JP2023540557A - エネルギー貯蔵セル - Google Patents

Abstract

ストリップ形状の電極及びセパレータで構成され、２つの端子端面（１０４ｂ、１０４ｃ）及び巻取りケーシング（１０４ａ）を有する円筒状巻線の形である、複合体（１０４）、を備えるエネルギー貯蔵セル（１００）が知られている。各電極は対応する集電体（１１５、１２５）を有し、負電極の長手方向縁部が端面（１０４ｂ、１０４ｃ）のうちの一方から突出し、正電極の長手方向縁部が端面のうちの他方から突出するように、電極が複合体内で互いに対して設計及び／又は配置されている。複合体（１０４）はハウジング内で軸方向に向いており、ハウジングは、端子円形開口部（１０１ｃ）を有する管状金属ハウジング部品（１０１）を備えて、巻取りケーシング（１０４ａ）が管状ハウジング部品（１０１）の内面（１０１ｂ）に接して載置されるようになっている。電極のうちの１つに電気的に接触するために、セル（１００）は、１つの端面から突出している長手方向縁部（１１５ａ、１２５ａ）のうちの１つに直接接触し、長手方向縁部に溶接により接続している、接触要素（１１０）を備える。本発明によれば、管状ハウジング部品（１０１）の端子円形開口部（１０１ｃ）は、接触要素（１１０）により、気密且つ液密の形で閉鎖されることになる。この目的のために、接触要素（１１０）は円形縁部（１１０ａ）を有し、接触要素（１１０）は、ハウジング内の圧力が閾値を超えると湾曲し、接触要素と第１の長手方向縁部との間の電気的接触が取り除かれる、金属メンブレン（１１１；１５１）である、又はそれを含む。

Description

以下で説明する本発明は、電極－セパレータアセンブリを備えるエネルギー貯蔵セルに関する。

電気化学セルは、貯蔵された化学エネルギーを、酸化還元反応を介して電気エネルギーに変換することが可能である。電気化学セルは一般に、セパレータにより互いに分離された正電極及び負電極を備える。放電中、酸化プロセスの結果として、電子が負電極において放出される。その結果が電子流になり、電子流は外部の消費体により引き込まれ得る。電気化学セルは消費体にとってエネルギー供給源として機能する。同時に、電極反応に対応するイオン電流がセル内で生じる。このイオン電流は、セパレータを通過し、イオン導電電解液により可能になる。

放電が可逆的である場合、すなわち、放電中に起こった化学エネルギーから電気エネルギーへの変換が逆転し、したがってセルを再充電する可能性がある場合、セルは二次電池と呼ばれる。負電極をアノードとして、正電極をカソードとして表示することは、二次電池において慣習的であり、これは電気化学セルの放電機能に関連する。

二次リチウムイオン電池は、高電流を供給することが可能であり、比較的高いエネルギー密度が注目に値するため、今日では多くの用途で使用されている。二次リチウムイオン電池は、リチウムの使用に基づいており、リチウムはイオンの形でセルの電極の間を往復移動することができる。リチウムイオン電池の負電極及び正電極は通常、いわゆる複合電極として知られる電極から形成され、複合電極は、電気化学的活性成分に加えて、電気化学的不活性成分も含む。

二次リチウムイオン電池用の有用な電気化学的活性成分（活性材料）は、原則として、リチウムイオンを吸収し、再びそれらを放出することが可能な全ての材料である。ここでは、多くの場合、炭素ベースの粒子、例えば黒鉛炭素が、負電極のために使用される。リチウムのインターカレーションに好適な他の非黒鉛炭素材料も使用できる。加えて、リチウムとの合金化が可能な金属材料及び半金属材料を使用することも可能である。例えば、元素のスズ、アルミニウム、アンチモン、及びシリコンが、リチウムとの間で金属間フェーズを形成できる。正電極用に使用できる活性材料の例は、

リチウムコバルト物（ＬｉＣｏＯ_２）、リチウムマンガン酸化物（ＬｉＭｎ_２Ｏ_４）、リン酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰＯ_４）、又はそれらの誘導体を含む。電気化学的活性材料は、通常、電極中に粒子形態で存在する。

電気化学的不活性成分として、複合電極は一般に、二次元及び／又はリボン状の集電体、例えば活性材料用のキャリアとして機能する金属製箔、を備える。負電極用の集電体（アノード集電体）は、例えば銅又はニッケルから形成でき、正電極用の集電体（カソード集電体）は、例えばアルミニウムから形成できる。加えて、電極は、電気化学的不活性成分として、電極結合剤（例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、又は別のポリマー、例えばカルボキシメチルセルロース）、導電性改善添加剤、及び他の添加剤を含んでもよい。電極結合剤は、電極の機械的安定性を、更には、多くの場合、集電体への活性材料の接着を確実にする。

リチウムイオン電池は一般に、電解液として、リチウム塩溶液、例えば、有機溶剤（例えば、炭酸エーテル及びエステル）中のヘキサフルオロリン酸リチウム（ＬｉＰＦ_６）を含む。

リチウムイオン電池の製造において、複合電極は１つ以上のセパレータと組み合わされて複合体本体がもたらされる。この場合、電極及びセパレータは、通常、圧力下で、また任意選択で貼り合わせにより又は接着剤結合により、互いに接合される。セルが機能するための基本的な能力が、アセンブリを電解液に含浸させることにより確立できる。

多くの実施形態では、複合体本体は、巻線として形成される、又は巻線をもたらすように処理される。一般に、複合体本体は、電極／セパレータ／負電極のシーケンスを含む。多くの場合、複合体本体は、いわゆるバイセルとして作製され、その予想されるシーケンスは、負電極／セパレータ／正電極／セパレータ／負電極、又は正電極／セパレータ／負電極／セパレータ／正電極である。

自動車セクター、電動自転車、又は更には高エネルギーを要求する他の用途、例えば工具は、充電及び放電中に高電流を注入することが同時に可能な、最大エネルギー密度を有するリチウムイオン電池を必要とする。

多くの場合、前述した用途のセルは、円形円筒状セルの形をとり、例えば形状ファクタ２１×７０（直径×高さ、ｍｍ単位）を有する。この種類のセルは常に、巻線の形の複合体本体を含む。この形状ファクタの現代のリチウムイオン電池は、既に最大２７０Ｗｈ／ｋｇのエネルギー密度を達成できている。しかしながら、このエネルギー密度は、中間ステップに過ぎないと考えられている。市場は既に、更に高いエネルギー密度を有するセルを要求している。

しかしながら、改善された電気化学セルの開発では、留意すべき要因はエネルギー密度だけではない。充電及び放電中の電力損失を減らすために最小に維持しなければならないセルの内部抵抗、及びセルの温度調節にとって重要な可能性がある電極の熱的接続が、極めて重要なパラメータである。これらのパラメータも、巻線の形の複合体本体を含む円形円筒状セルとって非常に重要である。セルの急速充電中に、電力損失がセルにおける蓄熱をもたらす可能性があり、これが、大きな熱機械的応力、並びにその後のセル構造の変形及び損傷につながる可能性がある。集電体の電気的取り付けが、巻かれた複合体本体から軸方向に突出する別個の電気出力導体ラグを介して行われる場合、リスクが増幅される。なぜなら、充電又は放電中に、高負荷下にて、これらの出力導体ラグにおいて局所的に加熱が生じる可能性があるからである。

国際公開第２０１７／２１５９００Ａ１号パンフレットは、電極－セパレータアセンブリ及びその電極がリボン状であり巻線の形であるセルについて記載している。電極はそれぞれ、電極材料が設けられた集電体を有する。反対の極性の電極が、電極－セパレータアセンブリ内で互いにオフセットされて配置され、その結果、正電極の集電体の長手方向縁部が一方の側において巻線から飛び出し、負電極の集電体の長手方向縁部の他方の側において巻線から飛び出している。集電体の電気的接触接続のために、セルは、線状の接触ゾーンがもたらされるように、長手方向縁部のうちの１つに接して載っている少なくとも１つの接触要素を有する。接触要素は、溶接により線状の接触ゾーンに沿って長手方向縁部に接合している。これにより、集電体に、したがって対応する電極にも、その全長にわたって電気的に接触することが可能になる。これにより、記載されているセル内での内部抵抗は著しく低下する。その結果、高電流の発生は、非常に良好に管理できる。

それにも関わらず、電気化学セルの経年劣化、機械的破損、間違った充電、及びいくつかの他の理由の結果として、故障が起こる可能性があり、これらの結果、不必要な加熱又はセルにおけるガス発生が生じ、その結果、セル内の圧力が管理されない形で上昇する可能性がある。そのような場合、電気化学セルは一般に安全策を有する。この関係で、セル内のガス圧が過剰になった場合、端子と、それに接続された電極との間の電気的接触を切る、いわゆるＣＩＤ（電流遮断装置）の使用が特に強調されるべきである。

しかしながら、ＣＩＤは比較的複雑な構造であり、通常は追加アセンブリとして設置される。ＣＩＤは、セルハウジング内で比較的大きな空間を占め、これはエネルギー密度を改善する目的に逆行する。

本発明の目的は、従来技術と比較して改善されたエネルギー密度と、その電極の最大面積及び長さにわたって均一な電流分布とを特徴とし、同時に、その内部抵抗及びその能動的冷却特性に関して優れた特性を有する、エネルギー貯蔵セルを提供することである。しかしながら、セルは特に、改善された安全性及び生産可能性も特徴としなければならない。
この目的は、請求項１の特徴を有するエネルギー貯蔵セルにより達成される。セルの好ましい構成は、従属請求項から明らかとなるであろう。

本発明のエネルギー貯蔵セルは、常に少なくとも以下の特徴ａ．～ｊ．を有する：
ａ． セルは、アノード／セパレータ／カソードのシーケンスを有する電極－セパレータアセンブリを備える。
ｂ． 電極－セパレータアセンブリは、２つの端子端面及び巻かれたジャケットを有する円筒状巻線の形をとる。
ｃ． セルは、端子円形開口部を有する金属製の管状ハウジング部品を備えるハウジングを備える。
ｄ． 巻線の形をとる電極－セパレータアセンブリは、ハウジング内において、巻かれたジャケットが管状ハウジング部品の内側に隣接するように軸方向に整列されている。
ｅ． アノードはリボン状であり、第１の長手方向縁部及び第２の長手方向縁部を有するリボン状のアノード集電体を備える。
ｆ． アノード集電体は、負電極材料の層が設けられたストリップ状の主領域と、第１の長手方向縁部に沿って延び電極材料が設けられていない自由縁部ストリップと、を備える。
ｇ． カソードは、リボン状であって、第１の長手方向縁部及び第２の長手方向縁部を有するリボン状のカソード集電体を備える。
ｈ． カソード集電体は、正電極材料の層が設けられたストリップ状の主領域と、第１の長手方向縁部に沿って延び電極材料が設けられていない自由縁部ストリップと、を備える。
ｉ． アノード及びカソードは、アノード集電体の第１の長手方向縁部が端子端面のうちの一方を越え、カソード集電体の第１の長手方向縁部が端子端面のうちの他方を越えるように、電極－セパレータアセンブリ内で互いに形成され及び／又は配置されている。
ｊ． セルは、第１の長手方向縁部のうちの１つに直接接触し、この長手方向縁部に溶接により接続している、少なくとも部分的に金属製接触要素を備える。

電気化学的システムの好ましい実施形態
原則として、本発明は、その電気化学的構成に関係なく、エネルギー貯蔵セルを含む。しかしながら、特に好ましい実施形態では、本発明のエネルギー貯蔵セルは、リチウムイオン電池、特に二次リチウムイオン電池である。したがって、原則として、エネルギー貯蔵セルのアノード及びカソードのために、二次リチウムイオン電池用に知られている全ての電極材料を使用することが可能である。

リチウムイオン電池の形の本発明のエネルギー貯蔵セルの負電極において使用される活性材料は、リチウムをインターカレートすることが可能な、好ましくは同様に粒子形態の炭素ベースの粒子、例えば黒鉛炭素材料又は非黒鉛炭素材料であってもよい。代わりに又は加えて、チタン酸リチウム（Ｌｉ_４Ｔｉ_５Ｏ_１２）又はその誘導体が、好ましくは同様に粒子形態で、負電極中に含まれることが可能である。加えて、活性材料としての負電極は、リチウムを可逆的にインターカレート及び脱インターカレートできる、シリコン、アルミニウム、スズ、アンチモン、又はこれら材料の化合物若しくは合金の群からの少なくとも１つの材料、例えば酸化ケイ素を、任意選択で炭素ベースの活性材料と組み合わせて含むことができる。スズ、アルミニウム、アンチモン、及びシリコンが、リチウムとの間で金属間フェーズを形成することが可能である。ここでは、特にシリコンの場合、リチウムを吸収する能力は、黒鉛又は同等の材料の値を超え、数倍の値である。金属製リチウムの薄いアノードを使用することも可能である。

リチウムイオン電池の形の本発明のエネルギー貯蔵セルの正電極用にとって、有用な活性材料の例として、リチウム金属酸化物化合物及びリチウム金属リン酸塩化合物、例えばＬｉＣｏＯ_２及びＬｉＦｅＰＯ_４が挙げられる。また、極めて好適なものは、分子式ＬｉＮｉ_ｘＭｎ_ｙＣｏ_ｚＯ_２（ｘ＋ｙ＋ｚは典型的には１である）を有するリチウムニッケルマンガンコバルト酸化物（ＮＭＣ）、分子式ＬｉＭｎ_２Ｏ_４を有するリチウムマンガンスピネル（ＬＭＯ）、又は分子式ＬｉＮｉ_ｘＣｏ_ｙＡｌ_ｚＯ_２（ｘ＋ｙ＋ｚは典型的には１である）を有するリチウムニッケルコバルト酸化アルミニウム（ＮＣＡ）である。それらの誘導体、例えば、実験式Ｌｉ_１．１１（Ｎｉ_０．４０Ｍｎ_０．３９Ｃｏ_０．１６Ａｌ_０．０５）_０．８９Ｏ_２、又はＬｉ_１＋ｘＭ－Ｏ化合物を有するリチウムニッケルマンガンコバルトアルミニウム酸化物（ＮＭＣＡ）、及び／又はこれら材料の混合物、を使用することもできる。カソード活性材料も、好ましくは粒子形態で使用される。

加えて、リチウムイオン電池の形の本発明のエネルギー貯蔵セルの電極は、好ましくは、電気伝導率を改善するための電極結合剤及び／又は添加剤を含む。活性材料は、好ましくは、電極結合剤のマトリックス中に埋め込まれ、マトリックス中の隣接する粒子が、好ましくは、互いに直接接触している。導電剤は、電極の電気伝導率を増加させる役割を担う。典型的な電極結合剤は、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリアクリレート、又はカルボキシメチルセルロースを主成分としている。典型的な導電剤は、カーボンブラック及び金属粉末である。

本発明のエネルギー貯蔵セルは、好ましくは、リチウムイオン電池の場合、電解液を、とりわけ少なくとも１つのリチウム塩に基づく電解液、例えば有機溶剤中に（例えば、有機カーボネート、又は環状エーテル、例えばＴＨＦ又はニトリル、の混合物中に）溶解されたヘキサフルオロリン酸リチウム（ＬｉＰＦ_６）、を含む。他の使用可能なリチウム塩は、例えば、リチウムテトラフルオロボレート（ＬｉＢＦ_４）、リチウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド（ＬｉＴＦＳＩ）、リチウムビス（フルオロスルホニル）イミド（ＬｉＦＳＩ）、及びリチウムビス（オキサレート）ボレート（ＬｉＢＯＢ）である。

セパレータの好ましい実施形態
電極－セパレータアセンブリは、好ましくはリボン状の少なくとも１つのセパレータを、より好ましくはリボン状の２つのセパレータを備え、セパレータが又はその各々が、第１及び第２の長手方向縁部を有する。

セパレータは、好ましくは、電気絶縁ポリマー膜から形成される。セパレータが電解液を透過できることが好ましい。この目的のため、例えば、使用するポリマー膜が微細孔を有してもよい。フィルムはまた、例えば、ポリオレフィン又はポリエーテルケトンで構成されてもよい。セパレータとして、ポリマー材料で作製された不織布及び織布、又は他の電気絶縁性のシート状構造を使用することも可能である。５μｍ～５０μｍの範囲の厚さを有するセパレータを使用することが好ましい。
いくつかの実施形態では、複合体のセパレータはまた、固体電解液の１つ以上の層であってもよい。

巻線の形の電極－セパレータアセンブリの好ましい構造
巻線の形の電極－セパレータアセンブリでは、リボン状のアノード、リボン状のカソード、及びリボン状のセパレータは、好ましくは、渦巻き状の巻線の形をとる。電極－セパレータアセンブリを生産するために、リボン状の電極がリボン状のセパレータと共に巻回装置に供給され、好ましくは、その中の巻き軸の周りに渦巻き状に巻かれる。いくつかの実施形態では、電極及びセパレータは、この目的のために、巻取りマンドレル上に載置され巻取り作業後に巻線内に残る円筒状又は中空円筒状の巻線コアに巻かれる。巻かれたジャケットは、例えば、ポリマー膜又は接着テープにより形成されてもよい。巻かれたジャケットが１つ以上の別個の巻線により形成されることも可能でもある。

セパレータの長手方向縁部が、巻線の形の電極－セパレータアセンブリの端面を形成することが好ましい。巻線の端子端面から突出する、アノード集電体及び／又はカソード集電体の長手方向縁部が、その端面から、とりわけセパレータの長手方向縁部により形成される端面から、５０００μｍ以下、好ましくは３５００μｍ以下突出することが更に好ましい。

より好ましくは、アノード集電体の長手方向縁部は、巻線の端面から、２５００μｍ以下、より好ましくは１５００μｍ以下突出する。より好ましくは、カソード集電体の長手方向縁部は、巻線の端面から、３５００μｍ以下、より好ましくは２５００μｍ以下突出する。

好ましくは、リボン状のアノード及びリボン状のカソードは、アノード集電体の第１の長手方向縁部が端子端面のうちの一方を越え、カソード集電体の第１の長手方向縁部が端子端面のうちの他方を越えることを確実にするために、電極－セパレータアセンブリ内で互いにオフセットされている。

集電体の好ましい実施形態
エネルギー貯蔵セルの集電体は、対応する電極材料中に存在する電気化学的活性成分に最大面積にわたって電気的に接触する役割を担う。集電体は、好ましくは金属で構成されている、又は少なくとも表層が金属化されている。リチウムイオン電池の形の本発明のエネルギー貯蔵セルでは、アノード集電体用の好適な金属は、例えば、銅又はニッケル、又は他の導電性材料、とりわけ銅合金及びニッケル合金、又はニッケル被覆金属である。ステンレス鋼もまた、原則として有用である。リチウムイオン電池の形の本発明のエネルギー貯蔵セルの場合のカソード集電体用の好適な金属は、とりわけ、アルミニウム、又はアルミニウム合金を含む他の導電性材料である。

アノード集電体及び／又はカソード集電体は、好ましくは、それぞれ、４μｍ～３０μｍの範囲の厚さを有する金属箔、とりわけ、４μｍ～３０μｍの範囲の厚さを有するリボン状の金属箔である。
しかしながら、箔に加えて、使用される集電体はまた、リボン状の他の基板、例えば、金属製又は金属化された不織布、又は開放気孔金属発泡体、又はエキスパンデッドメタルであってもよい。

集電体は、好ましくは、両側に、対応する電極材料が設けられている。いくつかの特に好ましい構成では、本発明のセルは、以下の特徴ａ．～ｃ．のうちの少なくとも１つを有することにより特徴付けられてもよい：
ａ． 溶接により接触要素に結合された、集電体のストリップ状の主領域は、多数の開口部を有する。
ｂ． 主領域における開口部は、円形又は正方形の穴、特にパンチ穴又はドリル穴である。
ｃ． 溶接により接触要素に結合されている集電体は、とりわけ丸穴又は溝穴の穴開けにより、主領域が穿孔されている。
好ましくは、直前の特徴ａ．及びｂ．、又は、ａ．及びｃ．、より好ましくは、直前の３つの特徴ａ．～ｃ．は、互いに組み合わせて実現される。

多数の開口部の結果、集電体の体積は減少し、更に重量も減少する。これは、より多くの活性材料をセル内に導入すること、そして、このようにしてセルのエネルギー密度を明確に増加させることを可能にする。このようにして、二桁パーセント範囲ものエネルギー密度の増加が実現できる。
いくつかの好ましい実施形態では、開口部は、レーザーによりストリップ状で主領域に導入される。

開口部の幾何学的形状は、原則として、本発明の本質的な特徴ではない。重要なことは、開口部を導入する結果、集電体の質量が減少し、そして開口部を活性材料で充填することができるため、開口部内に活性材料のためにより多くの空間が存在するということである。

開口部を導入するときに、開口部の最大直径が大きすぎないことを確実にすることが非常に有利な場合がある。開口部の寸法は、好ましくは、対応する集電体上の電極材料の層の厚さの２倍を超えるべきではない。

特に好ましい構成では、本発明のセルは、以下の特徴ａ．を有することにより特徴付けられる：
ａ． 集電体における、特に主領域における開口部は、１μｍ～３０００μｍの範囲の直径を有する。
この好ましい範囲内では、１０μｍ～２０００μｍ、好ましくは１０μｍ～１０００μｍ、とりわけ５０μｍ～２５０μｍの範囲の直径が更に好ましい。

本発明のセルが、以下の追加の特徴ａ．及びｂ．のうちの少なくとも１つを有することにより特徴付けられる場合、特に好ましい：
ａ． 溶接により接触要素に結合された集電体は、少なくとも主領域のサブセクションにおいて、同じ集電体の自由縁部ストリップにおけるよりも小さい、単位面積当たりの重量を有する。
ｂ． 溶接により接触要素に結合された集電体は、自由縁部ストリップに開口部がある場合、主領域と比較して、より少ない単位面積当たりの開口部を有する。
直前の特徴ａ．及びｂ．が、互いに組み合わされて実現されると特に好ましい。

アノード集電体及びカソード集電体の自由縁部ストリップは、第１の長手方向縁部の側の主領域の境界を定める。好ましくは、アノード集電体及びカソード集電体の両方はそれぞれ、それらの長手方向縁部の両方に沿って自由縁部ストリップを含む。
開口部は、主領域を特徴付ける。換言すれば、主領域と自由縁部ストリップとの間の境界は、開口部を有する領域と開口部を有しない領域との間の移行部に対応する。
開口部は、好ましくは、主領域にわたって本質的に均一に分配されている。

更なる特に好ましい実施形態では、本発明のセルは、以下の特徴ａ．～ｃ．のうちの少なくとも１つを有することにより特徴付けられる：
ａ． 主領域における集電体の単位面積当たりの重量は、自由縁部ストリップにおける集電体の単位面積当たりの重量と比較して５％～８０％低減されている。
ｂ． 主領域では、集電体は５％～８０％の範囲内の穿孔された領域を有する。
ｃ． 主領域では、集電体は２０Ｎ／ｍｍ^２～２５０Ｎ／ｍｍ^２の引張強度を有する。

直前の特徴ａ．～ｃ．が、互いに組み合わされて実現されると特に好ましい。

一般に自由断面とも称される穿孔エリアは、ＩＳＯ ７８０６－１９８３に従って決定できる。主領域における集電体の引張強度は、開口部のない集電体と比較して低減されている。それは、ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ ５２７パート３に従って決定できる。

アノード集電体及びカソード集電体は、開口部に関して同一又は類似の設計であることが好ましい。それぞれの場合で実現可能なエネルギー密度の改善は加算的である。したがって、好ましい実施形態では、本発明のセルは更に、以下の特徴ａ．～ｃ．のうちの少なくとも１つを有する：
ａ． アノード集電体のストリップ状の主領域及びカソード集電体の主領域は両方が、多数の開口部により特徴付けられる。
ｂ． セルは、第１の長手方向縁部のうちの一方に溶接により接合された接触要素を第１の接触要素として備え、更に、第１の長手方向縁部のうちの他方に溶接により結合された第２の金属製接触要素を備える。
直前の特徴ａ．及びｂ．が、互いに組み合わされて実現されると特に好ましい。
上述した、開口部が設けられた集電体の好ましい構成は、アノード集電体及びカソード集電体に独立して適用可能である。

本発明の解決策
セルの具体的な特徴は、２つの以下の特徴ｋ．及びｌ．である：
ｋ． 接触要素は、円形縁部を備え、管状ハウジング部品の端子円形開口部を気密且つ液密な形で閉鎖する。
ｌ． 接触要素は、第１の長手方向縁部のうちの１つに電気的に接続され、ハウジング内の圧力が閾値を超えたときに、第１の長手方向縁部に対する接触要素の電気的接触の喪失を伴って曲がる、金属製メンブレンである、又はそれを含む。

したがって、第１に、本発明の電気化学的貯蔵要素の接触要素は、電極のうちの１つに接触するために使用され、同時にハウジング部品として機能する。第２に、接触要素は、メンブレンのおかげで、ＣＩＤ機能性を有し、メンブレンは、ＣＩＤの中心的要素として、電極アセンブリに非常に密接に、そして非常に低い電気抵抗を有して接続している。本発明の構造のおかげで、従来のＣＩＤ構造と比較して、いくつかの構成要素が同時に複数の機能を想定しているため、より少ない構成要素で動作することが可能である。したがって、特に有利なことに、より多くの空間が活性材料にとって利用可能である。更には、セルの組み立てが簡略化される。

第１の長手方向縁部のうちの１つとの電気的接触の損失、通常、接触要素に接続している第１の長手方向縁部が、メンブレンの湾曲の結果として、破壊して接触要素から離れることで生じる。これは、好ましくは、接触要素と第１の長手方向縁部との間の溶接接合部を破壊する。しかし、第１の長手方向縁部が、それに沿って割れが生じる意図された断裂ラインを備えることも考えられる。そのような意図された断裂ラインは、例えば、上述した、開口部が設けられている主領域と自由縁部ストリップのうちの１つとの間の境界に沿って延びていてもよい。メンブレンの湾曲の結果として、主延長方向に対して直角に機械的応力が生じた場合、集電体は、優先的にこの境界線に沿って裂ける。

ばね要素としてのメンブレンの形成
本発明の解決策の実現のために、金属製メンブレンは、特に単純且つ簡潔な場合、閾値を超えると第１の安定状態から第２の安定又は準安定状態に変化するばね要素として形成することができる。
安定した第１の状態及び安定した第２の状態を有するばね要素が、双安定システムの一実施形態である。安定した第１の状態及び準安定の第２の状態を有するばね要素が、「クリッカ」の名称でも知られている。

第１及び第２の安定状態を利用する能力は、好ましくは、ばね要素の適切な形状によってもたらすことができる。ハウジング内の圧力が圧力閾値を下回る値に戻った場合であっても、ばね要素が第２の状態を維持している場合、第２の状態は安定である。対照的に、「準安定」は、圧力が圧力閾値を下回るとすぐに、第２の状態が自動的に放棄されて第１の状態が優先されることを意味する。

ばね要素の形である又はそのように設計されているメンブレンを備える接触要素を使用する場合、閾値を超えると、第２の安定又は準安定状態への突然の移行が生じ、その結果、第１の長手方向縁部のうちの１つが裂けて接触要素から離れる場合がある。

接触要素が、ばね要素の形でメンブレンを備える場合、第１の長手方向縁部のうちの１つと接触要素との間の溶接接合部が、第１の長手方向縁部とメンブレンとの間にだけ排他的に存在することが好ましい。接触要素が、ばね要素の形をとる場合、第１の長手方向縁部のうちの１つと接触要素との間の溶接接合部が、曲げにより影響を受けた接触要素の中央領域において排他的に存在することが好ましい。
以下には、接触要素のいくつかの特に好ましい実施形態、及び本発明の特に好ましい変形態様におけるその使用の説明が続く。

接触要素／巻線の形の電極－セパレータアセンブリへの接触要素の電気的取り付けの好ましい実施形態

本発明の第１の好ましい変形態様では、エネルギー貯蔵セルは、以下の４つの特徴ａ．～ｄ．のうちの少なくとも１つを有する：
ａ． 接触要素は、メンブレンとして、金属ディスク、更には端子カバーを備え、それぞれが円形の円周を有する。
ｂ． 金属ディスクは、第１の長手方向縁部のうちの１つに直接接触し、溶接により長手方向縁部に結合されている。
ｃ． 金属ディスク及び端子カバーは内部空間を包囲し、閾値が超えると金属ディスクは内部空間内に曲がる。
ｄ． 閾値を下回ると内部空間内への曲がりを防止し、閾値を超えると崩壊及び／又は圧縮される、少なくとも１つのスペーサ要素が、内部空間内に配置されている。
直前の特徴ａ．及びｂ．の組み合わせの実現が好ましい。直前の特徴ａ．～ｄ．の組み合わせの実現が特に好ましい。

接触要素は、金属ディスクを含む複数の個々の部分から構成されてもよく、この部分は必ずしも全てが金属で構成される必要はない。特に好ましい実施形態では、接触要素は、例えば、円形の円周を有する金属製端子カバーを備えてもよく、この端子カバーは、金属ディスク上に溶接されてもよく、金属ディスクの縁部及び端子カバーの縁部が集合的に接触要素の縁部を形成するように、概ね又は厳密に金属ディスクと同じ直径を有する。更なる実施形態では、端子カバーの縁部は、半径方向内向きに曲げられた金属ディスクの縁部により取り囲まれていてもよい。好ましい実施形態では、２つの個々の部品の間にクランプ接続部が存在する場合さえある。

本発明のセルの内部空間は、好ましくはセルの環境から密封されていない。一般に、端子カバーは少なくとも１つの開口部を備え、その開口部を通して、圧力をセルの環境にバランスさせることが可能である。その結果、メンブレンが曲がって内部空間内に入ったとき、内部空間内にはいかなる背圧の蓄積も生じない。

閾値を下回る圧力においても金属ディスクが曲がることを防止するために、本発明の第１の好ましい変形態様では、スペーサ要素が設けられる。スペーサ要素は、好ましくは一方の端部で金属ディスクに当接し、別の端部で端子カバーに当接し、メンブレンが曲がって内部に入ることが早すぎないように防止する。本発明によれば、スペーサ要素は、対応する所望の閾値に合致する。例えば、使用されるスペーサ要素は、所定の圧力で破損する又は可塑的に変形するプラスチック部品又は金属部品であってもよい。

本発明の第１の好ましい変形態様の一発展形態では、セルは、以下の３つの特徴ａ．～ｃ．のうちの少なくとも１つを有する：
ａ． 金属ディスクは、その一方の側面上にチャネル及び／又はドット形状の少なくとも１つの窪みを有し、窪みは、その他方の側面上において線状及び／又はドット形状の少なくとも１つの隆起として突出している。
ｂ． 少なくとも１つの凸部を有する側は、第１の長手方向縁部のうちの１つに直接接触している。
ｃ． 少なくとも１つの凸部、及び第１の長手方向縁部は、少なくとも１つの溶接ポイント及び／又は少なくとも１つの溶接シームを介して接合される。
直前の特徴ａ．～ｃ．の組み合わせの実現が特に好ましい。

金属ディスクが曲がった時点で、金属ディスクが連結されている長手方向縁部との接続は、最大の完全性及び信頼性を伴って分離されなければならない。驚くべきことに、信頼性が高い分離は、とりわけ、チャネル形状及び／又はドット形状の窪みが存在し、同時に長手方向縁部を少なくとも１つの凸部に溶接した場合に可能である。より好ましくは、複数のビードが細長い窪みとして形成される。

金属ディスクの湾曲が可能なことを確実にするために、金属ディスクは、厚すぎてはならない。一般に、例えば、形状ファクタ２１×７０を有するセルの場合、０．２～０．４ｍｍの範囲の厚さを有する金属ディスクが要件を満たす。より大きなセルの場合、適切な場合、より大きな壁厚を有する金属ディスクを使用しなければならない。より小さなセルの場合、適切な場合、壁厚はより薄くしなければならない。

本発明のセルの金属ディスクの好ましい発展形態では、セルは、以下の２つの特徴ａ．及びｂ．のうちの少なくとも１つを有することにより特徴付けられる：
ａ． 金属ディスクは、その一方の側面上に複数のチャネル形状の窪みを、好ましくは星形構成で有し、窪みは、その他方の側面上に線状の隆起として突出している。
ｂ． 金属ディスクは、第１の長手方向縁部への金属ディスクの溶接の結果として、チャネル形状の窪みの各々に少なくとも１つの溶接シーム、好ましくは２つの平行な溶接シームを備える。
直前の特徴ａ．及びｂ．の組み合わせの実現が特に好ましい。

星形構成及び二重溶接シームが、第１の長手方向縁部のうちの一方に対する金属ディスクの良好な、特に均一な結合を確実にする。
メンブレンの曲げについては、圧力閾値及び接触解除の速度を、溶接の構成、とりわけ溶接シームの数、サイズ及び位置を介して調整することが可能である。

本発明の第１の好ましい変形態様の特に好ましい発展形態では、セルは、以下の６つの特徴ａ．～ｆ．のうちの少なくとも１つを有する：
ａ． 接触要素は、金属ディスクだけでなく接触シートも備える。
ｂ． 接触シートは、第１の長手方向縁部のうちの１つに直接接触し、溶接により長手方向縁部に結合されている。
ｃ． 接触シートは星形であり、中央と、ストリップ状であって星形構成の少なくとも３つの延長部とを備える。
ｄ． 金属ディスクは、その一方の側面に、チャネル形状の窪みに加えて、星形の窪みを有し、星形の窪み内に接触シートが位置する。
ｅ． 金属ディスクと接触シートとの間に配置された少なくとも１つの絶縁手段が、ストリップ形の延長部を金属ディスクから絶縁している。
ｆ． 金属ディスクと接触シートの中央部とは、溶接により互いに結合されている。
直前の特徴ａ．及びｂ．を、特徴ｅ．及びｆ．と共に実現することが好ましい。直前の特徴ａ．～ｆ．の全ての組み合わせの実現が特に好ましい。

この実施形態は、追加の接触シートのおかげで、低いエネルギー密度という犠牲を払うことなく、実質上は最適な電極の取り付けを確実にする。なぜなら、本発明の解決策では、金属ディスクにおける星形の窪みが接触シートを収容できるため、金属ディスク及び接触シートの、特に空間を節約する配置が可能になるからである。

いくつかの実施形態では、接触シートは、金属ディスクのように、少なくとも１つのチャネル形状及び／又はドット形状の窪みを有してもよい。しかしながら、接触シートは、好ましくは平坦であって、いかなるチャネル形状及び／又はドット形状の窪みも有しない。

接触シートの中央への金属ディスクの溶接は、好ましくは、１つの溶接ポイントによってのみ実現される。これは、メンブレンが曲がる場合に、接触解除を容易にする。

上記の特徴ａ．及びｂ．が、特徴ｅ．及びｆ．と共に実現される実施形態では、接触シートは、必ずしも星形である必要はない。例えば、接触シートはまた、円形、すなわちディスクの形、又は多角形であってもよい。

本発明の第２の好ましい変形態様では、エネルギー貯蔵セルは、以下の５つの特徴ａ．～ｅ．のうちの少なくとも１つを有する：
ａ． 接触要素は、メンブレンとして、金属ディスク、更には端子カバーを備え、それぞれが円形の円周を有する。
ｂ． 接触要素は、第１の長手方向縁部のうちの１つに直接接触し、溶接により長手方向縁部に結合されている、接触シートを備える。
ｃ． 金属ディスク及び端子カバーは内部空間を包囲し、閾値を超えると金属ディスクは内部空間内に曲がる。
ｄ． 閾値を下回ると内部空間内への曲がりを防止し、閾値を超えると崩壊及び／又は圧縮される、少なくとも１つのスペーサ要素が、内部空間内に配置されている。
ｅ． 金属ディスク及び接触シートは、溶接により互いに直接結合されている。
直前の特徴ａ．～ｅ．の組み合わせの実現が特に好ましい。

本発明の第１の好ましい変形態様とは対照的に、金属ディスクと第１の長手方向縁部との間には直接接続が存在しない。接続は、接触シートと第１の長手方向縁部との間にだけ存在する。

接触要素及びスペーサ要素の他の構成要素は、好ましい実施形態では、本発明の第１の好ましい変形態様に関連して記載されているように開発されてもよい。

本発明の第３の好ましい変形態様では、エネルギー貯蔵セルは、以下の５つの特徴ａ．～ｅ．のうちの少なくとも１つを有する：
ａ． 接触要素は、円形の円周を有する金属ディスク、及び接触シートを備える。
ｂ． 接触シートは、第１の長手方向縁部のうちの１つに直接接触し、溶接により長手方向縁部に結合されている。
ｃ． 金属ディスク及び接触シートは、少なくとも１つの電気的に絶縁されたスペーサにより互いに分離されている。
ｄ． 金属ディスクは、金属製メンブレンを備える、又はいくつかの領域においてメンブレンとして形成されている。
ｅ． メンブレンは、閾値を超えるまで、接触シートに、好ましくは直接、電気的に接触している。
直前の特徴ａ．～ｅ．の組み合わせの実現が特に好ましい。

接触要素の金属ディスクは、必ずしも別個の構成要素である必要はない。例えば、ハウジングカップのベースは、接触要素の金属ディスクとしても機能する場合がある。本発明の第３の変形態様では、ＣＩＤメンブレンは、例えば、ハウジングカップのベースに組み込むことができる。セルの圧力が閾値を超えると、メンブレンは外向きに曲がり、電極アセンブリへの電気的接続は切断される。ここの電気絶縁材料で作製されたスペーサが、金属ディスクと接触シートとの電気的接触を防止する。スペーサは、例えば、プラスチックリングであってもよい。

メンブレンは、とりわけ１つ以上の溶接ポイントを介して、接触シートに溶接されてもよい。しかし、これは、例えば、メンブレン及び接触シートがばね力を介して接触している場合、必ずしも当てはまらない。

本発明の第３の好ましい変形態様の一発展形態では、セルは、以下の特徴ａ．を有する：
ａ． メンブレンは、閾値を超えると、第１の安定状態から第２の安定又は準安定状態に変化するばね要素の形をとる。
本発明によるばね要素の意味は、上記にて既に定義されている。

原則として、接触要素は、本発明の第１の好ましい変形態様の場合のように、同様に端子カバーを備えることが可能である。それに対応して、本発明の第３の好ましい変形態様の可能な発展形態では、セルは、以下の特徴ａ．及びｂ．のうちの少なくとも１つを有する：
ａ． 接触要素は、金属ディスクに加えて、円形の円周を有する端子カバーを備える。
ｂ． 金属ディスク及び端子カバーは内部空間を包囲し、閾値を超えるとメンブレンは内部空間内に曲がる。
ここでは、金属ディスク及び端子カバーは、好ましい実施形態では、本発明の第１の好ましい変形態様に関連して説明したように設計されている。

閉鎖に関する変形態様
原則として、密封するために、シール有りで又は無しで、管状ハウジング部品の端子円形開口部の中に接触要素を挿入することは可能である。それに対応して、第１の好ましい閉鎖に関する変形態様では、以下が好ましい：
ａ． セルは、接触要素の円形縁部を取り囲む電気絶縁材料で作製された環状シールを備える、及び、
ｂ． 接触要素は、管状ハウジング部品の端子円形開口部を密封するシールと共に、環状シールが円周方向接触ゾーン及び接触要素に沿って管状ハウジング部品の内側に隣接するような形で、管状ハウジング部品内に配置されている。
第２の閉鎖に関する変形態様では、以下が好ましい：
ａ． 接触要素は、その縁部が管状ハウジング部品の内側の円周方向接触ゾーンに沿って延びるように、管状ハウジング部品内に配置されている、及び、
ｂ． 接触要素の縁部は、円周方向溶接シームを介して管状ハウジング部品に接合されている。

環状シール又は接触要素の縁部が円周方向接触ゾーンに沿って内側で延びることができるために、少なくとも、シールが管状ハウジング部品に隣接するセクションにおいて、管状ハウジング部品が円形断面を有することが好ましい。適切には、このセクションは、この目的のために、中空円筒の形である。それに応じて、この領域における管状ハウジング部品の内径は、接触要素の縁部の外径に、とりわけ金属ディスクの外径に合致し、シールは引っ張られて中に入る。

シールが引っ張られて縁部上に載っている接触要素の場合、セルの閉鎖は、シールの圧縮を伴うビード作業又は圧着作業により実現できる。

シール自体は、いずれの場合も、使用される電解液に対して化学的耐性を有するはずである通常のポリマーシールであってもよい。当業者は、好適なシール材料を認識している。

第１の閉鎖に関する変形態様の効果は、接触要素が管状ハウジング部品に対して電気的に絶縁されているということである。接触要素は、セルの電気端子を形成する。第２の閉鎖に関する変形態様による閉鎖の場合、管状ハウジング部品及び接触要素は同じ極性を有する。

第２の閉鎖に関する変形態様における溶接シームは、好ましくは、レーザーを用いて接触要素の縁部を管状ハウジング部品に溶接することにより形成される。代わりに、原則として、ハンダ付け又は接着性結合により金属ディスクを固定することも可能である。後者の場合、シールを使用する場合と同様に、接触要素が管状ハウジング部品に対して電気的に絶縁されることが可能である。

第１の長手方向縁部のうちの１つへの接触要素の溶接
集電体の縁部を接触要素に溶接する概念は、国際公開第２０１７／２１５９００Ａ１号パンフレット又は特開２００４－１１９３３０Ａ号公報から既に公知である。この技術は、特に高い電流耐性及び低い内部抵抗を可能にする。接触要素、とりわけ更にはディスク形状の接触要素を集電体の縁部に電気的に接続する方法に関して、国際公開第２０１７／２１５９００Ａ１号パンフレット及び特開２００４－１１９３３０Ａ号公報の内容が完全に参照される。

この場合、接触要素に対して又は接触要素の構成要素に対して第１の長手方向縁部が接触する結果、線状接触ゾーンがもたらされ、これは、渦巻き状に巻かれた電極の場合、渦巻き状に延びている。この線状且つ好ましくは渦巻き形状の接触ゾーンに沿って、又はそれを横断する方向に沿って、好適な溶接結合を用いて、接触要素に対する又は接触要素の構成要素に対する長手方向縁部の取り付けの均一性の最大化を実現することが可能である。

ハウジングカップを有するハウジングの変形態様
本発明の特に好ましい実施形態では、エネルギー貯蔵セルは、以下の特徴ａ．及びｂ．のうちの少なくとも１つを有する：
ａ． 管状ハウジング部品は、円形ベースを備えるハウジングカップの一部である。
ｂ． 第１の長手方向縁部のうちの他方は、ベースに直接隣接し、好ましくは溶接によりベースに結合される。
直前の特徴ａ．及びｂ．の組み合わせの実現が特に好ましい。

この変形態様は、上記の第１の閉鎖に関する変形態様によるセルに特に好適である。第２の閉鎖に関する変形態様が使用される場合、前述した接着性結合の場合を除き、端子ブッシングが必要である。

ハウジングカップの使用は、例えば冒頭で挙げた国際公開第２０１７／２１５９００Ａ１号パンフレットから、セルハウジングの構築において長く知られている。対照的に、知られていないことは、本明細書で提案されるような、集電体の長手方向縁部をハウジングカップの底部に直接取り付けることである。

本発明によれば、巻線の形の電極－セパレータアセンブリの両側の端面から突出する、正電極及び負電極の集電体縁部をそれぞれ、ハウジング部品に、すなわち、カップの底部、及び上述した閉鎖要素として機能する接触要素に直接結合させることが可能であり、好ましい。したがって、活性成分のためにセルハウジングの利用可能な内部容積を使用することは、その理論的な最適条件に近づく。

ベース又は接触シートに対する第１の長手方向縁部のうちの他方の結合は、基本的には、接触要素に対する第１の長手方向縁部の結合の場合と同じ構築原理に従う。ここでは長手方向縁部はベース又は接触シートに隣接し、それにより、同様に、渦巻き状に巻かれた電極の場合、渦巻き状に延びる線状接触ゾーンがもたらされる。この線状且つ好ましくは渦巻き形状の接触ゾーンに沿って、又はそれを横断する方向に沿って、好適な溶接結合を用いて、ベースへの長手方向縁部の取り付けの均一性の最大化を実現することが可能である。

２つのカバーを有するハウジングの変形態様
本発明の更なる特に好ましい実施形態では、エネルギー貯蔵セルは、以下の３つの特徴ａ．～ｃ．のうちの少なくとも１つを有する：
ａ． 管状ハウジング部品は、更なる端子円形開口部を有する。
ｂ． セルは、この更なるトンネル開口部を閉鎖する、円形縁部を有する閉鎖要素を備える。
ｃ． 更なる端子開口部用の閉鎖要素は、金属ディスクである又は金属ディスクを備え、その縁部は、金属製閉鎖要素の円形縁部の一部に対応する又はその一部を形成する。
直前の特徴ａ．～ｃ．の組み合わせの実現が特に好ましい。

本実施形態では、管状ハウジング部品は、閉鎖要素と共にハウジングカップを形成する。したがって、ハウジングは３つのハウジング部品から構成され、そのうちの１つは管状であり、他の２つ（接触要素及び閉鎖要素）は管状部分の端子開口部を閉鎖する。製造の観点からは、この方法は、ハウジングカップの場合とは異なり、管状ハウジング部品の製造のために深絞り工具を必要としないので、利点を提供する。第１の長手方向縁部のうちの他方を閉鎖要素に直接取り付ける場合、これは、基本的に、上述したハウジングカップのベースへの取り付けの場合と同じ利点をもたらす。

本実施形態における管状ハウジング部品は、好ましくは円筒状又は中空円筒状である。最も単純な実施形態における閉鎖要素は、円形円周を有する金属ディスクである。更に好ましくは、閉鎖要素の金属ディスクは、接触要素の金属ディスクと同様に形成されてもよい。

いくつかの好ましい実施形態では、閉鎖要素、とりわけ金属ディスクは、半径方向内向きに曲げられた縁部を有してもよく、その結果、閉鎖要素は、例えばＵ字形断面を有する二層縁部領域を有する。

更なる実施形態では、閉鎖要素、特に金属ディスクは、Ｌ字形断面を有するように９０°曲げられた縁部を有してもよい。

これらの特に好ましい実施形態の一発展形態では、エネルギー貯蔵セルは、以下の特徴ａ．～ｃ．のうちの少なくとも１つを有する：
ａ． 閉鎖要素の金属ディスク、又は閉鎖要素を形成する金属ディスクは、その縁部が管状ハウジング部品の内側の円周方向接触ゾーンに沿って延びるように、管状ハウジング部品内に配置されている。
ｂ． 金属ディスクの縁部は、円周方向溶接シームを介して管状ハウジング部品に接合されている。
ｃ． 管状ハウジング部品は、閉鎖要素の縁部、とりわけ金属ディスクの縁部の周りに半径方向内向きに曲げられた円形縁部を備える。
より好ましくは、上記の特徴ａ．及びｂ．、及び適切な場合は、上記の特徴ａ．～ｃ．が組み合わされて実現される。

したがって、この発展形態では、更なる端子開口部内に溶接することにより、閉鎖要素を固定することが好ましい。ここでも、円周方向溶接シームの場合、別個の密封要素は必要ない。

この発展形態は、セルが上記の第１の閉鎖に関する変形態様に従って閉鎖された場合に特に好ましい。

閉鎖要素の縁部を半径方向に曲げることは、閉鎖要素の固定のためには必要ではない任意選択の手段であるが、それでもなお適切な場合がある。

一発展形態では、エネルギー貯蔵セルは、以下の特徴ａ．及びｂ．のうちの１つを有する：
ａ． 第１の長手方向縁部のうちの他方は、閉鎖要素の金属ディスク、又は閉鎖要素を形成する金属ディスクに直接隣接し、好ましくは溶接により金属ディスクに接合される。
ｂ． 第１の長手方向縁部うちの他方は、金属ディスクに直接隣接する接触シートに溶接される。

原則として、接触要素の場合と同様に、第１の長手方向縁部のうちの他方の長手方向縁部と、金属ディスク又は閉鎖要素との間に、接触シートを介した間接的接続のみが存在することもここでは可能である。この場合、好ましくは、接触シートと、閉鎖要素、とりわけ閉鎖要素の金属ディスクとの間の直接溶接による直接接続がある。ここでは、接触シートは、上記の接触要素の場合の対応部分のように構成されてもよい。

ここでも、金属ディスクに対する又は閉鎖要素の接触シートに対する第１の長手方向縁部のうちの他方の結合は、基本的に、接触要素に対する第１の長手方向縁部の結合の場合と同じ構築原理に従う。長手方向縁部は金属ディスク又は接触シートに隣接し、それにより、渦巻き状に巻かれた電極の場合、渦巻き状に延びる線状接触ゾーンがもたらされる。この線状且つ好ましくは渦巻き形状の接触ゾーンに沿って、又はそれを横断する方向に沿って、好適な溶接結合を用いて、金属ディスクに対する又は閉鎖要素の接触シートに対する長手方向縁部の取り付けの均一性の最大化を実現することが可能である。

ハウジング材料
とりわけ本発明のセルがリチウムイオン電池として構成される場合、ハウジングカップ、金属ディスク及び／又は接触シート、並びに閉鎖要素又はその構成要素を製造するための材料の選択は、対応するハウジング部品にアノード集電体が取り付けられるか又はカソード集電体が取り付けられるかに依存する。好ましい材料は、原則として、集電体自体を製造するための材料と同じある。したがって、前述したハウジング部品は、例えば、以下の材料から構成されてもよい：
合金アルミニウム又は非合金アルミニウム、合金チタン又は非合金チタン、合金ニッケル又は非合金ニッケル、合金銅又は非合金銅、ステンレス鋼（例えば、１．４３０３又は１．４４０４タイプ）、ニッケルめっき鋼。

加えて、ハウジング及びその構成要素は、多層材料（「クラッド材料」）から構成されてもよく、例えば、１層の鋼、及び１層のアルミニウム又は銅を含む。これらの場合、アルミニウムの層又は銅の層は、例えば、ハウジングカップの内側又はハウジングカップのベースを形成する。
更に好適な材料が当業者には知られている。

電極の好ましい構成
自由縁部ストリップでは、対応する集電体の金属は、好ましくは、対応する電極材料を含まない。いくつかの好ましい実施形態では、自由縁部ストリップでは、対応する集電体の金属は覆われておらず、その結果、自由縁部ストリップは、例えば接触要素又は閉鎖要素に対する上述した溶接による電気的接触を伴う接続のために利用可能である。

いくつかの更なる実施形態では、自由縁部ストリップにおける対応する集電体の金属は、代わりに、集電体をコーティングしている材料よりも熱安定性がより高く且つ対応する集電体上に配置される電極材料とは異なる支持材料で、少なくともいくつかの領域においてコーティングされていてもよい。

本明細書において「熱安定性がより高い」は、集電体の金属が溶融する温度において、支持材料がその固体状態を保持していることを意味する。したがって、支持材料は、金属よりも高い融点を有するか、又は支持材料は、金属が既に溶融している温度においてのみ昇華若しくは分解するかのいずれかである。

本発明との関連で使用可能な支持材料は、原則として、支持材料でコーティングされる表面を構成する金属よりも高い融点を有するならば、そのような金属又は金属合金であり得る。しかしながら、多くの実施形態では、本発明のエネルギー貯蔵セルは、好ましくは以下の特徴ａ．～ｄ．のうちの少なくとも１つを有する：
ａ． 支持材料は、非金属材料である。
ｂ． 支持材料は、電気絶縁材料である。
ｃ． 非金属材料は、セラミック材料、ガラスセラミック材料、又はガラスである。
ｄ． セラミック材料は、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）、酸化チタン（ＴｉＯ_２）、窒化チタン（ＴｉＮ）、チタン窒化アルミニウム（ＴｉＡｌＮ）、酸化ケイ素、特に二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）、又はチタン炭窒化物（ＴｉＣＮ）である。

本発明によれば、支持材料は、より好ましくは、直前の特徴ｂ．に従い、とりわけ好ましくは、直前の特徴ｄ．に従う。

用語「非金属材料」は、とりわけ、プラスチック、ガラス、及びセラミック材料を包含する。

本明細書との関連において、用語「電気絶縁材料」は、広く解釈されるべきである。原則として、電気絶縁材料は、任意の電気絶縁材料を包含し、とりわけポリマーを含む。

本明細書との関連において、用語「セラミック材料」は、広く解釈されるべきである。具体的には、セラミック材料は、炭化物、窒化物、酸化物、シリサイド、又はこれら化合物の混合物及び誘導体を意味すると理解される。

用語「ガラスセラミック材料」は、とりわけ、非晶質ガラス相中に埋め込まれた結晶状粒子を含む材料を意味する。

用語「ガラス」は、原則として、上記で定義した熱安定性に関する基準を満たし、且つ、セル中に存在するいかなる電解液に対しても化学的に安定な、任意の無機ガラスを意味する。

より好ましくは、アノード集電体は銅又は銅合金から構成される一方で、同時に、カソード集電体はアルミニウム又はアルミニウム合金から構成され、支持材料は酸化アルミニウム又は酸化チタンである。

アノード集電体及び／又はカソード集電体の自由縁部ストリップが支持材料のストリップでコーティングされていることが更に好ましい場合がある。

主領域、とりわけ、アノード集電体及びカソード集電体のストリップ状の主領域は、好ましくは、集電体の対応する縁部又は長手方向縁部に平行に延びている。好ましくは、ストリップ状の主領域は、アノード集電体及びカソード集電体のエリアの少なくとも９０％にわたって、より好ましくは少なくとも９５％にわたって延びている。

いくつかの好ましい実施形態では、支持材料は、好ましくはストリップ状の主領域に直に沿ってストリップ状に又はライン状に適用されるが、露出領域を完全に覆うことはなく、その結果、対応する集電体の金属は長手方向縁部に沿って直に露出される。

エネルギー貯蔵セルの他の好ましい構成
本発明のエネルギー貯蔵セルは、ボタン電池であってもよい。ボタン電池は円筒状であり、その直径よりも小さい高さを有する。その高さは、好ましくは４ｍｍ～１５ｍｍの範囲にある。ボタン電池は、５ｍｍ～２５ｍｍの範囲内の直径を有することが更に好ましい。ボタン電池は、例えば、腕時計、補聴器、及びワイヤレスヘッドホンなどの小型電子装置に電気エネルギーを供給するのに好適である。

リチウムイオン電池の形態の本発明のボタン電池の公称容量は、一般に最大１５００ｍＡｈである。公称容量は、好ましくは１００ｍＡｈ～１０００ｍＡｈの範囲、より好ましくは１００～８００ｍＡｈの範囲にある。

しかしながら、より好ましくは、本発明のエネルギー貯蔵セルは、円筒状円形セルである。円筒状円形セルは、その直径よりも大きい高さを有する。円筒状円形セルは、冒頭で挙げた、高エネルギーを要求する用途にとって、例えば、自動車セクターにおいて、又は電動自転車用に、又は電動工具用にとりわけ好適である。

円形セルの形のエネルギー貯蔵セルの高さは、好ましくは１５ｍｍ～１５０ｍｍの範囲にある。円筒状円形セルの直径は、好ましくは１０ｍｍ～６０ｍｍの範囲にある。これらの範囲内で、例えば、１８×６５（ｍｍ単位での直径×高さ）、又は２１×７０（ｍｍ単位での直径×高さ）、又は３２×７００（ｍｍ単位での直径×高さ）、又は３２×９００（ｍｍ単位での直径×高さ）の形状ファクタが特に好ましい。これらの形状ファクタを有する円筒状円形セルは、自動車における電気駆動部に電力供給するのに特に好適である。

リチウムイオン電池の形態の本発明の円筒状円形セルの公称容量は、好ましくは最大９００００ｍＡｈである。２１×７０の形状ファクタの場合、リチウムイオン電池としての一実施形態におけるセルは、好ましくは１５００ｍＡｈ～７０００ｍＡｈの範囲、より好ましくは３０００～５５００ｍＡｈの範囲の公称容量を有する。１８×６５の形状ファクタの場合、リチウムイオン電池としての一実施形態におけるセルは、好ましくは１０００ｍＡｈ～５０００ｍＡｈの範囲、より好ましくは２０００～４０００ｍＡｈの範囲の公称容量を有する。

欧州連合では、二次電池の公称容量に関する製造業者情報は厳しく規制されている。例えば、二次ニッケルカドミウム電池の公称容量に関する情報は、ＩＥＣ／ＥＮ ６１９５１－１及びＩＥＣ／ＥＮ ６０６２２標準規格に従う測定値に基づき、二次ニッケル水素電池の公称容量に関する情報はＩＥＣ／ＥＮ ６１９５１－２標準規格に従う測定値に基づき、二次リチウム電池の公称容量に関する情報はＩＥＣ／ＥＮ ６１９６０標準規格に従う測定値に基づき、二次鉛蓄電池の公称容量に関する情報はＩＥＣ／ＥＮ ６１０５６－１標準規格に従う測定値に基づく。本発明における公称容量に関するいかなる図面も、好ましくは、同様にこれら標準規格に基づく。

本発明のセルが円筒状円形セルである実施形態では、アノード集電体、カソード集電体、及びセパレータは、好ましくはリボン状であって、好ましくは以下の寸法を有する：
・ ０．５ｍ～２５ｍの範囲の長さ、
・ ３０ｍｍ～１４５ｍｍの範囲の幅。
この場合、第１の長手方向縁部に沿って延び電極材料が設けられていない自由縁部ストリップは、好ましくは５０００μｍ以下の幅を有する。

１８×６５の形状ファクタを有する円筒状円形セルの場合、集電体は、好ましくは以下を有する：
・ ５６ｍｍ～６２ｍｍ、好ましくは６０ｍｍの幅、及び、
・ ２ｍ以下、好ましくは１．５ｍ以下の長さ。

２１×７０の形状ファクタを有する円筒状円形セルの場合、集電体は、好ましくは以下を有する：
・ ５６ｍｍ～６８ｍｍ、好ましくは６５ｍｍの幅、及び、
・ ３ｍ以下、好ましくは２．５ｍ以下の長さ。

本発明の特に好ましい実施形態では、本発明のエネルギー貯蔵セルは以下の特徴を有する：
ａ． 接触要素は、更なる圧力閾値を超えると、圧力がハウジングから逃げることができる安全弁を備える。

この安全弁は、例えば、セルの爆発を防止するために、セルにおける定義された正圧にて割れて開くことができる破裂メンブレン、破裂十字、又は類似の意図された断裂サイトであってもよい。

より好ましくは、接触要素の金属ディスクは、特に意図された断裂サイトの形で、安全弁を含んでもよい。

プリズムの実施形態
第１に電極のうちの１つへの接触接続のために、同時にハウジング部品として役立ち、且つＣＩＤ機能を有する、接触要素の使用は、円筒状ハウジングを有するエネルギー貯蔵セルに制限されない。むしろ、プリズム状ハウジングにより取り囲まれ２つ以上の同一の電極－セパレータアセンブリから形成された積層体を備えるエネルギー貯蔵要素が、そのような接触要素を備えることも可能である。

したがって、本発明はまた、以下の特徴ａ．～ｌ．を有するエネルギー貯蔵要素を含む：
ａ． エネルギー貯蔵要素は、アノード／セパレータ／カソードのシーケンスを有する少なくとも２つの電極－セパレータアセンブリを備える。
ｂ． アセンブリのアノードは、好ましくは矩形であり、その各々が、アノード集電体縁部を有するアノード集電体を備える。
ｃ． アノード集電体は各々が、負電極材料の層が設けられた主領域と、対応するアノード集電体縁部に沿って延び電極材料が設けられていない自由縁部ストリップと、を備える。
ｄ． アセンブリのカソードは、好ましくは矩形であり、その各々が、カソード集電体縁部を有するカソード集電体を備える。
ｅ． カソード集電体は各々が、正電極材料の層が設けられた主領域と、対応するカソード集電体縁部に沿って延び電極材料が設けられていない自由縁部ストリップと、を有する。
ｆ． 少なくとも２つの電極－セパレータアセンブリは、積層された形態であり、アセンブリの積層体は、２つの端子部を有する。
ｇ． 電極－セパレータアセンブリの積層体は、プリズム状ハウジングにより取り囲まれている。
ｈ． アノード及びカソードは、アノード集電体縁部が端子部のうちの一方から突出し、カソード集電体縁部が端子部のうちの他方から突出するように、互いに設計され及び／又は配置されている。
ｉ． エネルギー貯蔵要素は、これらのアノード集電体縁部又はこれらのカソード集電体縁部に直接接触している金属製接触要素を備える。
ｊ． 接触要素は、溶接により縁部に結合され、縁部に直接接触している。
ｋ． 接触要素は、ハウジングの部品として機能する。
ｌ． 接触要素は、縁部に電気的に接続され、溶接により接触要素に結合され、ハウジング内の圧力が閾値を超えたときに、これら縁部への電気的接触の喪失を伴って曲がる、金属製メンブレンを備える。
接触要素及びその構成要素に関しては、本発明のエネルギー貯蔵セルの場合と同様に、同じ好ましい発展形態が適用可能である。

本発明の更なる特徴及び利点が、請求項から、及び以下の本発明の好ましい実施例の説明を図面と併せることにより明らかになるであろう。本明細書における個々の特徴は、各々を個別に、又は互いに組み合わせて実現されてもよい。

本発明による接触要素の正面からの斜視図の断面図である。 図１に示す接触要素、及びそれに固定された集電体縁部の、部分的な断面図である。 接触シートの一実施形態の上面図である。 接触要素の金属ディスクの一実施形態の上面図である。 上述した本発明の第３の好ましい変形態様における本発明のエネルギー貯蔵セルの図（断面図）である。

図１及び図２は、金属ディスク１１１、金属製端子カバー１１２、シール１０３、及びスペーサ要素１２９を備える接触要素１１０を示す。金属ディスク１１１及び端子カバー１１２はそれぞれ、円形の円周を有する。端子カバー１１２の縁部は、半径方向内向きに曲げられた金属ディスク１１１の縁部により取り囲まれていてもよい。金属ディスク１１１の縁部及び端子カバー１１２の縁部は集合的に接触要素１１０の縁部を形成する。シール１０３は引っ張られて接触要素の縁部を覆っている。

スペーサ要素は、電池ハウジング内に電解液を導入する役割を担うことができる開口部１６１を閉鎖する。液密なシールを保証するために、スペーサ要素１２９は、この目的のために、金属ディスク１１１に溶接又はハンダ付けされてもよい。

金属ディスク１１１及び端子カバー１１２は、内部空間１１６を包囲している。金属ディスク１１１は、圧力がその下側に作用したときに、内部空間１１６内に曲がることができる。実装された状態では、下側は電池ハウジングの内部に面している。

内部空間１１６は閉鎖されていない。その代わりに、端子カバー１１２は、接触要素１１０が設けられているセルの環境に対して圧力をバランスさせることができる少なくとも１つの開口部１３９を備える。その結果、メンブレンとして機能する金属ディスク１１１が曲がって内部空間１１６内に入ったとき、内部空間１１６内にはいかなる背圧の蓄積も生じない。

閾値を下回る圧力においても金属ディスク１１１が曲がることを防止するために、スペーサ要素１２９が設けられる。スペーサ要素は、好ましくは、その端部のうちの一方で金属ディスク１１１に当接し、別の端部で端子カバー１１２に当接し、メンブレンが曲がって内部１１６に入ることが早すぎないように防止する。例えば、スペーサ要素１２９は、メンブレン上での所定の圧力で破損する又は可塑的に変形するプラスチック部品又は金属部品であってもよい。

金属ディスク１１１は、ビードの形のチャネル形状窪み１７９を有する。このビードの領域において、集電体縁部１１５ａは溶接されている。

図３に示す接触シート１１３は星形であり、中央部１１３ａと、ストリップ状であって星形構成の３つの延長部１１３ｂとを備える。接触シート１１３は、ストリップ状の延長部１１３ｂ上のライン１１３ｃに沿って集電体の縁部に溶接されてもよい。接触シートは、例えば、シートから打ち抜かれたものであってもよく、好ましくは平坦である。

図４に示す金属ディスク１１１は、集電体の縁部への接触接続を改善することを目的とする３つの細長いビード１１１ｃを備える。ビード１１１ｃは、同様に星形に配置されている。金属ディスク１１１は、ビード１１１ｃ内のラインに沿って集電体の縁部に溶接されてもよい。

図５に示すエネルギー貯蔵セル１００は、中空円筒状ハウジング部品１０１を備え、これは、ハウジングカップ１０７の部品であり、円形ベース１０７ａ及び（縁部１０１ａにより画定される）円形開口部を備える。ハウジングカップ１０７は、深絞りした部品である。ハウジングカップ１０７は接触要素１１０と共に内部１３７を取り囲み、内部では、巻線の形の電極－セパレータアセンブリ１０４が軸方向に整列している。接触要素１１０は、円形縁部及び接触シート１１３を有する金属ディスク１１１を包含する。

電極－セパレータアセンブリ１０４は、２つの端子端面を有する円筒状巻線の形であり、端子端面の間に、円周方向に巻かれたジャケットが延び、これは、中空円筒状ハウジング部品１０１の内側に隣接している。電極－セパレータアセンブリは、正電極及び負電極、並びにセパレータ１１８及び１１９から形成され、各々がリボン状であり渦巻き状に巻かれている。

電極－セパレータアセンブリ１０４の２つの端面１０４ｂ及び１０４ｃは、セパレータ１１８及び１１９の長手方向縁部により形成される。集電体１１５及び１２５は、これらの端面から突出している。対応する過剰な長さは、ｄ１及びｄ２と特定される。集電体１１５及び１２５が端面１０４ｂ及び１０４ｃから突出できることを確実にするために、リボン状のアノード及びリボン状のカソードは、電極－セパレータアセンブリ１０４内で互いにオフセットされた配置にある。

アノード集電体１１５は、電極－セパレータアセンブリ１０４の上端面１０４ｂから突出し、カソード集電体１２５は下端面１０４ｃから突出している。主領域においてストリップ状のアノード集電体１１５には、負電極材料１５５の層が設けられている。主領域においてストリップ状のカソード集電体１２５には、正電極材料１２３の層が設けられている。アノード集電体１１５は、その長手方向縁部１１５ａに沿って延び電極材料１５５が設けられていない縁部ストリップ１１７を有する。その代わりに、セラミック支持材料のコーティング１６５がここに適用され、それにより、この領域における集電体は安定化される。カソード集電体１２５は、その長手方向縁部１２５ａに沿って延び、電極材料１２３が設けられていない、縁部ストリップ１２１を有する。その代わりに、セラミック支持材料のコーティング１６５が、ここにも適用される。

アノード集電体１１５の縁部１１５ａは、その全長にわたって接触シート１１３に直接接触し、溶接により接触シートに結合されている。したがって、接触要素１１０は、同時に、アノードの電気的接触接続のために、及びハウジング部品として機能する。

カソード集電体１２５の縁部１２５ａは、その全長にわたってベース１０７ａに直接接触し、溶接によりベースに結合されている。したがって、ベース１０７ａは、ハウジングの部品としてだけでなく、カソードの電気的接触接続のためにも機能する。

ハウジング部品１０１及び１１０は、シール１０３により互いに電気的に絶縁されている。ハウジング部品１０１の縁部１０１ａは、シール１０３により取り囲まれた金属ディスク１１１の縁部の周りで半径方向内向きに曲げられ、金属ディスク１１１を管状ハウジング部品１０１の円形開口部内に固定している。管状ハウジング部品１０１は、軸方向において、円周方向に巻かれたジャケット１０４ａが管状ハウジング部品の内側に隣接するセクションと、環状シール１０３が管状ハウジング部品の内側に隣接する接触セクションとを備える。環状シール１０３は、接触セクションでは、接触要素１１０の縁部１１０ａ及び管状ハウジング部品１０１の内側によって、環状シール上に加えられる圧力の結果として、圧縮された形にある。

接触セクションの直下に、ハウジング部品１０１は円周方向ビード１３３を備える。ビード１３３は、あまり顕著ではなく、ハウジング壁の厚さ未満だけ、ハウジング部品１０１の内側の内部１３７へと突出している。

金属ディスク１１１は、その中央において、双安定ばね要素の形の金属製メンブレン１５１を包含する。メンブレン１５１は内部１３７に向かって曲がり、接触シート１１３に接触している。内部１３７の圧力が閾値を超えると、メンブレン１５１は外向きに曲がり、金属ディスク１１１と接触シート１１３との間の電気的接続は切断される。金属ディスク１１１と接触シート１１３との間の電気的接触が、メンブレン１５１を介してだけ可能なことを確実にするために、接触要素１１０は、スペーサ１８９を更に備える。スペーサは、プラスチックリングである。

スペーサ１８９、接触シート１１３、及び金属ディスク１１１により境界が定められた空間が、内部１３７と通信接続にあることを確実にするために、接触シート１１３は穴１８７を備える。

Claims (13)

1. 以下の特徴を有するエネルギー貯蔵セル（１００）であって：
   ａ．前記セルは、アノード／セパレータ／カソードのシーケンスを有する電極－セパレータアセンブリ（１０４）を備える、
   ｂ．前記電極－セパレータアセンブリ（１０４）は、２つの端子端面（１０４ｂ、１０４ｃ）及び巻かれたジャケット（１０４ａ）を有する円筒状巻線の形をとる、
   ｃ．前記セルは、端子円形開口部（１０１ｃ）を有する金属製の管状ハウジング部品（１０１）を備えるハウジングを備える、
   ｄ．巻線の形をとる前記電極－セパレータアセンブリ（１０４）は、前記ハウジング内において、前記巻かれたジャケット（１０４ａ）が前記管状ハウジング部品（１０１）の内側（１０１ｂ）に隣接するように軸方向に整列されている、
   ｅ．前記アノードはリボン状であり、第１の長手方向縁部（１１５ａ）及び第２の長手方向縁部を有するリボン状のアノード集電体（１１５）を備える、
   ｆ．前記アノード集電体（１１５）は、負電極材料（１５５）の層が設けられたストリップ状の主領域と、前記第１の長手方向縁部（１１５ａ）に沿って延び前記電極材料（１５５）が設けられていない自由縁部ストリップ（１１７）と、を備える、
   ｇ．前記カソードはリボン状であり、第１の長手方向縁部（１２５ａ）及び第２の長手方向縁部を有するリボン状のカソード集電体（１２５）を備える、
   ｈ．前記カソード集電体（１２５）は、正電極材料（１２３）の層が設けられたストリップ状の主領域と、前記第１の長手方向縁部（１２５ａ）に沿って延び前記電極材料（１２３）が設けられていない自由縁部ストリップ（１２１）と、を備える、
   ｉ．前記アノード及び前記カソードは、前記アノード集電体（１１５）の前記第１の長手方向縁部（１１５ａ）が前記端子端面（１０４ｂ、１０４ｃ）のうちの一方を越え、前記カソード集電体（１２５）の前記第１の長手方向縁部（１２５ａ）が前記端子端面（１０４ｂ、１０４ｃ）のうちの他方を越えるように、前記電極－セパレータアセンブリ（１０４）内で互いに形成され及び／又は配置されている、
   ｊ．前記セルは、前記第１の長手方向縁部（１１５ａ、１２５ａ）のうちの１つに直接接触し、前記長手方向縁部に溶接により接続している、少なくとも部分的に金属製の接触要素（１１０）を備える、
   そして、以下の追加の特徴的な特徴：
   ｋ．前記接触要素（１１０）は、円形縁部（１１０ａ）を備え、前記管状ハウジング部品（１０１）の前記端子円形開口部（１０１ｃ）を気密且つ液密な形で閉鎖する、及び、
   ｌ．前記接触要素（１１０）は、前記第１の長手方向縁部（１１５ａ、１２５ａ）のうちの１つに電気的に接続され、前記ハウジング内の圧力が閾値を超えたときに、前記第１の長手方向縁部（１１５ａ、１２５ａ）に対する前記接触要素の電気的接触の喪失を伴って曲がる、金属製メンブレン（１１１、１５１）である、又はそれを含む
   を有する、エネルギー貯蔵セル（１００）。
2. 以下の追加の特徴：
   ａ．前記接触要素（１１０）は、メンブレンとして、金属ディスク（１１１）、更には端子カバー（１１２）を備え、それぞれが円形の円周を有する、
   ｂ．前記金属ディスク（１１１）は、前記第１の長手方向縁部（１１５ａ、１２５ａ）のうちの一方に直接接触し、溶接により前記長手方向縁部に結合されている、
   ｃ．前記金属ディスク（１１１）及び前記端子カバー（１１２）は内部空間（１１６）を包囲し、前記閾値を超えると前記金属ディスク（１１１）は前記内部空間内に曲がる、
   ｄ．前記閾値を下回ると前記内部空間（１１６）内への曲がりを防止し、前記閾値を超えると崩壊及び／又は圧縮される、少なくとも１つのスペーサ要素（１２９）が、前記内部空間（１１６）内に配置されている
   を有する、請求項１に記載のエネルギー貯蔵セル。
3. 以下の追加の特徴：
   ａ．前記金属ディスク（１１１）は、その一方の側面上にチャネル及び／又はドット形状の少なくとも１つの窪み（１７９）を有し、前記窪みは、その他方の側面上において線状及び／又はドット形状の少なくとも１つの隆起として突出している、
   ｂ．前記金属ディスク（１１１）は、前記少なくとも１つの隆起を有する前記側面により前記第１の長手方向縁部（１１５ａ、１２５ａ）のうちの一方に隣接する、
   ｃ．前記少なくとも１つの隆起、及び前記第１の長手方向縁部（１１５ａ、１２５ａ）のうちの一方は、少なくとも１つの溶接ポイント及び／又は少なくとも１つの溶接シームを介して接合される
   のうちの少なくとも１つを有する、請求項２に記載のエネルギー貯蔵セル。
4. 以下の追加の特徴：
   ａ．前記金属ディスク（１１１）は、その一方の側面上に複数のチャネル形状の窪み（１７９）を、好ましくは星形構成で有し、前記窪みは、その他方の側面上に線状の隆起として突出している、
   ｂ．前記金属ディスク（１１１）は、前記第１の長手方向縁部（１１５ａ、１２５ａ）のうちの一つへの前記金属ディスク（１１１）の溶接の結果として、前記チャネル形状の窪み（１７９）の各々に少なくとも１つの溶接シームを備える
   を有する、請求項３に記載のエネルギー貯蔵セル。
5. 以下の追加の特徴：
   ａ．前記接触要素（１１０）は、前記金属ディスク（１１１）だけでなく接触シート（１１３）も備える、
   ｂ．前記接触シート（１１３）は、前記第１の長手方向縁部（１１５ａ、１２５ａ）のうちの１つに直接接触し、溶接により前記長手方向縁部に結合されている、
   ｃ．前記接触シート（１１３）は星形であり、中央部１１３ａと、ストリップ状であって星形構成の少なくとも３つの延長部１１３ｂとを備える、
   ｄ．前記金属ディスク（１１１）は、その一方の側面上に、前記チャネル形状の窪み（１７９）に加えて、星形の窪みを有し、前記星形の窪み内に前記接触シート（１１３）が位置する、
   ｅ．前記金属ディスク（１１１）と前記接触シート（１１３）との間に配置された少なくとも１つの絶縁手段が、ストリップ状の前記延長部を前記金属ディスクから絶縁している、
   ｆ．前記金属ディスク（１１１）と前記接触シート（１１３）の前記中央部とは、溶接により互いに直接結合されている
   のうちの少なくとも１つを有する、請求項２～４のいずれか一項に記載のエネルギー貯蔵セル。
6. 以下の追加の特徴：
   ａ．前記接触要素（１１０）は、メンブレンとして、金属ディスク（１１１）、更には端子カバー（１１２）を備え、それぞれが円形の円周を有する、
   ｂ．前記接触要素（１１０）は、前記第１の長手方向縁部（１１５ａ、１２５ａ）のうちの１つに直接接触し、溶接により前記長手方向縁部に結合されている、接触シート（１１３）を備える、
   ｃ．前記金属ディスク（１１１）及び前記端子カバー（１１２）は内部空間（１１６）を包囲し、前記閾値を超えると前記金属ディスク（１１１）は前記内部空間内に曲がる、
   ｄ．前記閾値を下回ると前記内部空間（１１６）内への曲がりを防止し、前記閾値を超えると崩壊及び／又は圧縮される、少なくとも１つのスペーサ要素（１２９）が、前記内部空間（１１６）内に配置されている、
   ｅ．前記金属ディスク（１１１）及び前記接触シート（１１３）は、溶接により互いに直接結合されている
   を有する、請求項１に記載のエネルギー貯蔵セル。
7. 以下の追加の特徴：
   ａ．前記接触要素（１１０）は、円形の円周を有する金属ディスク（１１１）、及び接触シート（１１３）を備える、
   ｂ．前記接触シート（１１３）は、前記第１の長手方向縁部（１１５ａ、１２５ａ）のうちの１つに直接接触し、溶接により前記長手方向縁部に結合されている、
   ｃ．前記金属ディスク（１１１）及び前記接触シート（１１３）は、少なくとも１つの電気的に絶縁されたスペーサ（１８９）により互いに分離されている、
   ｄ．前記金属ディスク（１１１）は、前記金属製メンブレン（１５１）を備える、又はいくつかの領域において前記メンブレン（１５１）として形成されている、
   ｅ．前記メンブレン（１５１）は、前記閾値を超えるまで、前記接触シート（１１３）に電気的に（好ましくは直接）接触している
   を有する、請求項１に記載のエネルギー貯蔵セル。
8. 以下の追加の特徴：
   ａ．前記メンブレン（１５１）は、前記閾値を超えると、第１の安定状態から第２の安定又は準安定状態に変化するばね要素の形をとる
   を有する、請求項７に記載のエネルギー貯蔵セル。
9. 以下の追加の特徴：
   ａ．前記接触要素（１１０）は、前記金属ディスク（１１１）に加えて、円形の円周を有する端子カバー（１１２）を備える、
   ｂ．前記金属ディスク（１１１）及び前記端子カバー（１１２）は内部空間（１１６）を包囲し、前記閾値を超えると前記メンブレン（１５１）は前記内部空間内に曲がる
   を有する、請求項７又は８に記載のエネルギー貯蔵セル。
10. 以下の追加の特徴：
    ａ．前記セルは、前記接触要素（１１０）の前記円形縁部（１１０ａ）を取り囲む電気絶縁材料で作製された環状シール（１０３）を備える、
    ｂ．前記環状シール（１０３）が円周方向接触ゾーンに沿って前記管状ハウジング部品（１０１）の前記内側（１０１ｂ）に隣接するように、前記接触要素（１１０）は、前記シール（１０３）と共に、前記管状ハウジング部品（１０１）内に配置され、前記接触要素（１１０）は、前記シール（１０３）と共に、前記管状ハウジング部品（１０１）の前記端子円形開口部（１０１ｃ）を密封する
    を有する、請求項１～９のいずれか一項に記載のエネルギー貯蔵セル。
11. 以下の追加の特徴：
    ａ．前記接触要素（１１０）は、その前記縁部（１１０ａ）が前記管状ハウジング部品（１０１）の前記内側（１０１ｂ）の円周方向接触ゾーンに沿って延びるように、前記管状ハウジング部品（１０１）内に配置されている、
    ｂ．前記接触要素（１１０）の前記縁部（１１０ａ）は、円周方向溶接シームを介して前記管状ハウジング部品（１０１）に接合されている（１０１）
    を有する、請求項１～９のいずれか一項に記載のエネルギー貯蔵セル。
12. 以下の追加の特徴：
    ａ．前記接触要素（１１０）は、更なる圧力閾値を超えると、圧力が前記ハウジングから逃げることができる安全弁を備える
    を有する、請求項１～１１のいずれか一項に記載のエネルギー貯蔵セル。
13. 以下の追加の特徴：
    ａ．前記金属製メンブレン（１１１；１５１）は、前記閾値を超えると、第１の安定状態から第２の安定又は準安定状態に変化するばね要素の形をとる
    を有する、請求項１に記載のエネルギー貯蔵セル。