JP2023526152A - バッテリセル用シールアセンブリ - Google Patents

Abstract

バッテリセル用のシールアセンブリは、内面を有する開口部を有するグロメットを含む。ネイルは、ネイルヘッドと、ステムから延在するステムとを有する。ステムは、より大きい直径を有する第１の部分と、より小さい直径を有する第２の部分とを含み、ステムはグロメットの開口部を通って延在する。ステムおよびグロメットは、開口部の遠位端部で第１の締まり嵌めを形成している。開口部の遠位端部とネイルヘッドとの間にトラップ隙間が形成されている。トラップ隙間は、シーラント用のトラップを画定する。シーラントがステム上に配置されており、トラップ内に少なくとも部分的に位置する。

Description

本開示は、バッテリセル用のシールアセンブリに関し、より具体的には、バッテリセルの内側からの電解質の漏れを低減するように構成されたシールアセンブリに関する。

民生用電子機器には特定の電力要件がある。一般に、民生用電子機器は、単一のバッテリセル（機器自体に収容された）、または１つ以上のバッテリセルを含み得るポータブルバッテリパックから電力を受け取る。あるいは、１つ以上の単回使用または充電可能な民生用バッテリセルを使用し、必要に応じて機器において交換できる。交換可能で充電可能な民生用バッテリセルは、カソードの還元およびアノードの酸化によって電気を生成する。アノードからカソードへのイオンの移動を促進するために、多くの場合アルカリ電解質が使用される。

アルカリバッテリセル（充電可能なアルカリバッテリセルを含む）は、バッテリシールからアルカリ電解質が漏れやすいことが知られている。例えば、Ｈｕｌｌ ｅｔ ａｌ．、“Ｗｈｙ Ａｌｋａｌｉｎｅ Ｃｅｌｌｓ Ｌｅａｋ”Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１２４（３）：３３２－３３９（１９７７）およびＤａｖｉｓ ｅｔ ａｌ．、“Ａｓｐｅｃｔｓ ｏｆ Ａｌｋａｌｉｎｅ Ｃｅｌｌ Ｌｅａｋａｇｅ”Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１２５（１２）：１９１８－１２３（１９７８）を参照のこと。白い粉がバッテリセルのシールの周りに堆積するため、アルカリ電解質の漏れの証拠を視覚的に検出できる。アルカリ電解質の漏れは、負に分極した電極に沿ったアルカリ電解質のクリープに起因し得る。アルカリ電解質の漏れは、バッテリセルのシールの引っかき傷または他の物理的な変形／欠陥などの物理的要因によって悪化し得る。粉末状のアルカリ電解質は一般に人体に接触しても安全であるが、呼吸器、目、および皮膚の炎症が生じることがあるため、接触を最小限に抑える必要がある。さらに、電解質が失われると、バッテリセルの性能が低下する可能性がある。

一実施形態によれば、バッテリセル用のシールアセンブリは、内面を備えた開口部を有するグロメットを含み、開口部は近位端部および遠位端部を有する。ネイルが、ネイルヘッドと、ネイルヘッドから延在するステムとを有する。ステムは、より大きい第１のステム直径を有する第１の部分と、より小さい第２のステム直径を有する第２の部分とを含み、ステムはグロメットの開口部を通って延在する。ステムおよびグロメットは、開口部の遠位端部で第１の締まり嵌めを形成している。開口部の遠位端部と開口部の近位端部との間にトラップ隙間が形成されている。トラップ隙間は、ネイルの第２の部分と内面との間に半径方向および長手方向に位置し、トラップ隙間は、シーラント用のトラップを画定する。シーラントがステム上に配置されており、トラップ内に少なくとも部分的に位置する。

別の実施形態によれば、バッテリセルはハウジングを含む。ハウジングは、第１のハウジング端部に第１のカバーを有し、第２のハウジング端部に第２のカバーを有する。アノードおよびカソードが、ハウジング内に配置されている。シールアセンブリが、第１のカバーに近接して位置する。シールアセンブリは、開口部および内面を有するグロメットを含む。ネイルが、ネイルヘッドと、ネイルヘッドから延在するステムとを有する。ステムは、より大きい第１の直径を有する第１の部分と、より小さい第２の直径を有する第２の部分とを含み、ステムはグロメットの開口部を通って延在する。ステムおよびグロメットは、開口部の遠位端部で第１の締まり嵌めを形成している。開口部の遠位端部とネイルヘッドとの間にトラップ隙間が形成されている。トラップ隙間は、ネイルの第２の部分と内面との間に半径方向および長手方向に位置し、トラップ隙間は、シーラント用のトラップを画定する。シーラントがステム上に配置されており、シーラントはトラップ内に少なくとも部分的に位置する。

別の実施形態によれば、バッテリセル用のシールアセンブリは、遠位端部と、近位端部と、遠位端部と近位端部との間の内面を有するボアとを含む開口部を有するグロメットを含む。内部環状リングが遠位端部に近接して位置決めされており、内部環状リングはリング直径を有する。ボアはボア直径を有する。ヘッドスペースが近位端部に位置し、ヘッドスペースはヘッドスペース直径を有する。リング直径はボア直径およびヘッドスペース直径よりも小さく、ボア直径はヘッドスペース直径よりも小さい。ネイルが、ネイルヘッドと、ネイルヘッドから延在するステムとを有する。ステムは、第１のステム直径を有する第１の部分と、第２のステム直径を有する第２の部分とを含む。第１のステム直径は、第２のステム直径よりも大きい。ステムはグロメットの開口部を通って延在する。ステムおよびグロメットは、ステムの第２の部分とリング直径との間に第１の締まり嵌めを形成している。ステムおよびグロメットは、ステムの第２の部分とボア直径との間にトラップ隙間を形成しており、トラップ隙間は、シーラント用のトラップを画定する。シーラントがステム上に配置されており、トラップ内に少なくとも部分的に位置する。

別の実施形態によれば、バッテリセルは、第１のハウジング端部に第１のカバーを有し、第２のハウジング端部に第２のカバーを有するハウジングと、ハウジング内に配置されたアノードおよびカソードとを含む。シールアセンブリが、第１のカバーに近接して位置する。シールアセンブリは、遠位端部と、近位端部と、遠位端部と近位端部との間の内面を有するボアとを含む開口部を有するグロメットを含む。内部環状リングが遠位端部に近接して位置決めされており、内部環状リングはリング直径を有する。ボアはボア直径を有する。ヘッドスペースが近位端部に位置し、ヘッドスペースはヘッドスペース直径を有する。リング直径はボア直径およびヘッドスペース直径よりも小さく、ボア直径はヘッドスペース直径よりも小さい。ネイルが、ネイルヘッドと、ネイルヘッドから延在するステムとを有する。ステムは、第１のステム直径を有する第１の部分と、第２のステム直径を有する第２の部分とを含む。第１のステム直径は、第２のステム直径よりも大きい。ステムはグロメットの開口部を通って延在する。ステムおよびグロメットは、ステムの第２の部分とリング直径との間に第１の締まり嵌めを形成している。ステムおよびグロメットは、ステムの第２の部分とボア直径との間にトラップ隙間を形成しており、トラップ隙間は、シーラント用のトラップを画定する。シーラントがステム上に配置されており、トラップ内に少なくとも部分的に位置する。

シールアセンブリまたはバッテリセルの前述の実施形態は、以下の任意選択の特徴、構造、および／または形態のうちのいずれか１つ以上をさらに含み得る。

いくつかの任意選択の形態では、第２の部分は、ヘッドに対して第１の部分の遠位にある。

他の任意選択の形態では、第１の部分および第２の部分は面取り部によって接合されている。

他の任意選択の形態では、開口部の内面はボア直径を有するボアを含み、ボア直径は第２のステム直径よりも大きく、第１のステム直径よりも小さく、第２のステム直径の少なくとも一部はボア直径内に位置し、それによって、ネイルがグロメットに組み立てられたときに、第２のステム直径とボア直径との間に締まり嵌めが存在しない。

他の任意選択の形態では、トラップは、組み立てられたバッテリセルにおいて、ボアとステムの第２の部分との間に形成されており、ボア直径は第２のステム直径よりも大きい。

他の任意選択の形態では、ボア直径は、第２のステム直径よりも０．０３ｍｍ～０．０５ｍｍ大きい。

他の任意選択の形態では、グロメット開口部は内部環状リングを含む。

他の任意選択の形態では、内部環状リングはボアよりも小さいリング直径を有し、内部環状リングはステムの第２の部分と第１の締まり嵌めを形成している。

他の任意選択の形態では、トラップは、ステムの長さに沿って、内部環状リングの上に位置する。

他の任意選択の形態では、トラップは０．３５ｍｍ^３～１．５ｍｍ^３の容積を有する。

他の任意選択の形態では、ステムは環状凹部を含む。

他の任意選択の形態では、トラップ隙間は環状凹部によって形成されている。

他の任意選択の形態では、ステムは複数の環状凹部を含む。

他の任意選択の形態では、グロメットは、ポリプロピレンまたはナイロンなどのポリマーを含む。

他の任意選択の形態では、ネイルは真鍮または青銅などの金属を含む。

他の任意選択の形態では、シーラントは、ポリアミドなどのポリマー、またはアスファルトベースの材料などの石油ベースの材料を含む。

他の任意選択の形態では、ネイルヘッドとグロメットとの間にヘッド隙間が形成されており、シーラントはヘッド隙間にも配置されている。

本明細書は、本発明を形成するものとみなされる主題を特に指摘し、明確に主張する特許請求の範囲で締めくくられるが、本発明は、添付の図面と併せて以下の説明からよりに理解される。

従来技術のバッテリセルの断面図。 本開示によるシーラントが閉じ込められたシールアセンブリを含むバッテリセルの断面図。 図２のシーラントが閉じ込められたシールアセンブリの組み立て前の分解断面図。 図３のシールアセンブリの組み立てた状態の断面図。 シーラントが閉じ込められたシールアセンブリの代替的な実施形態の断面図。 第１のシーラントを含む本開示によるシールアセンブリの漏れ試験データのグラフ表示。 第２のシーラントを含む本開示によるシールアセンブリの漏れデータのグラフ表示。

電気化学セルまたはバッテリは、一次または二次であり得る。一次バッテリは、例えば消耗するまで一度だけ放電してから廃棄されることが意図される。一次バッテリ（すなわち使い捨てバッテリ）は、例えば、Ｄａｖｉｄ ＬｉｎｄｅｎのＨａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｂａｔｔｅｒｉｅｓ（第４版、２０１１）（参照により本明細書に援用される）に記載されている。二次バッテリ（すなわち充電式バッテリ）は、充電して繰り返し使用されることが意図される。二次バッテリは、放電し、例えば、５０回超、１００回超、またはそれよりも多く、何回も充電できる。二次バッテリは、例えば、Ｄａｖｉｄ ＬｉｎｄｅｎのＨａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｂａｔｔｅｒｉｅｓ（第４版、２０１１）（これも参照により本明細書に援用される）に記載されている。したがって、バッテリは、様々な電気化学的連動および電解質の組み合わせを含むことができる。本明細書で提供される説明および実施例は、水系、非水系、イオン液体、および固体系の一次バッテリおよび二次バッテリの両方に適用される。民生用の単回使用一次アルカリバッテリセルが添付の説明の主な焦点であるが、以下の説明は、充電式アルカリマンガン（ＲＡＭ）バッテリセルなどの充電式アルカリバッテリセルを含むがこれに限定されない任意のバッテリセル、および電解質溶液を含む任意の他のタイプのバッテリセルに等しく適用され得る。

本開示によるシールアセンブリは、任意のタイプの電気化学バッテリセルに含めることができる。例えば、本開示によるシールアセンブリは、ＡＡＡＡセル、ＡＡＡセル、ＡＡセル、Ｂセル、Ｃセル、Ｄセル、９Ｖセル等を含むがこれらに限定されない任意のサイズおよび／または形状の民生用アルカリ電気化学セル（例えば、円筒形、矩形、または正方形の形状または断面形状を有するバッテリを含む）において使用できる。

ここで図１を参照すると、従来のアルカリバッテリセル１０の一例が示されている。バッテリセル１０は、第１のカバー１２および第２のカバー１４を含み、これらはそれぞれ、負極および正極のバッテリ端子に対応し、ハウジング１６が概ねそれらの間に配置されている。アノード１８をカソード２０から分離するために、バッテリセル１０はセパレータ２２を含む。バッテリセル１０の構成要素がハウジング１６内に配置された後で端部２４を閉じるために、第１のカバー１２は、ハウジング１６の遠位端部１５に近接して配置されたグロメットまたはシール２８の溝２６内に受け入れられ、ハウジング１６の側壁２９がシール２８の周縁に圧着される。いくつかの例では、シール２８は、カソード２０が拡張できるように、カソード２０から離間している。いくつかの例では、シール２８は、アノード１８が拡張できるように、アノード１８から同様に離間している。

アノード集電体３０と、組み立てられたバッテリセル１０に負極端子を提供する第１のカバー１２とを結合するために、この例では、シール２８は、ヘッド隙間またはスペース３６を画定するより広い部分３４を有する第１の開口部３２を含み、ここに、アノード集電体３０の端部またはヘッド３８（「ネイル」と呼ばれることもある）が位置決めされ、第１のカバー１２に電気的に結合される。このスペース３６は、ヘッド３８を収容するために、面取りされた、または角度のついた構成を有してもよい。この例では、アノード集電体３０の本体４０が、第１の開口部３２を通ってアノード１８内に延在する。電解質溶液は、ハウジング１６内に収容される。

図１のシール２８は、第１の開口部３２を取り囲む円筒形部分またはボス３３を含む。ボス３３は、ボス３３から横方向外側に延在する平面的なシール部分または棚部３５から下方に延在する。図１のボス３３は、本明細書ではショートボスと呼ばれる。ショートボスは、棚部３５の下または棚部３５の上に延在するが、両方には延在しない。

上述のように、バッテリセルは、例えばアノード集電体３０の本体に沿う電解質のクリープに起因して、電解質が漏れやすく、それによって、電解質がシール２８の第１の開口部３２から逃げることができる。漏れを防止するための以前の試みは、開口部３２内のネイルの周りにシーラントを提供することによってなされており、その結果、シーラントは、組み立て中に（シール２８との締まり嵌めによって）「押し出される」かまたは拭き取られ、したがって、最終的にはヘッド３８の周りのスペース３６に配置される。しかしながら、シーラントは、ヘッドの周りに均一に提供されない可能性があり、したがって、均一なシールを提供しない可能性があり、および／または電解質のクリープによってスペース３６から変位する可能性がある。さらに、この既存の構成は、製造中に導入される可能性のある欠陥に起因してより漏れが発生しやすい。

例えば、アノード集電体３０の遠位端部（例えば、図１の下端部）はバリまたはフラッシュを有することがあり、これは、これらの構成要素間に提供される締まり嵌めのために、組み立て中に第１の開口部３２の内面を傷つける可能性がある。より具体的には、組み立て中にアノード集電体３０が第１の開口部３２を通って下方に押されると、アノード集電体３０からの何らかの突出面がシール２８の第１の開口部３２の側面に擦れることがある。その結果、欠陥が第１の開口部３２の内面に形成され得る。これらの欠陥は、上述のように、第１の開口部３２を通って上方に電解質が移動し、したがってクリープするのを容易にできる。

開示されるシール２８は、様々な製造技術、成形プロセスによって形成できる。特に、ピンを使用して空隙を作る射出成形およびブロー成形が特に有利である。射出成形およびブロー成形で使用されるピンもバリおよびフラッシュなどの欠陥を有する可能性があるため、アノード集電体に関して上述したものと同様の欠陥が、シール２８の射出成形またはブロー成形中に形成される可能性がある。通常、シール２８は射出成形によって形成され、成形プロセス中にピンが使用されて、シール２８の第１の開口部３２を形成する空隙が作られる。そのような射出成形ピンの遠位端部は研磨されるため、結果としてバリまたはフラッシュがしばしば生じ、これも、製造中に傷が形成される原因になり得る。例えば、成形プロセスが完了した後にピンが第１の開口部３２から引き抜かれるときに、ピンにある何らかの欠陥が、ピンが引き抜かれるにつれてシール２８の内面を傷つける可能性があり、これは、シールアセンブリへのネイルの挿入に関して上述したように、アノード集電体３２が内面を傷つけるのと同様である。

シーラントが図１のアノード集電体３０に塗布されると、組み立て中に、シーラントは、アノード集電体３０が第１の開口部３２に挿入されるときに、アノード集電体３０と第１の開口部３２との間の締まり嵌めによって、アノード集電体３０の軸に沿って拭き取られ、それによって、シーラントは、ヘッド３８付近のアノード集電体３０の上部に集まる。ハウジング１６の内側からの電解質は、集電体３０の本体４０に沿って、特に上述のような製造プロセス中にシール２８に導入される何らかの欠陥の経路に沿って、ヘッド３８に向かって上に移動できる。ヘッド３８近くのアノード集電体３０の上部に堆積された任意のシーラントは、アノード集電体に沿う電解質のクリープによって克服され得る。その結果、電解質漏れが発生する可能性がある。

ここで図２を参照すると、シーラントが閉じ込められたシールアセンブリを有するバッテリセル１１０の一例が示されている。図１の例と同様に、バッテリセル１１０は、第１のカバー１１２および第２のカバー１１４を含み、これらはそれぞれ、負極および正極のバッテリ端子に対応し、ハウジング１１６が概ねそれらの間に配置されている。アノード１１８をカソード１２０から分離するために、バッテリセル１１０はセパレータ１２２を含む。

カソード１２０は、酸化マンガン、二酸化マンガン、電解二酸化マンガン（ＥＭＤ）、化学二酸化マンガン（ＣＭＤ）、高性能電解二酸化マンガン（ＨＰ ＥＭＤ）、ラムダ二酸化マンガン、ガンマ二酸化マンガン、ベータ二酸化マンガン、およびそれらの混合物を含むがこれらに限定されない、任意の既知の電気化学的に活性なカソード材料を含むことができる。他の電気化学的に活性なカソード材料は、酸化銀；酸化ニッケル；オキシ水酸化ニッケル；酸化銅；ヨウ素酸銅などの銅塩；酸化ビスマス；高原子価ニッケル化合物；高原子価鉄化合物；およびそれらの混合物を含むが、これらに限定されない。酸化ニッケルは、水酸化ニッケル、オキシ水酸化ニッケル、オキシ水酸化コバルト被覆オキシ水酸化ニッケル、部分的に脱リチウム化された層状酸化ニッケル、およびそれらの混合物を含むことができる。電気化学的に活性なカソード材料として使用するのに適した部分的に脱リチウム化された層状酸化ニッケルは、参照により本明細書に援用される米国特許第１０，９１０，６４７Ｂ２号に記載されている。水酸化ニッケルまたはオキシ水酸化ニッケルは、β－オキシ水酸化ニッケル、γ－オキシ水酸化ニッケル、ならびに／またはβ－オキシ水酸化ニッケルおよび／もしくはγ－オキシ水酸化ニッケルのインターグロースを含むことができる。オキシ水酸化コバルト被覆オキシ水酸化ニッケルは、オキシ水酸化コバルト被覆β－オキシ水酸化ニッケル、オキシ水酸化コバルト被覆γ－オキシ水酸化ニッケル、ならびに／またはβ－オキシ水酸化ニッケルおよびγ－オキシ水酸化ニッケルのオキシ水酸化コバルト被覆インターグロースを含むことができる。高原子価ニッケル化合物は、例えば、四価ニッケルを含むことができる。高原子価鉄化合物は、例えば、六価鉄を含むことができる。電気化学的に活性なカソード材料は、前述の例示的な電気化学的に活性なカソード材料の１つ以上の組み合わせを含むことができる。

カソード１２０は、炭素粒子などの導電性添加剤およびバインダを含むことができる。炭素粒子は、カソード１２０を通る電子の流れを促進するためにカソード１２０に含まれる。炭素粒子は、膨張黒鉛および天然黒鉛などの黒鉛；グラフェン、単層ナノチューブ、多層ナノチューブ、炭素繊維；カーボンナノファイバ；およびそれらの混合物であり得る。カソード中の炭素粒子の量は比較的少ないことが好ましく、例えば、約１０％未満、約７．０％未満、約４．２５％未満、約３．７５％未満、約３．５％未満、またはさらには約３．２５％未満、例えば約２．０％～約３．２５％である。より低い炭素レベルは、カソード１２０の体積を増加させることなく、または完成したバッテリ１０の空隙容積を減少させることなく（これは、セル内でガスが発生するため、内圧が高くなりすぎるのを防ぐために特定のレベル以上に維持しなければならない）、カソード１２０内により多くの電気化学的に活性なカソード材料の充填を含めることを可能にする。適切な膨張黒鉛は、例えば、ＴＩＭＣＡＬ Ｃａｒｂｏｎ＆Ｇｒａｐｈｉｔｅ（Ｂｏｄｉｏ、Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）から入手可能なＢＮＢ－９０黒鉛であり得る。

カソード１２０に使用できるバインダの例には、ポリエチレン、ポリアクリル酸、またはＰＶＤＦもしくはＰＴＦＥなどのフルオロカーボン樹脂が含まれる。ポリエチレンバインダの例は、ＣＯＡＴＨＹＬＥＮＥ ＨＡ－１６８１（ＨｏｅｃｈｓｔまたはＤｕＰｏｎｔから入手可能）という商標で販売されている。他のカソード添加剤の例は、例えば、米国特許第５，６９８，３１５号、同第５，９１９，５９８号、同第５，９９７，７７５号および同第７，３５１，４９９号に記載されている。

アノード１１８は、少なくとも１つの電気化学的に活性なアノード材料を含み、通常、ゲル化剤、およびガス発生抑制剤などの少量の添加剤をさらに含む。電気化学的に活性なアノード材料は、亜鉛；カドミウム；鉄；ＡＢ_５、ＡＢ_２、およびＡ_２Ｂ_７金属水素化物合金を含むがこれらに限定されない金属水素化物；ならびにそれらの混合物を含むことができる。アノード１１８は通常、ゲル化亜鉛アノードとして提供される。

バッテリセル１１０の構成要素がハウジング１１６内に配置された後で端部１２４を閉じるために、第１のカバー１１２は、ハウジング１１６の遠位端部１１５に近接して配置されるグロメットまたはシール１２８の溝１２６内に受け入れられ、ハウジング１１６の側壁１２９は、シール１２８の周縁に圧着される。いくつかの例では、シール１２８は、カソード１２０が拡張できるように、カソード１２０から離間している。いくつかの例では、シール１２８は、アノード１１８が拡張できるように、アノード１１８から同様に離間している。カバー１１２は、シール１２８の上に配置されてスペースまたは空隙Ｘを作成する。空隙Ｘは、ハウジング１１６内で圧力が上昇したときにガス抜きするためのスペースを可能にする。

アノード集電体１３０と、組み立てられたバッテリセル１１０に負極端子を提供する第１のカバー１１２とを結合するために、この例では、シール１２８は、ヘッド隙間またはスペース１３６を画定するより広い部分１３４を有する第１の開口部１３２を含み、ここに、アノード集電体１３０の端部またはヘッド１３８（「ネイル」と呼ばれることもある）が位置決めされ、第１のカバー１１２に電気的に結合される。このスペース１３６は、ヘッド１３８を収容するために、面取りされた、または角度のついた構成を有してもよい。この例では、アノード集電体１３０の本体１４０が、第１の開口部１３２を通ってアノード１１８内に延在する。電解質溶液は、ハウジング１１６内に収容される。

シール１２８は、第１の開口部１３２を取り囲む円筒形部分またはボス１３３を含む。ボス１３３は、ボス１３３から横方向外側に延在する平面的なシール部分または棚部１３５から上方および下方の両方に延在する。ボス１３３は、本明細書ではロングボスと呼ばれる。本明細書で使用される場合、「ロングボス」は、棚部１３５の上および下の両方に提供される円筒セグメントを有するボスである。

ここで図３および４を参照すると、バッテリセル１１０のシールアセンブリ１００がより詳細に示されている。図３および４に示されるシールアセンブリは、図１の従来のシール２８およびアノード集電体３０の代わりに、図２および３に示されている開示に従ったグロメット１２８およびネイル１３０を用いることによって、図１に示されるバッテリセル１０において実装できる。シールアセンブリ１００は、ヘッドスペース直径を有するヘッドスペース１３６と、ボア直径を有する内面またはボア１５０を含む開口部１３２とを備えるグロメットまたはシール１２８を含む。開口部１３２は、シール１２８の上部１５３付近に近位端部１５１を有し、シール１２８の底部１５５付近に遠位端部１５４を有する。組み立てられると、シール１２８の近位端部１５１または上部１５３は、バッテリセル１１０の負極端子を提供するカバー１１２に隣接し、シール１２８の底部１５５は、バッテリセル１１０のアノード、カソード、および電解質のより近くに配置される。ネイル１３０は、ネイルヘッド１３８と、ネイルヘッド１３８から延在する本体またはステム１４０とを備える。

組み立てられると、ステム１４０は、シール１２８の開口部１３２を通って、近位端部１５１から遠位端部１５４を通って延在し、ネイルヘッド１３８は、近位端部１５１付近のヘッドスペース１３６に着座する。ヘッドスペース１３６は面取りされてもよい。組み立てられると、ステム１４０およびシール１２８は、開口部１３２の遠位端部１５４に隣接する第１の締まり嵌め１５２と、ステム１４０とシール１２８の近位端部１５１に隣接するシール１２８との間に第２の締まり嵌め１５７（図４）とを形成する。組み立てられると、ステム１４０とボア１５０との間、および開口部の遠位端部１５４とネイルヘッド１３８との間、またはより具体的には、第１の締まり嵌め１５２と第２の締まり嵌め１５７との間に、トラップ隙間１６０が半径方向および長手方向に形成される。トラップ隙間１６０は、シーラント１７０用のトラップ１６４を画定する。シーラント１７０は、ステム１４０上に配置されており、トラップ１６４内に少なくとも部分的に位置する。したがって、シール１２８の開口部１３２は、第１の隙間（トラップ隙間１６０）および第２の隙間（ヘッドスペース１３６）を含む。

図３に最もよく示されているように、ネイル１３０のステム１４０は、第１のステム直径Ｄを有する第１の部分１７２と、第２のステム直径Ｂを有する第２の部分１７４とを含む。第２のステム直径Ｂは、第１のステム直径Ｄよりも小さい。第１の部分１７２は、開口部１３２の長さＦよりも短い長さＥも含み、一端がワイパー１８０によって境界付けられ、他端がシール１２８の上部１５３によって境界付けられる。第２の部分１７４は、ネイルヘッド１３８に対して第１の部分１７２の遠位にある。図示のように、ステム１４０の第１の部分１７２および第２の部分１７４は、面取り部１７６によって接合されているが、第２の部分１７４が前述のように第１の部分１７２よりも小さい直径を有するのであれば、第１の部分１７２と第２の部分１７４との間のより「急激な」段状の遷移部も使用できる。

ボア１５０は、ボア直径Ｃを含む。ボア直径Ｃは、第２のステム直径Ｂよりも大きく、第１のステム直径Ｄよりも小さい。

トラップ１６４は、ボア１５０とステム１４０の第２の部分１７４との間に形成されている。トラップ１６４は、第２の部分１７４の外面によって内側が半径方向に境界付けられ、ボア１５０の内面によって外側が半径方向に境界付けられる。図示の例のトラップ１６４は、環状形のスペースを形成している。

図示の例では、シール開口部１３２は、シール１２８の遠位端部１５４に近接するボア１５０の内面から突出する、リング直径Ａを有する内部環状リング１８０を含む。リング直径Ａはボア直径Ｃよりも小さい。上述のように、ステム１４０およびシール１２８は、第２のステム直径Ｂとリング直径Ａとの間で、開口部１３２の遠位端部１５４に隣接する第１の締まり嵌め１５２を形成している。換言すれば、内部環状リング１８０は、図３に示すように、ステム１４０がシール１２８に完全に挿入されると、ステム１４０の第２の部分１７４と第１の締まり嵌め１５２を形成しており、これは、第２のステム直径Ｂがリング直径Ａよりも大きいためである。任意選択的に、バッテリセルの内部構成要素に開口する、内部環状リング１８０よりも広い直径を有する下側ボア１８１を含めることができる。

トラップ１６４は、ステム１４０に沿って、内部環状リング１８０の上に長手方向に位置する。図３に示す例では、トラップ１６４は、図示の実施形態では、ステム１４０がシール１２８に完全に挿入されると、内部環状リング１８０および面取り部１７６によって長手方向に境界付けられる。これは、第１の部分１７２の長さＥがボア１５０の長さＦよりも短いためであり、長さＥは、ネイルヘッド１３８の底部からステム１４０の内径の遷移部または変化部（面取り部として示される）まで測定され、長さＦは、開口部１３２の近位端部から内部環状リング１８０まで測定される。ボア１５０内のステム１４０の構造的配置は、トラップ１６４である空隙を提供するように意図的に配置される。

図示の例では、ボア直径Ｃは、第２のステム直径Ｂよりも０．０３ｍｍ～０．０５ｍｍ大きい。他の例では、以下の寸法比が、本明細書に記載の効率的なシーラントトラップ隙間を有利に生み出すことができる。
ステムの第１の部分１７２の長さＥ：ステム１４０の第１の部分１７２の直径Ｄは、約１．１～約３．０、例えば約１．１～約１．２である。
ステム１４０の第１の部分１７２の直径Ｄ：ステム１４０の第２の部分１７４の直径Ｂは、約１．１～約３．０、例えば約１．１～約２．０である。
内部環状リング１８０の内部リング直径Ａ：ステム１４０の第２の部分１７４の直径Ｂは、１．０未満である。
ボア１５０の長さＦ：ステム１４０の第１の部分１７２の長さＥは、約１．１～約２．０、例えば約１．１～約１．５である。

図示の例では、トラップ１６４は、約０．３５ｍｍ^３～約１．５ｍｍ^３の容積を有する。他の例では、トラップ１６４は、例えば、シーラント１７０の粘度および／またはバッテリセルのサイズに応じて、他の容積を有するように構成され得る。

本開示によるシール１２８は、２つの干渉の間の隙間にシーラントを閉じ込めて配置し、それによって、シーラントを、電解質のクリープに対するバリアをより効果的に提供できる場所に位置決めすることにより、バッテリセルの内側からの電解質の漏れを有利に低減または排除するが、これは、シーラントのシール効果が、ネイル１３０の軸にさらに沿ってシール１２８の近位端部１５１に向かって、ネイル１３０とシール１２８との間の締まり嵌めによってさらに強化されるためである。さらに、本開示によるシール１２８は、製造上の欠陥を低減または補償することによって、電解質の漏れをさらに低減する。より具体的には、上述のように、ネイル１３０は、例えば遠位端部（第２のステム直径Ｂを有するステム１４０の第２の部分１７４に位置する）に欠陥を有し得る。組み立て中に、これらの欠陥は、開口部１３２の第１の内面部分１７８から分離され、これは、第２のステム直径Ｂがボア直径Ｃよりも小さいためである。その結果、組み立て中にネイル１３０からの開口部１３２の第１の内面部分１７８への損傷は生じない。組み立て中にネイル１３０によってシール１２８に生じ得るいかなる損傷も、締まり嵌めが存在する環状リング１８０に限定される。しかしながら、シーラントは、ステム１４０の第２の部分１７４上に配置されており、組み立て中に環状リング１８０によって拭き取られる結果として、トラップ１６４内の環状リング１８０の上に意図的かつ有利に位置決めされ、それによって、特に、ステム１４０の第１の部分１７２とボア１５０との間の締まり嵌めにより、意図的に位置決めされたシーラント１７０によって提供されるシールの補強のために、いかなる電解質のクリープ（ネイル１３０の挿入の結果としての環状リング１８０の任意の損傷領域に沿うものを含む）も防止または低減できる。

さらに、図４に最もよく示されているように、図示の実施形態は、シール開口部１３２の側縁を越えて延在するシーラント１７０を、製造および組み立て中にネイル１３０の第１の部分１７２に沿って上方に有利に押し、それによって、ネイル１３０の第１の部分１７２と開口部１３２の内面１５０との間にシーラント１７０の薄い層を堆積させる。組み立て前に、シーラントのビードが第１の部分１７２の下に塗布されるため、ネイル１３０上に存在するいくらかのシーラント１７０が開口部１３２の第１の内面部分１７８によって拭き取られ、その後、残りのシーラント１７０は、ステム１４０の第１の部分１７２によって下方に押され、これは、ネイル１３０の第１の部分１７２と開口部１３２の第１の内面部分１７８との間の締まり嵌めにより、シーラント１７０が上方に逃げるのを防止する。第１の部分１７２の面取り部１７６から加えられる力により、トラップ１６４内に下方に押し込まれるシーラント１７０が比較的均一な方法でトラップ１６４内に流れ込み、結果としてシーラントがトラップ１６４において均質に分散する。その結果、ネイル１３０の挿入時に、トラップ１６４内のシーラント１７０は、２つの締まり嵌め（環状リング１８０と第２の部分１７４との間の第１の締まり嵌め、および第１の部分１７２と第１の内面部分１７８との間の第２の締まり嵌め）の間に有利に閉じ込められ、追加のシール面を形成し、それらのすべてが協働して、電解質がバッテリセルから逃げるのを低減または防止する強化されたシールを形成する。さらに、ステムの第１の部分１７２は、トラップ１６４内のシーラント１７０を圧縮し、シーラント１７０の有効性を高める。面取り部１７６は、圧縮力の速度および方向を制御する。さらに、ステムの第１の部分１７２と開口部１３２の第１の内面部分１７８との間の締まり嵌めは、シーラント１７０によって最終的に形成されるシールが損なわれることを防止するのに役立ち、それによって、シールアセンブリ内のシーラント１７０の有効性を維持するのに役立つ。最後に、ネイル１３０の第１の部分１７２によって拭き取られたシーラント１７０は、ネイルヘッド１３８のすぐ下のネイル１３０の上部に蓄積し、ヘッド隙間１３６に閉じ込められ、それによって、（第１の部分１７２と第１の内面部分１７８との間の）第２の締まり嵌めの上にシーラント１７０の第２のビードを形成し、これは、電解質のクリープに対するまたさらなるバリアとして機能する。

代替的な実施形態では、複数のシーラントトラップ１６４ａ、１６４ｂが、例えば図５に示されるように形成されてもよい。図５の実施形態の符号が付されていない構造要素は、図２～４の実施形態の同じ構造要素に関連し、それに応じて機能する。例えば、ネイルヘッド（図２～４の１３８）は、図５では符号が付されず言及もされないが、図５の実施形態のネイルヘッドは、図２～４のネイルヘッド１３８と同じように機能する。シーラント（図２～４の１７０）は、分かりやすくするために図５から省略されているが、この実施形態のシーラントは、図２～４の実施形態のシーラントと同じ位置（例えば、シーラントトラップ１６４ａ、１６４ｂ内およびヘッド隙間１３６内）に配置されている。

複数のシーラントトラップ１６４ａ、１６４ｂは、シーリングを強化し、電解質クリープの防止を高める段状シールを形成する。ネイル１３０は、第１の直径Ｈを有する第１の部分１７２、第２の直径Ｉを有する第２の部分１７４、および第３の直径Ｊを有する第３の部分１７３を含む。第１の直径Ｈは、第２の直径Ｉおよび第３の直径Ｊの両方よりも大きく、第２の直径Ｉは第３の直径Ｊよりも大きい。

図示のように、第１のシーラントトラップ１６４ａは、第１の面取り部１７６ａと第１の環状リング１８０ａとの間に長手方向に形成されており、ネイル１３０の第２の部分１７４と第１の内面部分１７８ａとの間に横方向に形成されている。第２のシーラントトラップ１６４ｂは、第２の面取り部１７６ｂと第２の環状リング１８０ｂとの間に長手方向に形成されており、ネイル１３０の第３の部分１７３と第２の内面部分１７８ｂとの間に横方向に形成されている。

他の実施形態では、追加の環状リング１８０および異なる直径を有するネイル１３０の段階的部分を追加することによって、３つ以上のシーラントトラップを形成することができる。

ここで図６を参照すると、本開示によるシールアセンブリ２００の代替的な実施形態の断面図が示されている。図６に示されるシールアセンブリ２００は、図１のシール２８およびアノード集電体３０の代わりに、図５に示される開示に従ったシール２２８およびネイル２３０を用いることによって、図２に記載されるバッテリセル１１０において実装できる。シールアセンブリ２００は、ボア直径を有するボア２５０を含む開口部２３２を備えるシール２２８を含む。ネイル２３０は、ネイルヘッド２３８と、ネイルヘッド２３８から延在する本体またはステム２４０とを有する。ステム２４０は、シール２２８の開口部２３２を通って延在する。ステム２４０およびシール２２８は、開口部２３２の遠位端部２５４で第１の締まり嵌め２５２を形成している。開口部の遠位端部２５４とネイルヘッド２３８との間にトラップ隙間２６０が形成される。トラップ隙間２６０は、シーラント２７０用のトラップ２６４を画定する。シーラント２７０は、ステム２４０上に配置されており、トラップ２６４内に少なくとも部分的に位置する。

ステム２４０は、第１のステム直径を有する第１の部分２７２と、第２のステム直径を有する第２の部分２７４とを含む。第２のステム直径は、第１のステム直径よりも小さい。第２の部分２７４は、ネイルヘッド２３８に対して第１の部分２７２の遠位にある。第１の部分２７２および第２の部分２７４は、面取り部２７６によって接合されているが、第２の部分２７４が前述のように第１の部分２７２よりも小さい直径を有するのであれば、第１の部分２７２と第２の部分２７４との間のより「急激な」段状の遷移部も使用できる。

ボア２５０の直径は、第２のステム直径よりも大きく、第１のステム直径よりも小さい。

トラップ２６４は、ボア２５０とステム２４０の第２の部分２７４との間に形成されている。トラップ２６４は、ステム２４０の第２の部分２７４の外面によって内側が半径方向に境界付けられ、ボア２５０の内面２７８によって外側が半径方向に境界付けられる。図示の例におけるトラップ２６４は、ネイル２３０に形成された環状形の凹部２９０によって部分的に提供される。図示の例では、ボア直径は、第２のステム直径よりも０．０３ｍｍ～０．０５ｍｍ大きい。

図６に示される実施形態は、図６の実施形態が、開口部２３２の遠位端部２５４に環状リング１８０を含まないという点で、図３～５に示される実施形態とは異なる。むしろ、図６の実施形態は、ステム２４０の第２の部分２７４とボア２５０との間に形成された環状凹部２９０を含む。シーラントトラップ２６４は、環状凹部２９０によって提供される。

代替的な実施形態では、ステム２４０は、複数の環状凹部２９０を含んでもよい。

試験データ
図２～４に関して上述したシーラントが閉じ込められたシールアセンブリを有するバッテリセルを、漏れ試験に供し、同じ条件下で試験された対照セルと比較した。試験した対照セルの１セットには、市販のＡＡ ＣＯＰＰＥＲＴＯＰ（登録商標）セルと同じ構成要素（アノード、カソード、セパレータ、シールアセンブリ、集電体）および濃度を含むものとし、したがって、これらの対照セルは、本明細書ではＡＡ ＣＯＰＰＥＲＴＯＰ（登録商標）セルと称する。データには、市販のセルではない「対照の拭き取られたポリアミドロングボス」および「対照の拭き取られたアスファルトロングボス」と表記される別の対照セルのセットも含まれる。「対照の拭き取られたロングボス」対照セルの両方は、ロングボスおよび拭き取られたシーラントを含む。「対照の拭き取られたロングボス」対照セルは、本発明によるシーラントが閉じ込められた構成に関して記載されているネイルの段状の外径、またはボス開口部の段状の内径を含まない。「対照の拭き取られたロングボス」対照セルは、本発明によるシーラントが閉じ込められた設計の効果を具体的に特定する比較例を提供する。より具体的には、「閉じ込められたロングボス」と「対照の拭き取られたロングボス」との間の改善は、本発明によるシーラントが閉じ込められた構成のみに起因する。

バッテリセルに対して行った漏れ試験には、シールまたはグロメットと上部カバーとの間のスペース（図２の空隙Ｘとして表記されている）を脱イオン水で洗い流すことと、セルを５０℃および６０％超の相対湿度で環境チャンバに配置して３、６または９週間の加速老化を促進することと、チャンバからセルを取り出し、脱イオン水で再度洗い流すことによって空隙Ｘ内のいずれの化学物質も抽出することと、脱イオン水を捕捉し、カリウムの存在について脱イオン水を分析することとを含むものとした。脱イオン水に含まれる任意のカリウムは、ネイルとシールまたはグロメットとの間の電解質のクリープによって生成されたと推定され、これは、シールまたはグロメットが、定量可能な量のカリウムがポリマー材料を直接通過することを許可しないポリマー材料を含むためである。

２つの異なるボスの長さおよび２つの異なるシーラントが試験セルに含まれるものとした。２つのボスの長さはロングボスおよびショートボスとし、２つの異なるシーラントはポリアミドおよびアスファルトとした。ＡＡ ＣＯＰＰＥＲＴＯＰ（登録商標）対照セルは、シーラントがネイル上に配置され、ネイル挿入後にシーラントがネイルヘッドに近接して配置されるように、ネイルがシール内に挿入されるとシーラントがネイルによって「拭き取られる」、上述したような拭き取り構成の選択されたシーラントを有するショートボスを含むものとした。第２の対照セル群は、この場合も同様にネイル挿入後にシーラントがネイルヘッドに近接して配置される、拭き取り構成の選択されたシーラントを有するロングボスを含むものとした。本発明によるシーラントが閉じ込められたセルは、図２～４に関して上述したシーラントトラップをロングボス内に有するシールアセンブリを含むものとした。シーラントが閉じ込められたセルは、ＣＯＰＰＥＲＴＯＰ（登録商標）対照セルおよび拭き取られたロングボス対照セルの両方よりも、驚くべきことに有意に少ない漏れを示した。

試験の結果を以下の表１および２に要約する。

上記の表形式の結果は、図７および８にグラフ形式で示されている。試験データから２つの一般的な結論が導き出された。第１に、ポリアミドは概してアスファルトよりも優れた性能を発揮するように思われ、これは、シリコーンシーラント、エポキシシーラントなどの他の比較的非極性のシーラントもこのアセンブリで同様に機能できることを示唆している。しかしながら、第２の、そして最も重要な結論は、シーラントが閉じ込められたシールアセンブリ（本明細書に記載）が、市販のＣＯＰＰＥＲＴＯＰ（登録商標）および対照の拭き取られたロングボス構成の両方よりも驚くべきかつ有意に優れた性能を発揮したということである。要約すると、シーラントが閉じ込められたポリアミド構成は、ＣＯＰＰＥＲＴＯＰ（登録商標）セルよりも６６％少ない漏れを示し、シーラントが閉じ込められたアスファルト構成は、ＣＯＰＰＥＲＴＯＰ（登録商標）セルよりも３８％少ない漏れを示した。シーラントが閉じ込められたポリアミド構成はまた、対照の拭き取られたロングボスポリアミド構成よりも４９％少ない漏れを示し、シーラントが閉じ込められたアスファルト構成は、対照の拭き取られたロングボスアスファルト構成よりも８．５％少ない漏れを示した。

シーラントが閉じ込められた構成によって、対照セルよりもいくらかの改善が期待されたが、達成された改善の大きさは、特に閉じ込められたポリアミドのロングボスの設計では、予想外で驚くべきものであった。

閉じ込められたショートボス構成は、閉じ込められたシーラントを実際に実装するのに十分なスペースを提供しないため、試験しなかった。換言すれば、ショートボスシールは、閉じ込められたシーラントを効果的にするのに十分な容積を有するシールトラップを組み込むのに十分なスペースを内部ボア内に有していない。

前述の実施形態のいずれにおいても、シールまたはグロメットは、ポリマー、特にポリプロピレンまたはナイロンなどの１つ以上の熱可塑性ポリマーを含むことができる。ナイロン６６およびナイロン６１２は、単独または組み合わせて使用できる２つの具体的な代表的な材料である。

任意の実施形態において、ネイルは、導電性金属、例えば真鍮または青銅（ケイ素青銅を含む）を含み得る。約５０重量％を超える、例えば６０重量％または７０重量％の銅含有量、および２０重量％を超える、例えば３０重量％または４０重量％の亜鉛含有量を有する真鍮合金を使用できる。

シーラントは、グロメットをネイルに接着できる任意の既知のシーラントであり得る。したがって、図示の実施形態では、シーラントは、ポリアミドシーラント、樹脂、ポリ酢酸ビニルシーラント、アスファルトシーラントなどの石油系材料、ポリブテンシーラント、ポリイソブチレンシーラント、ポリエチレンワックスシーラント、エポキシシーラント、シリコーンシーラント、アクリルシーラント、ポリスルフィドシーラント、ポリウレタンシーラント、およびそれらの混合物を含むことができる。図示の実施形態では、グロメットはポリマーを含み、ネイルは金属を含む。１つの改良では、水膨潤性ポリマーを含む比較的親水性のシーラントを使用して、シーラント、例えば、ＳｉｋａＳｗｅｌｌ（登録商標）シーラント（Ｓｉｋａ ＡＧ、Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）などの超吸収剤の粒子を含む水膨潤性アクリレートポリマーを提供できる。ネイルに適用するシーラントを調合するために有利に使用できる溶剤には、キシレン、イソプロパノール、トルエン、およびそれらの混合物が含まれるが、これらに限定されない。他の実施形態では、調合されたシーラントは、約１６５ｃｐｓ～約１６００ｃｐｓの粘度を含み、約４０％～約８０％の固形分を含むことができる。さらに、他の実施形態では、シーラントトラップがトラップの上下の締まり嵌めの間に形成されるようにシールアセンブリが完全に組み立てられると、シーラントの酸素への曝露が効果的に排除されるため、シーラントは、有利には嫌気性シーラントを含むことができる。ネイルがグロメットに挿入された後、シーラントが最初は未硬化の状態であることができるため、シーラントは、トラップを完全に満たすとともに、硬化前にシールおよびネイルにさえも存在する上記の製造上の欠陥を含むいかなる欠陥も満たすのに十分な液相での時間を有することができる。

開示されたシールアセンブリは、シーラントトラップ内にシーラントを有利に閉じ込め、それによって、組み立てられたバッテリセルの酸素への曝露を最小限に抑え、電解質がネイルの上部に移動してシールアセンブリから逃げるのを防止する。さらに、シール開口部の遠位端部におけるネイルステムとシールとの間の締まり嵌め、および開口部の第２のより狭い内側部分（例えば、内部環状リングによって提供される）に対する、開口部の第１の内側部分の比較的大きい内径のために、シーラントは、シーラントトラップ内に効果的に配置される。内部環状リング（複数可）は、ステムがシールに挿入されるときに、残りのシーラントをステムから拭き取り、シーラントトラップ内にシーラントを正確に位置決めする。シーラントは、シールの組み立て前には液体の形でネイルステムに堆積するため、シーラントは、内部環状リングの拭き取りにより、シーラントトラップに均一に流れ込み、ネイルとグロメットとの間に、実質的に均一な３６０度のシールを一貫した制御された再現可能な方法で提供する。シーラントトラップ内のシーラントは、シーラントトラップの上下の締まり嵌めと組み合わされて、電解質漏れを防止するかまたはその量を大幅に低減する３つの別個のシール面を有するシールアセンブリを効果的に形成する。シーラントがヘッド隙間にも配置される場合、４つの別個のシール面が形成される（第４のシール面は、ヘッド隙間内のシーラントによって形成される）。２つ以上のシーラントトラップを有する実施形態（例えば、図５に示される実施形態）では、５つ以上の別個のシール面が形成され得る。さらに、シーラントトラップ内（すなわち、２つの締まり嵌めの間）のシーラントの位置は、下側の締まり嵌め（第１の実施形態では、環状リングおよびネイルステムの第２の部分によって生成される）を通って成功裏に移動するいずれかの電解質に対する追加のバリアを作る。開示されたシールアセンブリはまた、上述のように、シールの成形中にネイルをシールに挿入し、ピンを引き抜くことによって引き起こされるフラッシュまたはバリなどのシールの製造上の不具合を有利に軽減する。

本明細書に開示された寸法および値は、列挙される正確な数値に厳密に限定されるものと理解されるべきではない。代わりに、特に指定のない限り、そのような各寸法は、列挙される値およびその値の周辺の機能的に同等の範囲の両方を意味することが意図される。例えば、「４０ｍｍ」と開示されている寸法は、「約４０ｍｍ」を意味することが意図される。さらに、一実施形態で開示された任意の寸法は、他の実施形態にも同様に適用可能である。「締まり」嵌めが上記で記載されている場合、代替的な実施形態は、より粘度のあるシーラントが使用される場合に、非常に小さな隙間を有することができる。例えば、シーラントの粘度が上昇するにつれて、環状リング１８０の直径Ａとネイル１３０の第２の部分１７４の直径Ｂとの比は、１．０より大きい値を超えることがある。そのような例では、直径Ａが直径Ｂよりも大きいことは、ネイル１３０がシール１２８に挿入されるときに、直径Ａと直径Ｂとの間の非常に小さなギャップを通ってガスが逃げることを可能にすることによって、組み立て中に開口部１３２内のガスの排出を容易にすることができ、一方で、粘度のあるシーラントはこの場合、シーラントが環状リング１８０に接触すると、そのギャップをシールする。

いずれの相互参照または関連特許もしくは出願、および本出願がその優先権または利益を主張するいずれの特許出願または特許も含む、本明細書で引用されるすべての文献は、明示的に除外または別途限定されない限り、その全体が参照により本明細書に援用される。いかなる文献の引用も、本明細書において開示もしくは特許請求される任意の発明に関する先行技術であること、またはそれ単独で、もしくは何らかの他の参考文献（複数可）との任意の組み合わせで、そのような任意の発明を教示、示唆、もしくは開示することを認めるものではない。さらに、本明細書中の用語のいずれかの意味または定義が、参照により援用される文献中の同じ用語のいずれかの意味または定義と矛盾する限りでは、本明細書中でその用語に割り当てられた意味または定義が適用されるものとする。

本発明の特定の実施形態を例示し、説明してきたが、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、様々な他の変更および修正を行うことができることは、当業者には明らかであろう。したがって、添付の特許請求の範囲において、本発明の範囲内にあるそのようなすべての変更および修正を包含することが意図される。

Claims (47)

1. バッテリセル用のシールアセンブリであって、
   内面を含む開口部を有するグロメットと、
   ネイルであって、ネイルヘッドと、前記ネイルヘッドから延在するステムとを有し、前記ステムは、第１のステム直径を有する第１の部分と、第２のステム直径を有する第２の部分とを含み、前記第１のステム直径は、前記第２のステム直径よりも大きく、前記ステムは前記グロメットの前記開口部を通って延在し、前記ステムおよび前記グロメットは、前記開口部の遠位端部で第１の締まり嵌めを形成し、前記開口部の前記遠位端部と前記ネイルヘッドとの間にトラップ隙間を形成し、前記トラップ隙間は、前記ネイルの前記第２の部分と前記内面との間に位置し、前記トラップ隙間は、シーラント用のトラップを画定する、ネイルと、
   前記ステム上に配置されたシーラントであって、前記トラップ内に少なくとも部分的に位置する、シーラントと、を備える、アセンブリ。
2. 前記第２の部分は、前記ヘッドに対して前記第１の部分の遠位にある、請求項１に記載のアセンブリ。
3. 前記第１の部分および前記第２の部分は面取り部によって接合されている、請求項１または２に記載のアセンブリ。
4. 前記開口部の前記内面はボア直径を含み、前記ボア直径は前記第２のステム直径よりも大きく、前記第１のステム直径よりも小さい、請求項１～３のいずれか一項に記載のアセンブリ。
5. 前記トラップは、前記内面と前記ステムの前記第２の部分との間に形成されている、請求項１～４のいずれか一項に記載のアセンブリ。
6. 前記ボア直径は、前記第２のステム直径よりも０．０３ｍｍ～０．０５ｍｍ大きい、請求項５に記載のアセンブリ。
7. 前記グロメットの開口部は内部環状リングを含む、請求項１～６のいずれか一項に記載のアセンブリ。
8. 前記内部環状リングは前記ボア直径よりも小さいリング直径を有し、前記内部環状リングは前記ステムの前記第２の部分と前記第１の締まり嵌めを形成している、請求項７に記載のアセンブリ。
9. 前記トラップは、前記ステムの長さに沿って、前記内部環状リングの上に位置する、請求項７または８に記載のアセンブリ。
10. 前記トラップは０．３５ｍｍ^３～１．５ｍｍ^３の容積を有する、請求項１～９のいずれか一項に記載のアセンブリ。
11. 前記ステムは環状凹部を含む、請求項１に記載のアセンブリ。
12. 前記トラップ隙間は前記環状凹部によって形成されている、請求項１１に記載のアセンブリ。
13. 前記ステムは複数の環状凹部を含む、請求項１１または１２に記載のアセンブリ。
14. 前記グロメットは、ポリプロピレンまたはナイロンなどのポリマーを含む、請求項１～１３のいずれか一項に記載のアセンブリ。
15. 前記ネイルは真鍮またはケイ素青銅を含む、請求項１～１４のいずれか一項に記載のアセンブリ。
16. 前記シーラントはポリアミドまたはアスファルトベースの材料を含む、請求項１～１５のいずれか一項に記載のアセンブリ。
17. 前記ネイルヘッドと前記グロメットとの間にヘッド隙間が形成されており、シーラントは前記ヘッド隙間にも配置されている、請求項１～１６のいずれか一項に記載のアセンブリ。
18. バッテリセルであって、
    ハウジングであって、
    第１のハウジング端部にある第１のカバーと、第２のハウジング端部にある第２のカバーと、前記ハウジング内に配置されたアノードおよびカソードと、を含む、ハウジングと、
    前記第１のカバーに近接するシールアセンブリであって、
    内面を含む開口部を有するグロメットと、
    ネイルであって、ネイルヘッドと、前記ネイルヘッドから延在するステムとを有し、前記ステムは、第１のステム直径を有する第１の部分と、第２のステム直径を有する第２の部分とを含み、前記第１のステム直径は、前記第２のステム直径よりも大きく、前記ステムは前記グロメットの前記開口部を通って延在し、前記ステムおよび前記グロメットは、前記開口部の遠位端部で第１の締まり嵌めを形成し、前記開口部の前記遠位端部と前記ネイルヘッドとの間にトラップ隙間を形成し、前記トラップ隙間は、前記ネイルの前記第２の部分と前記内面との間に位置し、前記トラップ隙間は、シーラント用のトラップを画定する、ネイルと、
    前記ステム上に配置されたシーラントであって、前記トラップ内に少なくとも部分的に位置する、シーラントと、を含む、シールアセンブリと、を備える、バッテリセル。
19. 前記第２の部分は、前記ヘッドに対して前記第１の部分の遠位にある、請求項１８に記載のバッテリセル。
20. 前記第１の部分および前記第２の部分は面取り部によって接合されている、請求項１８または１９に記載のバッテリセル。
21. 前記開口部の前記内面はボア直径を含み、前記ボア直径は前記第２のステム直径よりも大きく、前記第１のステム直径よりも小さい、請求項１８～２０のいずれか一項に記載のバッテリセル。
22. 前記トラップは、前記内面と前記ステムの前記第２の部分との間に形成されている、請求項１８～２１のいずれか一項に記載のバッテリセル。
23. 前記ボア直径は、前記第２の直径よりも０．０３ｍｍ～０．０５ｍｍ大きい、請求項２１または２２に記載のバッテリセル。
24. 前記グロメットの開口部は内部環状リングを含む、請求項１８～２３のいずれか一項に記載のバッテリセル。
25. 前記内部環状リングは前記ボア直径よりも小さいリング直径を有し、前記内部環状リングは前記ステムの前記第２の部分と前記第１の締まり嵌めを形成している、請求項２４に記載のバッテリ。
26. 前記トラップは、前記ステムの長さに沿って、前記内部環状リングの上に位置する、請求項２４または２５に記載のバッテリセル。
27. 前記トラップは０．３５ｍｍ^３～１．５ｍｍ^３の容積を有する、請求項１８～２６のいずれか一項に記載のバッテリセル。
28. 前記ステムは環状凹部を含む、請求項１８～２７のいずれか一項に記載のバッテリセル。
29. 前記トラップ隙間は前記環状凹部によって形成されている、請求項１８～２８のいずれか一項に記載のバッテリセル。
30. 前記ステムは複数の環状凹部を含む、請求項１８～２９のいずれか一項に記載のバッテリセル。
31. バッテリセル用のシールアセンブリであって、
    グロメットであって、遠位端部と、近位端部と、前記遠位端部と前記近位端部との間の内面を有するボアとを含む開口部と、前記遠位端部に近接して位置決めされた内部環状リングであって、リング直径を有し、前記ボアはボア直径を有する、内部環状リングと、前記近位端部に位置するヘッドスペースであって、ヘッドスペース直径を有し、前記リング直径は、前記ボア直径および前記ヘッドスペース直径よりも小さく、前記ボア直径は前記ヘッドスペース直径よりも小さい、ヘッドスペースと、を有するグロメットと、
    ネイルであって、ネイルヘッドと、前記ネイルヘッドから延在するステムとを有し、前記ステムは、第１のステム直径を有する第１の部分と、第２のステム直径を有する第２の部分とを含み、前記第１のステム直径は、前記第２のステム直径よりも大きく、前記ステムは前記グロメットの前記開口部を通って延在し、前記ステムおよび前記グロメットは、前記ステムの前記第２の部分と前記リング直径との間に第１の締まり嵌めを形成し、前記ステムおよび前記グロメットは前記ステムの前記第２の部分と前記ボア直径との間にトラップ隙間を形成し、前記トラップ隙間は、シーラント用のトラップを画定する、ネイルと、
    前記ステム上に配置されたシーラントであって、前記トラップ内に少なくとも部分的に位置する、シーラントと、を備える、シールアセンブリ。
32. バッテリセルであって、
    ハウジングであって、
    第１のハウジング端部にある第１のカバーと、第２のハウジング端部にある第２のカバーと、前記ハウジング内に配置されたアノードおよびカソードと、を含む、ハウジングと、
    前記第１のカバーに近接するシールアセンブリであって、
    グロメットであって、遠位端部と、近位端部と、前記遠位端部と前記近位端部との間の内面を有するボアとを含む開口部と、前記遠位端部に近接して位置決めされた内部環状リングであって、リング直径を有し、前記ボアはボア直径を有する、内部環状リングと、前記近位端部に位置するヘッドスペースであって、ヘッドスペース直径を有し、前記リング直径は、前記ボア直径および前記ヘッドスペース直径よりも小さく、前記ボア直径は、前記ヘッドスペース直径よりも小さい、ヘッドスペースと、を有するグロメットと、
    ネイルであって、ネイルヘッドと、前記ネイルヘッドから延在するステムとを有し、前記ステムは、第１のステム直径を有する第１の部分と、第２のステム直径を有する第２の部分とを含み、前記第１のステム直径は、前記第２のステム直径よりも大きく、前記ステムは前記グロメットの前記開口部を通って延在し、前記ステムおよび前記グロメットは、前記ステムの前記第２の部分と前記リング直径との間に第１の締まり嵌めを形成し、前記ステムおよび前記グロメットは前記ステムの前記第２の部分と前記ボア直径との間にトラップ隙間を形成し、前記トラップ隙間は、シーラント用のトラップを画定する、ネイルと、
    前記ステム上に配置されたシーラントであって、前記トラップ内に少なくとも部分的に位置する、シーラントと、を含むシールアセンブリと、を備える、バッテリセル。
33. 前記第２の部分は、前記ヘッドに対して前記第１の部分の遠位にある、請求項３１または３２に記載のアセンブリまたはバッテリセル。
34. 前記第１の部分および前記第２の部分は面取り部によって接合されている、請求項３１～３３のいずれか一項に記載のアセンブリまたはバッテリセル。
35. 前記開口部の前記内面はボア直径を含み、前記ボア直径は前記第２のステム直径よりも大きく、前記第１のステム直径よりも小さい、請求項３１～３４のいずれか一項に記載のアセンブリまたはバッテリセル。
36. 前記トラップは、前記内面と前記ステムの前記第２の部分との間に形成されている、請求項３１～３５のいずれか一項に記載のアセンブリまたはバッテリセル。
37. 前記ボア直径は、前記第２のステム直径よりも０．０３ｍｍ～０．０５ｍｍ大きい、請求項３６に記載のアセンブリまたはバッテリセル。
38. 前記グロメットの開口部は内部環状リングを含む、請求項３１～３７のいずれか一項に記載のアセンブリまたはバッテリセル。
39. 前記内部環状リングは前記ボア直径よりも小さいリング直径を有し、前記内部環状リングは前記ステムの前記第２の部分と前記第１の締まり嵌めを形成している、請求項３８に記載のアセンブリまたはバッテリセル。
40. 前記トラップは、前記ステムの長さに沿って、前記内部環状リングの上に位置する、請求項３８または３９に記載のアセンブリまたはバッテリセル。
41. 前記トラップは０．３５ｍｍ^３～１．５ｍｍ^３の容積を有する、請求項３１～４０のいずれか一項に記載のアセンブリまたはバッテリセル。
42. 前記ステムは環状凹部を含む、請求項３１または３２に記載のアセンブリまたはバッテリセル。
43. 前記トラップ隙間は前記環状凹部によって形成されている、請求項４２に記載のアセンブリまたはバッテリセル。
44. 前記ステムは複数の環状凹部を含む、請求項４２または４３に記載のアセンブリまたはバッテリセル。
45. 前記グロメットは、ポリプロピレンまたはナイロンなどのポリマーを含む、請求項３１～４４のいずれか一項に記載のアセンブリまたはバッテリセル。
46. 前記ネイルは真鍮またはケイ素青銅を含む、請求項３１～４５のいずれか一項に記載のアセンブリまたはバッテリセル。
47. 前記シーラントはポリアミドまたはアスファルトベースの材料を含む、請求項３１～４６のいずれか一項に記載のアセンブリまたはバッテリセル。

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