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Technisches Gebiet
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Die hierin offenbarte Technik betrifft eine Heatpipe. Die hierin offenbarte Technik betrifft insbesondere eine Heatpipe, die sich zum Kühlen einer Sekundärbatterie eignet.
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Stand der Technik
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Sekundärbatterien, wie etwa Lithium-Ionen-Sekundärbatterien erzeugen bekanntermaßen Wärme beim Ent- und Aufladen, weshalb sie sehr warm werden. Da sich die Leistung von Sekundärbatterien verschlechtern kann, wenn diese über einen langen Zeitraum sehr hohen Temperaturen ausgesetzt sind, wurden Techniken zum Kühlen von Sekundärbatterien entwickelt. Eine in der japanischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnr.
2011-113895 beschriebene Sekundärbatterie umfasst beispielsweise einen Elektrodenkörper vom gewunden Typ und einen Mittelstift, der in dem Kern des Elektrodenkörpers angeordnet ist. Der Mittelstift besteht aus einem Metall mit hoher Wärmeleitfähigkeit und erstreckt sich axial entlang einer Achse des Elektrodenkörpers. In dieser Sekundärbatterie wird Wärme vom Kern des Elektrodenkörpers durch den Mittelstift nach außen transportiert, wenn der Elektrodenkörper aufgrund des Ent- und Aufladens Wärme erzeugt, wodurch die Sekundärbatterie gekühlt wird.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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In der Sekundärbatterie der japanischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnr.
2011-113895 besteht der Mittelstift im Elektrodenkörper aus einem Metall mit hoher Wärmeleitfähigkeit, wodurch im Elektrodenkörper erzeugte Wärme effizient nach außen transportiert werden kann. Da der metallische Mittelstift dazu eingerichtet ist, in den Kern des Elektrodenkörpers einzudringen, ist es außerdem sehr wahrscheinlich, dass es über den Mittelstift zwischen einer positiven Elektrodenplatte und einer negativen Elektrodenplatte des Elektrodenkörpers zu einem Kurzschluss kommt. Die Offenbarung hierin stellt eine Technik bereit, die einen Kurzschluss in einer Sekundärbatterie verhindern und die Sekundärbatterie effizient kühlen kann.
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Lösung des technischen Problems
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Eine hier offenbarte Heatpipe kann einen röhrenförmigen Körper, der ein Arbeitsfluid darin abdichtet, und einen Docht umfassen, der auf zumindest einem Teil der Innenseite des röhrenförmigen Körpers angeordnet ist. Der röhrenförmige Körper kann einen Keramikabschnitt beinhalten, der aus einem Keramikwerkstoff besteht. Eine axiale Länge des Keramikabschnitts des röhrenförmigen Körpers kann größer oder gleich L/2 sein, wobei L eine axiale Länge des röhrenförmigen Körpers ist.
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In der oben beschriebenen Heatpipe zirkuliert das Arbeitsfluid im röhrenförmigen Körper und dadurch wird Wärme effizient transportiert. Da der röhrenförmige Körper den Keramikabschnitt beinhaltet, der aus dem Keramikwerkstoff besteht, und da die axiale Länge des Keramikabschnitts größer oder gleich L/2 ist, kann die oben beschriebene Heatpipe, wenn sie in einer Sekundärbatterie angeordnet ist, die Sekundärbatterie effizient kühlen und einen Kurzschluss in der Sekundärbatterie verhindern.
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Eine hier offenbarte Sekundärbatterie kann ein Batteriegehäuse, einen in dem Batteriegehäuse untergebrachten Elektrodenkörper und eine in dem Batteriegehäuse untergebrachte Heatpipe umfassen, die den Elektrodenkörper kühlt. Diese Heatpipe kann eine der hierin offenbarten Heatpipes sein. Diese Sekundärbatterie kann den Elektrodenkörper effizient kühlen und einen Kurzschluss in der Sekundärbatterie verhindern.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Querschnittsansicht einer Ausführung einer Heatpipe 10 gemäß einer ersten Ausführungsform;
- 2 ist eine Querschnittsansicht einer Ausführung einer Heatpipe 30 gemäß einer zweiten Ausführungsform;
- 3 ist eine Querschnittsansicht einer Ausführung einer Heatpipe 40 gemäß einer dritten Ausführungsform;
- 4 ist eine Querschnittsansicht einer Ausführung einer Heatpipe 50 gemäß einer vierten Ausführungsform;
- 5 ist eine vertikale Querschnittsansicht einer Ausführung einer Lithium-Ionen-Sekundärbatterie, umfassend die Heatpipe 10 gemäß der ersten Ausführungsform;
- 6 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie VI-VI in 5; und
- 7 ist ein schematisches Diagramm, das eine weitere Ausführung einer Lithium-Ionen-Sekundärbatterie zeigt, umfassend eine Heatpipe gemäß einer der hierin offenbarten Ausführungsformen.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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In der hierin offenbarten Heatpipe kann der gesamte röhrenförmige Körper aus dem Keramikwerkstoff bestehen. Die Verwendung einer solchen Heatpipe zum Kühlen einer Sekundärbatterie kann entsprechend verhindern, dass es zu einem Kurzschluss in der Sekundärbatterie kommt.
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In der oben beschriebenen Heatpipe kann der röhrenförmige Körper einen röhrenförmigen Hauptabschnitt; einen ersten Abdeckabschnitt, der an einem Ende des Hauptabschnitts angeordnet ist und das eine Ende abdichtet; und einen zweiten Abdeckabschnitt, der an dem anderen Ende des Hauptabschnitts angeordnet ist und das andere Ende abdichtet, umfassen. Es kann sein, dass der Docht nicht auf einer Innenfläche von zumindest einem des ersten und zweiten Abdeckabschnitts angeordnet ist. Da der Docht in der obigen Ausführung nicht auf dem zumindest einen der Abdeckabschnitte angeordnet ist, kann das Verbinden des Hauptabschnitts mit dem zumindest einen der Abdeckabschnitte erleichtert werden und die Enden des Hauptabschnitts können entsprechend abgedichtet werden.
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In der hierin offenbarten Heatpipe kann der röhrenförmige Körper einen ersten Abschnitt umfassen, bestehend aus dem Keramikwerkstoff, und einen zweiten Abschnitt, bestehend aus einem Metallwerkstoff mit höherer Wärmeleitfähigkeit als der Keramikwerkstoff. Es kann ferner eine Beziehung von L1 > L2 erfüllt sein, wobei L1 eine axiale Länge des ersten Abschnitts und L2 eine axiale Länge des zweiten Abschnitts ist. Eine solche Ausführung kann die Kühlleistung der Heatpipe verbessern, da der röhrenförmige Körper den zweiten Abschnitt umfasst, der aus dem Metallwerkstoff mit der höheren Wärmeleitfähigkeit besteht. Selbst bei Vorhandensein des metallischen zweiten Abschnitts kann die Verwendung dieser Heatpipe zum Kühlen einer Sekundärbatterie auch einen Kurzschluss in der Sekundärbatterie verhindern, da die axiale Länge L2 des zweiten Abschnitts kürzer ist als die axiale Länge L1 des keramischen ersten Abschnitts.
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In der oben beschriebenen Heatpipe kann der erste Abschnitt an einem Ende des röhrenförmigen Körpers angeordnet sein. Außerdem kann der zweite Abschnitt am anderen Ende des röhrenförmigen Körpers angeordnet und mit dem anderen Ende des ersten Abschnitts verbunden sein. Der Docht kann auf zumindest einem Teil des ersten Abschnitts angeordnet sein.
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Ferner kann in der oben beschriebenen Heatpipe der erste Abschnitt an einem mittigen Teil des röhrenförmigen Körpers angeordnet sein. Ferner kann der zweite Abschnitt einen ersten Abdeckabschnitt, der an einem Ende des röhrenförmigen Körpers angeordnet und mit einem Ende des ersten Abschnitts verbunden ist, und einen zweiten Abdeckabschnitt, der am anderen Ende des röhrenförmigen Körpers angeordnet und mit dem anderen Ende des ersten Abschnitts verbunden ist, umfassen. Der Docht kann auf zumindest einem Teil des ersten Abschnitts angeordnet sein.
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Alternativ kann der zweite Abschnitt in der oben beschriebenen Heatpipe an einem mittigen Teil des röhrenförmigen Körpers angeordnet sein. Ferner kann der erste Abschnitt einen ersten Abdeckabschnitt umfassen, der an einem Ende des röhrenförmigen Körpers angeordnet und mit einem Ende des zweiten Abschnitts verbunden ist; und einen zweiten Abdeckabschnitt, der am anderen Ende des röhrenförmigen Körpers angeordnet und mit dem anderen Ende des zweiten Abschnitts verbunden ist. Der Docht kann auf zumindest einem Teil des ersten Abschnitts angeordnet sein.
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Eine Sekundärbatterie umfassend eine der oben beschriebenen Heatpipes kann ein Batteriegehäuse und einen Elektrodenkörper umfassen, der in dem Batteriegehäuse untergebracht ist. Bei Betrachtung des Elektrodenkörpers und der Heatpipe entlang einer Axialrichtung der Heatpipe kann der Elektrodenkörper um die Heatpipe angeordnet sein. Eine solche Ausführung kann im Elektrodenkörper erzeugte Wärme entsprechend aus dem Elektrodenkörper hinaus transportieren.
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In der oben beschriebenen Sekundärbatterie kann das Batteriegehäuse eine Anschlussfläche umfassen, auf der ein externer Anschluss angeordnet ist. Der externe Anschluss kann mit dem Elektrodenkörper verbunden sein. Ein Ende der Heatpipe kann sich ferner zur Anschlussfläche erstrecken. Eine solche Ausführung kann die von der Heatpipe transportierte Wärme von der Anschlussfläche des Batteriegehäuses aus der Batterie abführen.
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(Erste Ausführungsform)
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Mit Bezug auf 1 wird eine Heatpipe 10 einer ersten Ausführungsform beschrieben. Die Heatpipe 10 umfasst einen röhrenförmigen Behälter 16 (ein Beispiel eines röhrenförmigen Körpers) und einen Docht 18, der in dem Behälter 16 angeordnet ist.
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Der gesamte Behälter 16 besteht aus einem isolierenden Keramikwerkstoff. Beispiele für den Keramikwerkstoff des Behälters 16 sind Oxidkeramiken wie Aluminiumoxid und Zirkonoxid sowie Nitridkeramiken mit hoher Wärmeleitfähigkeit (wie AlN, Si3N4, SiC). Als Keramikwerkstoff des Behälters 16 können auch Verbundwerkstoffe aus Glaswerkstoffen und Keramiken verwendet werden. Der Behälter 16 kann teilweise aus einem Glaswerkstoff bestehen.
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Der Behälter 16 umfasst einen röhrenförmigen Hauptabschnitt 12, dessen beide Enden offen sind, einen ersten Abdeckabschnitt 14a, der ein Ende des Hauptabschnitts 12 verschließt, und einen zweiten Abdeckabschnitt 14b, der das andere Ende des Hauptabschnitts 12 verschließt. Der Hauptabschnitt 12, der erste Abdeckabschnitt 14a und der zweite Abdeckabschnitt 14b bestehen aus dem gleichen Keramikwerkstoff. Der erste Abdeckabschnitt 14a wird mit dem Hauptabschnitt 12 durch ein bekanntes Verfahren verbunden. Ein Glaswerkstoff dichtet zwischen dem ersten Abdeckabschnitt 14a und dem Hauptabschnitt 12 ab. Ferner wird auch der zweite Abdeckabschnitt 14b mit dem Hauptabschnitt 12 durch ein bekanntes Verfahren verbunden, und ein Glaswerkstoff dichtet dazwischen ab.
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Der Behälter 16 dichtet ein Fluid (Arbeitsfluid) darin ab. Beispiele für das im Behälter 16 abgedichtete Fluid sind Wasser, Ammoniak und organische Lösungsmittel. Beispiele für die organischen Lösungsmittel sind Aceton, Alkohol, Fluorchlorkohlenwasserstoff, Glykolether, Naphthalin, Diethyldiphenyl und dergleichen. Von den oben genannten Stoffen wird derjenige, der in einem Temperaturbereich, in dem die Heatpipe 10 verwendet wird, von einer flüssigen Phase in eine Gasphase übergeht, als geeignetes Fluid ausgewählt. Ein Druck im Behälter 16 wird so eingestellt (reduziert), dass das Fluid in dem Temperaturbereich, in dem die Heatpipe 10 verwendet wird, von der flüssigen Phase in die Gasphase übergeht. In einem Fall, in dem die Heatpipe 10 in einer Vorrichtung verwendet wird, die mit einer hohen Spannung oder einem großen Strom arbeitet, ist es vorzuziehen, ein Fluid mit hohen Isolierungseigenschaften zu verwenden (z. B. Flüssigkeit auf Fluorbasis).
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Der Docht 18 weist eine röhrenförmige Form auf, deren beide Enden offen sind, und ist im Inneren des Behälters 16 angeordnet. Der Docht 18 ist auf einer Innenfläche des Hauptabschnitts 12 angeordnet, während auf den Innenflächen der Abdeckabschnitte 14a und 14b kein Docht angeordnet ist. Es kann jedoch ein Docht auf den Innenflächen der Abdeckabschnitte14a und 14b angeordnet sein. Ein Ende des Dochtes 18 steht in Kontakt mit dem ersten Abdeckabschnitt 14a und das andere Ende des Dochtes 18 steht in Kontakt mit dem zweiten Abdeckabschnitt 14b. Da der Docht 18 die röhrenförmige Form aufweist, ist innerhalb des Dochtes 18 ein Raum 11 ausgebildet. Der Raum 11 erstreckt sich axial im Inneren des Behälters 16 vom ersten Abdeckabschnitt 14a bis zum zweiten Abdeckabschnitt 14b. Der Docht 18 enthält Poren, die eine Kapillarwirkung des Fluids verursachen. Der Docht 18 besteht aus dem gleichen Keramikwerkstoff wie der Behälter 16. Der Hauptabschnitt 12 und der Docht 18 können integriert werden, indem der Docht 18 mit dem Hauptabschnitt 12 verbunden wird. Alternativ können der Hauptabschnitt 12 und der Docht 18 getrennt hergestellt werden, und dann kann der Docht 18 in den Hauptabschnitt 12 eingesetzt werden. In der vorliegenden Ausführungsform besteht der Docht 18 aus dem Keramikwerkstoff, wobei er jedoch auch aus einem anderen Werkstoff als dem Keramikwerkstoff bestehen kann, wie z. B. Harz und Metall.
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Es wird ein Verfahren zur Verwendung der oben beschriebenen Heatpipe 10 beschrieben. Das eine Ende der Heatpipe 10 wird an einem Hochtemperaturteil (Wärme zuführender Teil) 22 und das andere Ende an einem Niedertemperaturteil (Wärme abführender Teil) 20 angebracht. Das Fluid in der Heatpipe 10 wechselt am Hochtemperaturteil 22 von der flüssigen Phase in die Gasphase. Das Fluid in der Gasphase bewegt sich durch den Raum 11 im Docht 18 (Pfeil F2 in der Figur) zum Niedertemperaturteil 20. Wenn es sich zum Niedertemperaturteil 20 bewegt hat, wechselt das Fluid am Niedertemperaturteil 20 von der Gasphase in die flüssige Phase. Das Fluid in der flüssigen Phase bewegt sich durch die Kapillarwirkung des Dochtes 18 zum Hochtemperaturteil 22 (Pfeile F1 in der Figur). Wenn sich das Fluid in der flüssigen Phase zum Hochtemperaturteil 22 bewegt hat, wechselt es am Hochtemperaturteil 22 in die Gasphase und bewegt sich durch den Raum 11 zum Niedertemperaturteil 20. Das Fluid zirkuliert in der Heatpipe 10 entsprechend dem oben beschriebenen Zyklus. Die Wärme kann durch das in der Heatpipe 10 zirkulierende Fluid effizient vom Hochtemperaturteil 22 zum Niedertemperaturteil 20 transportiert werden, während es zwischen der flüssigen Phase und der Gasphase wechselt.
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In der Heatpipe 10 der vorliegenden Ausführungsform besteht der gesamte Behälter 16 aus dem Keramikwerkstoff. Das heißt, wenn eine axiale Länge (Länge in X-Richtung) des Behälters 16 als L bezeichnet wird, ist eine axiale Länge eines aus dem Keramikwerkstoff bestehenden Keramikabschnitts ebenfalls L (> L/2). Daher kann die Heatpipe 10 selbst dann, wenn sie in einer Umgebung verwendet wird, in der ein Kurzschluss in einem elektrischen Schaltkreis auftreten könnte, einen Kurzschluss im elektrischen Schaltkreis entsprechend verhindern.
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(Zweite Ausführungsform)
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Mit Bezug auf 2 wird eine Heatpipe 30 einer zweiten Ausführungsform beschrieben. Im Folgenden werden vor allem die Unterschiede zur ersten Ausführungsform beschrieben, während auf eine Beschreibung von Ausführungen, die der ersten Ausführungsform entsprechen, verzichtet wird.
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Die Heatpipe 30 umfasst einen Behälter 36, der ein Fluid darin abdichtet, und einen Docht 38, der in dem Behälter 36 angeordnet ist. Der Behälter 36 umfasst einen ersten Abschnitt 34, der aus einem Keramikwerkstoff besteht, und einen zweiten Abschnitt 32, der aus einem Metallwerkstoff besteht.
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Der erste Abschnitt 34 weist eine röhrenförmige Form auf, von der ein Ende geschlossen, aber das andere Ende offen ist, und ist an der Seite des einen Endes des Behälters 36 angeordnet. Der Keramikwerkstoff des ersten Abschnitts 34 kann dem in der ersten Ausführungsform beschriebenen Werkstoff entsprechen. Der Docht 38 ist ferner auf einer Innenfläche des ersten Abschnitts 34 angeordnet. Wie in der ersten Ausführungsform ist auf einer Innenfläche eines Abdeckabschnitts, der das eine Ende des ersten Abschnitts 34 verschließt, kein Docht angeordnet.
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Der zweite Abschnitt 32 weist eine röhrenförmige Form auf, von der ein Ende offen, aber das andere Ende geschlossen ist, und ist auf der Seite des anderen Endes des Behälters 36 angeordnet. Der zweite Abschnitt 32 ist mit dem anderen Ende des ersten Abschnitts 34 verbunden, um das andere Ende des ersten Abschnitts 34 zu verschließen. Ein Raum zwischen dem zweiten Abschnitt 32 und dem ersten Abschnitt 34 ist abgedichtet. Der Metallwerkstoff des zweiten Abschnitts 32 hat eine höhere Wärmeleitfähigkeit als der Keramikwerkstoff des ersten Abschnitts 34 und Beispiele dafür sind Kupfer (Cu), Aluminium (Al), eine Legierung dieser, SUS (rostfreier Stahl) und dergleichen. In der vorliegenden Ausführungsform ist auf einer Innenfläche des zweiten Abschnitts 32 kein Docht angeordnet, wobei aber ein Docht am zweiten Abschnitt angeordnet sein kann.
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Eine axiale Länge L1 des ersten Abschnitts 34 ist länger als eine axiale Länge L2 des zweiten Abschnitts 32. Das bedeutet, dass die axiale Länge L1 des ersten Abschnitts, der aus dem Keramikwerkstoff besteht, länger ist als die axiale Länge L2 des zweiten Abschnitts 32, der aus dem Metallwerkstoff besteht.
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In der Heatpipe 30 wird, wie auch oben beschrieben, ein Ende davon an dem Hochtemperaturteil (Wärme zuführender Teil) 22 und das andere Ende davon an dem Niedertemperaturteil (Wärme abführender Teil) 20 angebracht. Das Fluid in der Heatpipe 10 wechselt im Hochtemperaturteil 22 (d. h. am keramischen ersten Abschnitt 34) von der flüssigen Phase in die Gasphase. Das Fluid in der Gasphase bewegt sich durch den Raum 11 im Docht 38 (Pfeil F2 in der Figur) zum Niedertemperaturteil 20. Wenn es sich zum Niedertemperaturteil 20 bewegt hat, wechselt das Fluid am Niedertemperaturteil 20 (d. h. am metallischen zweiten Abschnitt 32) von der Gasphase in die flüssige Phase. Das Fluid in der flüssigen Phase bewegt sich durch die Kapillarwirkung des Dochtes 38 zum Hochtemperaturteil 22 (Pfeile F1 in der Figur). Wenn sich das Fluid in der flüssigen Phase zum Hochtemperaturteil 22 bewegt hat, wechselt es am Hochtemperaturteil 22 in die Gasphase und bewegt sich durch den Raum 11 zum Niedertemperaturteil 20. Das Fluid zirkuliert in der Heatpipe 30 entsprechend dem oben genannten Zyklus, und die Wärme wird dadurch effizient vom Hochtemperaturteil 22 zum Niedertemperaturteil 20 übertragen.
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Für die Heatpipe 30 der vorliegenden Ausführungsform wird der Behälter 36 hergestellt, indem der metallische zweite Abschnitt 32 mit dem keramischen ersten Abschnitt 34 verbunden wird. Daher kann der Behälter 36 leicht hergestellt werden. Insbesondere werden bei der Herstellung des Behälters 36 der erste Abschnitt 34 und der zweite Abschnitt 32 miteinander verbunden, und dann wird das Fluid von einer im zweiten Abschnitt 32 angeordneten Öffnung in den Behälter 36 geleitet und ein Druck im Behälter 36 eingestellt. Nach der Druckeinstellung muss lediglich die Öffnung im metallischen zweiten Abschnitt 32 geschlossen werden. Da ein solches Herstellungsverfahren angewendet werden kann, kann der Behälter 36 leicht hergestellt werden.
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Außerdem wird durch das Anbringen des metallischen zweiten Abschnitts 32 mit hoher Wärmeleitfähigkeit am Niedertemperaturteil 20 die Wärmeabfuhrleistung der Heatpipe 30 verbessert, wodurch die Kühlleistung der Heatpipe 30 verbessert wird. Obwohl der Behälter 36 den metallischen zweiten Abschnitt 32 enthält, ist die axiale Länge L2 des zweiten Abschnitts 32 kürzer als die des ersten Abschnitts. Daher kann die Heatpipe 30 selbst dann, wenn sie in einer Umgebung verwendet wird, in der ein Kurzschluss in einem elektrischen Schaltkreis auftreten könnte, einen Kurzschluss im elektrischen Schaltkreis entsprechend verhindern.
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(Dritte Ausführungsform)
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Mit Bezug auf 3 wird eine Heatpipe 40 einer dritten Ausführungsform beschrieben. Die Heatpipe 40 umfasst einen Behälter (42, 44, 46), der ein Fluid darin abdichtet, und einen Docht 48, der in dem Behälter (42, 44, 46) angeordnet ist. Der Behälter (42, 44, 46) umfasst einen ersten Abschnitt 42, der aus einem Keramikwerkstoff besteht, und einen ersten Abdeckabschnitt 46 und einen zweiten Abdeckabschnitt 44, die beide aus einem Metallwerkstoff bestehen.
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Der erste Abschnitt 42 weist eine Form auf, bei der beide Enden offen sind, und ist an einem mittigen Teil des Behälters angeordnet. Der erste Abdeckabschnitt 46 wird mit einem Ende des ersten Abschnitts 42 verbunden und der zweite Abdeckabschnitt 44 wird mit dem anderen Ende des ersten Abschnitts 42 verbunden. Die beiden Enden des ersten Abschnitts 42 werden von den Abdeckabschnitten 44, 46 verschlossen. Ein Raum zwischen dem ersten Abschnitt 42 und dem ersten Abdeckabschnitt 46 ist abgedichtet und ein Raum zwischen dem ersten Abschnitt 42 und dem zweiten Abdeckabschnitt 44 ist ebenfalls abgedichtet. Das heißt, der Behälter (42, 44, 46) ist somit abgedichtet. Der Behälter (42, 44, 46) dichtet das Fluid darin ab. Der Docht ist ferner nur auf dem ersten Abschnitt 42 des Behälters angeordnet.
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Eine axiale Länge L1 des ersten Abschnitts 42 ist länger als eine Summe einer axialen Länge L22 des ersten Abdeckabschnitts 46 und einer axialen Länge L21 des zweiten Abdeckabschnitts (L1 > L21+L22). Das bedeutet, dass die axiale Länge L1 des Abschnitts 42, der aus dem Keramikwerkstoff besteht, länger ist als die axiale Länge der Abschnitte 44, 46 (L21+L22), die aus dem Metallwerkstoff bestehen. Aus diesem Grund können Begrenzungspositionen der aus dem Metallwerkstoff bestehenden Abschnitte 44, 46 zu jeweiligen Endabschnitten einen Kurzschluss in einem elektrischen Schaltkreis entsprechend verhindern.
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In der Heatpipe 40 der vorliegenden Ausführungsform sind die metallischen Abschnitte 44 und 46 am Hochtemperaturteil (Wärme zuführender Teil) bzw. am Niedertemperaturteil (Wärme abführender Teil) angeordnet. Dies kann die Wärmezufuhrleistung in die Heatpipe 40 und die Wärmeabfuhrleistung aus der Heatpipe 40 verbessern und somit die Kühlleistung der Heatpipe 40 verbessern.
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(Vierte Ausführungsform)
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In der oben beschriebenen Heatpipe 40 der dritten Ausführungsform sind die metallischen Abdeckabschnitte 44, 46 an beiden Enden des Behälters angeordnet, wobei aber auch andere Ausführungen verwendet werden können. In einer Heatpipe 50 einer vierten Ausführungsform, die in 4 gezeigt wird, enthält ein Behälter (52, 54, 56) die Abdeckabschnitte 54 und 52, die aus einem Keramikwerkstoff bestehen, an beiden Enden des Behälters, und einen Abschnitt 56, der aus einem Metallwerkstoff besteht, in einem mittigen Teil des Behälters. Auch in diesem Fall ist eine Summe der axialen Längen der keramischen Abdeckabschnitte 54 und 56 (L12+L11) länger als die axiale Länge L2 des metallischen Abschnitts 56. Die Einstellung der Position des metallischen Abschnitts 56 kann einen Kurzschluss in einem elektrischen Schaltkreis wirksam verhindern. In der Heatpipe 50 ist auf allen Innenflächen des metallischen Abschnitts 56 und der Abdeckabschnitte 54, 56 ein Docht angeordnet.
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(Lithium-Ionen-Sekundärbatterie)
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Unter Bezugnahme auf 5 und 6 wird ein Beispiel beschrieben, bei dem die oben beschriebene Heatpipe 10 in einer Lithium-Ionen-Sekundärbatterie eingebaut ist. Obwohl die Heatpipe 10 in dem unten beschriebenen Beispiel in einer Lithium-Ionen-Sekundärbatterie eingebaut ist, können die anderen Heatpipes 30, 40 und 50 auf ähnliche Weise in der Lithium-Ionen-Sekundärbatterie eingebaut sein.
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Wie in 5 dargestellt, umfasst eine Lithium-Ionen-Sekundärbatterie 70 ein Batteriegehäuse 74, einen Elektrodenkörper 72, der im Batteriegehäuse 74 untergebracht ist, und die Heatpipe 10, die im Kern des Elektrodenkörpers 72 angeordnet ist. Das Batteriegehäuse 74 hat eine zylindrische Form, deren beide Enden durch die Anschlusswände 76, 78 verschlossen sind. Auf jeder der Anschlusswände 76 und 78 ist ein externer Anschluss (nicht abgebildet) angeordnet.
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Der Elektrodenkörper 72 enthält einen Stapel, in dem eine positive Elektrodenplatte, eine negative Elektrodenplatte und ein Separator gestapelt sind, und dieser Stapel ist um eine Achse gewickelt. Die positive Elektrodenplatte des Elektrodenkörpers 72 ist elektrisch mit dem externen Anschluss der Anschlusswand 76 verbunden. Die negative Elektrodenplatte des Elektrodenkörpers 72 ist elektrisch mit dem externen Anschluss der Anschlusswand 78 verbunden.
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Die Heatpipe 10 ist auf der Achse des Elektrodenkörpers 72 angeordnet und durchdringt den Kern des Elektrodenkörpers 72. Bei Betrachtung des Elektrodenkörpers 72 und der Heatpipe 10 entlang einer Axialrichtung ist der Elektrodenkörper 72 um die Heatpipe 10 herum angeordnet, wie in 6 dargestellt. Ein Ende der Heatpipe 10 wird von der Anschlusswand 76 getragen, und das andere Ende der Heatpipe 10 ist von der Anschlusswand 78 beabstandet.
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Wie sich aus den obigen Ausführungen versteht, entspricht bei der Lithium-Ionen-Sekundärbatterie 70 ein Endabschnitt der Heatpipe 10, der sich auf der Seite der Anschlusswand 76 befindet, dem Niedertemperaturteil (Wärme abführender Teil) und ein Abschnitt der Heatpipe 10, der mit dem Elektrodenkörper 72 in Kontakt steht, entspricht dem Hochtemperaturteil (Wärme zuführender Teil). Die vom Elektrodenkörper 72 durch Ent- und Aufladen erzeugte Wärme wird über die Heatpipe 10 zur Anschlusswand 78 hin transportiert und von der Anschlusswand 78 nach außen abgeführt. Da die Heatpipe 10 die im Kern des Elektrodenkörpers 70 erzeugte Wärme nach außen abführen kann, kann die Lithium-Ionen-Sekundärbatterie 70 entsprechend vor einer hohen Temperatur geschützt werden. So kann eine Verschlechterung der Leistung der Lithium-Ionen-Sekundärbatterie 70 entsprechend unterdrückt werden.
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Da der Behälter 16 der Heatpipe 10 aus dem Keramikwerkstoff besteht, kann ferner ein Kurzschluss in der Lithium-Ionen-Sekundärbatterie 70 verhindert und die Korrosions- und Hitzebeständigkeit der Lithium-Ionen-Sekundärbatterie 70 verbessert werden. Da außerdem ein Temperaturanstieg in der Lithium-Ionen-Sekundärbatterie 70 unterdrückt werden kann, kann die Batteriekapazität erhöht werden.
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Obwohl die Sekundärbatterie der oben beschriebenen Ausführungsform den Elektrodenkörper in zylindrischer Form gewickelt enthält, können die hier offenbarten Heatpipes in verschiedenen Typen von Sekundärbatterien eingebaut werden. Sie können zum Beispiel jeweils in eine Sekundärbatterie 80 eingebaut werden, die durch das Formen eines gewickelten Elektrodenkörpers in eine flache Form gebildet wird, wie in 7 gezeigt. Ein Batteriegehäuse 82 hat eine rechteckige Parallelepipedform und einen rechteckigen Querschnitt, und die externen Anschlüsse (positive und negative Anschlüsse, nicht abgebildet) sind auf einer oberen Fläche des Batteriegehäuses 82 angeordnet. Auch in diesem Fall wird die Heatpipe 84 an einem Ende von der oberen Fläche des Batteriegehäuses 82 getragen und ist im Kern des Elektrodenkörpers angeordnet (nicht abgebildet). Die hier offenbarten Heatpipes können jeweils in einer gestapelten Sekundärbatterie eingebaut werden, in der Elektrodenkörper gestapelt sind.
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Obwohl spezifische Beispiele der vorliegenden Offenbarung oben ausführlich beschrieben wurden, sind diese Beispiele lediglich veranschaulichend und schränken den Umfang der Patentansprüche nicht ein. Die in den Patentansprüchen beschriebene Technologie umfasst auch verschiedene Änderungen und Modifikationen an den oben beschriebenen spezifischen Beispielen. Die in der vorliegenden Beschreibung oder in den Figuren erläuterten technischen Elemente bieten entweder unabhängig oder durch verschiedene Kombinationen einen technischen Nutzen. Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die in den ursprünglich eingereichten Ansprüchen genannten Kombinationen beschränkt. Ferner ist der Zweck der durch die vorliegende Beschreibung oder die Figuren illustrierten Beispiele, mehrere Aufgaben gleichzeitig zu erfüllen, und die Erfüllung einer dieser Aufgaben verleiht der vorliegenden Offenbarung einen technischen Nutzen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2011113895 [0002, 0003]
