DE112011102271T5

DE112011102271T5 - Batterie und Verfahren zum Herstellen einer Batterie

Info

Publication number: DE112011102271T5
Application number: DE112011102271T
Authority: DE
Inventors: Takeshi Sasaki
Original assignee: GS Yuasa International Ltd
Current assignee: GS Yuasa International Ltd
Priority date: 2010-07-03
Filing date: 2011-06-29
Publication date: 2013-07-18
Anticipated expiration: 2031-06-30
Also published as: US20160043428A1; DE112011102271B4; CN103004002B; JP5862563B2; US9203057B2; JP2016040773A; CN103004002A; JPWO2012005153A1; JP6070797B2; US20130089766A1; WO2012005153A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung hält ein Leistungserzeugungselement weitestgehend in einer flachen Form, um dadurch die Durchführbarkeit bei einem Herstellungsprozess zu verbessern.
Bei einer Batterie mit einem Leistungserzeugungselement, welches in eine flache Form ausgebildet und in einem Behälter untergebracht ist, wird das Leistungserzeugungselement durch Wickeln einer langen, folienförmigen positiven Elektrodenplatte 24a und einer langen, folienförmigen negativen Elektrodenplatte 24b mit einem zwischen denselben angeordneten Separator 25 um einen zylinderförmigen Wicklungskern 21 mit einer Flexibilität herum ausgebildet, wobei ein dünnplattenförmiges Element TP mit einer höheren Steifigkeit als der Wicklungskern an zumindest einem der gegenüberliegenden Endabschnitte in Richtung einer Wicklungsachse des flachen Wicklungskerns 21 angebracht wird.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Batterie, bei welcher ein Leistungserzeugungselement, welches durch Wickeln einer langen, folienförmigen positiven Elektrodenplatte und einer langen, folienförmigen negativen Elektrodenplatte mit einem zwischen denselben angeordneten Separator um einen zylinderförmigen Wicklungskern mit einer Flexibilität herum gebildet ist, in eine flache Form ausgebildet und in einem Behälter untergebracht ist, und ein Verfahren zum Herstellen der Batterie.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Bei der Batterie wird das Leistungserzeugungselement durch Wickeln der langen, folienförmigen positiven Elektrodenplatte und der langen, folienförmigen negativen Elektrodenplatte mit den zwischen denselben angeordneten Separatoren um den Wicklungskern herum gebildet, um dadurch die Flächen der positiven und negativen Platten zu vergrößern, welche zueinander weisen, um die Energiedichte der Batterie zu maximieren.
Da das Leistungserzeugungselement durch Wickeln der folienförmigen positiven Elektrodenplatte und Ähnlichem um den Wicklungskern herum auf diese Weise gebildet wird, werden in vielen Fällen die folienförmige positive Elektrodenplatte und Ähnliches um den kreiszylindrischen Wicklungskern herumgewickelt und das Leistungserzeugungselement in einer Kreissäulenform als Ganzes in der unveränderten Form desselben in einem Batteriefach untergebracht und das Batteriefach auch in eine Kreissäulenform ausgebildet, welche an die Form des Leistungserzeugungselementes adaptiert ist.
Andererseits werden, wie in der folgenden Patentschrift 1 beschrieben, das Ausbilden eines Leistungserzeugungselementes in eine flache Form und auch das Ausbilden eines Batteriefachs zum Unterbringen des Leistungserzeugungselementes in eine dünne Form weitgehend praktiziert.
Durch das Ausbilden des Batteriefachs auf diese Weise in die dünne Form ist es möglich die Batterie in einem kleinen Raum effizient anzuordnen.
Als ein Herstellungsprozess dieser Art von Leistungserzeugungselement in der flachen Form werden die folienförmige positive Elektrodenplatte und Ähnliches um den zylinderförmigen Wicklungskern herumgewickelt und dann wird in vielen Fällen das gewickelte Objekt in die flache Form abgeflacht.
DOKUMENT DES STANDS DER TECHNIK
PATENTSCHRIFT

Patentschrift 1: JP-A-2000-340263

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME
Das gewickelte Objekt, welches durch Wickeln der folienförmigen positiven Elektrodenplatte und Ähnlichem um den Wicklungskern herum ausgebildet ist, weist jedoch einen bestimmten Grad an Elastizität auf und kehrt daher aus der flachen Form in dem abgeflachten Zustand in eine halbwegs ausgedehnte Form zurück.
Wenn das Leistungserzeugungselement in die ausgedehnte Form zurückkehrt, wird die Durchführbarkeit in einem Montageprozess zum Anbringen des Leistungserzeugungselementes und anderer Elemente, wie beispielsweise Stromkollektoren, und andere Arbeit verschlechtert.
Die vorliegende Erfindung erfolgte in Anbetracht solcher Umstände und die Aufgabe derselben ist ein Leistungserzeugungselement weitestgehend in einer flachen Form zu halten, um dadurch die Durchführbarkeit bei einem Herstellungsprozess zu verbessern.
EINRICHTUNGEN ZUM LÖSEN DER PROBLEME
Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Anmeldung ist eine Batterie geliefert, wobei die Batterie ein Leistungserzeugungselement enthält, welches in eine flache Form ausgebildet und in einem Behälter untergebracht ist, wobei das Leistungserzeugungselement durch Wickeln einer langen, folienförmigen positiven Elektrodenplatte und einer langen, folienförmigen negativen Elektrodenplatte mit einem zwischen denselben angeordneten Separator um einen zylinderförmigen Wicklungskern mit einer Flexibilität herumgewickelt wird, wobei ein dünnplattenförmiges Element mit einer höheren Steifigkeit als der Wicklungskern an zumindest einem der gegenüberliegenden Endabschnitte in Richtung einer Wicklungsachse des flachen Wicklungskerns angebracht wird.
Mit anderen Worten wird zum Unterdrücken der Ausdehnung des Wicklungskerns, welcher die Flexibilität aufweist und an einem Mittelabschnitt des Leistungserzeugungselementes positioniert ist, und nach dem Ausbilden des Leistungserzeugungselementes in die flache Form das dünnplattenförmige Element mit der hohen Steifigkeit an zumindest einem der gegenüberliegenden Endabschnitte des Wicklungskerns angebracht, welcher in die flache Form ausgebildet ist.
Dieses dünnplattenförmige Element weist eine starke Kraft zum Halten desselben in einer angebrachten Stellung auf und daher wird die Ausdehnung des Wicklungskerns selbst dann unterdrückt, wenn das dünnplattenförmige Element eine äußere Kraft aufnimmt, welche vom Wicklungskern in einem Ausdehnungsverfahren wirkt.
Nach einem zweiten Aspekt der vorliegenden Anmeldung wird zusätzlich zu der Struktur der oben beschriebenen ersten Erfindung das dünnplattenförmige Element mit der höheren Steifigkeit als der Wicklungskern während des Biegens desselben zusammen mit dem Wicklungskern an zumindest einem gebogenen Abschnitt von zumindest einem der gegenüberliegenden Endabschnitte in Richtung der Wicklungsachse des flachen Wicklungskerns angebracht.
Mit anderen Worten wird zum Unterdrücken der Ausdehnung des Wicklungskerns, welcher die Flexibilität aufweist und sich am Mittelabschnitt des Leistungserzeugungselementes befindet, nachdem das Leistungserzeugungselement in die flache Form ausgebildet ist, das dünnplattenförmige Element mit der hohen Steifigkeit in der ähnlich dem Wicklungskern gebogenen Stellung an zumindest dem gebogenen Abschnitt des flachen Wicklungskerns angebracht.
Dieses dünnplattenförmige Element weist die starke Kraft zum Halten desselben in der gebogenen Stellung auf und daher wird die Ausdehnung des Wicklungskerns selbst dann weiter unterdrückt, wenn das dünnplattenförmige Element die äußere Kraft aufnimmt, welche vom Wicklungskern in Ausdehnungsrichtung wirkt.
Nach einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird zusätzlich zu der Struktur der oben beschriebenen ersten oder zweiten Erfindung ein unbeschichteter Abschnitt, auf welchen kein aktives Material aufgetragen ist, an einem der Endabschnitte in Breitenrichtung von zumindest der folienförmigen positiven Elektrodenplatte und/oder der folienförmigen negativen Elektrodenplatte ausgebildet, wobei sich der unbeschichtete Abschnitt in dem Zustand zum Hervorstehen vom Separator in Richtung der Wicklungsachse befindet und um den Wicklungskern herumgewickelt ist und die unbeschichteten Abschnitte gebündelt und an den dünnplattenförmigen Elementen befestigt werden.
Mit anderen Worten ist die Hinaus- bzw. Durchführungsweise der elektrischen Verdrahtung ein Problem, wenn die langen, folienförmigen Elektrodenplatten um den Wicklungskern herumgewickelt werden, um das Leistungserzeugungselement auszubilden. Eines der Verfahren ist zum Ausführen der elektrischen Verdrahtung durch Ausbilden des Abschnittes, auf welchen kein aktives Material aufgetragen ist, an einem der Endabschnitte in Breitenrichtung der folienförmigen Elektrodenplatte und Bündeln der unbeschichteten Abschnitte auf jedem Umfang.
Wenn der unbeschichtete Abschnitt an dem dünnplattenförmigen Element befestigt wird, welches sich beim Bündeln der unbeschichteten Abschnitte auf diese Weise in der Mitte befindet, ist es möglich das Leistungserzeugungselement ferner zuverlässig in der flachen Form zu halten.
Nach einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung werden zusätzlich zu der Struktur der oben beschriebenen dritten Erfindung die dünnplattenförmigen Elemente an den gegenüberliegenden Endabschnitten in Richtung der Wicklungsachse des Wicklungskerns angebracht, der unbeschichtete Abschnitt, auf welchen kein aktives Material aufgetragen ist, an einem Ende in Breitenrichtung der folienförmigen positiven Elektrodenplatte und der folienförmigen negativen Elektrodenplatte ausgebildet, befinden sich der unbeschichtete Abschnitt der folienförmigen positiven Elektrodenplatte und der unbeschichtete Abschnitt der folienförmigen negativen Elektrodenplatte in dem Zustand zum Hervorstehen von gegenüberliegenden Seiten in Richtung der Wicklungsachse und werden um den Wicklungskern herumgewickelt, und werden der unbeschichtete Abschnitt der folienförmigen positiven Elektrodenplatte und der unbeschichtete Abschnitt der folienförmigen negativen Elektrodenplatte an den separaten dünnplattenförmigen Elementen befestigt.
Mit anderen Worten werden der unbeschichtete Abschnitt der folienförmigen positiven Elektrodenplatte und der unbeschichtete Abschnitt der folienförmigen negativen Elektrodenplatte den gegenüberliegenden Abschnitten in Richtung der Wicklungsachse zugeordnet und die unbeschichteten Abschnitte gebündelt und an den dünnplattenförmigen Elementen an den gegenüberliegenden Endabschnitten in Richtung der Wicklungsachse befestigt.
Folglich ist es möglich das Leistungselement ferner zuverlässig in der flachen Form zu halten.
Nach einem fünften Aspekt der vorliegenden Anmeldung wird zusätzlich zu der Struktur einer der oben beschriebenen ersten bis vierten Erfindung das dünnplattenförmige Element angebracht ohne von der äußeren Umfangsfläche in Richtung einer Senkrechten zu einer äußeren Umgangsfläche des Wicklungskerns hervorzustehen.
Mit anderen Worten wird zum Sicherstellen der erforderten Steifigkeit ein relativ dickes Element im Vergleich zu dem Wicklungskern und Ähnlichem als das dünnplattenförmige Element eingesetzt.
Wenn solch ein dickes Element vorgesehen ist, um eine Stufe auf der äußeren Umfangsfläche des Wicklungskerns zu bilden, können die Wickelpositionen auf jedem Umfang leicht verschoben werden, um eine Wicklungsabweichung zu verursachen, wenn die folienförmige positive Elektrodenplatte und Ähnliches um den Wicklungskern herumgewickelt werden. Wenn die Stufe des dünnplattenförmigen Elementes jedoch nicht direkt auf der äußeren Umfangsfläche des Wicklungskerns zum Vorschein kommt, wie oben beschrieben wurde, können die gewickelten Stellungen der folienförmigen positiven Elektrodenplatte und von Ähnlichem stabilisiert werden.
Nach einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist zusätzlich zu der Struktur der dritten oder vierten Erfindung ferner ein Stromkollektor zum elektrischen Verbinden einer Elektrodenklemme, welche außerhalb des Behälters angeordnet ist, mit dem Leistungserzeugungselement enthalten, wobei der Stromkollektor, der unbeschichtete Abschnitt und das dünnplattenförmige Element befestigt werden während der unbeschichtete Abschnitt zwischen dem Stromkollektor und dem dünnplattenförmigen Element angeordnet ist.
Mit anderen Worten ist der Stromkollektor zum elektrischen Verbinden des Leistungserzeugungselementes und der Elektrodenklemme vorgesehen, welche außerhalb des Behälters der Batterie angeordnet ist.
Wenn das oben beschriebene dünnplattenförmige Element nicht vorgesehen ist, werden der Stromkollektor und das Leistungserzeugungselement beispielsweise durch vorsichtiges Einführen des Stromkollektors in einen Spalt in dem unbeschichteten Abschnitt, um den unbeschichteten Abschnitt des Leistungserzeugungselementes nicht zu beschädigen, Bündeln der unbeschichteten Abschnitte zusammen mit dem Stromkollektor und Befestigen des unbeschichteten Abschnitts und des Stromkollektors durch Schweißen verbunden, was mühsame Arbeit erfordert.
Wenn die Befestigungsoperation ausgeführt wird während der unbeschichtete Abschnitt zwischen dem dünnplattenförmigen Element und dem Stromkollektor angeordnet ist, ist der Stromkollektor andererseits außerhalb der Schichten des unbeschichteten Abschnittes angeordnet, was die Befestigungsoperation erleichtert.
Nach einem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird zusätzlich zu der Struktur der oben beschriebenen sechsten Erfindung der unbeschichtete Abschnitt an dem dünnplattenförmigen Element während des Zusammendrückens des dünnplattenförmigen Elementes von gegenüberliegenden Seiten des dünnplattenförmigen Elementes befestigt und der Stromkollektor an nur einer Seite des unbeschichteten Abschnitts angebracht, welcher das dünnplattenförmige Element von den gegenüberliegenden Seiten zusammendrückt.
Wenn das oben beschriebene dünnplattenförmige Element nicht vorgesehen ist, muss mit anderen Worten ein Kopfendabschnitt des Stromkollektors, welcher mit dem unbeschichteten Abschnitt zu verbinden ist, in eine Vielzahl von Abschnitten unterteilt werden und die Vielzahl von Abschnitten zwischen den Schichten des unbeschichteten Abschnittes eingeführt werden, um den Stromkollektor und den unbeschichteten Abschnitt ferner zuverlässig zu verbinden, was die Verbindungsarbeit erschwert.
Wenn die unbeschichteten Abschnitte gebündelt und an dem dünnplattenförmigen Element befestigt werden, müssen andererseits der Stromkollektor und der unbeschichtete Abschnitt an nur einer Stelle miteinander verbunden werden.
Nach einem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird zusätzlich zu der Struktur einer der oben beschriebenen ersten bis siebten Erfindungen das dünnplattenförmige Element ringförmig ausgebildet, um entlang einem gesamten Umfang des Endabschnittes in Richtung der Wicklungsachse des zylinderförmigen Wicklungskerns angebracht zu werden.
Mit anderen Worten ist es effektiv das dünnplattenförmige Element nur um den gebogenen Abschnitt des Wicklungskerns herum anzuordnen, um die flache Form des Leistungserzeugungselementes beizubehalten. Wenn das dünnplattenförmige Element an dem gesamten Umfang des Endabschnittes in Richtung der Wicklungsachse vorgesehen wird, erhöht dasselbe jedoch den Effekt des Haltens des Leistungserzeugungselementes in der flachen Form. Zudem ist es nicht erforderlich zu berücksichtigen, welche Stellen in einer Umfangsrichtung beim Ausbilden des Leistungserzeugungselementes in die flache Form gebogen werden sollten, was die Durchführbarkeit ferner verbessert.
Nach einem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen einer Batterie geliefert, wobei die Batterie ein Leistungserzeugungselement enthält, welches in eine flache Form ausgebildet und in einem Behälter untergebracht ist, wobei das Leistungserzeugungselement durch Wickeln einer langen, folienförmigen positiven Elektrodenplatte und einer langen, folienförmigen negativen Elektrodenplatte mit einem zwischen denselben angeordneten Separator um einen zylinderförmigen Wicklungskern mit einer Flexibilität herum ausgebildet wird, wobei das Verfahren Folgendes enthält: einen Schritt zum Ausbilden eines Wicklungskerns zum Anbringen eines dünnplattenförmigen Elementes mit einer höheren Steifigkeit als der Wicklungskern an zumindest einem der gegenüberliegenden Endabschnitte in Richtung der Wicklungsachse des Wicklungskerns; einen Elektrodenplatten-Wicklungsschritt zum Wickeln der langen, folienförmigen positiven Elektrodenplatte und der langen, folienförmigen negativen Elektrodenplatte mit dem zwischen denselben angeordneten Separator um den Wicklungskern herum, an welchem das dünnplattenförmige Element angebracht ist; und einen Pressschritt zum Pressen der folienförmigen positiven Elektrodenplatte und der folienförmigen negativen Elektrodenplatte, welche um den Wicklungskern herumgewickelt sind, orthogonal zur Richtung der Wicklungsachse in eine flache Form.
Mit anderen Worten wird beim Ausbilden des Leistungserzeugungselementes in die flache Form im oben beschriebenen Pressschritt das dünnplattenförmige Element, welches in dem oben beschriebenen Schritt zum Ausbilden des Wicklungskerns an dem Wicklungskern angebracht wird, zusammen mit dem Wicklungskern gepresst. Das dünnplattenförmige Element weist eine starke Kraft zum Halten desselben in der gepressten Stellung auf und daher wird die Ausdehnung des Wicklungskerns selbst dann unterdrückt, wenn dass dünnplattenförmige Element eine äußere Kraft aufnimmt, welche vom Wicklungskern in eine Ausdehnungsrichtung wirkt, nachdem das Leistungserzeugungselement in die flache Form ausgebildet wird.
Nach einem zehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung werden zusätzlich zu der Struktur der oben beschriebenen neunten Erfindung die folienförmige positive Elektrodenplatte und die folienförmige negative Elektrodenplatte, welche um den Wicklungskern herumgewickelt sind, in dem Pressschritt orthogonal zur Richtung der Wicklungsachse in die flache Form mit dem dünnplattenförmigen Element gepresst, welches an zumindest einem gebogenen Abschnitt vorhanden ist.
Mit anderen Worten wird beim Ausbilden des Leistungserzeugungselementes in die flache Form im oben beschriebenen Pressschritt das dünnplattenförmige Element, welches in dem oben beschriebenen Schritt zum Ausbilden eines Wicklungskerns an dem Wicklungskern angebracht wird, zusammen mit dem Wicklungskern gepresst und gebogen. Folglich weist das dünnplattenförmige Element eine starke Kraft zum Halten desselben in der gebogenen Stellung auf und daher wird die Ausdehnung des Wicklungskerns selbst dann unterdrückt, wenn das dünnplattenförmige Element eine äußere Kraft aufnimmt, welche vom Wicklungskern in Ausdehnungsrichtung wirkt, nachdem das Leistungserzeugungselement in die flache Form ausgebildet wird.
Nach einem elften Aspekt der vorliegenden Erfindung wird zusätzlich zu der Struktur der oben beschriebenen zehnten Erfindung das dünnplattenförmige Element im Schritt zum Ausbilden eines Wicklungskerns am Wicklungskern angebracht ohne von der äußeren Umfangsfläche in Richtung einer Senkrechten zu einer äußeren Umfangsfläche des Wicklungskerns hervorzustehen.
Folglich kommt im Plattenwicklungsschritt die Stufe des dünnplattenförmigen Elementes nicht direkt auf der äußeren Umfangsfläche des Wicklungskerns zum Vorschein und daher ist es möglich die folienförmige positive Elektrodenplatte und Ähnliches zu wickeln während die Wicklungsabweichung weitestgehend unterdrückt wird.
VORTEILE DER ERFINDUNG
Nach der ersten Erfindung weist das am Wicklungskern angebrachte dünnplattenförmige Element die starke Kraft zum Halten desselben in der angebrachten Stellung auf und daher wird die Ausdehnung des Wicklungskerns selbst dann unterdrückt, wenn das dünnplattenförmige Element die äußere Kraft aufnimmt, welche vom Wicklungskern in Ausdehnungsrichtung wirkt. Folglich ist es möglich das Leistungserzeugungselement weitestgehend in der flachen Form zu halten, um dadurch die Durchführbarkeit beim Herstellungsprozess zu verbessern.
Nach der zweiten Erfindung weist das dünnplattenförmige Element, welches am Wicklungskern angebracht ist und sich in der gebogenen Stellung befindet, die starke Kraft zum Halten desselben in der gebogenen Stellung auf und daher wird die Ausdehnung des Wicklungskern selbst dann unterdrückt, wenn dass dünnplattenförmige Element die äußere Kraft aufnimmt, welche vom Wicklungskern in Ausdehnungsrichtung wirkt. Folglich ist es möglich das Leistungserzeugungselement weitestgehend in der flachen Form zu halten, um dadurch die Durchführbarkeit beim Herstellungsprozess weiter zu verbessern.
Nach der dritten Erfindung ist es durch Bündeln der unbeschichteten Abschnitte und Befestigen derselben an dem dünnplattenförmigen Element möglich das Leistungserzeugungselement ferner zuverlässig in der flachen Form zu halten, um dadurch die Durchführbarkeit ferner zu verbessern.
Da die unbeschichteten Abschnitte gebündelt und an den dünnplattenförmigen Elementen an den gegenüberliegenden Endabschnitten in Richtung der Wicklungsachse befestigt werden, ist es nach der vierten Erfindung möglich das Leistungserzeugungselement ferner zuverlässig in der flachen Form zu halten.
Da die Stufe des dünnplattenförmigen Elementes nicht direkt auf der äußeren Umfangsfläche des Wicklungskerns erscheint, um dadurch die gewickelten Stellungen der folienförmigen positiven Elektrodenplatte und von Ähnlichem zu stabilisieren, ist es nach der fünften Erfindung möglich das Leistungserzeugungselement stabil in eine erwünschte äußere Form auszubilden.
Da die Befestigungsarbeit ausgeführt wird während der unbeschichtete Abschnitt zwischen dem dünnplattenförmigen Element und dem Stromkollektor angeordnet ist, wird nach der sechsten Erfindung der Stromkollektor außerhalb der Schichten des unbeschichteten Abschnittes angeordnet, was die Befestigungsoperation erleichtert und ferner die Effizienz bei der Montagearbeit der Batterie erhöht.
Durch Bündeln der unbeschichteten Abschnitte und Befestigen derselben am dünnplattenförmigen Element müssen nach der siebten Erfindung der Stromkollektor und der unbeschichtete Abschnitt nur an einer Stelle miteinander verbunden werden, was ferner die Effizienz bei der Montagearbeit der Batterie erhöht.
Nach der achten Erfindung wird durch das Vorsehen des dünnplattenförmigen Elementes am gesamten Umfang des Endabschnittes in Richtung der Wicklungsachse die Wirkung zum Halten des Leistungserzeugungselementes in der flachen Form zuverlässiger ausgeübt. Zudem ist es nicht erforderlich zu berücksichtigen, welche Stellen beim Ausbilden des Leistungserzeugungselementes in die flache Form in Umfangsrichtung gebogen werden sollten, was ferner die Durchführbarkeit im Montageprozess des Leistungserzeugungselementes verbessert.
Nach der neunten Erfindung wird beim Ausbilden des Leistungserzeugungselementes in die flache Form in dem Montageschritt des Leistungserzeugungselementes, welcher Teil des Montageprozesses der Batterie ist, das am Wicklungskern angebrachte dünnplattenförmige Element zusammen mit dem Wicklungskern gepresst. Das dünnplattenförmige Element weist die starke Kraft zum Halten desselben in der gepressten Stellung auf und daher wird die Ausdehnung des Wicklungskerns selbst dann unterdrückt, wenn das dünnplattenförmige Element die äußere Kraft aufnimmt, welche vom Wicklungskern in Ausdehnungsrichtung wirkt.
Nach der zehnten Erfindung wird beim Ausbilden des Leistungserzeugungselementes in die flache Form beim Montageschritt des Leistungserzeugungselementes, welcher Teil des Montageprozesses der Batterie ist, das an dem Wicklungskern angebrachte dünnplattenförmige Element zusammen mit dem Wicklungskern gepresst und gebogen. Folglich weist das dünnplattenförmige Element in der gebogenen Stellung aufgrund der hohen Steifigkeit desselben die starke Kraft zum Halten desselben in der gebogenen Stellung auf und daher wird die Ausdehnung des Wicklungskerns selbst dann unterdrückt, wenn das dünnplattenförmige Element in der gebogenen Stellung die äußere Kraft aufnimmt, welche vom Wicklungskern in Ausdehnungsrichtung wirkt.
Folglich ist es möglich das Leistungserzeugungselement weitestgehend in der flachen Form zu halten, um dadurch die Durchführbarkeit im Herstellungsprozess zu verbessern.
Nach der elften Erfindung kommt die Stufe des dünnplattenförmigen Elementes nicht direkt auf der äußeren Umfangsfläche des Wicklungskerns zum Vorschein und daher ist es möglich die folienförmige positive Elektrodenplatte und Ähnliches zu wickeln während die Wicklungsabweichung weitestgehend unterdrückt wird, um dadurch die Montagearbeit des Leistungserzeugungselementes problemlos auszuführen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine äußere Perspektivansicht einer Batterie nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Perspektivansicht einer inneren Struktur der Batterie nach der Ausführungsform der Erfindung.
3 ist eine Vorderansicht einer inneren Struktur der Batterie nach der Ausführungsform der Erfindung.
4 ist eine Perspektivansicht, welche die Montage eines Wicklungskerns nach der Ausführungsform der Erfindung zeigt.
5 ist eine Perspektivansicht des Wicklungskerns nach der Ausführungsform der Erfindung.
6 ist eine Zeichnung, welche die Positionsverhältnisse zwischen dem Wicklungskern und den Platten nach der Ausführungsform der Erfindung zeigt.
7 ist eine Perspektivansicht, welche eine Form zum Wickeln der Elektrodenplatten und von Ähnlichem um den Wicklungskern herum nach der Ausführungsform der Erfindung zeigt.
8 ist eine schematische Darstellung, welche die Form zum Wickeln der Elektrodenplatten und von Ähnlichem um den Wicklungskern herum nach der Ausführungsform der Erfindung zeigt.
AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
Eine Ausführungsform einer Batterie nach der vorliegenden Erfindung wird nachstehend basierend auf den Zeichnungen beschrieben werden.
Zwar wird ein Akkumulator mit einem wasserfreien Elektrolyt (genauer eine Lithium-Ionen-Batterie) als Beispiel in der Ausführungsform beschrieben werden, aber die Erfindung kann auch auf andere Akkumulatoren als den Akkumulator mit wasserfreiem Elektrolyt und Primärbatterien angewendet werden.
[Struktur des Akkumulators mit wasserfreiem Elektrolyt]
Wie in Perspektivansichten in den 1 und 2 und einer Vorderansicht in 3 gezeigt, weist der Akkumulator RB mit wasserfreiem Elektrolyt in der vorliegenden Ausführungsform ein Gehäuse BC auf, welches durch Platzieren und Schweißen eines Deckelabschnittes 2 im Wesentlichen in Form einer flachen Platte auf eine offene Seite eines Gehäusekörpers 1 in einer zylindrischen Form mit einem Boden (genauer eine rechteckige zylindrische Form mit einem Boden) ausgebildet ist. Der Deckelabschnitt 2 ist in ein streifenförmiges Rechteck ausgebildet und das Gehäuse BC weist in seiner Gesamtheit eine Form eines flachen, rechteckigen Parallelepipedons auf. 2 zeigt eine innere Struktur des Gehäuses BC durch Entfernen des Gehäusekörpers 1 von dem vollendeten Akkumulator RB (in 1 gezeigt). In 3 werden der Gehäusekörper 1 und ein Leistungserzeugungselement 3 (später beschrieben) durch abwechselnd mit zwei Punkten und einem Strich versehene Linien derart gezeigt, dass eine Innenseite des Gehäuses BC durch dieselben gesehen werden kann.
Das Leistungserzeugungselement 3 und die Stromkollektoren 4 und 6, welche in den 2 und 3 gezeigt sind, sind in dem Gehäuse BC untergebracht während dieselben in einer Elektrolytlösung eingetaucht sind. Daher dient das Gehäuse BC als Behälter zum Unterbringen des Leistungserzeugungselementes 3.
Wie später nachstehend detailliert beschrieben wird, wird das Leistungserzeugungselement 3 durch Auftragen eines aktiven Materials jeweils auf ein Paar Elektrodenplatten, welches eine folienförmige positive Elektrodenplatte und eine folienförmige negative Elektrodenplatte enthält, und Wickeln der Elektrodenplatten mit zwischen denselben angeordneten Separatoren ausgebildet.
Das Leistungserzeugungselement 3 weist einen Abschnitt aus der folienförmigen positiven Elektrodenplatte auf, auf welchen kein aktives Material aufgetragen ist und welcher sich aus einer Seite erstreckt, welche an den Stromkollektor 4 zu schweißen ist, und einen Abschnitt aus der folienförmigen negativen Elektrodenplatte auf, auf welchen kein aktives Material aufgetragen ist und welcher sich aus einer gegenüberliegenden Seite erstreckt, welche an den Stromkollektor 6 zu schweißen ist.
An dem aus Metall (insbesondere Aluminium) bestehenden Deckelabschnitt 2 sind der Stromkollektor 4 auf einer positiven Seite und eine Klemmenschraube 5, welche als positive Elektrodenklemme dient, welche mit dem Stromkollektor 4 verbunden ist, und der Stromkollektor 6 auf einer negativen Seite und eine Klemmenschraube 7, welche als negative Elektrodenklemme dient, welche mit dem Stromkollektor 6 verbunden ist, angebracht und die Stromkollektoren 4 und 6 verbinden elektrisch die außerhalb des Gehäuses BC angeordneten Elektrodenklemmen und das Leistungserzeugungselement 3.
Die Klemmenschraube 5 ist an dem Deckelabschnitt 2 durch Zusammendrücken von zwei Dichtungsstücken 9 und 10, welche zum Einklemmen des Deckelabschnittes 2 angeordnet sind, zwischen einem Kopfabschnitt der Klemmenschraube 5 und dem Stromkollektor 4 und Abdichten eines Nietes 5a, welches am Kopfabschnitt der Klemmenschraube 5 ausgebildet ist, angebracht und befestigt.
Die negative Seite weist eine ähnliche Struktur auf und die Klemmenschraube 7 ist an dem Deckelabschnitt durch Zusammendrücken von zwei Dichtungsstücken 11 und 12, welche zum Einklemmen des Deckelabschnittes 2 angeordnet sind, zwischen einem Kopfabschnitt der Klemmenschraube 7 und dem Stromkollektor 6 und Abdichten eines Nietes 7a, welches an dem Kopfabschnitt der Klemmenschraube 7 ausgebildet ist, befestigt (siehe 3).
Die negativseitige Elektrodenstruktur und positivseitige Elektrodenstruktur, welche die Klemmenschrauben 5 und 7 und Stromkollektoren 4 und 6 enthalten, gleichen einander und sind symmetrisch angeordnet und die Strukturen unterscheiden sich nur in dem Material der Metallelemente.
Die Metallelemente auf der positiven Seite bestehen aus Aluminium und die Metallelemente auf der negativen Seite bestehen aus Kupfer.
[Herstellungsprozess des Akkumulators]
Als nächstes wird ein Herstellungsprozess des Akkumulators RB kurz beschrieben werden.
Zunächst wird die Montage des Leistungserzeugungselementes 3 beschrieben werden.
Das Leistungserzeugungselement 3 wird durch Auftragen eines positiven aktiven Materials und eines negativen aktiven Materials auf gegenüberliegende Vorder- und Rückseiten einer langen bandförmigen Aluminiumfolie bzw. Kupferfolie zum Ausbilden von Schichten aus einem aktiven Material und Wickeln der folienförmigen positiven Elektrodenplatte und folienförmigen negativen Elektrodenplatte mit den Schichten aus einem aktiven Material um einen in 5 gezeigten Wicklungskern herum mit den zwischen denselben angeordneten Separatoren produziert. Die Orientierungen beim Wickeln sind derart, dass die Längsseiten der folienförmigen positiven Elektrodenplatte und von Ähnlichem um den Wicklungskern 21 herumgewickelt werden.
[Schritt zum Ausbilden des Wicklungskerns]
Der Wicklungskern 21 besteht aus einem elektrisch isolierenden Material, welches gegen die Elektrolytlösung beständig ist. Konkret formuliert kann ein Harz, wie beispielsweise PPS (Polyphenylensulfid), PP (Polypropylen), PET, PE (Polyethylen) und PVDF (Polyvinylidenfluorid), verwendet werden und aus Sicht der Wärmebeständigkeit wird PPS bevorzugt.
Der Wicklungskern 21 ist kreiszylinderförmig und wird durch das Vorbereiten eines recheckigen bahnförmigen Elementes mit einer Flexibilität unter Verwendung des oben beschriebenen Materials, Wickeln des Elementes in die kreiszylindrische Form und Fixieren der Endkanten aneinander durch thermische Adhäsion oder durch Verwenden eines Klebebands ausgebildet. Eine Achse der kreiszylindrischen Form desselben dient als Wicklungsachse beim Wickeln der folienförmigen positiven Elektrodenplatte 24a und Ähnlichem.
Zudem sind Stromsammelringe 22 und 23, welche dünnplattenförmige Elemente TP aus Metall sind, an gegenüberliegenden Endabschnitten in Achsenrichtung des Wicklungskerns 21 angebracht.
Die Stromsammelringe 22 und 23, welche an den axial gegenüberliegenden Endabschnitten montiert sind, weisen die gleichen Formen auf und sind kreiszylinderförmig mit kleinen Breiten in Achsenrichtung, wie in 4 gezeigt. Durch das ringförmige Ausbilden der dünnplattenförmigen Elemente TP werden die dünnplattenförmigen Elemente TP entlang gesamten Umfängen der Endabschnitte in Achsenrichtung des zylinderförmigen Wicklungskerns 21 montiert.
Die Maße der äußeren Formen der Stromsammelringe 22 und 23 gleichen im Wesentlichen einem Maß eines Innendurchmessers des kreiszylindrischen Wicklungskerns und die Stromsammelringe 22 und 23 und der Wicklungskern 21 werden durch das Einpassen kleiner Teile der axialen Endabschnitte der Stromsammelringe 22 und 23 in den Wicklungskern 21 und Befestigen der Abschnitte des Wicklungskerns 21 und der Stromsammelringe 22 und 23 aneinander montiert, welche einander überlappen, wie in den 4 und 5 gezeigt, welche Zustände vor und nach dem Montieren zeigen. Zwar wird dieses Fixieren durch thermische Adhäsion ausgeführt, aber das Fixieren kann auch unter Verwendung eines Klebebands oder durch Pressen ausgeführt werden.
Durch das Einpassen der Endabschnitte der Stromsammelringe 22 und 23 in den kreiszylindrischen Wicklungskern 21 auf diese Weise werden die Stromsammelringe 22 und 23 montiert ohne sich von einer äußeren Umfangsfläche des Wicklungskerns 21 in Richtung einer Senkrechten zur äußeren Umfangsfläche zu erstrecken.
Auf diese Weise kommen die durch Montieren der Stromsammelringe 22 und 23 gebildeten Stufen nicht direkt auf der äußeren Umfangsfläche des Wicklungskerns 21 zum Vorschein und es ist möglich die durch die Stromsammelringe 22 und 23 verursachte Instabilität der Wickelpositionen der folienförmigen positiven Elektrodenplatte 24a und von Ähnlichem auf der äußeren Umfangsfläche des Wicklungskerns 21 zu unterdrücken.
Eines der Materialien der zwei Stromsammelringe 22 und 23 ist Aluminium und das Andere ist Kupfer, welche den Materialien entsprechen, welche die folienförmige positive Elektrodenplatte, die folienförmige negative Elektrodenplatte und Ähnliches bilden.
[Platten-Wicklungsschritt]
Ein Schritt zum Wickeln der folienförmigen positiven Elektrodenplatte 24a, der folienförmigen negativen Elektrodenplatte 24b und der Separatoren 25 um den Wicklungskern 21 in der oben beschriebenen Form herum wird ausgeführt, wie schematisch in 7 gezeigt.
7 zeigt schematisch eine Weise, auf welche eine Wicklungswalze 26 durch einen hohlen Abschnitt im Wicklungskern 21 geht und die folienförmige positive Elektrodenplatte 24a, die folienförmige negative Elektrodenplatte 24b und die Separatoren 25 zwischen die Wicklungswalze 26 und eine gegen eine äußere Umfangsfläche der Wicklungswalze 26 gedrückte Presswalze 27 zugeführt und gewickelt werden. Das Wickeln um den Wicklungskern 21 herum wird durch Schichten der folienförmigen negativen Elektrodenplatte 24b, des Separators 25, der folienförmigen positiven Elektrodenplatte 24a und des Separators 25 in dieser Reihenfolge von einer inneren Umfangsseite und Wickeln derselben ausgeführt. Die längslaufenden Endabschnitte (Endabschnitte auf einer Wicklungsanfangsseite) der zwei Separatoren 25 werden an dem Außenumfang des Wicklungskerns 21 unter Verwendung eines Klebebands oder durch thermische Adhäsion fixiert.
In einer in 7 gezeigten Wicklungsausgangsposition wird mit dem Wickeln begonnen während die folienförmige negative Elektrodenplatte 24b zwischen dem Wicklungskern 21 und dem Separator 25 und die folienförmige positive Elektrodenplatte 24a zwischen den zwei Separatoren 25 angeordnet ist.
Die Positionsverhältnisse in Achsenrichtung beim Wickeln der folienförmigen positiven Elektrodenplatte 24a und Ähnlichem um den Wicklungskern 21 herum sind festgelegt, wie in 6 gezeigt. In 6 werden der Wicklungskern 21 in einem Zustand, in welchem die Stromsammelringe 22 und 23 montiert sind, als Basis auf einem oberen Teil und die Positionsverhältnisse der folienförmigen negativen Elektrodenplatte 24b und der folienförmigen positiven Elektrodenplatte 24a in Achsenrichtung des Wicklungskerns 21 (Richtung eines Pfeils A) auf einem Zwischenteil (die folienförmige negative Elektrodenplatte 24b) und einem unteren Teil (die folienförmige positive Elektrodenplatte 24a) gezeigt.
Die folienförmige negative Elektrodenplatte 24b weist einen unbeschichteten Abschnitt 3a, auf welchen kein aktives Material aufgetragen ist, an einem der Endabschnitte derselben in Breitenrichtung (Richtung der kurzen Breite) auf und der unbeschichtete Abschnitt 3a ist festgelegt die Position des Stromsammelringes 23 zu überlappen.
Die folienförmige positive Elektrodenplatte 24a weist ähnlich den unbeschichteten Abschnitt 3a, auf welchen kein aktives Material aufgetragen ist, an einem der Endabschnitte derselben in Breitenrichtung (Breitenrichtung auf einer Seite mit einer kurzen Breite) auf und der unbeschichtete Abschnitt 3a ist festgelegt die Position des Stromsammelringes 22 zu überlappen. Mit anderen Worten sind die unbeschichteten Abschnitte 3a der folienförmigen positiven Elektrodenplatte 24a und der folienförmigen negativen Elektrodenplatte 24b auf in Breitenrichtung einander gegenüberliegenden Seiten festgelegt.
Zwar wird es nicht in den Zeichnungen gezeigt, aber jeder der zwei Separatoren 25 ist an einer Position festgelegt, welche zu den Breiten der Abschnitte der folienförmigen positiven Elektrodenplatte 24a und der folienförmigen negativen Elektrodenplatte 24b ausgenommen der unbeschichteten Abschnitte 3a (d. h., Abschnitte, auf welche das aktive Material aufgetragen ist) im Wesentlichen fluchtet. Genauer sind die Breiten der Separatoren 25 festgelegt etwas größer als die gesamten Breiten zu sein, auf welche das aktive Material aufgetragen ist.
Daher werden beide unbeschichteten Abschnitte 3a der folienförmigen positiven Elektrodenplatte 24a und folienförmigen negativen Elektrodenplatte 24b gewickelt während dieselben in Achsenrichtung des Wicklungskerns 21 (d. h., Richtung einer Wicklungsachse) von den Separatoren 25 hervorstehen und der unbeschichtete Abschnitt 3a der folienförmigen positiven Elektrodenplatte 24a und der unbeschichtete Abschnitt 3a der folienförmigen negativen Elektrodenplatte 24b stehen von gegenüberliegenden Seiten des Separators 25 in Richtung der Wicklungsachse voneinander hervor.
Folglich wird auf jeder der positiven und negativen Seite eine wechselseitige elektrische Verbindung erzielt, wenn der unbeschichtete Abschnitt 3a wie später beschrieben gebündelt und fixiert wird.
[Pressschritt]
Nachdem die vorbestimmten Längen der folienförmigen positiven Elektrodenplatte 24a und Ähnlichem in der in 7 gezeigten Form gewickelt werden, werden dieselben von der Wicklungswalze 26 gelöst und durch Pressen in Richtung der Senkrechten zur äußeren Umfangsfläche (orthogonal zur Richtung der Wicklungsachse) in eine flache Form ausgebildet, um das flache Leistungserzeugungselement 3 zu sein.
8 zeigt in Achsenrichtung des Wicklungskerns 21 schematisch eine Weise, auf welche die folienförmige positive Elektrodenplatte 24a und Ähnliches um den Wicklungskern 21 in der flachen Form herumgewickelt sind.
Wie in 8 schematisch gezeigt, werden beim Abflachen der um den Wicklungskern 21 herumgewickelten folienförmigen positiven Elektrodenplatte 24a und Ähnlichem in die flache Form die Stromsammelringe 22 und 23 auch in die dünnen abgeflachten Formen ausgebildet.
Daher bestehen Abschnitte der Stromsammelringe 22 und 23 in Bereichen, in welchen der Wicklungskern 21 und die folienförmige positive Elektrodenplatte 24a und Ähnliches gebogen sind, und die Abschnitte der Stromsammelringe 22 und 23 werden zusammen mit dem Wicklungskern 21 gebogen.
Die Stromsammelringe 22 und 23 sind dünne Metallplatten, wie oben beschrieben wurde, und Elemente mit einer höheren Steifigkeit als der Wicklungskern 21 und weisen eine so genannte höhere Härte als der Wicklungskern 21 auf.
Wenn die Stromsammelringe 22 und 23 in die Formen abgeflacht werden, wie in 8 gezeigt, weisen dieselben starke Kräfte zum Halten der abgeflachten Formen selbst beim Anlegen einer äußeren Kraft an dieselben auf.
Wenn der Wicklungskern 21, die folienförmige positive Elektrodenplatte 24a und Ähnliches versuchen aus den abgeflachten Zuständen in die ursprünglichen Formen derselben zurückzukehren und die Kräfte derselben auf die Stromsammelringe 22 und 23 wirken, unterdrücken daher die Stromsammelringe 22 und 23 die Bewegungen in die Ausdehnungsrichtungen und erhalten die abgeflachten Formen.
Zum Übertragen solcher Funktionen auf die Stromsammelringe 22 und 23 werden die Stromsammelringe 22 und 23 durch Metallplatten mit einer Stärke von ca. 0,2 mm bis 0,5 mm ausgebildet.
Die Funktionen zum Erhalten der flachen Formen, welche durch die Stromsammelringe 22 und 23 durchgeführt werden, werden an gebogenen Abschnitten der Stromsammelringe 22 und 23 am effektivsten durchgeführt, welche ähnlich dem gesamten Leistungserzeugungselement 3 in die flachen Formen abgeflacht sind. Es ist wichtig das dünnplattenförmige Element, wie beispielsweise die Stromsammelringe 22 und 23, welches eine höhere Steifigkeit als der Wicklungskern 21 aufweist und zusammen mit dem Wicklungskern 21 gebogen wird, an zumindest einem der gebogenen Abschnitte anzubringen.
[Gehäusemontageschritt]
Als nächstes wird die Montage des Deckelabschnittes 2 beschrieben werden.
Der Deckelabschnitt 2 wird durch das Ausbilden von Elektrodenbefestigungsöffnungen zum Anbringen der Klemmenschrauben 5 und 7 in einem Aluminiumplattenelement ausgebildet und die Stromkollektoren 4 und 6 und Klemmenschrauben 5 und 7 werden am Deckelabschnitt 2 mit zwischen denselben angeordneten Dichtungsstücken 9, 10, 11 und 12 durch Abdichten der Nieten 5a und 7a befestigt.
Als nächstes wird durch Verschweißen und Verbinden der unbeschichteten Abschnitte 3a des Leistungserzeugungselementes 3 mit den Stromkollektoren 4 und 6, welche am Deckelabschnitt 2 befestigt sind, wie oben beschrieben wurde, der Deckelabschnitt 2 und das Leistungserzeugungselement 3 miteinander integriert.
Wie in 3 gezeigt, werden die Stromkollektoren 4 und 6 als Ganzes im Wesentlichen L-förmig ausgebildet und die Verbindungsabschnitte 4a und 6a, welche mit dem Leistungserzeugungselement 3 zu verbinden sind, gebogen, um zu den flachen Seiten des Gehäuses BC und dem Leistungserzeugungselement 3 im Wesentlichen parallel zu sein, wenn alle Abschnitte zusammengebaut sind.
Beim Verscheißen der Verbindungsabschnitte 4a und 6a der Stromkollektoren 4 und 6 und der unbeschichteten Abschnitte 3a des Leistungselementes 3 miteinander wird auf der positiven Seite nach dem Positionieren aller Elemente in einem Zustand, in welchem der unbeschichtete Abschnitt 3a des Leistungserzeugungselementes 3 um den Stromsammelring 22 herum gebündelt ist und der Verbindungsabschnitt 4a des Stromkollektors 4 von außen gegen den unbeschichteten Abschnitt 3a gedrückt wird, Ultraschallschweißen ausgeführt.
Ähnlich wird auf der negativen Seite nach dem Positionieren aller Elemente in einem Zustand, in welchem der unbeschichtete Abschnitt des Leistungserzeugungselementes 3 um den Stromsammelring 23 herum gebündelt ist und der Verbindungsabschnitt 6a des Stromkollektors 6 von außen gegen den unbeschichteten Abschnitt 3a gedrückt wird, Ultraschallschweißen ausgeführt.
Folglich werden die Stromkollektoren 4 und 6, die unbeschichteten Abschnitte 3a und die Stromsammelringe 22 und 23 in Positionsverhältnissen aneinander befestigt, in welchen die unbeschichteten Abschnitte 3a zwischen den Stromkollektoren 4 und 6 und den Stromsammelringen 22 und 23 angeordnet sind, die Stromsammelringe 22 und 23, welche mittig positioniert sind, durch die unbeschichteten Abschnitte 3a von gegenüberliegenden Seiten zusammengedrückt werden und die Verbindungsabschnitte 4a und 6a der Stromkollektoren 4 und 6 an nur einer Seite der unbeschichteten Abschnitte 3a angebracht werden, welche die Stromsammelringe 22 und 23 von gegenüberliegenden Seiten zusammendrücken.
Infolge der Verbindung und des Befestigens werden der unbeschichtete Abschnitt 3a der folienförmigen positiven Elektrodenplatte 24a, der Stromsammelring 22 und der Stromkollektor 4 elektrisch verbunden und der unbeschichtete Abschnitt 3a der folienförmigen negativen Elektrodenplatte 24b, der Stromsammelring 23 und der Stromkollektor 6 elektrisch verbunden.
Nach dem Anbringen der Elemente auf der Seite des Deckelabschnittes 2 und des Leistungserzeugungselementes 3 aneinander auf die oben beschriebene Weise wird das Leistungserzeugungselement 3 in dem Gehäusekörper 1 untergebracht und der Deckelabschnitt 2 und der Gehäusekörper 1 miteinander verschweißt.
Dies vollendet die Montage des Gehäuses BC des Akkumulators RB.
Nachdem die Montage des Gehäuses BC vollendet ist, wird dann die Elektrolytlösung durch Einlassöffnung (nicht gezeigt) zum Befüllen mit einer Elektrolytlösung in das Gehäuse BC eingespritzt. Wenn das Einspritzen der Elektrolytlösung vollendet ist, wird die Erstaufladung (Vorladung) des Akkumulators RB unter vorbestimmten Ladebedingungen und das Lagern (aging) und Ähnliches zudem ausgeführt, um den Akkumulator zu vollenden.
[Andere Ausführungsformen]
Andere Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend aufgelistet werden.

(1) Zwar sind in der oben beschriebenen Ausführungsform die Stromsammelringe 22 und 24 in den zylinderförmigen (kreiszylindrischen) Wicklungskern 21 eingepasst und an demselben angebracht, um die axial gegenüberliegenden Endabschnitte des zylinderförmigen Wicklungskerns 21 mit den Stromsammelringen 22 und 23 zu versehen, aber der kreiszylindrische Wicklungskern 21 und die Stromsammelringe 22 und 23 können durch einstückiges Ausbilden derselben durch so genanntes Umspritzen aneinander angebracht werden.
(2) Zwar sind die dünnplattenförmigen Elemente TP in der oben beschriebenen Ausführungsform entlang der gesamten Umfänge der axialen Endabschnitte des Wicklungskerns 21 durch Einpassen der Stromsammelringe 22 und 23 in die axialen Endabschnitte des Wicklungskerns 21 angebracht, aber die dünnplattenförmigen Elemente TP können an Abschnitten der axialen Endabschnitte des Wicklungskerns 21 angebracht sein und der Wicklungskern 21 kann derart in die flache Form gepresst werden, dass die Abschnitte, an welchen die dünnplattenförmigen Elemente TP angebracht sind, im oben beschriebenen Pressschritt gebogen werden.
(3) Zwar werden in der oben beschriebenen Ausführungsform die Stromsammelringe 22 und 23 an axial gegenüberliegenden Endabschnitten des Wicklungskerns 21 angebracht, aber der Stromsammelring kann an einem der Endabschnitte angebracht werden.

In diesem Fall kann eine der folienförmigen positiven Elektrodenplatte 24a und der folienförmigen negativen Elektrodenplatte 24b mit dem unbeschichteten Abschnitt 3a versehen werden.

(4) Zwar veranschaulicht die oben beschriebene Ausführungsform den Fall, in welchem der Stromsammelring 22, welcher an dem unbeschichteten Abschnitt 3a der folienförmigen positiven Elektrodenplatte 24a befestigt ist, aus Aluminium besteht und der Stromsammelring 23, welcher an dem unbeschichteten Abschnitt 3a der folienförmigen negativen Elektrodenplatte 24b befestigt ist, aus Kupfer besteht, aber der an dem unbeschichteten Abschnitt 3a der folienförmigen positiven Elektrodenplatte 24a befestigte Stromsammelring 22 kann aus einer Aluminiumlegierung und der an dem unbeschichteten Abschnitt 3a der folienförmigen negativen Elektrodenplatte 24b befestigte Stromsammelring 23 aus einer Kupferlegierung bestehen.

Bezugszeichenliste

3: Leistungserzeugungselement
3a: Unbeschichteter Abschnitt
4, 6: Stromkollektor
21: Wicklungskern
24a: Folienförmige positive Elektrodenplatte
24b: Folienförmige negative Elektrodenplatte
25: Separator
BC: Gehäuse
TP: Dünnplattenförmiges Element

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2000-340263 A [0007]

Claims

Batterie mit einem Leistungserzeugungselement, welches in eine flache Form ausgebildet und in einem Behälter untergebracht ist, wobei das Leistungserzeugungselement durch Wickeln einer langen, folienförmigen positiven Elektrodenplatte und einer langen, folienförmigen negativen Elektrodenplatte mit einem zwischen denselben angeordneten Separator um einen zylinderförmigen Wicklungskern mit einer Flexibilität herum gebildet wird, wobei ein dünnplattenförmiges Element mit einer höheren Steifigkeit als der Wicklungskern an zumindest einem der gegenüberliegenden Endabschnitte in Richtung einer Wicklungsachse des flachen Wicklungskerns angebracht ist.
Batterie nach Anspruch 1, wobei das dünnplattenförmige Element mit der höheren Steifigkeit als der Wicklungskern während des Biegens desselben zusammen mit dem Wicklungskern an zumindest einem gebogenen Abschnitt von zumindest einem der gegenüberliegenden Endabschnitte in Richtung der Wicklungsachse des flachen Wicklungskerns angebracht wird.
Batterie nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein unbeschichteter Abschnitt, auf welchen kein aktives Material aufgetragen ist, an einem der Endabschnitte in einer Breitenrichtung von zumindest der folienförmigen positiven Elektrodenplatte und/oder der folienförmigen negativen Elektrodenplatte ausgebildet ist, wobei der unbeschichtete Abschnitt vom Separator in Richtung der Wicklungsachse hervorsteht und um den Wicklungskern herumgewickelt wird, und wobei die unbeschichteten Abschnitte gebündelt und an dem dünnplattenförmigen Element befestigt werden.
Batterie nach Anspruch 3, wobei die dünnplattenförmigen Elemente an gegenüberliegenden Endabschnitten in Richtung der Wicklungsachse des Wicklungskerns angebracht sind, wobei die unbeschichteten Abschnitte, auf welche kein aktives Material aufgetragen ist, an einem Ende in Breitenrichtung der folienförmigen positiven Elektrodenplatte und folienförmigen negativen Elektrodenplatte ausgebildet sind, wobei der unbeschichtete Abschnitt der folienförmigen positiven Elektrodenplatte und der unbeschichtete Abschnitt der folienförmigen negativen Elektrodenplatte von gegenüberliegenden Seiten in Richtung der Wicklungsachse hervorstehen und um den Wicklungskern herumgewickelt werden und wobei der unbeschichtete Abschnitt der folienförmigen positiven Elektrodenplatte und der unbeschichtete Abschnitt der folienförmigen negativen Elektrodenplatte an den separaten dünnplattenförmigen Elementen befestigt werden.
Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das dünnplattenförmige Element angebracht wird ohne von der äußeren Umfangsfläche in Richtung einer Senkrechten zu einer äußeren Umfangsfläche des Wicklungskerns hervorzustehen.
Batterie nach Anspruch 3 oder 4, welche ferner einen Stromkollektor zum elektrischen Verbinden einer Elektrodenklemme, welche außerhalb des Behälters angeordnet ist, und des Leistungserzeugungselementes aufweist, wobei der Stromkollektor, der unbeschichtete Abschnitt und das dünnplattenförmige Element fixiert werden während der unbeschichtete Abschnitt zwischen dem Stromkollektor und dem dünnplattenförmigen Element angeordnet ist.
Batterie nach Anspruch 6, wobei der unbeschichtete Abschnitt an dem dünnplattenförmigen Element befestigt ist während derselbe das dünnplattenförmige Element von gegenüberliegenden Seiten des dünnplattenförmigen Elementes zusammendrückt und wobei der Stromkollektor nur an einer Seite des unbeschichteten Abschnittes angebracht ist, welcher das dünnplattenförmige Element von gegenüberliegenden Seiten zusammendrückt.
Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das dünnplattenförmige Element ringförmig ausgebildet ist, um entlang einem gesamten Umfang des Endabschnittes in Richtung der Wicklungsachse des zylindrischen Wicklungskerns angebracht zu werden.
Verfahren zum Herstellen einer Batterie mit einem Leistungserzeugungselement, welches in eine flache Form ausgebildet und in einem Behälter untergebracht wird, wobei das Leistungserzeugungselement durch Wickeln einer langen, folienförmigen positiven Elektrodenplatte und einer langen, folienförmigen negativen Elektrodenplatte mit einem zwischen denselben angeordneten Separator um einen zylindrischen Wicklungskern mit einer Flexibilität herum ausgebildet wird, wobei das Verfahren Folgendes aufweist: einen Schritt zum Ausbilden eines Wicklungskerns zum Anbringen eines dünnplattenförmigen Elementes mit einer höheren Steifigkeit als der Wicklungskern an zumindest einem der gegenüberliegenden Endabschnitte in Richtung einer Wicklungsachse des Wicklungskerns; einen Elektrodenplatten-Wicklungsschritt zum Wickeln der langen, folienförmigen positiven Elektrodenplatte und der langen, folienförmigen negativen Elektrodenplatte mit dem zwischen denselben angeordneten Separator um den Wicklungskern herum, an welchem das dünnplattenförmige Element angebracht ist; und einen Pressschritt zum Pressen der folienförmigen positiven Elektrodenplatte und folienförmigen negativen Elektrodenplatte, welche um den Wicklungskern herumgewickelt sind, orthogonal zur Richtung der Wicklungsachse in eine flache Form.
Verfahren zum Herstellen der Batterie nach Anspruch 9, wobei die folienförmige positive Elektrodenplatte und die folienförmige negative Elektrodenplatte, welche um den Wicklungskern herumgewickelt sind, in dem Pressschritt orthogonal zur Richtung der Wicklungsachse in die flache Form mit dem dünnplattenförmigen Element, welches zumindest an einem gebogenen Abschnitt vorhanden ist, gepresst werden.
Verfahren zum Herstellen der Batterie nach Anspruch 9 oder 10, wobei das dünnplattenförmige Element im Schritt zum Ausbilden des Wicklungskerns an dem Wicklungskern angebracht wird ohne von der äußeren Umfangsfläche in Richtung einer Senkrechten zu einer äußeren Umfangsfläche des Wicklungskerns hervorzustehen.