JP2009545852A - 電気化学セルのための非導電性コア及び表面金属化を有するネイル型集電体 - Google Patents
電気化学セルのための非導電性コア及び表面金属化を有するネイル型集電体 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009545852A JP2009545852A JP2009522823A JP2009522823A JP2009545852A JP 2009545852 A JP2009545852 A JP 2009545852A JP 2009522823 A JP2009522823 A JP 2009522823A JP 2009522823 A JP2009522823 A JP 2009522823A JP 2009545852 A JP2009545852 A JP 2009545852A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current collector
- electrochemical cell
- rod
- conductive
- disposed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 title 1
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 26
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 9
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 29
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 29
- 229920000122 acrylonitrile butadiene styrene Polymers 0.000 claims description 28
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims description 23
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 20
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 18
- XECAHXYUAAWDEL-UHFFFAOYSA-N acrylonitrile butadiene styrene Chemical compound C=CC=C.C=CC#N.C=CC1=CC=CC=C1 XECAHXYUAAWDEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 230000013011 mating Effects 0.000 claims description 14
- 239000004676 acrylonitrile butadiene styrene Substances 0.000 claims description 13
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 13
- 238000007772 electroless plating Methods 0.000 claims description 12
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- -1 polypropylene Polymers 0.000 claims description 11
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 10
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 9
- 229920006389 polyphenyl polymer Polymers 0.000 claims description 8
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 5
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 claims description 5
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 claims description 5
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 5
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 claims description 4
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 claims description 4
- 229920000106 Liquid crystal polymer Polymers 0.000 claims description 4
- 239000004977 Liquid-crystal polymers (LCPs) Substances 0.000 claims description 4
- 239000004697 Polyetherimide Substances 0.000 claims description 4
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 4
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 claims description 4
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 claims description 4
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000011354 acetal resin Substances 0.000 claims description 4
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims description 4
- NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N fluoromethane Chemical compound FC NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000005519 non-carbonaceous material Substances 0.000 claims description 4
- 229920006122 polyamide resin Polymers 0.000 claims description 4
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 claims description 4
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 claims description 4
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims description 4
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims description 4
- 229920001601 polyetherimide Polymers 0.000 claims description 4
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 4
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 claims description 4
- 229920006324 polyoxymethylene Polymers 0.000 claims description 4
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 claims description 4
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 claims description 4
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 claims description 4
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 claims description 4
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 claims description 4
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 4
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 4
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 claims description 3
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 2
- 238000007738 vacuum evaporation Methods 0.000 claims description 2
- DHKHKXVYLBGOIT-UHFFFAOYSA-N 1,1-Diethoxyethane Chemical compound CCOC(C)OCC DHKHKXVYLBGOIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 3
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 claims 1
- 239000000565 sealant Substances 0.000 claims 1
- 150000003457 sulfones Chemical class 0.000 claims 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 11
- 238000013022 venting Methods 0.000 abstract description 5
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 abstract description 4
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 87
- 239000011162 core material Substances 0.000 description 33
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 23
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 16
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 16
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 description 15
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 15
- 238000013461 design Methods 0.000 description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 6
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Chemical compound O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 5
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 4
- 230000004323 axial length Effects 0.000 description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 4
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 4
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 4
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 4
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 4
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 4
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 4
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 3
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 description 3
- 229920006255 plastic film Polymers 0.000 description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid Substances OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 3
- 239000011135 tin Substances 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 239000012792 core layer Substances 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 2
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000011262 electrochemically active material Substances 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 2
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000003856 thermoforming Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- TXUICONDJPYNPY-UHFFFAOYSA-N (1,10,13-trimethyl-3-oxo-4,5,6,7,8,9,11,12,14,15,16,17-dodecahydrocyclopenta[a]phenanthren-17-yl) heptanoate Chemical compound C1CC2CC(=O)C=C(C)C2(C)C2C1C1CCC(OC(=O)CCCCCC)C1(C)CC2 TXUICONDJPYNPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000004128 D cell Anatomy 0.000 description 1
- 229920004943 Delrin® Polymers 0.000 description 1
- 239000004609 Impact Modifier Substances 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006057 Non-nutritive feed additive Substances 0.000 description 1
- 239000004727 Noryl Substances 0.000 description 1
- 229920001207 Noryl Polymers 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- DWAQJAXMDSEUJJ-UHFFFAOYSA-M Sodium bisulfite Chemical compound [Na+].OS([O-])=O DWAQJAXMDSEUJJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910021626 Tin(II) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000001994 activation Methods 0.000 description 1
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000006183 anode active material Substances 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 239000002216 antistatic agent Substances 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QXJJQWWVWRCVQT-UHFFFAOYSA-K calcium;sodium;phosphate Chemical compound [Na+].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O QXJJQWWVWRCVQT-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 description 1
- 239000011530 conductive current collector Substances 0.000 description 1
- 229910000365 copper sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L copper(II) sulfate Chemical compound [Cu+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000002788 crimping Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 239000002274 desiccant Substances 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 230000003467 diminishing effect Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 1
- 230000003203 everyday effect Effects 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 1
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 1
- 238000003682 fluorination reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 1
- 239000003349 gelling agent Substances 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 239000012811 non-conductive material Substances 0.000 description 1
- PIBWKRNGBLPSSY-UHFFFAOYSA-L palladium(II) chloride Chemical compound Cl[Pd]Cl PIBWKRNGBLPSSY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 239000005518 polymer electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000003755 preservative agent Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 230000008707 rearrangement Effects 0.000 description 1
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 235000010267 sodium hydrogen sulphite Nutrition 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000001119 stannous chloride Substances 0.000 description 1
- 235000011150 stannous chloride Nutrition 0.000 description 1
- 238000006277 sulfonation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/64—Carriers or collectors
- H01M4/70—Carriers or collectors characterised by shape or form
- H01M4/75—Wires, rods or strips
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/64—Carriers or collectors
- H01M4/66—Selection of materials
- H01M4/665—Composites
- H01M4/667—Composites in the form of layers, e.g. coatings
-
- 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
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/172—Arrangements of electric connectors penetrating the casing
- H01M50/174—Arrangements of electric connectors penetrating the casing adapted for the shape of the cells
- H01M50/182—Arrangements of electric connectors penetrating the casing adapted for the shape of the cells for cells with a collector centrally disposed in the active mass, e.g. Leclanché 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
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/183—Sealing members
-
- 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
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/183—Sealing members
- H01M50/184—Sealing members characterised by their shape or structure
-
- 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
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/183—Sealing members
- H01M50/186—Sealing members characterised by the disposition of the sealing members
-
- 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
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/528—Fixed electrical connections, i.e. not intended for disconnection
-
- 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
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
-
- 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
- H01M6/04—Cells with aqueous electrolyte
- H01M6/06—Dry cells, i.e. cells wherein the electrolyte is rendered non-fluid
- H01M6/08—Dry cells, i.e. cells wherein the electrolyte is rendered non-fluid with cup-shaped electrodes
- H01M6/085—Dry cells, i.e. cells wherein the electrolyte is rendered non-fluid with cup-shaped electrodes of the reversed type, i.e. anode in the centre
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49002—Electrical device making
- Y10T29/49108—Electric battery cell making
- Y10T29/4911—Electric battery cell making including sealing
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49002—Electrical device making
- Y10T29/49108—Electric battery cell making
- Y10T29/49115—Electric battery cell making including coating or impregnating
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
Abstract
セル電極とセルの端子の間の導電経路を形成するセルのための集電体、集電体とシールとを含むシールアセンブリ、及び集電体を調製する方法を提供する。電気化学セル、及び特にセル電極とセルの端子との間の導電経路を形成するセルのための集電体アセンブリをその製造の方法と共に説明する。集電体は、非導電性コアと、コアの上に配置されて細長いロッドとして成形された導電性外面層とを含む。セル容器の開放端を密封し、過剰圧力を受けた時にガスを通気するためのシールハブガスケットも説明する。セルの製造方法は、非導電性コア上への非炭素質導電材料の堆積を含み、得られる集電体は、電極と容器/接触端子との間の電気接続を維持するためにセル内に挿入される。
【選択図】図4
【選択図】図4
Description
本発明は、電気化学セルに関し、特に、セル電極とセルの端子の間の導電経路を形成するセルのための集電体に関する。本発明は、集電体と、セル容器の開放端を密封し、かつ過大圧力を受けた時にガスを通気するためのシールとを含むシールアセンブリにも関する。好ましい実施形態では、セルは、アルカリセルであり、集電体は、セル負極を負端子に電気的に接続する。集電体を調製する方法を開示する。
従来型アルカリ電気化学セルは、活物質として二酸化マンガンを一般的に含むカソードと呼ばれる正極を有する鋼の円筒缶を一般的に含む。電気化学セルは、活物質として亜鉛粉末を備えたアノードと呼ばれる負極も含む。ボビン型又はネイル型セルでは、カソードは、鋼缶の内面に対して通常形成され、一方、アノードは、缶内のほぼ中心に配置される。セパレータが、アノードとカソードの間に位置し、アルカリ電解質溶液が、アノード、カソード、及びセパレータと同時に接触する。導電性集電体が、アノード活物質内に挿入され、負外側端子への電気経路を提供する。環状のポリマー(例えば、ナイロン)シールが、鋼缶の開放端に閉鎖を提供し、缶の密封容積内の電気化学活物質を密封する。内側カバーがシールを半径方向に支持する。集電体、内側カバー、及びシールは、通常一緒に組み立てられ、シールアセンブリを形成する。
集電体は、電導性であって端子への電気的経路を提供すべきである。従って、殆どの今日のバッテリ製造業者は、銅又は黄銅のような金属又は合金から製造された集電体に依存している。一般的に、これらの金属製集電体は、付加的な導電材料でメッキされている。最終的に、集電体に対して選択された材料は、適切な導電率を示し、ガス発生を最小にし、セルの保管寿命を最大にする適切な耐久性、並びにアノードゲル及びアルカリ電解質のようなセルの他の内部成分に露出された時の十分な耐久性及び非反応性を有するべきである。
しかし、従来の金属及び合金集電体には多くの欠点がある。銅のような材料の高コストは、バッテリ製造業者に対する全体の製造コストを高めている。更に、固体金属又は合金部品は、全体のセルに不要な重量を付加しがちである。最後に、金属集電体は、セルが放電した時、特に、深い放電条件の下では、ガス発生及び漏れに関して良好には機能しない。従って、性能が高く腐食の少ない集電体を作り出すために様々な手法が取られている。
Imai他に付与された米国特許第6、783、895号は、ニッケルでメッキされた不織布で形成されたアルカリ2次バッテリのための親水性集電体を教示している。ニッケルメッキされた不織布は、スルホン化、気体フッ素処理、又はビニルモノマーグラフト法によって親水化されており、ポリオレフィン繊維及びポリアミド繊維を有する不織布の親水化とそれに続くニッケルメッキとによって集電体を製造する方法が開示されている。しかし、開示された集電体は、明白に2次バッテリの組立を容易にするものであるが、高いセル容量を可能にするためにニッケルメッキの多孔性が必要とされ、不織布は、その一方の表面から他方の表面に延びる複数のミクロ孔隙を有する。
St−Amant他に付与された米国特許第5、423、974号は、プラスチックフィルムの少なくとも1つの面を真空下で金属化加工し、続いて電気化学メッキして均一な導電材料を提供する仕組みを開示している。得られた薄い金属シートは、プラスチックフィルムに接着され、かつそれによって支持されており、これは、特に、ポリマー電解質リチウムバッテリのための集電体としての用途を見出している。しかし、この手法は、真空の使用を含む多数の複雑な製造段階を必要とする。
東芝電池株式会社に付与された日本特許第63108666号は、集電体における腐食によって生じる電気的性能の劣化の低減を教示している。具体的には、正極に接触する導電性プラスチックの表面は、カーボンベースの導電性塗料で被覆される。
東芝電池株式会社に付与された日本特許第62126548号は、カソード集電体としての導電性プラスチックの使用に関するものである。具体的には、集電体の一方の側の中央に薄い金属層が形成され、次に、カソードリードがこの金属層に接続される。
上記を考慮すれば、ボビン型セルでの使用に適する集電体及び組合せ集電体アセンブリ設計が歓迎されるであろう。より詳細には、簡易な手順に従って製造され、かつ軽量で廉価な材料から作られるロッド状集電体が必要とされている。
上述の考察に鑑みて、製造の費用効果に優れ、廉価な材料に依存し、かつ十分な電気的性能を示す集電体を有する電気化学セルを提供することが本発明の実施形態の目的である。こうした集電体は、非導電性コア及び導電性表面層、より詳細には、表面上に金属を堆積させたポリマーコアを有するべきである。
本発明の実施形態の別の目的は、比較的軽量であり、導電性であり、負極を形成するのに使用される材料への適合性があり、かつセル内での水素ガスの発生を低減し、それによって製品信頼性を高めるための高い水素過電圧を有するロッド状負極集電体を提供することである。
本発明の実施形態の更に別の目的は、電気化学セルの容器の開放端に配置されるようになったシール又はガスケットを含み、集電体がシール部材の開口部及び非溶接電気接続部を通過してセルの正又は負端子へと延びる電気化学セルのための集電体アセンブリを提供することである。
本発明の実施形態の更に別の目的は、非導電性コアと導電性金属表面層とを備えた複合集電体を有し、金属集電体を有する対照セルの使用結果と同等の使用結果を示す電気化学セルを提供することである。
特に、本発明は、ボビン型設計を用いた電気化学セル、特に、標準セルサイズのもの(AAA、AA、C、又はDのような)及びアルカリ電解質を利用するものに対して特別な適用性を有すると期待される。しかし、上述の目的は例示的なものに過ぎないことに注意すべきであり、当業者は、全てが本発明の開示の一部として明示的に考慮されている以下の実施形態及びその全ての様々な派生物及び均等物の説明に従って組み込むことができる多くの利点及び代替物を容易に認めるであろう。
従って、これらの目的、並びに他のものを満たし又はそれを超える電気化学セルは、全てが容器内に配置されたアルカリ電解質、アノード、及びカソードを含む。次に、ロッド状集電体が、アノード又はカソードに電気的に接触して取り付けられ、セル容器内に密封される。ガスケット又はシールを使用することもできる。ロッド状集電体は、非導電性コア材料、好ましくは、少なくとも1つのポリマーで製造され、非炭素質導電材料、好ましくは、銅、錫、亜鉛、及び/又はその組合せ又は合金が、コアの最外面上に堆積される。
集電体アセンブリも説明する。集電体アセンブリは、非導電性シールハブを含む。理想的には、このシールハブは、電気化学セル容器の開放端に適合する寸法のガスケットであることになる。ロッド状集電体は、ガスケットを貫通し、それを通じた電流の伝導を可能にする。集電体は、好ましくは、少なくとも1つのポリマーで製造された非導電性コアを有する。次に、集電体は、銅、錫、又は亜鉛のような非炭素質導電材料で被覆される。
最後に、電気化学セルを製造する方法を説明する。非導電性コアが、少なくとも1つのポリマーから形成される。次に、非炭素質導電材料が、好ましくは、無電解メッキによってコア上に堆積される。次に、アルカリ電解質、アノード、及びカソードが、適切な容器に設けられる。次に、メッキされたコアが、容器とアノード又はカソードとの間の電気接触を維持するために、恐らく密封ガスケットと共にかつそれを通して挿入される。得られたセルは、次に、密封される。
本発明のこれら及び他の特徴、利点、及び目的は、当業者により、以下の明細書、特許請求の範囲、及び添付図面を参照して更に理解され、かつ認められるであろう。
本発明は、以下の図面を参照して理解することができる。この図面内の構成要素は、必ずしも一定の尺度ではない。また、この図面において、同じ参照番号は、いくつかの図にわたって対応する部分を示している。
参照番号の最後の2桁が全ての図に共通な構成部品又は要素に属している図面をここで参照すると、図1は、本発明の集電体110の一実施形態を示している。集電体110は、正極又は負極から電気化学セルの端子又はカバーへの導電性経路を作動的に提供するようになっており、これは、一部の電気化学セル設計では容器と一体化することができる。集電体110は、1次アルカリ型電気化学セル内に好ましくは利用され、負極からセルの負端子又はこの負端子に作動的に電気接続した別の導電性部材への電流経路を作動的に提供するように機能する。
集電体110は、ボビン型電気化学セル設計での使用に適するロッドの形状での細長い部材である。このロッドは、一端が円錐端であり他端が横広の平坦ヘッドであるネイル形状を好ましくは有するシリンダとすることができる。シリンダは、変化した直径(すなわち、ステップ付又はテーパ付)又は均一直径(すなわち、一定直径又はテーパなし)のものとすることができる。シリンダ以外の他の管状形態も可能である。限定ではなく例示として、こうした形状には、3つ、4つ、又は多くの基本的に平坦な側面を(それぞれ)有する三角形、正方形/直方形、又は多角形状の管が挙げられる。1つ又はそれよりも多くの平坦な側面を1つ又はそれよりも多くの湾曲した側面と併せて組み込んだ組合せも可能である。どの場合でも、この形状は、テーパ付又はテーパなしとすることができ、円錐端及び/又は平坦ヘッドを組み込むことができる。特に、先端は、一般的にあらゆる設計のものを有することができ、例えば、円錐端(図1a及び図1bに示されている)、切頭円錐端(図4に示されている)、又は平滑断端などを有することができる。
図1aに見られるように、集電体110は、必然的にシャフト112を含む。好ましい実施形態では、シャフト112は、実質的に一定の外側直径を有し、円錐端114を含む。明らかに、シャフトは、集電体110に接触する電極から電流を効率的に収集するのに十分な軸線方向長さのものでなければならない。図1bでは、シャフト112は、ステップ付外側直径及び円錐端を有する。ここでも再び、シャフトは、電流を効率的に収集するのに十分な軸線方向長さ及び直径のものでなければならない。
図1a及び図1bにおいて、集電体110は、ヘッド116を含み、これは、拡大した直径を有するがシャフト112に比べて大幅に小さい軸線方向長さを有し、それによって以下の設計の集電体アセンブリの製造が簡易化される。すなわち、ヘッド116は、集電体110をセル内の望ましい位置に維持するためにシャフト112よりも一般的に大きい寸法である。ヘッド116は、集電体110の中心軸に対して測定されたヘッドの軸線方向長さの全て又は一部に沿ってテーパ付けされた外面を有することができる。ヘッド116は、ヘッド116がシャフト112にシャフトの上端に向けて接続される場所から放射方向外側にもテーパが付けられ、放射方向直径は、シャフト112(例えば、円、多角形、不規則形など)の放射方向直径に最適に適合する。
他のヘッド設計は、テーパなしとすることができ、又はヘッドは、複数の放射方向に偏った部分を含むことができ、上述の平坦な終端部に加えて又はその代わりに、シャフトの端部の近くに1つ又はそれよりも多くの結節が形成される。これらの結節は、集電体110を所定位置に保持するためにシールハブ又はガスケットと協働する寸法とすることができる。例えば、図5を参照すると、放射方向結節417は、シールハブ又はガスケット430の内側の所定位置に集電体410を固定的に保持するためにヘッド416と併せて機能する。代替的に、こうした放射方向結節は、図1bで意図されるように、ステップ部分の一部として一体的に設けることができる。
集電体110は、少なくとも2つの異なる層、すなわち、好ましくは、1つ又はそれよりも多くのポリマーで作られた非導電性コア120の上に完全でないとしても部分的に置かれた少なくとも1つの導電性非炭素質層122を有する複合構造のものでなければならない。コア120は、射出成形、熱成形、押出成形、又は他の適切な公知の方法によってポリマー又はコポリマーシステムで形成することができる。コア120は、中空でなくかつ無孔質でなければならないが表面が完全に平滑である必要はない。実際のところ、窪み、斑点状などを含む表面の変動又は粗さが、ある一定の状況では好ましい場合がある。重要なことには、コア120は、織物であろうと不織物であろうと、布地、シート、又はフィルムであってはならず、それは、こうしたシートが、本明細書で意図されているボビン型セルについて考えられる製造工程に容易に含まれるからである。コア120は、非炭素質導電層122が次にそれに付加される集電体110のための望ましい基礎構造を提供する。
コア120は、黄銅で製造されるような従来技術の金属集電体に比較した時、重量が軽くかつ容積当たりの費用効果が高いことに加え、望ましい強度、剛性、及び耐衝撃性を提供する。非導電材料は、低い熱膨張係数及びセル内で利用されるアルカリ電解質に対する抵抗性を有するようにも選択すべきである。
上述のように、非導電性コア120は、熱可塑性又は熱硬化性のいずれかであるポリマー又はコポリマーであり、合成熱可塑性ポリマー又はコポリマーが好ましい。コア層120のための例としては、以下に限定されるものではないが、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン・コポリマー(ABS)、アセタール樹脂(「Delrin(登録商標)」のような)、アクリル樹脂(ナイロンのような)、フルオロカーボン樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、液晶ポリマー、ポリフェニルオキシド、ポリフェニルスルフィド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリビニルクロリド、ポリウレタン、ポリスルフォン、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリカーボネート、及びその組合せが挙げられ、必要に応じて当業者に公知の親和剤が任意的に利用される。オハイオ州アクロン・エクセターロード1353所在の「Diamond Polymers、Inc.」から入手可能であるメッキ等級ABSプラスチックは、その優れた表面処理性及び導電層122への接着性のために、本発明の一実施形態におけるコア120の形成に好適である。
当業者に公知のように、コア層の(コ)ポリマーは、様々な添加物又は充填剤などを含むことができ、充填剤の例としては、セラミック粉末、ガラス球、木粉、及び砂が挙げられる。他の添加剤としては、以下に限定されるものではないが、安定剤、可塑剤、潤滑剤、着色剤、防炎剤、酸化防止剤、帯電防止剤、保存剤、加工助剤、発煙抑制剤、及び衝撃改良剤が挙げられる。図示のように、コア120は、あらゆる導電性成分を基本的に含まない。
コア120は、射出成形装置、熱成形機、又は押出機のような適切な装置を用いて製造することができる。熱可塑性部品を提供するための最も一般的な方法は、射出成形であり、これは、本発明に好適である。具体的には、ABS樹脂は、成形の前に0.1%又はそれ未満のレベルに乾燥させる必要があり、これは、デシカント乾燥機内で80°−85℃で2−4時間にわたって一般的に行われる。ABSは、次の好ましい条件:220°−250℃の範囲でのバレル温度、40°−80℃の間の金型温度、700−1100psiにわたる射出圧力、及び緩慢な射出速度の条件で射出成形することができる。
非導電性コア120が望ましい形状に形成された後に、導電性表面層122がそれに付加され、好ましくは、金属化層が、コア120の表面に形成される。導電層122は、コア120の表面の一部分だけに付加することができるが、コア120上の導電層122被覆率は、集電体110がセル内を流れる全ての電流を処理することができることを保証するように一般的に選択され、コア120の100%被覆率が達成されることが好ましい。
導電層122は、一般的に図2に見られるように、1つ又はそれよりも多くの個々の層124、126、128を含み、それらは、同じか又は異なるものとすることができる。導電層122は、無電解メッキ、化学メッキ、電気メッキ、真空蒸着、又はその組合せのような処理を用いてコア120上に形成することができる。好ましい実施形態では、電気メッキがそれに続く無電解メッキが、複数の導電層をコア120上に形成するために利用され、それらの層は、同じ材料又は異なる材料とすることができる。例えば、好ましい導電層124は、少なくとも1.5μm、より好ましくは、少なくとも6μmで設けられた銅の層を含み、この銅は、無電解メッキによって提供され、それに引き続き付加的な銅が層126の状態に更に電気メッキされる。次に、導電層128を集合的に形成するように他の金属を付加することができ、この金属としては、以下に限定されるものではないが、銅、錫、亜鉛、インジウム、カドミウム、鉛、並びにその組合せ及び/又は合金が挙げられる。明白に、非炭素質材料が本発明の目的及び方法に最も適している。更に、本明細書に開示されたメッキ方法は、カーボンベースの塗料などに基づく既知の方法と比較して、非導電性コアへの金属のより良好な付加を提供すると考えられる。
無電解メッキ段階は、電気を使用せずに達成される。例えば、Dセルのための寸法の射出成形ABSネイルである非導電性コアが、10ml/Lのホルムアルデヒドのような還元剤及び5g/Lの硫酸銅のようなイオン形態の望ましい金属を含むメッキ浴溶液内に置かれる。還元剤からの電子は、白金のような触媒の存在の下でABSネイル上に金属イオンを堆積させるように作用する。錯化剤、pH調整剤、緩衝剤、安定剤などのような他の成分の使用は、処理を更に助けることができる。この処理は、堆積材料の複数の層を形成するために複数回反復することができる。このような場合には、脱イオン水をメッキの間に部品を洗浄するために使用することができ、最終メッキの行われたネイルは、電気化学セルの組立の前に乾燥させるべきである。
無電解メッキの前に、コア120は、多くの前処理工程を受ける可能性があり、この処理には、以下に限定されるものではないが、清浄化、エッチング、中和、及び活性化が含まれる。更に、堆積した金属/合金122とコア120との間の十分な結合を保証するために、コア120は、メッキ/導電性堆積の間に脱イオン水又は他の適切な溶媒で洗浄すべきである。最後に、完成集電体110は、電気化学セルでの使用前に乾燥させるべきである。
得られたメッキロッドは、元のコアよりも僅かに粗い表面を有することになる。例えば、ABSコア上に無電解メッキされた銅では、ABS単独又は代表的な黄銅ネイルのいずれかよりも、表面粗度がどの場所でも2倍から3倍大きい(ここで注意すべきは、ABSコアと黄銅ネイルは、ほぼ同じ表面粗度を有することである)。一般的には、以下の表1に示すように、メッキの厚みが増大する時に粗度が低下する傾向にある。
図2は、図1のA−A線に沿って得られた断面を示している。集電体110は、その上に堆積した導電材料の複数の層124、126、128を有する。一実施形態では、銅層126が、銅無電解メッキ層124の上にメッキされ、インジウム又は錫のような金属の最終層128が、最外面の上にメッキされる。電解メッキは、イリノイ州セントチャールス・スターンアベニュー3745所在の「Sterling Systems」から入手可能である実験規模バレルメッキ器のようなバレルメッキ装置を利用し、又は振動式装置を用いて行うことができる。
図3は、本発明の好ましい実施形態に従って製造された電気化学セルに関する実験結果を示している。銅メッキがABSロッドに設けられ、次に、これは、Cサイズバッテリに組み込まれた。付加的な対照セルが、従来型の黄銅ネイルを用いて製造され、それらのセルは、連続400mA及び1000mAドレーン試験で使用性が試験された。2つの曲線で示すように、6μmを超えるメッキ厚みで、収益逓減ポイント(性能に関して)が達成されていると見られる。
本発明の集電体は、必要に応じて一般的にあらゆる電気化学セルに利用することができ、好ましくは、あらゆる円筒形アルカリ電気化学セルに利用される。こうしたセルに関する標準的な処理、構造、及び材料は、当業技術で公知である。従って、全てが「Eveready Battery Company」に共通に譲渡された例示的な米国特許第6、528、210号、第6、589、693号、第6、670、073号、及び第6、828、061号は、こうした処理、構造、及び材料に関するその教示への引用によって本明細書に組み込まれている。
円筒形アルカリ電気化学セル400が、本発明の一実施形態による集電体410を有して図4に示されている。電気化学セル400は、閉鎖底端部404、開放上端部406、及びそれらの間に延びる円筒形軸線方向側壁408を有する円筒形鋼缶402を含む。缶402の閉鎖底端部404は、それに溶接又は他の方法で取り付けられ、メッキ鋼で形成された正カバーを有し、その中心領域には突出接触端子409がある。鋼缶402の開放上端部406には、集電体410及び集電体アセンブリ411、並びにセル400の負接触端子を形成する、好ましくはメッキ鋼で形成された外側負カバー450が組み立てられる。この例では、負カバーが意図されているが、本明細書に開示された原理から逸脱することなく、セルの極性を反転することは可能である(従って、カバー450への正の極性が与えられ、電極の対応する再配列がそれに伴う)。
金属化されたプラスチックフィルムのラベル403が、鋼缶の端部404、406を除いて、鋼缶402の外面の回りに形成される。フィルムラベル403は、正カバーの周辺端部の上に形成され、負カバー450の周辺端部の上に部分的に延びることができる。
本明細書でカソードとも称される正極432が、鋼缶402の内面の回りに形成される。一例によれば、カソード432は、二酸化マンガン、グラファイト、水酸化カリウム溶液、及び添加物の混合物で形成される。セル内のあらゆる固形粒子の移動を阻止する不織布で好ましくは形成されたセパレータ434が、カソード432の内面の回りに配置される。本明細書でアノード436とも称される負極436が、セパレータ434の内側にかつ集電体410に接触して電解質と共に配置される。電解質は、水酸化カリウム(KOH)水溶液を含有するアルカリ電解質を含むことができる。一例によれば、アノード436は、亜鉛粉末、ゲル化剤、及び添加剤で形成される。カソード432及びアノード436内でそれぞれ使用される二酸化マンガン及び亜鉛は、電気化学的活物質である。従って、カソード432は、セルの正極として設定され、アノード436は、セルの負極として設定される。
集電体410は、セル400の負接触端子を形成する外側負カバー450に接触する。細長いシャフトは、アノード436に接触して配置され、この実施形態では、実質的に均一な直径を有する。集電体410は、外側負端子450に、圧縮コイル導電性コネクタ438を介し又は他の公知な手段によって接続される。コイルコネクタ438は、外側負カバー450の底面及び/又は集電体410の拡大ヘッドの上面に溶接することができ、又は代わりに加圧接触を通じてそれらとの接触状態に保持することができる。集電体410とコネクタ438は、外側負カバー450での負極性を提供する電流経路として機能する。
環状ポリマーシール430が、鋼缶402の開放端に配置され、鋼缶402内に収容された電気化学活性のセル材料の漏れが阻止される。ポリマーシール430は、ナイロンのような熱可塑性合成樹脂を含むことができる。シール430のための代替材料としては、「General Electric Company」から購入することができる「NORYL(登録商標)Extend」のようなポリプロピレン、及びシール430のために適切であると認められると考えられる他の材料が挙げられる。
シール430は、集電体410を受入れる中央開口部(すなわち、開口)を定める内側直立円筒壁を伴う中央ハブを有する。ハブは、集電体410に向って加圧された直立壁を含むシール430の中央部分として一般的に定められる。集電体410の拡大ヘッドは、ハブ開口部に対して一般的に寸法が大きく、従って、シール430は、集電体410に向けて加圧され、ハブ開口部を定める内側直立壁との締まり嵌め係合が形成される。直立壁は、密封(非通気)位置にある時に集電体410の拡大ヘッドを、及び/又は集電体410のシャフトに沿って設けることができるいずれかの放射方向結節(図示せず)を封じ込めるように設定される。中央ハブは、集電体410の拡大ヘッドの上側周辺表面を覆って形成された上縁も有し、集電体410の上方移動が更に阻止される。好ましくは、硬い金属で形成された内側カバーが、剛性を高めて環状シール140の放射方向圧縮を担持するように提供され、それによって密封効率が改良される。内側カバーは、中央ハブの外側直立壁とシール430の外側周辺区域の直立壁とに接触するように設定される。過寸法の集電体410及び内側カバーが、シール430を集電体410に向けて加圧するのに使用されているが、集電体410とシール430の間の密封した締まり嵌め係合を提供するために、圧縮リングのような他の加圧技術を使用することができる。シール430、内側カバー、及び外側負カバー450は、缶402の開放端406に扁平な閉鎖部を提供する。更に、外側負カバー450は、セル400の非密封容積を周囲外部大気に露出させるのに役立つ1つ又はそれよりも多くの通気開口部(図示せず)も含む。通気開口部は、集電体シールアセンブリが通気した状態で、セル400内部から外部大気に放出された圧力上昇を発散させるのに役立つ。
集電体410、環状シール430、及びもし存在すれば内側カバーは、共に集電体シールアセンブリ411を形成し、これは、一緒に組み立てられ、缶402の開放端406に一体として挿入される。集電体シールアセンブリ411の組み立て及び缶402の開放端406の閉鎖は、缶402の内壁上に半径方向内向きに形成された口広げ開口部又はビードを有することができる缶402の開放端406内に環状ポリマーシール430を配置する段階と、缶402の上端を内向きにかつシール430の外周の上に圧着してシール430を内側カバーに向けて圧縮する段階とを含む。外側負カバー450は、環状ポリマーシール430によって鋼缶402から電気的に分離されていることも認めるべきである。
本発明によれば、集電体シールアセンブリ411は、缶402の開放端406を密封し、外側負端子450への電流経路を提供し、かつ過度の圧力差を受けた時の圧力除去機構として更に作用する。集電体シールアセンブリ411は、アセンブリ411が所定の圧力差を受けた時、セル400の密封した活性容積内部から加圧ガスを放出するように設計されている。この圧力差は、シール430の下方の内部圧力とその上方の大気圧との差である。加圧ガスの発散は、集電体410と環状ポリマーシール430の間の軸線方向相対移動(すなわち、集電体410の縦軸に平行な移動)によって一般的に行われる。内部容積から放出された加圧ガスは、外側負カバー450のための開口部(図示せず)を通じてセル400から流出する。
適切なシールアセンブリの例は、本明細書に引用により組み込まれている、米国特許第6、855、454号及び第6、312、850号に更に示されている。他の類似のシール及び通気も本発明の集電体に利用することができる。
本発明の集電体410を含むシールアセンブリ411の更に別の実施形態は、図5に示されている。図示の特定の配列において、シールアセンブリ411は、上述のように、好ましくはナイロンである材料で形成されたシール430を含む。上述のように、非導電性コア及び導電性外面を有する本発明の集電体410は、シール430内のオリフィスを通過して延びるヘッド部分416を有する。好ましい実施形態では、「Swift接着剤82996番」のような接着剤440又は類似の混成物を集電体410のシールハブ430の間の密封を完全にするために使用することができる。
ヘッド416の一部分は、端子450又は別の相応する接触端子への適切な接続のためシール430の上方に延びている。シール430は、好ましくは、通気機構を可能にするための1つ又はそれよりも多くの薄い部分を含む。
更に別の実施形態では、本発明の集電体は、電気化学セルの負カバーのコネクタのようなカバーへの嵌合接合部又は接続部を有するヘッド又は他の部分を含む。こうした嵌合接合部は、図4及び図5に示す接続部(非溶接コネクタ438又は単純溶接接点がそれぞれ利用されている)に比較して、コネクタと集電体の間のより大きい接触面積を可能にする。例えば、溶接である固定接続部に代えた嵌合接合部の使用は、1段階を削除できる限りにおいて、より合理化した費用効果の高い製造工程を可能にする。嵌合接合部は、接触面の面積も高め、本発明の集電体の表面上の導電性メッキ層を電流が「バーンスルー」又は「パンチスルー」することが回避されることになる。こうしたバーンスルーは、小さい接点上の電流の集中した流れが抵抗加熱をもたらす場合があるために生じると考えられる。場合によっては、バーンスルーは、回路の切断及びセルの故障をもたらす場合がある。
嵌合接合部のための1つの可能な実施形態は、図6Aに示されている。高表面積接触は、嵌合接続部に矢印Jで示される圧入を与えることによって得られる。コネクタ438は、負カバー450上の突起部440から成り、これは、集電体410のヘッド416内の凹部442に嵌合する。この場合の突起部440は、多角形様の形状を有するが、締まり嵌めを可能にするあらゆる形状を利用することができる。凹部442は、突起部440に相補的な形状を有し、負カバー450がヘッド416内に圧入されて嵌合接合部を形成することを可能にする。好ましい実施形態では、突起部440は、六角形の垂直(又はシャフト412の円筒に対して軸線方向)断面及び基本的に円形の水平(又はシャフト412の円筒に対して放射方向)断面を有する。この嵌合接合部の設計は、上述の要素の構成部品及び/又は向きが置換されるようにして反転することができる。
図6Bは、図6Aで意図された嵌合接合部の実施形態の平面図を更に示すが、負カバー450は示されていない。図6Bでは、凹部442は、実質的に円筒の水平断面を有し、断面の直径は、凹部442の高さに沿って変えることができる。図6Bは、集電体410の対応する凹部442に嵌め込まれる楕円又は円形の水平/放射方向断面形状を有する突起部(図6Bには示されず)の例を示している。凹部442の深さは、突起部に協調すべきであるが、突起部440の3次元形状は、規則的又は一様であることを要しない(例えば、突起部/凹部の組合せは、平坦、傾斜、湾曲、丸形、及び/又は不規則の底面/上面を有することができる)。ここで注意すべきは、破線441がシャフト412の断面直径を表すことができる点である。代替的に又は追加的に、破線441は、コネクタ438のための締まり圧入を生成するために使用する形状の最も外側の断面周辺も表すことができる。
図6Cは、代替的な実施形態の上面図を示している。ここで、凹部442は、ヘッド416の上面を横断して全長に沿って延びている。他の実施形態では、凹部442は、ヘッド416の全長よりも短い長さに沿って延長でき、及び/又は1つより多い方向に延びることができる(例えば、十字形状、Y字形状、U字形状など)。
集電体を円筒形電気化学セルに関連して本明細書に説明したが、本発明の概念は、複数のアノード及び複数の集電体を用いるセル及び缶、及び集電体が負極及び正極にそれぞれ電気的に接続されているセルを含む様々な他のセル構成に同様に適用することができることを認めるべきである。更に、本明細書に説明した集電体シールアセンブリは、様々な異なる缶閉鎖部を用いて鋼缶に対して閉鎖密封することができる点も更に認めるべきである。更に、集電体は、代替的に、1次セル又は2次セル内に構成することができる。
本発明の集電体に利用される電気化学セルの材料コストの低下及び重量の低下に加え、この複合設計は、セルの高深度放電でのガス発生又は漏れも低減し、その結果、信頼性のより高いセル設計がもたらされる。従来技術の黄銅ネイルは、高深度放電の時に酸化され、この酸化されたネイル表面は、亜鉛と共にガルバニ結合を形成してアノードガス発生を加速させることになることは公知である。本発明の亜鉛メッキ複合集電体が黄銅ネイルに置換して使用される時、その亜鉛メッキは、高深度放電過程中に放出又は剥離されることになる。その結果、集電体は、誘電体に戻ることになり、これは、集電体と亜鉛の間のガルバニ結合の形成を回避させ、従って、高深度放電でのガス発生又は漏れ又はその組合せが低減されることになる。
直径0.091”及び長さ1.631”の寸法を有する図1aに示されているロッド状ABSプラスチック集電体を射出成形によって製造した。プラスチック集電体は、無電解メッキ、及び次に電解メッキによって銅でメッキされた。以下の前処理段階が無電解メッキの前に行われた。この部品は、各々の以下の段階の後に完全に洗浄された。
1.エッチング段階−ABSプラスチック集電体は、375から450g/Lの酸化クロム及び335から360g/Lの硫酸を含有する「クロム−硫酸」エッチング剤内でエッチングされた。エッチング処理は、140ないし160°Fで4−10分間行われた。
2.中和段階−次に、プラスチック集電体は、この部品から化学還元によって過剰のエッチング剤を除去するために1から5%の重亜硫酸ナトリウムから成る中和剤内に置かれた。中和処理は1〜4分間92〜132°Fで行われた。
3.活性化段階−ABSプラスチック表面上に触媒サイトを提供するために活性化処理が40から104°Fで5から10分間行われた。活性剤浴は、以下のものから成る:塩化第1錫(10〜20g/Lの溶液)、二塩化パラジウム(0.2〜0.3g/L)、及び塩酸(〜200mL/L)。
4.加速段階−活性化段階で堆積した活性化学種をできるだけ活性にするために、ABSプラスチック集電体は、80から120mL/Lの塩酸から成る活性化溶液内に95から104°Fで1から3分間浸漬された。
前処理されたABSプラスチック集電体は、無電解メッキによって1.5μmまで銅でメッキされ、次に、従来型の電解銅メッキによって4.3及び7.1μmまで厚くされた。使用された黄銅集電体と同じく、銅メッキABSプラスチック集電体も銅メッキの外側に0.02〜0.08μmの錫が化学メッキされた。
銅メッキABS集電体は、Cサイズ・アルカリバッテリ(LR14)内で試験され、ロッド状錫メッキ黄銅集電体(直径0.072”及び長さ1.631”)と比較された。セルは、室温で0.9Vカットオフまで400mA及び1000mA連続放電の下で試験された。セルの使用性データは、図7に示されている。図7でのロットAは、黄銅集電体を有するセルを表し、ロットB、C、及びDは、1.5、4.3、及び7.1μmの銅メッキをそれぞれ有するABSプラスチック集電体を用いて構成されたセルを表している。ロットAの放電容量は、図7内で100%として定められ、ロットB、C、及びDからのセルの性能は、そこでロットA内のセルの性能に対して正規化された。図7内のデータは、黄銅集電体の同等な性能が、銅メッキの厚みが4.3μmに達するか又はそれを超える時に達成することができることを明らかにしている。
図1aに示されているロッド状ABSプラスチック集電体が、上述の実施例1で言及された同じ処理を用いて約1μmの銅フィルムが無電解メッキされた。それらは、その後、61μmまで銅で、又は23μmまで錫でそれぞれ電気メッキされた。使用性評価が上述と同じ方法で行われ、データは、図8に要約されている。図8のロットEは、黄銅集電体を用いて構成されたセルを表し、ロットF及びGは、61μmの銅メッキ又は23μmの錫メッキをそれぞれ有するABSプラスチック集電体を用いて構成されたセルを表している。400mA放電については、銅メッキ及び錫メッキABSプラスチック集電体の両方が、使用性において黄銅集電体と一致又はそれを超えることができる。1000mA放電については、23μm錫メッキABS集電体は、欠陥を示している。図7及び図8を比較すれば、7.3から61μmまで銅メッキを更に厚くすることは、性能での明確な利点を示さないことを見ることができる。
直径0.071/0.051”及び長さ1.597”の寸法を有する図1bに示されているステップ状ABSプラスチック集電体が、射出成形によって製造された。集電体は、実施例1で説明したものと同じ処理を用いて、15.3μmの銅メッキを有するようにメッキされた。使用性は、Cサイズ・アルカリバッテリ(LR14)で試験され、直径0.046”及び長さ1.597”の寸法を有するロッド状錫メッキ黄銅集電体と比較された。図9でのロットHは、黄銅集電体を有するセルを表し、ロットIは、15.3μmの銅メッキを有するステップ状ABSプラスチック集電体を用いて構成されたセルを表している。銅メッキステップ状ABSプラスチック集電体は、黄銅集電体に比べて同等又はより良好な性能を示している。
開示された概念の主旨から逸脱することなく様々な修正及び改良を本発明に対して行うことができることは、本発明の実施者及び当業者によって理解されるであろう。与えられる保護の範囲は、特許請求の範囲により、かつ法律で許される解釈の幅により判断されるものとする。
400 円筒形アルカリ電気化学セル
402 円筒形鋼缶
410 集電体
411 集電体アセンブリ
450 外側負カバー
402 円筒形鋼缶
410 集電体
411 集電体アセンブリ
450 外側負カバー
Claims (31)
- 少なくとも1つの接触端子を含む容器と、
全て前記容器内に配置された正極、負極、セパレータ、及び電解質と、
非導電性コアと該コアの最外面上に配置された基本的に非炭素質の導電層とを有し、前記容器内に配置された細長い部材と、
を含み、
前記集電器は、前記接触端子と前記正極又は負極の一方との間の電気接触をもたらし、前記非炭素質導電層は、前記電解質と化学的に適合する、
ことを特徴とする電気化学セル。 - 前記非導電性コアは、基本的に1つ又はそれよりも多くのポリマーから成ることを特徴とする請求項1に記載の電気化学セル。
- 前記非導電性コアは、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン・コポリマー、アセタール樹脂、アクリル樹脂、フルオロカーボン樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、液晶ポリマー、ポリフェニルオキシド、ポリフェニルスルフィド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリビニルクロリド、ポリウレタン、ポリスルフォン、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリカーボネート、及びその組合せから成る群から選択された少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項1に記載の電気化学セル。
- 前記導電層は、銅、錫、インジウム、亜鉛、及びそれらの合金から成る群から選択された少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項1に記載の電気化学セル。
- 複数の導電層が存在することを特徴とする請求項4に記載の電気化学セル。
- 複数の導電層が存在することを特徴とする請求項1に記載の電気化学セル。
- 前記細長い部材は、テーパなし円筒、ステップ付円筒、テーパ付円筒、少なくとも3つ又はそれよりも多くの基本的に平坦な側面を有するテーパなしロッド、少なくとも3つ又はそれよりも多くの基本的に平坦な側面を有するステップ付ロッド、少なくとも3つ又はそれよりも多くの基本的に平坦な側面を有するテーパ付ロッド、少なくとも1つの湾曲側面と少なくとも1つの平坦側面とを有するテーパなしロッド、少なくとも1つの湾曲側面と少なくとも1つの平坦側面とを有するステップ付ロッド、及び少なくとも1つの湾曲側面と少なくとも1つの平坦側面とを有するテーパ付ロッドから成る群から選択された形状を有することを特徴とする請求項1に記載の電気化学セル。
- 前記細長い部材は、該細長い部材の末端部に配置されたヘッド、該細長い部材の軸線方向部分に沿って配置された放射方向結節、該細長い部材の末端部に配置された切頭円錐、該細長い部材の末端部に配置された完全円錐、及び該細長い部材の末端部に配置された平滑断端のうちの少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項7に記載の電気化学セル。
- 前記細長い部材は、非溶接接続を通じて前記接触端子に電気的に接続されることを特徴とする請求項1に記載の電気化学セル。
- 前記非溶接接続は、嵌合接合を含むことを特徴とする請求項9に記載の電気化学セル。
- 前記非炭素質導電層は、少なくとも6μmの厚みであることを特徴とする請求項1に記載の電気化学セル。
- 前記細長い部材は、該細長い部材の末端部に配置されたヘッド、該細長い部材の軸線方向部分に沿って配置された放射方向結節、該細長い部材の末端部に配置された切頭円錐、該細長い部材の末端部に配置された完全円錐、及び該細長い部材の末端部に配置された平滑断端のうちの少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項1に記載の電気化学セル。
- 前記容器内に配置された密封ガスケットを更に含み、
前記細長い部材は、前記密封ガスケットを貫通する、
ことを特徴とする請求項1に記載の電気化学セル。 - 前記細長い部材は、前記密封ガスケットと協働する結節を含むことを特徴とする請求項13に記載の電気化学セル。
- 前記細長い部材は、ヘッドを含み、
前記ヘッドは、前記ガスケットと前記容器の間に配置されているが、該ヘッドは、前記アノード又は前記カソードと物理的に接触していない、
ことを特徴とする請求項13に記載の電気化学セル。 - 前記コアの前記最外面は、前記導電層によって完全に覆われていることを特徴とする請求項1に記載の電気化学セル。
- 電気化学セルのための集電体アセンブリであって、
電気化学セルの容器の開放端にわたってシールを形成するようになった非導電性シールハブと、
前記シールハブを通って延びる集電ロッドと、
を含み、
前記集電ロッドは、非導電性コアと、前記シールハブによって形成された前記シールを阻害することなく該シールハブにわたって電流を導通させる、該コアの少なくとも一部分上の非炭素質導電性コーティングとを有する、
ことを特徴とするアセンブリ。 - 前記シールハブと前記集電ロッドの間に配置されたシーラントを更に含むことを特徴とする請求項17に記載の集電体アセンブリ。
- 前記集電ロッドは、テーパなし円筒、ステップ付円筒、テーパ付円筒、少なくとも3つ又はそれよりも多くの基本的に平坦な側面を有するテーパなしロッド、少なくとも3つ又はそれよりも多くの基本的に平坦な側面を有するステップ付ロッド、少なくとも3つ又はそれよりも多くの基本的に平坦な側面を有するテーパ付ロッド、少なくとも1つの湾曲側面と少なくとも1つの平坦側面とを有するテーパなしロッド、少なくとも1つの湾曲側面と少なくとも1つの平坦側面とを有するステップ付ロッド、及び少なくとも1つの湾曲側面と少なくとも1つの平坦側面とを有するテーパ付ロッドから成る群から選択された形状を有することを特徴とする請求項17に記載の集電体アセンブリ。
- 前記非導電性コアは、基本的に1つ又はそれよりも多くのポリマーから成ることを特徴とする請求項17に記載の集電体アセンブリ。
- 前記非導電性コアは、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン・コポリマー、アセタール樹脂、アクリル樹脂、フルオロカーボン樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、液晶ポリマー、ポリフェニルオキシド、ポリフェニルスルフィド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリビニルクロリド、ポリウレタン、ポリスルフォン、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリカーボネート、及びその組合せから成る群から選択された少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項17に記載の集電体アセンブリ。
- 前記非炭素質導電性コーティングは、銅、錫、インジウム、亜鉛、及びそれらの合金から成る群から選択された少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項17に記載の集電体アセンブリ。
- 前記コアは、前記非炭素質導電性コーティングによって完全に覆われていることを特徴とする請求項17に記載の集電体アセンブリ。
- 前記非炭素質導電性コーティングは、少なくとも6μmの厚みであることを特徴とする請求項17に記載の集電体アセンブリ。
- 前記シールハブは、AA、AAA、C、及びDから選択されたセルサイズに適合する寸法にされることを特徴とする請求項17に記載の集電体アセンブリ。
- 電気化学セルを製造する方法であって、
少なくとも1つのポリマーから非導電性ロッドを形成する段階と、
導電性金属又は導電性合金を含む少なくとも1つの非炭素質材料を前記ロッドの外面上に堆積させる段階と、
前記非炭素質材料に化学的に適合する電解質を選択し、該電解質、アノード、及びカソードを電気化学セルでの使用に適応させた容器内に配置する段階と、
前記アノード及び前記カソードから選択された電極に近い前記容器内に該容器と該電極の間の電気接触を維持するために前記ロッドを配置する段階と、
前記電解質、前記アノード、前記カソード、及び前記無電解メッキロッドを前記容器内に密封して電気化学セルを作成する段階と、
を含むことを特徴とする方法。 - シールハブアセンブリが、前記電気化学セルを密封するために設けられ、
前記ロッドは、アセンブリを通じて電流を流すために前記シールハブアセンブリを通して挿入される、
ことを特徴とする請求項26に記載の方法。 - 前記ロッドと前記容器の間に嵌合接合を形成する段階を更に含むことを特徴とする請求項26に記載の方法。
- 前記ポリマーは、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン・コポリマー、アセタール樹脂、アクリル樹脂、フルオロカーボン樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、液晶ポリマー、ポリフェニルオキシド、ポリフェニルスルフィド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリビニルクロリド、ポリウレタン、ポリスルフォン、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリカーボネート、及びその組合せから成る群から選択された少なくとも1つであることを特徴とする請求項26に記載の方法。
- 前記非炭素質材料は、無電解メッキ、化学メッキ、電気メッキ、及び真空蒸着のうちの少なくとも1つを用いて前記ロッド上に堆積されることを特徴とする請求項26に記載の方法。
- 前記導電性金属又は導電性合金は、銅、錫、インジウム、亜鉛、及びそれらの合金のあらゆる組合せから成る群から選択された少なくとも1つであることを特徴とする請求項26に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US11/496,679 US20080026286A1 (en) | 2006-07-31 | 2006-07-31 | Nail-type current collector with non-conductive core and surface metallization for electrochemical cell |
PCT/US2007/017032 WO2008016568A2 (en) | 2006-07-31 | 2007-07-30 | Nail-type current collector with non-conductive core and surface metallization for electrochemical cell |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009545852A true JP2009545852A (ja) | 2009-12-24 |
Family
ID=38986704
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009522823A Pending JP2009545852A (ja) | 2006-07-31 | 2007-07-30 | 電気化学セルのための非導電性コア及び表面金属化を有するネイル型集電体 |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US20080026286A1 (ja) |
EP (1) | EP2047544B1 (ja) |
JP (1) | JP2009545852A (ja) |
CN (1) | CN101496197A (ja) |
AT (1) | ATE499713T1 (ja) |
DE (1) | DE602007012713D1 (ja) |
ES (1) | ES2357913T3 (ja) |
HK (1) | HK1130950A1 (ja) |
WO (1) | WO2008016568A2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2022508636A (ja) * | 2018-11-28 | 2022-01-19 | エルジー エナジー ソリューション リミテッド | キャップ組立体、二次電池及びその製造方法、電池パック |
Families Citing this family (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20080026286A1 (en) * | 2006-07-31 | 2008-01-31 | Eveready Battery Company, Inc. | Nail-type current collector with non-conductive core and surface metallization for electrochemical cell |
KR100964490B1 (ko) * | 2007-10-12 | 2010-06-21 | 킴스테크날리지 주식회사 | 쿼지바이폴라 구조를 갖는 전기화학셀 |
US20100068609A1 (en) * | 2008-09-15 | 2010-03-18 | Ultralife Corportion | Hybrid cell construction for improved performance |
WO2010059957A2 (en) | 2008-11-21 | 2010-05-27 | Johnson Controls - Saft Advanced Power Solutions Llc | Current collector for an electrochemical cell |
EP2419946B1 (en) * | 2009-04-15 | 2016-04-13 | Johnson Controls Saft Advanced Power Solutions LLC | Vent for electrochemical cell |
DE102009025579A1 (de) | 2009-06-19 | 2010-12-23 | Li-Tec Battery Gmbh | Batterieanordnung sowie Verfahren zu deren Herstellung |
US20130065096A1 (en) * | 2010-05-21 | 2013-03-14 | Josef Daniel-Ivad | Alkaline battery and closure assembly therefor |
KR101351896B1 (ko) * | 2010-06-28 | 2014-01-22 | 주식회사 엘지화학 | 케이블형 이차전지용 음극 및 이를 구비하는 케이블형 이차전지 |
KR101920097B1 (ko) | 2011-02-04 | 2018-11-19 | 비쉐이 스프라그, 인코포레이티드 | 허메티컬리 실드 전해 커패시터 |
US9548497B2 (en) | 2011-06-10 | 2017-01-17 | Eaglepicher Technologies, Llc | Layered composite current collector with plurality of openings, methods of manufacture thereof, and articles including the same |
US9496539B2 (en) | 2011-08-12 | 2016-11-15 | Johnson Controls Technology Llc | Current collector for an electromechanical cell |
KR101907215B1 (ko) * | 2012-08-08 | 2018-10-11 | 삼성에스디아이 주식회사 | 원통형 리튬 이온 이차 전지 |
CN102983336B (zh) * | 2012-11-30 | 2016-01-20 | 宁波市鄞州精艺机电厂 | 一种碱锰电池负极集流体及其制备方法 |
US20150004456A1 (en) * | 2013-06-26 | 2015-01-01 | General Electric Company | Sodium metal halide current collector |
DE102015008080A1 (de) | 2015-06-25 | 2017-01-12 | E-Wolf Gmbh | Reversible Kontaktierungsanordnung für vorrangig Lithium-lonen Batterien ein Verfahren und die Verwendung reversibler Kontaktierungseinrichtungen |
JP6536354B2 (ja) * | 2015-11-02 | 2019-07-03 | 株式会社村田製作所 | 電池、電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システム |
US10176930B2 (en) | 2016-01-14 | 2019-01-08 | Vishay Sprague, Inc. | Low profile flat wet electrolytic tantalum capacitor |
US11189431B2 (en) | 2018-07-16 | 2021-11-30 | Vishay Sprague, Inc. | Low profile wet electrolytic tantalum capacitor |
US11329351B2 (en) * | 2018-12-27 | 2022-05-10 | Chongqing Jinkang Powertrain New Energy Co., Ltd. | Battery cell for an electric vehicle battery pack |
US11081763B2 (en) * | 2019-05-15 | 2021-08-03 | Energizer Brands, Llc | Current interrupt for electrochemical cells |
CN111370618B (zh) * | 2020-04-17 | 2021-01-19 | 福建南平延平区南孚新能源科技有限公司 | 可充电纽扣电池 |
US11742149B2 (en) | 2021-11-17 | 2023-08-29 | Vishay Israel Ltd. | Hermetically sealed high energy electrolytic capacitor and capacitor assemblies with improved shock and vibration performance |
CN116272433B (zh) * | 2023-04-28 | 2023-08-18 | 常州工程职业技术学院 | 一种改性聚偏氟乙烯水处理膜及其制备方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4992925U (ja) * | 1972-12-01 | 1974-08-12 | ||
JPH0279372A (ja) * | 1988-07-25 | 1990-03-19 | Cipel | アルカリ電解質及び亜鉛負極を備えた電気化学電池 |
JPH07326335A (ja) * | 1994-05-30 | 1995-12-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 筒型アルカリ電池 |
JPH07326358A (ja) * | 1994-06-02 | 1995-12-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | アルカリ電池 |
JP2005514730A (ja) * | 2001-12-20 | 2005-05-19 | エヴァレディー バッテリー カンパニー インコーポレイテッド | 通気集電装置及びシール組立体を備える電気化学電池 |
Family Cites Families (39)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US454598A (en) * | 1891-06-23 | Philip hathaway | ||
US1650319A (en) * | 1924-05-07 | 1927-11-22 | Nat Carbon Co Inc | Seal for galvanic cells |
US2060799A (en) * | 1932-11-30 | 1936-11-17 | Nat Carbon Co Inc | Closure for dry cells |
US3062910A (en) * | 1961-03-09 | 1962-11-06 | Gould National Batteries Inc | Sealing and pressure relief device for galvanic cells |
GB1200173A (en) * | 1966-10-10 | 1970-07-29 | Alkaline Batteries Ltd | Improvements relating to venting devices for electric storage cells |
DE2225140B2 (de) * | 1972-05-24 | 1974-03-21 | Varta Batterie Ag, 3000 Hannover | Galvanisches Element mit elastischem Gasventil |
US3967977A (en) * | 1975-03-28 | 1976-07-06 | Union Carbide Corporation | Closure for galvanic dry cells |
US3980500A (en) * | 1975-05-30 | 1976-09-14 | Gould Inc. | Resealable vent for plastic battery case |
AT371350B (de) * | 1980-10-31 | 1983-06-27 | Tyrolia Freizeitgeraete | Backen fuer eine sicherheits-schibindung |
US4366213A (en) * | 1981-06-16 | 1982-12-28 | Tamminen Pentti J | Battery and contact combination |
US4431716A (en) * | 1983-02-11 | 1984-02-14 | Honeywell Inc. | Heat activated vent |
US4567118A (en) * | 1983-07-11 | 1986-01-28 | Duracell Inc. | Cell vent |
JPS62126548A (ja) * | 1985-11-28 | 1987-06-08 | Toshiba Battery Co Ltd | 積層乾電池 |
US4672010A (en) * | 1986-07-18 | 1987-06-09 | Eveready Battery Company | Terminal pin-collector plate assembly for hermetically sealed cells |
US5080985A (en) * | 1989-12-07 | 1992-01-14 | Duracell Inc. | High pressure seal for alkaline cells |
JP3024221B2 (ja) * | 1991-01-08 | 2000-03-21 | 松下電器産業株式会社 | 円筒型アルカリ蓄電池 |
CA2051604A1 (fr) * | 1991-09-17 | 1993-03-18 | Guy St-Amant | Feuillards metalliques supportes sur plastique obtenu par metallisation-placage |
US5227261A (en) * | 1991-10-15 | 1993-07-13 | Eveready Battery Company, Inc. | Cylindrical electrochemical cells with a diaphragm seal |
HU914041D0 (en) * | 1991-12-19 | 1992-04-28 | Environmetal Batteries Systems | Alkaline-zinc cell with improved current lead |
US5422201A (en) * | 1993-08-04 | 1995-06-06 | Eveready Battery Company, Inc. | Current collector assembly for an electrochemical cell |
JPH07320742A (ja) * | 1994-05-20 | 1995-12-08 | Sumitomo Electric Ind Ltd | アルカリ蓄電池用電極およびその製造方法 |
US5532075A (en) * | 1994-07-06 | 1996-07-02 | Alexander Manufacturing Corporation | Small battery cell |
US6022635A (en) * | 1997-09-24 | 2000-02-08 | Eveready Battery Company, Inc. | Electrochemical cell having a moisture barrier |
US6210827B1 (en) * | 1998-03-06 | 2001-04-03 | Rayovac Corporation | Elongate air depolarized electrochemical cells |
US6265101B1 (en) * | 1998-08-21 | 2001-07-24 | Eveready Battery Company, Inc. | Battery constructions having increased internal volume for active components |
US6265096B1 (en) * | 1998-08-21 | 2001-07-24 | Eveready Battery Company, Inc. | Electrochemical cell having collector electrically insulated from cover |
US6589693B1 (en) * | 1999-08-05 | 2003-07-08 | Eveready Battery Company, Inc. | High discharge electrolytic manganese dioxide and an electrode and alkaline cell incorporating the same |
US6312850B1 (en) * | 1999-09-14 | 2001-11-06 | Eveready Battery Company, Inc. | Current collector and seal assembly for electrochemical cell |
JP2001313038A (ja) * | 2000-02-21 | 2001-11-09 | Mitsubishi Materials Corp | アルカリ2次電池用集電材及びその製造方法並びにそれを用いたアルカリ2次電池 |
US6528210B1 (en) * | 2000-09-29 | 2003-03-04 | Eveready Battery Company, Inc. | Anode degassing process |
US6828061B2 (en) * | 2001-10-26 | 2004-12-07 | Eveready Battery Company, Inc. | Electrochemical cell with reinforced separator |
US6878486B2 (en) * | 2001-12-20 | 2005-04-12 | Eveready Battery Company, Inc. | Seal for electrochemical cell |
EP1551070A1 (en) * | 2002-08-29 | 2005-07-06 | Toyo Kohan Co., Ltd. | Composite current collector |
US7195839B2 (en) * | 2003-02-11 | 2007-03-27 | Eveready Battery Company, Inc. | Battery cell with improved pressure relief vent |
US20050048369A1 (en) * | 2003-08-28 | 2005-03-03 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Negative electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery, production method thereof and non-aqueous electrolyte secondary battery |
US20050064271A1 (en) * | 2003-09-19 | 2005-03-24 | Misiaszek Steven Michael | Low cost proton exchange membrane fuel cell collector plate |
JP4920880B2 (ja) * | 2003-09-26 | 2012-04-18 | 三星エスディアイ株式会社 | リチウムイオン二次電池 |
US20080026286A1 (en) * | 2006-07-31 | 2008-01-31 | Eveready Battery Company, Inc. | Nail-type current collector with non-conductive core and surface metallization for electrochemical cell |
US7976976B2 (en) * | 2007-02-07 | 2011-07-12 | Rosecreek Technologies Inc. | Composite current collector |
-
2006
- 2006-07-31 US US11/496,679 patent/US20080026286A1/en not_active Abandoned
-
2007
- 2007-07-30 WO PCT/US2007/017032 patent/WO2008016568A2/en active Application Filing
- 2007-07-30 AT AT07836351T patent/ATE499713T1/de not_active IP Right Cessation
- 2007-07-30 CN CNA2007800286702A patent/CN101496197A/zh active Pending
- 2007-07-30 EP EP07836351A patent/EP2047544B1/en not_active Not-in-force
- 2007-07-30 JP JP2009522823A patent/JP2009545852A/ja active Pending
- 2007-07-30 ES ES07836351T patent/ES2357913T3/es active Active
- 2007-07-30 DE DE602007012713T patent/DE602007012713D1/de active Active
- 2007-10-01 US US11/865,394 patent/US20080070098A1/en not_active Abandoned
-
2009
- 2009-10-07 HK HK09109286.5A patent/HK1130950A1/xx not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4992925U (ja) * | 1972-12-01 | 1974-08-12 | ||
JPH0279372A (ja) * | 1988-07-25 | 1990-03-19 | Cipel | アルカリ電解質及び亜鉛負極を備えた電気化学電池 |
JPH07326335A (ja) * | 1994-05-30 | 1995-12-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 筒型アルカリ電池 |
JPH07326358A (ja) * | 1994-06-02 | 1995-12-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | アルカリ電池 |
JP2005514730A (ja) * | 2001-12-20 | 2005-05-19 | エヴァレディー バッテリー カンパニー インコーポレイテッド | 通気集電装置及びシール組立体を備える電気化学電池 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2022508636A (ja) * | 2018-11-28 | 2022-01-19 | エルジー エナジー ソリューション リミテッド | キャップ組立体、二次電池及びその製造方法、電池パック |
JP7148050B2 (ja) | 2018-11-28 | 2022-10-05 | エルジー エナジー ソリューション リミテッド | キャップ組立体、二次電池及びその製造方法、電池パック |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2047544B1 (en) | 2011-02-23 |
EP2047544A2 (en) | 2009-04-15 |
US20080026286A1 (en) | 2008-01-31 |
ES2357913T3 (es) | 2011-05-03 |
ATE499713T1 (de) | 2011-03-15 |
CN101496197A (zh) | 2009-07-29 |
HK1130950A1 (en) | 2010-01-08 |
DE602007012713D1 (de) | 2011-04-07 |
WO2008016568A2 (en) | 2008-02-07 |
US20080070098A1 (en) | 2008-03-20 |
WO2008016568A9 (en) | 2008-04-10 |
ES2357913T8 (es) | 2011-06-09 |
WO2008016568A3 (en) | 2008-05-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2009545852A (ja) | 電気化学セルのための非導電性コア及び表面金属化を有するネイル型集電体 | |
US8389150B2 (en) | Composite current collector for aqueous electrochemical cell | |
EP1878072B1 (en) | Nickel zinc battery design | |
US8541135B2 (en) | Current collector for catalytic electrode | |
US20090229115A1 (en) | Battery Employing an Electrode Pellet Having an Inner Electrode Embedded Therein | |
US5846672A (en) | Indented electrode cup for a miniature galvanic cell | |
US6555266B1 (en) | Alkaline cell with improved casing | |
JP5172292B2 (ja) | アルカリ電池及びその製造方法 | |
US8236444B2 (en) | Electrochemical cell having low volume collector assembly | |
US20090029238A1 (en) | Electrochemical cell having polymeric moisture barrier | |
JP2022140160A (ja) | 亜鉛二次電池 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100723 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130128 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20130701 |