DE60019498T2 - Batteriepack - Google Patents

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Yukihiro Gotanda
Daisuke Yoshida
Takae Okazaki
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/42—Grouping of primary cells into batteries
    • H01M6/44—Grouping of primary cells into batteries of tubular or cup-shaped cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/213—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for cells having curved cross-section, e.g. round or elliptic

Description

  • Technisches Feld:
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine gepackte Batterie, worin eine Vielzahl von einzelnen Zellen kombiniert sind und miteinander verbunden sind, sodass sie einfacher als einzelne Batterie einer vorbestimmten Form mit einer bestimmten Spannung, welche für entsprechende Anwendungen erforderlich ist, gehandhabt werden können.
  • Stand der Technik:
  • Eine Batterie hat ihren eigenen, spezifizierten Spannungswert, welcher entsprechend der Art der Batterie unterschiedlich ist. In gleicher Weise sind die Größe der Batterie, ebenso wie der Wert des Entladestroms und die elektrische Kapazität für jede Art von Batterien definiert. Es ist jedoch oft der Fall, dass die Spannungs- und Stromwerte, welche für bestimmte Anwendungen benötigt werden, unterschiedlich sind von denjenigen einer am Markt erhältlichen Batterie. Es ist folglich gebräuchliche Praxis, eine Vielzahl von Batterien in Reihe oder parallel zu verbinden, um solcherart eine Spannung oder einen Strom von dem erforderlichen Wert zu erhalten.
  • Eine gepackte Batterie, welche für den Zweck der Vereinfachung der Handhabung einer Vielzahl von Batterien entwickelt wurde, die in Kombination verwendet werden, wie zuvor beschrieben, ermöglicht es, dass eine Vielzahl von Batterien als eine einzelne Batterie verwendet werden gemäß verschiedener Anwendungen durch Verbinden derselben zusammen in einer vorbestimmten Form, und wurde in den letzten Jahren weit verbreitet. Ein solche gepackte Batterie ist beispielsweise in der japanischen, nicht geprüften, veröffentlichten Patentanmeldung Nr. 10-69892 veröffentlicht.
  • 23 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer solchen gepackten Batterie. Zwei Zellen 1,2, wie Nickelkadmiumbatterien, sind in engem Kontakt miteinander angeordnet mit ihren entsprechenden longitudinalen Achsen parallel zueinander und mit ihren entsprechenden positiven und negativen Anschlüssen gegenüberliegend zueinander angeordnet. Der positive Anschluss und der negative Anschluss, welche benachbart zueinander an einem Ende dieser Zellen 1,2 sind, sind elektrisch mit einem Element 3 mit positivem Temperaturkoeffizienten (PTC) verbunden, während die Eingangs-/Ausgangsanschlüsse 4,7 entsprechend mit dem positiven Anschluss und dem negativen Anschluss beieinanderliegend an dem anderen Ende der Zellen 1,2 befestigt sind. Die zwei Zellen 1,2, welche folglich miteinander verbunden sind, werden dann mittels eines Rahmenkörpers 10 zusammengefasst, der eine obere Endplatte und eine untere Endplatte 9 umfasst. D. h., durch Inkontaktbringen von jeder der Rückhalteplatten 11,12 mit beiden Enden der zwei Zellen 1,2 in einer Längswärts-Richtung werden die distalen Enden der Haltestücke 13,14, welche in Paaren entsprechend an beiden der Endplatten 8,9 bereitgestellt sind, miteinander zusammengestoßen und dieser zusammenstoßende Abschnitt der zwei Paare der Haltestücke 13,14 werden miteinander durch Ultraschallschweißen verbunden. Die zwei Zellen 1,2 sind folglich in einem Zustand zusammenfasst, in dem sie zwischen beiden Rückhalteplatten 11,12 des integrierten Rahmenkörpers 10 eingefasst sind.
  • Die Eingangs-/Ausgangsanschlüsse 4,7, welche entsprechend an jeder der zusammengefassten Zellen 1,2 befestigt sind, werden nach außen durch Fenster 17,18 herausgeführt, welche in der oberen Endplatte 8 ausgebildet sind, um elektrisch mit außenseitigen Anschlüssen verbunden zu werden. Ein Markierungsblatt 19 wird dann um die Umfänge der entsprechenden Zellen 1,2 welche durch den Rahmenkörper 10 zusammengefasst sind, herumgewickelt und damit verbunden, dadurch die gepackte Batterie vollendend. Die gepackte Batterie, die zusammengesetzt ist wie zuvor beschrieben, ist hochgradig widerstandsfähig gegen Vibration oder Schock im Vergleich zu einer gepackten Batterie, welche im wesentlichen mit einem Etikett bedeckt ist, das das aus einem wärmeschrumpfbaren, synthetischen Kunststoffschlauch mit einem Leitungsverbinder besteht, der mit den Zellen verbunden ist. Des Weiteren hat sie einen Vorteil gegenüber einer gepackten Batterie, welche in einem Gehäuse aus KunstKunststoff aufgenommen ist, indem sie klein bemessen, leichtgewichtig und kostengünstig ist.
  • Jedoch hat die zuvor beschriebene, gepackte Batterie eine große Anzahl an Bauteilen und ihre Montage beinhaltet komplizierte Vorgänge wie das Aufeinanderlegen der distalen Ende der entsprechenden Paare der Haltestücke 13,14, welche in den separaten oberen und unteren Endplatten 8,9 des Rahmenkörpers 10 ausgebildet sind, und das Verbinden derselben durch Ultraschallschweißen. Die Anzahl der Montageschritte ist hoch und die Kosten sind dementsprechend. Des Weiteren werden, im Falle dass Variationen in der Länge oder anderen Merkmalen von jedem Haltestück 13,14 bei der zuvor beschriebenen gepackten Batterie bestehen, diese Haltestücke 13,14 miteinander in einem fehlausgerichteten Zustand verbunden. Wenn dies passiert können die zwei Zellen 1,2 an vorbestimmten, relativen Positionen, ohne Spiel dazwischen nicht zusammengefasst werden. Die Festigkeit der gepackten Batterien kann folglich verringert sein.
  • Abgesehen von dem vorstehenden hat die gepackte Batterie, wie zuvor, beschrieben, den folgenden Nachteil. Solange wie die gepackten Batterien, wie die zuvor beschriebene, nur für einen spezifischen Zweck produziert werden, indem die Anzahl der Zellen 1,2, welche mit einander zu verbinden sind, und der Weg, auf dem sie zusammengepackt werden, auf eine Art von gepackter Batterie beschränkt sind, werden keine Unannehmlichkeiten auftreten. Jedoch wenn verschiedene Arten von gepackten Batterien, welche das gleiche Erscheinungsbild haben, aber unterschiedliche Spezifikationen, wie Ausgangsspannung, hergestellt werden durch beispielsweise Verbinden von zwei Lithiumzellen in Reihe und parallel und verkauft werden, wird ein Bedarf auftreten zum Bereitstellen von Merkmalen zum Unterscheiden einer Art der Batterie von einer anderen und zum Verhindern von Fehlgebrauch der gepackten Batterie. Die zuvor beschriebene gepackte Batterie wurde ohne Berücksichtigung der Verhinderung von Komplikationen in dieser Hinsicht entwickelt.
  • Im Falle des Herstellens und Verkaufens von verschiedenen Arten von gepackten Batterien ist es erforderlich, die Unterschiede in den Spezifikationen, wie der Ausgangsspannung der Batterie durch einige Merkmale oder Gestaltungen anzuzeigen. Des Weiteren sollte die gepackte Batterie eine Konstruktion aufweisen, um zu verhindern, dass ein Benutzer eine gepackte Batterie mit falscher Spezifikation irrtümlich verwendet, oder so, dass der Benutzer veranlasst wird, den Feh ler unmittelbar zu erkennen, sodass eine elektrische Anwendung, für welche die gepackte Batterie verwendet wird, nicht beschädigt wird.
  • Insbesondere ist es, wenn eine gepackte Batterie mit einer Spezifikation von 6V Ausgangsspannung, in der zwei Lithiumzellen mit 3V Anschlussspannung in Reihe miteinander verbunden sind, irrtümlich für eine elektrische Anwendung verwendet wird, für die eine gepackte Batterie mit einer Spezifikation von 3V Ausgangsspannung, in der die Zellen parallel verbunden sind, als Energiequelle verwendet werden sollte, sehr wahrscheinlich, dass die elektrische Anwendung beschädigt wird. Folglich muss die gepackte Batterie mit einer Konstruktion versehen werden, welche niemals versagt, einen solchen Fehlgebrauch zu verhindern. Andererseits, wenn eine gepackte Batterie mit 3V Ausgangsspannung für eine Anwendung verwendet wird, welche 6V Spannung als Energiequelle benötigt, kann die Anwendung nicht ihre volle Funktion ausführen und daher muss. die gepackte Batterie auch entsprechende Merkmale haben, um den Benutzer der Batterie zu veranlassen, zu realisieren, dass die Batterie von einem falschen Typ ist und nicht in der Anwendung verwendet werden sollte, die der Benutzer zu verwenden wünscht.
  • Unter Berücksichtigung der zuvor beschriebenen Probleme des Standes der Technik ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine gepackte Batterie bereitzustellen, welche in einer vorbestimmten Form mit hoher Festigkeit bei geringen Kosten durch Reduzieren der Anzahl der Bauteile und der Anzahl der Montageverfahrensschritte herstellbar ist, und welche mit Merkmalen bereitgestellt ist zum Verhindern von Fehlgebrauch zwischen gepackten Batterien von verschiedenen Spezifikationen oder umgekehrtem Anschluss der gepackten Batterie.
  • Offenbarung der Erfindung:
  • Um die vorgenannten Ziele zu erreichen stellt die vorliegende Erfindung eine gepackte Batterie bereit, umfassend: eine Vielzahl von Zellen, welche miteinander in serieller oder paralleler Verbindung verbunden sind und mit ihren Achsen parallel zueinander und ihren äußeren Oberflächen benachbart zueinander oder im Kontakt miteinander angeordnet sind und mit ihren beieinanderliegenden Elektrodenanschlüssen elektrisch miteinander an wenigstens einem Ende mit ei nem Verbindungsstück verbunden sind; einen Rahmenkörper, in dem die Zellen befestigt sind, beinhaltend ein Paar von ersten und zweiten Endflächenabdeckungen, welche entsprechend die gesamte Oberfläche der Endflächen der benachbarten Zellen an beiden Enden abdecken, einen Verbindungsstab zum Verbinden des Paares der Endflächenabdeckungen gegenüberliegend zu einander in einem Abstand, der einer Länge der Zellen entspricht; und eine wärmeempfindliche oder wärmeschrumpfbare äußere Markierung, die um die äußere Oberfläche der Zellen und den Rahmenkörper herumgewunden und daran befestigt ist, worin die Zellen an ihren längsseits gelegenen Enden durch die Endflächenabdeckungen und an ihren breitseits gelegenen Seiten durch den Verbindungsstab und die äußere Markierung gehalten werden, dadurch in dem Rahmenkörper gehalten werden, wobei die zweite Endflächenabdeckung eine Vielzahl von Anschlussfenstern hat um zu ermöglichen, dass die Elektrodenanschlüsse der Zellen zur Außenseite ausgesetzt sind und die zweite Endflächenabdeckung einen Zahn übereinstimmend mit der äußeren Form von einem Ende der miteinander verbundenen Zellen hat.
  • In dieser gepackten Batterie ist die Anzahl der Bauteile reduziert im Vergleich zu dem Rahmenkörper von konventionellen gepackten Batterien, weil der Rahmenkörper in einem Stück ausgebildet ist.
  • Des Weiteren treten keine Variationen in der Konfiguration auf, weil der Rahmenkörper in einem Stück geformt ist und seine Konfiguration einheitlich durch den Formvorgang definiert ist, anders als in dem bekannten Rahmenkörper, der durch Verbinden mehrerer Bauteile montiert wird,. Die Zellen können folglich an vorbestimmten Positionen in Bezug zueinander gehalten werden und zusammen in dem Rahmenkörper ohne jegliches Spiel verbunden werden, wodurch die Festigkeit der gepackten Batterie erhöht werden kann.
  • Vorzugweise umfasst die gepackte Batterie weiterhin ein Rückhaltestück, welches, kürzer ist als der Verbindungsstab und an der ersten Endflächenabdeckung bereitgestellt ist, um parallel zum Verbindungsstab vorzustehen, wobei die Endflächenabdeckungen, der Verbindungsstab und das Haltestück in einem Stück ausgeformt sind.
  • Dementsprechend kann eine Vielzahl von Zellen, welche zusammen verbunden sind, in den Rahmenkörper montiert werden durch einen Einschritt-Vorgang, die Verformungseigenschaft einer Endflächenabdeckung und des dazu bereitgestellten Rückhaltestücks verwendend, d. h., da keine komplizierten Vorgänge wie Schweißen während der Positionierung der beiden Zellen benötigt werden, wird die Anzahl der Montageschritte verringert und die Produktionskosten dementsprechend erniedrigt werden.
  • Vorzugsweise sollte die erste Endflächenabdeckung einen dünnen Abschnitt aufweisen, in den das Verbindungsstück, welches mit einem Ende der Zellen verbunden ist, hineinpasst. Des Weiteren sollte sowohl der Verbindungsstab als auch das Rückhaltestück einen Querschnitt haben, solcherart dass sie in einer Konkavität zwischen den benachbarten Zellen passen, und das Rückhaltestück sollte wenigstens eine Länge von 1/3 bis 1/2 des Verbindungsstabs haben. Durch das Vorhandensein des dünnen Abschnitts weist die erste Endflächenabdeckung eine Verformungsfähigkeit auf und erlaubt es, dass das Rückhaltestück ausreichend sich verformt, wodurch die miteinander verbundenen Zellen sanft in den Rahmenkörper montiert werden können.
  • Es ist bevorzugt, dass die erste Endflächenabdeckung ellipsoid in der Form ausgebildet wird, während die zweite Endflächenabdeckung im Wesentlichen in der Form des Buchstabens B ausgebildet wird. Des Weiteren sollte der Zahn der zweiten Endflächenabdeckung eine Tiefe haben, welche entsprechend einer Ausgangsspannungsspezifikation der gepackten Batterie variiert. Fehlgebrauch der gepackten Batterien für verschiedene Spezifikationen kann dadurch verhindert werden, indem eine entsprechende Führungsschiene bereitgestellt wird, welche mit der Tiefe des Zahns in der Endflächenabdeckung zusammenpasst, an einem Batteriehalter einer elektrischen Anwendung, in der die gepackte Batterie verwendet wird. Zum Beispiel können Probleme, wie eine Beschädigung der elektrischen Anwendung, verursacht durch Fehlgebrauch einer 6V gepackten Batterie in einer elektrischen Anwendung, welche 3V-Antriebsenergiequelle erfordert, verhindert werden.
  • In der zuvor beschriebenen, gepackten Batterie, kann das Rückhaltestück auch eine Länge haben, welche entsprechend einer Ausgangsspannungsspezifikation der gepackten Batterie variiert. Durch Bereitstellen einer entsprechenden Führungsschiene, welche mit der Länge des Rückhaltestücks zusammenpasst, an einem Batteriehalter einer elektrischen Anwendung, in der die gepackte Batterie verwendet wird, kann das Rückhaltestück das Einsetzen einer falschen gepackten Batterie verhindern, indem das distale Ende der Führungsschiene in dem Batteriehalter anstößt.
  • Die zuvor beschriebene gepackte Batterie kann solcherart aufgebaut sein, dass alle Zellen in der gleichen Richtung angeordnet sind, mit ihren positiven Anschlüssen nebeneinanderliegend und elektrisch verbunden miteinander durch ein positives Verbindungsstück, welches mit den positiven Anschlüssen verschweißt ist, und mit ihren negativen Anschlüssen elektrisch verbunden miteinander durch ein negatives Verbindungsstück, welches mit den negativen Anschlüssen verschweißt ist, wobei ein Isolierband an dem positiven Verbindungsstück befestigt ist und ein positives Anschlussstück, welches elektrisch mit dem positiven Verbindungsstück verbunden ist, und ein negatives Anschlussstück, welches die gleiche Dicke wie diejenige des positiven Anschlussstückes hat und elektrisch mit dem negativen Verbindungsstück verbunden ist, durch ein Verbindungselement mit dem Isolierband verbunden ist, welches an dem positiven Verbindungsstück befestigt ist. Mit dieser Anordnung, während die Zellen alle in der gleichen Richtung angeordnet sind und parallel verbunden sind, kann der positive Anschluss und der negative Anschluss der Zellen auf einer identischen Ebene an einem Ende der Zellen angeordnet werden. Da diese Konfiguration die Einführrichtung definiert, erlaubt es die gepackte Batterie, vollständig durch einen Benutzer ausgetauscht zu werden, während sie eine parallelverbindungs-gepackte Batterie darstellt.
  • Insbesondere ist das positive Anschlussstück integral mit dem positiven Verbindungsstück ausgebildet, sodass es relativ zu dem positiven Verbindungsstück biegbar ist, während das negative Anschlussstück mit dem negativen Verbindungsstück in Verbindung steht durch ein Zwischenelement solcherart, dass das Zwischenelement sich von dem negativen Verbindungsstück in einer senkrechten Richtung erstreckt und das negative Anschlussstück kontinuierlich zu dem distalen Ende des Zwischenelements ausgebildet ist, sodass es relativ dazu biegbar ist. Das positive Anschlussstück und das negative Anschlussstück sind entsprechend gebogen, um so auf dem Isolierband befestigt zu sein, welches auf dem positiven Verbindungsstück befestigt ist. Die gepackte Batterie, worin die Zellen parallel verbunden sind, während die positiven und negativen Anschlüsse auf der identischen Seite angeordnet sind, kann dadurch montiert werden mit einer reduzierten Anzahl von Bauteilen.
  • Es ist bevorzugt, dass ein Klebstoff auf beiden Seiten des Isolierbands zuvor aufgebracht wird, sodass beide Anschlussstücke vollständig positioniert und an vorbestimmten Orten befestigt werden können.
  • Es ist auch möglich, die zuvor beschriebene, gepackte Batterie solcherart zu konstruieren, dass die Zellen in entgegengesetzten Richtungen angeordnet sind. In diesem Fall sind die Verbindungsstücke des positiven Anschlussverbindungselements entsprechend mit jedem der positiven Anschlüsse der Zellen verbunden, um diese elektrisch zu verbinden. Diese Verbindungsstücke sind zu beiden Enden einer Verbindungsleitung im elektrischen Kontakt damit bereitgestellt. Währenddessen ist ein negatives Anschlussverbindungselement an beiden Enden der negativen Anschlüsse von jeder der Zellen verschweißt. Dadurch, während die Zellen in entgegengesetzten Richtungen angeordnet sind und parallel verbunden sind, kann der positive Anschluss und der negative Anschluss der Zellen auf einer identischen Ebene an einem Ende der Zellen angeordnet sein. Da diese Konfiguration die Richtung der Einführung definiert, erlaubt die gepackte Batterie selbst, vollständig durch einen Benutzer ausgetauscht zu werden, während sie eine parallelverbindungsgepackte Batterie darstellt.
  • Die zuvor beschriebene, gepackte Batterie kann auch solcherart ausgebildet sein, dass die Zellen nicht mit einem äußeren Schlauch bedeckt sind und die beiden Enden des Verbindungselements des negativen Anschlusses mit der äußeren Oberfläche des Zellengehäuses von jeder Zelle verschweißt sind. Dadurch können unvollendete Zellen eines normalen Zellproduktionsprozesses verwendet werden, um gepackte Batterien herzustellen, folglich die Kosten weiter absenkend.
  • In der zuvor beschriebenen, gepackten Batterie kann die wärmeempfindliche oder wärmeschrumpfbare äußere Markierung um die gesamte äußere Oberflä che der Zellen und des Rahmenkörpers gewickelt sein und damit verbunden sein, außer eines Teils des distalen Endes des Haltestücks in der ersten Endflächenabdeckung zu der zweiten Endflächenabdeckung. Eine Vertiefung, welche zwischen den benachbarten Zellen ausgebildet ist, kann dabei in Kombination mit der Führungsschiene im Batteriehalter der elektrischen Anwendung verwendet werden als die Merkmale zum Unterscheiden von gepackten Batterien unterschiedlicher Spezifikationen, d. h. die Führungsschiene wird entlang der Vertiefung, die zwischen den Zellen ausgebildet ist, geführt und verhindert das Einsetzen einer falschen Batterie durch Anstoßen des distalen Endes des Rückhaltestücks.
  • Es ist auch möglich, die zuvor beschriebene gepackte Batterie solcherart auszubilden, dass der Rahmenkörper ein erstes Haltestück beinhaltet, welches integral mit dem distalen Ende des Haltestücks der ersten Endflächenabdeckung ausgebildet ist, solcherart dass es gestuft und dünner ist als das Rückhaltestück, um so in eine Konkavität zwischen den benachbarten Zellen zu passen. Des Weiteren ist ein zweites Haltestück integral mit der zweiten Endflächenabdeckung gegenüberliegend zum ersten Haltestück solcherart ausgebildet, dass es in die Konkavität zwischen den benachbarten Zellen passt. Die wärmeempfindliche oder wärmeschrumpfbare äußere Markierung ist um die gesamte äußere Oberfläche der Zellen und des Rahmenkörpers gewickelt und damit verbunden. Die äußere Markierung ist zwischen Schlitzen ausgebildet, sodass sie zur äußeren Form der Zellen passt und dass ein Abschnitt der äußeren Markierung, der mit einem Teil der Zellen vom distalen Ende des Rückhaltestücks in der ersten Endflächenabdeckung zu der zweiten Endflächenabdeckung korrespondiert, durch das erste Haltestück und das zweite Haltestück gestützt ist. Während die Zellen und der Rahmenkörper sicher miteinander verbunden werden können durch Wickeln der äußeren Markierung um die gesamte äußere Oberfläche derselben, kann eine Vertiefung zwischen dem ersten und zweiten Haltestück ausgebildet werden, wodurch gepackte Batterien von unterschiedlichen Spezifikationen voneinander unterschieden werden.
  • Alternativ kann die äußere Markierung des wärmeschrumpfbaren Materials um die äußere Oberfläche der Zellen und des Rahmenkörpers gewickelt und daran befestigt werden mit der Ausnahme eines Teils vom distalen Ende des Halte stücks in der ersten Endflächenabdeckung zu der zweiten Endflächenabdeckung, und eine zweite äußere Markierung von nicht wärmeschrumpfbarem Material kann um den Teil von dem distalen Ende des Haltestücks in der ersten Endflächenabdeckung zu der zweiten Endflächenabdeckung gewickelt und daran befestigt werden. Dadurch, dass die zweite äußere Markierung sich nicht in Hochtemperaturumgebung verformt, kann die Vertiefung, welche in einem Abschnitt ausgebildet ist, wo die zweite äußere Markierung befestigt ist, aufrechterhalten werden. Abgesehen von dem Vorstehenden, wenn ein Material, welches bei einer vorbestimmten Temperatur schrumpft, verwendet wird für die zweite äußere Markierung, kann es als ein Temperatursensor der gepackten Batterie verwendet werden, wodurch eine gepackte Batterie, die einer vorherbestimmten Temperaturumgebung ausgesetzt worden ist, ermittelt werden kann.
  • Die gepackte Batterie umfasst vorzugsweise weiterhin eine Bodenwand, welche das Paar der Endflächenabdeckungen, die gegenüberliegend zueinander in einem Abstand, welcher einer Länge der Zellen entspricht, angeordnet sind, verbindet, und ein Abtrennungsvorsprung, der auf der Bodenwand entlang einer Längsseitsrichtung derselben vorspringt, wobei die Endflächenabdeckungen, die Bodenwand und der Abtrennungsvorsprung in einem Stück ausgeformt sind. Die Zellen sind auf der Bodenwand entlang des Abtrennungsvorsprungs angeordnet und an ihren Längsseitsenden durch die Endflächenabdeckungen gehalten, wodurch sie in dem Zellgehäuse gehalten werden. Die wärmeempfindliche oder wärmeschrumpfbare äußere Markierung kann um die gesamte äußere Oberfläche der Zellen und den Rahmenkörper gewickelt und damit verbunden sein, wodurch die Zellen und das Zellgehäuse sicher miteinander verbunden werden können.
  • Der Abtrennungsvorsprung sollte vorzugsweise einen Querschnitt aufweisen, dass er in eine Wölbung zwischen den angrenzenden Zellen passen kann, wodurch eine Vielzahl von Zellen stabil in dem Zellgehäuse gehalten werden können.
  • Die zuvor beschriebene, gepackte Batterie kann solcherart ausgebildet sein, dass die erste Endflächenabdeckung im wesentlichen in der Form des Buchstabens D ausgeformt ist, während die zweite Endflächenabdeckung im wesentli chen in der Form des Buchstabens B ausgeformt ist, der Zahn der zweiten Endflächenabdeckung eine Tiefe aufweist, welche variiert entsprechend zu einer Ausgangsspannungsspezifikation der kompakten Batterie; und die beiden Endflächenabdeckungen eine lineare Seite aufweisen, wo sie miteinander durch die Bodenwand verbunden sind, wobei die lineare Seite der Endflächenabdeckungen mit eckigen Vorsprüngen an beiden Enden derselben ausgeformt ist. In Kombination mit einer entsprechenden Führungsschiene, welche mit der Tiefe des Zahns zusammenpasst, und welche an dem Batteriehalter einer elektrischen Anwendung bereitgestellt sein kann, in welcher diese gepackte Batterie verwendet wird, kann Fehlgebrauch einer falschen gepackten Batterie verhindert werden. Durch Ausbildung der Öffnungsform des Batterieeinführungslochs des Batteriehalters übereinstimmend mit den eckigen Vorsprüngen der Endflächenabdeckungen kann sichergestellt werden, dass Fehlgebrauch einer falschen, gepackten Batterie verhindert wird.
  • Es auch möglich, die zuvor beschriebene, gepackte Batterie solcherart auszubilden, dass die Zellen in entgegengesetzten Richtungen angeordnet sind; kreisförmige Anschlussplatten von identischer Form entsprechend mit den Elektrodenanschlüssen verschweißt sind, angrenzend zueinander an einem Ende der Zellen an Stellen, welche von der Mitte der Zellen versetzt sind, während die Elektrodenanschlüsse angrenzend zueinander an dem anderen Ende der Zellen miteinander elektrisch verbunden sind durch ein Verbindungsstück, welches damit verschweißt ist; und die zweite Endflächenabdeckung des Rahmenkörpers nicht kreisförmige Anschlussfenster darin ausgeformt aufweist an Stellen gegenüberliegend jeweils zu den kreisförmigen Anschlussplatten. Die Verwendung von identischen Anschlussplatten für sowohl die positiven als auch die negativen Anschlüsse der Zellen bei der Herstellung gepackten Batterien mit serieller Verbindung reduziert die Materialkosten, ebenso wie es die Geschwindigkeit des Schweißvorgangs erhöht, da die kreisförmigen Anschlussplatten nicht in einer bestimmten Richtung positioniert zu werden brauchen.
  • In der voranstehend beschriebenen, gepackten Batterie kann ein Abtrennungsstück integral zwischen den Anschlussfenstern ausgeformt sein, wodurch die benachbarten Anschlussplatten oder Elektrodenanschlüsse daran gehindert wer den, durch ein Metallstück oder Ähnliches während des Herstellungsvorgangs kurzgeschlossen zu werden.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine perspektivische Ansicht, welche einen Rahmenkörper von einem Ende desselben zeigt, der in einer gepackten Batterie nach einer ersten Ausführungsform verwendet wird;
  • 2 ist eine perspektivische Ansicht, welche den gleichen Rahmenkörper von dem anderen Ende aus zeigt;
  • 3 ist eine perspektivische Ansicht, welche ein Zellgehäuse von einem Ende desselben aus zeigt, welches in einer gepackten Batterie nach einer zweiten Ausführungsform verwendet wird;
  • 4 ist eine perspektivische Ansicht, welche die Herstellungsverfahrensschritte der gepackten Batterie nach der ersten Ausführungsform zeigt;
  • 5 ist eine perspektivische Ansicht, welche die durch die in 4 gezeigten Verfahrensschritte hergestellte gepackte Batterie zeigt;
  • 6A–6D sind Draufsichten, Frontalansichten, linksseitige Seitenansichten und rechtsseitige Seitenansichten der vorigen gepackten Batterie;
  • 7A und 7B sind linksseitige Seitenansichten, welche entsprechend verschiedene Arten von gepackten Batterien zeigen, die mit Merkmalen zur Verhinderung von Fehlgebrauch im Fall der Herstellung von gepackten Batterien mit unterschiedlichen Spezifikationen aufweisen
  • 8 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine gepackte Batterie nach einer zweiten Ausführungsform zeigt;
  • 9 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine erste Konstruktion zum Verbinden und Fixieren von zwei zylindrischen Zellen in paralleler Weise in der gepackten Batterie nach einer dritten Ausführungsform zeigt;
  • 10A–10I sind Diagramme, welche die Verfahrensschritte zum Fixieren von zwei in Reihe verbundenen zylindrischen Batterien an vorbestimmten relativen Positionen mit der in 9 gezeigten Konstruktion zeigen;
  • 11 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine zweite Konstruktion zum Verbinden und Fixieren von zwei zylindrischen Zellen in paralleler Weise in der gepackten Batterie nach der dritten Ausführungsform zeigt;
  • 12 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine dritte Konstruktion zum Verbinden und Fixieren von zwei zylindrischen Zellen in paralleler Weise in der gepackten Batterie nach der dritten Ausführungsform zeigt;
  • 13 ist eine perspektivische Ansicht, welche einen Verfahrensschritt zum Wickeln einer äußeren Markierung um zwei zylindrische Zellen, die parallel verbunden und in dem Rahmenkörper in der dritten Ausführungsform montiert sind, zeigt;
  • 14A ist ein Längsquerschnitt, 14B ist ein Querschnitt bei XIVB-XIVB der 14A und 14C ist ein Querschnitt bei XIVC-XIVC der 14A, darstellend die gepackte Batterie nach der dritten Ausführungsform;
  • 15 ist eine perspektivische Ansicht, welche die vorige gepackte Batterie und einen Batteriehalter zeigt;
  • 16 ist eine perspektivische Ansicht, welche ein modifiziertes Beispiel der gepackten Batterie nach der dritten Ausführungsform in einem Herstellungsverfahrensschritt zeigt;
  • 17 ist ein Querschnitt in Breitseits-Richtung der gepackten Batterie nach 16;
  • 18 ist eine perspektivische Ansicht, welche ein Zellgehäuse von einem Ende aus zeigt, welches in der gepackten Batterie nach einer vierten Ausführungsform verwendet wird;
  • 19 ist eine perspektivische Ansicht, welche das Zellgehäuse der 18 von dem anderen Ende aus zeigt;
  • 20 ist eine perspektivische Ansicht, welche einen Herstellungs-Verfahrensschritt der gepackten Batterie nach der vierten Ausführungsform zeigt, welche das Zellgehäuse der 18 verwendet;
  • 21 ist eine Seitenansicht, welche die gepackte Batterie nach 20 zeigt;
  • 22 ist eine perspektivische Ansicht, welche die gepackte Batterie der 20 und einen Batteriehalter zeigt; und
  • 23 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung einer konventionellen gepackten Batterie.
  • Bester Modus zum Ausführen der Erfindung
  • Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden hierauf folgend mit Bezug zu den anhängenden Zeichnungen beschrieben. 1 ist eine perspektivische Ansicht, welche einen Rahmenkörper 20 von einem Ende aus zeigt, der in einer gepackten Batterie nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird, und 2 ist eine perspektivische Ansicht, welche den gleichen Rahmenkörper 20 vom anderen Ende aus zeigt. Dieser Rahmenkörper 20 umfasst eine erste und eine zweite Endflächenabdeckung 21,22, einen Verbindungsstab 23 und ein Rückhaltestück 4, welche alle einstöckig aus, beispielsweise, ABS-Kunststoff ausgebildet sind.
  • Die erste Endflächenabdeckung 21 ist ellipsenförmig in Form ausgebildet, sodass sie beide Endflächen von zwei benachbarten zylindrischen Zellen (nicht gezeigt) abdecken kann, wenn sie parallel im engen Kontakt zueinander angeordnet sind. Die erste Endflächenabdeckung 21 ist mit einem dünnen Abschnitt 27 von im Wesentlichen rechteckiger Form entlang seiner Längsrichtung ausgebildet auf einer Oberfläche, die gegenüber zur zweiten Endflächenabdeckung 22 ist. Die zweite Endflächenabdeckung 22 hat auch eine solche Form um die Endflächen von beiden der zwei benachbarten zylindrischen Zellen in gleicher Weise zu der ersten Endflächenabdeckung 21 abzudecken, ist aber im Wesentlichen in der Form des Buchstabens B ausgebildet. D.h., eine der längeren Seiten (obere Seite in der Figur) und beide kürzeren Seiten sind übereinstimmend mit der Form der Endflächen der zwei zylindrischen Zellen ausgeformt. Die obere längere Seite hat einen Vorsprung 30, während die andere längere Seite linear ausgebildet ist. Ein Paar von Anschlussfenstern 28,29 ist in der zweiten Endflächenabdeckung 22 ausgebildet, um zu ermöglichen, dass jeder der Elektrodenanschlüsse von zwei zylindrischen Zellen zur Außenseite ausgesetzt wird.
  • Der Verbindungsstab 23 verbindet die gegenüberliegenden ersten und zweiten Endflächenabdeckungen 21,22 bei einem Raum, der der Länge der zylindrischen Zellen entspricht im Mittelabschnitt ihrer längeren Seiten. Der Verbindungsstab 23 hat einen im Wesentlichen trapezoiden Querschnitt, sodass er in eine Konkavität passen kann, die durch die äußeren Umfänge der zwei zylindrischen Zellen in engem Kontakt miteinander ausgebildet wird. Das Rückhaltestück 24 steht von dem Mittelabschnitt der ersten Endflächenabdeckung 21 an der oberen, längeren Seite gegenüberliegend von dem Verbindungsstab 23 vor und erstreckt sich parallel zum Verbindungsstab 23. Die Länge des Rückhaltestücks 24 ist etwa ein Drittel des Raumes zwischen beiden Endflächenabdeckungen 21,22 und der Querschnitt desselben ist im Wesentlichen trapezoid, sodass das Rückhaltestück 24 in die Konkavität zwischen den zwei eng anliegenden zylindrischen Zellen auf der anderen Seite des Verbindungsstabs 23 passen kann.
  • 3 ist eine perspektivische Ansicht, welche ein Zellgehäuse 31 von einem Ende aus zeigt, das in einer gepackten Batterie nach einer zweiten Ausführungsform verwendet wird.
  • Alle Bezugnahmen zu einem Zellgehäuse hierin sind zu verstehen äquivalent zu sein zu einem Rahmenkörper der ersten Ausführungsform. Das Zellgehäuse 31 hat erste und zweite Endflächenabdeckungen 32,33, eine Bodenwand 34, einen Abtrennungsvorsprung 38 und Seitenwände 37, welche alle einstückig aus, bei spielsweise, ABS-Kunststoff ausgebildet sind in einer solchen Form, dass es zwei zylindrische Zellen darin aufnehmen kann.
  • Die Bodenwand 34 hat eine Länge und Breite, sodass zwei parallel angeordnete und nahe anliegende zylindrische Zellen darauf platziert werden können. In der Mitte in der Breitseitsrichtung von dieser Bodenwand 34 ist der schienenähnliche Abtrennungsvorsprung 38 ausgebildet, um aufwärts entlang einer Längsrichtung vorzustehen. Der Abtrennungsvorsprung 38 hat einen trapezoiden Querschnitt, sodass er in die Konkavität passen kann, welche durch die äußeren Umfänge der zwei nahe anliegenden zylindrischen Zellen auf der unteren Seite ausgebildet ist. Die zylindrischen Zellen werden folglich entsprechend auf beiden Seiten mit dem Abtrennungsvorsprung 38 und den beiden Seitenwänden 37 gehalten.
  • Die erste Endflächenabdeckung 32 ist im Wesentlichen in der Form des Buchstabens D ausgebildet, sodass sie beide Endflächen der zwei benachbarten, zylindrischen Zellen bedecken kann, die im nahen Kontakt miteinander beieinanderliegend angeordnet sind. Die zweite Endflächenabdeckung 33 hat andererseits ihre eine lange Seite (obere Seite in der Figur) übereinstimmend mit der äußeren Form der zwei zylindrischen Zellen ausgebildet, mit einem Zahn 35 in der Mitte derselben ausgebildet und hat weiterhin ein Paar von Anschlussfenstern 39,40, um zu ermöglichen, dass jeder der benachbarten Elektrodenanschlüsse der beiden zylindrischen Zellen zur Außenseite ausgesetzt wird. Während die Endflächenabdeckungen 21,22 des Rahmenkörpers 20 der ersten Ausführungsform entlang eines Bogens an beiden Enden der unteren längeren Seite gekrümmt sind, sind die ersten und zweiten Endflächenabdeckungen 32,33 dieses Zellgehäuses 31 mit rechteckigen Kanten 41,42 ausgebildet, welche entsprechend an beiden Enden ihrer linear geformten, unteren längeren Seiten vorstehen.
  • Als nächstes werden die Herstellungs-Verfahrensschritte der ersten Ausführungsform der ersten gepackten Batterie zusammengestellt mit dem Rahmenkörper 20, wie gezeigt in 1 und 2, mit Bezug zu 4 beschrieben. In dieser gepackten Batterie sind zwei Zellen in Reihe verbunden und zusammen fixiert unter Verwendung des Rahmenkörpers 20. Zuerst werden zwei zylindrische Lithiumzellen 43,44 von beispielsweise der Größe AA Seite an Seite mit einem leichten Spalt dazwischen parallel in Bezug auf ihre entsprechenden Längsachsen zueinander angeordnet und mit ihren entsprechenden Elektrodenanschlüssen gegenüberliegend voneinander angeordnet, sodass beide ihrer Endflächen auf einer identischen Ebene (S1) positioniert sind. Beide Enden eines elektrischen Verbindungsstücks 47 werden an den positiven und negativen Anschlüssen, welche auf einer Seite der zwei Zellen 43,44 beieinanderliegend angeordnet sind, befestigt und daran durch Punktschweißen unter Verwendung von Schweißelektroden 48,48 verschweißt. Dadurch werden die benachbarten positiven und negativen Anschlüsse von beiden Zellen 43,44 elektrisch miteinander verbunden (S2).
  • Als nächstes wird eine kleine Menge von Schnellklebstoff 50 auf den gegenüberliegenden Abschnitt 49 der äußeren Umfänge der Zellen 43,44 getropft, sodass die Zellen an vorbestimmten, relativen Positionen (S3) fixiert werden. Die miteinander fixierten Zellen 43,44 werden dann in den Rahmenkörper 20 montiert, indem sie zwischen dem Verbindungsstab 23 und dem Rückhaltestück 24 von dem Ende eingeführt werden, wo das elektrische Verbindungsstück 47 befestigt ist (S4). Zu diesem Zeitpunkt drücken beide Zellen das Rückhaltestück 24 aufwärts, wenn sie eingesetzt werden, was bewirkt, dass die erste Endflächenabdeckung 21 seitwärts ausbeult an ihrem dünnen Abschnitt 27 und das Rückhaltestück 24 sich leicht aufwärts verformt. Dem folgend werdend die Zellen 43,44 zwischen die Endflächenabdeckungen 21,22 sanft eingepasst. Wenn die Zellen in dem Rahmenkörper 20 montiert sind passt das elektrische Verbindungsstück 47 in den dünnen Abschnitt 27 der ersten Endflächenabdeckung 21, während das Rückhaltestück 24 und der Verbindungsstab 23 mit trapezoiden Querschnitten entsprechend in den oberen und unteren Spalt 49 passt, der durch die äußeren Umfänge der zwei Zellen 43,44 ausgebildet ist. Dementsprechend sind die Zellen 43,44 zwischen den Verbindungsstab 23 und das Rückhaltestück 24 von oberen und unteren Seiten eingefasst und werden dadurch in dem Rahmenkörper 20 an vorbestimmten Positionen relativ zueinander gehalten.
  • Da der Rahmenkörper 20 in einem Stück ausgeformt ist, hat er eine weit geringere Anzahl von Bauteilen wenn verglichen mit dem konventionellen Rahmenkörper 10, wie gezeigt in 23. Auch können die Zellen 43,44 in den Rahmenkörper 20 durch einen Vorgang montiert werden unter Verwendung der Federeigen schaften der ersten Endflächenabdeckung 21 und des Rückhaltestücks 24, was keinen komplizierten Vorgang wie Schweißen während der Positionierung der Zellen beinhaltet. Weiterhin kann die Anzahl der Montage-Verfahrensschritte verringert werden und die Produktionskosten können dementsprechend reduziert werden. Der Rahmenkörper 20 ist aus einem Stück eines Kunststoffmaterials ausgeformt und seine Konfiguration wird einheitlich durch den Formvorgang definiert. Daher treten keine Variationen in der Konfiguration auf, im Gegensatz zu dem konventionellen Rahmenkörper 10, der durch Verbinden von zwei Bauteilen montiert wird. Zwei Zellen 43,44 können folglich an vorgeschriebenen Positionen in Bezug aufeinander gehalten und miteinander verbunden werden in dem Rahmenkörper ohne jegliches Spiel, wodurch die Festigkeit der gepackten Batterie erhöht werden kann.
  • Darauf folgend wird eine äußere Markierung 51, welche aus einem elektrisch nicht leitenden Kunststofffilm hergestellt ist, auf eine niedrige Temperatur von etwa 90°C erwärmt, sodass ein Klebstoff, der auf einer Oberfläche der Markierung zuvor aufgebracht wurde, Adhäsion zeigt. Der Rahmenkörper 20, in den beide Zellen 43,44 montiert worden sind, wird an einem bestimmten Ort in der Mitte der äußeren Markierung 51 platziert (S5) und die äußere Markierung 51 wird um die äußeren Umfänge der beiden Zellen 43,44 von beiden Seiten herumgewickelt (S6).
  • Wie von der Figur bei S5 gesehen werden kann, hat die äußere Markierung 51 eine Länge, welche etwas größer ist als die Länge des Rahmenkörpers 20 und ist in einer rechtwinkligen, konvexen Form ausgebildet, worin der Abschnitt, der dem Teil des Rahmenkörpers 20 von der ersten Endflächenabdeckung 21 zu der Spitze des Rückhaltestücks 24 korrespondiert, eine größere Breite hat als der andere Abschnitt. Der Rahmenkörper 20 mit den Zellen 43,44 darin montiert, wird auf der äußeren Markierung 51 solcherart platziert, dass beide Enden der Markierung von den beiden Endflächenabdeckungen 21,22 um etwa die gleiche Länge sich erstrecken. Wenn die äußere Markierung 51 um den Rahmenkörper 20 gewickelt wird, wie von der Figur bei S6 gesehen werden kann, stehen beide Enden der äußeren Markierung 51 um eine fixierte Länge von beiden Endflächenabdeckungen 21,22 vor und der gesamte Umfang des Abschnitts von der ersten Endflächenabdeckung 21 zu der Spitze des Rückhaltestücks 24 wird mit der äußeren Markierung 51 eingeschlagen, während ein Teil des Abschnitts von der ersten Endflächenabdeckung 21 zu der Spitze des Rückhaltestücks 24 zur Außenseite ausgesetzt ist.
  • Die äußere Markierung 51 wird dann erneut auf eine hohe Temperatur von etwa 180°C erwärmt, wodurch sie sowohl in der Längs- als auch in der Breitseitsrichtung schrumpft, sodass ihre vorstehenden Kanten eng um die Umfangskanten von beiden Endflächenabdeckungen 21,22 passen. Die äußere Markierung 51 verbindet folglich die Zellen 43,44 und den Rahmenkörper 20 fest miteinander, dadurch die gepackte Batterie 52 vollendend. 5 ist eine perspektivische Ansicht, welche die gepackte Batterie 52 zeigt, die durch die vorstehenden Verfahrensschritte produziert wurde, und 6A–6D sind Draufsicht, Frontalansicht, linke Seitenansicht und rechte Seitenansicht von dieser gepackten Batterie 52. Diese gepackte Batterie 52 umfasst zwei zylindrische Zellen 43,44, welche in Reihe durch das elektrische Verbindungsstück 47 verbunden sind. Der positive Anschluss von einer Zelle 43 und der negative Anschluss von der anderen Zelle 44 sind nach außen entsprechend durch die Anschlussfenster 28,29 in der zweiten Endflächenabdeckung 22 ausgesetzt, um so mit Anschlüssen einer elektrischen Anwendung verbindbar zu sein, für welche die gepackte Batterie verwendet wird.
  • Die wie zuvor beschriebene konstruierte gepackte Batterie wird eine Ausgangsspannung von 3V haben, wenn zwei 1,5V zylindrische Zellen verwendet werden, und wird eine Ausgangsspannung von 6V haben, wenn Zellen von 3V Ausgangsspannung verwendet werden. Im Falle der Herstellung und des Verkaufs von mehreren Arten von gepackten Batterien mit verschiedenen Ausgangsspannungsspezifikationen ist es erforderlich, ein Merkmal zum Verhindern von Fehlgebrauch der falschen Art von gepackter Batterie bereitzustellen. Die zuvor beschriebene gepackte Batterie 52 erlaubt, dass ein solches Merkmal vollständig dazu bereitgestellt wird.
  • 7A und 7B zeigen entsprechend eine gepackte Batterie 52A mit einer 3V Ausgangsspannung und eine gepackte Batterie 52B mit einer 6V Ausgangsspannung, welche beide durch die zuvor mit Bezug zu 4 beschriebenen Verfahrensschritte hergestellt werden. Beide haben die gleiche Höhe H, wohin gegen der Zahn 30 in der zweiten Endflächenabdeckung 22 der 3V gepackten Batterie 52A eine Tiefe h1 von, beispielsweise, 4mm, aufweist und der Zahn 30 der 6V gepackten Batterie 52B hat eine Tiefe h2 von, beispielsweise, 2mm.
  • Währenddessen haben die elektrischen Anwendungen, für welche jede der gepackten Batterien 52A,52B verwendet wird, Batteriehalter, welche mit einer Führungsschiene innerhalb derselben versehen sind, deren Querschnitt mit dem Zahn 30 der zweiten Endflächenabdeckung von jeder gepackten Batterie 52A,52B zusammenpasst. D.h., die Batteriehalter haben an ihren inneren Enden derselben entsprechende Führungsschienen mit Querschnitten, welche so ausgebildet sind, dass sie in den Zahn 30 mit der Tiefe h1 und h2 entsprechend passen. Dadurch stößt, wenn eine gepackte Batterie 52B mit einer 6V Ausgangsspannung fälschlicherweise in die elektrische Anwendung eingesetzt wird, welche eine 3V gepackte Batterie 52A als Leistungsquelle benötigt, die zweite Endflächenabdeckung 22 mit dem Zahn 30 der Tiefe h2 von 2mm gegen die Führungsschiene innerhalb des Batteriehalters, der einen Querschnitt aufweist, der mit einer Dicke von 4mm vorsteht, wodurch verhindert wird, dass die gepackte Batterie 52B vollständig in den Batteriehalter eingeführt wird. Es ist folglich unmöglich, eine gepackte Batterie mit einer 6V Ausgangsspannung in eine elektrische Anwendung zu montieren, welche durch eine 3V Leistungsquelle angetrieben wird, und der Benutzer kann den Fehler einfach erkennen und wird es umgehend unterlassen, sie weiter zu versuchen zu montieren. Es kann sichergestellt werden, dass die elektrische Anwendung davor geschützt wird, durch Fehlgebrauch einer 6V gepackten Batterie 52B beschädigt zu werden.
  • Jedoch ist es mit dem zuvor beschriebenen Merkmal zum Verhindern des Fehlgebrauchs durch die Unterschiede in der Tiefe des Zahns 30 immer noch möglich, eine 3V Ausgangsspannungs-gepackte Batterie 52A in eine elektrische Anwendung zu montieren, welche eine 6V Leistungsquelle benötigt. In diesem Fall kann die elektrische Anwendung ihre Funktion nicht vollständig ausführen. Dieses Problem kann angegangen werden, indem die Länge des Rückhaltestücks 24 der vorigen gepackten Batterie 52 auf zwei Wege geändert wird. Der Rahmenkörper 20 der 3V Ausgangsspannungs-gepackten Batterie 52A kann mit einem Rückhaltestück 24 von, beispielsweise, 23mm Länge versehen sein, wohingegen der Rahmenkörper 20 der gepackten Batterie 52B mit 6V Ausgangsspan nung mit einem etwas kürzeren Rückhaltestück 24 von, beispielsweise, 20mm versehen sein kann. In diesem Fall wird die äußere Markierung 51 in der rechtwinkligen, konvexen Form entsprechend korrespondierend zu der Länge von jedem der Rückhaltestücke 24 ausgebildet, sodass sie überall um das Rückhaltestück gewickelt ist. Die resultierenden, gepackten Batterien 52A,52B haben folglich Abschnitte mit unterschiedlichen Längen, wo die äußere Markierung 51 nicht um die Zellen 43,44 gewickelt ist.
  • Währenddessen haben die elektrischen Anwendungen, für welche jede der gepackten Batterien 52A,52B verwendet wird, Batteriehalter, welche entsprechend mit einer Führungsschiene innerhalb derselben versehen sind, welche im Querschnitt solcherart ausgebildet ist, dass sie in den Spalt 49 zwischen zwei Zellen 43,44 passt mit einer Länge, sodass die Führungsschiene das Rückhaltestück 24 der gepackten Batterie 52A oder 52B berührt, wenn die gepackte Batterie vollständig in den Batteriehalter eingesetzt ist. Dadurch passt die Führungsschiene innerhalb des Batteriehalters zuerst in den Spalt zwischen den Zellen 43,44 und führt die gepackte Batterie, wenn eine gepackte Batterie 52A mit einer 3V Ausgangsspannung fälschlicherweise eingesetzt wird, welche eine 6V gepackte Batterie 52B als Leistungsquelle benötigt, stoppt aber dann die weitere Einführung der gepackten Batterie 52A, wenn die Spitze der Führungsschiene gegen das Rückhaltestück 24 anschlägt, wodurch die gepackte Batterie 52A daran gehindert wird, vollständig in den Batteriehalter eingesetzt zu werden. Es ist folglich unmöglich, eine gepackte Batterie mit einer 3V Ausgangsspannung in eine elektrische Anwendung zu montieren, welche durch eine 6V Leistungsquelle angetrieben wird, und der Benutzer kann den Fehler unmittelbar vollständig erkennen und wird es unterlassen, weiter zu versuchen, diese zu montieren. Fehlfunktion der elektrischen Anwendung kann daher verhindert werden.
  • Da der Batteriehalter gewöhnlich mit einem Kontaktanschluss an einem Ende innerhalb desselben versehen ist, kann die gepackte Batterie 52A oder 52B nicht mit der elektrischen Anwendung verbunden werden, bis sie von der Seite der zweiten Endflächenabdeckung 22 eingesetzt ist, welche ein Paar von Anschlussfenstern 28,29 aufweist. Die zuvor beschriebene, gepackte Batterie 52A oder 52B erlaubt es nicht, selbst von der gegenüberliegenden Seite eingesetzt zu werden, weil ihre erste Endflächenabdeckung 21 nicht mit einem Zahn 30 verse hen ist. D.h., die gepackte Batterie 52A oder 52B hat auch ein Merkmal zum Verhindern der umgekehrten Einsetzung derselben.
  • 8 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine gepackte Batterie 53 einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, die mit einem Zellgehäuse 31 ausgerüstet ist, wie gezeigt in 3. Diese gepackte Batterie 53 wird durch die gleichen Verfahrensschritte hergestellt, wie jene, welche in 4 dargestellt sind. Der einzige Unterschied in den Verfahrensschritten ist, dass bei Schritt 4 (S4) in 4 anstelle des Einsetzens der Zellen 43,44, welche zusammen verbunden worden sind in einem vorbestimmten Positionsverhältnis zusammen zwischen dem Verbindungsstab 23 und dem Rückhaltestück 24 des Rahmenkörpers 20 in der ersten Ausführungsform, die Zellen 43,44 entsprechend in zwei Hohlräume eingesetzt werden, welche durch den Abtrennungsvorsprung 38, die Bodenwand 34 und die Seitenwände 37 auf beiden Seiten ausgebildet sind. Diese gepackte Batterie 53 umfasst zwei Zellen 43,44, welche in Reihe verbunden und zusammen vereint sind in gleicher Weise zu der gepackten Batterie 52 der ersten Ausführungsform.
  • Da das Zellgehäuse 31 von dieser gepackten Batterie 53 einstückig ausgebildet ist, hat es eine weit geringere Anzahl von Bauteilen im Vergleich zur konventionellen gepackten Batterie. Auch können die Zellen 43,44 in das Zellgehäuse 31 einfach durch Einsetzen von oberhalb montiert werden. Die Anzahl der Montageverfahrenschritte kann verringert und die Produktionskosten können entsprechend reduziert werden. Des Weiteren ist das Zellgehäuse 31 in einem Stück aus Kunststoffmaterial geformt und seine Konfiguration ist einzig durch den Formvorgang definiert. Daher treten keine Variationen in der Konfiguration auf, anders als im konventionellen Rahmenkörper 10, welcher durch Verbinden von zwei Bauteilen montiert wird. Zwei Zellen 43,44 können folglich an vorbestimmten Positionen in Bezug aufeinander gehalten und miteinander verbunden werden in dem Zellgehäuse ohne jegliches Spiel, wodurch die Festigkeit der gepackten Batterie erhöht werden kann.
  • Die Unterschiede in der Ausgangsspannungsspezifikation der zuvor beschriebenen gepackten Batterie 53 können durch Ändern der Tiefe des Zahns 35 in der zweiten Endflächenabdeckung 33 erkannt werden. Des Weiteren kann diese ge packte Batterie 53 von der gepackten Batterie 52 der ersten Ausführungsform unterschieden werden durch das Vorhandensein der rechtwinkligen Kanten 41,42. D.h., es kann noch sicherer gestellt werden, dass Fehlgebrauch von einer gepackten Batterie von einer falschen Ausgangsspannungsspezifikation verhindert wird, durch Herstellen von gepackten Batterien von einer Spezifikation in der Form von einer der ersten und zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und von der anderen Spezifikation in der Form der anderen der ersten und zweiten Ausführungsform.
  • Als nächstes wird eine gepackte Batterie gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug zu 9 bis 15 beschrieben. Die zuvor beschriebenen gepackten Batterien 52,53 gemäß der ersten und zweiten Ausführungsformen umfassen zwei in Reihe verbundene zylindrische Zellen 43,44, von denen sowohl die positiven als auch die negativen Elektrodenanschlüsse zum Erzielen einer elektrischen Verbindung mit der elektrischen Anwendung vollständig in einer identischen Ebene an einem Ende der Zellen angeordnet werden können. Die gepackte Batterie nach der dritten Ausführungsform erlaubt es auch, während sie zwei zylindrische Zellen umfasst, die parallel verbunden sind, dass die positiven und negativen Anschlüsse benachbart zueinander auf einer identischen Ebene angeordnet werden, sodass der Benutzer die gepackten Batterien einfach austauschen kann. D.h., es ist nicht praktisch, eine gepackte Batterie solcherart zu konstruieren, dass die positiven und negativen Elektrodenanschlüsse, welche mit der elektrischen Anwendung zu verbinden sind, an gegenüberliegenden Enden der gepackten Batterie angeordnet sind, da das Montieren der solcherart gepackten Batterie kompliziert wäre und die gepackte Batterie falsch eingesetzt werden könnte.
  • 9 ist eine perspektivische Ansicht einer gepackten Batterie nach der dritten Ausführungsform, zeigend eine erste Konstruktion zum Fixieren von zwei zylindrischen Zellen 43,44, welche parallel miteinander verbunden sind und an vorbestimmten Positionen relativ zueinander solcherart angeordnet sind, dass die positiven und negativen Anschlüssen auf einer identischen Ebene an einem Ende der Zellen miteinander angeordnet sind. Der Befestigungs- und Verbindungsmechanismus umfasst eine positive Verbindungsanschlussplatte 54, eine negative Verbindungsanschlussplatte 57 und ein Isolierband 58.
  • Die positive Verbindungsanschlussplatte 54 umfasst ein rechtwinkliges Verbindungsstück 54a zum elektrischen Verbinden der positiven Anschlüsse 43a,44a der zwei zylindrischen Zellen, welche parallel zueinander angeordnet sind, mit ihren positiven Anschlüssen 43a,44a und ihren negativen Anschlüssen 43b,44b in der gleichen Richtung angeordnet, und ein Anschlussstück 54b von im Wesentlichen rechtwinkliger Form, welches sich rechtwinklig von einem Ende des Verbindungsstücks 54a erstreckt. Die negative Verbindungsanschlussplatte 57 umfasst ein rechtwinkliges Verbindungsstück 57a zum elektrischen Verbinden der negativen Anschlüsse 43b,44b der zwei zylindrischen Zellen 43,44, ein Zwischenverbindungsstück 57b, welches sich rechtwinklig von der Mitte auf einer Seite des Verbindungsstücks 57a erstreckt und ein Anschlussstück 57c, welches sich rechtwinklig von einem Ende des Zwischenverbindungsstücks 57b erstreckt. Sowohl die positive Verbindungsanschlussplatte 54 als auch die negative Verbindungsanschlussplatte 57 haben eine gleiche, einheitliche Dicke, welche vorzugsweise etwa 0,1mm bis 0,2mm beträgt.
  • Das Isolierband 58 ist ein beidseitiges Klebeband, auf welches ein Klebstoff auf beide Seiten eines Bandelements, welches aus einem elektrisch nicht leitenden und nicht ionenübertragenden Kunststoffs wie PET oder PE hergestellt worden ist, aufgebracht worden ist. Die Dicke des Isolierbands 58 sollte vorzugsweise 0,1mm bis 0,2mm sein. Andere Materialien als PET oder PE können für das Isolierband 58 verwendet werden, solange sie keine Ionenübertragung erlauben, außer Papier, welches Migration verursacht.
  • Als nächstes werden die Verfahrensschritte zum Fixieren der zwei zylindrischen Zellen 43,44 in paralleler Anordnung in einem vorbestimmten Positionierungsverhältnis zueinander beschrieben, unter Verwendung der zuvor beschriebenen positiven und negativen Verbindungsanschlussplatten 54,57 und des Isolierbands 58 mit Bezug zu den 10A–10I. Als erstes, wie gezeigt in der Draufsicht und der Frontalansicht der 10A und 10B, werden zwei zylindrische Zellen 43,44 in der gleichen Richtung mit ihren Längsachsen parallel zueinander und mit ihren positiven Anschlüssen 43,44a und ihren negativen Anschlüssen 43b,44b auf entsprechend identischen Ebenen entsprechend angeordnet, eine Spannvorrichtung verwendend, wenn benötigt.
  • Das Verbindungsstück 54a der positiven Anschlussplatte 54 ist auf den positiven Anschlüssen 43a,44a der Zellen 43,44 positioniert und platziert, welche wie zuvor beschrieben angeordnet sind, und beide Enden des Verbindungsstücks 54a werden entsprechend an zwei Stellen mit jedem der positiven Anschlüsse 43a,44a mit Schweißelektroden 48,48 eines Punktschweißers, wie eines Widerstandsschweißers der Inverter-Art punktgeschweißt. Als nächstes, wie in der Frontansicht und der Rückansicht der 10C und 10D gezeigt, wird das Verbindungsstück 57a der negativen Verbindungsanschlussplatte 57 in Bezug auf die negativen Anschlüsse 43b,44b der beiden Zellen 43,44 positioniert und daran befestigt und beide Enden des Verbindungsstücks 57b werden entsprechend an zwei Stellen mit jedem der negativen Anschlüsse 43b,44b mit Schweißelektroden 48,48 punktgeschweißt. Die zwei Zellen 43,44 sind folglich parallel verbunden und in einem vorbestimmten Positionsverhältnis miteinander gesichert, ohne jeglichen Klebstoff oder Ähnliches zu verwenden.
  • Als nächstes, wie gezeigt in der Teil-Frontansicht der 10E wird das Isolierband 58 an der oberen Oberfläche des Verbindungsstücks 54a der positiven Verbindungsanschlussplatte 54 befestigt. Dadurch werden jegliche Spuren 59 des Punktschweißens, welche auf dem Verbindungsstück 54a, wie gezeigt in 10A, oder Schweißmarken mit dem Isolierband bedeckt. In Bezug auf die Spuren 60 des Punktschweißens auf dem Verbindungsstück 57a der negativen Verbindungsanschlussplatte 57 ist es nicht erforderlich, sie zu bedecken, da sie nicht zur Außenseite ausgesetzt sind, wenn in eine gepackte Batterie montiert.
  • Dann wird, wie in der Draufsicht und der teilweisen Frontalansicht der 10F und 10G gezeigt, das Anschlussstück 57c der negativen Verbindungsanschlussplatte 57 in rechten Winkeln relativ zum Zwischenverbindungsstück 57b gebogen und mit dem Isolierband 58 verbunden. Des Weiteren wird das Anschlussstück 54b der positiven Verbindungsanschlussplatte 54 in rechten Winkeln relativ zum Verbindungsstück 54a gebogen und mit dem Isolierband 58 verbunden, wie gezeigt in der Draufsicht und der teilweisen Frontalansicht der 10H und 10I.
  • Beim Biegen der beiden Anschlussstücke 54b,57c wird, da das Anschlussstück 57c der negativen Verbindungsanschlussplatte 57 sich von dem Zwischenver bindungsstück 57b erstreckt, welches in der Mitte der beiden positiven Anschlüsse 43a,44a angeordnet ist und verhältnismäßig unbefestigt ist im Vergleich zur positiven Verbindungsanschlussplatte 54, es gebogen und verbunden zu einer Seite (rechte Seite in der Figur) des Isolierbands 58 bevor dem Biegen des Anschlussstücks 54b der positiven Verbindungsanschlussplatte 54. Dadurch werden die positiven und negativen Anschlussstücke 54b,57c daran gehindert, während der Herstellungsverfahrensschritte kurzgeschlossen zu werden. Obwohl die negative Verbindungsanschlussplatte 57 über beide Enden der Zellen 43,44 mit dem Verbindungsstück 57a und dem Anschlussstück 57c durch das Zwischenverbindungsstück 57b brücken, werden die Zellen nicht kurzgeschlossen, da es von der gleichen Polarität ist wie diejenige des Gehäuses der Zellen 43,44, selbst wenn das äußere Rohr der Zellen 43,44 verletzt wird. Des Weiteren können beide Anschlussstücke 54b,57c präzise an vorbestimmten Positionen einfach angeordnet werden dank des Isolierbands 58, welches ein beidseitiges Klebeband ist.
  • 11 ist eine perspektivische Ansicht einer gepackten Batterie nach einer dritten Ausführungsform, darstellend eine andere Konstruktion zum Fixieren von zwei zylindrischen Zellen 43,44, welche parallel verbunden sind und an vorbestimmten Positionen relativ zueinander solcherart angeordnet sind, dass die positiven und negativen Anschlüsse miteinander auf einer identischen Ebene an einem Ende der Zellen platziert sind. In diesem Fall sind die zwei Zellen 43,44 nicht mit einem äußeren Rohr bedeckt, aber mit dem gleichen Bezugszeichen wie demjenigen welches in 9 gezeigt ist, bezeichnet, da sie die gleichen Funktionen und Abmessungen aufweisen. Diese nicht ummantelten Zellen 43,44 können erhalten werden durch Produktionsschritte von Zellen, welche normalerweise mit äußeren Markierungen bedeckt sind bevor sie auf dem Markt verkauft werden.
  • Der Befestigungs- und Verbindungsmechanismus der Zellen umfasst eine positive Verbindungsanschlussplatte 130, eine negative Verbindungsanschlussplatte 131 und eine Isolierkappe 132. Die positive Verbindungsanschlussplatte 130 hat Verbindungsstücke 130a,130b, welche entsprechend mit den positiven Anschlüssen 43a,44a von jeder Zelle 43,44 durch Punktschweißen verbunden sind, ein Anschlussstück 130d, welches zu einem der Anschlussstücke 130a über einen gebogenen Abschnitt 130c geformt ist und eine Zwischenverbindungsleitung 130e zum elektrischen Verbinden von den beiden Verbindungsstücken 130a,130b. Die Zwischenverbindungsleitung 130e ist mit einem Isolationshüllrohr bedeckt. Die negative Verbindungsplatte 131 ist einfach aus leitendem Plattenmaterial. Die Isolierkappe 132 ist bereitgestellt zum Verhindern eines Kurzschlusses zwischen den beiden Zellen 43,44.
  • Die Zellen 43,44 sind entsprechend mit einer Kunststoffisolierkappe 132 versehen, welche zu dem äußeren Umfang des Zellgehäuses in der Nähe von jedem positiven Anschluss 43a,44a angepasst ist, und sind parallel zueinander angeordnet mit ihren entsprechenden positiven Anschlüssen 43a,44a und negativen Anschlüssen 43b,44b in gegenüberliegende Richtungen weisend. Die Isolierkappe 132 von jeder Zelle 43,44 berührt das Zellgehäuse der benachbarten Zelle. Das Paar von Verbindungsstücken 130a,130b der positiven Verbindungsanschlussplatte 130 wird dann mit jedem positiven Anschluss 43a,44a der Zellen 43,44 punktgeschweißt zum Erreichen einer elektrischen Verbindung zwischen den beiden positiven Anschlüssen 43a,44a. Die negative Verbindungsplatte 131 ist an den Zellen 43,44 solcherart befestigt, dass sie deren Zellgehäuse, welche nicht mit einem äußeren Rohr bedeckt sind, überbrückt, dadurch die negativen Anschlüsse 43b,44b durch die Zellgehäuse elektrisch verbindend. Die negative Verbindungsplatte 131 kann an dem Zellgehäuse befestigt werden durch Schweißen, Löten oder Kleben mit einem leitenden Klebestoff. Schließlich wird das Anschlussstück 130d an dem Biegeabschnitt 130c übergebogen, um so das Verbindungsstück 130a zu überlappen, wodurch die Spuren des Punktschweißens im Verbindungsstück 130a durch das Anschlussstück 130d bedeckt werden.
  • Mit diesem Befestigungs- und Verbindungsmechanismus können positive und negative Anschlüsse auf einer identischen Ebene angeordnet werden, während zwei nicht ummantelte Zellen 43,44, welche parallel zueinander mit ihren Anschlüssen in gegenüberliegende Richtungen weisend angeordnet sind, parallel miteinander verbunden werden. D.h., das Anschlussstück 130d stellt selbst die positive Anschlusselektrode dar, während die negative Anschlusselektrode der negative Anschluss 43b von einer Zelle 43 selbst ist.
  • 12 ist eine perspektivische Ansicht einer gepackten Batterie nach der dritten Ausführungsform, darstellend noch eine andere Konstruktion zum Fixieren von zwei zylindrischen Zellen 43,44, welche parallel verbunden sind und an vorbestimmten Positionen relativ zueinander solcherart angeordnet sind, dass die positiven und negativen Anschlüsse nebeneinanderliegend zueinander auf einer identischen Ebene an einem Ende der Zellen angeordnet sind. Die zwei Zellen 43,44 in dieser Konstruktion sind nicht mit einem äußeren Rohr bedeckt. Der Befestigungs- und Verbindungsmechanismus der Zellen umfasst die gleiche positive Verbindungsanschlussplatte 130, wie die zuvor beschriebene, und eine negative Verbindungsanschlussplatte 133, welche ein Paar von rechtwinkligen Verbindungsstücken 133a,133b umfasst, die über ein Zwischenverbindungsstück 133c verbunden sind.
  • Die zwei Zellen 43,44 sind parallel zueinander angeordnet mit ihren entsprechenden positiven Anschlüssen 43a,44a und negativen Anschlüssen 43b,44b in entgegengesetzte Richtungen weisend. Die Verbindungsstücke 130a,130b der positiven Verbindungsanschlussplatte 130 sind entsprechend mit den positiven Anschlüssen 43a,44a von jeder Zelle 43,44 durch Punktschweißen verbunden zum elektrischen Verbinden der positiven Anschlüsse 43a,44a. Als nächstes wird das Paar der Verbindungsstücke 133a,133b der negativen Verbindungsanschlussplatte 133 mit jedem der negativen Anschlüsse 43b,44b der Zellen 43,44 am Umfang an vier Stellen durch Punktschweißen verbunden zum elektrischen Verbinden der negativen Anschlüsse 43b,44b. Schließlich wird das Anschlussstück 130d der positiven Verbindungsanschlussplatte 130 am Biegeabschnitt 130c übergebogen, um so das Verbindungsstück 130a zu überlappen, wodurch die Spuren des Punktschweißens im Verbindungsstück 130a durch das Anschlussstück 130d bedeckt werden. Das Verbindungsstück 133a der negativen Verbindungsanschlussplatte 133 braucht nicht bedeckt zu werden, da das Punktschweißen an Stellen in den vier Ecken des rechtwinkligen Verbindungsstück 133a ausgeführt wird und folglich die Spuren des Punktschweißens nicht zur Außenseite ausgesetzt sind, wenn an der gepackten Batterie montiert.
  • Mit diesem Befestigungs- und Verbindungsmechanismus können beide Anschlussstücke 130d und 133a, welche als positive und negative Anschlüsse funktionieren, auf einer identischen Ebene angeordnet werden, während zwei Zellen 43,44, welche parallel zueinander mit ihren Anschlüssen in gegenüberliegende Richtungen weisend angeordnet sind, parallel verbunden werden. Da beide Zellen 43,44 mit einem äußeren Rohr in diesem Mechanismus bedeckt sind, braucht die Zwischenverbindungsleitung 130e der positiven Verbindungsanschlussplatte 130 nicht mit einem Isoliermaterial bedeckt zu werden.
  • Als nächstes wird die Konstruktion der gepackten Batterie nach der dritten Ausführungsform beschrieben, bei der zwei Zellen 43,44 in paralleler Verbindung befestigt sind unter Verwendung von einer der zuvor beschriebenen Befestigungs- und Verbindungsmechanismen. Im Wege eines Beispiels wird ein Fall beschrieben, in dem zwei Zellen 43,44 mit dem ersten Befestigungs- und Verbindungsmechanismus, der zuvor beschrieben wurde, verbunden sind. Die zwei Zellen 43,44, die parallel verbunden und zusammen befestigt sind, sind auf einem Rahmenkörper 61 befestigt, der in einem Stück aus ABS-Kunststoff ausgebildet ist, wie gezeigt in 13, und eine elektrische isolierende äußere Markierung 62 ist um die Zellen gewickelt, dadurch eine parallel verbundene gepackte Batterie 63 vervollständigend, wie gezeigt in den 14A–14C.
  • In gleicher Weise wie der Rahmenkörper 20 in der ersten Ausführungsform umfasst der Rahmenkörper 61 eine erste Endflächenabdeckung 64 von ellipsoider Form, eine zweite Endflächenabdeckung 67, welche im Wesentlichen in der Form des Buchstabens B ist, welche ein Paar von Anschlussfenstern 68,69 und einen Zahn 65 in der Mitte auf einer Seite derselben, einen Verbindungsstab 70, der die Mittelabschnitte auf einer Seite von jeder der Endflächenabdeckungen 64,67, die gegenüberliegend und um eine Distanz beabstandet sind, welche der Länge der zylindrischen Zellen 43,44 entspricht, verbindet und ein Rückhaltestück 73, welches parallel zum Verbindungsstab 70 von dem Mittelabschnitt auf einer Seite der ersten Endflächenabdeckung 64 von der gegenüberliegenden Seite zum Verbindungsstab 70 vorsteht, umfasst, von denen alle einstückig ausgeformt sind.
  • Zusätzlich zu dem Vorigen, umfasst der Rahmenkörper 61 einen Abtrennungsvorsprung 72, welcher am distalen Ende auf der Unterseite des Rückhaltestücks 71 vorsteht, ein erstes Haltestück 74, welches von dem Abtrennungsvorsprung 72 parallel zum Verbindungsstab 70 sich erstreckt, ein zweites Haltestück 74, welches von dem Zahn 65 der zweiten Endflächenabdeckung 67 zu der ersten Endflächenabdeckung 64 vorsteht und ein Abtrennungsstück 77, welches an dem proximalen Ende auf der Unterseite des Rückhaltestücks 71 vorsteht, wobei alle einstückig ausgebildet sind. Der Verbindungsstab 70 hat einen Querschnitt von im Wesentlichen trapezoider Form, sodass er in einen Hohlraum passen kann, der zwischen benachbarten zylindrischen Zellen auf einer Seite (untere Seite in der Figur) ausgebildet ist. Das Rückhaltestück 71 ist dünner ausgebildet als das Rückhaltestück 24 des Rahmenkörpers 20 in der ersten Ausführungsform und sein Abtrennungsvorsprung 72 hat einen Querschnitt von im Wesentlichen trapezoider Form, sodass es in einem Hohlraum passen kann, der zwischen den benachbarten zylindrischen Zellen auf der anderen Seite (obere Seite in der Figur) passen kann, wie gezeigt in 14B.
  • Währenddessen hat die äußere Markierung 62 eine Länge, welche etwas größer ist als die Länge des Rahmenkörpers 61 und eine Breite, welche groß genug ist, um es um die gesamte Oberfläche des Rahmenkörpers 61 und die darin gehaltenen zwei Zellen 43,44 herumzuwickeln. Die äußere Markierung 62 ist aus einem wärmesensitiven oder wärmeschrumpfbaren Blatt wie PET hergestellt und ist mit Schlitzen 78 auf gegenüberliegenden seitlichen Seiten an einer Stelle zwischen dem Rückhaltestück 71 und dem ersten Stützstück 73 versehen.
  • Die zwei Zellen 43,44, welche in paralleler Verbindung befestigt sind, sind in dem Rahmenkörper 61 montiert, indem sie zwischen dem Verbindungsstab 70 und dem Rückhaltestück 71 eingesetzt sind mit dem Verbindungsstück 57b der negativen Verbindungsanschlussplatte 57 zum Rahmenkörper 61, wie gezeigt in 13. Hierbei drücken die beiden Zellen 43,44 das erste Haltestück 73 und das Rückhaltestück 71 aufwärts, wie gezeigt durch einen Pfeil, wenn sie eingesetzt werden, was bewirkt, dass die erste Endflächenabdeckung 64 sich seitlich verformt und das Rückhaltestück 71 sich leicht aufwärts verformt. Wenn das erste Haltestück 73 so lang gemacht wird wie in gepunkteten Linien gezeigt, bildet es ausreichend Elastizität aus, um auswärts auszubiegen.
  • Folglich sind beide Zellen 43,44 zwischen beide Endflächenabdeckungen 65,67 sanft eingepasst. Der Abtrennungsvorsprung 71 und der Verbindungsstab 70 mit trapezoiden Querschnitten passen entsprechend in die oberen und unteren Hohl räume, welche zwischen den äußeren Umfängen der zwei Zellen 43,44 ausgebildet sind. Dementsprechend sind die Zellen 43,44 zwischen dem Abtrennungsvorsprung 72 und dem Verbindungsstab 70 von oberen und unteren Seiten eingefasst und werden dadurch in dem Rahmenkörper 61 an vorbestimmten Positionen relativ zueinander gehalten. Des Weiteren ist das zweite Haltestück 74 zwischen den positiven und negativen Anschlussstücken 54b,57c der Zellen angeordnet, dadurch versehentlichen Kurzschluss dazwischen verhindernd.
  • Die äußere Markierung 62, die aus einem elektrisch isolierenden Kunststofffilm hergestellt ist, ist um die Zellen 43,44 und den Rahmenkörper 61 gewickelt, wonach heiße Luft von etwa 150°C–200°C auf die obere und untere Seite derselben geblasen wird, um so zu schrumpfen und zu den äußeren Oberflächen der Zellen 43,44 und dem Rahmenkörper 61 zu passen. Die Zellen 43,44 werden dann mit einem Roller von beiden seitlichen Seiten (nicht gezeigt) gepresst zum Glätten von jeglichen Knicken oder Luftblasenvorsprüngen. Dadurch sind die beiden Zellen 43,44 und der Rahmenkörper 61 sicher zusammen befestigt durch die äußere Markierung 62, die gepackte Batterie 63 vervollständigend. In dieser gepackten Batterie 63 sind das positive Verbindungsanschlussstück 54b, welches die positiven Anschlüsse 43a,44a von beiden zylindrischen Zellen 43,44 verbindet, und das negative Verbindungsanschlussstück 57c, welches die negativen Anschlüsse 43b,44b verbindet, zur Außenseite durch jedes Anschlussfenster 68,69 in der zweiten Endflächenabdeckung 67 ausgesetzt, um so mit den Anschlüssen einer elektrischen Anwendung verbindbar zu sein.
  • Gemäß der zuvor beschriebenen gepackten Batterie 63 können zwei Zellen 43,44 zusammen in einem einfachen Verfahrensschritt verbunden werden unter Verwendung von positiven und negativen Verbindungsanschlussplatten 54,57 und Isolierband 58, welche alle einfach konstruierte kostenunintensive Elemente sind, wodurch sowohl das positive als auch das negative Anschlussstück 54b,57c auf einer identischen Ebene angeordnet werden können, sogar wenn die Zellen parallel verbunden sind. Im Gegensatz dazu ist in einer konventionellen gepackten Batterie von paralleler Verbindung einer Verdrahtung zu den positiven und negativen Anschlüssen der zwei Zellen bereitgestellt und weiter sind die Drähte mit Kunststoff oder einem wärmeschrumpfbaren Schlauch bedeckt. Die Verdrahtungselemente und äußeren Anschlüsse sind separat bereitgestellt, wodurch deren innere Konstruktion verhältnismäßig kompliziert ist.
  • Des Weiteren, während die Zellen 43,44 teilweise in den gepackten Batterien 52,53 der ersten und zweiten Ausführungsformen ausgesetzt sind, ist die äußere Markierung 62 um die gesamten Oberflächen der Zellen 43,44 und den Rahmenkörper 61 in dieser Ausführungsform gewickelt, in der ein Eindruck 66, der einen Querschnitt entsprechend zu dem Zahn 65 aufweist, ausgebildet ist, in einem Abschnitt zwischen der Spitze des Rückhaltestücks 71 und der zweiten Endflächenabdeckung 67. Dieser Eindruck 66 kann dank dem Paar der Haltestücke 73,74 ausgebildet werden, welche an Stellen bereitgestellt sind, um so die Enden der äußeren Markierung 62 zu stützen. Beide seitlichen Seitenkanten der äußeren Markierung 62 können dadurch überlappend übereinander sein, was es möglich macht, sie einfach durch Zuführen von heißer Luft zu fixieren, da es nicht erforderlich ist, einen Klebstoff auf die gesamte Oberfläche von einer Fläche der äußeren Markierung 51 aufzutragen, wie in der ersten oder zweiten Ausführungsform.
  • Die zuvor beschriebene gepackte Batterie 63 kann in zwei verschiedenen Arten ausgebildet sein, mit 1,5V Ausgangsspannung unter Verwendung von zwei 1,5V Zellen und 3V Ausgangsspannung unter Verwendung von zwei 3V Zellen. Merkmale zum Unterscheiden dieser unterschiedlichen Ausgangsspannungsspezifikationen sind in Gestalt der Unterschiede in der Tiefe und Länge des Eindrucks 66 bereitgestellt. Insbesondere ist der Eindruck 66 in der gepackten Batterie 63 mit 1,5V Ausgangsspannungsspezifikation tiefer und kürzer gemacht als derjenige der gepackten Batterie mit 3V Ausgangsspannungsspezifikation, während die Dicke von beiden Arten von gepackten Batterien die gleiche ist. Das Verhältnis zwischen diesen zwei Arten von gepackten Batterien und den Batteriehaltern von elektrischen Anwendungen, für welche jeder dieser gepackten Batterien verwendet wird, wird im Folgenden beschrieben.
  • 15 ist eine perspektivische Ansicht, welche die gepackte Batterie 63 und einen Batteriehalter 80 einer elektrischen Anwendung 79 zeigt. Die Form eines Batterieeinführungslochs 81 des Batteriehalters 80 ist in Übereinstimmung mit der äußeren Konfiguration des Querschnitts der gepackten Batterie 63 ausgebil det und sie ist identisch für beide Arten der gepackten Batterien. Positive und negative Kontaktanschlüsse 82,83 sind an dem Ende im Inneren des Batteriehalters 80 bereitgestellt zum Kontaktieren in elektrischer Verbindung mit den positiven und negativen Verbindungsanschlussstücken 54b,57c der gepackten Batterie 63, welche durch die Anschlussfenster 68,69 vorstehen. Des Weiteren ist im Inneren des Batteriehalters 80 eine Führungsschiene 84 bereitgestellt, welche einen im Wesentlichen trapezoiden Querschnitt mit der Tiefe und Länge entsprechend des Eindrucks 66 der gepackten Batterie aufweist, sich erstreckend von zwischen den Anschlüssen 82,83 zu dem Batterieeinführungsloch 81.
  • Wenn eine gepackte Batterie mit 3V Ausgangsspannungsspezifikation irrtümlich in die elektrische Anwendung 79 eingesetzt wird, welche eine 1,5V gepackte Batterie benötigt, stößt die zweite Endflächenabdeckung 67, welche den Zahn 65 von kleinerer Tiefe hat als derjenige der 1,5V gepackten Batterie, gegen das distale Ende der Führungsschiene 84, dadurch verhindernd, dass die gepackte Batterie in den Batteriehalter 80 eingesetzt wird. Es ist folglich unmöglich, eine gepackte Batterie mit einer 3V Ausgangsspannung in eine elektrische Anwendung zu montieren, welche durch eine 1,5V Leistungsquelle angetrieben wird, und der Benutzer kann vollständig den Fehler erkennen und wird es unverzüglich stoppen, die Montage derselben zu versuchen. Es kann sichergestellt werden, dass die elektrische Anwendung davor geschützt wird, durch Fehlgebrauch einer 3,5V gepackten Batterie beschädigt zu werden.
  • Andererseits, wenn eine gepackte Batterie mit 1,5V Ausgangsspannungsposition irrtümlich in die elektrische Anwendung 79 eingesetzt wird, welche eine 3V gepackte Batterie erfordert, wird die Führungsschiene 84, welche eine etwas größere Länge hat als diejenige des Batteriehalters 80 für eine 1,5V gepackte Batterie, die gepackte Batterie stoppen, wenn der Abtrennungsvorsprung 72 an der Spitze des Rückhaltestücks 71 der gepackten Batterie das distale Ende der Führungsschiene 84 berührt. Daher kann die gepackte Batterie nicht vollständig in den Batteriehalter 80 eingesetzt werden. Es ist folglich unmöglich, eine gepackte Batterie mit einer 1,5V Ausgangsspannung in eine elektrische Anwendung zu montieren, welche durch eine 3V Leistungsquelle angetrieben wird und der Benutzer kann vollständig den Fehler erkennen und wird unmittelbar anhalten, die Montage derselben zu versuchen. Es kann sichergestellt werden, dass ein Problem, worin die elektrische Anwendung nicht normal arbeitet, verhindert werden kann. Darüber hinaus haben beide zuvor beschriebenen gepackten Batterien auch ein Merkmal zum Verhindern der umgekehrten Einführung derselben, da sie nicht mit einem Zahn 30 in ihren ersten Endflächenabdeckungen 64 versehen sind und daher es erlauben, nur von der Seite der zweiten Endflächenabdeckung 67 eingesetzt zu werden.
  • Weiterhin sind in der elektrischen Anwendung 79, welche in 15 gezeigt ist, deren Antriebsleistungsquelle 3V ist, ein anderes Paar von positiven und negativen Kontaktanschlüssen 88,89 bereitgestellt an der inneren Seite einer Abdeckung 87 des Batteriehalters 80. Dies macht es möglich, zwei 1,5V Trockenzellen 90 als Ersatz für die 3V parallelverbundene gepackte Batterie zu verwenden. D.h., zwei Trockenzellen 90 können in einer Anordnung, wie durch imaginäre Linien in der Figur gezeigt, in den Batteriehalter 80 eingesetzt werden und das Batterieeinführungsloch 81 wird durch die Abdeckung 87 geschlossen. Die zwei 1,5V Trockenzellen 90 sind dann seriell verbunden, erzeugend eine 3V Antriebspannung.
  • 16 ist eine perspektivische Ansicht, welche einen Produktionsverfahrensschritt einer gepackten Batterie 91 zeigt, eine modifizierte Form der gepackten Batterie 63 der dritten Ausführungsform, und 17 ist ein Querschnitt in Breitseitsrichtung dieser gepackten Batterie 91. Der Unterschied zwischen dieser gepackten Batterie 91 und der gepackten Batterie 63 der dritten Ausführungsform liegt darin, dass die zwei Zellen 43,44 und der Rahmenkörper 61 mit zwei separaten äußeren Markierungen 92,93 bedeckt sind. Die Konstruktion der Befestigung und Verbindung der zwei Zellen in parallel unter Verwendung von positiven und negativen Verbindungsanschlussplatten 54,57 und Isolierband 58 und die Montage dieser in den Rahmenkörper ist identisch mit derjenigen der dritten Ausführungsform.
  • Eine erste äußere Markierung 92 ist aus dem gleichen Material wie diejenige der äußeren Markierung 62 in der dritten Ausführungsform ausgebildet, wie beispielsweise wärmeschrumpfbare Folie, welche erhalten wird, indem PET einem Streckungsvorgang ausgesetzt wird. In gleicher Weise zu der äußeren Markierung 51 in der ersten und zweiten Ausführungsform ist die erste äußere Markie rung 92 in einer rechtwinkligen konvexen Form ausgebildet mit einem Abschnitt, der dem Teil zwischen dem distalen Ende des Rückhaltestücks 71 und der zweiten Endflächenabdeckung 67 entspricht, welches eine kleinere Breite als der andere Teil hat. Andererseits ist die zweite äußere Markierung 93 aus einem nicht wärmeschrumpfbaren Material hergestellt wie nicht gestrecktem PET und ist rechtwinklig in der Form ausgebildet, um so den Teil der Zellen 43,44 zu bedecken, der nicht durch die erste äußere Markierung 92 bedeckt ist. Dementsprechend hat diese gepackte Batterie 91 einen Eindruck 66, wo die zweite äußere Markierung 93 befestigt ist, während die anderen äußeren Oberflächen der gepackten Batterie durch die erste äußere Markierung 92 bedeckt sind, wie aus 17 erkannt werden kann.
  • Es ist bevorzugt, die gesamte Oberfläche der gepackten Batterie mit einer wärmesensitiven oder wärmeschrumpfbaren äußeren Markierung 62 zu umwickeln, wie in der dritten Ausführungsform in Hinsicht auf ihre integrale Ausführung. Jedoch wird, sollte die gepackte unter eine Hochtemperaturatmosphäre von über 100°C gehalten werden, die thermische Schrumpfung der äußeren Markierung 62 beschleunigt, wodurch ein Risiko besteht, dass die äußere Markierung 62 im Abschnitt des Eindrucks 66 von der Zelloberfläche getrennt wird und flach wird, wie gezeigt durch zweifach strichpunktierte Linien in 17 zum Zwecke des Vergleichs. Der Eindruck 66 kann verschwinden aufgrund einer Verformung der äußeren Markierung, in diesem Fall besteht kein Merkmal zum Verhindern des Fehlgebrauchs der gepackten Batterie oder sogar kann die gepackte Batterie nicht in den entsprechenden Batteriehalter 80 eingesetzt werden.
  • Im Gegensatz zum Zuvorstehenden kann der Eindruck 66 in der gepackten Batterie 91 aufrechterhalten werden sogar wenn die gepackte Batterie unter einer Hochtemperaturatmosphäre von über 100°C gehalten wird, weil die zweite äußere Markierung 93 frei von Verformung ist. Abgesehen hiervon kann, wenn anstelle der zuvor beschriebenen nicht wärmeschrumpfbaren Markierung ein Material verwendet wird für die zweite äußere Markierung 93, welches bei einer bestimmten Temperatur schrumpft in der gepackten Batterie 91, die zweite äußere Markierung 93 als ein Temperatursensor der gepackten Batterie 91 verwendet werden, wodurch eine gepackte Batterie erkannt werden kann, welche einer Atmosphäre einer bestimmten Temperatur ausgesetzt worden ist.
  • 18 ist ein perspektivische Ansicht, welche von einem Ende ein Zellgehäuse 94 zeigt, das in einer gepackten Batterie nach einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird und 19 ist eine perspektivische Ansicht, welche das gleiche Zellgehäuse 94 von dem anderen Ende aus zeigt. Das Zellgehäuse 94 hat eine erste und eine zweite Endflächenabdeckung 97,98, eine Bodenwand 99, einen Abtrennungsvorsprung 100 und Seitenwände 101, welche alle einstückig aus beispielsweise ABS-Kunststoff ausgebildet sind, in einer solchen Form, dass sie zwei zylindrische Zellen darin aufnehmen kann. Diese Konstruktion ist identisch mit dem Zellgehäuse 31, welches für die gepackte Batterie 52 der zweiten Ausführungsform verwendet wird und der Unterschied liegt darin, dass das Paar der Anschlussfenster 104,107 in rechtwinkliger Form ausgebildet ist und dass das Zellgehäuse 94 ein Abtrennungsstück 108 in der zweiten Endflächenabdeckung 98 und ein Paar von Durchgangslöchern 109,109 in der Bodenwand 99 diagonal zueinander aufweist.
  • In der Mitte in der Breitseitsrichtung der Bodenwand 99 ist der schienenähnliche Abtrennungsvorsprung 100 ausgebildet, um aufwärts entlang einer Längswärtsrichtung vorzustehen. Die Bodenwand 99 hat eine Länge und Breite solcherart, dass zwei parallel angeordnete und sich berührende zylindrische Zellen darauf auf beiden Seiten des Abtrennungsvorsprungs 100 angeordnet werden können. Der Abtrennungsvorsprung 100 hat einen trapezoiden Querschnitt, sodass er in den Hohlraum passen kann, der durch die äußeren Umfänge der zwei eng benachbarten zylindrischen Zellen auf der unteren Seite ausgebildet ist. Die zylindrischen Zellen sind folglich entsprechend auf beiden Seiten durch den Abtrennungsvorsprung 100 und die beiden Seitenwände 101 gehalten.
  • Die erste Endflächenabdeckung 97 ist im Wesentlichen in der Form des Buchstabens D ausgebildet, sodass sie beide Endflächen der zwei benachbarten zylindrischen Zellen, welche beieinanderliegend im engen Kontakt miteinander angeordnet sind, bedecken kann und ist mit einem gestuften Abschnitt 102 versehen, der eine Anschlussplatte aufnimmt und rückhält, welche später beschrieben wird. Die zweite Endflächenabdeckung 98 hat, während sie solcherart geformt ist, um die beiden Endflächen der zwei zylindrischen Zellen in gleicher Weise zu der ersten Endflächenabdeckung 97 zu bedecken, ihre eine längere Seite (obere Seite in der Figur) in Übereinstimmung mit der äußeren Form der zwei zylindri schen Zellen ausgebildet mit einem Zahn 103 in der Mitte ausgeformt. Die zweite Endflächenabdeckung 98 hat weiterhin ein Paar von rechtwinkligen Anschlussfenstern 104,107 an Stellen gegenüberliegend und abwärts versetzt von der Mitte der Endflächen der beiden zylindrischen Zellen, wenn sie auf der Bodenwand 99 platziert sind. Ein Unterscheidungsmerkmal dieses Zellgehäuses 94 im Vergleich zum Rahmenkörper 61 der dritten Ausführungsform ist, dass die ersten und zweiten Endflächenabdeckungen 97,98 mit rechtwinkligen Kanten 110,111 ausgebildet sind, welche entsprechend an beiden Enden von ihren linear geformten unteren längeren Seiten vorstehen.
  • Das Abtrennungsstück 108 erstreckt sich vertikal von der oberen Oberfläche des Abtrennungsvorsprungs 100 in der Mitte zwischen den Anschlussfenstern 104,107 auf der inneren Seite der zweiten Endflächenabdeckung 98. Das Paar von Durchgangslöchern 109 ist in der Bodenwand 99 an den diagonal gegenüberliegenden Enden auf beiden Seiten des Abtrennungsvorsprungs 100 ausgebildet. Diese sind bereitgestellt zum Zweck der Aufnahme von ringförmigen Vorsprüngen in dem Abdichtungsabschnitt der Zellen, welche in diesem Zellgehäuse 94 montiert sind, was später beschrieben wird.
  • 20 ist eine perspektivische Ansicht, welche einen Produktionsverfahrensschritt der gepackten Batterie der vierten Ausführungsform zeigt, unter Verwendung des zuvor beschriebenen Zellgehäuses 94, und 21 ist eine seitliche Ansicht, welche eine fertiggestellte gepackte Batterie 112 zeigt. Dieses Zellgehäuse 94 wird verwendet zum Zusammenstellen einer gepackten Batterie 112, bei der zwei zylindrische Lithiumzellen 113,114 in Reihe verbunden sind. Insbesondere haben die zylindrischen Lithiumzellen 113,114, welche in dieser gepackten Batterie 112 verwendet werden, auswärts vorstehende ringförmige Vorsprünge 113c,114c, welche durch ihre Abdichtungsabschnitte auf den äußeren Oberflächen in der Nähe ihrer positiven Anschlüsse 113a,114a ausgebildet sind.
  • Als nächstes werden die Herstellungsverfahrensschritte der gepackten Batterie 112, welche mit dem Zellgehäuse 94 zusammengesetzt ist, beschrieben. Als erstes werden zwei zylindrische Lithiumzellen 113,114 Seite an Seite in engem Kontakt mit ihren entsprechenden Längsachsen parallel zueinander und mit ihren entsprechenden positiven und negativen Anschlüssen 113a,114a,113b,114b gegenüberliegend zueinander angeordnet solcherart angeordnet, dass ihre Endflächen auf einer identischen Ebene positioniert sind. Zwei identische kreisförmige Anschlussplatten 117,117 werden entsprechend mit dem positiven Anschluss 113a der Zelle 113 und dem negativen Anschluss 114b der Zelle 114 benachbart zueinander durch Punktschweißen verschweißt unter Verwendung von Schweißelektroden (nicht gezeigt), während ein Verbindungsstück 118 von rechtwinkliger Form an seinen beiden Enden mit dem positiven Anschluss 114a und dem negativen Anschluss 113b beieinanderliegend an dem anderen Ende der Zellen durch Punktschweißen unter Verwendung von Schweißelektroden verschweißt wird. Dadurch sind beide Zellen 113,114 in Reihe verbunden und zusammen in einem vorbestimmten Positionsverhältnis zueinander verbunden.
  • Die Anschlussplatten 117, welche an jeden der positiven und negativen Anschlüsse 113a,114b geschweißt sind, sind in einer identischen, kreisförmigen, flachen Form ausgebildet, was es ermöglicht, dass sie zu geringen Kosten hergestellt werden. Materialkosten können dadurch reduziert werden. Des Weiteren kann das Schweißen bei einer hohen Geschwindigkeit ausgeführt werden, da die kreisförmige Anschlussplatte 117 nicht in einer bestimmten Richtung positioniert zu werden braucht. Die Zellen 113,114, welche miteinander verbunden sind, werden auf der Bodenwand 99 auf beiden Seiten des Abtrennungsvorsprungs 100 in dem Zellgehäuse 94 platziert. Hiervor wird ein Cyanacrylat-Kunststoffklebstoff des nicht weißenden Typs auf den Mittelabschnitt der Bodenwand 99 in ihrer Längsrichtung aufgetragen. Folglich werden, wenn die Zellen 113,114 in das Zellgehäuse 94 eingesetzt werden, sie verklebt und damit verbunden. Durch Verwenden eines CyanacrylathKunststoffklebstoffs von einer Art, in der keine Gasweißung auftritt im Prozess des Verbindens des Zellen 113,114 mit dem Zellgehäuse 94, kann eine Beschädigung der äußeren Erscheinung der gepackten Batterie 112 durch den geweißten Klebstoff verhindert werden.
  • Nach dem Einführen in das Zellgehäuse 94 wird jede der Zellen 113,114 stabil durch die Bodenwand 99, den Abtrennungsvorsprung 100 und die Seitenwände 101 gehalten. Das Verbindungsstück 118 passt in den gestuften Abschnitt 102 in der ersten Endflächenabdeckung 97, während die ringförmigen Vorsprünge 113c,114c auf jeder der Zellen 113,114 in die Durchgangslöcher 109 passen, wodurch das Rückhalten der Zellen 113,114 im Zellgehäuse 94 weiter stabilisiert wird. Jede Anschlussplatte 117 ist zur Außenseite ausgesetzt durch die Anschlussfenster 104,107. Das Abtrennungsstück 108, welches in der zweiten Endflächenabdeckung 98 zwischen den Anschlussfenstern 104,107 bereitgestellt ist, verhindert, dass das Paar der Anschlussplatten 117 versehentlich kurzgeschlossen wird während des Herstellungsvorgangs.
  • Die Anschlussplatten 117 sind an zwei Stellen mit den Endflächen der Zellen 113,114 solcherart punktgeschweißt, dass sie von der Mitte der Zellen versetzt sind, wie gezeigt in 21, in Richtung zu einer Seite, wo die Anschlussfenster 104,107 der zweiten Endflächenabdeckung 98 angeordnet sind. Daher ist die Öffnung der Anschlussfenster 104,107 vollständig mit den Anschlussplatten 117 verschlossen, während die Spuren des Punktschweißens durch die zweite Endflächenabdeckung 98 bedeckt sind, da sie im Wesentlichen in der Mitte der Endflächen der Zellen 113,114 positioniert sind.
  • Eine wärmesensitive oder wärmeschrumpfbare äußere Markierung 120 wird dann um die äußere Oberfläche des Zellgehäuses 94 und die Zellen 113,114 herumgewickelt und daran befestigt, wodurch eine gepackte Batterie 112 vervollständigt wird, in der zwei Zellen 113,114 in Reihe verbunden und sicher zusammen verbunden sind. Der Verfahrensschritt des Wickelns der äußeren Markierung 120 kann einfach ausgeführt werden, da beide Zellen 113,114 und das Zellgehäuse 94 zusammen durch den Klebstoff vorhergehend verbunden sind. Wenn die Zellen 113,114 und das Zellgehäuse 94 nicht aneinander befestigt sind, wird der Prozess des Wickelns der äußeren Markierung 120 komplizierter als es erforderlich ist um die Zellen davor zu bewahren, nicht aus dem Zellgehäuse 94 zu fallen.
  • Ein wärmesensitives oder ein wärmeschrumpfbares Material wie PET wird für die äußere Markierung 120 verwendet. Die äußere Markierung 120 hat eine Länge, welche etwas größer ist als diejenige des Zellgehäuses 94 und eine Breite, welche groß genug ist, um sie um das Zellgehäuse 94 und zwei darauf montierte Zellen 113,114 zu wickeln mit rechtwinkligen Ausschnitten 115 an vier Ecken, wie gezeigt in 20. 22 ist eine perspektivische Ansicht der gepackten Batterie 112 und eines Batteriehalters 122 einer elektrischen Anwendung 121. Wie in der Figur gezeigt stoßen die seitlichen Kanten der äußeren Markierung 120 aneinander an über die gesamte Länge der Zellen, wenn die Markierung um die Zellen 113,114 gewickelt ist, einen Eindruck 123 in der Mitte in der Breitseitsrichtung der gepackten Batterie 112 ausbildend.
  • In 22 hat das Batterieeinführungsloch 124 des Batteriehalters 122 eine Öffnung, die in Übereinstimmung mit dem Querschnitt der gepackten Batterie 112 geformt ist. Positive und negative Kontaktanschlüsse 127,128 sind an dem Ende im Inneren des Batteriehalters 122 bereitgestellt zum Kontaktieren in elektrischer Verbindung mit den positiven und negativen Anschlussplatten 117 der gepackten Batterie 112 durch die Anschlussfenster 104,107. Des Weiteren ist eine Führungsschiene 129 bereitgestellt, welche einen Querschnitt mit einer Tiefe und einer Länge aufweist, welche der Tiefe und Länge des Eindrucks 123 in der gepackten Batterie 123 entspricht, von zwischen den Anschlüssen 127,128 an dem innersten Ende zu dem Batterieeinführungsloch 124 im Batteriehalter 122.
  • Die zuvor beschriebene gepackte Batterie 112 kann zusammengesetzt sein mit zwei 3V Zellen, um so eine 6V Ausgangsspannung zu haben, ist aber unterscheidbar von den gepackten Batterien 52,53,63 der vorangegangenen ersten bis dritten Ausführungsformen darin, dass die Anschlussfenster 104,107 an Positionen bereitgestellt sind, welche von der Mitte von jeder Zelle 113,114 versetzt sind. Daher werden die Anschlussplatten 117 nicht mit den Anschlüssen im Batteriehalter verbunden, selbst wenn diese gepackte Batterie 112 mit 6V Ausgangsspannungsspezifikation irrtümlich in den Batteriehalter einer elektrischen Anwendung eingesetzt wird, welcher jegliche der 3V gepackten Batterien 52,53,63 der ersten bis dritten Ausführungsformen als Leistungsquelle benötigt. Dementsprechend kann eine Beschädigung der elektrischen Anwendung, welche durch Fehlgebrauch der 6V gepackten Batterie verursacht wird, verhindert werden.
  • Des Weiteren macht das Vorhandensein der Führungsschiene 129, welche die Länge aufweist, die sich über die gesamte Länge des Batteriehalters 122 erstreckt, es unmöglich, entweder eine der gepackten Batterien 52,63 der ersten und dritten Ausführungsformen in den Batteriehalter 122 der elektrischen Anwendung 121 einzusetzen, welche die 6V gepackte Batterie 112 von dieser Ausführungsform benötigt. Auch werden, selbst wenn die gepackte Batterie 53 der zweiten Ausführungsform unter Kraftaufwand in den Batteriehalter 122 einführbar ist, die Anschlüsse der Zellen nicht mit den Anschlüssen innerhalb des Batteriehalters 122 verbunden. Daher wird in jedem Fall der Ärger der Fehlfunktion der elektrischen Anwendung aufgrund des Fehlgebrauchs der gepackten Batterie, welche eine Ausgangsspannung aufweist, die niedriger als 6V ist, verhindert.
  • Die gepackte Batterie 112 kann zusammengesetzt sein mit einer 3V Ausgangsspannungsspezifikation, wenn zwei 1,5V zylindrische Zellen verwendet werden und mit einer 6V Ausgangsspannungsspezifikation, wenn zwei 3V zylindrische Zellen verwendet werden. In dem Fall der Herstellung und des Verkaufs von zwei Arten dieser gepackten Batterie 112 mit verschiedenen Ausgangsspannungsspezifikationen wird Fehlgebrauch verhindert durch Bereitstellen eines Unterschieds in der Tiefe des Eindrucks 123. D.h., die Tiefe des Eindrucks 123 der gepackten Batterie mit 6V Ausgangsspannungsspezifikation wird kleiner gesetzt als diejenige der gepackten Batterie mit 3V Ausgangsspannungsspezifikation. Der Querschnitt der Führungsschiene 129 ist dementsprechend geändert entsprechend der Form des Eindrucks 123 von jedem Typ der gepackten Batterie 112. Dadurch wird das Einführen der 6V gepackten Batterie in den Batteriehalter einer elektrischen Anwendung, welche mit 3V Leistung betrieben wird, durch die Führungsschiene 129 verhindert.
  • Industrielle Anwendbarkeit
  • Wie zuvor beschrieben ermöglicht die gepackte Batterie der vorliegenden Erfindung, dass eine Vielzahl von Zellen in einem vorbestimmten Positionsverhältnis zueinander gehalten werden unter Verwendung eines integral ausgeformten Rahmenkörpers oder Zellgehäuses, wodurch die Anzahl der Bauteile verringert wird und der Montagevorgang vereinfacht wird. Die gesamten Produktionskosten können reduziert werden und die Festigkeit der gepackten Batterie kann erhöht werden. Die vorliegende Erfindung ist folglich nützlich im Bereich der Herstellung gepackter Batterien.

Claims (18)

  1. Gepackte Batterie, umfassend: eine Vielzahl von Zellen 43, 44, welche miteinander in serieller oder paralleler Verbindung verbunden sind und mit ihren Achsen parallel zueinander und ihren äußeren Oberflächen benachbart zueinander oder im Kontakt miteinander angeordnet sind und mit ihren angrenzenden Elektrodenanschlüssen elektrisch miteinander an wenigstens einem Ende mit einem Verbindungsstück verbunden sind; einen Rahmenkörper 20, 31, in dem die Zellen befestigt sind, beinhaltend ein Paar von ersten und zweiten Endflächenabdeckungen 21, 22, 32, 33, welche entsprechend die gesamte Oberfläche der Endflächen der benachbarten Zellen an beiden Enden abdecken, einen Verbindungsstab 23, 34 zum Verbinden des Paares der Endflächenabdeckungen gegenüberliegend zu einander in einem Abstand, der einer Länge der Zellen entspricht; und eine wärmeempfindliche oder wärmeschrumpfbare äußere Markierung 51, 120, die um die äußere Oberfläche der Zellen und den Rahmenkörper herumgewunden und daran befestigt ist, worin die Zellen an ihren längsseits gelegenen Enden durch die Endflächenabdeckungen und an ihren breitseits gelegenen Seiten durch den Verbindungsstab und die äußere Markierung 51, 120 gehalten werden, dadurch in dem Rahmenkörper gehalten werden, die zweite Endflächenabdeckung hat eine Vielzahl von Anschlussfenstern 28, 29, 39, 40 zum Ermöglichen, dass die Elektrodenanschlüsse der Zellen zur Außenseite ausgesetzt sind und die zweite Endflächenabdeckung hat einen Zahn 30, 35 übereinstimmend mit der äußeren Form von einem Ende der miteinander verbundenen Zellen.
  2. Batterie nach Anspruch 1, weiterhin umfassend ein Rückhaltestück 24, welches kürzer ist als der Verbindungsstab und an der ersten Endflächenabdeckung 21 bereitgestellt ist, um parallel zum Verbindungsstab vorzustehen, wobei die Endflächenabdeckungen, der Verbindungsstab und das Rückhaltestück in einem Stück ausgeformt sind.
  3. Batterie nach Anspruch 2, worin die erste Endflächenabdeckung 21 einen dünnen Abschnitt 27 aufweist, in den das an einem Ende der Zellen befestigte Verbindungsstück 47 hineinpasst; der Verbindungsstab und das Rückhaltestück beide einen solchen Querschnitt haben, dass sie in eine Wölbung zwischen den angrenzenden Zellen passen können; und das Rückhaltestück eine Länge von 1/3 bis 1/2 des Verbindungsstabs hat.
  4. Batterie nach Anspruch 2, worin die erste Endflächenabdeckung ellipsenförmig ausgeformt ist, während die zweite Endflächenabdeckung im wesentlichen in der Form des Buchstabens B ausgeformt ist, und worin der Zahn 30, 35 der zweiten Endflächenabdeckung eine Tiefe hat, welche variiert entsprechend einer Ausgangsspannungsspezifikation der gepackten Batterie.
  5. Batterie nach Anspruch 2, worin das Rückhaltestück 24 eine Länge hat, welche variiert entsprechend einer Ausgangsspannungsspezifikation der kompakten Batterie.
  6. Batterie nach Anspruch 2, worin alle Zellen in einer gleichen Richtung mit ihren positiven Anschlüssen 43a, 44a angrenzend und elektrisch miteinander verbunden durch ein positives Verbindungsstück 54a angeordnet sind, welches an den positiven Anschlüssen angeschweißt ist und mit ihren negativen Anschlüssen 43b, 44b elektrisch miteinander verbunden durch ein negatives Verbindungsstück 57a, welches mit den negativen Anschlüssen verschweißt ist; ein Isolierband 58 ist an dem positiven Verbindungsstück befestigt; ein positives Anschlussstück 54b ist elektrisch mit dem positiven Verbindungsstück verbunden; ein negatives Anschlussstück 57c, welches eine gleiche Dicke hat wie das positive Anschlussstück, ist elektrisch mit dem negativen Verbindungsstück durch ein Verbindungselement 57b ver bunden; und das positive Anschlussstück 54b und das negative Anschlussstück 57c sind auf dem Isolierband 58 festgehaftet, welches an dem positiven Verbindungsstück befestigt ist.
  7. Batterie nach Anspruch 6, worin das positive Anschlussstück 54b integral geformt ist mit dem positiven Verbindungsstück 54a, um so biegbar zu sein relativ zu dem positiven Verbindungsstück, während das negative Anschlussstück 57c mit dem negativen Verbindungsstück 57a in solcher Weise in Verbindung steht, dass das verbindende Element 57b sich von dem negativen Verbindungsstück in einer senkrechten Richtung erstreckt und das negative Anschlussstück 57c integral mit dem distalen Ende des verbindenden Elements ausgebildet ist, um solcher Art biegbar relativ dazu zu sein; und das positive Anschlussstück 54b und das negative Anschlussstück 57c sind entsprechend gebogen, um an dem Isolierband 58 festgehaftet zu sein, welches an dem positiven Verbindungsstück befestigt ist.
  8. Batterie nach Anspruch 5, worin ein Klebstoff auf beide Seiten des Isolierbandes zuvor aufgebracht ist.
  9. Batterie nach Anspruch 2, worin die Zellen in entgegengesetzten Richtungen angeordnet sind und ihre entsprechenden positiven Anschlüsse durch Schweißen von Verbindungsstücken 130a, 130 eines positiven Anschlussverbindungselementes 130 entsprechend an jeden der positiven Anschlüsse der Zellen elektrisch miteinander verbunden sind, wobei die Verbindungsstücke an beiden Enden einer Verbindungsleitung 130e in elektrischer Verbindung dazu bereitgestellt sind, während entsprechende negative Anschlüsse elektrisch miteinander verbunden sind durch Verschweißen der beiden Enden eines negativen Anschlussverbindungselements 131 mit den negativen Anschlüssen von jeder der Zellen.
  10. Batterie nach Anspruch 9, worin die Zellen nicht mit einem äußeren Rohr bedeckt sind und die beiden Enden des negativen Anschlussverbindungselementes mit der äußeren Oberfläche des Zellgehäuses von jeder Zelle verschweißt sind.
  11. Batterie nach Anspruch 2, worin die wärmeempfindliche oder wärmeschrumpfbare äußere Markierung 51 um die gesamte äußere Oberfläche der Zellen und des Rahmenkörpers mit der Ausnahme eines Teils des distalen Endes des Rückhaltestücks in der ersten Endflächenabdeckung zu der zweiten Endflächenabdeckung herumgewickelt und damit verbunden ist.
  12. Batterie nach Anspruch 2, worin der Rahmenkörper 61 ein erstes Haltestück 73 beinhaltet, welches integral mit dem distalen Ende des Haltestücks 71 der ersten Endflächenabdeckung 64 ausgeformt ist, um so abgestuft und dünner zu sein als das Rückhaltestück, um so in eine Auswölbung zwischen den benachbarten Zellen zu passen und ein zweites Haltestück 74 integral mit der zweiten Endflächenabdeckung 67 gegenüberliegend zum ersten Haltestück ausgeformt ist, um in die Wölbung zwischen den benachbarten Zellen zu passen, während die wärmeempfindliche oder wärmeschrumpfbare äußere Markierung 62 um die gesamte äußere Oberfläche der Zellen und des Rahmenkörpers herumgewickelt und damit verbunden ist, wobei die äußere Markierung mit Schlitzen 78 ausgebildet ist, so dass sie zu der äußeren Form der Zellen und des Rahmenkörpers passt und so dass ein Abschnitt der äußeren Markierung entsprechend zu einem Teil der Zellen von dem distalen Ende des Rückhaltestücks in der ersten Endflächenabdeckung zu der zweiten Endflächenabdeckung gestützt wird durch das erste Haltestück und das zweite Haltestück.
  13. Batterie nach Anspruch 2, worin die äußere Markierung 92 des wärmeschrumpfbaren Materials um die äußere Oberfläche der Zellen und den Rahmenkörper herumgewickelt und damit verbunden ist mit der Ausnahme eines Teils von dem distalen Ende des Rückhaltestücks in der ersten Endflächenabdeckung zu der zweiten Endflächenabdeckung; und eine zweite äußere Markierung 93 von nicht wärmeschrumpfbarem Material um den Teil von dem distalen Ende des Rückhaltestücks in der ersten Endflächenabdeckung zu der zweiten Endflächenabdeckung herumgewickelt und damit verbunden ist.
  14. Batterie nach Anspruch 1, worin der Verbindungsstab eine Bodenwand 34 umfasst, welche das Paar der Endflächenabdeckungen gegenüberliegend zueinander in einem Abstand, welcher einer Länge der Zellen entspricht, verbindet, und ein Abtrennungsvorsprung 38, der auf der Bodenwand entlang einer Längsseitsrichtung derselben vorspringt, wobei die Endflächenabdeckungen, die Bodenwand und der Abtrennungsvorsprung in einem Stück ausgeformt sind, worin die Zellen auf der Bodenwand entlang des Abtrennungsvorsprunges angeordnet sind und an ihren Längsseitsenden durch die Endflächenabdeckungen gehalten werden, wodurch sie in dem Zellgehäuse gehalten werden, und worin die wärmeempfindliche oder wärmeschrumpfbare äußere Markierung 120 um die gesamte äußere Oberfläche der Zellen und den Rahmenkörper herumgewickelt und damit verbunden ist.
  15. Batterie nach Anspruch 14, worin der Abtrennungsvorsprung einen Querschnitt aufweist, dass er in eine Wölbung zwischen den angrenzenden Zellen passen kann.
  16. Batterie nach Anspruch 14, worin die erste Endflächenabdeckung 32 im wesentlichen in der Form des Buchstabens D ausgeformt ist, während die zweite Endflächenabdeckung 33 im wesentlichen in der Form des Buchstabens B ausgeformt ist, der Zahn der zweiten Endflächenabdeckung eine Tiefe aufweist, welche variiert entsprechend zu einer Ausgangsspannungsspezifikation der kompakten Batterie; und die beiden Endflächenabdeckungen eine lineare Seite aufweisen, wo sie miteinander durch die Bodenwand verbunden sind, wobei die lineare Seite der Endflächenabdeckungen mit eckigen Vorsprüngen 41, 42 an beiden Enden derselben ausgeformt ist.
  17. Batterie nach Anspruch 14, worin die Zellen 113, 114 in entgegengesetzten Richtungen angeordnet sind; kreisförmige Anschlussplatten 117 von identischer Form entsprechend mit den Elektrodenanschlüssen 113a, 114b verschweißt sind, angrenzend zueinander an einem Ende der Zellen an Stel len, welche von der Mitte der Zellen versetzt sind, während die Elektrodenanschlüsse angrenzend zueinander an dem anderen Ende der Zellen miteinander elektrisch verbunden sind durch ein Verbindungsstück 118, welches damit verschweißt ist; und die zweite Endflächenabdeckung 98 des Rahmenkörpers nicht kreisförmige Anschlussfenster 104, 107 darin ausgeformt aufweist an Stellen gegenüberliegend jeweils zu den kreisförmigen Anschlussplatten.
  18. Batterie nach Anspruch 15, worin ein Abtrennungsstück 108 integral zwischen den Anschlussfenstern ausgeformt ist.
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