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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stromspeichervorrichtung.
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STAND DER TECHNIK
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Eine wiederaufladbare Batterie, zum Beispiel eine Lithiumionenbatterie, ist in einem Fahrzeug, wie zum Beispiel einem Elektrofahrzeug (EV) oder einem Plugin-Hybridfahrzeug (PHV) installiert. Die wiederaufladbare Batterie ist eine Stromspeichervorrichtung, die eine Leistung beziehungsweise Strom speichert, der zu einem Elektromotor zugeführt wird, der als eine Antriebsmaschine (Prime Mover) arbeitet. Die wiederaufladbare Batterie weist eine Elektrodenbaugruppe und ein Gehäuse auf, das die Elektrodenbaugruppe beherbergt. Die Elektrodenbaugruppe ist durch ein Stapeln einer positiven Elektrode, die eine positive Elektrodenaktivmaterialschicht aufweist, und einer negativen Elektrode, die eine Negativelektrodenaktivmaterialschicht aufweist, mit einer Trennvorrichtung beziehungsweise einem Separator ausgebildet, der sich zwischen der positiven Elektrode und der negativen Elektrode befindet. Patentdokument 1 offenbart einen Aufbau beziehungsweise eine Struktur, die Befestigungsbänder verwendet, um die Elektroden und die Separatoren der Elektrodenbaugruppe zu befestigen.
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Um die Kontakteigenschaften von jeder Elektrode zu verbessern und eine Verschiebung der Elektroden zu begrenzen, kann eine Last in einer Stapelrichtung der Elektroden auf Bereiche aufgebracht werden, in denen die Aktivmaterialschichten einander gegenüberliegen. Außerdem kann eine Ausdehnung der Elektrodenbaugruppe während eines Ladens und Entladens in dem Fall resultieren, in dem eine Last auf gegenüberliegende beziehungsweise entgegengesetzte Bereiche aufgebracht wird. Ferner kann in einer zusammengesetzten Batterie, in der die wiederaufladbaren Batterien gestapelt und in Reihe miteinander verbunden sind, eine beschränkende Last auf die wiederaufladbaren Batterien in der Stapelrichtung aufgebracht werden.
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In einer wiederaufladbaren Batterie, in der ein Befestigungsband auf die Elektrodenbaugruppe aufgebracht wird, bildet ein Rand des Befestigungsbands eine Stufe auf der Fläche beziehungsweise Oberfläche der Elektrodenbaugruppe. In diesem Fall hat die vorangehende Last eine Tendenz dazu, sich an der Stufe, die durch das Befestigungsband ausgebildet wird, zu konzentrieren. Dies kann eine von dem Gehäuse ungleichmäßig aufzubringende Last auf die gegenüberliegenden Abschnitte verursachen.
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Patentdokument 2 offenbart positive und negative Elektrodenplatten, die abwechselnd mit dazwischenliegenden Separatoren (4) übereinander gestapelt werden, um eine Elektrodenplattengruppe zu bilden. Die jeweiligen Elektrodenplatten sind seitlich versetzt, sodass Seitenkanten der Elektrodenplatten an den gegenüberliegenden Seiten vorstehen. Kollektorplatten sind an den Seitenrändern der Elektrodenplatten auf beiden Seiten der Elektrodenplattengruppe senkrecht angeschweißt. Lose Enden der äußersten negativen Elektrodenplatten, die nicht an die Kollektorplatte geschweißt sind, sind an der Elektrodenplattengruppe durch ein Halteband befestigt.
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DOKUMENT DES STANDS DER TECHNIK
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Patentdokument
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- Patentdokument 1: JP H07-220753 A
- Patentdokument 2: US 2001/0041288 A
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Probleme, die durch die Erfindung zu lösen sind
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Leistungsspeichervorrichtung beziehungsweise Stromspeichervorrichtung zu bieten, die eine Konzentration einer Last auf die Oberfläche der Elektrodenbaugruppe beschränkt, die durch Ränder eines Befestigungsbandes verursacht wird.
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Mittel zum Lösen des Problems
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Die Aufgabe wird durch eine Stromspeichervorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Um das vorangehende Problem zu bewältigen, bietet ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Stromspeichervorrichtung, die eine Elektrodenbaugruppe, in der eine positive Elektrode, die eine positive Elektrodenaktivmaterialschicht aufweist, und eine negative Elektrode, die eine negative Elektrodenaktivmaterialschicht aufweist, mit einem Separator beziehungsweise einer Trenneinrichtung, die sich zwischen der positiven Elektrode und der negativen Elektrode befindet, gestapelt sind, und ein Gehäuse aufweist, das die Elektrodenbaugruppe beherbergt. Die Elektrodenbaugruppe weist zwei Endflächen auf, die in der Stapelrichtung angeordnet sind. Jede von den zwei Endflächen weist einen entgegengesetzten Abschnitt beziehungsweise gegenüberliegenden Abschnitt auf, auf dem ein entgegengesetzter Bereich beziehungsweise gegenüberliegender Bereich, in dem die positive Elektrodenaktivmaterialschicht der negativen Elektrodenaktivmaterialschicht gegenüberliegt, projiziert ist, wenn in der Stapelrichtung betrachtet. Ein Befestigungsband befindet sich an den gegenüberliegenden beziehungsweise entgegengesetzten Abschnitten, um die Elektrodenbaugruppe von einer Endfläche der Elektrodenbaugruppe zu der anderen Endfläche der Elektrodenbaugruppe hin zu befestigen beziehungsweise festzuzurren. Das Befestigungsband weist nichtüberlappende Abschnitte auf, in denen ein Rand eines Abschnitts, der auf eine Endfläche der Elektrodenbaugruppe aufgebracht ist, nicht mit einem Rand eines Abschnitts überlappt, der auf die andere Endfläche der Elektrodenbaugruppe aufgebracht ist, wenn in der Stapelrichtung betrachtet.
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Selbst wenn eine Last sich an dem Rand des Befestigungsbands konzentriert, das auf eine Endfläche der Elektrodenbaugruppe aufgebracht ist, verhindert die vorangehende Struktur eine Übertragung der Last auf dem Rand des Befestigungsbands, der auf die andere Endfläche der Elektrodenbaugruppe aufgebracht ist. Dies begrenzt eine Konzentration der Last auf die Flächen beziehungsweise Oberflächen der Elektrodenbaugruppe, die durch die Ränder des Befestigungsbands verursacht wird.
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Figurenliste
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- 1 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die die vorliegende Ausführungsform einer wiederaufladbaren Batterie zeigt.
- 2 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer Elektrodenbaugruppe.
- 3 ist eine Querschnittsansicht, die entlang einer Linie 3-3 in 1 genommen ist.
- 4 ist eine Querschnittsansicht, die entlang einer Linie 4-4 in 1 genommen ist.
- 5 ist eine Querschnittsansicht, die entlang einer Linie 5-5 in 1 genommen ist.
- 6 ist eine Draufsicht der Elektrodenbaugruppe.
- 7 ist eine Draufsicht, die eine unbeanspruchte Ausführungsform einer Elektrodenbaugruppe zeigt.
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AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
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Eine Ausführungsform einer Stromspeichervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun auf 1 bis 6 beschrieben.
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Wie in 1 gezeigt ist, weist eine wiederaufladbare Batterie 10, die als eine Leistungsspeichervorrichtung beziehungsweise Stromspeichervorrichtung funktioniert, ein Gehäuse 11 und eine Elektrodenbaugruppe 12 auf, die in dem Gehäuse 11 beherbergt ist. Das Gehäuse 11 beherbergt eine elektrolytische Lösung zusätzlich zu der Elektrodenbaugruppe 12. Das Gehäuse 11 weist einen kastenförmigen Gehäusekörper 13, der ein geschlossenes Ende hat, und eine rechtwinklige plattenartige Abdeckung 14 auf. Der Gehäusekörper 13 ist mit einer Öffnung versehen, durch die die Elektrodenbaugruppe 12 eingesetzt wird. Die Abdeckung 14 schließt die Öffnung in dem Gehäusekörper 13. Der Gehäusekörper 13 und die Abdeckung 14 sind durch ein Metall ausgebildet, wie zum Beispiel rostfreiem Stahl oder Aluminium. Die wiederaufladbare Batterie 10 ist eine prismatische Lithiumionenbatterie.
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Wie in 2 gezeigt ist, ist die Elektrodenbaugruppe 12 durch ein abwechselndes Stapeln von positiven Elektroden 21 und negativen Elektroden 25 mit Separatoren 29, die sich zwischen jeder positiven Elektrode 21 und der entsprechenden negativen Elektrode 25 befinden, ausgebildet. Die Elektroden 21, 25 und die Separatoren beziehungsweise Trenneinrichtungen 29 sind jeweils rechtwinklig. Die positiven Elektroden 21 sind kleiner als die negativen Elektroden 25. Jede Seite der positiven Elektroden 21 ist kürzer als die entsprechende Seite der negativen Elektroden 25. Die Separatoren 29 sind größer als die negativen Elektroden 25. Jede Seite der Separatoren 29 ist länger als die entsprechende Seite der negativen Elektroden 25.
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Jede positive Elektrode 21 weist eine rechtwinklige positive Elektrodenmetallfolie 22 und positive Elektrodenaktivmaterialschichten 23 auf, die auf entgegengesetzte Flächen der positiven Elektrodenmetallfolie 22 laminiert sind. Die positive Elektrode 21 ist zum Beispiel durch eine Aluminiumfolie ausgebildet. Die positiven Elektrodenaktivmaterialschichten 23 weisen jeweils ein positives Elektrodenaktivmaterial auf. Die positiven Aktivmaterialschichten 23 werden auf Bereiche mit Ausnahme von einer Seite 21c der positiven Elektrode 21 aufgebracht. Ein positiver Elektrodenstreifen 24 ragt von der Seite 21c der positiven Elektrode 21 vor.
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Jede negative Elektrode 25 weist eine rechtwinklige negative Elektrodenmetallfolie 26 und negative Elektrodenaktivmaterialschichten 27 auf, die auf entgegengesetzte Flächen der negativen Metallelektrodenfolie 26 laminiert sind. Die negative Elektrodenmetallfolie 26 ist zum Beispiel durch eine Kupferfolie ausgebildet. Die negativen Elektrodenaktivmaterialschichten 27 weisen jeweils ein negatives Elektrodenaktivmaterial auf. Die Form der negativen Elektrodenmetallfolie 26 ist geringfügig größer als die Form der positiven Elektrodenmetallfolie 22. Die negativen Elektrodenaktivmaterialschichten 27 sind auf Bereiche aufgebracht, die eine Seite 25c der negativen Elektrode 25 ausnehmen und sind größer als die positiven Elektrodenaktivmaterialschichten 23. Ein negativer Elektrodenstreifen 28 ragt von der Seite 25c der negativen Elektrode 25 vor.
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Die Elektroden 21, 25 sind derart gestapelt, dass die Streifen 24, 28 mit der gleichen Polarität einander überlappen, und die Streifen 24, 28 mit verschiedenen Polaritäten einander nicht überlappen. Wenn die Elektroden 21, 25 und die Separatoren 29 gestapelt sind, liegen die positiven Elektrodenaktivmaterialschichten 23 den negativen Elektrodenaktivmaterialschichten 27 mit den Separatoren 29, die sich zwischen jeder positiven Elektrodenaktivmaterialschicht 23 und der entsprechenden negativen Elektrodenaktivmaterialschicht 27 befinden, gegenüber. Die positive Elektrodenaktivmaterialschicht 23 ist gänzlich durch die negative Elektrodenaktivmaterialschicht 27 mit dem dazwischen befindlichen Separator 29 abgedeckt. Hiernach wird ein Bereich, in dem die Aktivmaterialschichten 23, 27 einander gegenüberliegen beziehungsweise entgegengesetzt zueinander sind, als ein gegenüberliegender beziehungsweise entgegengesetzter Bereich 30 bezeichnet. Da die positive Elektrodenaktivmaterialschicht 23 gänzlich durch die negative Elektrodenaktivmaterialschicht 27 abgedeckt ist, stimmt der gegenüberliegende Bereich 30 in einer Größe mit der positiven Elektrodenaktivmaterialschicht 23 überein. Genauer gesagt definiert die positive Elektrodenaktivmaterialschicht 23 die Größe des gegenüberliegenden beziehungsweise entgegengesetzten Bereichs 30.
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Wie in 3 bis 5 gezeigt ist, weist die Elektrodenbaugruppe 12 zwei Endflächen 12a, 12b auf, die sich in einer Stapelrichtung befinden. Eine Endfläche 12a der Elektrodenbaugruppe 12 weist einen gegenüberliegenden beziehungsweise entgegengesetzten Abschnitt 31 auf, auf den der gegenüberliegende Bereich 30 projiziert wird, wenn in der Stapelrichtung betrachtet. Auf die gleiche Weise weist die andere Endfläche 12b der Elektrodenbaugruppe 12 einen weiteren entgegengesetzten beziehungsweise gegenüberliegenden Bereich 32 auf, auf den der entgegengesetzte Bereich 30 projiziert wird, wenn in der Stapelrichtung betrachtet. Die entgegengesetzten Bereiche 31, 32 sind flach und liegen einander gegenüber beziehungsweise sind entgegengesetzt zueinander. Jeder der entgegengesetzten Bereiche 31, 32 stimmt in einer Größe mit der positiven Elektrodenaktivmaterialschicht 23 überein.
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Wie in 1 gezeigt ist, weist die wiederaufladbare Batterie 10 vier Seiten in Richtungen orthogonal zu der Stapelrichtung der Elektrodenbaugruppe 12, nämlich eine obere Seite 12c, eine untere Seite 12e und Endseiten 12d, 12f auf. Die positiven Elektroden 21 und die negativen Elektroden 25 sind derart gestapelt, dass die positiven Elektrodenstreifen 24 und die negativen Elektrodenstreifen 28 von der oberen Seite 12c der wiederaufladbaren Batterie 10 vorragen. Die positiven Elektrodenstreifen 24 werden zusammengefasst und von einem Ende zu dem anderen Ende in der Stapelrichtung der Elektrodenbaugruppe 12 hin gebogen. Überlappende Abschnitte der positiven Elektrodenstreifen 24 werden geschweißt, um die positiven Elektrodenstreifen 24 elektrisch miteinander zu verbinden. Auf die gleiche Art und Weise werden die negativen Elektrodenstreifen 28 zusammengefasst und gebogen. Überlappende Abschnitte der negativen Elektrodenstreifen 28 werden geschweißt, um die negativen Elektrodenstreifen 28 elektrisch miteinander zu verbinden.
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Die wiederaufladbare Batterie 10 weist einen positiven Elektrodenanschluss beziehungsweise ein positives Elektrodenterminal 15, das mit den positiven Elektrodenstreifen 24 elektrisch verbunden ist, und ein negatives Elektrodenterminal beziehungsweise einen negativen Elektrodenanschluss 16 auf, der mit den negativen Elektrodenstreifen 28 elektrisch verbunden ist. Die Abdeckung 14 ist mit Durchgangslöchern versehen, durch die die Terminals beziehungsweise Anschlüsse 15, 16 eingesetzt werden. Die Anschlüsse 15, 16 sind teilweise aus dem Gehäuse 11 durch die Durchgangslöcher heraus freiliegend.
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Befestigungsbänder 45 werden auf die Elektrodenbaugruppe 12 aufgebracht. Die Befestigungsbänder 45 werden auf die Elektrodenbaugruppe 12 von einer Endfläche 12a zu der anderen Endfläche 12b hin aufgebracht. Dementsprechend befestigen die Befestigungsbänder 45 die Elektrodenbaugruppe 12 von einer Endfläche 12a zu der andere Endfläche 12b. Die Elektrodenbaugruppe 12 weist Aufbringungsbereiche beziehungsweise -regionen S auf, auf die die Befestigungsbänder 45 aufgebracht werden. Dementsprechend werden die Elektroden 21, 25 und die Separatoren 29 durch die Befestigungsbänder 45 befestigt.
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Wie in 1 und 3 bis 5 gezeigt ist, werden sechs Befestigungsbänder 45 auf die Elektrodenbaugruppe 12 aufgebracht. Jedes Befestigungsband 45 ist rechtwinklig und weist eine Basisschicht 45a und eine Klebschicht 45b auf, die auf eine Fläche der Basisschicht 45a laminiert ist. Die Befestigungsbänder 45 umfassen zwei erste Befestigungsbänder 46, zwei zweite Befestigungsbänder 47 und zwei dritte Befestigungsbänder 48.
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Wie in 1 gezeigt ist, werden die ersten Befestigungsbänder 46 auf die Elektrodenbaugruppe 12 aufgebracht, um sich über die obere Seite 12c zu erstrecken, von der aus die positiven Elektrodenstreifen 24 und die negativen Elektrodenstreifen 28 vorragen. Die zweiten Befestigungsbänder 47 werden auf die Elektrodenbaugruppe 12 aufgebracht, um sich über die untere Seite 12e zu erstrecken. Die dritten Befestigungsbänder 48 werden aufgebracht, um sich über die entsprechenden Endseiten 12d, 12f zu erstrecken, welche die obere Seite 12c und die untere Seite 12e die Elektrodenbaugruppe 12 verbinden.
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Die Befestigungsbänder 46, 47, 48 weisen jeweils Abschnitte auf, die sich mit den entgegengesetzten Abschnitten 31, 32 überlappen. Genauer gesagt von den Rändern 46c, 47c, 48c der Befestigungsbänder 46, 47, 48 erstrecken sich Enden 46a, 47a, 48a in einer Richtung orthogonal zu einer Längsrichtung der Befestigungsbänder 46, 47, 48 und überlappen gänzlich die entgegengesetzten Abschnitte 31, 32. Seitenränder 46b, 47b, 48b erstrecken sich in der Längsrichtung der Befestigungsbänder 46, 47, 48 und überlappen teilweise die entgegengesetzten Abschnitte 31, 32. Wenn die Elektrodenbaugruppe 12 in das Gehäuse 11 eingesetzt wird, befinden sich Abschnitte der Befestigungsbänder 46, 47, 48, das heißt Abschnitte der Aufbringungsbereiche S zwischen einer Innenfläche des Gehäuses 11 und dem entsprechenden von den entgegengesetzten Abschnitten 31, 32. Wie in 3 bis 5 gezeigt ist, befindet sich ein Isolierbauteil 55 an der Innenfläche des Gehäusekörpers 13. Dementsprechend, wenn die Elektrodenbaugruppe 12 in das Gehäuse 11 eingesetzt wird, befindet sich das Isolierbauteil 55 zwischen jedem von den Befestigungsbändern 46, 47, 48 und der Innenfläche des Gehäuses 11.
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Die Befestigungsbänder 46, 47, 48 sind derart aufgebracht, dass die Ränder 46c, 47c, 48c, die auf eine Endfläche 12a der Elektrodenbaugruppe 12 aufgebracht sind, und die Ränder 46c, 47c, 48c, die auf die andere Endfläche 12b aufgebracht sind, Abschnitte haben, die einander nicht überlappen, wenn in der Stapelrichtung die Elektrodenbaugruppe 12 betrachtet. Außerdem werden die Befestigungsbänder 46, 47, 48 derart aufgebracht, dass die Enden 46a, 47a, 48a auf jede von den Endflächen 12a, 12b an verschiedenen Positionen aufgebracht werden, um Unterschiede in den Kontaktbereichen beziehungsweise Kontaktflächen der Befestigungsbänder 46, 47, 48 zwischen einer Endfläche 12a und der anderen Endfläche 12b der Elektrodenbaugruppe 12 zu verringern.
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Der Prozess eines Aufbringens der Befestigungsbänder 46, 47, 48 auf die Elektrodenbaugruppe 12 wird nun mit Bezug auf 1 und 3 bis 6 beschrieben werden.
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Wie in 1 gezeigt ist, erstrecken sich die Enden 46a der zwei ersten Befestigungsbänder 46 entlang der oberen Seite 12c und der unteren Seite 12e der Elektrodenbaugruppe 12. Die Seitenränder 46b der zwei ersten Befestigungsbänder 46 erstrecken sich entlang der Endseiten 12d, 12f der Elektrodenbaugruppe 12.
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Wie in 3 und 6 gezeigt ist, überlappt in einem von den zwei ersten Befestigungsbändern 46, genauer gesagt das erste Befestigungsband 46, das auf der linken Seite in 6 gezeigt ist, das Ende 46a, das auf die eine Endoberfläche 12a der Elektrodenbaugruppe 12 aufgebracht ist, nicht das Ende 46a, das auf die andere Endfläche 12b der Elektrodenbaugruppe 12 aufgebracht ist, wenn in der Stapelrichtung der Elektrodenbaugruppe 12 betrachtet. Genauer gesagt befindet sich das Ende 46a des ersten Befestigungsbands 46, das auf die eine Endoberfläche 12a der Elektrodenbaugruppe 12 aufgebracht ist, näher an der unteren Seite 12e der Elektrodenbaugruppe 12 als das Ende 46a des ersten Befestigungsbands 46, das auf die andere Endfläche 12b der Elektrodenbaugruppe 12 aufgebracht ist. Dementsprechend ist der Aufbringungsbereich S auf der einen Endfläche 12a der Elektrodenbaugruppe 12 größer als der Aufbringungsbereich S auf der anderen Endfläche 12b der Elektrodenbaugruppe 12. Außerdem überlappt der Seitenrand 46b, der auf die eine Endfläche 12a der Elektrodenbaugruppe 12 aufgebracht ist, den Seitenrand 12b, der auf die andere Endfläche 12b der Elektrodenbaugruppe 12 aufgebracht ist.
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Wie in 4 und 6 gezeigt ist, überlappt auch in dem anderen von den zwei ersten Befestigungsbändern 46, genauer gesagt dem ersten Befestigungsband 46, das auf der rechten Seite in 6 gezeigt ist, das Ende 46a, das auf die eine Endfläche 12a der Elektrodenbaugruppe 12 aufgebracht ist, nicht das Ende 46a, das auf die andere Endfläche 12b der Elektrodenbaugruppe 12 aufgebracht ist, wenn in der Stapelrichtung der Elektrodenbaugruppe 12 betrachtet. Außerdem überlappt der Seitenrand 46b, der auf die eine Endfläche 12a der Elektrodenbaugruppe 12 aufgebracht ist, den Seitenrand 46b, der auf die andere Endfläche 12b der Elektrodenbaugruppe 12 aufgebracht ist. In dem ersten Befestigungsband 46, das auf der rechten Seite in 6 gezeigt ist, befindet sich das Ende 46a des ersten Befestigungsbands 46, das auf die eine Endfläche 12b der Elektrodenbaugruppe 12 aufgebracht ist, sich näher an der unteren Seite 12e der Elektrodenbaugruppe 12 als das Ende 46a des ersten Befestigungsbands 46, das auf die andere Endfläche 12a der Elektrodenbaugruppe 12 aufgebracht ist. Dementsprechend ist der Aufbringungsbereich S auf der einen Endfläche 12b der Elektrodenbaugruppe 12 größer als der Aufbringungsbereich S auf der anderen Endfläche 12a der Elektrodenbaugruppe 12.
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Wie in 1 gezeigt ist, erstrecken sich die Enden 47a der zwei zweiten Befestigungsbänder 47 entlang der oberen Seite 12c und der unteren Seite 12e der Elektrodenbaugruppe 12. Die Seitenränder 47b der zwei zweiten Befestigungsbänder 47 erstrecken sich entlang der Endseiten 12d, 12f der Elektrodenbaugruppe 12.
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Wie in 3 und 6 gezeigt ist, überlappt in einem von den zwei zweiten Befestigungsbändern 47, genauer gesagt dem zweiten Befestigungsband 47, das auf der linken Seite in 6 gezeigt ist, das Ende 47a, das auf die eine Endfläche 12a der Elektrodenbaugruppe 12 aufgebracht ist, nicht das Ende 47a, das auf die andere Endfläche 12b der Elektrodenbaugruppe 12 aufgebracht ist, wenn in der Stapelrichtung der Elektrodenbaugruppe 12 betrachtet. Genauer gesagt befindet sich das Ende 47a des zweiten Befestigungsbands 47, das auf die eine Endfläche 12b Elektrodenbaugruppe 12 aufgebracht ist, sich näher an der oberen Seite 12c der Elektrodenbaugruppe 12 als das Ende 47a des zweiten Befestigungsbands 47, das auf die andere Endfläche 12a der Elektrodenbaugruppe 12 aufgebracht ist. Dementsprechend ist der Aufbringungsbereich S auf der einen Endfläche 12b der Elektrodenbaugruppe 12 größer als der Aufbringungsbereich S auf der anderen Endfläche 12a der Elektrodenbaugruppe 12. Außerdem überlappt der Seitenrand 47b, der auf die eine Endfläche 12a der Elektrodenbaugruppe 12 aufgebracht ist, den Seitenrand 47b, der auf die andere Endfläche 12b der Elektrodenbaugruppe 12 aufgebracht ist.
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Wie in 4 und 6 gezeigt ist, überlappt auch in dem anderen von den zwei zweiten Befestigungsbändern 47, genauer gesagt dem zweiten Befestigungsband 47, das auf der rechten Seite in 6 gezeigt ist, das Ende 47a, das auf die eine Endfläche 12 der Elektrodenbaugruppe 12 aufgebracht ist, nicht das Ende 47a, das auf die andere Endfläche 12b der Elektrodenbaugruppe 12 aufgebracht ist, wenn in der Stapelrichtung der Elektrodenbaugruppe 12 betrachtet. Außerdem überlappt der Seitenrand 47b, der auf die eine Endfläche 12a der Elektrodenbaugruppe 12 aufgebracht ist, den Seitenrand 47b, der auf der anderen Endfläche 12b der Elektrodenbaugruppe 12 aufgebracht ist. In dem zweiten Befestigungsband 47, das auf der rechten Seite in 6 gezeigt ist, befindet sich das Ende 47a des zweiten Befestigungsbands 47, das auf die eine Endfläche 12a der Elektrodenbaugruppe 12 aufgebracht ist, näher an der oberen Seite 12c der Elektrodenbaugruppe 12 als das Ende 47a des zweiten Befestigungsbands 47, das auf die andere Endfläche 12b der Elektrodenbaugruppe 12 aufgebracht ist. Dementsprechend ist der Aufbringungsbereich S auf der einen Endfläche 12a der Elektrodenbaugruppe 12 größer als der Aufbringungsbereich S auf der anderen Endfläche 12b der Elektrodenbaugruppe 12.
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Wie in 1 gezeigt ist, erstrecken sich die Enden 48a von den zwei dritten Befestigungsbändern 48 entlang der Endseiten 12d, 12f der Elektrodenbaugruppe 12. Die Seitenränder 48b der zwei dritten Befestigungsbänder 48 erstrecken sich entlang der oberen Seite 12c und der unteren Seite 12e der Elektrodenbaugruppe 12.
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Wie in 5 und 6 gezeigt ist, überlappt in einem von den zwei dritten Befestigungsbändern, genauer gesagt dem dritten Befestigungsband 48, das auf der linken Seite in 6 gezeigt ist, das Ende 48a, das auf die eine Endfläche 12a der Elektrodenbaugruppe 12 aufgebracht ist, nicht das Ende 48a, das auf die andere Endfläche 12b der Elektrodenbaugruppe 12 aufgebracht ist, wenn in der Stapelrichtung der Elektrodenbaugruppe 12 betrachtet. Genauer gesagt befindet sich das Ende 48a des dritten Befestigungsbands 48, das auf die eine Endfläche 12a der Elektrodenbaugruppe 12 aufgebracht ist, näher an der Endseite 12d der Elektrodenbaugruppe 12 als das Ende 48a des dritten Befestigungsbands 48, das auf die andere Endfläche 12b der Elektrodenbaugruppe 12 aufgebracht ist. Dementsprechend ist der Aufbringungsbereich S auf der einen Endfläche 12a der Elektrodenbaugruppe 12 größer als der Aufbringungsbereich S auf der anderen Endfläche 12b der Elektrodenbaugruppe 12. Außerdem überlappt der Seitenrand 48b, der auf die eine Endfläche 12a der Elektrodenbaugruppe 12 aufgebracht ist, den Seitenrand 48b, der auf die andere Endfläche 12b der Elektrodenbaugruppe 12 aufgebracht ist.
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Außerdem überlappt in dem anderen von den zwei dritten Befestigungsbändern 48, genauer gesagt dem dritten Befestigungsband 48, das auf der rechten Seite in 6 gezeigt ist, das Ende 48a, das auf die eine Endoberfläche 12a der Elektrodenbaugruppe 12 aufgebracht ist, nicht das Ende 48a, das auf die andere Endfläche 12b der Elektrodenbaugruppe 12 aufgebracht ist, wenn in der Stapelrichtung der Elektrodenbaugruppe 12 betrachtet. Außerdem überlappt der Seitenrand 48b, der auf die eine Endfläche 12 der Elektrodenbaugruppe 12 aufgebracht ist, den Seitenrand 48b, der auf die andere Endfläche 12b der Elektrodenbaugruppe 12 aufgebracht ist. In dem dritten Befestigungsband 48, das auf der rechten Seite in 6 gezeigt ist, befindet sich das Ende 48a des dritten Befestigungsbands 48, das auf die eine Endfläche 12b der Elektrodenbaugruppe 12 aufgebracht ist, näher an der Endseite 12f der Elektrodenbaugruppe 12 als das Ende 48a des dritten Befestigungsbands 48, das auf die andere Endfläche 12a der Elektrodenbaugruppe 12 aufgebracht ist. Dementsprechend ist der Aufbringungsbereich S auf der einen Endfläche 12b der Elektrodenbaugruppe 12 größer als der Aufbringungsbereich S auf der anderen Endfläche 12a der Elektrodenbaugruppe 12.
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Der Betrieb der wiederaufladbaren Batterie 10 wird nun beschrieben.
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Die Last, die auf die entgegengesetzten Bereiche 30 der Elektrodenbaugruppe 12 aufgebracht wird, wird von einer Endfläche 12a zu der anderen Endfläche 12b der Elektrodenbaugruppe 12 übertragen. Insbesondere, wenn die Last auf die Enden 46a, 47a, 48a der Befestigungsbänder 46, 47, 48 aufgebracht wird, die auf die eine Endfläche 12a der Elektrodenbaugruppe 12 aufgebracht sind, wird die Last auf einen besonderen Lastbereich der anderen Endfläche 12b der Elektrodenbaugruppe 12 übertragen. Der besondere Lastbereich umfasst einen Abschnitt, an dem die Enden 46a, 47a, 48a der Befestigungsbänder 46, 47, 48, die auf die eine Endfläche 12a der Elektrodenbaugruppe 12 aufgebracht sind, die andere Endfläche 12b der Elektrodenbaugruppe 12 überlappen, wenn in der Stapelrichtung der Elektrodenbaugruppe 12 betrachtet.
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Die Last, die auf die entgegengesetzten Bereiche beziehungsweise gegenüberliegende Bereiche 30 der Elektrodenbaugruppe 12 aufgebracht wird, wird auch von der einen Endfläche 12b zu der anderen Endfläche 12a der Elektrodenbaugruppe 12 übertragen. Dementsprechend wird in der gleichen Art und Weise, wie vorangehend beschrieben ist, wenn eine Last auf die Enden 46a, 47a, 48a der Befestigungsbänder 46, 47, 48 aufgebracht wird, die auf die eine Endfläche 12b der Elektrodenbaugruppe 12 aufgebracht sind, die Last auf einen bestimmten Lastbereich der anderen Endfläche 12a der Elektrodenbaugruppe 12 übertragen. Der bestimmte beziehungsweise besondere Lastbereich umfasst einen Abschnitt, an dem die Enden 46a, 47a, 48a der Befestigungsbänder 46, 47, 48, die auf die eine Endfläche 12b der Elektrodenbaugruppe 12 aufgebracht sind, die andere Endfläche 12a der Elektrodenbaugruppe 12 überlappen, wenn in der Stapelrichtung der Elektrodenbaugruppe 12 betrachtet.
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In der vorliegenden Ausführungsform überlappen die Enden 46a, 47a, 48a der Befestigungsbänder 46, 47, 48, die auf die eine Endfläche 12a der Elektrodenbaugruppe 12 aufgebracht sind, nicht die Enden 46a, 47a, 48a der entsprechenden Befestigungsbänder 46, 47, 48, die auf die andere Endfläche 12b der Elektrodenbaugruppe 12 aufgebracht sind, wenn in der Stapelrichtung der Elektrodenbaugruppe 12 betrachtet. Genauer gesagt, wie in 6 gezeigt ist, wenn die Ränder 46c, 47c, 48c der Befestigungsbänder 46, 47, 48, die sich auf der einen Endfläche 12b der Elektrodenbaugruppe 12 befinden, auf die andere Endfläche 12a der Elektrodenbaugruppe 12 projiziert werden, umfassen Konturen, die auf die eine Endfläche 12a reflektiert werden, Abschnitte, die nicht die Ränder 46c, 47c, 48c der Befestigungsbänder 46, 47, 48 überlappen, die sich auf der anderen Endfläche 12a befinden. Folglich sind die Enden 46a, 47a, 48a der Befestigungsbänder 46, 47, 48 gänzlich von den Lastbereichen der Endflächen 12a, 12b der Elektrodenbaugruppe 12 ausgenommen. Dies begrenzt eine lokale Konzentration einer Last auf die Elektrodenbaugruppe 12, die von den Enden 46a, 47a, 48a der Befestigungsbänder 46, 47, 48 auf die eine Endfläche 12a der Elektrodenbaugruppe 12 und die andere Endfläche 12b der Elektrodenbaugruppe 12 aufgebracht wird. Die Lastbereiche werden basierend auf der Härte und dem Ausdehnungskoeffizienten der Elektroden 21, 25, einem Spalt zwischen der Innenfläche des Gehäuses 11 und der Elektrodenbaugruppe 12, der beschränkenden Last der wiederaufladbaren Batterie 12, der Dicke der Befestigungsbänder 45 und dergleichen bestimmt.
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Wie vorangehend beschrieben ist, ist in einem von den zwei ersten Befestigungsbändern 46 der Aufbringungsbereich S auf der einen Endfläche 12a der Elektrodenbaugruppe 12 größer als der Aufbringungsbereich S auf der anderen Endfläche 12b der Elektrodenbaugruppe 12. In dem anderen von den zwei ersten Befestigungsbändern 46 ist der Aufbringungsbereich S auf der einen Endfläche 12b der Elektrodenbaugruppe 12 größer als der Aufbringungsbereich S auf der anderen Endfläche 12a der Elektrodenbaugruppe 12. Außerdem ist in einem von den zwei zweiten Befestigungsbändern 47 der Aufbringungsbereich S auf der einen Endfläche 12b der Elektrodenbaugruppe 12 größer als der Aufbringungsbereich S auf der anderen Endfläche 12a der Elektrodenbaugruppe 12. In dem anderen von den zwei zweiten Befestigungsbändern 47 ist der Aufbringungsbereich S auf der einen Endfläche 12a der Elektrodenbaugruppe 12 größer als der Aufbringungsbereich S auf der anderen Endfläche 12b der Elektrodenbaugruppe 12. Außerdem ist in einem von den zwei dritten Befestigungsbändern 48 der Aufbringungsbereich S auf der einen Endfläche 12a der Elektrodenbaugruppe 12 größer als der Aufbringungsbereich S auf der anderen Endfläche 12b der Elektrodenbaugruppe 12. In dem anderen von den zwei dritten Befestigungsbändern 48 ist der Aufbringungsbereich S auf der einen Endfläche 12b der Elektrodenbaugruppe 12 größer als der Aufbringungsbereich S auf der anderen Endfläche 12a der Elektrodenbaugruppe 12. Wenn die Befestigungsbänder 46, 47, 48 auf die Endflächen 12a, 12b der Elektrodenbaugruppe 12 in dieser Art und Weise aufgebracht werden, verringern sich die Unterschiede in den Aufbringungsbereichen S der Befestigungsbänder 46, 47, 48 zwischen einer Endfläche 12a und der anderen Endfläche 12b der Elektrodenbaugruppe 12.
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Die vorliegende Ausführungsform hat die nachfolgend beschriebenen Vorteile.
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(1) In jedem von den Befestigungsbändern 46, 47, 48 überlappen die Enden 46a, 47a, 48a, die auf die eine Endfläche 12a der Elektrodenbaugruppe 12 aufgebracht sind, nicht die Enden 46a, 47a, 48a, die auf die andere Endfläche 12b der Elektrodenbaugruppe 12 aufgebracht sind, wenn in der Stapelrichtung der Elektrodenbaugruppe 12 betrachtet. Dementsprechend, selbst wenn eine Last sich auf den Enden 46a, 47a, 48a der Befestigungsbänder 46, 47, 48 konzentriert, die auf einer von den Endflächen 12a, 12b der Elektrodenbaugruppe 12 aufgebracht sind, wird eine begrenzte Last auf die Enden 46a, 47a, 48a der Befestigungsbänder 46, 47, 48 übertragen, die auf die andere von den Endflächen 12a, 12b aufgebracht sind. Dies begrenzt die Konzentration der Last auf die Flächen der Elektrodenbaugruppe 12, die durch die Ränder 46c, 47c, 48c der Befestigungsbänder 46, 47, 48 verursacht wird.
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(2) Die Enden 46a, 47a, 48a der Befestigungsbänder 46, 47, 48, die auf die eine Endfläche 12a der Elektrodenbaugruppe 12 aufgebracht sind, überlappen nicht die Enden 46a, 47a, 48a der Befestigungsbänder 46, 47, 48, die auf die andere Endfläche 12b der Elektrodenbaugruppe 12 aufgebracht sind. Dementsprechend wird das Verhältnis von nicht überlappten Abschnitten der Befestigungsbänder 46, 47, 48 verglichen damit erhöht, wenn lediglich Abschnitte beziehungsweise Teile der Enden 46a, 47a, 48a der Befestigungsbänder 46, 47, 48 einander nicht überlappen. Dies beschränkt weiter die Konzentration der Last auf die Flächen der Elektrodenbaugruppe 12, die durch die Ränder 46c, 47c, 48c der Befestigungsbänder 46, 47, 48 verursacht wird.
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(3) In jedem von den Befestigungsbändern 46, 47, 48 überlappen die Seitenränder 46b, 47b, 48b, die auf eine Endfläche 12a der Elektrodenbaugruppe 12 aufgebracht werden, mit den Seitenrändern 46b, 47b, 48b, die auf der anderen Endfläche 12b der Elektrodenbaugruppe 12 aufgebracht sind. Dies verbessert die Eigenschaften der Befestigungsbänder 46, 47, 48 zum Halten der Elektrodenbaugruppe 12 verglichen damit, wenn beide von den Enden 46a, 47a, 48a und den Seitenrändern 46b, 47b, 48b einander nicht überlappen. Dementsprechend wird eine Verschiebung zwischen den Elektroden 21, 25 der Elektrodenbaugruppe 12 effektiv begrenzt.
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(4) Die Befestigungsbänder 46, 47, 48 werden auf die Elektrodenbaugruppe 12 derart aufgebracht, dass die Unterschiede in den Aufbringungsbereichen S der Befestigungsbänder 46, 47, 48 zwischen einer Endfläche 12a und der anderen Endfläche 12b der Elektrodenbaugruppe 12 verringert werden. Dies verringert die Unterschiede in den Kontaktbereichen der Befestigungsbänder 46, 47, 48 zwischen einer Endfläche 12a und der anderen Endfläche 12b der Elektrodenbaugruppe 12. Folglich wird eine Last einheitlich auf die Endflächen 12a, 12b der Elektrodenbaugruppe 12 von den Befestigungsbändern 46, 47, 48 aufgebracht.
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Zusätzlich zu den Enden 46a, 47a, 48a der Befestigungsbänder 46, 47, 48 müssen die Seitenränder 46b, 47b, 48b einander nicht auf einer Endfläche 12a und der anderen Endfläche 12b der Elektrodenbaugruppe 12 überlappen, wenn in der Stapelrichtung der Elektrodenbaugruppe 12 betrachtet. Zum Beispiel, wie in 7 gezeigt ist, können Parallelogrammbefestigungsbänder 46, 47, 48 auf die Elektrodenbaugruppe 12 aufgebracht werden. Andererseits können in der gleichen Art und Weise wie die Befestigungsbänder 46, 47, 48, die in 7 gezeigt sind, rechtwinklige Befestigungsbänder 46, 47, 48 auf die Elektrodenbaugruppe 12 aufgebracht werden, um die Befestigungsbänder 46, 47, 48 auf einer Endfläche 12a und der anderen Endfläche 12b der Elektrodenbaugruppe 12 zu separieren beziehungsweise zu trennen. Diese unbeanspruchten Ausführungsformen haben den nachfolgend beschriebenen Vorteil zusätzlich zu (1), (2), (4) der vorangehenden Ausführungsform.
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(5) Zusätzlich zu den Enden 46a, 47a, 48a der Befestigungsbänder 46, 47, 48 überlappen die Seitenränder 46b, 46b, 48b einander nicht, wenn in der Stapelrichtung der Elektrodenbaugruppe 12 betrachtet. Dementsprechend wird das Verhältnis von nicht überlappenden Abschnitten der Befestigungsbänder 45 verglichen dazu erhöht, wenn lediglich Teile der Enden 46a, 47a, 48a der Befestigungsbänder 46, 47, 48 einander nicht überlappen. Dies begrenzt ferner die Konzentration der Last auf die Flächen der Elektrodenbaugruppe 12, die durch die Ränder 46c, 47c, 48c der Befestigungsbänder 46, 47, 48 verursacht wird.
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Lediglich Abschnitte beziehungsweise Teile der Enden 46a, 47a, 48a der Befestigungsbänder 46, 47, 48 müssen einander nicht auf der Endfläche 12a und der Endfläche 12b der Elektrodenbaugruppe 12 überlappen, wenn in der Stapelrichtung der Elektrodenbaugruppe 12 betrachtet. Diese Ausführungsform hat die gleichen Vorteile wie (1), (3), (4) der vorangehenden Ausführungsform.
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Um die Differenz beziehungsweise den Unterschied in den Kontaktbereichen beziehungsweise Kontaktflächen der Befestigungsbänder 46, 47, 48 zwischen der Endfläche 12a und der Endfläche 12b der Elektrodenbaugruppe 12 zu verringern, kann eine Ausführungsform, die sich von der vorangehenden Ausführungsform unterscheidet, verwendet werden, um die Befestigungsbänder 46, 47, 48 auf die Elektrodenbaugruppe 12 aufzubringen. Zum Beispiel kann in einem von den zwei ersten Befestigungsbändern 46, genauer gesagt dem ersten Befestigungsband 46, das auf der linken Seite in 6 gezeigt ist, der Aufbringungsbereich S auf der Endfläche 12b der Elektrodenbaugruppe 12 größer sein als der Aufbringungsbereich S auf der Endfläche 12a der Elektrodenbaugruppe 12. Außerdem kann in dem anderen von den zwei ersten Befestigungsbändern 46, genauer gesagt dem ersten Befestigungsband 46, das auf der rechten Seite in 6 gezeigt ist, der Aufbringungsbereich S auf einer Endfläche 12a der Elektrodenbaugruppe 12 größer sein als der Aufbringungsbereich S auf der anderen Endfläche 12b der Elektrodenbaugruppe 12.
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Die Befestigungsbänder 46, 47, 48 können auf die Elektrodenbaugruppe derart aufgebracht werden, dass eine Differenz beziehungsweise ein Unterschied in den Aufbringungsbereichen S der Befestigungsbänder 46, 47, 48 zwischen einer Endfläche 12a und der anderen Endfläche 12b der Elektrodenbaugruppe 12 erzeugt wird. Die Befestigungsbänder 46, 47, 48 können derart aufgebracht werden, dass zum Beispiel die Gesamtheit beziehungsweise die Summe der Aufbringungsbereiche S auf einer Endfläche 12a der Elektrodenbaugruppe 12 größer ist als die Gesamtheit beziehungsweise die Summe der Aufbringungsbereiche S auf der anderen Endfläche 12b der Elektrodenbaugruppe 12. Diese Ausführungsform hat die gleichen Vorteile wie (1) bis (3) der vorangehenden Ausführungsform.
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Jedes Befestigungsband 45 kann eine Klebschicht 45b aufweisen, die gänzlich auf eine Fläche der Basisschicht 45a aufgebracht ist. Alternativ kann jedes Befestigungsband 45 die Klebschicht 45b, die auf eine Seite der Basisschicht 45a aufgebracht ist, auf lediglich Teilen beziehungsweise Abschnitten aufweisen, die auf die Endflächen 12a, 12b der Elektrodenbaugruppe 12 aufgebracht werden.
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Die Anzahl, Position und Form der Befestigungsbänder 45, die auf die Elektrodenbaugruppe 12 aufgebracht werden, kann frei eingestellt werden.
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Die negativen Elektroden 25 und die Separatoren 29 können die gleiche Größe haben.
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Die positiven Elektroden 21 und die negativen Elektroden 25 können die gleiche Größe haben.
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Eine Folie, die durch ein Metall verschieden zu Aluminium ausgebildet ist, kann als die positive Elektrodenmetallfolie 22 verwendet werden.
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Eine Folie, die durch ein Metall verschieden zu Kupfer ausgebildet ist, kann als die negative Elektrodenmetallfolie 26 verwendet werden.
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Die positiven Elektrodenaktivmaterialschichten 23 können auf den gesamten Bereich der positiven Elektrode 21 mit Ausnahme des positiven Elektrodenstreifens 24 aufgebracht werden.
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Die positive Elektrodenaktivmaterialschicht 23 kann lediglich auf eine Fläche der positiven Elektrode 21 aufgebracht sein.
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Die negativen Elektrodenaktivmaterialschichten 27 können auf den gesamten Bereich der negativen Elektrode 25 ohne den negativen Elektrodenstreifen 28 aufgebracht sein.
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Die negative Elektrodenaktivmaterialschicht 27 kann lediglich auf eine Fläche der negativen Elektrode 25 aufgebracht sein.
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Die Elektrodenbaugruppe 12 ist nicht auf die gestapelte Art begrenzt. Die Elektrodenbaugruppe 12 kann von einer gewickelten Art sein, in der ein Streifen der positiven Elektrode und ein Streifen der negativen Elektrode gewickelt und in Schichten gestapelt sein. In dieser Ausführungsform wird ein Befestigungsband auf die Elektrodenbaugruppe aufgebracht, um Wicklungsenden der Elektroden zu befestigen. In diesem Fall wird das Befestigungsband derart aufgebracht, dass ein Rand, der auf eine Endfläche der Elektrodenbaugruppe aufgebracht wird, nicht teilweise mit einem Rand überlappt, der auf die andere Endfläche der Elektrodenbaugruppe aufgebracht ist, wenn in der Stapelrichtung der Elektrodenbaugruppe betrachtet.
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Die wiederaufladbare Batterie 10 kann eine wiederaufladbare Batterie verschieden zu einer wiederaufladbaren Lithiumionenbatterie sein. Die wiederaufladbare Batterie 10 muss lediglich eine Batterie sein, die eine Ladung austauscht, wenn sich Ionen zwischen einer positiven Elektrodenaktivmaterialschicht und einer negativen Elektrodenaktivmaterialschicht bewegen.
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Die vorliegende Erfindung kann in einer Leistungs- beziehungsweise Stromspeichervorrichtung, wie zum Beispiel einem elektrischen Doppelschichtkondensator verkörpert sein.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Stromspeichervorrichtung bzw. wiederaufladbare Batterie
- 11
- Gehäuse
- 12
- Elektrodenbaugruppe
- 12a
- erste Endfläche
- 12b
- zweite Endfläche
- 12c
- ersten Seite
- 12e
- zweiten Seite
- 12d, 12f
- Endseiten
- 13
- Gehäusekörper
- 14
- Abdeckung
- 21
- positive Elektrode
- 22
- positive Elektrodenmetallfolie
- 23
- positive Elektrodenaktivmaterialschicht
- 24
- positiver Elektrodenstreifen
- 25
- negative Elektrode
- 26
- negative Elektrodenmetallfolie
- 27
- negative Elektrodenaktivmaterialschicht
- 28
- negativer Elektrodenstreifen
- 29
- Separator
- 30
- gegenüberliegender Bereich
- 31, 32
- entgegengesetzte Abschnitte
- 46, 47, 48
- Befestigungsbänder
- 46a, 47a, 48c
- erste Enden
- 46c, 47c, 48c
- Ränder
- 46b, 47b, 48b
- Seitenränder
- 55
- Isolierbauteil
- S
- Aufbringungsbereich
