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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine abgedichtete Sekundärbatterie bzw. Akkumulator mit einer Stromunterbrechungsvorrichtung zum Unterbrechen eines Stroms in einem Notfall.
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Stand der Technik
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Gewöhnlicher Weise ist eine abgedichtete Sekundärbatterie bzw. ein abgedichteter Akkumulator (hiernach als die „abgedichtete Batterie” bezeichnet) weitläufig bekannt, wobei die abgedichtete Batterie einen Elektrodenkörper, der durch ein Laminieren und Wickeln eines Paars von blattartigen bzw. bogenartigen Elektroden (positive und negative Elektroden) und dazwischengelegte Separatoren bzw. Trenneinrichtungen hergestellt ist, und ein Gehäuse aufweist, in dem der Elektrodenkörper und ein Elektrolyt untergebracht sind.
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In der abgedichteten Batterie, wie sie vorangehend genannt ist, verursacht ein Gas, das aus einer Zerfallreaktion des Elektrolyts in dem Gehäuse resultiert, einen Anstieg des Drucks in dem Gehäuse, in einem Fall eines Überladungszustands. Dies kann ein Problem verursachen, dass das Gehäuse zum Beispiel beschädigt wird.
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Um das vorangehend genannte Problem zu lösen, wird eine abgedichtete Batterie vorgeschlagen, die eine Stromunterbrechungsvorrichtung (hiernach als die „CID” bezeichnet) aufweist, die einen Strom unterbricht, falls der Druck in dem Gehäuse ein vorbestimmter Wert oder mehr ist (zum Beispiel siehe Patentliteratur 1).
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Die CID weist zum Beispiel eine Inversions- bzw. Umkehrplatte, die mit einem externen Anschluss verbunden ist und die in Verbindung mit einem Anstieg des Drucks in dem Gehäuse transformiert wird, und eine Sammel- bzw. Auffangplatte auf, die mit der Inversionsplatte und einer Elektrode des Elektrodenkörpers verbunden ist. In der CID wird die Sammelplatte, die mit der Inversionsplatte verbunden ist, in Verbindung mit einer Transformation bzw. Umwandlung der Inversionsplatte umgeformt und die Sammelplatte wird gebrochen bzw. durchbrochen, falls die Sammelplatte einer Spannung bzw. Belastung eines vorbestimmten Werts oder mehr unterzogen wird, wodurch ein Strom in der abgedichteten Batterie unterbrochen wird.
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Jüngst gibt es wachsende Bedenken bezüglich einer zeitlichen Verschlechterung der CID, da eine Lebensdauer der abgedichteten Batterie verlängert wird.
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Die zeitliche Verschlechterung der CID wird durch eine Änderung bzw. Schwankung des Drucks in dem Gehäuse verursacht, die mit der Verwendung der abgedichteten Batterie assoziiert ist. Der Druck in dem Gehäuse steigt und fällt wiederholt aufgrund einer Veränderung bzw. Schwankung einer Temperatur und dergleichen. Dadurch wird die Sammel- bzw. Auffangplatte ermüdet und kann zerbrochen werden, selbst wenn der Druck in dem Gehäuse nicht einen Wert erreicht, der zum Bruch der Sammel- bzw. Auffangplatte erforderlich ist. Mit anderen Worten wird ein Druck (der Druck in dem Gehäuse) geringer, der zum Betätigen der CID erforderlich ist.
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Da die CID als eine Absicherung bzw. Schutzvorrichtung wirkt, ist eine Langzeitbetriebsgarantie für die CID erforderlich.
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Deshalb wird es bei der abgedichteten Batterie mit der CID in hohem Maße erwartet, dass die zeitliche Verschlechterung der CID unterdrückt bzw. niedergehalten wird.
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Literaturstellenliste
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Patentliteratur
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- Patentliteratur 1: WO 2010/053100 A1
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Zusammenfassung der Erfindung
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Durch die Erfindung zu lösendes Problem
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine abgedichtete Batterie zu bieten, die in der Lage ist, eine zeitliche Verschlechterung einer CID zu unterdrücken bzw. niederzuhalten.
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Mittel zum Lösen des Problems
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Ein erster Aspekt der Erfindung ist eine abgedichtete Batterie mit einem Elektrodenkörper, der mit einem Elektrolyt imprägniert bzw. beschichtet ist, um als ein Leistungserzeugungselement bzw. Stromerzeugungselement zu funktionieren, einem Gehäuse, in dem der Elektrodenkörper und der Elektrolyt gespeichert sind, und einer Stromunterbrechungsvorrichtung, die einen Strom im Notfall unterbricht. Die Stromunterbrechungsvorrichtung weist eine Inversionsplatte, die in Verbindung mit einem Anstieg eines Drucks in dem Gehäuse transformiert wird, und eine Sammel- bzw. Auffangplatte mit einem Paar von Plattenflächen auf, die mit der Inversionsplatte verbunden ist und die in Verbindung mit einer Transformation bzw. Umwandlung der Inversionsplatte bzw. Umkehrplatte transformiert bzw. umgeformt wird. Die Sammelplatte hat einen eingeschnittenen Teil, der in einer Nut ausgebildet ist, der zerbrochen bzw. durchbrochen wird, falls der Druck in dem Gehäuse ein vorbestimmter Wert oder mehr ist, und eine Vielzahl von Schlitzen, welche ausgebildet sind, um von dem Paar von Plattenflächen durchdrungen zu werden. Die Vielzahl von Schlitzen ist in dem Nahbereich des eingeschnittenen Teils angeordnet und ist ausgebildet, um sich zu öffnen, wenn die Sammelplatte transformiert wird.
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Vorzugsweise ist die Vielzahl von Schlitzen ausgebildet, um sich mit dem eingeschnittenen Teil zu schneiden bzw. zu kreuzen.
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Vorzugsweise ist jeder von der Vielzahl von Schlitzen linear ausgebildet und ist angeordnet, um senkrecht zu dem eingeschnittenen Teil zu sein.
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Vorzugsweise ist der eingeschnittene Teil in einem perfekten Kreis ausgebildet und die Vielzahl von Schlitzen ist radial mit gleichen Intervallen angeordnet.
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Vorzugsweise hat die Sammel- bzw. Auffangplatte einen dünnen Teil, der um einen Teil der Sammelplatte herum ausgebildet ist, der mit der Inversionsplatte verbunden ist, und der eine Dicke hat, die kleiner ist als jene des anderen Teils der Sammelplatte, wobei der eingeschnittene Teil und die Vielzahl von Schlitzen in dem dünnen Teil angeordnet sind und der dünne Teil gebogen bzw. in einer welligen Form von der Mitte zu dessen äußeren Rand hin gekrümmt ist.
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Effekte der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung macht es möglich, eine zeitliche Verschlechterung einer CID zu unterdrücken bzw. niederzuhalten.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt eine abgedichtete Batterie gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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2 zeigt einen dünnen Teil einer Sammelplatte, wobei 2(a) eine geschnittene Seitenendansicht von dieser ist, und 2(b) eine Bodenansicht von dieser ist.
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3 zeigt, wie der dünne Teil der Sammelplatte transformiert bzw. umgeformt wird.
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4 zeigt, wie sich Schlitze öffnen, die in dem dünnen Teil der Sammelplatte ausgebildet sind.
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5 ist eine schematische Ansicht, die zeigt, wie ein gewöhnlicher dünner Teil transformiert wird.
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6 ist eine schematische Ansicht, die zeigt, wie der dünne Teil gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung transformiert wird, wobei 6(a) eine Seitenansicht und 6(b) eine Draufsicht ist.
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7 zeigt Ergebnisse, die durch ein Analysieren einer Spannung, die an einem eingeschnittenen Teil des dünnen Teils erzeugt wird, mittels CAE erlangt werden.
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8 zeigt einen dünnen Teil einer Sammel- bzw. Auffangplatte gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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9 zeigt einen dünnen Teil einer Sammelplatte gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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10 zeigt einen dünnen Teil einer Sammelplatte gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Beschreibung der Ausführungsformen
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Mit Bezug auf 1 bis 4 wird nachfolgend eine Batterie 1 als eine Ausführungsform einer abgedichteten Batterie gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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Die Batterie 1 ist das, was eine zylindrische Batterie genannt wird.
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Der Einfachheit halber ist eine Oben-Unten-Richtung in 1 als eine Oben-Unten-Richtung der Batterie 1 definiert.
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Ferner bedeuten in der folgenden Beschreibung eine obere Seite und eine untere Seite im Allgemeinen die Außenseite bzw. die Innenseite der Batterie 1.
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Wie in 1 gezeigt ist, ist die Batterie 1 eine abgedichtete Sekundärbatterie bzw. ein abgedichteter Akkumulator und weist einen Elektrodenkörper 10, der mit einem Elektrolyt imprägniert bzw. beschichtet ist, um als ein Leistungserzeugungselement zu funktionieren, ein Gehäuse 20, in dem der Elektrodenkörper 10 und der Elektrolyt gespeichert sind, und eine CID 100 auf, die einen Strom im Notfall unterbricht.
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Der Elektrodenkörper 10 ist durch ein Laminieren und ein zylindrisches Wickeln eines Paars von blattartigen bzw. bogenartigen Elektroden (positive und negative Elektroden) und dazwischen liegenden Separatoren hergestellt. Der Elektrodenkörper 10 wirkt als ein Leistungserzeugungselement, wenn dieser mit dem Elektrolyt imprägniert ist.
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Das Gehäuse 20 ist ein im Wesentlichen zylindrisches Bauteil, das ein Äußeres der Batterie 1 ausbildet.
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Das Gehäuse 20 weist einen Speicher- bzw. Unterbringungsteil 21 und einen Deckelteil 22 auf.
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Der Speicherteil 21 ist ein zylindrisches Bauteil mit einem Boden, dessen oberes Ende offen ist, und ist aus einem elektrisch leitfähigen Material, wie zum Beispiel Aluminium oder Eisen, hergestellt. Innerhalb des Speicherteils 21 sind der Elektrodenkörper 10 und der Elektrolyt gespeichert. Der Bodenteil (unterer Endteil) des Speicherteils 21 ist elektrisch mit der negativen Elektrode des Elektrodenkörpers 10 durch ein Negativelektrodenspeicherbauteil mit einer elektrischen Leitfähigkeit (nicht gezeigt) elektrisch verbunden. Der Speicherteil 21 wirkt als ein negativer Elektrodenanschluss der Batterie 1.
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Der Deckelteil 22 ist ein im Wesentlichen scheibenartiges Bauteil zum Schließen der Öffnung des Speicherteils 21 und ist aus einem elektrisch leitfähigen Material, wie zum Beispiel Aluminium oder Eisen hergestellt. Der Deckelteil 22 ist angeordnet, um die Öffnung des Speicherteils 21 abzudecken. Der obere Endteil des Speicherteils 21 und der Außenumfangsteil des Deckelteils 22 sind durch eine isolierende Dichtung 23 aneinander fixiert. Der zentrale Teil des Deckelteils 22 ragt nach oben hin vor. Der Deckelteil 22 ist elektrisch mit der positiven Elektrode des Elektrodenkörpers 10 durch eine positive Elektrodenleitung 24 mit elektrischer Leitfähigkeit und Bauteilen verbunden (insbesondere einer später genannten Inversions- bzw. Umkehrplatte 110 und einer nachfolgend genannten Sammel- bzw. Auffangplatte 120), welche die CID 100 bilden. Der Deckelteil 22 wirkt als ein positiver Elektrodenanschluss der Batterie 1.
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Der Deckelteil 22 hat eine Vielzahl von Entlüftungsöffnungen 22a, die durch beide Plattenflächen von diesem hindurchdringen.
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Deshalb ist der Raum in dem Speicherteil 21 nicht durch den Deckelteil 22 abgedichtet. Mit anderen Worten sieht die Vielzahl von Entlüftungsöffnungen 22a eine Kommunikation bzw. Verbindung zwischen der Innenseite und der Außenseite des Gehäuses 20 vor.
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Die CID 100 ist eine Stromunterbrechungsvorrichtung (Current Interrupt Device), die einen Strom unterbricht, falls die Batterie 1 in einem Überladungszustand ist und ein Druck in dem Gehäuse 20 abnormal ansteigt.
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Die CID 100 weist die Inversionsplatte 100 und die Sammelplatte 120 auf.
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Die Inversionsplatte 110 und die Sammelplatte 120 sind im Wesentlichen scheibenartige Bauteile mit einer elektrischen Leitfähigkeit. Ein Isolator 130 ist zwischen der Inversionsplatte 110 und der Sammelplatte 120 angeordnet.
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Der Isolator 130 ist ein ringförmiges Bauteil mit einer elektrisch isolierenden Eigenschaft. Der Isolator 130 ist gestaltet, um mit dem Außenumfangsteil der Inversionsplatte 110 und dem Außenumfangsteil der Sammelplatte 120 in Kontakt zu kommen. Daher unterbricht der Isolator 130 eine elektrische Leitung zwischen dem Außenumfangsteil der Inversionsplatte 110 und dem Außenumfangsteil der Sammelplatte 120.
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Die Inversionsplatte 110 und die Sammelplatte 120 sind, ähnlich wie der Deckelteil 22 des Gehäuses 20, durch die Dichtung 23 an dem Speicherteil 21 des Gehäuses 20 fixiert.
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Insbesondere sind der Deckelteil 22, die Inversionsplatte 110, der Isolator 130 und die Speicher- bzw. Auffangplatte 120 konzentrisch von oben her in der genannten Reihenfolge geschichtet und in dem oberen Endteil des Speicherteils 21 fixiert, wobei die Außenumfangsteile dieser Bauteile von der Dichtung 23 ergriffen bzw. umfasst sind. Daher sind die Außenumfangsteile des Deckelteils 22 und der Inversionsplatte 110 elektrisch miteinander verbunden und die Dichtung 23 unterbricht eine elektrische Leitung zwischen dem Speicherteil 21 und dem Deckelteil 22, der Inversionsplatte 110 und der Speicherplatte 120.
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Die Inversionsplatte 110 ist ein Bauteil zum Ausbilden eines umfassten bzw. umschlossenen Raums innerhalb des Gehäuses 20. Die Inversionsplatte 110 ist ausgebildet, um allmählich in einen Nahbereich zu der Sammelplatte 120 zu dem Mittelteil von dieser zu kommen (um sich allmählich nach unten hin zu vertiefen).
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Wie vorangehend genannt ist, kann der Deckelteil 22 nicht den umschlossenen Raum innerhalb des Gehäuses 20 ausbilden, da der Deckelteil 22 die Vielzahl von Belüftungsöffnungen 22a hat. Jedoch, da die Inversionsplatte 110 unterhalb des Deckelteils 22 angeordnet ist, um so die Öffnung des Speicherteils 21 zu schließen, bildet die Inversionsplatte 110 den umschlossenen Raum innerhalb des Gehäuses 20.
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Ein eingeschnittener Teil 111 in der Form einer Nut ist an der oberen Fläche der Inversionsplatte 110 ausgebildet.
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Der eingeschnittene Teil 111 ist in solch einer Art und Weise ausgebildet, dass die obere Fläche der Inversionsplatte 110 nach unten hin eingeschnitten ist und ist stetig in der Umfangsrichtung der Inversionsplatte 110 ausgebildet. Mit anderen Worten ist der eingeschnittene Teil 111 in einem stetigen Kreis auf der oberen Fläche der Inversionsplatte 110 ausgebildet und konzentrisch zu der Inversionsplatte 110 angeordnet.
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Die Sammel- bzw. Auffangplatte 120 ist durch die positive Elektrodenleitung 24 elektrisch mit der positiven Elektrode des Elektrodenkörpers 10 verbunden.
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Insbesondere ist ein Ende der positiven Elektrodenleitung 24 mit der unteren Fläche der Sammelplatte 120 verbunden und das andere Ende der positiven Elektrodenleitung 24 ist mit der positiven Elektrode des Elektrodenkörpers 10 verbunden.
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Ein dünner Teil 121, dessen Dicke (Abstand zwischen der Fläche der Sammelplatte 120, die dem Elektrodenkörper 10 zugewandt ist, und der gegenüberliegenden Fläche von dieser) kleiner ist als jene des anderen Teils der Sammel- bzw. Auffangplatte 120, ist in dem zentralen Teil der Sammelplatte 120 ausgebildet.
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Der dünne Teil 121 ist um den Teil der Sammelplatte 120 herum ausgebildet, der mit der Inversionsplatte 110 verbunden ist. Insbesondere ist der dünne Teil 121 von dem Teil der Sammelplatte 120, der mit der Inversionsplatte 110 verbunden ist, zu dem Mittelteil der Sammelplatte 120 in einer radialen Richtung von dieser ausgebildet. Der dünne Teil 121 ist im Wesentlichen in einer Scheibe ausgebildet und ist konzentrisch zu der Sammelplatte 120 angeordnet.
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Details zur Struktur bzw. zum Aufbau des dünnen Teils 121 werden später beschrieben.
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Ein Passloch 122, das durch beide Plattenflächen des dünnen Teils 121 in der Oben-Unten-Richtung hindurchfährt, ist in dem zentralen bzw. mittleren Teil des dünnen Teils 121 ausgebildet.
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Das Passloch 122 ist ein Durchgangsloch, in das der zentrale Teil bzw. mittige Teil der Inversionsplatte 110 gepasst ist.
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Der Teil der Inversionsplatte 110 in Kontakt mit dem dünnen Teil 121 der Sammelplatte 120 und der Teil des dünnen Teils 121 in Kontakt mit der Inversionsplatte 110 sind mittels einer Schweißung oder dergleichen mit dem zentralen Teil der Inversionsplatte 110 gefügt, der in dem Passloch 122 passend ist. Dadurch sind die Inversionsplatte 110 und die Sammelplatte 120 elektrisch miteinander verbunden, und folglich sind der Deckelteil 22 und die positive Elektrode des Elektrodenkörpers 10 elektrisch miteinander verbunden.
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Daher ist die Sammelplatte 120 mit der Inversionsplatte 110 in der Nähe der Mitte der Sammelplatte 120 verbunden. Ferner, wie vorangehend erwähnt ist, ist der Außenumfangsteil der Sammelplatte 120 von dem Außenumfangsteil der Inversionsplatte 110 durch den Isolator 130 getrennt.
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Deshalb ist ein vorbestimmter Raum zwischen der Inversionsplatte 110 und der Sammelplatte 120 ausgebildet.
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Eine Vielzahl von Verbindungslöchern 120a ist in dem Teil der Sammelplatte 120 ausgebildet, der radial auswärts von dem dünnen Teil 121 liegt.
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Die Vielzahl von Verbindungslöchern 120a ist ausgebildet, um durch beide Plattenflächen der Sammelplatte 120 in der Oben-Unten-Richtung hindurchzudringen.
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Deshalb tritt Gas in den Raum zwischen der Inversionsplatte 110 und der Sammelplatte 120 durch die Vielzahl von Verbindungslöchern 120a, falls ein Gas aus einer Zerfallreaktion des Elektrolyts in dem Raum unterhalb der Sammelplatte 120 resultiert.
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Wie in 2(a) und 2(b) gezeigt ist, ist der dünne Teil 121 in einem perfekten Kreis ausgebildet und ist von dem Passloch 122 zu dem mittleren Teil der Sammelplatte 120 in der radialen Richtung ausgebildet. Ein eingeschnittener Teil 123 in der Form einer Nut ist an der Fläche bzw. auf der Fläche des dünnen Teils 121 ausgebildet, die dem Elektrodenkörper 10 zugewandt ist.
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Der eingeschnittene Teil 123 ist im Wesentlichen in einer Konfiguration ähnlich zu dem eingeschnittenen Teil 111 der Inversionsplatte 110 und ist in solch einer Art und Weise ausgebildet, dass die Fläche des dünnen Teils 121, die dem Elektrodenkörper 10 zugewandt ist, eingeschnitten ist. Der eingeschnittene Teil 123 ist stetig in der Umfangsrichtung des dünnen Teils 121 ausgebildet und ist konzentrisch zu dem dünnen Teil 121 angeordnet. Mit anderen Worten ist der eingeschnittene Teil 123 in einem perfekten Kreis ausgebildet.
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In 2(b) sind der Einfachheit halber die Teile der Sammelplatte 120 weggelassen, welche verschieden zu dem dünnen Teil 121 sind.
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Wie in 2(a) gezeigt ist, ist der dünne Teil 121 in einer welligen Form von dem zentralen Teil zu dem Außenumfangsteil von diesem gekrümmt bzw. gebogen.
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Insbesondere ist der dünne Teil 121 in der Oben-Unten-Richtung von dem zentralen Teil zu dessen Außenumfangsteil hin gekrümmt und ist derart ausgebildet, dass all die Formen der Schnittflächen von diesem entlang der radialen Richtung im Wesentlichen die gleichen sind. Mit anderen Worten hat der dünne Teil 121 eine Form, in der eine ringförmige Platte entlang der radialen Richtung gebogen ist. Der dünne Teil 121 mit solch einer Form kann mittels einer Pressenbearbeitung oder dergleichen ausgebildet sein.
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Wie in 2(b) gezeigt ist, hat der dünne Teil 121 eine Vielzahl von Schlitzen 124 (zwölf Schlitze 124 in der vorliegenden Ausführungsform).
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Die Vielzahl von Schlitzen 124 ist radial bei gleichen Intervallen um das Passloch 122 herum angeordnet.
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Der Schlitz 124 dringt durch beide Plattenflächen des dünnen Teils 121 und ist linear von dem Nahbereich des Passlochs 122 des dünnen Teils 121 zu dem Nahbereich des Außenumfangsteils des dünnen Teils 121 linear ausgebildet. Der Schlitz 124 ist ausgebildet, um sich mit dem eingeschnittenen Teil 123 zu schneiden und um senkrecht zu dem eingeschnittenen Teil 123 zu sein. Mit anderen Worten ist der Schlitz 124 in der radialen Richtung des dünnen Teils 121 ausgebildet, um sich senkrecht mit dem eingeschnittenen Teil 123 zu schneiden bzw. zu kreuzen.
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Wie in 3 gezeigt ist, falls der Druck in dem Gehäuse 20 (insbesondere der Druck in dem Raum zwischen den Speicherteil 21 und der Inversionsplatte 110) durch das Gas ansteigt, das aus einer Zerfallreaktion des Elektrolyts herstammt bzw. resultiert, tritt das Gas in den Raum zwischen der Inversionsplatte 110 und der Sammelplatte 120 durch die Vielzahl von Verbindungslöchern 120a der Sammelplatte 120 ein, und dadurch wird die Inversionsplatte 110 nach oben hin gedrückt und transformiert bzw. umgeformt. Folglich wird der Teil des dünnen Teils 121 der Sammelplatte 120, der mit der Inversionsplatte 110 verbunden ist, nach oben gedrückt und der dünne Teil 121 wird transformiert bzw. umgeformt.
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Zu dieser Zeit, wie in 4 gezeigt ist, öffnen sich die Vielzahl von Schlitzen 124, die in dem dünnen Teil 121 ausgebildet sind, in Verbindung mit einer Transformation des dünnen Teils 121.
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Dies macht es möglich, ein Beeinträchtigen der Umfangstransformation des dünnen Teils 121 zu unterdrücken bzw. niederzuhalten und eine Spannung zu reduzieren, die an dem eingeschnittenen Teil 123 des dünnen Teils 121 erzeugt wird.
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Dadurch wird es möglich, eine Ermüdung des eingeschnittenen Teils 123, welche akkumuliert wird, in dem Fall zu minimieren, in dem der Druck in dem Gehäuse 20 bei einem relativ niedrigen Niveau aufgrund einer Änderung bzw. Schwankung der Temperatur der Batterie 1 im Gebrauch und dergleichen bei einem relativ niedrigen Niveau steigt und fällt. Folglich ist es möglich, eine zeitliche Verschlechterung der CID 100 zu unterdrücken bzw. niederzuhalten.
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Ferner, wie in 3 gezeigt ist, falls der Druck in dem Gehäuse 20 steigt und der Teil des dünnen Teils 121 der Sammelplatte 120, der mit der Inversionsplatte 110 verbunden ist, nach oben gezogen wird, wird der wellige Teil des dünnen Teils 121 gedehnt. Mit anderen Worten, da der dünne Teil 121 in einer welligen Form gekrümmt bzw. gebogen ist (siehe 2a), wird der gekrümmte Teil von diesem gedehnt und transformiert, falls der Teil des dünnen Teils 121 der Sammelplatte 120, der mit der Inversionsplatte 110 verbunden ist, in Verbindung mit einem Anstieg des Drucks in dem Gehäuse 20 nach oben gezogen wird.
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Dies macht es möglich, eine Spannung zu reduzieren, die an dem dünnen Teil 121 erzeugt wird, falls der Teil des dünnen Teils 121 der Sammelplatte 120, der mit der Inversionsplatte 110 verbunden ist, in Verbindung mit dem Anstieg des Drucks in dem Gehäuse 20 nach oben gezogen wird. Insbesondere, selbst wenn der Teil des dünnen Teils 121 der Sammelplatte 120, der mit der Inversionsplatte 110 verbunden ist, in Verbindung mit dem Anstieg des Drucks in dem Gehäuse 20 nach oben gezogen wird, wird der dünne Teil 121 nicht einer relativ großen Spannung ausgesetzt bzw. unterzogen, solange der wellige Teil des dünnen Teils 121 nicht vollständig gedehnt bzw. geweitet ist. Daher kann die Spannung verringert werden, die an dem dünnen Teil 121 erzeugt wird.
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Deshalb ist es möglich, eine Ermüdung des eingeschnittenen Teils 123, die akkumuliert wird, in dem Fall zu minimieren, in dem der Druck in dem Gehäuse 20 aufgrund einer Änderung bzw. Schwankung einer Temperatur der Batterie 1 im Gebrauch und dergleichen bei einem relativ niedrigen Niveau steigt und fällt. Folglich ist es möglich, eine zeitliche Verschlechterung der CID 100 niederzuhalten bzw. zu unterdrücken.
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Falls der Druck in dem Gehäuse 20 weiter steigt und der eingeschnittene Teil 123 des dünnen Teils 121 einer Spannung eines vorbestimmten Werts oder mehr ausgesetzt bzw. unterzogen wird, wird der eingeschnittene Teil 123 durchbrochen bzw. gebrochen. Dadurch wird eine elektrische Leitung zwischen der Inversionsplatte 110 und der Sammelplatte 120 unterbrochen und folglich wird ein Strom in der Batterie 1 unterbrochen.
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Falls der Druck in dem Gehäuse 20 noch viel weiter steigt, wird die Inversionsplatte 110 weiter nach oben gezogen und der eingeschnittene Teil 111 der Inversionsplatte 110 wird gebrochen bzw. durchbrochen. Dadurch ist eine Kommunikation zwischen den Räumen oberhalb und unterhalb der Inversionsplatte 110 in dem Gehäuse 20 vorgesehen und das Gas, das aus einer Zerfallreaktion des Elektrolyts resultiert, wird zu der Außenseite des Gehäuses 20 durch die Vielzahl von Lüftungsöffnungen 22a des Deckelteils 22 abgegeben.
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Dies macht es möglich, das Gehäuse 20 daran zu hindern, zu brechen, falls das Gas, das aus einer Zerfallreaktion des Elektrolyts resultiert, den Druck in dem Gehäuse 20 erhöht.
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Mit Bezug auf 5 und 6 ist nachfolgend beschrieben, wie der dünne Teil 121 der Sammelplatte 120 transformiert bzw. umgeformt wird, falls der Druck in dem Gehäuse 20 steigt.
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5 ist eine schematische Ansicht, die zeigt, wie ein gewöhnlicher dünner Teil transformiert wird, in dem die Vielzahl von Schlitzen 124 nicht ausgebildet ist und der nicht in einer welligen bzw. gewellten Form gekrümmt ist (in einer flachen Platte ausgebildet ist).
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6 ist eine schematische Ansicht, die zeigt, wie der dünne Teil 121 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung transformiert wird.
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In 5 und 6 ist ein Punkt, an dem die Inversionsplatte und der dünne Teil der Sammelplatte miteinander verbunden sind, durch A bezeichnet, und zum Zwecke einer zeitlichen Reihenfolge sind A0, A1 und A2 dargestellt.
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Ferner ist ein beliebiger Punkt an dem gewöhnlichen bzw. konventionellen dünnen Teil durch B dargestellt und in der Reihenfolge einer zeitlichen Abfolge sind B0, B1 und B2 dargestellt.
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Ferner ist ein beliebiger Punkt an dem dünnen Teil 121 durch C dargestellt und in der Reihenfolge einer zeitlichen Abfolge sind C0, C1 und C2 dargestellt.
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Wie in 5 gezeigt ist, sind in dem konventionellen dünnen Teil die Stelle bzw. der geometrische Ort des Punkts A und die Stelle bzw. der geometrische Ort des Punkts B im Wesentlichen parallel.
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Um den Punkt B nicht parallel zu dem geometrischen Ort des Punkts A zu bewegen, muss sich die Distanz (radiale Länge) von der Mitte des dünnen Teils zu dem Punkt B ändern und die Umfangslänge des dünnen Teils an dem Punkt B muss sich ändern. Dies zu realisieren erfordert eine große Menge an Energie.
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Im Allgemeinen, da eine Transformation derart fortschreitet, dass eine Energie dafür ein Minimum ist, wird der konventionelle dünne Teil derart transformiert, dass der geometrische Ort des Punkts A und der geometrische Ort des Punkts B im Wesentlichen parallel sind.
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Wie in 6(a) und 6(b) gezeigt ist, absorbiert in dem dünnen Teil 121 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Öffnen und Schließen der Vielzahl von Schlitzen 124, die in dem dünnen Teil 121 ausgebildet sind, eine Umfangsdistorsion bzw. eine umfängliche Deformierung des dünnen Teils 121, und dadurch kann sich der Punkt C radial auswärts von dem dünnen Teil 121 bewegen. Mit anderen Worten ändern das Öffnen und Schließen der Vielzahl von Schlitzen 124, die in dem dünnen Teil 121 ausgebildet sind, die Umfangslänge des dünnen Teils 121 an dem Punkt C und ändern die Distanz (radiale Länge) von der Mitte des dünnen Teils 121 zu dem Punkt C.
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Dies macht es möglich, um dann, wenn der dünne Teil 121 transformiert wird, den welligen Teil von diesem leicht zu dehnen bzw. zu weiten und um die daran erzeugte Spannung in hohem Maße zu reduzieren.
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Deshalb wird es möglich, eine Ermüdung des eingeschnittenen Teils 123 des dünnen Teils 121 in großem Maße zu unterdrücken, welche in dem Fall akkumuliert wird, in dem der Druck in dem Gehäuse 20 aufgrund einer Änderung bzw. Schwankung einer Temperatur der Batterie 1 im Gebrauch und dergleichen bei einem relativ niedrigen Niveau steigt und fällt. Folglich ist es möglich, eine zeitliche Verschlechterung der CID 100 in hohem Maße zu unterdrücken.
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In 7 sind Ergebnisse gezeigt, die durch ein Analysieren der Spannung, die an dem eingeschnittenen Teil 123 des dünnen Teils 121 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugt ist, und der Spannung, die an dem konventionellen eingeschnittenen Teil des dünnen Teils erzeugt wird, mittels CAE erlangt sind.
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7 zeigt ein Verhältnis zwischen dem Druck in dem Gehäuse der Batterie und der Spannung, die an dem eingeschnittenen Teil des dünnen Teils erzeugt wird.
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Wie in 7 gezeigt ist, ist in dem Fall, in dem der Druck in dem Gehäuse der Batterie ein vorbestimmter Wert ist (P in 7), bevor der eingeschnittene Teil des dünnen Teils durchbrochen wird, die Spannung, die an dem eingeschnittenen Teil 123 des dünnen Teils 121 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugt wird, kleiner als die Spannung, die an dem konventionellen eingeschnittenen Teil des dünnen Teils erzeugt wird.
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Deshalb wurde herausgefunden, dass der dünne Teil 121 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Spannung, die an dem eingeschnittenen Teil 123 erzeugt wird, reduzieren könnte.
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In der vorliegenden Ausführungsform hat der dünne Teil 121 den eingeschnittenen Teil 123, der stetig in der Umfangsrichtung von diesem ausgebildet ist, jedoch ist eine Konfiguration des dünnen Teils 121 nicht darauf begrenzt.
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Zum Beispiel, wie in 8 gezeigt ist, kann ein dünner Teil 221, in dem eine Vielzahl von eingeschnittenen Teilen 223 intermittierend ausgebildet ist, als ein dünner Teil gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
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In diesem Fall ist es wünschenswert, dass die gleiche Anzahl von Schlitzen 224 wie die Anzahl von eingeschnittenen Teilen 223 ausgebildet ist, und ausgebildet ist, um sich senkrecht mit den entsprechenden eingeschnittenen Teilen 223 zu schneiden.
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Es ist weiter wünschenswert, dass, wie in 9 gezeigt ist, ein Paar von Schlitzen 224 in den Nahbereichen von beiden Enden von jedem eingeschnittenen Teil 223 ausgebildet ist und jedes Paar von Schlitzen 224 angeordnet ist, um sich senkrecht mit jedem eingeschnittenen Teil 223 zu schneiden.
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Dies macht es möglich, eine Spannung daran zu hindern, ungleichmäßig an dem dünnen Teil 221 aufgrund eines Unterschieds zwischen einer Steifigkeit des Teils des dünnen Teils 221, an dem die eingeschnittenen Teil 223 ausgebildet sind, und einer Steifigkeit des Teils des dünnen Teils 221, an dem die eingeschnittenen Teile 223 nicht ausgebildet sind, ungleichmäßig erzeugt zu werden. Insbesondere werden Risse ausgebildet, um die benachbarten eingeschnittenen Teile 223 zu verbinden, wenn sich jeder Schlitz 224 öffnet, wodurch es ermöglicht wird, die Steifigkeit des Teils des dünnen Teils 221, an dem die eingeschnittenen Teile 223 nicht ausgebildet sind, nahe an die Steifigkeit des Teils von diesem zu bringen, an dem die eingeschnittenen Teile 223 ausgebildet sind, und um die Spannung an dem dünnen Teil 221 zu vergleichmäßigen bzw. auszugleichen.
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Ferner hat in der vorliegenden Ausführungsform der dünne Teil 121 den eingeschnittenen Teil 123 in der Form eines perfekten Kreises, jedoch ist eine Konfiguration des dünnen Teils 121 nicht darauf begrenzt.
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Zum Beispiel, wie in 10 gezeigt ist, kann ein dünner Teil 321 mit einem eingeschnittenen Teil 323 in der Form einer Ellipse als ein dünner Teil gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden. In diesem Fall ist es wünschenswert, dass eine Vielzahl von Schlitzen 324 ausgebildet ist, um sich senkrecht mit dem eingeschnittenen Teil 323 zu schneiden.
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In der vorliegenden Ausführungsform sind zwölf Schlitze 124 in dem dünnen Teil 121 ausgebildet. Jedoch ist die Anzahl der Schlitze 124 nicht darauf begrenzt und wird auf eine geeignete Anzahl zum Verringern der Spannung eingestellt, die an dem eingeschnittenen Teil 123 des dünnen Teils 121 erzeugt wird.
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Darüber hinaus sind in der vorliegenden Ausführungsform die Schlitze 124 ausgebildet, um sich mit dem eingeschnittenen Teil 123 zu schneiden, können jedoch ausgebildet sein, um sich nicht mit dem eingeschnittenen Teil 123 zu schneiden, solange die Schlitze 124 in dem Nahbereich des eingeschnittenen Teils 123 angeordnet sind.
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Jedoch ist es wünschenswert, dass die Schlitze 124 ausgebildet sind, um sich mit dem eingeschnittenen Teil 123 zu schneiden, um die Spannung, die an dem eingeschnittenen Teil 123 des dünnen Teils 121 erzeugt wird, geeignet zu reduzieren.
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Darüber hinaus sind in der vorliegenden Ausführungsform die Schlitze 124 ausgebildet, um senkrecht zu dem eingeschnittenen Teil 123 zu sein, können jedoch ausgebildet sein, um nicht senkrecht zu dem eingeschnittenen Teil 123 zu sein.
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Jedoch, um die Spannung, die an dem eingeschnittenen Teil 123 des dünnen Teils 121 erzeugt wird, geeignet zu reduzieren, ist es wünschenswert, dass die Schlitze 124 ausgebildet sind, um senkrecht zu dem eingeschnittenen Teil 123 zu sein.
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Darüber hinaus ist in der vorliegenden Ausführungsform die Vielzahl von Schlitzen 124 bei gleichen Intervallen radial angeordnet, jedoch ist eine Konfiguration der Vielzahl der Schlitze 124 nicht darauf begrenzt.
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Jedoch ist es in Anbetracht eines Entfernens einer Ungleichmäßigkeit der Spannung, die an dem eingeschnittenen Teil 123 des dünnen Teils 121 erzeugt wird, wünschenswert, dass die Vielzahl von Schlitzen 124 bei gleichen Intervallen radial angeordnet ist.
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Darüber hinaus ist in der vorliegenden Ausführungsform jeder der Schlitze 124 in einer geraden Linie ausgebildet. Jedoch kann jeder von den Schlitzen 124 in einer gekrümmten Linie ausgebildet sein, solange die Vielzahl von Schlitzen 124 sich öffnen kann, um die Spannung zu verringern, die an dem eingeschnittenen Teil 123 des dünnen Teils 121 erzeugt wird.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist die Batterie 1 eine zylindrische Batterie, jedoch kann eine quadratische bzw. rechteckige Batterie als eine abgedichtete Batterie gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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Die vorliegende Erfindung ist auf eine abgedichtete Sekundärbatterie mit einer Stromunterbrechungsvorrichtung zum Unterbrechen eines Stroms im Notfall angewendet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Batterie
- 10
- Elektrodenkörper
- 20
- Gehäuse
- 21
- Speicherteil
- 22
- Deckelteil
- 100
- CID
- 110
- Inversionsplatte
- 111
- eingeschnittener Teil
- 120
- Sammelplatte
- 121
- dünner Teil
- 122
- Passloch
- 123
- eingeschnittener Teil
- 124
- Schlitz
