DE19901657A1

DE19901657A1 - Dünne, geschlossene Zelle und Verfahren zur Herstellung derselben

Info

Publication number: DE19901657A1
Application number: DE19901657A
Authority: DE
Inventors: Tsutomu Sonozaki; Hiroyuki Ohno; Ikuro Nakane; Satoshi Narukawa
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1998-01-21
Filing date: 1999-01-18
Publication date: 1999-07-22
Also published as: CA2259769A1; TW423172B; FR2773912B1; US6048639A; FR2773912A1; JPH11213964A

Description

Die Erfindung betrifft eine dünne, geschlossene Zelle, die ein Zellgehäuse für das Einschließen eines Elektrolyten und eines Elements für die Energieerzeugung umfaßt. Das Zellgehäuse ist gebildet aus einem blattartigen geschichteten Material, welches Flächenabschnitte aufweist, in welchen jede der Schichten des geschichteten Materials offen zugänglich sind. Die Schichten sind eine Aluminiumschicht, eine Klebstoffschicht und eine Harzschicht. Die Erfindung betrifft insbesondere den Aufbau eines Zellgehäuses, bei dem das geschichtete Material verwendet wird, und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Zelle.

Beschreibung des Standes der Technik

In den vergangenen Jahren wurden elektrische Zellen mit einer kleineren Größe und einem geringeren Gewicht einhergehend mit dem Trend, die Größe von elektronischen Geräten zu verringern, benötigt. Aufgrund dieser Anforderungen haben die Erfinder in der japanischen ungeprüften Offenlegungsschrift Nr. 10- 214 606 eine dünne geschlossene Batterie vorgeschlagen, bei der ein Zellgehäuse verwendet wird, welches aus einem geschichteten Material hergestellt ist und eine taschenartige Form aufweist. Dabei befindet sich oberhalb und unterhalb einer aus Aluminium bestehenden Schicht jeweils eine aus Harz bestehende Schicht. Zwischen der Aluminium- und der Harzschicht befindet sich eine Klebstoffschicht.

Gemäß dieser Konstruktion, die in der obigen japanischen ungeprüften Offenlegungsschrift Nr. 10- 214 606 vorgeschlagen wurde, sowie aufgrund der Tatsache, daß solche geschichteten Materialien leicht und dünn sind und durch Schmelzverbindungen dicht verschlossen werden können, konnte eine kleine, leichte, dünne, geschlossene Batterie mit hoher Leistung geschaffen werden.

Während der oben genannte Stand der Technik in bezug auf dünne, geschlossene Batterien solche wünschenswerten Eigenschaften wie oben beschrieben aufwies, gab es verschiedene Rückschläge in bezug auf die Langlebigkeit und die Zuverlässigkeit der Zelle. Insbesondere das blattartige, geschichtete Material, welches für die Zellen verwendet wurde, wies ungeschützte Flächenabschnitte mit einer frei zugänglichen Aluminium-, Klebstoff- und Harzschicht auf. Wenn sich ein ungeschützter Flächenabschnitt innerhalb einer Kammer befindet, in der sich ein Element zur Erzeugung von Energie und ein Elektrolyt befindet, so dringt dann der Elektrolyt über den ungeschützten Abschnitt der Fläche ein. Als Ergebnis wird die Stärke der Haftung der Klebstoffschicht geschwächt, und es lösen sich die Aluminium- und die Harzschicht. Der Elektrolyt läuft aus der Zelle aus.

Falls ein solches Ablösen der Aluminium- und der Harzschicht auftritt, wird nicht nur ein Auslaufen des Elektrolyten verursacht, sondern es dringt auch Feuchtigkeit in die Zelle ein. Als Ergebnis des Eindringens von Wasser in zum Beispiel Batterien, die einen nicht wässerigen Elektrolyten verwenden, der gelöstes LiPF₆ enthält, wird eine fluorhaltige Säure durch Reaktion des Wassers und LiPF₆ erzeugt. Die erzeugte fluorhaltige Säure reagiert weiter mit dem Aluminium. Als Ergebnis korrodiert die Aluminiumschicht und ein weiteres Auslaufen des Elektrolyten wird durch den korrodierten Teil verursacht. Hieraus resultiert ein rasches Abfallen der Leistung der Zelle.

Wenn das Ablösen der Aluminium- und der Harzschicht durch die Reaktionen des Klebstoffes und des Elektrolyten in dem ungeschützten Abschnitt der Fläche verursacht wird, so wird auf diese Weise zwischen der ungeschützten Aluminiumschicht und einer negativen Elektrode ein Kontakt entstehen. Hieraus resultiert zusätzlich ein innerer Kurzschluß und wiederum ein rasches Abfallen der Leistung der Zelle.

Angesichts der oben genannten Probleme ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine dünne, geschlossene Zelle zu schaffen, die eine ausgezeichnete Lebensdauer und Zuverlässigkeit durch Bereitstellen einer Konstruktion eines Zellgehäuses aufweist, bei der kein Leistungsabfall der Zelle auftritt, die durch Korrosion von Flächenabschnitten und Endstücken von geschichtetem Material der Zelle verursacht wird, und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Zelle zu schaffen.

Diese und andere Aufgaben werden in Übereinstimmung mit einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durch Schaffen einer dünnen, geschlossenen Zelle gelöst, die ein Zellgehäuse umfaßt, welches aus einem blattförmigen, geschichteten Material zusammengesetzt ist. Das blattförmige, geschichtete Material weist eine Harzschicht auf, die beide Seiten einer Aluminiumschicht überzieht. Eine Klebstoffschicht befindet sich zwischen der Harzschicht und der Aluminiumschicht. Das Zellgehäuse wird durch gemeinsames Verbinden der beiden Endteile des geschichteten Materials gebildet, so daß eine geschlossene Kammer gebildet wird. Die geschlossene Zelle umfaßt weiter einen Elektrolyten und ein Element für die Energieerzeugung. Beide werden von der geschlossenen Kammer eingeschlossen. Die geschlossene Zelle wird dadurch gekennzeichnet, daß:
wenigstens ein Ende des geschichteten Materials sich in der geschlossenen Kammer befindet und ein Flächenabschnitt des Endes mit einem Harz bedeckt ist.

Gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung ist der Abschnitt der Oberfläche an dem Endstück des geschichteten Materials, welcher innerhalb der geschlossenen Kammer existiert, mit Harz bedeckt. Daher kann der Elektrolyt nicht durch die Schnittstelle zwischen die Schichten eindringen.

So wird es möglich, solche unerwünschten Effekte wie ein Auslaufen des Elektrolyten und einen inneren Kurzschluß zu verhindern, die beide durch eine Verschlechterung der Klebkraft der Klebstoffschicht und der Korrosion der Aluminiumschicht verursacht werden.

In Übereinstimmung mit einer zweiten Ausführungsform der Erfindung wird eine dünne, geschlossene Zelle bereitgestellt, die ein Zellgehäuse umfaßt. Das Zellgehäuse besteht aus einem blattförmigen, geschichteten Material, bei dem wenigstens eine Oberfläche einer Aluminiumschicht mit einer Harzschicht überzogen ist, wobei sich eine Klebstoffschicht zwischen der Harzschicht und der Aluminiumschicht befindet. Das geschichtete Material weist einen ungeschützten Flächenabschnitt auf, bei dem jeder der Schichten offen zugänglich ist. Das Zellgehäuse wird durch gegenseitiges Überlappen und Verbinden der beiden Endteile geformt, die an ein Paar der ungeschützten Flächenabschnitte an jedem Ende des geschichteten Materials angrenzen, so daß eine geschlossene Kammer gebildet wird. Die geschlossene Zelle umfaßt weiter einen Elektrolyten und ein Element zur Energieerzeugung, die beide in der geschlossenen Kammer eingeschlossen sind. Die geschlossene Zelle ist dadurch gekennzeichnet, daß:
das Paar der ungeschützten Flächenabschnitte des geschichteten Materials außerhalb des Zellgehäuses liegt und sich nicht innerhalb der geschlossenen Kammer befindet.

Gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung befinden sich die ungeschützten Flächenabschnitte des geschichteten Materials nicht innerhalb der geschlossenen Kammer, und es ist so ermöglicht worden, ein Abfallen der Leistung der Zelle ohne Fehlschlag zu verhindern.

Eine solche Konstruktion der Zelle, in der die ungeschützten Flächenabschnitte nicht innerhalb der geschlossenen Kammer liegen, wird durch ein Verfahren zur Herstellung in Übereinstimmung mit einer vierten Ausführungsform der Erfindung, die nachfolgend dargestellt wird, bereitgestellt.

Gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung wird eine dünne, geschlossene Kammer bereitgestellt, welche ein Zellgehäuse umfaßt, das aus einem blattartigen geschichteten Material zusammengesetzt ist, bei dem eine Harzschicht auf wenigstens einer Oberfläche einer Aluminiumschicht aufgebracht ist, mit einer Klebstoffschicht, die sich zwischen der Harzschicht und der Aluminiumschicht befindet, wobei das geschichtete Material einen ungeschützten Flächenabschnitt aufweist, in dem jede Schicht offen zugänglich ist, wobei das Zellgehäuse durch gegenseitiges Überlappen und gegenseitiges Verbinden der beiden Endabschnitte gebildet ist, die an ein Paar der ungeschützten Flächenabschnitte an jedem Ende des geschichteten Materials so angrenzen, daß eine geschlossene Kammer gebildet ist, wobei die geschlossene Zelle ferner einen Elektrolyten und ein Element zur Energieerzeugung aufweist, die beide in der geschlossenen Kammer eingeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß
eine innere Oberfläche des Zellgehäuses die Harzschicht ist und
das Paar der ungeschützten Flächenabschnitte im Inneren der geschlossenen Kammer liegt und mit Harz bedeckt ist.

Es wird ein Harz verwendet, welches sich stabil gegenüber den Komponenten der Zelle wie dem Elektrolyten verhält. Gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung kann der Elektrolyt und ähnliches für eine lange Zeit in einem stabilen Zustand eingeschlossen werden, da die Innenwand der Zelle (die Wand der geschlossenen Kammer) aus der Harzschicht besteht. Ferner wird bei dieser Konstruktion die Verschlechterung der Leistung der Zelle, die durch die Reaktionen der ungeschützten Flächenabschnitte und des Elektrolyten verursacht wird, verhindert, da das Harz, welches die ungeschützten Flächenabschnitte bedeckt, die Klebstoffschicht und die Aluminiumschicht vor einem Kontakt mit dem Elektrolyten gerade dann schützt, wenn sich die ungeschützten Flächenabschnitte innerhalb der geschlossenen Kammer befinden.

Ein solcher Aufbau einer Zelle, bei dem ungeschützte Flächenabschnitte mit Harz bedeckt sind, wird durch Verfahren zur Herstellung gemäß den 5. bis 8. Ausführungsformen der Erfindung bereitgestellt, wie unten beschrieben wird.

Es wird darauf hingewiesen, daß eine äußere Oberfläche des Zellgehäuses eine Aluminiumschicht sein kann, da die äußere Oberfläche sich nicht im Kontakt mit dem Elektrolyten und ähnlichem befindet. Falls die Zelle aus irgendeinem Grund gebogen ist, ist die äußere Oberfläche gegenüber einem Bruch und ähnlichen unerwünschten Effekten anfällig, falls die äußere Oberfläche ausschließlich aus der Aluminiumschicht besteht. Um die Stabilität zu berücksichtigen, ist es daher vorteilhaft, ein geschichtetes Material zu verwenden, bei dem die Harzschicht auf beiden Oberflächen des Materials aufgebracht ist.

Gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer dünnen geschlossenen Zelle bereitgestellt, daß die Schritte umfaßt:
Herstellen eines Zellgehäuses, welches darin eine geschlossene Kammer durch Überlappen beider Enden eines blattartigen, geschichteten Materials aufweist, wobei in dem blattartigen, geschichteten Material eine Aluminiumschicht auf wenigstens einer Oberfläche mit einer Harzschicht überzogen wird, mit einer Klebstoffschicht, die zwischen die Harzschicht und die Aluminiumschicht gebracht ist, wobei das geschichtete Material ein Paar von ungeschützten Flächenabschnitten an jedem Ende des geschichteten Materials aufweist und bei den Flächenabschnitten jede der Schichten offen zugänglich ist und wobei anschließend das Paar der Endabschnitte durch ein Schmelzen so miteinander verbunden wird, daß eine geschlossene Kammer gebildet und ein Elektrolyt und ein Element zur Energieerzeugung in der geschlossenen Kammer eingeschlossen wird, bei dem der Schritt des Herstellens des Zellgehäuses so ist, daß die Harzschicht, die auf einer Oberfläche des geschichteten Materials gebildet ist, im Inneren des Zellgehäuses plaziert wird und beide inneren Oberflächen des geschichteten Materials, die jede zu jeder der offenen Flächenabschnitte benachbart sind, gegenseitig so überlappen, daß ein überlappender Teil gebildet wird und danach der überlappende Teil durch Schmelzen fest verbunden wird.

Gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung, bei dem die Endstücke des geschichteten Materials durch Schmelzen miteinander verbunden werden, überlappen die inneren Oberflächen an den Endstücken des geschichteten Materials miteinander. Hieraus folgt, daß die ungeschützten Flächenabschnitte des geschichteten Materials immer außerhalb der geschlossenen Kammer liegen. Darum ermöglicht es dieser Aufbau, ein Nachlassen der Klebkraft in der Klebstoffschicht und eine Korrosion der Aluminiumschicht, die durch den Kontakt der ungeschützten Flächenabschnitte mit dem Elektrolyten verursacht werden, zu verhindern, ohne die Kosten zu steigern.

In dieser Ausführungsform, bei der die Harzschicht auf der inneren Oberfläche des Zellgehäuses aufgebracht ist, hat dies die gleichen Wirkungen zur Folge, wie oben in der dritten Ausführungsform der Erfindung beschrieben wurde, und das Gleiche gilt für die nachfolgenden Ausführungsformen der Erfindung, die unten beschrieben werden. Ergänzend kann die Harzschicht auf beiden Flächen des Zellgehäuses in gleicher Weise aufgebracht werden. Dies gilt ebenso für die folgenden anderen Ausführungsformen der Erfindung, die unten beschrieben werden. Als eine fünfte Ausführungsform der Erfindung kann der Schritt des Herstellens eines Zellgehäuses nach der oberen vierten Ausführungsform der Erfindung ein solcher Schritt sein, bei dem die Harzschicht auf dem geschichteten Material im Inneren des Zellgehäuses aufgebracht wird und eine innere Oberfläche des geschichteten Materials, die an einen der ungeschützten Flächenabschnitte angrenzt, mit einer äußeren Oberfläche des geschichteten Materials angrenzend an den anderen ungeschützten Flächenabschnitt überlappt, so daß ein überlappender Teil gebildet wird, und danach der überlappende Teil unter Verwendung eines Heizelements, welches breiter als die Breite des überlappenden Teils ist, durch Schmelzen verbunden wird.

Wenn verschiedene Oberflächen des geschichteten Materials (die innere Oberfläche und die äußere Oberfläche) miteinander überlappen, um so einen zylinderförmigen Aufbau zu bilden, befindet sich der ungeschützte Flächenabschnitt an einem Ende des geschichteten Materials innerhalb des zylinderförmigen Aufbaus, zum Beispiel innerhalb der geschlossenen Kammer. Wenn der überlappende Teil auf welche Weise auch immer mit einem Heizelement erhitzt wird, das breiter ist als der überlappende Teil, so wird die Harzschicht geschmolzen, die an den ungeschützten Flächenabschnitt angrenzt, und dadurch wird der Flächenabschnitt mit geschmolzenem Harz bedeckt, so daß ein Überzug gebildet wird. Dieser Überzug aus Harz schützt den ungeschützten Flächenabschnitt vor einem Kontakt mit dem Elektrolyten und verhindert so eine Verschlechterung der Klebkraft der Klebstoffschicht und die Korrosion der Aluminiumschicht.

Als sechste Ausführungsform der Erfindung kann der Schritt des Herstellens eines Zellgehäuses in der oben genannten vierten Ausführungsform der Erfindung ein solcher sein, bei dem die auf dem geschichteten Material gebildete Harzschicht innerhalb des Zellgehäuses plaziert wird und eine innere Oberfläche des geschichteten Materials, welches an ein Ende von einem der ungeschützten Flächenabschnitte angrenzt, auf einer äußeren Oberfläche des geschichteten Materials, benachbart zu einem Ende der anderen ungeschützten Oberfläche, überläppt wird, so daß ein überlappender Teil gebildet wird, und eine Harzschicht angrenzend an den ungeschützten, ins Innere des Zellgehäuses gebrachten Flächenabschnitt aufgebracht wird und danach der überlappende Teil durch Schmelzen verbunden wird unter Verwenden eines Heizelementes, welches breiter als die Breite des überlappenden Teils ist.

Bei dieser Ausführungsform befindet sich der ungeschützte Flächenabschnitt eines Endes des geschichteten Materials ebenfalls im Inneren der geschlossenen Kammer. Da die Harzschicht auf ein Teil aufgebracht worden ist, der an das Ende des geschichteten Materials angrenzt, wird die Harzschicht durch Heizen des überlappenden Teils geschmolzen, so daß der ungeschützte Flächenabschnitt bedeckt wird. Darum entsteht zwischen dem ungeschützten Flächenabschnitt und dem Elektrolyten kein direkter Kontakt.

Gemäß dem vorhergehenden Aufbau, bei dem die Harzschicht benutzt wird, ist der ungeschützte Flächenabschnitt sicherer durch die Harzschicht im Vergleich zur vorhergehenden fünften Ausführungsform bedeckt.

Gemäß einer siebten Ausführungsform der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer dünnen, geschlossenen Zelle bereitgestellt, welches die Schritte aufweist:
Herstellen eines Zellgehäuses, welches im Inneren eine geschlossene Kammer durch Überlappen beider Enden eines blattartigen, geschichteten Materials aufweist, bei dem eine Aluminiumschicht auf beiden Oberflächen mit einer Harzschicht überzogen ist und eine Klebstoffschicht zwischen die Harzschicht und die Aluminiumschicht gebracht ist, wobei das geschichtete Material ein Paar von ungeschützten Flächenabschnitten an jedem Ende des geschichteten Materials aufweist, wobei bei den Flächenabschnitten jede Schicht offen zugänglich liegt, und danach das Paar der Endabschnitte durch Schmelzen zusammen verbunden wird, so daß die geschlossene Kammer gebildet wird, und ein Elektrolyt und ein Element zur Energieerzeugung in der geschlossenen Kammer eingeschlossen wird, bei dem der Schritt des Herstellens des Zellgehäuses derart ist, daß das Paar der ungeschützten Flächenabschnitte im Inneren der geschlossenen Kammer gebildet wird und beide äußeren Oberflächen des geschichteten Materials, die beide an jede der ungeschützten Flächenabschnitte angrenzen, einander überlappen, so daß ein überlappender Teil gebildet wird, und danach eine Harzschicht auf einen Teil, der an die ungeschützten Flächenabschnitte angrenzt, aufgebracht wird und der überlappende Teil durch Schmelzen zusammen mit der Harzschicht verbunden wird.

Gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung, bei der eine zylinderförmig gestaltete Struktur mit dem geschichteten Material gebildet wird, ist jedes der Enden des geschichteten Materials so mit dem anderen Ende zur Befestigung beider Flächen in diesen beiden überlappenden Enden überlappt, daß diese die äußere Oberfläche des geschichteten Materials sind. Infolgedessen befindet sich das Paar der ungeschützten Flächenabschnitte im Inneren der geschlossenen Kammer. Da die Harzschicht auf den angrenzenden Teil der beiden Enden des geschichteten Materials aufgebracht ist, wird die Harzschicht während des Verbindens durch Schmelzen geschmolzen und bedeckt die ungeschützten Flächenabschnitte. Obwohl das Paar der ungeschützten Flächenabschnitte im Inneren der Kammer plaziert ist, ist es daher möglich, solche Probleme wie die Verschlechterung der Klebkraft der Klebstoffschicht und die Korrosion der Aluminiumschicht zu vermeiden, die beide durch Reaktion des Elektrolyten und des Klebstoffes verursacht werden. Gemäß dieser Ausführungsform wird darüber hinaus der sichtbare Teil der Zelle vorteilhaft ein attraktives Aussehen aufweisen, da der überlappende Teil nicht auf der äußeren Oberfläche der Zelle aufgebracht ist.

Bei einer achten Ausführungsform der Erfindung kann der Schritt des Herstellens des Zellgehäuses gemäß der vorhergehenden siebten Ausführungsform der Erfindung derart sein, daß das Paar der ungeschützten Flächenabschnitte in die geschlossenen Kammer gebracht wird und beide äußeren Oberflächen des geschichteten Materials, die beide an jeden der ungeschützten Flächenabschnitte im Inneren der geschlossenen Kammer angrenzen, miteinander so überlappt werden, daß ein überlappender Teil gebildet wird, und das vorderste Endstück des überlappenden Teils so gefaltet wird, daß es dicht an einer Oberfläche der Harzschicht angebracht und der überlappende Teil inklusive der gefalteten Fläche durch Schmelzen verbunden wird.

Gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung ist das erste Ende des überlappenden Teils, welches sich in der Zelle befindet, nach innen gefaltet. Der gefaltete Teil ist mit einem Teil der Harzschicht dicht verbunden. Dann wird der überlappende Teil, der den gefalteten Teil aufweist, durch Schmelzen verbunden und verbleibt dabei in diesem Zustand. Durch das Verfahren werden die ungeschützten Flächenabschnitte bei dem ersten Ende des überlappenden Teils folglich in die Harzschicht eingewickelt und dadurch von der geschlossenen Kammer getrennt. Zusätzlich können die ungeschützten Flächenabschnitte von der geschlossenen Kammer getrennt werden, da der gefaltete Teil, der das erste Ende einschließt, und die Harzschicht außer dem gefalteten Teil verschmolzen sind und eine Deckschicht auf den ungeschützten Flächenabschnitten durch das geschmolzene Harz gebildet wird.

In einer neunten Ausgestaltung der Erfindung kann der Schritt des Herstellens des Zellgehäuses in der oben genannten siebten Ausgestaltung der Erfindung ein Schritt sein, bei dem das Paar der ungeschützten Flächenabschnitte innerhalb der geschlossenen Kammer plaziert ist. Beide äußeren Oberflächen des geschichteten Materials, die an jede der ungeschützten Flächenabschnitte angrenzen, sind miteinander überlappt und bilden so einen überlappenden Teil. Ein erstes Ende des überlappenden Teils ist derart nach innen gerollt, daß die ungeschützten Flächenabschnitte nicht offen in der geschlossenen Kammer vorliegen. Danach wird der überlappende Teil, der den eingerollten Teil aufweist, durch Schmelzen verbunden.

In Übereinstimmung mit dieser Ausführungsform der Erfindung sind die ungeschützten Flächenabschnitte sicherer in der Harzschicht eingewickelt, da das erste Ende des überlappenden Teils nach innen eingerollt ist, um das Paar der ungeschützten Flächenabschnitte von der geschlossenen Kammer zu trennen.

Kurze Beschreibung der Figuren

Um die vorliegende Erfindung und ihre Vorteile besser zu verstehen, wird nun Bezug genommen auf die folgenden Beschreibungen in Verbindung mit den zugehörigen Figuren.

Fig. 1 ist eine vordere Ansicht einer dünnen, geschlossenen Zelle gemäß Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung.

Fig. 2 ist ein Querschnitt der Fig. 1 entlang der Linie A - A.

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt, um die Schritte zur Herstellung einer dünnen, geschlossenen Zelle gemäß Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung zu erklären.

Fig. 4 ist ein vergrößerter Querschnitt eines gebundenen Teils einer dünnen, geschlossenen Zelle gemäß Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung.

Fig. 5 ist eine hintere Ansicht einer dünnen, geschlossenen Zelle nach Beispiel 2 der vorliegenden Erfindung.

Fig. 6 zeigt einen Querschnitt, um die Schritte zur Herstellung einer dünnen, geschlossenen Zelle gemäß Beispiel 2 der vorliegenden Erfindung zu erklären.

Fig. 7 zeigt einen vergrößerten Querschnitt eines verbundenen Teils einer dünnen, geschlossenen Zelle gemäß Beispiel 2 der vorliegenden Erfindung.

Fig. 8 zeigt eine hintere Ansicht einer dünnen, geschlossenen Zelle gemäß Beispiel 3 der vorliegenden Erfindung.

Fig. 9 zeigt einen Schnitt, um die Schritte zur Herstellung einer dünnen, geschlossenen Zelle nach Beispiel 3 der vorliegenden Erfindung zu erklären.

Fig. 10 zeigt einen vergrößerten Querschnitt eines gebundenen Teils einer dünnen, geschlossenen Zelle gemäß Beispiel 3 der vorliegenden Erfindung.

Fig. 11 zeigt eine hintere Ansicht einer dünnen, geschlossenen Zelle gemäß Beispiel 4 der vorliegenden Erfindung.

Fig. 12 zeigt einen Querschnitt, um die Schritte zur Herstellung einer dünnen, geschlossenen Zelle nach Beispiel 4 der vorliegenden Erfindung zu erklären.

Fig. 13 zeigt einen vergrößerten Querschnitt eines gebundenen Teils einer dünnen, geschlossenen Zelle nach Beispiel 4 der vorliegenden Erfindung.

Fig. 14 zeigt eine hintere Ansicht einer dünnen, geschlossenen Zelle nach Beispiel 5 der vorliegenden Erfindung.

Fig. 15 zeigt einen Querschnitt, um die Schritte zur Herstellung eines Zellgehäuses nach Beispiel 5 der vorliegenden Erfindung zu erklären.

Fig. 16 zeigt einen Querschnitt, um die verschiedenen Schritte zur Herstellung einer dünnen, geschlossenen Zelle nach Beispiel 5 der vorliegenden Erfindung zu erklären.

Fig. 17 zeigt einen vergrößerten Querschnitt eines gebundenen Teils einer dünnen, geschlossenen Zelle nach Beispiel 5 der vorliegenden Erfindung.

Fig. 18 zeigt einen Querschnitt, um die Schritte der Herstellung einer dünnen, geschlossenen Zelle nach dem Vergleichsbeispiel 1 zu erklären.

Fig. 19 zeigt einen vergrößerten Querschnitt eines gebundenen Teils einer dünnen, geschlossenen Zelle nach dem Vergleichsbeispiel 1.

Fig. 20 zeigt einen Querschnitt, um die Schritte zur Herstellung einer dünnen, geschlossenen Zelle nach dem Vergleichsbeispiel 2 zu erklären.

Fig. 21 zeigt einen vergrößerten Querschnitt eines gebundenen Teils einer dünnen, geschlossenen Zelle nach dem Vergleichsbeispiel 2.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Bezugnehmend auf die Figuren werden die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auf der Basis der nachfolgenden Beispiele erläutert.

Beispiel 1

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 4 wird eine dünne, geschlossene Zelle des Beispiels 1 unten genau erklärt.

Fig. 1 zeigt eine vordere Ansicht einer dünnen, geschlossenen Zelle gemäß Beispiel 1. Fig. 2 zeigt einen Querschnitt der Fig. 1, der entlang der Linie A-A vorgenommen wurde. Fig. 3 zeigt einen Querschnitt, um die Schritte zur Herstellung einer dünnen, geschlossenen Zelle nach Beispiel 1 zu erklären. Fig. 4 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt eines gebundenen Teils davon.

In einer dünnen, geschlossenen Zelle gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine positive Elektrode bereitgestellt, die aus LiCoO₂ besteht. In der Zelle befindet sich eine negative Elektrode, die aus einem Kohlenstoffmaterial hergestellt ist. Ein Trennmittel 1 ist vorgesehen, um die Elektroden 1 und 2 zu trennen. Auf diese Weise wird das Element 4 zur Erzeugung von Energie gebildet. Das Element 4 zur Energieerzeugung befindet sich, wie in Fig. 2 gezeigt wird, in einer geschlossenen Kammer 5 in einem Zellgehäuse 6. Die geschlossene Kammer 5 wird durch Zukleben eines oberen Endteils und eines unteren Endteils und eines linksseitigen Endteils an jedem der Verbindungsstellen 6a, 6b bzw. 6c gebildet. Die geschlossene Kammer 5 ist weiter mit einem Elektrolyten gefüllt, in dem LiPF₆ in einem Verhältnis von 1M (mol/Liter) in einer Mischung von Lösungsmitteln von Ethylen - Karbonat (EG) und Diethyl - Karbonat (DEC) gelöst ist. Die Lösungsmittel sind im Verhältnis von 3 zu 7 gemischt.

Es wird nun eine detailliertere Konstruktion des Zellgehäuses 6 (Dicke: 100 µm) beschrieben. Wie in Fig. 4 gezeigt wird, befindet sich auf der Oberfläche einer Aluminiumschicht 11 (Dicke: 30 µm) eine Harzschicht 12 (Dicke: 30 µm), die aus Polypropylen besteht, und die mit einer dazwischen liegenden Klebstoffschicht (Dicke: 5 µm, nicht gezeigt) verbunden ist. Ebenso ist auf der anderen Seite der Oberfläche der Aluminiumschicht 11 eine Harzschicht 13 (Dicke: 30 µm), bestehend aus Polypropylen, mittels einer Klebstoffschicht gebunden. Die Klebstoffschicht befindet sich dazwischen.

Gemäß dieser Konstruktion liegt die ungeschützte, zwischen der Aluminiumschicht 11 und der Harzschicht 12 und 13 befindliche Schnittstelle 14 (kann als "ungeschützter Oberflächenabschnitt" bezeichnet werden), die an den Endabschnitten des Zellgehäuses 6 auftritt, außerhalb der Zelle. Liegt eine solche Konstruktion vor, so kann der Elektrolyt nicht durch die Schnittstelle 14 eindringen, und es wurde so möglich, das beschichtete Material vor einer Abschwächung zu bewahren, die durch den Elektrolyten verursacht wird.

Die Zelle nach Beispiel 1 weist ferner einen Aufbau auf, bei der eine positive Elektrode 1 mit einer positiven Elektrodenstrom-Kollektoreinrichtung 7 verbunden ist und die negative Elektrode verbunden ist mit einer negativen Elektrodenstrom- Kollektoreinrichtung 8, die es der in der Zelle erzeugten chemischen Energie ermöglicht, aus der Zelle herauszutreten und als elektrische Energie verwendet zu werden. Die Zelle ist so konstruiert, daß eine Breite L1 36 Millimeter beträgt, eine Länge L2 65 Millimeter ist und Breiten 6a, 6b und 6c des geschlossenen Teils 5 Millimeter sind.

Die Herstellung einer Zelle, die den obengenannten Aufbau aufweist, wird nun nachfolgend genau beschrieben.

Zuerst wird ein blattförmiges, geschichtetes, aus 5 Lagen zusammengesetztes Material mit einer Harzschicht (Polypropylen)/einer Klebstoffschicht/einer Aluminiumlegierungs-Schicht/einer Klebstoffschicht/ einer Harzschicht (Polypropylen) vorbereitet. Das geschichtete Material 18 wird durch Überlappen so geformt, daß es eine röhrenartige Gestalt aufweist und die inneren, zu den Endteilen benachbarten Oberflächen 18a und 18b des geschichteten Materials miteinander verbunden sind. Die überlappenden Teile 19 werden miteinander durch Heißkleben dann verbunden, wenn sich ein Sockel 15 im Inneren des röhrenförmigen, geschichteten Materials 18 befindet.

Ein geschlossenes Teil 6c wird auf diese Weise gebildet (siehe Fig. 1 und 2). Folglich wird das Element 4 zur Energieerzeugung durch ein offenes Endstück des röhrenartig gestalteten, geschichteten Materials 18 eingebracht. Während des Einbringens wird das Element 4 zur Energieerzeugung so plaziert, daß die Strom- Kollektoreinrichtungen 7 und 8 aus einem offenen Ende des geschichteten Materials herausragen und das offene Ende des geschichteten Materials 18, aus dem die Strom- Kollektoreinrichtungen 7 und 8 heraus ragen, unter Verwendung eines hochfrequenten Induktions- Schweißgerätes verbunden werden. Auf diese Weise wird ein geschlossener Abschnitt 6a gebildet. Danach wird das resultierende röhrenartig gestaltete Gehäuse, welches aus dem geschichteten Material 18 hergestellt ist, und in welchem sich das Element 4 zur Energieerzeugung befindet, im Vakuum bei Hitze für zwei Stunden getrocknet (Temperatur: 105 Grad Celsius), um die Feuchtigkeit aus dem geschichteten Material und dem Element 4 zur Energieerzeugung zu entfernen. Anschließend wird der Elektrolyt in das röhrenartig geformte Gehäuse gegossen. Im Elektrolyten ist LiPF₆ mit einem Verhältnis von 1M (mol/Liter) in einer Mischung von Lösungsmitteln gelöst. In der Mischung von Lösungsmitteln sind Ethylen - Karbonat und Diethyl- Karbonat mit einem Volumenverhältnis von 3 zu 7 gemischt. In diesen Zustand verbleibt das Gehäuse für eine Stunde. Danach wird das andere Endstück des geschichteten Materials 18, welches sich entgegengesetzt zu dem obengenannten geschlossenen Abschnitt 6a befindet, unter Verwendung eines Ultraschall-Schweißgerätes unter Anwendung von Druck verschweißt. Der Druck wird mit Hilfe einer Metallplatte auf das Element 4 zur Energieerzeugung durch das geschichtete Material 18 hindurch ausgeübt. Ein geschlossener Abschnitt 6b wird so geformt. Eine dünne, geschlossene Zelle wird so gebildet.

Ab dem Schritt des Gießens des Elektrolyten wird die Herstellung in einem trockenen Behälter in einer Argon- Atmosphäre ausgeführt. Die oben beschriebene Zelle wird nachfolgend als "Zelle A1" der vorliegenden Erfindung bezeichnet.

Es ist darauf hinzuweisen, daß die Harzschicht für das obengenannte Zellgehäuse nicht auf Polypropylen beschränkt ist. Zum Beispiel können Polyolefin-Polymere wie Polyethylen, Polyester-Polymere wie Polethylene- Terephhalate, Polyvinyliden - Polymere wie Polyvinyliden-Fluoride und Polyvinyliden-Chloride, Polyamid-Polymere wie Nylon 6, Nylon 6.6 und Nylon 7 und ähnliches für die Harzschicht benutzt werden.

Es ist weiter darauf hinzuweisen, daß eine Dicke der Harzschicht bevorzugt im Bereich von 1 µm bis 500 µm oder besser zwischen 5 µm und 100 µm liegt. Zusätzlich beträgt die Dicke der Metallschicht bevorzugt 0,1 µm bis 200 µm oder besser 1 µm bis 50 µm Dies erfolgt aus den folgenden Gründen. Erstens steigt die Durchlässigkeit für Sauerstoff, falls die Dicke der Metallschicht oder der Harzschicht zu gering ist, und dadurch werden Eigenschaften der Zelle verschlechtert. Auf der anderen Seite wird die Verformbarkeit reduziert, falls die Dicke der Harzschicht zu groß ist. Falls die Dicke der Metallschicht zu groß ausgeführt wird, führt dies ferner zu Nachteilen wie einem Anstieg des Gewichts der Zelle sowie zu einer Verschlechterung der Flexibilität der Zelle. Darum ist zu bevorzugen, daß die Dicke des Harz und Metall aufweisenden geschichteten Materials insgesamt im Bereich zwischen 10 µm und 200 µm liegt.

Ferner ist das Material der positiven Elektrode nicht auf LiCoO₂ beschränkt, sondern kann auch LiNiO₂, LiMn₂O₄ Kombinationen davon und ähnliches enthalten. Es ist erkennbar, daß die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Lithiumionen-Zellen beschränkt ist, sondern auch bei anderen Arten von Zellen wie Polymer-Zellen, in denen Feststoff-Elektrolyte zwischen einer positiven und einer negativen Elektrode verwendet werden, und ähnlichen Zellen, eingesetzt werden kann.

In dem obengenannten Beispiel wird der Sockel 15 verwendet, wenn aus dem geschichtete Material 18 eine röhrenähnliche Gestalt geformt wird. Es ist jedoch erkennbar, daß das Verfahren für das Verformen des geschichteten Materials 18 nicht auf diese Methode beschränkt ist, sondern auch andere Verfahren angewendet werden können. Zum Beispiel kann das Element 4 zur Energieerzeugung anstelle des Sockels 15 verwendet werden, um aus dem geschichteten Material 18 eine röhrenartige Gestalt zu formen.

Beispiel 2

Nun wird bezugnehmend auf die Fig. 5 bis 7 eine dünne, geschlossene Zelle gemäß Beispiel 2 nachfolgend beschrieben. Es ist darauf hinzuweisen, daß um der Kürze willen die gleichen Bezugszeichen wie in Beispiel 1 für dieselben Teile verwendet werden, die dieselben Funktionen wie in Beispiel 1 aufweisen und die Beschreibungen für diese ausgelassen werden.

Fig. 5 zeigt eine Ansicht von hinten von einer dünnen, geschlossenen Zelle gemäß Beispiel 2. Fig. 6 dient der Erklärung der Schritte zur Herstellung der Zelle. Fig. 7 zeigt einen vergrößerten Querschnitt eines verbundenen Teils der Zelle. Wie in den Figuren gezeigt wird, unterscheidet sich das Zellgehäuse nach Beispiel 2 von dem nach Beispiel 1 dadurch, daß der geschlossene Abschnitt 6c auf der Außenseite gebildet ist und dadurch nur ein ungeschützter Flächenabschnitt des Paares außerhalb der geschlossenen Kammer liegt.

Der geschlossene Abschnitt 6c bildet sich, wie in Fig. 7 gezeigt wird, durch eine Schmelzverbindung zusammen mit einer Harzschicht 13 auf der inneren Oberfläche des geschichteten Materials 18 und einer Harzschicht 12 auf der äußeren Oberfläche des geschichteten Materials 18. Bei diesem Schritt wird ein Heiz-Stempel verwendet, der breiter (25 Millimeter) ist als die Breite des überlappenden Abschnitts 19 (20 Millimeter), um den geschlossenen Abschnitt 6c zu formen, wie in der Fig. 6 gezeigt wird.

Da die Harzschichten 12 und 13, die benachbart zu der ungeschützten Schnittstelle 14 liegen, aufgrund des vorgenannten Sachverhaltes durch das Verbinden durch Schmelzen verschmolzen sind, ist jede der ungeschützten Schnittstellen 14 (ungeschützte Flächenabschnitte) mit Harz 21 bedeckt. Dadurch wurde es möglich, die ungeschützten Flächenabschnitte, die sich innerhalb der Zelle befinden, vor einem Kontakt mit dem Elektrolyten zu bewahren. Die Zelle der vorhergehenden Art wird im folgenden als "Zelle A2" der vorliegenden Erfindung bezeichnet.

Beispiel 3

Nun wird das Beispiel 3 anhand der Fig. 8 bis 10 nachfolgend beschrieben. Es ist darauf hinzuweisen, daß die gleichen Bezugszeichen wie in Beispiel 1 für die Teile verwendet werden, die die gleichen Funktion wie in Beispiel 1 haben. Es wird für diese auf die Beschreibung verzichtet.

Fig. 8 zeigt eine Ansicht einer dünnen, geschlossenen Zelle gemäß Beispiel 3 von hinten. Fig. 9 dient der Erklärung der Schritte zur Herstellung der Zelle. Fig. 10 zeigt einen vergrößerten Querschnitt eines geschlossenen Abschnitts der Zelle. Wie in den Fig. 8 und 9 gezeigt wird, unterscheidet sich Beispiel 3 von Beispiel 1 zusätzlich zu dem Punkt, daß der geschlossene Abschnitt 6c auf der Außenseite des Zellgehäuses gebildet ist und nur einer der ungeschützten Flächenabschnitte des Paars sich außerhalb der geschlossenen Kammer befindet, in den folgenden Punkten.

Der geschlossene Abschnitt 6c wird, wie in Fig. 10 gezeigt wird, durch Verbinden aufgrund von Schmelzen zusammen mit der Harzschicht 13 auf der inneren Oberfläche des geschichteten Materials 18 und der Harzschicht 12 auf der Außenseite des geschichteten Materials 18 gebildet.

Beim Schritt des Verbindens durch Schmelzen, wie in Fig. 9 gezeigt, wird eine blattartig gestaltete Harz- Keilwellenverbindung 23 (Breite fünf Millimeter, Dicke 50 µm), bestehend aus Polypropylen, auf einem Teil der inneren Oberfläche des geschichteten Materials 18 benachbart zu der ungeschützten Schnittstelle 14 angeordnet. Das befestigte Teil 19 und die Harz- Keilwellenverbindung 23 sind durch Schmelzen unter Benutzung des stempelförmigen Heizers 20, der breiter ist als die Breite des befestigten Teils 19, zusammengefügt. Ein verklebter Teil 6c, in dem der ungeschützte Flächenabschnitt mit der ungeschützten Schnittstelle 14 durch die Harz-Keilwellenverbindung 23 bedeckt ist, wird so gebildet. Gemäß diesem Aufbau ist es möglich, derartige Nachteile wie die Verschlechterung der Klebstoffschicht zu vermeiden, die durch den Kontakt des ungeschützten Flächenabschnitts mit dem Elektrolyten und durch das Abblättern der Aluminiumschicht verursacht wird.

Es wird darauf hingewiesen, daß - obwohl der Heizer- Stempel 20 mit einer größeren Breite als die Breite des befestigten Teils 19 verwendet wird - in diesem Beispiel 3 die Breite des Heizer-Stempels ungefähr dieselbe Breite wie die Breite des befestigten Abschnitts 19 haben kann, falls die Zeit des Heizens verlängert oder die Heiztemperatur erhöht wird. Da die Temperatur beim Verbinden durch Schmelzen aus diesem Grund herabgesetzt werden kann, ist es gleichwohl vorteilhaft, die Breite des Heizer-Stempels 20 größer als die Breite des befestigten Teils 19 zu wählen.

Die Zelle gemäß der vorhergehenden Art wird nachfolgend als "Zelle A3" der vorliegenden Erfindung bezeichnet.

Beispiel 4

Nun wird anhand der Fig. 11 bis 13 nachfolgend das Beispiel 4 beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, daß die gleichen Bezugszeichen wie in Beispiel 1 verwendet für die Teile werden, die die gleiche Wirkung wie in Beispiel 1 zeigen und auf eine Beschreibung für diese verzichtet wird.

Fig. 11 zeigt eine Ansicht von der Rückseite einer dünnen geschlossenen Zelle gemäß Beispiel 4. Fig. 12 dient der Erklärung der Schritte zur Herstellung der Zelle. Fig. 13 zeigt einen vergrößerten Querschnitt eines verbundenen Teils der Zelle. Wie in den Fig. 11 bis 13 gezeigt wird, unterscheidet sich das Beispiel 4 vom Beispiel 1 in folgender Hinsicht. Der geschlossene Teil 6c ist auf der Außenseite des Zellgehäuses gebildet und ein Endteil des geschichteten Materials 18 ist nach innen gefaltet und der äußere Bereich der Fläche des Endteils ist mit dem anderen äußeren Bereich der Fläche des anderen Endteils überlappt. Zusätzlich, wie in Fig. 12 gezeigt wird, wird die Harz-Keilwellenverbindung 23 bei dem Verbinden durch Schmelzen benachbart zu der ungeschützten Schnittstelle (ungeschützter Flächenabschnitt) 14 der Aluminiumschicht 11 und den Harzschichten 12 und 13 gebildet. Der Heizer-Stempel 20, der eine größere Breite als die Breite des versiegelten Teils 6c aufweist, wird zur Herstellung des geschlossenen Abschnitts 6c während des Verbindens durch Schmelzen verwendet.

Bei diesem Aufbau von Beispiel 4 ist ein Paar der Flächenabschnitte im Inneren der geschlossenen Kammer des Zellgehäuses lokalisiert. Da die ungeschützten Flächenabschnitte mit der Harz-Keilwellenverbindung 23 bedeckt sind, ist es gleichwohl möglich, die ungeschützte Schnittstelle 14 vor einem Kontakt mit dem Elektrolyten und ähnlichem zu bewahren.

Es wird darauf hingewiesen, daß genausogut wie in Beispiel 3, in diesem Beispiel 4 ein Heizer-Stempel 20, der ungefähr dieselbe Breite wie die Breite des überlappenden Teils 19 aufweist, verwendet werden kann, falls die Heizdauer verlängert oder die Heiztemperatur erhöht wird.

Beispiel 5

Nun wird Beispiel 5 nachfolgend in Bezug auf die Fig. 14 bis 17 beschrieben.

Es wird darauf hingewiesen, daß die gleichen Bezugszeichen wie in Beispiel 1 für die Teile verwendet werden, die die gleiche Wirkung wie in Beispiel 1 aufweisen und Beschreibungen für diese ausgelassen werden.

Fig. 14 zeigt eine Ansicht der Rückseite einer dünnen, geschlossenen Zelle gemäß Beispiel 5. Fig. 15 zeigt eine Ansicht eines Querschnitts, um die Schritte des Herstellens eines Zellgehäuses nach Beispiel 5 zu erklären. Fig. 16 zeigt die Ansicht eines Querschnitts, um die Herstellungsschritte einer dünnen, geschlossenen Zelle nach Beispiel 5 zu erklären. Fig. 17 zeigt eine vergrößerte Ansicht eines geschlossenen Teils einer dünnen, geschlossenen Zelle nach Beispiel 5. Wie in den Fig. 14 bis 17 gezeigt wird, unterscheidet sich das Zellgehäuse nach Beispiel 4 erheblich von dem nach Beispiel 1 dadurch, daß der geschlossene Abschnitt 6c auf der Rückseite des Zellgehäuses gebildet ist und dadurch, daß das Paar der ungeschützten Flächenabschnitte im Inneren der Zelle einander gegenübergestellt vorliegen.

Der geschlossene Abschnitt 6c wird, wie in den Fig. 15 bis sich 17 gezeigt wird, gemäß der folgenden Weise hergestellt. Die Harzschichten 12 und 13 werden auf der Außenseite des geschichteten Materials 18 überlappt und danach das vorderste Endstück des überlappenden Abschnitts 19 in einem Winkel von 180 Grad gefaltet, um so diesen an einen anderen Teil der Harzschicht unmittelbar anzubringen. Während dieser Zustand dann beibehalten wird, wird der überlappende Abschnitt einem Verbinden durch Schmelzen unterzogen, um den geschlossenen Abschnitt 6c zu bilden.

Auf diese Weise wird das vorderste Ende (ungeschützte Flächenabschnitte) des gefalteten Teils durch die Harzschicht, an der der gefaltete Teil befestigt ist, eingewickelt und dadurch von der geschlossenen Kammer 5 getrennt. Folglich wurde es ermöglicht, die ungeschützte Schnittstelle 14 vor einem Kontakt mit dem Elektrolyten und ähnlichem zu bewahren.

Die Zelle, die gemäß der vorhergehenden Art hergestellt wurde, wird unten als "Zelle A3" der vorliegenden Erfindung bezeichnet.

Vergleichsbeispiel 1

Wie in der Fig. 18 gezeigt wird, wurde eine Zelle des Vergleichsbeispiels 1 in der gleichen Weise wie in dem oberen Beispiel 2 hergestellt, abgesehen davon, daß die Breite des überlappenden Teils (20 Millimeter) und die Breite des Heizers 20 (20 Millimeter) gleich waren. In einer Zelle mit diesem Aufbau ist, wie in Fig. 19 gezeigt wird, die ungeschützte Schnittstelle 14 nicht mit Harz bedeckt, sondern befindet sich offen zugänglich im Inneren der geschlossenen Kammer 5.

Die in Übereinstimmung mit der obigen Weise hergestellte Zelle wird unten als " Vergleichszelle X1" der vorliegenden Erfindung bezeichnet.

Vergleichsbeispiel 2

Wie in den Fig. 20 und 21 gezeigt wird, wurde eine Zelle des Vergleichsbeispiels 2 in der gleichen Weise wie im obigen Beispiel 2 hergestellt, abgesehen davon, daß die Breite des überlappenden Abschnitts (20 Millimeter) und die Breite des Heizers 20 (bis 20 Millimeter) gleich waren und daß ein Ende des geschichteten Materials 18 einwärts in einem Winkel von 180 Grad gefaltet wurde. In der Zelle gemäß dieser Konstruktion ist, wie in Fig. 21 gezeigt wird, die ungeschützte Schnittstelle 14 nicht mit Harz bedeckt, sondern befindet sich offen zugänglich im Inneren der geschlossenen Kammer 5.

Die Zelle, die in der obigen Weise hergestellt wurde, wird nachfolgend als "Vergleichszelle X1" der vorliegenden Erfindung bezeichnet.

Die in Übereinstimmung mit der vorhergehenden Weise hergestellte Zelle wird nachfolgend als "Vergleichszelle X2" der vorliegenden Erfindung bezeichnet.

Versuch

Unter Verwendung der Zellen A1 bis A3 und der Vergleichszellen X1 und X2 wurde eine auftretende Auslaufrate des Elektrolyten, die durch das Ablösen der Aluminiumschicht und der Harzschicht herbeigeführt wurde, untersucht, nachdem diese Zellen bei 60°C für 20 Tage aufbewahrt wurden. Die Anzahl der Proben betrug 100 von jedem Typ der Zellen. Die Ergebnisse der Tests werden in der nachfolgenden Tabelle 1 gezeigt.

Tabelle 1

Zellentyp
Auslaufrate des Elektrolyten (%)
Zelle A1	0
Zelle A2	0
Zelle A3	0
Vergleichszelle X1	4
Vergleichszelle X2	5

Wie aus der obigen Tabelle 1 zu ersehen ist, schafften sämtliche Zellen A1 bis A3 gemäß der vorliegenden Erfindung eine Auslaufrate des Elektrolyten von 0 Prozent, während die Vergleichszellen X1 und X2 Raten von 4 Prozent bzw. 5 Prozent zeigten. Es wird davon ausgegangen, daß dies auf folgende Gründe zurückzuführen ist. In den Zellen gemäß der vorliegenden Erfindung liegen die ungeschützten Flächenabschnitte entweder außerhalb der geschlossenen Kammer oder sind mit Harz dann bedeckt, wenn sie im Inneren der Kammer liegen.

Aus diesem Grunde wurde es möglich, eine Verschlechterung der Klebkraft in der Klebstoffschicht zu verhindern, die durch die Reaktion der Klebstoffschicht und des Elektrolyten in der ungeschützten Schnittstelle und der Korrosion der Aluminiumschicht infolge der Reaktion der fluorhaltigen Säure und Aluminium verursacht wird. Auf der anderen Seite befindet sich der Endabschnitt des geschichteten Materials 18 bei den vergleichenden Beispielszellen X1 und X2, wie in den Fig. 19 und 21 verdeutlicht wird, innerhalb der geschlossenen Kammer und ist offen zugänglich, ohne mit Harz bedeckt zu sein. Es ist daher davon auszugehen, daß eine so hohe Auslaufrate bei den Vergleichszellen X1 und X2 auf eine Schwächung der Stärke des Klebstoffes in der Klebstoffschicht zurückzuführen ist, die durch eine Reaktion der Klebstoffschicht verursacht wird und durch eine durch die Reaktion der fluorhaltigen Säure und Aluminium verursachte Korrosion der Aluminiumschicht.

Soweit beschrieben, wurde es gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht, die Oberflächenabschnitte an jedem Ende des geschichteten Materials vor einem Offenliegen in der geschlossenen Kammer zu schützen und dadurch die Verschlechterung der Stärke des Klebstoffes der Klebstoffschicht, die durch Reaktion der Klebstoffschicht mit dem Elektrolyten verursacht wird, zu verhindern und die Korrosion der Aluminiumschicht, die durch Reaktion der fluorhaltigen Säure und des Aluminiums verursacht wird. Folglich wird das Auslaufen des Elektrolyten aus der Zelle und der Kurzschluß in der Zelle verhindert, und als Ergebnis wird die Lebensdauer und die Zuverlässigkeit einer dünnen geschlossenen Zelle vergrößert, bei der ein Zellgehäuse aus einem blattartigen, geschichteten Material besteht.

Obwohl die vorliegende Erfindung und ihre Vorteile im Detail beschrieben wurden, sollte verstanden worden sein, daß verschiedene Veränderungen, Ersetzungen und Alternativen dabei möglich sind, ohne vom Sinn und der Gestalt der Erfindung, wie sie in den angehängten Ansprüchen definiert ist, abzuweichen.

Claims

1. Dünne, geschlossene Zelle, umfassend ein Zellgehäuse, das aus einem blattartigen, geschichteten Material zusammengesetzt ist, bei dem eine Aluminiumschicht auf beiden Seiten mit einer Harzschicht überzogen ist, mit einer Klebstoffschicht, die sich zwischen der Harzschicht und der Aluminiumschicht befindet, wobei ein Zellgehäuse durch Verbinden mittels Schmelzen beider Endabschnitte des geschichteten Materials derart geformt ist, daß eine geschlossene Kammer gebildet ist, wobei die geschlossene Zelle weiter einen Elektrolyten und ein Element zur Energieerzeugung aufweist, die in der geschlossenen Kammer eingeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Ende des geschichteten Materials sich im Inneren der geschlossenen Kammer befindet und ein Flächenabschnitt dieses Endes mit Harz bedeckt ist.

2. Dünne, geschlossene Zelle, umfassend ein Zellgehäuse, welches aus einem blattartigen, geschichteten Material zusammengesetzt ist, in welchem eine Harzschicht auf wenigstens einer Oberfläche einer Aluminiumschicht aufgebracht ist, mit einer Klebstoffschicht, die sich zwischen der Harzschicht und der Aluminiumschicht befindet, wobei das geschichtete Material einen ungeschützten Flächenabschnitt aufweist, in dem jede der Schichten offen zugänglich ist, wobei das Zellgehäuse durch gegenseitiges Überlappen und einander Verbinden beider Endabschnitte mittels einer Schmelzverbindung, die benachbart zu einem Paar von ungeschützten Flächenabschnitten an jedem Ende des geschichteten Materials liegt, gebildet ist, so daß eine geschlossene Kammer gebildet ist, wobei die geschlossene Kammer ferner einen Elektrolyten und ein Element zur Energieerzeugung aufweist, die beide in der geschlossenen Kammer eingeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Paar der geschlossenen, ungeschützten Flächenabschnitte des geschichteten Materials außerhalb des Zellgehäuses liegt und nicht im Inneren der geschlossenen Kammer.

3. Dünne, geschlossene Kammer, umfassend ein Zellgehäuse, das aus einem blattartigen, geschichteten Material zusammengesetzt ist, wobei wenigstens eine Oberfläche einer Aluminiumschicht mit einer Harzschicht überzogen ist, mit einer Klebstoffschicht, die sich zwischen der Harzschicht und der Aluminiumschicht befindet, wobei das geschichtete Material einen ungeschützten Flächenabschnitt aufweist, in dem jede Schicht offen zugänglich ist, wobei das Zellgehäuse durch gegenseitiges Überlappen und eine Schmelzverbindung der beiden Endabschnitte gebildet ist, wobei die Schmelzverbindung an ein Paar der ungeschützten Flächenabschnitte an jedem Ende des geschichteten Materials angrenzt, so daß eine geschlossene Kammer gebildet ist, wobei die geschlossene Zelle ferner einen Elektrolyten und ein Element zur Energieerzeugung aufweist, die beide in der geschlossenen Kammer eingeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine innere Oberfläche des Zellgehäuses eine Harzschicht ist und das Paar der ungeschützten Flächenabschnitte im Inneren der geschlossenen Kammer liegt und mit Harz bedeckt ist.

4. Verfahren zur Herstellung einer dünnen, geschlossenen Zelle mit den Schritten:
Herstellen eines Zellgehäuses, welches darin eine geschlossene Kammer durch Überlappen beider Enden eines blattartigen, geschichteten Materials aufweist, wobei in dem blattartigen, geschichteten Material eine Aluminiumschicht auf wenigstens einer Oberfläche mit einer Harzschicht überzogen wird, mit einer Klebstoffschicht, die zwischen die Harzschicht und die Aluminiumschicht gebracht wird, wobei das geschichtete Material ein Paar von ungeschützten Flächenabschnitten an jedem Ende des geschichteten Materials aufweist und bei den Flächenabschnitten jede der Schichten offen zugänglich ist und wobei anschließend das Paar der Endabschnitte durch Schmelzen so zusammen verbunden wird, daß eine geschlossene Kammer gebildet und ein Elektrolyt und ein Element zur Energieerzeugung in der geschlossenen Kammer eingeschlossen wird, bei dem der Schritt des Herstellens des Zellgehäuses so ist, daß die Harzschicht, die auf einer Oberfläche des geschichteten Materials gebildet ist, im Inneren des Zellgehäuses plaziert wird und beide inneren Oberflächen des geschichteten Materials, die jede benachbart zu jeder der offenen Flächenabschnitte ist, gegenseitig so überlappen, daß ein überlappender Teil gebildet wird und danach der überlappende Teil durch Schmelzen fest verbunden wird.

5. Verfahren zur Herstellung einer dünnen, geschlossenen Zelle nach Anspruch 4, bei dem der Schritt des Herstellens des Zellgehäuses derart ist, daß die Harzschicht, die auf dem geschichteten Material gebildet ist, ins Innere des Zellgehäuses eingebracht wird und eine innere Oberfläche des geschichteten Materials, die an einen ungeschützten Flächenabschnitt angrenzt, mit einer äußeren Oberfläche des geschichteten Materials angrenzend an den anderen ungeschützten Flächenabschnitt überlappt, so daß ein überlappender Teil gebildet wird, und danach der überlappende Teil unter Verwendung eines Heizelements, welches breiter ist als die Breite des überlappenden Teils, durch Schmelzen verbunden wird.

6. Verfahren zur Herstellung einer dünnen, geschlossenen Zelle gemäß Anspruch 4, bei dem der Schritt des Herstellens des Zellgehäuses derart ist, daß die auf dem geschichteten Material gebildete Harzschicht in das Innere des Zellgehäuses gebracht wird und eine innere Oberfläche des geschichteten Materials, welches an ein Ende eines der ungeschützten Flächenabschnitte angrenzt, auf einer äußeren Oberfläche des geschichteten Materials, benachbart zu einem Ende der anderen ungeschützten Oberfläche, überlappt wird, so daß ein überlappender Teil gebildet wird, und eine Harzschicht angrenzend an den ungeschützten Flächenabschnitt, der ins Innere des Zellgehäuses gebracht ist, aufgebracht wird und danach der überlappende Teil durch Schmelzen verbunden wird unter Verwenden eines Heizelementes, welches breiter ist als die Breite des überlappenden Teils.

7. Verfahren zur Herstellung einer dünnen, geschlossenen Zelle mit den Schritten:
Herstellen eines Zellgehäuses, welches im Inneren eine geschlossene Kammer durch Überlappen beider Enden eines blattartigen, geschichteten Materials aufweist, bei dem eine Aluminiumschicht auf beiden Oberflächen mit einer Harzschicht überzogen ist, und eine Klebstoffschicht zwischen die Harzschicht und die Aluminiumschicht gebracht ist, wobei das geschichtete Material ein Paar von ungeschützten Flächenabschnitten an jedem Ende des geschichteten Materials aufweist, wobei bei den ungeschützten Flächenabschnitten jede Schicht offen zugänglich liegt, und danach das Paar der Endabschnitte durch Schmelzen zusammen verbunden wird, so daß die geschlossene Kammer gebildet wird und ein Elektrolyt und ein Element zur Energieerzeugung in der geschlossenen Kammer eingeschlossen wird, bei dem der Schritt des Herstellens des Zellgehäuses derart ist, daß das Paar der ungeschützten Flächenabschnitte im Inneren der geschlossenen Kammer gebildet wird und beide äußeren Oberflächen des geschichteten Materials, die beide an jede der ungeschützten Flächenabschnitte angrenzen, einander überlappen, so daß ein überlappender Teil gebildet wird, und danach eine Harzschicht auf einen Teil, der an die ungeschützten Flächenabschnitte angrenzt, aufgebracht wird und der überlappende Teil durch Schmelzen zusammen mit der Harzschicht verbunden wird.

8. Verfahren zum Herstellen einer dünnen, geschlossenen Zelle nach Anspruch 7, bei dem der Schritt des Herstellens des Zellgehäuses derart ist, daß das Paar der ungeschützten Flächenabschnitte in die geschlossene Kammer gebracht wird, und beide äußeren Oberflächen des geschichteten Materials, die beide an jeden der ungeschützten Flächenabschnitte im Inneren der geschlossenen Kammer angrenzen, miteinander so überlappt werden, daß ein überlappender Teil gebildet wird, und das vorderste Endstück des überlappenden Teils so gefaltet wird, daß es dicht an einer Oberfläche der Harzschicht angebracht wird und der überlappende Teil inklusive der gefalteten Fläche durch Schmelzen verbunden wird.

9. Verfahren zum Herstellen einer dünnen, geschlossenen Zelle nach Anspruch 7, bei dem der Schritt des Herstellens des Zellgehäuses derart ist, daß das Paar der ungeschützten Flächenabschnitte ins Innere der geschlossenen Kammer gebracht wird, und beide äußeren Oberflächen des geschichteten Materials, die beide an jede der ungeschützten Flächenabschnitte angrenzen, miteinander überlappt werden, so daß ein überlappender Teil gebildet wird, und ein vorderes Endstück des überlappenden Teils nach innen eingerollt wird, so daß die ungeschützten Flächenabschnitte nicht in der geschlossenen Kammer zugänglich liegen, und danach der überlappende Teil inklusive des eingerollten Teils durch Schmelzen verbunden wird.