
der Erfindung, und 9B zeigt ein Vergleichsbeispiel.
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In 9A sind Öffnungen 126 in
der positiven Sammelplatte 120 mit Abstand von gebogenen Abschnitten 114b (siehe 5)
an Positive-Elektrodenfolie-Oberenden 114a angeordnet.
Daher sind die Öffnungen 126 in
Zwischenräumen
zwischen den Positive-Elektrodenfolie-Oberenden 114a angeordnet.
Wenn daher das Elektrolyt 137 eingefüllt wird, gelangt es schnell
durch die Zwischenräume
zwischen den Positive-Elektrodenfolie- Oberenden 114a aus den Öffnungen 126 in
den gerollten Elektrodenkörper 112 und
füllt diesen,
wie mit den Pfeilen ➄ gezeigt.
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Wenn
jedoch, wie in 9B gezeigt, die Öffnungen 126 der
Ausführung
nicht in der positiven Sammelplatte 120 ausgebildet wären, würde das Elektrolyt 137 von
einem Außenumfangsabschnitt der
positiven Sammelplatte 120 zu einem Außenumfangsabschnitt des gerollten
Elektrodenkörpers 112 fließen, wie
mit den Pfeilen ➅ gezeigt. Daher wäre es schwierig, das Elektrolyt
von einer Seite eines Oberendes des gerollten Elektrodenkörpers 112 in den
gerollten Elektrodenkörper 112 zu
füllen,
und es wäre
zeitaufwendig, das Elektrolyt vollständig einzufüllen.
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Die
ersten und zweiten Modifikationen der zweiten Ausführung werden
unten beschrieben.
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10 ist
eine Draufsicht mit Darstellung einer positiven Sammelplatte in
einem elektrischen Doppelschichtkondensator nach der ersten Modifikation.
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In 10 ist
eine positive Sammelplatte 220 in einem elektrischen Doppelschichtkondensator 200 so
konstruiert, dass sie acht radiale, konvexe Rippen 225 aufweist,
die mit gleichem Abstand ausgebildet sind, und acht Öffnungen 226,
die zwischen benachbarten konvexen Rippen 225 ausgebildet
sind.
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Auf
diese Weise wird bei der ersten Modifikation die Anzahl der Öffnungen 226 erhöht, und
sie sind so über
die gesamte positive Sammelplatte 220 ausgebildet, dass
es möglich
wird, ein Elektrolyt effizient in dem gerollten Elektrodenkörper 112 einzufüllen (siehe 3).
Ferner sorgt eine erhöhte
Anzahl der konvexen Rippen 225 für eine feste Halterung der positiven
Sammelplatte 220 an dem gerollten Elektrodenkörper 112.
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11 ist
eine Draufsicht mit Darstellung einer positiven Sammelplatte in
einem elektrischen Doppelschichtkondensator nach der zweiten Modifikation.
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Eine
positive Sammelplatte 320 in einem elektrischen Doppelschichtkondensator 300 nach
der zweiten Modifikation ist durch Bildung gekrümmter Kerne 326 aus
einer Scheibe kreuzförmig.
Die kreuzförmige
positive Sammelplatte 320 ist mit kreuzförmigen konvexen
Rippen 325 ausgebildet, die mit ihrer Konfiguration übereinstimmen.
Die Kerben 326 entsprechen den Öffnungen 126 der zweiten
Ausführung
und den Öffnungen 226 der
ersten Modifikation.
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Somit
sind die Kerben 326 gekrümmt ausgebildet, um hierdurch
große Öffnungen
zwischen benachbarten konvexen Rippen 325 vorzusehen, so dass
ein Elektrolyt effizient in den gerollten Elektrodenkörper 112 eingefüllt werden
kann.
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Obwohl
die in der zweiten Ausführung
oder in der ersten Modifikation gezeigten Öffnungen 126 oder 226 Beispiele
in der Form eines Kreises sind, ist die Erfindung nicht auf die
Ausführung
und die Modifikation beschränkt,
sondern eine Konfiguration der Öffnungen
kann z.B. auch rechteckig oder dreieckig sein.
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Die
Beziehung zwischen dem Deckel 140 und der in 3 gezeigten
positiven Sammelplatte 120 wird nachfolgend anhand der 12A bis 14 beschrieben.
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In 12A wird, nachdem der gerollte Elektrodenkörper 112 in
gerollter Weise aufgewickelt ist, die negative Sammelplatte 150 an
dem Negative-Elektrodenfolie-Unterende 117a der
negativen Elektrodenplatte 116 angebracht, und die positive Sammelplatte 120 wird
an dem Positive-Elektrodenfolie-Oberende 114a der
positiven Elektrodenplatte 113 angebracht. Dann wird der
in diesem Zustand gerollte Elektrodenkörper 112 durch die Öffnung 136 in
den Außenverpackungsbecher 130 eingesetzt, und
der durchmesserkleine Abschnitt 152b des Vorsprungs 152,
der an der negativen Sammelplatte 150 ausgebildet ist,
wird in die Öffnung 131a eingesetzt, die
im Boden 131 des Außenverpackungsbechers 130 gebildet
ist, wie mit einem Pfeil ➀ gezeigt.
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In 12B wird der Deckel 140 von oben auf den
Außenverpackungsbecher 139 aufgesetzt,
wie mit den Pfeilen ➁ gezeigt, um die Öffnung 136 des Außenverpackungsbechers 130 zu
verschließen. Gleichzeitig
wird der Vorsprung 122 an der positiven Sammelplatte 120 in
die Einsetzöffnung 143 des
zylindrischen Abschnitts 142 an dem Deckel 140 eingesetzt.
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In 13 zeigt
(a) die Beziehung zwischen dem zylindrischen Abschnitt 142 und
dem Vorsprung 122, wenn der gerollte Elektrodenkörper einen
minimalen Herstellungsfehler hat, und (b) zeigt die gleiche Beziehung,
wenn der gerollte Elektrodenkörper einen
maximalen Herstellungsfehler hat.
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In 13(a) wird, wenn der Herstellungsfehler
des gerollten Elektrodenkörpers
minimal ist, eine Abmessung h des in 12B gezeigten
gerollten Elektrodenkörpers 112 minimal.
Wenn daher der Vorsprung 122 an der positiven Sammelplatte 120 in
die Einsetzöffnung 143 des
zylindrischen Abschnitts 142 eingesetzt wird, steht eine
Oberende 122b des Vorsprungs 122 ein wenig über die
Einsetzöffnung 143 des
zylindrischen Abschnitts 142 vor. Das heißt, das Oberende 122b des
Vorsprungs 122 reicht ausreichend bis unter ein Oberende 142a des
zylindrischen Abschnitts 142.
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Wenn
in 13(b) der Herstellungsfehler des
gerollten Elektrodenkörpers
maximal ist, wird die Abmessung h des in 12B gezeigten
gerollten Elektrodenkörpers 112 maximal.
Wenn daher die Einsetzöffnung 143 des
zylindrischen Abschnitts 142 auf den Vorsprung 122 an
der positiven Sammelplatte 120 gesetzt wird, reicht das
Oberende 122b des Vorsprungs 122 bis nahe an ein
Oberende 142a des zylindrischen Abschnitts 142.
Das heißt,
das Oberende 122b des in (b) gezeigten Vorsprungs 122 ist
auf einem höheren
Niveau angeordnet als das Oberende 122b des in (a) gezeigten
Vorsprungs, um Δh.
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Das
heißt,
wenn der Herstellungsfehler des gerollten Elektrodenkörpers in
dem Bereich von Δh liegt,
steht der Vorsprung 122 nicht über den zylindrischen Abschnitt 142 vor,
so dass es möglich
wird, den Herstellungsfehler des gerollten Elektrodenkörpers aufzunehmen.
Anders gesagt, ein Δh
des Herstellungsfehlers des gerollten Elektrodenkörpers 112 (siehe 12B) ist zulässig.
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Wenn
die Position des gerollten Elektrodenkörpers innerhalb des Außenverpackungsbechers bestimmt
ist, erfolgt eine Schweißung
an verschiedenen Stellen, wie in 14 gezeigt.
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In 14 erfolgt
die Schweißung
zuerst zwischen der Öffnung 136 des
Außenverpackungsbechers 130 und
dem Ring 141 des Deckels 140, um die Öffnung 136 abzudichten.
Dann erfolgt eine Schweißung
zwischen dem Boden 131 des Außenverpackungsbechers 130 und
dem durchmesserkleinen Abschnitt 152b des Vorsprungs 152,
um die Öffnung 131a zu
verschließen.
Ferner werden der zylindrische Abschnitt 142 und der Vorsprung 122 an
der Innenumfangsfläche 146 des
zylindrischen Abschnitts 142 aneinander geschweißt, um einen
Spalt dazwischen mit der Schweißung 147 abzudichten.
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Da
eine Referenzabmessung H des elektrischen Doppelschichtkondensators 100 auf
eine Abmessung zwischen dem Boden 131 des Außenverpackungsbechers 130 und
dem Oberende 142a des zylindrischen Abschnitts 142 gesetzt
wird, wird dieser gleichmäßig gehalten,
solange nicht der Vorsprung 122 über das Oberende 142a des
zylindrischen Abschnitts 142 hinaus vorsteht.
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Auch
wenn der gerollte Elektrodenkörper 112 einem
Herstellungsfehler unterliegt, kann auf diese Weise der Herstellungsfehler
des gerollten Elektrodenkörpers 112 durch
vertikale Bewegung des Vorsprungs 122 innerhalb des zylindrischen
Abschnitts 142 aufgenommen werden. Daher wird ein relativ
großer
Herstellungsfehler Δh
(siehe 13) bei der Herstellung des
gerollten Elektrodenkörpers 122 zulässig, und
daher wird die Herstellung einfach.
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Wie
oben beschrieben, wird der durchmesserkleine Abschnitt 152b der
negativen Sammelplatte 150 in die Öffnung 131a des Außenverpackungsbechers 130 eingesetzt,
und der Außenverpackungsbecher 130 wird
mit dem durchmesserkleinen Abschnitt 152b verschweißt. Zusätzlich wird
der Vorsprung 122 an der positiven Sammelplatte 120 in
den zylindrischen Abschnitt 142 des Deckels 140 eingesetzt,
und der Vorsprung 12 wird an den zylindrischen Abschnitt 142 geschweißt. Daher
wird das Unterende des gerollten Elektrodenkörpers 112 stabil an
dem Außenverpackungsbecher 130 angebracht,
und das Oberende des gerollten Elektrodenkörpers 112 wird stabil
an dem Deckel 140 angebracht, wodurch die Vibrationsbeständigkeit
des elektrischen Doppelschichtkondensators 100 verbessert
ist.
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Weil
ferner der Vorsprung 152 an der negativen Sammelplatte 150 ausgebildet
ist und der durchmesserkleine Abschnitt 152b des Vorsprungs 152 in die Öffnung 131a des
Außenverpackungsbechers 130 eingesetzt
wird, um eine Schweißung
zwischen dem Außenverpackungsbecher 130 und
dem durchmesserkleinen Abschnitt 152b auszuführen, wird eine
Kontaktfläche
zwischen dem Außenverpackungsbecher 130 und
dem durchmesserkleinen Abschnitt 152b groß. Daher
ermöglichen
die Kontaktabschnitte zwischen den jeweiligen Teilen, dass ein relativ
starker elektrischer Strom fließt.
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Obwohl
in der Ausführung
die Öffnung 131a im
Boden 131 des Außenverpackungsbechers 130 ausgebildet
ist und der Vorsprung 152 (der durchmesserkleine Abschnitt 152b)
der negativen Sammelplatte 150 in die Öffnung 131a eingesetzt
ist, ist die Erfindung nicht auf diese Anordnung beschränkt, und
der Vorsprung 152 der negativen Sammelplatte 150 braucht
nicht in den Boden 131 des Außenverpackungsbechers 130 eingesetzt
werden.