JP2012500465A - シールリング及び関連する方法 - Google Patents
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Abstract
【選択図】 図1
Description
ポリビニル有機バインダを混合したサーメット(アルミナ、耐火金属)粒子の懸濁液で、円筒形加圧成形型枠を満たす。ピストンにより、高温において懸濁液を加圧しかつ成形して、最終的には第1の溶接可能な部分を形成する第1のグリーン(未焼結)部分を形成する。40ksiの加圧力を備えた短軸プレスを適用する。ピストンを引抜いた後に、第1のグリーン部分と接触した状態で型枠内に第2の懸濁液を満たす。第2の懸濁液は、電気的絶縁性のアルミナ粉末及びPVAバインダを含む。ピストンによりこの中間構成成分を加圧しかつ加熱して、第2のグリーン部分を形成する。ピストンを引抜いた後に、第2のグリーン部分と接触すた状態で型枠内に第3のサーメット懸濁液(バインダ及び耐火金属粉末を含む)を満たす。第1及び第3の懸濁液の金属含有量は、製造後に溶接することを可能にするのに十分である。具体的には、第1の懸濁液は、アルミナに比較して約50重量%の金属を有し、第2の懸濁液は、約60重量%の金属を有する。互いに対する懸濁材料の配置は、端部シールリングの構造要件に基づいて選択される。この実施例では、第3の懸濁液は、第1のグリーン部分と接触しない。ピストンにより、高温において第3の懸濁液を加圧する。
実施例1に開示したように、シールリングを形成する。セパレータに対してガラスシールを介してシールリングを固定して、シールリング組立体を形成する。エネルギー貯蔵装置ハウジング内に、シールリング組立体を配置する。電流コレクタを備えたキャップをシールリングアパーチャ内に挿入して、電流コレクタがセパレータの内側に位置したカソード充填物質と接触するようにする。それに代えて、シールリングアパーチャ内に、電流コレクタを備えたリング又はブリッジピースを挿入する。単一のほぼ連続したプロセスで、それぞれハウジング内表面及びキャップに対してシールリングの第1及び第2の部分を溶接する。カソード物質は、ブリッジピース内のアパーチャを通して付加することができる。次に、ブリッジピースに対して、キャップを溶接する。溶接可能な部分は、流動しかつそれぞれの合せ表面との間をシールして、密閉溶接構造体を形成する。
実施例1に開示したように、シールリングを形成する。アーク溶接プロセスを使用して、缶の内表面に対してシールリングを溶接する。具体的には、タングステンイナートガス(TIG)溶接プロセスを使用する。セパレータ内側ボリューム内に、カソード物質を満たす。シールリングアパーチャを覆ってキャップを配置して、シールリングの別の溶接可能な部分と接触するようにする。キャップは、TIGプロセス又はプラズマアーク溶接方法(PAW)のいずれかを使用してシールリングに対して溶接する。この実施例におけるように製作したエネルギー貯蔵装置により、ハウジング、シールリング及びセパレータの部分構成要素を事前製作することが可能になる。エネルギー貯蔵装置のその他の重要でない構成要素は、明瞭にするために省略していることに留意されたい。そのような構成要素には、セパレータのための支持シム、アノード物質のためのウィックなどを含むことができる。これらの列記した構成要素は、アノードチャンバ内に配置することができ、この実施例におけるような事前製作方法により、それらの事前パッケージ構成要素における製作効率の向上及び保護の強化を可能にすることができる。
102 ハウジング
104 外向き表面
106 内向き表面(又は内表面)
108 装置ボリューム
110 シール可能な第1の端部
112 アパーチャ
114 挿入構成要素システム
120 キャップ
122 電流コレクタ
124 シールリング
130 セパレータ(チューブ)
132 アノードコンパートメント
134 カソードコンパートメント
140 内向き表面
142 外向き表面
150 内表面
152 シールリングアパーチャ
154 ハウジング溶接構造体
156 キャップ溶接構造体
160 電気絶縁性のゾーン
162 第1の溶接可能なゾーン(又は部分)
164 第2の溶接可能なゾーン(又は部分)
170 セパレータシール構造体
Claims (25)
- エネルギー貯蔵装置のためのシールリングを備える物品であって、上記シールリングが、電気絶縁性の第3の部分によって互いに電気的に分離できる溶接可能な第1の部分と溶接可能な第2の部分とを有する、物品。
- 前記溶接可能な第1の部分が前記エネルギー貯蔵装置の第1の極と接触しており、前記溶接可能な第2の部分が前記エネルギー貯蔵装置の第2の極と接触している、請求項1記載の物品。
- 前記溶接可能な第1の部分及び溶接可能な第2の部分の少なくとも1つがサーメットを含む、請求項1記載の物品。
- 前記サーメットが、アルミナ、シリカ、イットリア及びイッテルビアからなる群から選択されるセラミック材料を含む、請求項3記載の物品。
- 前記溶接可能な第1の部分及び溶接可能な第2の部分の少なくとも1つが、本質的に溶接可能である十分な量の金属含有量を有するアルミナ系サーメットからなる、請求項4記載の物品。
- 前記サーメットが、少なくとも1つの耐火金属を含む、請求項3記載の物品。
- 前記耐火金属が、モリブデン、レニウム、タンタル又はタングステンの1つ或いはそれ以上を含む、請求項6記載の物品。
- 前記溶接可能な第1の部分及び溶接可能な第2の部分の少なくとも1つが、ニッケル、鉄又はクロムの少なくとも1つを含む、請求項6記載の物品。
- 前記サーメット材料内における前記耐火金属の量が約5体積%〜約50体積%の範囲内にある、請求項6記載の物品。
- 前記サーメット材料内における前記耐火金属の量が約51体積%〜約100体積%の範囲内にある、請求項6記載の物品。
- 前記電気絶縁性の第3の部分が、1MHzで9以上の絶縁耐力を有するアルミナを含む、請求項1記載の物品。
- 前記シールリングが、アルミナ系材料である第4の部分をさらに含み、前記アルミナ系材料が、β″アルミナセパレータの熱膨張率との差が10%の範囲内である熱膨張率を有する、請求項1記載の物品。
- 前記セパレータをさらに含み、
前記シールリングの第4の部分が、前記セパレータに固定され、
前記シールリング内の溶接可能な第1の部分、溶接可能な第2の部分、電気絶縁性の第3の部分及び第4の部分が、該シールリングの作動及び過熱時に熱応力を最小にするように互いに対して配向されかつ設置される、
請求項12記載の物品。 - 前記シールリングの第1の部分に固定された第1の構造体と、前記シールリングの第2の部分に固定された第2の構造体とをさらに含む、請求項1記載の物品。
- エネルギー貯蔵装置で使用するように構成されたシールリングを備える物品であって、
前記シールリングが、その各々がアルミナ系サーメットを含む第1の部分及び第2の部分を含み、
前記アルミナ系サーメットが、溶接可能である十分な量の金属又は金属合金を含み、
前記サーメットが、シリカ、イットリア及びイッテルビアからなる群から選択されたセラミック材料を含み、
前記シールリングが、前記第1の部分及び第2の部分間に介在しかつ該第1の部分を該第2の部分から電気的に分離するのに十分な電気絶縁性及び十分な厚さのものである第3の領域をさらに含む、
物品。 - 金属ハウジングを有するエネルギー貯蔵装置であって、
イオン伝導性かつ電気絶縁性のセパレータと動通した金属ハロゲン化合物を含みかつ該セパレータを通して伝導させることができるイオンを形成するカソード物質と、
前記金属ハウジングに対してシールされた第1の部分及び前記第1の部分から電気的に分離されかつキャップに対してシールされた別の部分を備えたモノリシックシールリングと
を備えており、前記シールリングが、該エネルギー貯蔵装置の作動時に形成された金属ハロゲン化合物の反応生成物の接触による腐食又は劣化に対する耐性を有する、エネルギー貯蔵装置。 - 前記シールリングが、前記第1の部分との間に配置された電気絶縁性の第3の部分をさらに含み、
前記シールリングの金属含有量が、前記第3の部分が該シールリングのその他の部分よりも比較的少ない非酸化物金属含有量を有するように該シールリング内における位置に応じて決まり、
少なくとも1つのシールリング部分から別のシールリング部分までの金属濃度の変化率が、該シールリングを半径方向に横切る濃度勾配を形成するように徐々に変化している、
請求項16記載のエネルギー貯蔵装置。 - 前記カソード物質が、銅、クロム、ニッケル及び亜鉛からなる群から選択される1種以上の金属を含む、請求項16記載のエネルギー貯蔵装置。
- 前記カソード物質が、塩素、フッ素、臭素及びヨウ素からなる群から選択される1種以上のハロゲン化合物を含む、請求項16記載のエネルギー貯蔵装置。
- 導電性の第1の部分と電気絶縁性の介在部分によって前記溶接可能な第1の部分から分離された導電性の第2の部分とを有するシールリングを形成するステップを含む、方法。
- エネルギー貯蔵装置の金属ハウジングに対して前記第1の部分を固定することによって前記シールリングで該エネルギー貯蔵装置をシールするステップと、
前記エネルギー貯蔵装置の内側構成要素に対して前記第2の部分を固定するステップと
をさらに含む、請求項20記載の方法。 - 前記シールするステップが、溶接するステップ又は熱圧着するステップを含む、請求項21記載の方法。
- 前記溶接するステップが、超音波溶接するステップ、アーク溶接するステップ又はエネルギービーム溶接するステップを含む、請求項22記載の方法。
- 前記溶接するステップが、ロウ付けするステップを含む、請求項22記載の方法。
- 前記金属ハウジング内に配置されたイオン伝導性のアルミナ系セパレータに対して前記シールリングの第4の部分を固定するステップをさらに含む、請求項21記載の方法。
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