JP4545314B2

JP4545314B2 - アルカリセル用エンドキャップアセンブリ

Info

Publication number: JP4545314B2
Application number: JP2000550156A
Authority: JP
Inventors: シーン、エイ．サージァント; ウィリアム、エイチ．ガードナー
Original assignee: ザジレットカンパニー
Priority date: 1998-05-15
Filing date: 1999-05-13
Publication date: 2010-09-15
Anticipated expiration: 2019-05-13
Also published as: WO1999060635A1; DE69932433T2; US6025090A; CN1301404A; ATE333710T1; AU3902699A; EP1082767B1; JP2002516462A; EP1082767A1; TW419846B; DE69932433D1; CN1167150C

Description

【０００１】
この発明は、小さな直径のアルカリ電気化学セル（電池）をシール（封止）するためのエンドキャップアセンブリに係り、特に、ＡＡＡＡ（ＬＲ６１）サイズのアルカリセルに関する。この発明は、セルの内部からガスが逃げ出すのを許容するエンドキャップアセンブリ内に設けられた破裂可能装置に関する。
【０００２】
従来のアルカリ電気化学セルは、開口端部を有する円筒形のハウジングにより形成されている。このハウジングは、最初は拡張された開口端部を有するように形成されている。セルの中身が充填された後に、このハウジングの縁をエンドキャップアセンブリの縁の上に襞を作りながら重ね合わせて緊密な封止をするためにアセンブリの周りで半径方向にハウジング押しつけることにより、セルが封鎖されている。このエンドキャップアセンブリは、露出された端子エンドキャップ板と、前記ハウジングの開口端部でプラグを形成すると共に端子エンドキャップ板をセルハウジングから絶縁する具体的にはプラスチックの絶縁部材とを備えている。アルカリセルの設計に関連する問題は、時間的に特定のあるとき、通常はセルの有用な容量を完全に使い果たしたときの前後に放出を続けるガスを生成することに関するセルの傾向である。アルカリセルは、例えば米国特許第３，６１７，３８６号に説明されているように、エンドキャップアセンブリ内の例えば隔壁（ダイヤフラム）や膜（メンブレン）などの破裂可能な部材を従来備えている。このようなダイヤフラムやメンブレンは、セル内のガス圧が所定のレベルを超えたときに破裂するように設計されている。エンドキャップアセンブリは、ダイヤフラムまたはメンブレンが破裂したときに、ガスを逃がすための通気孔を備えていても良い。米国特許第３，６１７，３８６号に開示されているエンドキャップアセンブリは、破裂可能な部材の上方にかなりの自由空間を有しており、この空間が活性剤のためにセル内で利用可能な空間の量（容積）を低減させている。
【０００３】
緊密な封止を提供するため、アルカリセルは、プラスチックの絶縁部材内の空洞（キャビティ）内に挿入された金属補強ディスクを備えるエンドキャップアセンブリを有している。この金属補強ディスクは、エンドキャップアセンブリがその周りでセルハウジングを襞により止めている間に、放射状の高圧縮力に耐えることを保証する、米国特許第５，５３２，０８１号または第５，０８０，９８５号に示された渦巻き状の表面を有するようにしても良い。このような補強ディスクは、襞を形成している間に与えられる高い放射力を許容する。このことは、全ての場合におけるエンドキャップセンブリの周囲の緊密な機械的な封止という結果になる。襞を形成している間の付加的な援助を提供するために、端子エンドキャップの周縁が、米国特許第５，０８０，９８５号に示されるようなプラスチック絶縁部材内の空洞内に配置されるようにしても良い。しかしながら、このような設計は、特に非常に小さなセルに対して加えられたならば、セル内の付加的な空間を占有してしまったり、成形加工の複雑さを目立って増加させたりする可能性を有している。
【０００４】
米国特許第４，６７０，３６２号は、アルカリセル用の円筒状のケーシングの開口端部内に緊密に適合されたプラスチック絶縁ディスクを開示している。この開示された絶縁ディスクはナイロンを含んでいない。この引用文献に開示された絶縁ディスクは、例えばＡＡＡＡアルカリセルのような非常に小さいサイズのセルに適用することを予定していない。この開示された緊密な適合を有する絶縁ディスクを、円筒状のケーシングの開口端部内に挿入するためには、付加的な力が必要となる。絶縁ディスクの挿入のために必要とされる如何なる付加的な力も、例えばＡＡＡＡサイズのアルカリセルのような非常に小さなセルを取り扱うことの困難さを理由にして、このような小さな径のセルを封止する際には不利なこととなる。
【０００５】
破裂可能な通気膜は、全体としてはエンドキャップアセンブリ内に設けられたプラスチック絶縁部材の一部分として形成されていても良い。このような通気膜は、米国特許第４，５３７，８４１号に示されているように、具体的には円形の形状である。この引用文献に開示されているように、破裂可能膜は、全体としてはプラスチック絶縁部材の薄い部分として形成されていても良い。破裂可能膜はまた米国特許第５，０８０，９８５号に開示されているように、溝が形成された、または、環状構造で形成するようにしても良い。
【０００６】
金属補強ディスクを用いずに、またはハウジング内に占有されたエンドキャップ板を用いることなしに、より大きなセルの封止よりもＡＡＡＡサイズのセルの封止におけるハウジングの開口端部でのセルハウジングの半径方向の要求された圧力を得ることはより困難なことである。１つには、このことは例えばＡＡＡＡサイズのセルのような非常に小さな直径のアルカリセルであるからであり、ハウジングが最初に形成されたときに、開口端部を広げるなどのハウジングの開口端部への処理を行なうことがより困難になるからである。
【０００７】
ＡＡＡＡアルカリセル用のエンドキャップアセンブリの設計に伴って関連付けられる他の問題は、セルをシールするために用いられるプラスチック絶縁ディスクはいかなるものであっても小さなセルの直径にしたがって非常に小さな直径とする必要性があるということである。このようなディスクは非常に小さなものであるから、大きなサイズのセル用のプラスチック絶縁ディスクよりも、よりひび割れし易い傾向にある。
【０００８】
【発明の概要】
この発明は、好ましくは小さな直径の円筒状のアルカリセル用の、エンドキャップアセンブリを指向するものである。エンドキャップアセンブリは、セル用のハウジングの開口端部内に挿入される。この発明は、好ましくはＡＡＡサイズのセルよりも小さな直径（約１０ミリメートルより小さい、より好ましくは約７から９ミリメートルの直径の）の円筒状のアルカリセル用の、エンドキャップアセンブリを指向するものである。１つの好適な実施形態において、本発明は、ＡＡＡＡ（４Ａ）セル（ＩＥＣ―International Electrictechnical Committee／国際電気標準会議―記号表示「ＬＲ６１」セル）用のエンドキャップアセンブリを指向するものである。このようなセルは、約７．７から８．３ミリメートルの直径と、約４１．５から４２．５ミリメートルの長さを有している。
【０００９】
非常に小さな円筒状のアルカリセル用、すなわちＡＡＡセルハウジングの直径よりも小さな直径、特にＡＡＡＡ（ＬＲ６１）セルハウジング用の直径の円筒状のセルハウジングを有するセル用には、金属補助ディスクまたはセルハウジング内端子エンドキャップ板の如何なる部分をも含まない充分に緊密なシールが与えられていても良い。特に、セルハウジング内の何れの箇所にも、メタル補助ディスク（それが平坦であろうと畳み込まれていようと何れにも拘わらず）を用いる必要がないことは決定されている。その代わり、充分に緊密なシールが、セルハウジングの開口端部における只１つのシール部材、すなわち単一のプラスチック絶縁ディスク（その中に挿通されたカレントコレクタを有する）を用いることにより、例えばＡＡＡＡ（ＬＲ６１）セルのような小さな円筒状アルカリセル用に提供されていても良い。この単一のプラスチックシール部材は、セルが襞を有している間充分な補助を提供し、緊密なシール力を発生する。もちろん、このような単一のプラスチック絶縁ディスクがより大きなセルサイズに用いられる可能性がないということは言うべきことではない。
【００１０】
この発明に係るエンドキャップアセンブリは、プラスチック絶縁シールディスクと、端子エンドキャップと、細長いカレントコレクタとを備えている。このシールディスクは、好ましくはナイロン６６またはナイロン６１２により、より好ましくはナイロン６１２により構成されている。エンドキャップアセンブリは、エンドキャップの下側に設けられる絶縁ワッシャを備えていても良い。この絶縁シールディスクはそれを貫通する中央透孔を伴いかつボスを形成する厚い中心部と、前記ボスより放射状に延長されて一体的に形成された中間領域と、一体的に形成された周縁とを有している。絶縁シールディスクの中間領域は、破裂可能膜を形成する少なくとも１つの薄くなった領域を有している。この破裂可能膜は、好ましくは円形の島構成の形状となっているが、例えば楕円形、矩形、平行６面体、多角形、または、直線状または弓状の溝を有するような他の構成であっても良い。セルにおけるガスの圧力が所定のレベルに達した場合に、膜（membrane）は破裂する。
【００１１】
このエンドキャップアセンブリは、好ましくはＡＡＡＡサイズのアルカリセルのような小さなセルの円筒状のハウジングの開口端部に絶縁ディスクを挿入することによって形成されている。絶縁ディスクの周縁の外側表面の一部分は、ハウジングの開口端部側のハウジング表面で円周上の刻み目（ビーズ部―玉縁―）に対して置かれている。この絶縁ディスクは、ハウジングの周縁を絶縁ディスクの周縁上で襞寄せすることにより（エンドキャップアセンブリの上端から縦位置で）その位置を保持されている。絶縁ワッシャが、絶縁ディスク上に配置されていても良く、これにより絶縁ワッシャの周縁はセルの開口端部でハウジングの外周縁の上端に置かれることになる。細長いカレントコレクタのヘッドは、端子エンドキャップ板に結合され、カレントコレクタは、前記ボス内の中央透孔内に挿入されている。このように、絶縁ワッシャおよび端子エンドキャップは、それらがハウジングの周縁の上端に重ね合わされてセルハウジングの内部にはエンドキャップまたは絶縁ワッシャが存在しないように、セルハウジングの外部に配置されている。この絶縁ワッシャは端子エンドキャップをセルハウジングから電気的に絶縁している。
【００１２】
【発明の実施の形態】
この発明は、添付された図面を参考に用いてより詳細に説明される。
この発明（図１ないし図３）のエンドキャップアセンブリ１０は、好ましくはＡＡＡサイズのセルハウジングより小さく、すなわち約１０ミリメートルより小さく、さらに好ましくは約７から９ミリメートルのハウジング外周直径を有する円筒状のアルカリセルへの適用のために最適なものである。この発明のエンドキャップアセンブリ１０は、特にＡＡＡＡサイズの円筒状アルカリセルへの適用すると最適なものである。このようなセルは、具体的には約７．７から８．３ミリメートルのハウジング外周直径を有することもできる。もちろん、このことはプラスチックの強度および／または予想される内部圧力にしたがって、このようなエンドキャップアセンブリをより大きなセルサイズに用いることができないものと断言すべきではない。
【００１３】
ＡＡＡＡ（４Ａ）アルカリセル１００に好適なこの発明のエンドキャップアセンブリ１０の特定の実施形態は、図１ないし図３に示されている。（このＡＡＡＡセルは、米国規格協会―ＡＮＳＩ―により“２５Ａ”として、また欧州では国際電気標準会議―ＩＥＣ―により“ＬＲ６１”セルとして相互に参照される）。このＡＡＡＡ（ＬＲ６１）アルカリセル１００（図１）は、約４１．５から４２．５ミリメートルの長さで、約７．７から８．３ミリメートルの外周直径を有する円筒状のハウジング７０を備えている。このハウジング７０の壁の厚さは約０．１から０．２５ミリメートルであっても良い。このＡＡＡＡ（ＬＲ６１）セル１００は、例えばＡＡまたはＣおよびＤセルのようなより大きなセルに従来より用いられている、アルカリセルアノード、カソード、電解液成分およびセパレータ材料を用いても良い。このように、セル１００は亜鉛を含むアノード２０と、詰まった二酸化マンガンを含むカソード３０と、アノード内に充填されて水酸化ポタシウムを含む電解液とを有していても良い。セルの成分を変質させるために、添加剤が用いられていても良い。アルカリセルは、具体的にはレーヨンやセルロースを含む、イオン多孔質セパレータ材料４０を用いるようにしても良い。この発明におけるエンドキャップアセンブリ１０は、特定のアルカリセル成分および／またはアルカリセルサイズの何れかのものに限定されるように意図されるものではない。１つの好適な実施形態に係る湖の発明のエンドキャップアセンブリ１０は、従来のアルカリセル成分およびその変形例を用いるＡＡＡＡ（ＬＲ６１）サイズのアルカリセルの適用を意図するものである。このような代表的な成分は例えば米国特許第５，４０１，５９０号に引用されている参考例に開示されている。
【００１４】
図１，図２および図３に示されたエンドキャップアセンブリは、絶縁シールディスク１５０と、端子エンドキャップ２００と、細長いカレントコレクタ８０と、を備えている。エンドキャップ２００は、ＡＡＡＡアルカリセル１００（図２）の負極端子を形成している。エンドキャップアセンブリ１０は、エンドキャップ２００の下側に設けられる絶縁ワッシャ１３０をまた備えていても良い。（以下の説明はエンドキャップアセンブリ１０の上部側について縦位置に方向付けられるように見たときにエンドキャップアセンブリ１０を示す図を参照しながら行なわれる。）端子エンドキャップ２００は、好ましくは、図１に示されるように、下方に向かった後段状に外側に平坦になった環状の縁２３０が延長される平坦な中央部分２０５を有する“帽子形状”となっている。
【００１５】
絶縁ディスク１５０は、中央透孔９０が穿設されたボス１５１を形成する厚い中央部分を有している。中央透孔９０は、金属カレントコレクタ８０をその中に挿入するために設けられている。カレントコレクタ８０のヘッド８５は、好ましくはエンドキャップ２００の平坦な中央部分２０５の底面に溶着されている。絶縁ワッシャ１３０は、エンドキャップ２００と、セルハウジング７０の周縁７２との間の電気的な絶縁を提供している。アルカリセル１００において、ハウジング７０の如何なる部分でも正極端子を形成できる。好ましくは、正極端子は、ハウジング７０の閉鎖端部７４に配置されたピップ（表面凸部）７６である。絶縁ディスク１５０は、ボス１５１と周縁１５５との間に配置された中間部領域１５４を有している。環状の脚部１５７は、周縁１５５より下方に延長して、環状刻み目７５の下側でかつ絶縁ディスクの底部の周囲に設けられた環状裾部１５７ａを形成している。脚部１５７は、セルの内側を目指してボス１５１底面１５９の平面よりも下側のレベルまで延びている。脚部１５７は、セルハウジング７０に接触しておらず、好ましくは環状の刻み目７５の周りに緊密な適合部（snap fit）を形成しないことにより、セルを組み立てる間に環状の刻み目７５の上にディスク１５０の周縁１５５を挿入するのが容易になる。すなわち、好ましくは環状の刻み目７５の周囲に緊密な適合部がないので、僅かな量の力のみがディスク１５０の周縁１５５を環状の刻み目７５まで挿入するために必要となる。（もしも環状の刻み目７５の下側の環状裾部１５７ａの最大外周直径が環状刻み目７５の平面におけるセル内周直径よりも大きいならば、緊密な適合が生じることになる。その逆に、図１および図２に示された実施形態のように、環状の刻み目７５の下側の環状裾部１５７ａの最大外側直径がこの刻み目７５の平面におけるセル内側直径よりも小さいならば、ハウジング内の緊密な適合は生じない。）脚部１５７は、絶縁ディスク１５０に対して付加的な構造的保護を提供し、前記シールディスクの周りのセルハウジングの上端部７１を襞寄せしている間に、絶縁ディスク１５０に対して加えられるべきより大きな半径方向の力を許容している。中間部１５４は、破裂可能膜を形成すると共に好ましくはセルの長手方向の軸１９０に対して垂直に方向付けられた少なくとも１つの全体として薄い部分１５２有している。破裂可能膜１５２は、好ましくは図２Ａに示されるような円形の島状の構成であっても良い。破裂可能膜１５２は、例えば楕円形、矩形、平行６面体、または多角形のような他の構成であっても良い。または、破裂可能膜１５２は、絶縁ディスクの部分内の薄い破裂可能な領域を形成する直線状または弓状の溝の形式であっても良い。破裂可能膜１５２は、絶縁ディスク１５０のモールディング中、好ましくは射出モールディング中には有利に形成される。
【００１６】
エンドキャップアセンブリ１０（図１および図２）は、円筒形ハウジング７０の開口端部７９にプラスチック絶縁ディスク１５０をまず挿入することにより、個別の構成要素（図３）から組み立てられる。ハウジング７０は、開口端部７９の近傍の円周状の玉縁部（ビード―bead―）７５を形成するその表面内の周状の刻み目を有している。この絶縁ディスク１５０は、その周縁１５５（図１および図３）の外側の表面の周りの円周状の溝１５６を有している。絶縁ディスク１５０は絶縁ディスク１５０用の座部を形成する円周状の玉縁部（ビード―bead―）７５上に溝１５６が置かれるように挿入される。ハウジング７０は、最初はそれが開口端部７９で拡張された部分７１となるように形成される。すなわち、開口端部７９におけるハウジング７０の直径の方がハウジング７０の残りの直径よりも最初は大きくなっている。ハウジング７０の拡張された部分７１は、周縁１５５の外周表面１５８に対してハウジング部分７１の内周面が非常に堅く押しつけられるまで、絶縁ディスク１５０の周縁１５５の周囲に半径方向に押しつけられる。セルハウジング７０の周縁７２はその後絶縁ディスク１５０の周縁に被せられるようにして襞止めされる。その後、絶縁ワッシャ１３０がボス１５１の上端の周囲に位置決めされ、ワッシャ１３０の周縁１３２がハウジング７０の周縁７２の上端に位置することになる（図１）。エンドキャップ２００の中央部分２０５の内側表面は、その後、カレントコレクタ８０のヘッド８５に溶着される。カレントコレクタ８０は、その後、ボス１５１内の透孔９０内に下方に向かって挿入される。ボス１５１は、透孔９０の基部側で最初は薄壁状に設けられ、ボス１５１を介して最初は透孔９０が完全に挿通しないようになっていても良い。このような場合、カレントコレクタが透孔９０を介して付勢されるようにして薄い壁が穴開けされ、これによりカレントコレクタ８０と壁規制透孔９０との間で摩擦による適合がなされることになる。透孔９０はまた最初は、カレントコレクタ８０の直径よりも僅かであるがより小さな直径であっても良い。このことは、カレントコレクタ８０と壁規制透孔９０との間の摩擦による適合を高める。このカレントコレクタ８０は、エンドキャップ２００の周縁２３０とハウジング７０の周縁７２との間に位置する絶縁ワッシャ１３０を伴ってボス１５１の上端表面１５３に対してカレントコレクタのヘッド８５が当たるようになるまで、カレントコレクタ８０が透孔９０内に押し入れられる（図１）。このような実施形態において、絶縁ワッシャ１３０の下側に位置するエンドキャップ２００は、セルハウジング７０の周縁７２の上面に重ね合わされるようにして配置されることになる。セル内のガス圧が所定のレベルに達したときに、膜１５２は、ワッシャ１３０およびエンドキャップ２００内の通気孔を介して周辺にガスを逃がすように破裂する。
【００１７】
絶縁ディスク１５０および一体化された破裂可能膜１５２は、丈夫な耐腐食性のプラスチックにより合成するようにしても良い。絶縁ディスク１５０および破裂可能膜１５２は、好ましくはポリアミド（ナイロン）、さらに好ましくはナイロン６６またはナイロン６１２、より好ましくはナイロン６１２により合成されている。または、絶縁ディスク１５０および膜１５２は、ポリプロピレン、滑石（タルク―talc―）充填ポリプロピレン、スルホン化されたプリプロピレンまたは他のポリアミド（ナイロン）結合度により合成されていても良い。しかしながら、ナイロン６６またはナイロン６１２は、ＡＡＡＡアルカリセル１００における絶縁ディスク１５０および膜１５２用のより好ましい材料であるものと決められている。これらの材料は、耐久性があるのでより好ましいものであるが、例えば滑石充填ポリプロピレンのような充填ポリマー（filled polymer）よりもさらに柔軟なものでも良い。ナイロン６６またはナイロン６１２はまた、セルが通常の動作中に晒されるであろう全ての温度で、充填されまたは充填されないポリプロピレンよりも、よりゆっくりとした反応を示すことになる。例えばナイロン６６またはナイロン６１２のような、より柔軟な材料により形成された絶縁ディスク１５０は、もしも例えば滑石含有ポリプロピレンのような充填ポリマーが用いられたならば、求められるであろうよりも通常は小さい力で、ハウジング７０の周縁７２をディスク１５０の周縁１５５に襞止めされることを許容する。このことは、非常に小さい直径のＡＡＡＡセル１００の封止をより簡単にかつより信頼性をもって行なうことを結果するに違いない。ナイロン６１２は、それが湿気をよりよく吸収し易くかつより高い化学的な耐久性があり、またひび割れ等にもより高い抵抗力があるので、絶縁ディスク１５０用にはより好ましい材料である。絶縁ディスク１５０はセルハウジング７０の内側の直径に対応する直径を有している。ＡＡＡサイズよりも小さいセルのために、絶縁ディスク１５０の直径は１０ミリメートルより小さくし、具体的には約７から９ミリメートルになる。特にＡＡＡＡサイズのセル用には、絶縁ディスク１５０の直径は約７．６から８．２ミリメートルであり、その全体の厚さは約３から５ミリメートルであり、好ましくは４ミリメートルである。
【００１８】
絶縁ワッシャ１３０は、プラスチックまたは厚紙またはボール紙により形成されても良い。好ましくは、絶縁ワッシャ１３０は、例えば全体の厚さが約０．２から０．５ミリメートルのポリエチレン被膜の紙のようなプラスチック被覆の紙である。ハウジング７０は、好ましくはニッケルメッキされたスチールである。エンドキャップ２００は良好な機械的な強度と耐腐食性を有する導電性の金属、例えばニッケルメッキした冷間圧延されたスチールまたはステンレススチール、好ましくはニッケルメッキした低炭素スチールにより形成されている。カレントコレクタ８０は、カレントコレクタの材料として有用であるものと良く知られた幾種類かの公知の電気的な伝導性のある金属、例えば真鍮、スズメッキした真鍮、青銅、銅またはインヂウムメッキした真鍮の中から選択され得る。絶縁ディスク１５０とハウジング７０との間のシールを確実なものとするために、従来の防水性のシーリングペースト、例えばアスファルトをベースとしたビチューメンのような封止剤や例えばトルエンのような芳香性の溶剤が用いられる。シーリングペーストは、絶縁ディスク１５０がハウジング７０の開口端部に挿入される前に、絶縁ディスク１５０の周縁１５５の外側表面か、ハウジング７０の内側表面に塗布するようにしても良い。同様の封止剤は、カレントコレクタ８０が透孔９０内に挿入される前に、壁形成用の透孔９０に対して、またはカレントコレクタ８０の外側表面に塗布されても良い。
【００１９】
上述した実施形態においては、もしも絶縁ディスク１５０がナイロン６６またはナイロン６１２により形成されているならば、周状の破裂可能な膜１５２の直径は好ましくは約１から２ミリメートルでその厚さは約０．０３から０．２ミリメートルにするように決定される。このような範囲は、膜１５２に対して約５００から２０００ｐｓｉｇ（３．４５×１０^＋６および１３．８×１０^＋６パスカルゲージ―pascal gage―）の間のレベルにまでセル内部ガス圧が到達したときに、破裂することを許容している。（破裂が発生する圧力は膜厚が増加するにつれて増加し、膜の直径が増加するにつれて減少する。）好適な実施形態において、膜１５２は、約０．０８ｍｍの厚さと約１．５ｍｍの直径を有する円形構造（図２Ａ）となっている。このような構成において、膜１５２は、ＡＡＡＡセル内部圧力が約１１００ｐｓｉｇ（７．６×１０^＋６パスカル）に達したときに、破裂するであろう。絶縁ディスク１５０内の破裂可能膜１５２が単一であっても所望の内部圧力で破裂の効果を上げるのに充分であることは信じられることである。しかしながら絶縁ディスク１５０は、所望のセル圧力で破裂が生じるのを確実にするための付加的な安全性の性質として、複数の絶縁された破裂可能膜を備えていることは理解されるべきである。
【００２０】
この発明は特定の実施形態を用いて説明したが、この発明の概念の範囲内で種々の変形が可能であることは理解されるべきである。したがって、この発明はこの明細書において説明した特定の実施形態に限定されるようには意図されておらず、請求の範囲およびそれと均等な概念により定義されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＡＡＡＡ（ＬＲ６１）アルカリセルの開口端部内に封止されたこの発明のエンドキャップアセンブリの特定の実施形態の横断面図である。
【図２】図１に示されたエンドキャップアセンブリの一部切断の斜視図である。
【図２Ａ】その中に破裂可能な膜が示された絶縁ディスクの上平面図である。
【図３】図１および図２に示されたエンドキャップアセンブリを備える構成要素の分解組み立て図である。
【符号の説明】
１０エンドキャップアセンブリ
７０円筒状セルハウジング
７９ハウジング開口
８０カレントコレクタ
９０透孔
１５０絶縁シールディスク
２００エンドキャップ

Claims

端部開口（７９）を有する円筒状セルハウジング（７０）と、このハウジング（７０）の開口を閉鎖するためにハウジング内に挿入されたエンドキャップアセンブリ（１０）と、を有するアルカリ電気化学セルであって、
当該アルカリ電気化学セルは正極端子と負極端子を有しており、前記エンドキャップアセンブリ（１０）は、通気孔を有するエンドキャップ（２００）と、破裂可能膜（１５２）をその中に有する電気絶縁シールディスク（１５０）と、を有し、前記絶縁シールディスク（１５０）はその中に挿通される細長い電気導通カレントコレクタ（８０）を有し、このカレントコレクタ（８０）は前記エンドキャップ（２００）に電気的に接続され、前記絶縁シールディスク（１５０）は前記ハウジング（７０）の開口端部（７９）をシールすると共に前記カレントコレクタ（８０）と前記ハウジング（７０）との間を電気的に絶縁し、前記ハウジング（７０）のエッジは前記絶縁シールディスク（１５０）の外周エッジ（１５５）に襞が作られて襞の線に沿ってセル肩部を形成するようにしたアルカリ電気化学セルにおいて、
前記エンドキャップ（２００）の基礎に前記絶縁シールディスク（１５０）があり、この絶縁シールディスク（１５０）の開口（９０）を前記カレントコレクタ（８０）が貫通しており、前記絶縁シールディスク（１５０）の少なくとも一部分は前記セルハウジング（７０）内にあり、前記エンドキャップ（２００）は前記ハウジング（７０）の全く外部に配置され、前記エンドキャップ（２００）はセル端子として機能するものであって、前記エンドキャップアセンブリ（１０）は、前記絶縁シールディスク（１５０）および前記エンドキャップ（２００）の間に配置されて通気孔を有する絶縁ワッシャ（１３０）をさらに備え、前記エンドキャップ（２００）および前記絶縁ワッシャ（１３０）は、前記セルを前記エンドキャップアセンブリ（１０）の上端から縦方向に眺めたときに、前記ハウジング（７０）の開口端部側で前記ハウジングの外周縁（７２）上に重ね合わせられ、前記絶縁ワッシャ（１３０）は前記セルハウジング（７０）から前記エンドキャップ（２００）を電気的に絶縁しており、前記円筒状のセルハウジングはＡＡＡサイズのセルハウジング（７０）の直径よりも小さい直径を有し、かつ、前記エンドキャップアセンブリ（１０）は前記ハウジング（７０）の開口端部（７９）側の何れの部分にも金属ディスクを含んでいないことを特徴とする電気化学セル。
前記絶縁シールディスク（１５０）は前記カレントコレクタ（８０）を挿入するための透孔（９０）を有する一体化された中心ボス（１５１）を備え、このボス（１５１）の中間部分の領域（１５４）はこのボス（１５１）より放射状に延長されて、このボスの周縁（１５５）は前記ハウジング（７０）の開口（７９）側の内表面に接触する外表面を有し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。
前記破裂可能膜（１５２）は、前記中間部分の領域（１５４）に配置されており、前記破裂可能膜（１５２）は、
（ａ）前記破裂可能膜（１５２）は、セル内のガス圧が所定のレベルに達したときに破裂し、前記ワッシャ（１３０）と前記エンドキャップ（２００）の通気孔を介して周辺にガスを逃がせる；
（ｂ）前記破裂可能膜部は、前記中間部分（１５４）の範囲内に島を形成する；
（ｃ）前記破裂可能膜（１５２）は、円形または楕円形の構造を有している；または
（ｄ）前記破裂可能膜（１５２）は、多角形構造を有している
ことの何れか１つの特徴を有することを特徴とする請求項２に記載の電気化学セル。
前記エンドキャップアセンブリ（１０）は、前記絶縁シールディスク（１５０）の周縁（１５５）と前記ハウジング（７０）との間に、ビチューメンを含む封止剤材料を備えることを特徴とする請求項１ないし３の何れかに記載の電気化学セル。
前記ハウジング（７０）は、その表面に円周状の刻み目（７５）を有し、前記絶縁シールディスク（１５０）の外周縁（１５５）の一部は前記刻み目（７５）上に置かれていることを特徴とする請求項１ないし４の何れかに記載の電気化学セル。
前記絶縁シールディスク（１５０）は一体化された脚部（１５７）を有し、この一体化された脚部は、前記セルを前記エンドキャップアセンブリの上端から縦方向に眺めたときに前記刻み目の下側でかつ前記絶縁シールディスクの外周縁から下方へ延長する円周状の裾部を形成し、前記絶縁シールディスクは、前記刻み目の周りで緊密な適合部（snap fit）を形成していないことを特徴とする請求項１ないし５の何れかに記載の電気化学セル。
前記刻み目（７５）の下側の前記円周状の裾部（１５７ａ）の外側の最大直径は、前記円周上の刻み目（７５）と同じ平面における前記セルの内側の直径よりも小さいことを特徴とする請求項６に記載の電気化学セル。
前記ハウジング（７０）の一部分は、その開口端部（７９）側で、前記絶縁シールディスク（１５０）の外周縁（１５５）に対して半径方向に圧縮されていることを特徴とする請求項１ないし７の何れかに記載の電気化学セル。
前記エンドキャップ（２００）は、平坦な中央部分（２０５）と、前記セルを前記エンドキャップ（２００）の上端から縦方向に眺めたときに前記中央部分より延長する下方段部のある外周縁（２３０）と、を備えるディスクであることを特徴とする請求項１ないし８の何れかに記載の電気化学セル。
前記カレントコレクタ（８０）の一端部は、前記エンドキャップ（２００）の前記平坦な中央部分（２０５）に溶接されている、および／または、前記絶縁ワッシャ（１３０）は、前記ハウジング（７０）と前記エンドキャップ（２００）の前記段部のある外周縁と間の接続を阻止している、ことを特徴とする請求項９に記載の電気化学セル。
前記絶縁ワッシャ（１３０）は、紙よりなる、および／または、前記絶縁シールディスク（１５０）は、ナイロン６６またはナイロン６１２を含むことを特徴とする請求項１ないし１０の何れかに記載の電気化学セル。
前記円筒状セルハウジング（７０）は、ＡＡＡＡ（ＬＲ６１）サイズであることを特徴とする請求項１ないし１１の何れかに記載の電気化学セル。
前記ＡＡＡＡ（ＬＲ６１）セルハウジングは、約７．７から８．３ミリメートルの間の外側直径を有し、前記絶縁シールディスク（１５０）は、全体として約３から５ミリメートルの厚さと、約７．６から８．２ミリメートルの直径を有し、前記絶縁シールディスク（１５０）内に設けられた前記破裂可能膜（１５２）は、約０．０３から０．２ミリメートルの厚さを有していることを特徴とする請求項１２に記載の電気化学セル。