JP2001102087A - 電気化学電池セパレータ - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、一体の多結晶固体電解質セラミッ
クアーティファクトを形成するように焼結され得る微粒
子出発材料から、高温電気化学電池のためのセラミック
固体電解質セパレータを作る方法を提供する。 【解決手段】 該方法は、押し出し可能な混合物を形成
するように、微粒子出発材料をバインダとともに混合す
ることと、並列関係にて一体に相互接続された少なくと
も５個の多数のチューブを含む、一体の焼結可能な未加
工のアーティファクトを形成するように、混合物を押し
出すことと、焼結された多結晶セラミック固体電解質ア
ーティファクトを形成するように、未焼結のアーティフ
ァクトを焼結することとを含んでいる。
クアーティファクトを形成するように焼結され得る微粒
子出発材料から、高温電気化学電池のためのセラミック
固体電解質セパレータを作る方法を提供する。 【解決手段】 該方法は、押し出し可能な混合物を形成
するように、微粒子出発材料をバインダとともに混合す
ることと、並列関係にて一体に相互接続された少なくと
も５個の多数のチューブを含む、一体の焼結可能な未加
工のアーティファクトを形成するように、混合物を押し
出すことと、焼結された多結晶セラミック固体電解質ア
ーティファクトを形成するように、未焼結のアーティフ
ァクトを焼結することとを含んでいる。
Description
【０００１】本発明は、広くは、高温の再充電可能な電
気化学電池のためのセパレータに関する。さらに詳細に
は、本発明は、そのようなセパレータを作る方法に関す
る。
気化学電池のためのセパレータに関する。さらに詳細に
は、本発明は、そのようなセパレータを作る方法に関す
る。
【０００２】本発明によれば、一体の多結晶固体電解質
セラミックアーティファクトを形成するように焼結され
得る微粒子出発材料から、高温電気化学電池のためのセ
ラミック固体電解質セパレータを作る方法であって、 押し出し可能な混合物を形成するように、微粒子出発材
料をバインダとともに混合するステップと、 並列関係にて一体に相互接続された少なくとも５個の多
数のチューブを含む、一体の焼結可能な未加工のアーテ
ィファクトを形成するように、混合物を押し出すステッ
プと、 焼結された多結晶セラミック固体電解質アーティファク
トを形成するように、未焼結のアーティファクトを焼結
するステップとを含み、該焼結された多結晶セラミック
固体電解質アーティファクトは、焼結により一体に相互
接続され、並列的な関係で配列された少なくとも５個の
多数のセラミック固体電解質セパレータチューブを含
む、高温電気化学電池のためのセラミック固体電解質セ
パレータを作る方法が提供される。
セラミックアーティファクトを形成するように焼結され
得る微粒子出発材料から、高温電気化学電池のためのセ
ラミック固体電解質セパレータを作る方法であって、 押し出し可能な混合物を形成するように、微粒子出発材
料をバインダとともに混合するステップと、 並列関係にて一体に相互接続された少なくとも５個の多
数のチューブを含む、一体の焼結可能な未加工のアーテ
ィファクトを形成するように、混合物を押し出すステッ
プと、 焼結された多結晶セラミック固体電解質アーティファク
トを形成するように、未焼結のアーティファクトを焼結
するステップとを含み、該焼結された多結晶セラミック
固体電解質アーティファクトは、焼結により一体に相互
接続され、並列的な関係で配列された少なくとも５個の
多数のセラミック固体電解質セパレータチューブを含
む、高温電気化学電池のためのセラミック固体電解質セ
パレータを作る方法が提供される。
【０００３】固体電解質は、βアルミナまたは、できれ
ばβ”アルミナのようなナトリウムイオンの伝導体であ
れば、好都合である。微粒子出発材料は、固体電解質の
粒子の形態であってもよく、あるいは、それを焼結温度
に加熱すると、固体電解質に変質または変態される前駆
物質混合物の形態であってもよい。固体電解質が、βま
たはβ”アルミナであるとき、当該技術分野において知
られている、焼結温度に加熱された際にβまたはβ”ア
ルミナを形成するタイプのアルミニウムの適切な酸化物
または水酸化物を、ソーダおよび酸化リチウムまたはマ
グネシアから選択された組成物と共に含む粉末混合物で
あってもよい。空気中で７００℃に加熱されたときに当
該酸化物となる物質であるアルミナ酸化物、ソーダ、酸
化リチウムまたはマグネシアの前駆物質が使用されても
よい。この点について、水酸化アルミニウムは、実際
上、このタイプの酸化アルミニウムの前駆物質である。
したがって、本発明の特有の実施形態においては、微粒
子材料は、βアルミナナトリウム、β”アルミナナトリ
ウム、およびそれらの混合物からなる固体電解質のグル
ープから選択された固体電解質の前駆物質であってもよ
く、バインダは、熱可塑性特性を有するバインダ、熱硬
化性特性を有するバインダ、熱可塑性特性と熱硬化性特
性の両者を有するバインダ、およびそれらのバインダの
混合物からなるグループから選択される。
ばβ”アルミナのようなナトリウムイオンの伝導体であ
れば、好都合である。微粒子出発材料は、固体電解質の
粒子の形態であってもよく、あるいは、それを焼結温度
に加熱すると、固体電解質に変質または変態される前駆
物質混合物の形態であってもよい。固体電解質が、βま
たはβ”アルミナであるとき、当該技術分野において知
られている、焼結温度に加熱された際にβまたはβ”ア
ルミナを形成するタイプのアルミニウムの適切な酸化物
または水酸化物を、ソーダおよび酸化リチウムまたはマ
グネシアから選択された組成物と共に含む粉末混合物で
あってもよい。空気中で７００℃に加熱されたときに当
該酸化物となる物質であるアルミナ酸化物、ソーダ、酸
化リチウムまたはマグネシアの前駆物質が使用されても
よい。この点について、水酸化アルミニウムは、実際
上、このタイプの酸化アルミニウムの前駆物質である。
したがって、本発明の特有の実施形態においては、微粒
子材料は、βアルミナナトリウム、β”アルミナナトリ
ウム、およびそれらの混合物からなる固体電解質のグル
ープから選択された固体電解質の前駆物質であってもよ
く、バインダは、熱可塑性特性を有するバインダ、熱硬
化性特性を有するバインダ、熱可塑性特性と熱硬化性特
性の両者を有するバインダ、およびそれらのバインダの
混合物からなるグループから選択される。
【０００４】バインダは、熱可塑性特性と熱硬化性特性
の両者を有し、初期加熱時に熱可塑性特性を有するが、
それが熱可塑性である温度よりも高い温度に加熱された
ときには、事実上熱硬化性となる有機バインダであって
もよい。バインダの処方の形での適切なバインダは、例
えばイギリス国特許第ＧＢ１ ２７４ ２１１号に記述
されている。第ＧＢ１ ２７４ ２１１号において述べ
られているように、単一のバインダ化合物が、所要の熱
可塑性および熱硬化性特性を示すものとして提供され用
いられ得る。
の両者を有し、初期加熱時に熱可塑性特性を有するが、
それが熱可塑性である温度よりも高い温度に加熱された
ときには、事実上熱硬化性となる有機バインダであって
もよい。バインダの処方の形での適切なバインダは、例
えばイギリス国特許第ＧＢ１ ２７４ ２１１号に記述
されている。第ＧＢ１ ２７４ ２１１号において述べ
られているように、単一のバインダ化合物が、所要の熱
可塑性および熱硬化性特性を示すものとして提供され用
いられ得る。
【０００５】適切なバインダは、熱可塑性特性と熱硬化
性特性の両方を持っているので、ポリビニルブチラルで
あり、そしてそれは、フタル酸ジブチルのような可塑剤
およびメチルエチルケトンのような溶剤と一緒に使用し
てもよく、溶剤および可塑剤は、充分に均一な押し出し
可能な混合物を形成するために、βまたはβ”アルミナ
またはその前駆物質混合物のような微粒出発材料にバイ
ンダを混合するのを容易にする。しかしながら、もし
も、バンベリー混合機（Ｂａｎｂｕｒｙ ｍｉｘｅｒ）
のような高エネルギ混合機が用いられるなら、可塑剤お
よび溶剤は、原理上省くことができる。
性特性の両方を持っているので、ポリビニルブチラルで
あり、そしてそれは、フタル酸ジブチルのような可塑剤
およびメチルエチルケトンのような溶剤と一緒に使用し
てもよく、溶剤および可塑剤は、充分に均一な押し出し
可能な混合物を形成するために、βまたはβ”アルミナ
またはその前駆物質混合物のような微粒出発材料にバイ
ンダを混合するのを容易にする。しかしながら、もし
も、バンベリー混合機（Ｂａｎｂｕｒｙ ｍｉｘｅｒ）
のような高エネルギ混合機が用いられるなら、可塑剤お
よび溶剤は、原理上省くことができる。
【０００６】実際には、押し出しは、隣り合ったチュー
ブの周囲が隣接し、且つ互いに一体化されるいくぶん密
集して並列に隣接する関係で多数の未焼結アーティファ
クトのチューブを提供し、あるいはその代わりに、チュ
ーブは、押し出される材料のウェブの形で長手方向に延
びるスペーサによって、互いに離間して並列関係で配置
されてもよく、各ウェブは、２つの隣接するチューブの
周囲に一体化される側縁を有する。多数のチューブと
は、この点については、少なくとも５個のチューブ、典
型的には少なくとも１０個のチューブ、そして好ましく
は少なくとも２５個のチューブを意味している。このよ
うに、１つの実施形態においては、押し出しは、隣り合
ったチューブの周囲が互いに隣接し、且つ、焼結後は互
いに一体化される密集して並列に隣接する関係で、未焼
結アーティファクトのチューブを提供するように働いて
もよい。そして他の実施形態においては、押し出しは、
チューブが、押し出される材料のウェブの形で長手方向
に延びるスペーサによって、互いに離間して配置され、
各ウェブが、２つの隣接するチューブの周囲に一体化さ
れる側縁を有して、互いに間隔をあけて並列的な関係で
未焼結アーティファクトのチューブを提供するように働
いてもよい。
ブの周囲が隣接し、且つ互いに一体化されるいくぶん密
集して並列に隣接する関係で多数の未焼結アーティファ
クトのチューブを提供し、あるいはその代わりに、チュ
ーブは、押し出される材料のウェブの形で長手方向に延
びるスペーサによって、互いに離間して並列関係で配置
されてもよく、各ウェブは、２つの隣接するチューブの
周囲に一体化される側縁を有する。多数のチューブと
は、この点については、少なくとも５個のチューブ、典
型的には少なくとも１０個のチューブ、そして好ましく
は少なくとも２５個のチューブを意味している。このよ
うに、１つの実施形態においては、押し出しは、隣り合
ったチューブの周囲が互いに隣接し、且つ、焼結後は互
いに一体化される密集して並列に隣接する関係で、未焼
結アーティファクトのチューブを提供するように働いて
もよい。そして他の実施形態においては、押し出しは、
チューブが、押し出される材料のウェブの形で長手方向
に延びるスペーサによって、互いに離間して配置され、
各ウェブが、２つの隣接するチューブの周囲に一体化さ
れる側縁を有して、互いに間隔をあけて並列的な関係で
未焼結アーティファクトのチューブを提供するように働
いてもよい。
【０００７】押し出しは、好ましくは間欠的であり、複
数の未焼結アーティファクトは、押し出し可能な混合物
のバッチから連続的に押し出され、そして、例えばチュ
ーブを横切る方向にバッチの材料から切断されあるいは
切り取られて、該バッチの残部から分離されると考えら
る。各未焼結のアーティファクトは、焼結後に、電池セ
パレータを形成するように意図されているであろう。典
型的には、複数の未焼結アーティファクトは、押し出し
可能な混合物のバッチから押し出されるであろう。特有
の実施形態においては、押し出しは、押し出し可能な混
合物のバッチから連続的に複数の一体の焼結可能な未焼
結アーティファクトについて間欠的に行なわれ、複数の
未焼結アーティファクトは、単一の焼結するステップに
おいて同時に焼結されてもよい。
数の未焼結アーティファクトは、押し出し可能な混合物
のバッチから連続的に押し出され、そして、例えばチュ
ーブを横切る方向にバッチの材料から切断されあるいは
切り取られて、該バッチの残部から分離されると考えら
る。各未焼結のアーティファクトは、焼結後に、電池セ
パレータを形成するように意図されているであろう。典
型的には、複数の未焼結アーティファクトは、押し出し
可能な混合物のバッチから押し出されるであろう。特有
の実施形態においては、押し出しは、押し出し可能な混
合物のバッチから連続的に複数の一体の焼結可能な未焼
結アーティファクトについて間欠的に行なわれ、複数の
未焼結アーティファクトは、単一の焼結するステップに
おいて同時に焼結されてもよい。
【０００８】使用に際しては、セパレータは、（該セパ
レータの電池ハウジングへの接続のための）ヘッダを備
えるアセンブリの一部を形成し、そのヘッダの少なくと
も一部は、電子的におよび電気化学的に絶縁していてよ
く、該ヘッダは、例えば、第ＷＯ ９８／３５４００号
として公開された国際特許出願第ＰＣＴ／ＧＢ９８／０
０３８９号に記述されたように、グラッシング、すなわ
ちガラス溶接によって、その内部がチューブの内部に連
通されて、該チューブの開口端に密閉して接続されてい
る。焼結されたセパレータが、そのように電子的および
電気化学的に絶縁特性を有する適切なヘッダにガラス溶
接されてもよい。該ヘッダの反対側の、すなわちヘッダ
から遠いセパレータの端部は、チューブ内または該チュ
ーブ間の空間に通じ、且つ該チューブと並んで延びる複
数の開口を有し、該チューブのうちのいくつかは、典型
的には、１またはそれ以上の焼結されたチューブと同じ
材料からなる閉塞物により、閉塞されるであろう。原理
的には、これらの閉塞物は、当該固体電解質材料のプラ
グまたはパネルであってよく、チューブにガラス溶接さ
れるから、閉塞物を各アーティファクトの押し出しと同
時に、該押し出される材料から、例えば成形によって、
形成することが好ましいことが予想される。したがっ
て、概して、該方法は、焼結するステップの後に、複数
のセパレータチューブの開口端に該セパレータの一端に
おいてヘッダを密閉して接続することを含んでよく、該
ヘッダは、これらチューブの内部と連通する内部を有
し、密閉する接続は、ガラス溶接であるとともに、ヘッ
ダは、電子的に絶縁し且つ電気化学的に絶縁する両方の
材料からなり、そして方法は、さらに、ヘッダから遠い
セパレータの端部にて、複数のセパレータチューブの端
部を閉塞することを含む。この場合、ヘッダから遠いセ
パレータの端部における複数のセパレータチューブの端
部の閉塞は、前記チューブの端部をそれらが未焼結の状
態にある間に、チューブの前記端部を閉じる閉塞物を形
成するように、成形することにより行なわれ、該成形
は、焼結に先立ち、セパレータが押し出される間に行な
われる。
レータの電池ハウジングへの接続のための）ヘッダを備
えるアセンブリの一部を形成し、そのヘッダの少なくと
も一部は、電子的におよび電気化学的に絶縁していてよ
く、該ヘッダは、例えば、第ＷＯ ９８／３５４００号
として公開された国際特許出願第ＰＣＴ／ＧＢ９８／０
０３８９号に記述されたように、グラッシング、すなわ
ちガラス溶接によって、その内部がチューブの内部に連
通されて、該チューブの開口端に密閉して接続されてい
る。焼結されたセパレータが、そのように電子的および
電気化学的に絶縁特性を有する適切なヘッダにガラス溶
接されてもよい。該ヘッダの反対側の、すなわちヘッダ
から遠いセパレータの端部は、チューブ内または該チュ
ーブ間の空間に通じ、且つ該チューブと並んで延びる複
数の開口を有し、該チューブのうちのいくつかは、典型
的には、１またはそれ以上の焼結されたチューブと同じ
材料からなる閉塞物により、閉塞されるであろう。原理
的には、これらの閉塞物は、当該固体電解質材料のプラ
グまたはパネルであってよく、チューブにガラス溶接さ
れるから、閉塞物を各アーティファクトの押し出しと同
時に、該押し出される材料から、例えば成形によって、
形成することが好ましいことが予想される。したがっ
て、概して、該方法は、焼結するステップの後に、複数
のセパレータチューブの開口端に該セパレータの一端に
おいてヘッダを密閉して接続することを含んでよく、該
ヘッダは、これらチューブの内部と連通する内部を有
し、密閉する接続は、ガラス溶接であるとともに、ヘッ
ダは、電子的に絶縁し且つ電気化学的に絶縁する両方の
材料からなり、そして方法は、さらに、ヘッダから遠い
セパレータの端部にて、複数のセパレータチューブの端
部を閉塞することを含む。この場合、ヘッダから遠いセ
パレータの端部における複数のセパレータチューブの端
部の閉塞は、前記チューブの端部をそれらが未焼結の状
態にある間に、チューブの前記端部を閉じる閉塞物を形
成するように、成形することにより行なわれ、該成形
は、焼結に先立ち、セパレータが押し出される間に行な
われる。
【０００９】この特徴によれば、チューブの下流側端、
すなわち押し出しの間に出現するまたは最初に形成され
る部分は、押し出しの初期の期間に、可塑で且つ押し出
し可能／成形可能状態にある間に成形され、閉塞されて
よい。この意味において、チューブを押し出すための大
体多数の環状の開口すなわちオリフィスを備えるダイス
型を有する押し出し機が、チューブの前記閉塞される端
部を成形するための可動型と共に用いられるかもしれな
い。型は、各チューブ毎に１つの、多数の凹所またはく
ぼみが設けられた作用面を有していてもよく、凹所また
はくぼみは、ダイス型における環状オリフィスの配列に
対応し、そしてセパレータにおけるチューブの配列に対
応する配列に配列される。
すなわち押し出しの間に出現するまたは最初に形成され
る部分は、押し出しの初期の期間に、可塑で且つ押し出
し可能／成形可能状態にある間に成形され、閉塞されて
よい。この意味において、チューブを押し出すための大
体多数の環状の開口すなわちオリフィスを備えるダイス
型を有する押し出し機が、チューブの前記閉塞される端
部を成形するための可動型と共に用いられるかもしれな
い。型は、各チューブ毎に１つの、多数の凹所またはく
ぼみが設けられた作用面を有していてもよく、凹所また
はくぼみは、ダイス型における環状オリフィスの配列に
対応し、そしてセパレータにおけるチューブの配列に対
応する配列に配列される。
【００１０】使用時には、型は、各セパレータの押し出
しのスタート時において、押し出し機の位置にまたは密
に隣接したスタート位置に配置され、型は、該型の凹所
またはくぼみが、ダイス型の環状オリフィスの出口と位
置が合い且つ対向されるように、そして該チューブが、
押し出しのスタート時に、それぞれ凹所またはくぼみ内
へ押し出されるように配列されるであろう。押し出し
は、押し出されるチューブの下流側端が閉塞されるよう
に、凹所またはくぼみに入る混合物の材料が変形される
まで継続され、その後、型は、チューブおよびセパレー
タを備える未焼結アーティファクトの残部が押し出され
るのを可能とするため、ダイス型から離されて押し出し
の方向に移動され、その後に、該セパレータは、押し出
し機において、混合物から該セパレータを分離すべく、
ダイス型オリフィスの出口においてまたはそれに隣接し
て、切断されるまたは切り取られる。未焼結アーティフ
ァクトの形態の押し出し物は移され、型はそのスタート
位置に戻され、そして押し出し／成形サイクルは、後続
のセパレータについて繰り返される。押し出し物は、そ
れから、それらのヘッダにガラス溶接される前に焼結さ
れる。
しのスタート時において、押し出し機の位置にまたは密
に隣接したスタート位置に配置され、型は、該型の凹所
またはくぼみが、ダイス型の環状オリフィスの出口と位
置が合い且つ対向されるように、そして該チューブが、
押し出しのスタート時に、それぞれ凹所またはくぼみ内
へ押し出されるように配列されるであろう。押し出し
は、押し出されるチューブの下流側端が閉塞されるよう
に、凹所またはくぼみに入る混合物の材料が変形される
まで継続され、その後、型は、チューブおよびセパレー
タを備える未焼結アーティファクトの残部が押し出され
るのを可能とするため、ダイス型から離されて押し出し
の方向に移動され、その後に、該セパレータは、押し出
し機において、混合物から該セパレータを分離すべく、
ダイス型オリフィスの出口においてまたはそれに隣接し
て、切断されるまたは切り取られる。未焼結アーティフ
ァクトの形態の押し出し物は移され、型はそのスタート
位置に戻され、そして押し出し／成形サイクルは、後続
のセパレータについて繰り返される。押し出し物は、そ
れから、それらのヘッダにガラス溶接される前に焼結さ
れる。
【００１１】言い換えれば、成形は、多数の凹所を有す
る型により行なわれてもよく、未焼結アーティファクト
の各チューブに対して凹所が存在し、型は、押し出しの
間、各チューブを凹所の対応する１つと位置が合うよう
に該チューブに合わせて整列され、チューブの押し出し
は、チューブの前端が、凹所内に受入られ且つ該凹所の
内面に接触することによって成形され閉鎖されることに
より閉塞されるように、凹所に行われる。そして、チュ
ーブは、チューブが成形され閉鎖されるまで、スタート
位置に固定して配置される型を用いて、各押し出すステ
ップのスタート時に、押し出し可能な混合物のバッチか
ら凹所内に押し出されてよく、その後、型は、チューブ
が完全に押し出されるまで、チューブが押し出される方
向にスタート位置から離れて移動され、それから、未焼
結アーティファクトは、バッチの押し出されていない残
部から分離され、そして型は、それからスタート位置に
戻される。
る型により行なわれてもよく、未焼結アーティファクト
の各チューブに対して凹所が存在し、型は、押し出しの
間、各チューブを凹所の対応する１つと位置が合うよう
に該チューブに合わせて整列され、チューブの押し出し
は、チューブの前端が、凹所内に受入られ且つ該凹所の
内面に接触することによって成形され閉鎖されることに
より閉塞されるように、凹所に行われる。そして、チュ
ーブは、チューブが成形され閉鎖されるまで、スタート
位置に固定して配置される型を用いて、各押し出すステ
ップのスタート時に、押し出し可能な混合物のバッチか
ら凹所内に押し出されてよく、その後、型は、チューブ
が完全に押し出されるまで、チューブが押し出される方
向にスタート位置から離れて移動され、それから、未焼
結アーティファクトは、バッチの押し出されていない残
部から分離され、そして型は、それからスタート位置に
戻される。
【００１２】セパレータのためのチューブ配列は、長方
形密集または長方形離間配列、および六角形密集または
六角形離間配列を含む。次に、チューブは、所望に応じ
て種々の断面を有していてよい。したがって、該チュー
ブは、円形の断面からなってもよく、間隔は、該チュー
ブが離間されるか密集されるかで、チューブ間に規定さ
れ、あるいは、該チューブは、断面において正方形、長
方形または六角形でよく、その場合、原理的には、それ
らは互いにスペーサウェブによって離間されるが、通常
は、それらの間に間隔はなく密集されるであろう。
形密集または長方形離間配列、および六角形密集または
六角形離間配列を含む。次に、チューブは、所望に応じ
て種々の断面を有していてよい。したがって、該チュー
ブは、円形の断面からなってもよく、間隔は、該チュー
ブが離間されるか密集されるかで、チューブ間に規定さ
れ、あるいは、該チューブは、断面において正方形、長
方形または六角形でよく、その場合、原理的には、それ
らは互いにスペーサウェブによって離間されるが、通常
は、それらの間に間隔はなく密集されるであろう。
【００１３】以下、本発明は、実施形態によって、添付
された図面を参照して、説明されるであろう。
された図面を参照して、説明されるであろう。
【００１４】図１および２には、概して参照符号１０に
よって示され、ヘッダ１２および１４で示されるセパレ
ータを備えるセパレータアセンブリが示され、該セパレ
ータは、離間された六角形配列に配列された２３個の多
数の離間された並列のセパレータチューブ１６から作ら
れる。チューブ１６は、互いに並んで延び、ウェブ１８
によって離間されている。ヘッダ１２は、カップの形態
をなし、且つαアルミナから作られており、そしてチュ
ーブ１６およびウェブ１８はβ”アルミナから作られて
いる。
よって示され、ヘッダ１２および１４で示されるセパレ
ータを備えるセパレータアセンブリが示され、該セパレ
ータは、離間された六角形配列に配列された２３個の多
数の離間された並列のセパレータチューブ１６から作ら
れる。チューブ１６は、互いに並んで延び、ウェブ１８
によって離間されている。ヘッダ１２は、カップの形態
をなし、且つαアルミナから作られており、そしてチュ
ーブ１６およびウェブ１８はβ”アルミナから作られて
いる。
【００１５】チューブ１６は、断面外形が円形であり、
そして閉塞物２０により閉塞パネルの形で閉塞されたヘ
ッダ１２から遠い端部を有する。ヘッダ１２に隣接する
チューブ１６の端部は、開口している。ヘッダ１２のカ
ップは、床部２２、およびチューブ１６の上方のヘッダ
空間２６を取り囲む直立する周囲リムすなわち壁部２４
を有し、アセンブリ１０は、図１に垂直作用姿勢で示さ
れている。チューブ１６の開口端部は、ヘッダ１２の床
部２２における開口２８を通してヘッダ空間２６内に開
口しており、ヘッダ１２に、それらは、ガラス溶接によ
りしっかりと密封されている。床部２２は、長方形の外
形を有し、その周囲は、図２に破線３０で示されてい
る。ヘッダ１２は、図１には示されていない蓋を有し、
以下において、図９を参照してより詳細に説明される。
そして閉塞物２０により閉塞パネルの形で閉塞されたヘ
ッダ１２から遠い端部を有する。ヘッダ１２に隣接する
チューブ１６の端部は、開口している。ヘッダ１２のカ
ップは、床部２２、およびチューブ１６の上方のヘッダ
空間２６を取り囲む直立する周囲リムすなわち壁部２４
を有し、アセンブリ１０は、図１に垂直作用姿勢で示さ
れている。チューブ１６の開口端部は、ヘッダ１２の床
部２２における開口２８を通してヘッダ空間２６内に開
口しており、ヘッダ１２に、それらは、ガラス溶接によ
りしっかりと密封されている。床部２２は、長方形の外
形を有し、その周囲は、図２に破線３０で示されてい
る。ヘッダ１２は、図１には示されていない蓋を有し、
以下において、図９を参照してより詳細に説明される。
【００１６】図３において、セパレータアセンブリは、
図１および２のセパレータアセンブリと同様であり、図
３において図２と同一の部分には同一の参照符号が用い
られる。図３のアセンブリと図１および２のアセンブリ
との間の相違は、図３のアセンブリは２５個のチューブ
１６を有し、且つ図１および２のアセンブリの六角形離
間チューブ配列の代わりに、図３のアセンブリは、長方
形（正方形）離間チューブ配列を有する。
図１および２のセパレータアセンブリと同様であり、図
３において図２と同一の部分には同一の参照符号が用い
られる。図３のアセンブリと図１および２のアセンブリ
との間の相違は、図３のアセンブリは２５個のチューブ
１６を有し、且つ図１および２のアセンブリの六角形離
間チューブ配列の代わりに、図３のアセンブリは、長方
形（正方形）離間チューブ配列を有する。
【００１７】図４を参照すると、再び、図２と同一の部
分には同一の参照符号が用いられる。図４のチューブ配
列は、図１および２と同様に六角形状であるが、ウェブ
１８により互いに分離される代わりに、該チューブは、
密集された六角形状の配列であるとみなされ得る。それ
ゆえ、図４には、スペーサすなわちウェブがなく、チュ
ーブ１６は、それらが互いに接する個所３２で、互いに
一体的に溶着されている。
分には同一の参照符号が用いられる。図４のチューブ配
列は、図１および２と同様に六角形状であるが、ウェブ
１８により互いに分離される代わりに、該チューブは、
密集された六角形状の配列であるとみなされ得る。それ
ゆえ、図４には、スペーサすなわちウェブがなく、チュ
ーブ１６は、それらが互いに接する個所３２で、互いに
一体的に溶着されている。
【００１８】図５を参照すると、図４と同一の部分には
同一の参照符号が用いられる。図５のアセンブリと図４
のアセンブリとの相違は、図５のアセンブリは、図４の
アセンブリの２３個のチューブ１６の代わりに、２５個
のチューブ１６を有していることであり、そして、チュ
ーブ１６が、図４のアセンブリのチューブの配列のよう
に密集されて配列されていると同時に、図５のチューブ
配列は、図３のアセンブリのチューブのように長方形で
あり、ウェブ１８も図５のアセンブリから省かれてい
て、チューブは３２において一緒に溶着されている。
同一の参照符号が用いられる。図５のアセンブリと図４
のアセンブリとの相違は、図５のアセンブリは、図４の
アセンブリの２３個のチューブ１６の代わりに、２５個
のチューブ１６を有していることであり、そして、チュ
ーブ１６が、図４のアセンブリのチューブの配列のよう
に密集されて配列されていると同時に、図５のチューブ
配列は、図３のアセンブリのチューブのように長方形で
あり、ウェブ１８も図５のアセンブリから省かれてい
て、チューブは３２において一緒に溶着されている。
【００１９】図６のアセンブリ１０の場合には、大まか
にいって、適切である限り、図２〜５と同一の部分には
同一の参照符号が用いられる。図６のチューブ１６と図
２〜５のチューブ１６との相違は、図６のチューブ１６
が、図２〜５のように円形の断面外形の代わりに、正六
角形外形からなることである。それゆえ、図２〜５のア
センブリ１０のチューブ１６は、それらに並んで延び、
チューブ１６およびウェブ１８（図２および３）または
単純にチューブ１６（図４および５）によって境界づけ
られた長手方向に延びる空間３４を有しているのに対し
て、図６のチューブ１６は、六角形密集配列であり、そ
こには、チューブ間に空間３４はなく、隣接するチュー
ブは、３６におけるようにそれらが境を接する共通の壁
部を有する。図６のアセンブリ１０は、１８個のチュー
ブ１６を持つことが示されている。
にいって、適切である限り、図２〜５と同一の部分には
同一の参照符号が用いられる。図６のチューブ１６と図
２〜５のチューブ１６との相違は、図６のチューブ１６
が、図２〜５のように円形の断面外形の代わりに、正六
角形外形からなることである。それゆえ、図２〜５のア
センブリ１０のチューブ１６は、それらに並んで延び、
チューブ１６およびウェブ１８（図２および３）または
単純にチューブ１６（図４および５）によって境界づけ
られた長手方向に延びる空間３４を有しているのに対し
て、図６のチューブ１６は、六角形密集配列であり、そ
こには、チューブ間に空間３４はなく、隣接するチュー
ブは、３６におけるようにそれらが境を接する共通の壁
部を有する。図６のアセンブリ１０は、１８個のチュー
ブ１６を持つことが示されている。
【００２０】図７のアセンブリ１０は、図６のアセンブ
リと類似しており、別に明示しない限り、図６における
のと同一の参照符号が図７に用いられている。図６およ
び７のアセンブリの間の相違は、図７のアセンブリには
２５個のチューブ１６が存在し、そして図７は、正方形
密集配列にて配列されたチューブ１６を有している。
リと類似しており、別に明示しない限り、図６における
のと同一の参照符号が図７に用いられている。図６およ
び７のアセンブリの間の相違は、図７のアセンブリには
２５個のチューブ１６が存在し、そして図７は、正方形
密集配列にて配列されたチューブ１６を有している。
【００２１】図８の場合、図７のアセンブリの変形例の
単純化された図が示されており、３５個のチューブ１
６、すなわち、２０個のより大きなチューブを与える各
々５個のより大きなチューブ１６の４行３８、および１
５個のより小さなチューブ１６を与える各々５個のより
小さなチューブの３行４０を有している。より大きなチ
ューブは、正方形の外形からなり、そしてより小さなチ
ューブは、細長い長方形の外形からなり、チューブは、
より大きなチューブの行とより小さな行とが交互にな
り、最外部の２つの行は、より大きなチューブ１６の行
３８からなる、密集された長方形配列に配列されてい
る。
単純化された図が示されており、３５個のチューブ１
６、すなわち、２０個のより大きなチューブを与える各
々５個のより大きなチューブ１６の４行３８、および１
５個のより小さなチューブ１６を与える各々５個のより
小さなチューブの３行４０を有している。より大きなチ
ューブは、正方形の外形からなり、そしてより小さなチ
ューブは、細長い長方形の外形からなり、チューブは、
より大きなチューブの行とより小さな行とが交互にな
り、最外部の２つの行は、より大きなチューブ１６の行
３８からなる、密集された長方形配列に配列されてい
る。
【００２２】図９において、別に明示しない限り、図１
と同一の部分には同一の参照符号が用いられる。ヘッダ
カップ１２が、描かれたチューブ１６の上端部のみと共
に示されており、またヘッダカップ１２は、中央開口４
４を有する蓋４２と共に示されている。蓋４２の外部
（上部）表面に、４８において、開口４４の周辺に沿っ
て、密閉して熱圧縮接合された金属シールリング４６が
示されている。リング４６は、半径方向に、外方に向け
て突出して周辺に延び、蓋４２に接合されるフランジ５
０、および該フランジ５０の内周に沿って延びる直立リ
ム５２を有する。
と同一の部分には同一の参照符号が用いられる。ヘッダ
カップ１２が、描かれたチューブ１６の上端部のみと共
に示されており、またヘッダカップ１２は、中央開口４
４を有する蓋４２と共に示されている。蓋４２の外部
（上部）表面に、４８において、開口４４の周辺に沿っ
て、密閉して熱圧縮接合された金属シールリング４６が
示されている。リング４６は、半径方向に、外方に向け
て突出して周辺に延び、蓋４２に接合されるフランジ５
０、および該フランジ５０の内周に沿って延びる直立リ
ム５２を有する。
【００２３】同様に、金属シールリング５４は、蓋４２
の内部（下部）表面に、５６において、開口４４の周辺
に沿って密閉して熱圧縮接合されている。リング５４
は、半径方向に、外方に向けて突出して周辺に延び、蓋
４２に接合されるフランジ５８、並びに開口４４、およ
びリング４６のリム５２の内側で且つそれと同心に、該
フランジ５８の内周に沿って延びる直立リム６０を有す
る。
の内部（下部）表面に、５６において、開口４４の周辺
に沿って密閉して熱圧縮接合されている。リング５４
は、半径方向に、外方に向けて突出して周辺に延び、蓋
４２に接合されるフランジ５８、並びに開口４４、およ
びリング４６のリム５２の内側で且つそれと同心に、該
フランジ５８の内周に沿って延びる直立リム６０を有す
る。
【００２４】ヘッダ１２の蓋４２、リム２４および床部
２２は、セパレータアセンブリのβ”アルミナチューブ
１６にガラス溶接された、以下により詳細に述べられる
ように、αアルミナの一体化されたまたは一体の焼結さ
れた成形の形態となっている。チューブ１６の開口端部
は、床部２２における開口２８にそれぞれガラス溶接さ
れる。
２２は、セパレータアセンブリのβ”アルミナチューブ
１６にガラス溶接された、以下により詳細に述べられる
ように、αアルミナの一体化されたまたは一体の焼結さ
れた成形の形態となっている。チューブ１６の開口端部
は、床部２２における開口２８にそれぞれガラス溶接さ
れる。
【００２５】本発明の方法に従えば、例えばアメリカ合
衆国特許第ＵＳ ５ ０５７ ３８４号に記述された成
形可能な混合物と同様に、１０〜５０μｍの微粒子サイ
ズを有する質量で８０〜１２０の割合のβ”アルミナ粉
末を、質量で１４〜１８の割合のイギリス国特許第ＧＢ
１ ２７４ ２１１号の熱可塑性および熱硬化性ポリ
ビニルブチラルバインダのようなバインダと、質量で５
〜１０の割合のイギリス国特許第ＧＢ １ ２７４ ２
１１号に記述されたフタル酸ジブチルおよび第ＧＢ １
２７４ ２１１号のメチルエチルケトン溶剤のような
可塑剤と共に混合することにより、押し出し可能な混合
物が形成される。構成要素は、実質的に均質な混合物が
形成されるまで混合される。該方法は、上述したβ”ア
ルミナが、同一の割合のαアルミナに置き換えられ、処
方が他の点では同様である第２の成形可能な混合物を処
方することも意図している。
衆国特許第ＵＳ ５ ０５７ ３８４号に記述された成
形可能な混合物と同様に、１０〜５０μｍの微粒子サイ
ズを有する質量で８０〜１２０の割合のβ”アルミナ粉
末を、質量で１４〜１８の割合のイギリス国特許第ＧＢ
１ ２７４ ２１１号の熱可塑性および熱硬化性ポリ
ビニルブチラルバインダのようなバインダと、質量で５
〜１０の割合のイギリス国特許第ＧＢ １ ２７４ ２
１１号に記述されたフタル酸ジブチルおよび第ＧＢ １
２７４ ２１１号のメチルエチルケトン溶剤のような
可塑剤と共に混合することにより、押し出し可能な混合
物が形成される。構成要素は、実質的に均質な混合物が
形成されるまで混合される。該方法は、上述したβ”ア
ルミナが、同一の割合のαアルミナに置き換えられ、処
方が他の点では同様である第２の成形可能な混合物を処
方することも意図している。
【００２６】本発明の方法によれば、β”アルミナおよ
びαアルミナをそれぞれ含む混合物は、本発明に従った
セパレータアセンブリを作るのに用いられる。図１０の
ダイス型（その一部は図１２にも示されている）を含
み、且つ図１１の型（図１１にも示されている）を含む
押し出し機は、β”アルミナを含む混合物から図５のア
センブリのチューブを押し出すのに用いられる。
びαアルミナをそれぞれ含む混合物は、本発明に従った
セパレータアセンブリを作るのに用いられる。図１０の
ダイス型（その一部は図１２にも示されている）を含
み、且つ図１１の型（図１１にも示されている）を含む
押し出し機は、β”アルミナを含む混合物から図５のア
センブリのチューブを押し出すのに用いられる。
【００２７】図１０のダイス型は、参照符号６２によっ
て示され、そして、２５個の多数の押し出しオリフィス
６８を設けた正方形の平坦面６６を有するボディ６４を
有している。各オリフィス６８は、環状部の形態をな
し、且つオリフィス６８は、図５のチューブ配列に対応
して、長方形（正方形）に密集され配列されており、該
オリフィスは、それらが互いに交わる個所７０において
互いに結合されている。
て示され、そして、２５個の多数の押し出しオリフィス
６８を設けた正方形の平坦面６６を有するボディ６４を
有している。各オリフィス６８は、環状部の形態をな
し、且つオリフィス６８は、図５のチューブ配列に対応
して、長方形（正方形）に密集され配列されており、該
オリフィスは、それらが互いに交わる個所７０において
互いに結合されている。
【００２８】次に、図１１の型は、参照符号７２で示さ
れ、そして、浅いカップ７８の形態で、２５個の多数の
盲穴が設けられた正方形で平坦な端面７６を有するボデ
ィ７４を有している。該カップ７８は、図１０のオリフ
ィス６８と同様の正方形の密集された配列をなし、且つ
ダイス型６２および型７２が、それらの面６６および７
６を介してそれぞれ向かい合って隣接するときに、カッ
プ７８がそれぞれ図１２に示すように環状オリフィス６
８と位置が合うように配列される。
れ、そして、浅いカップ７８の形態で、２５個の多数の
盲穴が設けられた正方形で平坦な端面７６を有するボデ
ィ７４を有している。該カップ７８は、図１０のオリフ
ィス６８と同様の正方形の密集された配列をなし、且つ
ダイス型６２および型７２が、それらの面６６および７
６を介してそれぞれ向かい合って隣接するときに、カッ
プ７８がそれぞれ図１２に示すように環状オリフィス６
８と位置が合うように配列される。
【００２９】使用に際して、本発明の方法によれば、ダ
イス型６２を有する押し出し機は、β”アルミナを含む
混合物のバッチが装填され、チューブ１６の束からなる
未焼結アーティファクトを間欠的に押し出すのに用いら
れる。各押し出しサイクルのスタート時には、ダイス型
６２および型７２のそれぞれの面６６および７６は、隣
接しまたは非常に近接して離間されて向かい合って、そ
して、オリフィス６８とカップ７８と位置が合って、図
１２に示されるように位置が合って配置される。押し出
しがスタートされたとき、型７２は、静止したままとさ
れる。
イス型６２を有する押し出し機は、β”アルミナを含む
混合物のバッチが装填され、チューブ１６の束からなる
未焼結アーティファクトを間欠的に押し出すのに用いら
れる。各押し出しサイクルのスタート時には、ダイス型
６２および型７２のそれぞれの面６６および７６は、隣
接しまたは非常に近接して離間されて向かい合って、そ
して、オリフィス６８とカップ７８と位置が合って、図
１２に示されるように位置が合って配置される。押し出
しがスタートされたとき、型７２は、静止したままとさ
れる。
【００３０】混合物は、オリフィス６８から押し出され
るので、それは、位置が合っているカップ７８に入り、
カップ７８を満たす。カップ７８が混合物で満たされた
とき、型７２が、ダイス型６２から離れる、矢印８０の
方向に、該混合物が押し出される速度に対応する速度に
て移動される。該混合物は、未焼結の状態で、２５個の
セパレータチューブ１６の束の形態で押し出される。こ
の点において、該チューブは、図１１に示されるように
水平に、または実際におそらく垂直に、例えば上方向き
にまたは下方向きに、または、もしもこの押し出しの容
易さが、未焼結アーティファクトの寸法的安定性に依存
するなら、水平方向に対する中間角度に押し出され得る
と考えられる。
るので、それは、位置が合っているカップ７８に入り、
カップ７８を満たす。カップ７８が混合物で満たされた
とき、型７２が、ダイス型６２から離れる、矢印８０の
方向に、該混合物が押し出される速度に対応する速度に
て移動される。該混合物は、未焼結の状態で、２５個の
セパレータチューブ１６の束の形態で押し出される。こ
の点において、該チューブは、図１１に示されるように
水平に、または実際におそらく垂直に、例えば上方向き
にまたは下方向きに、または、もしもこの押し出しの容
易さが、未焼結アーティファクトの寸法的安定性に依存
するなら、水平方向に対する中間角度に押し出され得る
と考えられる。
【００３１】チューブ１６が、所望の長さ（図１２の破
線参照）まで充分に押し出されたときには、押し出しは
停止され、且つダイス型６２のオリフィス６８内の混合
物からなる未焼結アーティファクトを分離するため、チ
ューブは、ダイス型６２の表面６６で、またはそれに密
に近接して横切って切断されるまたは切り取られる。そ
して、型７２は、未焼結アーティファクトを移した後
に、そのスタート位置に戻り、ダイス型６２と面７６お
よび６６において向かい合わせされ（図１２における実
線）、その後に、さらに同一の押し出しサイクルが実行
され得る。未焼結アーティファクトは、一端において閉
塞され他端において開口するチューブを有する図５のチ
ューブ束を備えるであろう。チューブ閉塞物２０は、ダ
イス型７２のカップ７８において形成されて、一体アー
ティファクトとしてチューブ側壁と一体化される。該未
焼結アーティファクトは、それから焼結される。
線参照）まで充分に押し出されたときには、押し出しは
停止され、且つダイス型６２のオリフィス６８内の混合
物からなる未焼結アーティファクトを分離するため、チ
ューブは、ダイス型６２の表面６６で、またはそれに密
に近接して横切って切断されるまたは切り取られる。そ
して、型７２は、未焼結アーティファクトを移した後
に、そのスタート位置に戻り、ダイス型６２と面７６お
よび６６において向かい合わせされ（図１２における実
線）、その後に、さらに同一の押し出しサイクルが実行
され得る。未焼結アーティファクトは、一端において閉
塞され他端において開口するチューブを有する図５のチ
ューブ束を備えるであろう。チューブ閉塞物２０は、ダ
イス型７２のカップ７８において形成されて、一体アー
ティファクトとしてチューブ側壁と一体化される。該未
焼結アーティファクトは、それから焼結される。
【００３２】図１〜４および６〜８のアセンブリのチュ
ーブ束を作るのに、適切なダイス型および型を用いて適
宜変形された、実質的に同一の方法が用いられ得る。し
たがって、図６〜８の束の場合には、結合されたダイス
型の全てのオリフィスが、押し出しサイクルのスタート
時に放される単一の浅いくぼみを有する型が使用され、
または選択されたチューブのみが閉塞され、その他は開
口したままとされるように、凹所およびプラトーの選択
が型に設けられ得る。
ーブ束を作るのに、適切なダイス型および型を用いて適
宜変形された、実質的に同一の方法が用いられ得る。し
たがって、図６〜８の束の場合には、結合されたダイス
型の全てのオリフィスが、押し出しサイクルのスタート
時に放される単一の浅いくぼみを有する型が使用され、
または選択されたチューブのみが閉塞され、その他は開
口したままとされるように、凹所およびプラトーの選択
が型に設けられ得る。
【００３３】αアルミナを含む混合物は、ヘッダ１２を
形成すべく（特に図９参照）分離されて成形されてもよ
く、それはそれから焼結され、その後シールリング４６
および５４がそれに熱圧縮接合され、続いて束のチュー
ブ１６の開口端が、ヘッダ１２の開口２８にガラス溶接
される。
形成すべく（特に図９参照）分離されて成形されてもよ
く、それはそれから焼結され、その後シールリング４６
および５４がそれに熱圧縮接合され、続いて束のチュー
ブ１６の開口端が、ヘッダ１２の開口２８にガラス溶接
される。
【００３４】図１〜５の場合、チューブ１６は、チュー
ブ間の空間３４により明確に区別することができる。電
気化学電池に使用する際には、チューブ１６は、カソー
ド材料またはアノード材料のような、電気化学的な電極
活物質を収容すると予想される。チューブ１６がカソー
ド物質を収容するときは、空間３４がアノード物質を収
容するであろう。そして、チューブ１６がアノード物質
を収容するときは、空間３４がカソード物質を収容する
であろう。
ブ間の空間３４により明確に区別することができる。電
気化学電池に使用する際には、チューブ１６は、カソー
ド材料またはアノード材料のような、電気化学的な電極
活物質を収容すると予想される。チューブ１６がカソー
ド物質を収容するときは、空間３４がアノード物質を収
容するであろう。そして、チューブ１６がアノード物質
を収容するときは、空間３４がカソード物質を収容する
であろう。
【００３５】しかしながら、図６〜８の場合には、空間
３４が存在しない。したがって、もしも、チューブの固
体電解質の壁部によって離間されて、アノード物質のす
ぐ近くにカソード物質を有することが望まれるなら、い
くつかのチューブがカソード物質を収容し、且つその他
がアノード物質を収容するであろう。可能なアノード／
カソード配列が図７に示されており、そこでは、カソー
ド物質を収容しているチューブは「Ｃ」で示され、アノ
ード物質を収容しているチューブは「Ａ」で示される。
図８の場合、例えば、より大きなチューブがカソード物
質を収容してもよく、より小さなチューブがアノード物
質を収容してもよい。
３４が存在しない。したがって、もしも、チューブの固
体電解質の壁部によって離間されて、アノード物質のす
ぐ近くにカソード物質を有することが望まれるなら、い
くつかのチューブがカソード物質を収容し、且つその他
がアノード物質を収容するであろう。可能なアノード／
カソード配列が図７に示されており、そこでは、カソー
ド物質を収容しているチューブは「Ｃ」で示され、アノ
ード物質を収容しているチューブは「Ａ」で示される。
図８の場合、例えば、より大きなチューブがカソード物
質を収容してもよく、より小さなチューブがアノード物
質を収容してもよい。
【００３６】図１〜５（同様の考察が適用される図６〜
８についても）の場合、１つの電極物質（事情に応じて
カソード物質またはアノード物質）を収容する全てのチ
ューブは、典型的には、そこからヘッダ１２内に開口
し、それらの反対の、ヘッダから遠い端部は、閉塞パネ
ル２０により閉塞されるであろう。そして、他の電極物
質（事情に応じてアノード物質またはカソード物質）を
収容する全てのチューブは、ヘッダ１２から遠い端部を
開口し、同時に、それらのヘッダ１２に近接する端部
は、ヘッダ床部２２により閉塞するであろう。図６〜８
の場合、適切な型７２（図４）が、上で指摘されたよう
に使用され、そしてヘッダ内に開口するチューブは、開
口２８内よりもむしろ、ヘッダ１２の床部の下方の面上
の開口２８の周辺にガラス溶接されるであろう。
８についても）の場合、１つの電極物質（事情に応じて
カソード物質またはアノード物質）を収容する全てのチ
ューブは、典型的には、そこからヘッダ１２内に開口
し、それらの反対の、ヘッダから遠い端部は、閉塞パネ
ル２０により閉塞されるであろう。そして、他の電極物
質（事情に応じてアノード物質またはカソード物質）を
収容する全てのチューブは、ヘッダ１２から遠い端部を
開口し、同時に、それらのヘッダ１２に近接する端部
は、ヘッダ床部２２により閉塞するであろう。図６〜８
の場合、適切な型７２（図４）が、上で指摘されたよう
に使用され、そしてヘッダ内に開口するチューブは、開
口２８内よりもむしろ、ヘッダ１２の床部の下方の面上
の開口２８の周辺にガラス溶接されるであろう。
【００３７】各場合において、チューブの壁部に密に近
接して、場合によってはそれによって囲まれて（図２〜
５）、チューブの壁部によってカソード活物質から分離
されるべくアノード活物質を提供するセパレータアセン
ブリ１０が得られる。ヘッダ１２は、電気化学電池のハ
ウジング内の適所に、ヘッダ空間２６と連通するチュー
ブ内の１つの電極物質、およびヘッダから閉塞されヘッ
ダから遠いチューブ束の端部においてセパレータアセン
ブリ１０と電池ハウジングとの間の空間に連通するチュ
ーブ間の空間または他のチューブにおける他の電極物質
と共に、アセンブリ１０を接続するために提供される。
本発明の方法は、少なくとも図面を参照して説明したよ
うに、押し出しにより相互接続され、押し出し物の切断
後に容易に焼結され且つヘッダおよびチューブ閉塞物
に、所望に応じてガラス溶接されるチューブ束を、大量
生産する便利で且つ望ましい方法を提供する。
接して、場合によってはそれによって囲まれて（図２〜
５）、チューブの壁部によってカソード活物質から分離
されるべくアノード活物質を提供するセパレータアセン
ブリ１０が得られる。ヘッダ１２は、電気化学電池のハ
ウジング内の適所に、ヘッダ空間２６と連通するチュー
ブ内の１つの電極物質、およびヘッダから閉塞されヘッ
ダから遠いチューブ束の端部においてセパレータアセン
ブリ１０と電池ハウジングとの間の空間に連通するチュ
ーブ間の空間または他のチューブにおける他の電極物質
と共に、アセンブリ１０を接続するために提供される。
本発明の方法は、少なくとも図面を参照して説明したよ
うに、押し出しにより相互接続され、押し出し物の切断
後に容易に焼結され且つヘッダおよびチューブ閉塞物
に、所望に応じてガラス溶接されるチューブ束を、大量
生産する便利で且つ望ましい方法を提供する。
【００３８】図９において、蓋４２、リム２４および床
部２２は、一体成形物として示したが、この一体成形物
を形成するのに必要とされる成形プロセスは複雑であり
得る。したがって、その代わりに、蓋４２およびリム２
４は、通常一体成形物を形成するために一緒に一体に成
形され、床部２２は別に成形され、または他の方法で形
成され、且つ床部２２および蓋４２とリム２４を有する
成形物の焼結後に、床部２２がその周囲に沿ってリム２
４の下端縁に対し密閉してガラス溶接されることも予想
される。
部２２は、一体成形物として示したが、この一体成形物
を形成するのに必要とされる成形プロセスは複雑であり
得る。したがって、その代わりに、蓋４２およびリム２
４は、通常一体成形物を形成するために一緒に一体に成
形され、床部２２は別に成形され、または他の方法で形
成され、且つ床部２２および蓋４２とリム２４を有する
成形物の焼結後に、床部２２がその周囲に沿ってリム２
４の下端縁に対し密閉してガラス溶接されることも予想
される。
【図１】本発明の方法に従って作られたヘッダを含むセ
パレータアセンブリの、図２のＩ〜Ｉ線の方向における
模式的側面立面断面図である。
パレータアセンブリの、図２のＩ〜Ｉ線の方向における
模式的側面立面断面図である。
【図２】図１のアセンブリの図１におけるＩＩ〜ＩＩ線
の方向における模式的断面平面図である。
の方向における模式的断面平面図である。
【図３】本発明の方法に従って作られた、図１および図
２のアセンブリのチューブ配列とは異なり、且つ互いに
相違するチューブ配列を有する、図２に対応するセパレ
ータアセンブリの模式図である。
２のアセンブリのチューブ配列とは異なり、且つ互いに
相違するチューブ配列を有する、図２に対応するセパレ
ータアセンブリの模式図である。
【図４】本発明の方法に従って作られた、図１および図
２のアセンブリのチューブ配列とは異なり、且つ互いに
相違するチューブ配列を有する、図２に対応するセパレ
ータアセンブリの模式図である。
２のアセンブリのチューブ配列とは異なり、且つ互いに
相違するチューブ配列を有する、図２に対応するセパレ
ータアセンブリの模式図である。
【図５】本発明の方法に従って作られた、図１および図
２のアセンブリのチューブ配列とは異なり、且つ互いに
相違するチューブ配列を有する、図２に対応するセパレ
ータアセンブリの模式図である。
２のアセンブリのチューブ配列とは異なり、且つ互いに
相違するチューブ配列を有する、図２に対応するセパレ
ータアセンブリの模式図である。
【図６】本発明の方法に従って作られた、図１および図
２のアセンブリのチューブ配列とは異なり、且つ互いに
相違するチューブ配列を有する、図２に対応するセパレ
ータアセンブリの模式図である。
２のアセンブリのチューブ配列とは異なり、且つ互いに
相違するチューブ配列を有する、図２に対応するセパレ
ータアセンブリの模式図である。
【図７】本発明の方法に従って作られた、図１および図
２のアセンブリのチューブ配列とは異なり、且つ互いに
相違するチューブ配列を有する、図２に対応するセパレ
ータアセンブリの模式図である。
２のアセンブリのチューブ配列とは異なり、且つ互いに
相違するチューブ配列を有する、図２に対応するセパレ
ータアセンブリの模式図である。
【図８】本発明の方法に従って作られた、図１および図
２のアセンブリのチューブ配列とは異なり、且つ互いに
相違するチューブ配列を有する、図２に対応するセパレ
ータアセンブリの模式図である。
２のアセンブリのチューブ配列とは異なり、且つ互いに
相違するチューブ配列を有する、図２に対応するセパレ
ータアセンブリの模式図である。
【図９】図１のアセンブリのヘッダの詳細を示す。
【図１０】図５のアセンブリのチューブを押し出すため
の押し出し機のダイス型の端部立面図である。
の押し出し機のダイス型の端部立面図である。
【図１１】図１０のダイス型と共に使用するための型の
端部立面図である。
端部立面図である。
【図１２】図１０のダイス型、および図１０および図１
１におけるＸＩＩ〜ＸＩＩ線の方向における押し出しサ
イクルのスタート時点における図１１の型の一部断面側
部立面図である。
１におけるＸＩＩ〜ＸＩＩ線の方向における押し出しサ
イクルのスタート時点における図１１の型の一部断面側
部立面図である。
１０ セパレータアセンブリ １２ ヘッダ １４ セパレータ １６ セパレータチューブ １８ ウェブ ２０ 閉塞物 ２２ 床部 ２４、５２、６０ リム ２６ ヘッダ空間 ２８ 開口 ３０ 床部周囲 ３４ チューブ間の空間 ３６ 壁部 ３８、４０ 行 ４２ 蓋 ４４ 中央開口 ４６、５４ 金属シールリング ５０、５８ フランジ ６２ ダイス型 ６４、７４ ボディ ６６ 平坦面 ６８ オリフィス ７２ 型 ７６ 端面 ７８ カップ
Claims (9)
- 【請求項１】 一体の多結晶固体電解質セラミックアー
ティファクトを形成するように焼結され得る微粒子出発
材料から、高温電気化学電池のためのセラミック固体電
解質セパレータを作る方法であって、 押し出し可能な混合物を形成するように、微粒子出発材
料をバインダとともに混合するステップと、 並列関係にて一体に相互接続された少なくとも５個の多
数のチューブを含む、一体の焼結可能な未加工のアーテ
ィファクトを形成するように、混合物を押し出すステッ
プと、 焼結された多結晶セラミック固体電解質アーティファク
トを形成するように、未焼結のアーティファクトを焼結
するステップとを含み、該焼結された多結晶セラミック
固体電解質アーティファクトは、焼結により一体に相互
接続され、並列的な関係に配列された少なくとも５個の
多数のセラミック固体電解質セパレータチューブを含
む、高温電気化学電池のためのセラミック固体電解質セ
パレータを作る方法。 - 【請求項２】 微粒子出発材料は、βアルミナナトリウ
ム、β”アルミナナトリウム、およびそれらの混合物か
らなる固体電解質のグループから選択された固体電解質
の前駆物質であり、バインダは、熱可塑性特性を有する
バインダ、熱硬化性特性を有するバインダ、熱可塑性特
性と熱硬化性特性の両者を有するバインダ、およびそれ
らのバインダの混合物からなるグループから選択される
請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 押し出すことは、隣り合ったチューブの
周囲が互いに隣接し、且つ焼結後は互いに一体化される
密集して並列に隣接する関係で、未焼結アーティファク
トのチューブを提供するように働く請求項１または２に
記載の方法。 - 【請求項４】 押し出すことは、チューブが、押し出さ
れる材料のウェブの形で長手方向に延びるスペーサによ
って、互いに離間して配置され、各ウェブは、２つの隣
接するチューブの周囲に一体化される側縁を有して、互
いに間隔をあけて並列的な関係で未焼結アーティファク
トのチューブを提供するように働く請求項１または２に
記載の方法。 - 【請求項５】 押し出すことは、押し出し可能な混合物
のバッチから連続的に複数の一体の焼結可能な未焼結ア
ーティファクトについて間欠的に行なわれ、複数の未焼
結アーティファクトは、単一の焼結するステップにおい
て同時に焼結される請求項１から４のいずれか一項に記
載の方法。 - 【請求項６】 焼結の後に、複数のセパレータチューブ
の開口端に該セパレータの一端においてヘッダを密閉し
て接続することを含み、該ヘッダは、これらチューブの
内部と連通する内部を有し、密閉して接続することは、
ガラス溶接であるとともに、ヘッダは、電子的に絶縁し
且つ電気化学的に絶縁する両方の材料からなり、そして
方法は、さらに、ヘッダから遠いセパレータの端部にお
ける、複数のセパレータチューブの端部の閉塞を含む請
求項１から５のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項７】 ヘッダから遠いセパレータの端部におけ
る、複数のセパレータチューブの端部の閉塞は、前記チ
ューブの端部をチューブが未焼結の状態にある間に、チ
ューブの前記端部を閉じる閉塞物を形成するように成形
することにより行なわれ、成形を、焼結に先立ち、セパ
レータが押し出される間に行なう請求項６に記載の方
法。 - 【請求項８】 成形は、多数の凹所を有する型により行
なわれ、未焼結アーティファクトの各チューブに対して
凹所が存在し、型は、押し出しの間、各チューブを凹所
の対応する１つと位置が合うようにチューブに合わせて
整列され、チューブの押し出しは、チューブの前端が凹
所内に受入られ、且つ該凹所の内面に接触することによ
って成形され閉鎖されることにより閉塞されるように、
凹所内で行われる請求項７に記載の方法。 - 【請求項９】 チューブは、該チューブが成形され閉鎖
されるまで、スタート位置に固定して配置される型を用
いて、各押し出すステップのスタート時に、押し出し可
能な混合物のバッチから凹所内に押し出され、その後、
型は、該チューブが完全に押し出されるまで、該チュー
ブが押し出される方向にスタート位置から離れて移動さ
れ、それから、該未焼結アーティファクトは、バッチの
押し出されていない残部から分離され、そして該型は、
それからスタート位置に戻される請求項８に記載の方
法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ZA995452 | 1999-08-25 | ||
| ZA99/5452 | 1999-08-25 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001102087A true JP2001102087A (ja) | 2001-04-13 |
Family
ID=25587875
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000246276A Withdrawn JP2001102087A (ja) | 1999-08-25 | 2000-08-15 | 電気化学電池セパレータ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6428585B1 (ja) |
| JP (1) | JP2001102087A (ja) |
| DE (1) | DE10041629A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011148631A1 (ja) | 2010-05-25 | 2011-12-01 | Ohkawa Hiroshi | 固体電解質二次電池 |
| WO2011152028A1 (ja) | 2010-05-31 | 2011-12-08 | Ohkawa Hiroshi | 固体電解質二次電池 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3945452B2 (ja) * | 2003-05-30 | 2007-07-18 | 株式会社デンソー | 排ガス浄化フィルタの製造方法 |
| DE102005039696A1 (de) | 2005-08-23 | 2007-03-01 | Dilo Trading Ag | Separator für Lithium-Polymer-Batterien und Verfahren zur Herstellung derselben |
| EP2393150A1 (en) | 2010-06-01 | 2011-12-07 | Battery Consult Sagl | High temperature rechargeable electrochemical energy storage cell |
| US9590233B2 (en) | 2013-04-05 | 2017-03-07 | Duracell U.S. Operations, Inc. | Method of making a cathode |
| JP6276305B2 (ja) * | 2015-11-24 | 2018-02-07 | 有限会社中勢技研 | 溶融ナトリウム電池及び溶融ナトリウム電池用隔壁 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3607435A (en) * | 1969-12-17 | 1971-09-21 | Gen Electric | Method of making sintered beta-alumina bodies |
| US3790654A (en) * | 1971-11-09 | 1974-02-05 | Corning Glass Works | Extrusion method for forming thinwalled honeycomb structures |
| US4279974A (en) | 1977-09-02 | 1981-07-21 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Solid electrolytic material and use thereof |
| US4568502A (en) | 1981-09-08 | 1986-02-04 | Ford Motor Company | Process for molding complex beta"-alumina shapes for sodium/sulfur batteries |
| GB8907748D0 (en) | 1989-04-06 | 1989-05-17 | Lilliwyte Sa | Electrochemical cell |
| GB8927274D0 (en) | 1989-12-01 | 1990-01-31 | Lilliwyte Sa | Electrode holder |
| JP2604876B2 (ja) * | 1990-03-27 | 1997-04-30 | 日本碍子株式会社 | セラミックハニカム構造体の製造方法 |
| CA2042322A1 (en) | 1990-05-16 | 1991-11-17 | Roger J. Bones | Electrochemical cells |
| JPH0769716A (ja) | 1993-09-02 | 1995-03-14 | Programme 3 Patent Holdings | イオン導電性セラミックス |
| US6007943A (en) | 1997-02-06 | 1999-12-28 | Electro Chemical Holdings Societe Anonyme | High temperature electrochemical cell with molten alkali metal anode |
| US6294128B1 (en) * | 2000-10-13 | 2001-09-25 | Ford Global Technologies, Inc. | Method of making a supported plurality of electrochemical extruded membranes |
-
2000
- 2000-08-15 JP JP2000246276A patent/JP2001102087A/ja not_active Withdrawn
- 2000-08-16 US US09/640,827 patent/US6428585B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-08-24 DE DE10041629A patent/DE10041629A1/de not_active Withdrawn
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|---|---|---|---|---|
| WO2011148631A1 (ja) | 2010-05-25 | 2011-12-01 | Ohkawa Hiroshi | 固体電解質二次電池 |
| WO2011152028A1 (ja) | 2010-05-31 | 2011-12-08 | Ohkawa Hiroshi | 固体電解質二次電池 |
| US9300012B2 (en) | 2010-05-31 | 2016-03-29 | Hiroshi Ohkawa | Solid electrolyte secondary battery |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE10041629A1 (de) | 2001-03-01 |
| US6428585B1 (en) | 2002-08-06 |
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