JP2003162985A - 電気化学的電池のための外郭を有するケーシング - Google Patents

電気化学的電池のための外郭を有するケーシング

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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】人体等の内部に移植される電池に関して、その
電池の外装形状は移植される身体の形状に適するように
は設計されていなかった。このため人体への移植は容易
ではなかった。そこで、輪郭を有する対向主側壁を有す
るケーシング内に収納された一次または二次化学電池を
提供する。 【解決手段】リチウム電池は細動除去器、ドラッグポン
プ等の移植のための医療機器に使用され、充電可能なリ
チウムイオン二次電池は補聴器、人工心臓等の動力源と
して使用されている。これらの電池のケース形状は従来
平坦な側壁のみで形成されていた。この側壁を規定され
た曲率を有する、湾曲したケース形状にすることによっ
て、これまで制限のあった身体部位への移植を容易にし
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、化学反応によっ
て電気エネルギーを発生する電気化学電池に関するもの
である。より詳しくは、この発明は、特に、移植可能な
機器に電力を供給するための電気化学電池のケーシング
に関するものである。そのために、このケーシングは身
体の形状により密接に合致するような表面形状を有して
いる。これによって、今まで形態的制限の故に可能でな
かった身体の部位への移植を容易にする。
【０００２】
【従来の技術】種々の形状および寸法要件を有する小型
電子機器の最近の発展は、製造が容易で、これらの電子
機器での使用が容易な比較的小型の電気化学電池を必要
とする。これらの電池は、例えば、リチウム電池によっ
て供給されるような高エネルギー密度のものが好まし
い。広く使用されている一つの形態は、この高エネルギ
ー密度電池を図１に示すような多面体形状のケーシング
１０に納めている。この電池が、一次電池であるか、二
次電池であるかは重要ではない。ケーシング１０は平坦
な前側壁１２と反対側の平坦な後側壁（図示省略）を有
し、両者は、右端壁１４と反対の左端壁（図示省略）ま
で延長して、それに会合している。前後側壁および左右
端壁は、平坦な底壁（図示省略）まで延長して、これに
会合し、深絞りケーシングと呼ばれる単一構造体を形成
する。この単一ケースのデザインは、ほぼ直方体をな
し、前後側壁が互いに平行であり、左右端壁も互いに平
行である。他の構成としては、個々の板を側壁および端
壁として互いに連結させて、直方体のケーシングを形成
する。
【０００３】いずれの場合にしろ、連結した側壁および
端壁は、ほぼ平坦な蓋１６によって閉止された開口を形
成する。蓋１６は、矩形でその周縁においてそれぞれ側
壁および端壁の上縁に溶接される。蓋は、充填穴１８と
端子ピン穴２０を有している。充填穴１８は、電気化学
カップルが収納された後、ケーシングに電解液を注入す
るための口である。注入穴は、閉止部材、例えば、ボー
ル２２をその中にシールすることによって閉止される。
【０００４】端子ピン穴２０は、ガラス‐金属シールを
支持している。このシールは、端子ピン２６を取り巻く
絶縁ガラスのリング２４からなり、端子ピンの内端（図
示省略）は、ケーシングの中に収納されたアノードおよ
びカソード電極の一方に接続される。このようにして、
端子ピン２６は、電池のリードの一方として働く。ケー
シング１０は、ガラス‐金属シール２４によって端子ピ
ン２６から絶縁され、他方の電極のリードとして働く。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】多面体形状のケーシン
グ１０の主な欠点は、電池が人体等の内部に移植される
ことを意図されているときに、このケーシングは必ずし
も最適な形状でないことである。このような場合に、多
面体形状のハウジングは、身体内の空間の最善または最
も効率的な利用を可能としない。本発明によれば、外郭
形状を有するケーシングがより好まれる。
【０００６】複合ケーシング構造がヴュー等に対する米
国特許第５，９５９，０８８号に記述されている。この
特許は、部分的に形をつけた側壁を有する多面体ケーシ
ングを示している。この電池ケーシングは、対向する主
側壁を有し、その一方は凹状に湾曲し、他方は反対に凸
状に湾曲している。電池の電極は、ケーシングの中に配
置され、対向する側壁の湾曲に従うように、スプリング
状に曲げられている。このようにして、ケーシングは電
池の電極に対して積極的な圧力を維持している。この特
許の問題は、対向する側壁が湾曲している一方、中間の
周囲端壁が対向する側壁の形状にしたがっていないこと
である。これによって、この特許のケーシングは完全な
輪郭形状が最も望ましい身体内への移植に実用的でな
い。
【０００７】したがって、多面体ケーシングよりもより
密接に身体形状に合致する外形の側壁をもったケーシン
グ内に収容された電池が必要となる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】現在、一次リチウム電池
は、ペースメーカー、移植可能な細動除去器、神経刺激
器、ドラッグポンプのような移植可能な医療機器に使用
され、再充填可能なリチウムイオン電池は、補聴器、人
工心臓、心臓補助器の動力源として使用されている。こ
れらの電池は、普通、平坦な側壁の、例えば、多面体ケ
ーシングに収容される。しかし、電池の形状は、移植可
能な機器にとっては重要である。なぜなら、そのケーシ
ングの形状が、ケーシングの制限的な基準の範囲内で電
子機器および補助機器をデザインすることを製造業者に
要求している。また、人体の一部、例えば、頭蓋骨を掘
削しなければならない場合、従来の多面体電池ケース
は、掘削する穴が平坦面の多面体形状に適合するような
形であることを要求する。これは、もしケーシングが患
者の形態に合致するような形状であれば、必要とされる
以上に大きな穴を開ける必要がある。さらに、現在の多
面体ケーシングの平坦なデザインは、身体のある場所に
は、医療機器を移植することを不可能にしている。
【０００９】
【発明の実施の形態】この発明のケーシングは、好まし
くは、ニッケル、アルミニウム、ステンレススチール、
軟鋼、タンタル、チタンから選ばれた導電性物質から作
られる。
【００１０】図２〜図４は、本発明による形状の湾曲し
た対向主側壁を有するケーシングの概略横断面図を示
す。図２のケーシング３０は、間隔をおいて配置された
対向する第１および第２主側壁３２および３４からな
る。各側壁は接点３６から３８に至る半径Ｒ1 によって
規定された曲率を有する。半径Ｒ1 は第２の側壁３４に
は示されていないが、それは第１の側壁３２と同じ半径
である。側壁３２、３４は、湾曲端壁４０、４２および
底壁（図示省略）に延長している。ケーシング３０は、
蓋（図示省略）によって密封される。
【００１１】図３は、間隔を置いた対向する第１および
第２湾曲主側壁５２、５４からなるケーシング５０の他
の実施例を示す。第１主側壁５２は、接点５８から６０
に至る半径Ｒ2 によって規定された第１の湾曲部分５６
からなる。接点６０において、この側壁は、接点６０か
ら６４に至る半径Ｒ3 によって規定された第２の湾曲部
分６２に移行する。接点６４において、この第２の湾曲
部分６２は、接点６４から６８に至る半径Ｒ4 によって
規定された第３の湾曲部分６６に移行する。
【００１２】図が示すように、半径Ｒ2 の長さは、半径
Ｒ3 およびＲ4 の長さよりも短く、半径Ｒ4 の長さは半
径Ｒ3 の長さよりも短い。第２の主側壁５４は、その形
状ないし湾曲において同様である。側壁５２および５４
は、端壁７０、７２および底壁（図示省略）まで延長し
ている。ケーシング５０は、蓋（図示省略）によって密
閉される。
【００１３】それぞれの湾曲部分５６、６２、６６の配
置は、どのような順番または方法によって配置を変えて
も、本発明の範囲内にある。また、一つの側壁は、二つ
の異なった湾曲部分から形成することもできるし、三つ
以上の異なった湾曲部分から形成することもできる。そ
の数および配置は、当該化学電池が使用される具体的な
使用態様条件によってのみ制限される。
【００１４】図４は、間隔を置いた対向する第１および
第２湾曲主側壁８２、８４からなるケーシング８０の他
の実施例を示す。第１主側壁８２は、接点８８から９０
に至る半径Ｒ5 によって規定された第１の湾曲部分８６
からなる。接点９０において、この側壁は、第１の平坦
ないしは真直な部分９２に移行する。この第１平坦部分
９２はそれから接点９６から９８に至る半径Ｒ6 によっ
て規定された第２の湾曲部分９４に移行する。接点９８
において、この側壁８２は第２の平坦部分１００に移行
し、この第２の平坦部分１００は、接点１０４から１０
６に至る半径Ｒ7によって規定された第３の湾曲部分１
０２に移行する。
【００１５】図に示すように、半径Ｒ5 、Ｒ6 、Ｒ7 の
長さは、実質上等しい。しかしながら、図３に関して上
に述べたように、これは必ずしも必要ではない。平坦部
分９２、１０２の長さは等しいが、これもまた、必ずし
も必要ではない。側壁には二つよりも多くまたは少ない
平坦部分を設けることもできる。そして、これらの部分
は、連続してもよいし、互いに角度を付けられてもよい
し、互いに一つまたはそれ以上の湾曲部分によって分離
されていてもよい。
【００１６】第２の主側壁８４は、第１の側壁８２と同
様の形状である。側壁８２、８４は、湾曲端壁１０８、
１１０および底壁（図示省略）まで延長している。この
ケーシング８０も蓋（図示省略）によって密閉されてい
る。
【００１７】図５Ａ、５Ｂ、６Ａ、６Ｂおよび図７は、
本発明による外郭を有するケーシング１２０、１６０、
２００をそれぞれ示す。ケーシング１２０、１６０は、
深絞り構造であり、ケーシング２００は、貝殻状外郭を
接合した構造である。
【００１８】図５Ａ、図５Ｂに示すケーシング１２０
は、間隔を置いた対向する前後主側壁１２２、１２４を
含み、これらの側壁は、湾曲した左右端壁１２８、１２
６まで延長して、これに会合している。側壁１２２、１
２４および端壁１２６、１２８は、平坦底壁１３０に連
結され、このケーシングを単一の深絞り部材に形成して
いる。前後主側壁１２２、１２４は共に、連続した半径
の湾曲形状を有し、左右端壁１２６、１２８から延長し
て同じ方向に湾曲している。前後主側壁１２２、１２４
の曲率は同じであるが、そのことは必ずしも必要ではな
い。後に詳述するように、あるケーシングのデザインに
おいては、前後壁の一方を他方よりも大きい曲率とする
ことが有利な場合がある。例えば、前壁１２２を後壁１
２４よりも大きい曲率とすることが有効である。これに
よって、移植等の目的のためのケーシングの曲率を維持
しつつケーシングの内部空間を最適とすることができ
る。
【００１９】深絞りケーシング１２０の側壁および端壁
は、ほぼ平坦な蓋１３４によって閉止された開口１３２
を形成している。蓋１３４は、開口１３２の周囲形状に
合致した周囲形状を有し、凹縁１３６と反対側の凸縁１
３８によって形成され、これらの縁は、共に左右の湾曲
縁１４０、１４２まで延長して、これに会合している。
これによって、蓋１３４がケーシングの側壁および端壁
の上縁に固定されると、開口１３２は閉止される。
【００２０】蓋は、充填穴１４４と端子ピン穴１４６を
有している。充填穴１４４は、電気化学カップルが収容
された後に、ケーシング内に電解液を注入するための穴
であり、ボール１４８のような閉止部材によって密閉さ
れる。
【００２１】端子ピン穴１４６は、端子ピン１５２を取
り巻く絶縁ガラスのリング１５０からなるガラス‐金属
シールを支持している。端子ピン１５２の内端（図示せ
ず）は、ケーシング内に収容されたアノードとカソード
電極の一方に接続されている。このようにして、端子ピ
ン１５２は、電極リードの一方として働く。ケーシング
１２０は、ガラス‐金属シール１５０によって端子ピン
１５２から絶縁されており、他方の電極のリードとして
働く。
【００２２】図６Ａおよび図６Ｂは、深絞りケーシング
１６０の他の実施例を示す。このケーシングは、間隔を
置いた対向する前後主側壁１６２、１６４を有し、これ
らの側壁は、平坦な左右端壁１６６、１６８まで延長し
て、これに会合している。側壁１６２、１６４および端
壁１６６、１６８は、湾曲した底壁１７０に接続され、
このケーシングを単一の深絞り部材に形成している。前
後主側壁１６２、１６４は共に、連続した半径の湾曲形
状を有し、平坦な左右端壁１６８、１６６から延長して
同じ方向に湾曲している。しかしながら、前後側壁１６
２、１６４の曲率はケーシング１２０と同様に等しい
が、これは必ずしも必要ではない。
【００２３】深絞りケーシング１６０の側壁および端壁
は、蓋１７４によって閉止された開口１７２を形成して
いる。蓋１７４は、開口１７２の周囲形状に合致した周
囲形状を有し、凹縁１７６と反対側の凸縁１７８からな
り、この両縁は左右の直縁１８２、１８０に延長会合し
ている。これによって、蓋１７４がケーシングの側壁お
よび端壁の上縁に固定されると、開口１７２は密閉され
る。
【００２４】図５Ａおよび図５Ｂのケーシング１２０と
同じように、蓋１７４は、充填穴１８４と端子ピン穴１
８６を含んでいる。充填穴１８４は、電気化学カップル
がケーシング内に収容された後に、ケーシング内に電解
液を注入するために用いられ、ボール１８８によって密
閉される。
【００２５】端子ピン穴１８６は、端子ピン１９２を取
り巻く絶縁ガラスのリング１９０からなるガラス‐金属
シールを支持している。端子ピン１９２の内端（図示せ
ず）は、ケーシング内に収容されたアノードとカソード
電極の一方に接続されている。このようにして、端子ピ
ン１９２は、電極リードの一方として働く。ケーシング
１２０は、ガラス‐金属シール１９０によって端子ピン
１９２から絶縁されており、他方の電極のリードとして
働く。
【００２６】図７は、本発明のケーシング２００の他の
実施例を示す。このケーシングは第１と第２の貝殻状部
分２０２、２０４を有し、これらはその周縁において接
合密閉可能であって、電極集合体のための密封容器を提
供している。第１の貝殻状部分２０２は、間隔を置いた
側壁２０６、２０８と、これらが延長会合する間隔を置
いた端壁２１０、２１２とから構成される周壁を有す
る。側壁２０６、２０８および端壁２１０、２１２は、
丸い角で会合して、ほぼ凹状の湾曲前壁２１４まで延長
している。この前壁２１４の反対側には、側壁２０６、
２０８および端壁２１０、２１２の連続縁２１６があ
る。
【００２７】第２の貝殻状部分２０４は、間隔を置いた
側壁２１８、２２０と、これらが延長会合する間隔を置
いた端壁２２２、２２４とから構成される周壁を有す
る。側壁２１８、２２０および端壁２２２、２２４は、
丸い角で会合して、ほぼ凹状の湾曲前壁２２６まで延長
している。この前壁２２６の反対側には、側壁２１８、
２２０および端壁２２２、２２４の連続縁２２８があ
る。
【００２８】貝殻状部分２０２、２０４は、その一方の
側壁および端壁が、他方のそれらよりも幾分短い寸法に
形成されている。これによって、電気化学カップルが短
い方の側壁および端壁を有する一方の貝殻に納められた
後、他方の貝殻がこれに結合される。この状態で、短い
方の側壁および端壁は、他方の貝殻の幾分長い方の側壁
および端壁によって短い間隔をおいて部分的にカバーさ
れる。大きい方の貝殻の連続縁２１６は、他方の貝殻の
側壁および端壁に、例えば、溶接によって固定される。
これによって、互いに間隔をおいて配置され、同じ方向
に湾曲する同じ曲率をもった主凹壁２１４、２２６を有
するケーシング２０２に対する密封が行われる。図示さ
れていないが、この電池は、先に述べた電池１２０、１
６０と同様に、電解液充填穴と、ガラス‐金属シールに
よってケーシングから絶縁された端子ピンを含んでい
る。
【００２９】これらの貝殻は、それがシールされる前に
接合されることも本発明の範囲内にある。このことは、
貝殻の一方の側壁および端壁が、他方のそれらよりも短
くなくて、それらが同じ長さであることを意味する。接
合された縁は、例えば、溶接によって密閉される。
【００３０】図８は、ケーシング１２０内に収容するの
に適した外郭形状を有する巻回セルスタックを形成する
ための巻回マンドレル２３０を示す。マンドレル２３０
は、輪郭板２３４に固定されたシャフト２３２を含んで
いる。輪郭板２３４は、間隔を置いた第１と第２の曲面
（面２３６のみを示す）からなり、これらの曲面は、湾
曲端面２３８、２４０に延長会合している。望ましく
は、第１と第２の面の曲面は、同じ方向に湾曲し、ケー
シング１２０の前後側壁１２２、１２４、ケーシング１
６０の前後壁１６２、１６４、ケーシング２００の湾曲
壁２１４、２２６の曲率と実質上同じである。
【００３１】図９は、ケーシング１２０に収容される巻
回セルスタックとしての電極集合体を提供するための巻
回マンドレル２３０の使用を示す。セルスタックは、望
ましくは、シート状の負電極構造を有し、一次電池では
アノード活物質、または二次電池ではアノード活物質に
インターカレートおよび脱インターカレート可能なアノ
ード物質からなる。負電極シートは、一次または二次電
池のカソード活物質からなる、好ましくは、シート状の
正電極構造体の上に重ね合わされる。負および正電極
は、その間にセパレータ物質を介在させることによっ
て、互いに直接物理的接触を阻止されている。好ましい
電極活物質シートは、タケウチ等の米国特許第５，４３
５，８７４号および同第５，５７１，６４０号、並びに
シーボルト三世等の米国特許第６，１７４，６２２号に
記載されており、これらの特許は、この発明の譲受人に
譲渡され、ここに参考文献として援用する。
【００３２】明確にするため、図９に示す巻回セルスタ
ックは、負および正電極の一方のみを示す。示された電
極は、集電体２４２に接触され、セパレータ包囲体２４
４内に収容された活物質２４０からなる。電極のいずれ
の一方を図示するかは、重要ではない。なぜなら、両電
極は、その物理的構造において実質上同じであるからで
ある。タブ２４６が電極の一方、好ましくは、正電極か
ら延長している。
【００３３】図１０は、本発明による輪郭を有するケー
シングのための巻回セルスタック２４８の最終形態であ
る。セルスタック２４８は、他方の電極、好ましくは、
負電極から延長するタブ２５０を含んでいる。これによ
って、巻回セルスタックが深絞りケーシング１２０（図
１１）、もしくは１６０（図６Ａ）、または図７に示す
接合貝殻状部分２０２、２０４からなるケーシング２０
０内に収納されると、負電極タブ２５０は、ケーシング
に接続され、正電極タブ２４６は、端子ピンに接続され
る。これによって、得られた電池は、ケースが負の構造
をなし、ケーシングが負端子であり、ピンが正端子であ
る。ケースが正の構造が望まれる場合は、電極構造は、
上述したのと逆となり、正電極タブ２５０がケーシング
に接続され、負電極タブ２４６が端子ピンに接続され
る。本発明の重要な特徴は、巻回マンドレルがセルスタ
ックをケーシングの形状に合致させることである。これ
によって、セルスタックがケーシング内に収容される
と、セルスタックに対しては、一緒に巻回されるアノー
ドおよびカソード電極による以外の圧力は加えられな
い。
【００３４】図１２は、本発明の巻回セルスタック２５
２の他の形態を示す。このセルスタックは、電極の一方
２５４、例えば、アノード電極の比較的長い構造体を蛇
行状に屈曲させ、他方の電極２５６、例えば、カソード
の板をアノード電極２５４の屈曲部分の間に配置する。
このタイプの電極構造体の詳細な記述については、クラ
イスター等の米国特許第４，９６４，８７７号を参照さ
れたい。この特許は、本発明の譲受人に譲渡され、ここ
に参考文献として援用する。
【００３５】セルスタック２４８の場合と同様、セルス
タック２５２は、正電極のためのタブ２５８とカソード
プレートのそれぞれのためのタブ２６０を含んでいる。
カソードタブ２６０は、母線２６２に接続されている。
この母線は、端子ピン（図示せず）に接続されている。
このセルスタックは、この発明によるケーシング内に収
納される。
【００３６】図１３は、間隔を置いた前後主側壁２７
２、２７４と、これらの側壁が延長会合している左右湾
曲端壁２７６、２７８とを有するケーシング２７０の他
の実施例を示す。側壁２７２、２７４および端壁２７
６、２７８は、底壁（図示せず）に接続され、単一深絞
り部材としてのケーシングを形成する。前後主側壁２７
２、２７４は、端壁２７６、２７８から延長する同一方
向に連続湾曲する曲面構造を有している。前壁２７２の
曲率は後壁２７４の曲率よりも小さい。このことは、前
壁２７２の半径が後壁２７４の半径よりも大きいことを
意味している。
【００３７】深絞りケーシング２７０の側壁および端壁
は、蓋２８２によって閉止される開口２８０を形成して
いる。蓋２８２は、開口２８０の形状に一致する周囲形
状を有している。蓋がケーシングの上縁に固定される
と、開口２８０は閉止される。蓋は電解液注入穴２８４
と端子ピン穴２８６を含んでいる。注入穴は、ボール２
８８によって閉止され、端子ピン穴２８６は、アノード
およびカソードの一方のための端子ピン２９２を取り巻
く絶縁ガラスのリング２９０を支持している。ケーシン
グ２７０は、電極の端子として働く。
【００３８】図１４は、間隔を置いた対向前後主側壁２
９２、２９４を有する外郭を有するケーシング２９０の
他の実施例を示す。側壁２９２、２９４は、それぞれほ
ぼ半円形をなし、平坦な上縁を有する。側壁２９２、２
９４は、半円形中間端壁２９６に延長会合し、端壁２９
６はその全周囲にわたって湾曲して、側壁２９２、２９
４と会合している。側壁２９２、２９４および端壁２９
６は、単一の深絞り部材としてのケーシングを形成して
いる。前後主側壁２９２、２９４は、両者とも端壁２９
６から延長し、同じ方向に連続湾曲する曲面形状を有し
ている。
【００３９】深絞りケーシング２９０の側壁および端壁
は、蓋２９８によって閉止された開口を形成している。
この蓋もボール３００によって閉止された電解液注入穴
２８４とアノードおよびカソードの一方のための端子ピ
ン３０４を取り巻く絶縁ガラスのリング３０２を含んで
いる。ケーシング２９０は、電極の端子として働く。こ
のタイプの電池のさらに詳しい説明は、エリオット等に
対する米国特許第５，９０５，００１号を参照された
い。この特許は、本発明の譲受人に譲渡され、ここに参
考文献として援用する。
【００４０】先に記述したセルスタック２４８、２５２
は、固体カソードおよび液体電解質タイプのアルカリ金
属／固体カソード、またはアルカリ金属／オキシハライ
ド系のものである。固体カソードタイプの一次電池、例
えば、リチウム‐固体カソード電池においては、固体カ
ソード活物質、例えば、酸化バナジウム銀（ｓｉｌｖｅ
ｒ ｖａｎａｄｉｕｍ ｏｘｉｄｅ）、または酸化バナ
ジウム銀銅（ｃｏｐｐｅｒ ｓｉｌｖｅｒ ｖａｎａｄ
ｉｕｍ ｏｘｉｄｅ）が輪郭を有するケーシング内に収
容され、例えば、ポリプロピレン繊維またはクロスのよ
うなセパレータによって包囲されている。ここに、固体
カソード活物質としては、酸化バナジウム銀、酸化バナ
ジウム銀銅に限定されず、二酸化マンガン、酸化コバル
ト、酸化ニッケル、酸化銅、硫化銅、硫化鉄、二硫化
鉄、二硫化チタン、酸化バナジウム銅、およびこれらの
混合物からなる。リチウムは、アノード活物質として望
ましい。
【００４１】液体カソード／電解液またはカソード液タ
イプの電池、例えば、リチウム‐オキシハライド電池に
おいて、液体カソライトがケーシング内を満たし、アノ
ード電極および対向する炭素質板の間にはさまれた集電
体１５２からなるカソードエレメントと作用接触してい
る。セパレータがアノードと炭素質カソードの間に配置
される。
【００４２】この種の電池のより詳しい記述について
は、スカースタッド等に対する米国特許第４，２４６，
３２７号を参照されたい。この特許は、本発明の譲受人
に譲渡され、ここに参考文献として援用する。
【００４３】例えば、図示の一次電池において、カソー
ド活物質は、リャン等の米国特許第４，３１０，６０９
号、同第４，３９１，７２９号に記述された酸化バナジ
ウム銀またはタケウチ等の米国特許第５，４７２，８１
０号、同第５，５１６，３４０号に記述された酸化バナ
ジウム銀銅があり、これらの特許は、本発明の譲受人に
譲渡され、ここに参考文献として援用する。カソード集
電体はチタンであり、端子リード１５２、１９２はモリ
ブデンであり、電解液は１，２‐ジメトキシエタンおよ
び炭酸プロピレンの５０：５０容積比混合物中のＬｉＡ
ｓＦ6 またはＬｉＰＦ6 の１．０Ｍ〜１．４Ｍ溶液であ
り、ガラスシール５８、９８はＴＡ‐２３ハーメチック
シールガラスであり、閉封部材１４８、１８８はステン
レススチールである。リチウムアノードは、ニッケル箔
の集電体の両面に接触されたシート形状であるのが望ま
しい。
【００４４】二次電気化学電池においては、アノードな
いし負電極は、アノード活物質にインターカレートおよ
び脱インターカレート可能な、望ましくは、リチウムの
ようなアノード物質からなる。炭素質負電極は、種々の
形態の炭素、例えば、コークス、グラファイト、アセチ
レンブラック、カーボンブラック、ガラスカーボン、ヘ
アリーカーボン等のいずれかからなり、リチウム種を可
逆的に保持できるものが望ましい。ヘアリーカーボン
は、特に、その比較的高いリチウム保持容量の故に、特
に好ましい。ヘアリーカーボンは、タケウチ等の米国特
許第５，４４３，９２８号に記述された物質であり、こ
の特許は、本発明の譲受人に譲渡され、ここに参考文献
として援用する。グラファイトは、他の好ましい物質で
ある。カーボンの形状に係わらず、炭素質物質の繊維
が、特に有利である。なぜなら、それらは優秀な機械的
性質を有し、これらの物質を反復充電放電サイクル中に
おける劣化に耐え得る固体電極に形成できるからであ
る。その上、炭素繊維の広い表面が急速充放電率を可能
にする。
【００４５】二次電池システムにおいては、正電極は望
ましくは、空気中で安定であり、取り扱いが容易なリチ
ウム化物質からなることが望ましい。このような空気中
で安定なリチウム化カソード活物質の例としては、バナ
ジウム、チタン、クロム、銅、モリブデン、ニオブ、
鉄、ニッケル、コバルト、およびマンガンのような金属
の酸化物、硫化物、セレン化物、テルル化物がある。よ
り好ましい酸化物としては、ＬｉＮｉＯ2 、ＬｉＭｎ2
Ｏ4 、ＬｉＣｏＯ2 、ＬｉＣｏ0.92Ｓｎ0.08Ｏ2 、およ
びＬｉＣｏ1-x Ｎｉx Ｏ2 がある。
【００４６】二次電池の望ましい電解質としては、米国
特許願０９／６６９，９３６に記述されたものがある。
この特許願は、本発明の譲受人に譲渡され、ここに参考
文献として援用する。
【００４７】本発明の思想に対する種々の変形例は、請
求の範囲によって規定された本発明の精神および範囲か
ら逸脱しない範囲で、当業者に明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の多面体ケーシング１０の斜視図である。
【図２】半径Ｒ1 の対向湾曲主側壁を有するケーシング
の概略横断面図である。
【図３】異なる半径Ｒ2 からＲ4 の対向湾曲主側壁を有
するケーシングの概略横断面図である。
【図４】半径Ｒ5 とＲ6 の対向湾曲主側壁と中間の平坦
部分を有するケーシングの概略横断面図である。
【図５】５Ａは本発明の深絞りケーシングの一実施例の
破断図であり、５Ｂは５Ａのケーシングの側面図であ
る。
【図６】６Ａは本発明の深絞りケーシングの一実施例の
破断図であり、６Ｂは６Ａのケーシングの側面図であ
る。
【図７】ケーシングの他の実施例の貝殻状ケーシング部
分の斜視図である。
【図８】巻回マンドレルの斜視図である。
【図９】図８に示す巻回マンドレルを使用した巻回セル
スタックの斜視図である。
【図１０】図５Ａ、５Ｂに示すケーシングに使用される
巻回セルスタックの斜視図である。
【図１１】図５Ａのケーシング内に挿入された図１０の
巻回セルスタックの斜視図である。
【図１２】図６Ａ、６Ｂに示すケーシングに使用される
巻回セルスタックの他の実施例の斜視図である。
【図１３】後側壁２７４よりも大きい半径の前側壁２７
２を有する本発明のケーシング２７０の他の実施例を示
す斜視図である。
【図１４】本発明の電池２９０の他の実施例の立面図で
ある。
【符号の説明】
５０ ケーシング ５２ 第１湾曲主側壁 ５４ 第２湾曲主側壁 ５６ 第１の湾曲部分 ５８、６０、６４、６８ 接点 ６２ 第２の湾曲部分 ６６ 第３の湾曲部分 ７０、７２ 端壁
フロントページの続き (72)発明者 ジョセフ エム、プロブスト アメリカ合衆国、ニューヨーク州 14221、 ウィリアムズヴィル、グリーンキャッスル レーン 11 (72)発明者 フィリップ エス、ウッツ アメリカ合衆国、ニューヨーク州 14221、 ウィリアムズヴィル、メープル ロード 1121 Ｆターム(参考） 5H011 AA06 BB04 CC06 DD01 KK03 5H024 AA02 AA07 AA12 BB04 BB05 CC01 CC08 DD01 EE01 FF11 5H050 BA01 BA08 CA02 CA05 CA07 CA08 CA09 CA11 CA29 CB07 CB08 CB29 GA08 HA03

Claims (33)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ａ）負電極と、 ｂ）正電極と、 ｃ）間隔を置いた第１と第２の主側壁と、これらの側壁
    が延長会合する対向する第３と第４の端壁と底壁とから
    なり、第１と第２の主側壁が第３の端壁および第４の端
    壁とそれぞれ結合すべく湾曲し、負電極および正電極を
    収容するケーシングと、 ｄ）ケーシング内に収納され、負電極および正電極を活
    性化する電解質とからなる電気化学電池。
  2. 【請求項２】 第１と第２の主側壁が、それらが第３の
    端壁への接続個所から反対の第４の端壁への接続個所ま
    で連続的に湾曲している請求項１の電気化学電池。
  3. 【請求項３】 第１の主側壁が第２の主側壁よりも大き
    い曲率を有している請求項２の電気化学電池。
  4. 【請求項４】 第１と第２の主側壁の少なくとも一つが
    少なくとも第１と第２の異なる曲率を有し、第１の曲率
    が第２の曲率に移行している請求項１の電気化学電池。
  5. 【請求項５】 第１と第２の主側壁の少なくとも１つが
    少なくとも第１と第２の異なる曲率を有し、第１と第２
    の曲率の面の間にほぼ平坦な面が配置されている請求項
    １の電気化学電池。
  6. 【請求項６】 第３と第４の端壁が湾曲している請求項
    １の電気化学電池。
  7. 【請求項７】 第３と第４の端壁が略平坦である請求項
    １の電気化学電池。
  8. 【請求項８】 ケーシングが底壁の反対側に蓋を含んで
    いる請求項１の電気化学電池。
  9. 【請求項９】 蓋が電解液注入穴を支持している請求項
    ８の電気化学電池。
  10. 【請求項１０】 蓋が正および負電極の一方の端子リー
    ドを支持している請求項８の電気化学電池。
  11. 【請求項１１】 端子リードが正電極に接続され、ケー
    スが負の構成である請求項１０の電気化学電池。
  12. 【請求項１２】 端子リードが負電極に接続され、ケー
    スが正の構成である請求項１０の電気化学電池。
  13. 【請求項１３】 一次また二次電池としての請求項１の
    電気化学電池。
  14. 【請求項１４】 酸化バナジウム銀、酸化バナジウム銀
    銅、二酸化マンガン、酸化コバルト、酸化ニッケル、酸
    化銅、硫化銅、硫化鉄、二硫化鉄、二硫化チタン、酸化
    バナジウム銅、およびこれらの混合物からなるグループ
    から選ばれたカソード活物質の正電極を有する一次電池
    としての請求項１の電気化学電池。
  15. 【請求項１５】 ＬｉＮｉＯ2 、ＬｉＭｎ2 Ｏ4 、Ｌｉ
    ＣｏＯ2 、ＬｉＣｏ0.92Ｓｎ0.08Ｏ2 、ＬｉＣｏ1-x Ｎ
    ｉx Ｏ2 、およびこれらの混合物からなるグループから
    選ばれたカソード活物質の正電極を有する二次電池とし
    ての請求項１の電気化学電池。
  16. 【請求項１６】 コークス、グラファイト、アセチレン
    ブラック、カーボンブラック、ガラス状カーボン、ヘア
    リーカーボン、およびこれらの混合物からなるグループ
    から選ばれたアノード物質の負電極を有する二次電池と
    しての請求項１の電気化学電池。
  17. 【請求項１７】 負および正電極が、巻回セルスタック
    として提供される請求項１の電気化学電池。
  18. 【請求項１８】 負および正電極の一方が蛇行屈曲形成
    され、負および正電極の他方のプレートが屈曲部内に配
    置された請求項１の電気化学電池。
  19. 【請求項１９】 ケーシングが、ニッケル、アルミニウ
    ム、ステンレススチール、軟鋼、タンタル、およびチタ
    ンからなるグループから選ばれた物質で形成された請求
    項１の電気化学電池。
  20. 【請求項２０】 ａ）負電極と、 ｂ）正電極と、 ｃ）間隔を置いた第１と第２の主側壁と、これらの側壁
    が延長会合する湾曲中間壁とからなり、第１と第２の主
    側壁が中間壁と会合すべく湾曲し、負電極および正電極
    を収容するケーシングと、 ｄ）ケーシング内に収納され、負電極および正電極を活
    性化する電解質とからなる電気化学電池。
  21. 【請求項２１】 第１と第２の主側壁が、連続湾曲して
    いる請求項１９の電気化学電池。
  22. 【請求項２２】 第１と第２の主側壁の少なくとも一つ
    が少なくとも第１と第２の異なる曲率を有し、第１の曲
    率が第２の曲率に移行している請求項１９の電気化学電
    池。
  23. 【請求項２３】 第１と第２の主側壁の少なくとも１つ
    が少なくとも第１と第２の異なる曲率を有し、第１と第
    ２の曲率の面の間にほぼ平坦な面が配置されている請求
    項１９の電気化学電池。
  24. 【請求項２４】 第１の主側壁が第２の主側壁よりも大
    きな曲率を有している請求項１９の電気化学電池。
  25. 【請求項２５】 ケーシングが第１と第２の主側壁およ
    び中間壁に接続された蓋を含んでいる請求項１９の電気
    化学電池。
  26. 【請求項２６】 蓋が電解質注入穴を支持している請求
    項１９の電気化学電池。
  27. 【請求項２７】 蓋が負および正電極の一方の端子リー
    ドを支持している請求項１９の電気化学電池。
  28. 【請求項２８】 一次また二次電池としての請求項１９
    の電気化学電池。
  29. 【請求項２９】 ａ）負電極と、 ｂ）正電極と、 ｃ）第１の周側壁に延長会合する第１の主側壁を有する
    第１の部分と、第２の周側壁に延長会合する第２の主側
    壁を有する第２の部分とからなり、第１の周側壁と第２
    の周側壁が接触して第１の部分と第２の部分が結合さ
    れ、負電極および正電極を収容するケーシングと、 ｄ）ケーシング内に収納され、負電極および正電極を活
    性化する電解質とからなる電気化学電池。
  30. 【請求項３０】 第１と第２の主側壁が連続湾曲してい
    る請求項２９の電気化学電池。
  31. 【請求項３１】 第１の主側壁が第２の主側壁よりも大
    きい曲率を有している請求項２９の電気化学電池。
  32. 【請求項３２】 第１と第２の主側壁の少なくとも一つ
    が少なくとも第１と第２の異なる曲率を有し、第１の曲
    率が第２の曲率に移行している請求項２９の電気化学電
    池。
  33. 【請求項３３】 第１と第２の主側壁の少なくとも１つ
    が少なくとも第１と第２の異なる曲率を有し、第１と第
    ２の曲率の面の間にほぼ平坦な面が配置されている請求
    項２９の電気化学電池。
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