JP6081585B2 - 耐湿性エネルギー貯蔵デバイス及び関連方法 - Google Patents

Description

（関連出願の相互参照）
「耐水性バッテリ及び関連方法（WATER RESISTANT BATTERIES AND ASSOCIATED METHODS）」という名称の米国仮特許出願第６１／６６０，８２７号（「８２７号仮出願」）の出願日である２０１２年６月１８日に対する優先権の恩典を求める主張をこれによりなす。８２７号仮出願の開示全体を参考文献としてここに援用する。

本開示は、概括的には、再充電式バッテリ、燃料電池、ウルトラキャパシタ、スーパーキャパシタ、電気化学キャパシタ、バッテリ／キャパシタ複合型、空気亜鉛電池、など、の様なエネルギー貯蔵デバイスに、またより厳密には、限定するわけではないが耐湿性被覆を含む保護被覆を有するエネルギー貯蔵デバイスに、関する。

米国仮特許出願第６１／６６０，８２７号 米国特許出願第１２／１０４，０８０号 米国特許出願第１２／１０４，１５２号 米国特許出願第１２／９８８，１０３号 米国特許出願第１２／４４６，９９９号 米国特許出願第１２／６６９，０７４号 米国特許出願第１２／７４０，１１９号

本開示の教示は、概括的には、電気エネルギーを貯蔵するデバイスにおいて湿分への耐性のあるデバイスを製作するための方法並びに電気エネルギーを貯蔵するための耐湿性デバイスに関する。以上の記述は具体的には再充電式バッテリ及び再充電式バッテリの各種構成要素を指すものであるが、本開示の教示は、電気エネルギーを貯蔵する他の型式のデバイス（例えは、燃料電池、ウルトラキャパシタ、スーパーキャパシタ、電気化学キャパシタ、バッテリ／キャパシタ複合型、空気亜鉛電池、など）にも適用できる。その様なデバイスは、ここでは、「エネルギー貯蔵デバイス」及び「バッテリ」と呼称されており、これらの用語はどちらもここでは従来式バッテリはもとより電気エネルギーを貯蔵するあらゆる他の型式のデバイスを網羅する。

本開示の教示を組み入れている方法及びエネルギー貯蔵デバイスは、限定するわけではないが耐湿被覆を含む１つ又はそれ以上の保護被覆を含んでいる。ここでの使用に際し、「保護被覆」という用語は、耐湿被覆又は耐湿膜はもとより電子的な組立体の各種部品を湿分及び／又は他の外的影響から保護する他の被覆又は膜を含む。「耐湿被覆」という用語は本開示全体を通して使用されてはいるが、全てとまではいかなくても多くの状況では、耐湿被覆は、被覆された構成要素及び／又は機構を他の外的影響から保護する保護被覆を備えているか又はその様な保護被覆と置き換えることができる。

「耐湿」という用語は、被覆されている要素又は機構の湿分への曝露を防止する被覆の能力を指す。耐湿被覆は、１つ又はそれ以上の種類の湿分による濡れ又は浸み込みを食い止めるものであってもよいし、或いはそれは１つ又はそれ以上の種類の湿分を透さないか又は実質的に透さないものであってもよい。耐湿被覆は、１つ又はそれ以上の種類の湿分をはじくものであってもよい。幾つかの実施形態では、耐湿被覆は、水、水溶液（例えば、食塩水、酸性溶液、塩基性溶液、飲料、など）、水蒸気、又は他の水性物質（例えば、湿気、霧、飛沫）、濡れ、など、を透さないか、実質的に透さないか、又ははじくものであってもよい。「被覆」という用語を修飾するのに「耐湿」という用語が使用されているからといって、そのことが、被覆が電子デバイスの１つ又はそれ以上の構成要素を保護しようとする相手の材料の範囲を制限することになると考えられてはならない。「耐湿」という用語は、更に、有機液体又は蒸気（例えば、有機溶媒、又は液体形態又は蒸気形態をしている他の有機材料、など）はもとより電子デバイス又はその構成要素への脅威となり得る様々な他の物質又は条件について、透過を制限する又ははじく被覆の能力を指す。保護被覆の塗工におけるマスクの使用に関係する各種態様が開示されている。

エネルギー貯蔵デバイスの１つの実施形態によれば、再充電式バッテリは、セルを備えている。セルは、むき出しであることもあれば、包まれていたり、被覆されていたり、或いはそれ以外のやり方で覆われていることもある。再充電式バッテリは、セルに加えて、更に、少なくとも１つの電気端子と、当該少なくとも１つの電気端子へ電気的に連結されている回路板（例えば、サージ防護用、監視用、制御用、など）と、を含んでいよう。再充電式バッテリは、更に、回路板の表面及び／又は回路板に担持される構成要素の表面の少なくとも一方の少なくとも一部分を覆う耐湿被覆を含んでいて、湿気が被覆されている各機構に触れることを防止するようになっている。随意的に、耐湿被覆は、セルの少なくとも１つの表面の少なくとも一部分を覆っていてもよい。

エネルギー貯蔵デバイスの別の実施形態は、再充電式バッテリのセルを含んでいる。セルは、第１の表面を形成しているキャッププレートを備えている。キャッププレートは、アノードか又はカソードのどちらかの同一の材料で作られていてもよいし、又は異なった材料で作られていてもよい。セルは、更に、キャッププレートの第１の表面を貫いて露出していて保護回路板へ電気的に連結するように構成されている電気端子を含んでいる。また、セルは、キャッププレートの第１の表面の少なくとも一部分上に耐湿被覆を含んでいる。

別の態様では、エネルギー貯蔵デバイスの保護回路板は、セルへ電気的に連結するのに適するように構成されている露出した電気端子を有する第１の表面を含んでいる。保護回路板は、更に、第１の表面の少なくとも一部分上に耐湿被覆を含んでいる。被覆は、比較的低い誘電率を有し、多量の電荷を貯蔵することも維持することもしない。

幾つかの実施形態では、諸機構の組合せ、更には電気的に連結されている組立体からなる組合せが、１つ又はそれ以上の保護被覆で被覆されている。例えば、バッテリ組立体が、セル及び回路板を備えていて、それらの一方又は両方が少なくとも部分的に耐湿被覆で被覆されていてもよい。幾つかの実施形態では、耐湿被覆又はその一部分が、セルと回路板の間に在る。耐湿被覆又は複数の耐湿性被覆がどこに置かれているかにかかわらず、回路板はセルの少なくとも１つの電気端子と電気的に連通している。

本開示の別の態様は、再充電式バッテリの様なエネルギー貯蔵デバイスを組み立てるための方法を含んでいる。方法は、第１の電気端子を有する再充電式バッテリのセルの表面の少なくとも一部分へ第１の耐湿被覆を塗工する段階を含んでいる。方法は、更に、第２の電気端子を含んでいる回路板の表面の少なくとも一部分へ第２の耐湿被覆を塗工する段階を含んでいる。更に、方法は、第１及び第２の耐湿被覆を塗工する段階の後に、第１の電気端子を第２の電気端子へ電気的に連結する段階を含んでいる。エネルギー貯蔵デバイスが組み立てられた後、更なる耐湿被覆が塗工されてもよく、その様な耐湿被覆は、例えばバッテリの接点（例えばセルを回路板へ連結する電気伝導性要素）を覆うものである。

更に別の態様では、再充電式バッテリを組み立てるための方法は、セルを回路板へ電気的に連結してエネルギー貯蔵組立体（例えば、バッテリ組立体、など）を形成する段階を含んでいる。加えて、方法は、回路板が少なくとも１つの露出している電気接点を含んでいる場合に、耐湿被覆及び／又は別の保護被覆をバッテリ組立体の表面の少なくとも一部分へ塗工する段階を含んでいる。

本願発明の実施形態は、例えば、以下の通りである。
［形態１］
エネルギー貯蔵デバイスにおいて、
少なくとも１つの電気端子を含むセルと、
前記少なくとも１つの電気端子へ電気的に連結されている回路板と、
前記セルの表面と前記回路板の表面の少なくとも一方の少なくとも一部分上の耐湿被覆と、を備えているエネルギー貯蔵デバイス。
［形態２］
前記耐湿被覆は絶縁保護である、形態１に記載のエネルギー貯蔵デバイス。
［形態３］
前記耐湿被覆は、前記少なくとも１つの電気端子と前記セルの前記少なくとも１つの表面の間にミニガスケットを作り出している、形態１に記載のエネルギー貯蔵デバイス。
［形態４］
前記耐湿は、実質的に電荷を貯蔵することも保持することもしない、形態１に記載のエネルギー貯蔵デバイス。
［形態５］
前記セルを前記回路板へ保持する機械的押圧は、３０Ｐａより大きいか又は３０Ｐａに等しい、形態１に記載のエネルギー貯蔵デバイス。
［形態６］
前記耐湿被覆は、ポリ（ｐ−キシリレン）ポリマーを備えている、形態１に記載のエネルギー貯蔵デバイス。
［形態７］
前記耐湿被覆は、実質的に、前記回路板の第１の表面の少なくとも一部分及び当該回路板の第２の反対側の表面の少なくとも一部分を覆っている、形態１に記載のエネルギー貯蔵デバイス。
［形態８］
前記耐湿被覆は、実質的に、前記セルの複数の表面の少なくとも一部分を覆っている、形態１に記載のエネルギー貯蔵デバイス。
［形態９］
前記耐湿被覆は、実質的に均一な厚さを有している、形態１に記載のエネルギー貯蔵デバイス。
［形態１０］
前記エネルギー貯蔵デバイスは、前記セルを前記回路へ連結する少なくとも１つのリードプレートを更に備えており、前記耐湿被覆は前記少なくとも１つのリードプレートの少なくとも一部分を覆っている、形態１に記載のエネルギー貯蔵デバイス。
［形態１１］
エネルギー貯蔵デバイスのセルにおいて、
第１の表面を形成しているキャッププレートと、
前記第１の表面を貫いて露出していて保護回路板へ電気的に連結するように構成されている電気端子と、
前記第１の表面の少なくとも一部分上の耐湿被覆と、を備えているエネルギー貯蔵デバイスのセル。
［形態１２］
前記耐湿被覆は、前記第１の表面の少なくとも一部分、前記第１の表面に垂直の前記セルの第２の表面の少なくとも一部分、及び前記第１の表面に垂直の前記セルの第３の表面の少なくとも一部分、を覆っている、形態１１に記載のセル。
［形態１３］
前記第１の表面と反対の前記セルの第２の表面を貫いて露出している別の電気端子と、
前記第２の表面の少なくとも一部分上の別の耐湿被覆と、を更に備えている、形態１１に記載のセル。
［形態１４］
エネルギー貯蔵デバイスの保護回路板において、
セルへ電気的に連結するのに適するように構成されている露出した電気端子を有する第１の表面と、
前記第１の表面の少なくとも一部分上の耐湿被覆と、を備えている、エネルギー貯蔵デバイスの保護回路板。
［形態１５］
前記第１の表面とは反対側の第２の表面と、
前記第２の表面の少なくとも一部分上の別の耐湿被覆と、を更に備えている、形態１４に記載の保護回路板。
［形態１６］
前記第２の表面の少なくとも前記部分上の前記別の耐湿被覆は、前記第１の表面の少なくとも前記部分上の前記耐湿被覆とは異なった材料を備えている、形態１５に記載の保護回路板。
［形態１７］
エネルギー貯蔵デバイスの組立体において、
セルと、
前記セルと電気接触している回路板と、
前記セルと前記回路板の間に配置されている耐湿被覆と、を備えているエネルギー貯蔵デバイスの組立体。
［形態１８］
前記回路板の、前記セルに近接している当該回路板のもう一方の表面と反対の表面の少なくとも一部分を覆っている別の耐湿被覆を備えている、形態１７に記載の組立体。
［形態１９］
前記回路板は、前記別の耐湿被覆を貫いて露出している少なくとも１つの電気接点を含んでいる、形態１８に記載の組立体。
［形態２０］
前記耐湿被覆は、更に、前記組立体の少なくとも１つの外表面上に配置されている、形態１７に記載の組立体。
［形態２１］
方法において、
第１の電気端子を有するエネルギー貯蔵デバイスのセルの少なくとも１つの表面の少なくとも一部分へ第１の耐湿被覆を塗工する段階と、
第２の電気端子を有する回路板の少なくとも１つの表面の少なくとも一部分へ第２の耐湿被覆を塗工する段階と、
前記第１の電気端子を前記第２の電気端子へ電気的に連結する段階と、を備えている方法。
［形態２２］
前記セルの前記少なくとも１つの表面の前記少なくとも一部分へ前記第１の耐湿被覆を塗工する段階に先立って、前記第１の電気端子をマスキングする段階を更に備えている、形態２１に記載の方法。
［形態２３］
前記回路板の前記少なくとも１つの表面の前記少なくとも一部分へ前記第２の耐湿被覆を塗工する段階に先立って、前記第２の電気端子をマスキングする段階を更に備えている、形態２１に記載の方法。
［形態２４］
前記第１の電気端子を前記第２の電気端子へ連結する段階に先立って、当該第１の電気端子から前記第１の耐湿被覆を及び当該第２の電気端子から前記第２の耐湿被覆をエッチングする段階を更に備えている、形態２１に記載の方法。
［形態２５］
セルを回路板へ電気的に連結してバッテリ組立体を形成する段階と、
耐湿被覆を前記バッテリ組立体の表面の少なくとも一部分へ塗工する段階と、を備えている方法において、
前記回路板が少なくとも１つの露出している電気接点を含んでいる、方法。
開示されている主題の他の態様並びに各種態様の特徴及び利点は、次の説明、添付図面、及び付随の特許請求の範囲を考察することにより、当業者には自明となるであろう。

再充電式バッテリのセル及び回路板を備えているエネルギー貯蔵デバイスの斜視図である。 セル及び回路板を含む再充電式バッテリを備えているエネルギー貯蔵デバイスの或る実施形態の側面図である。 耐湿被覆を表面上に有する回路板の或る実施形態の側面図である。 耐湿被覆を表面上に有するセルの或る実施形態の側面図である。 耐湿被覆を複数の表面上に有する回路板の或る実施形態の側面図である。 再充電式バッテリであって、セルと、回路板と、再充電式バッテリの表面を覆っている耐湿被覆と、を含んでいる再充電式バッテリの或る実施形態の側面図である。 セル及び回路板を含んでいる再充電式バッテリの別の実施形態の側面図である。 保護回路板の表面を覆う耐湿被覆及びセルの表面を覆う別の耐湿被覆を含んでいる図３Ａの再充電式バッテリの実施形態の側面図である。

当業者には理解されるであろうが、１つ又はそれ以上の再充電式バッテリの様な１つ又はそれ以上のエネルギー貯蔵デバイスは、各種の異なった型式のデバイスで使用されている。限定するわけではないが、エネルギー貯蔵デバイスは、携帯式電子デバイスの様な電子デバイスに使用されていることがある。更に、エネルギー貯蔵デバイスには、自動車又はその他の機械類で使用される電気自動車バッテリが含められる。１つ又はそれ以上のエネルギー貯蔵デバイスが一体に使用されている携帯式電子デバイスのやや特定的な例には、限定するわけではないが、ラップトップコンピュータ、所謂「移動体」電子デバイス（例えば、セルラー電話、スマートフォン、モバイルコンピューティングデバイス（例えば、所謂「タブレット型」コンピューティングデバイス、など）、デジタルメディアプレーヤ、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）デバイス、など）、カメラ、携帯式電子アクセサリ（例えば、ワイヤレスヘッドフォン、ワイヤレスヘッドセット、モバイルスピーカ、ワイヤレスキーボード、ワイヤレスマウス、など）、及び各種の他の携帯式電子デバイスが挙げられる。本開示によるエネルギー貯蔵デバイスは、更に、広範に様々な他の製品と共に使用することもでき、その様な製品の幾つかの非限定的な例には、電気自動車及び機器、ガス電気型（又は他の型式の）ハイブリッド自動車及び機器、電動工具、庭手入れ工具、体操機器、及び玩具が挙げられる。限定するわけではないが、再充電式バッテリの数例を挙げると、リチウム−イオンバッテリ、リチウム−イオンポリマーバッテリ、ニッケル−カドミウムバッテリ、ニッケル−メタルハイドレードバッテリ、スーパーキャパシタ、ウルトラキャパシタ、電気化学キャパシタ、バッテリ／キャパシタ複合型、燃料電池、及び空気亜鉛電池、がある。本開示はリチウム−イオンバッテリを備えているエネルギー貯蔵デバイスの実施形態に焦点を当てているが、本開示の教示は各種の異なった型式のエネルギー貯蔵デバイスに広く適用できる。むしろ、開示されている主題の各種要素の実施形態は、何れかの既知の適した再充電式バッテリはもとより何れかの他の型式の携帯式エネルギー貯蔵デバイスも含み得る。

様々な実施態様によれば、エネルギー貯蔵デバイスは、セル及び回路板に加えセルと回路板の一方又は両方の少なくとも一部分を覆う耐湿被覆を含んでいる。より具体的には、例えば、エネルギー貯蔵デバイスは、回路板及びセルの部分又は全体上に耐湿被覆を含んでいてもよい。なおいっそう具体的には、耐湿被覆は、湿分がセルと回路板の間の電気的連結部に触れるのを防止することができる。耐湿被覆は、回路板とセルの一方又は両方の他の電気的構成要素の湿分への暴露を限定又は防止することができる。

図１は、従来の再充電式バッテリ１０を備えているエネルギー貯蔵デバイスの実施形態のセルと回路板を描いている分解斜視図である。図２Ａは、従来の再充電式バッテリ１０を描いている側面図である。図１及び図２Ａを参照すると、再充電式バッテリ１０は、セル１００と、セル１００の上側表面に近接に位置付けられるように構成されている回路板２００と、を含んでいる。更に、再充電式バッテリ１０は、回路板２００とセル１００の間に、回路板２００をセル１００へ電気的に連結するように配置されているリードプレート３１０及び３２０（図２Ａを見られたし）を含んでいる。描かれている様に、リードプレート３１０は部分３１２、３１４、及び３１６を含み、リードプレート３２０は部分３２２、３２４、及び３２６を含んでいてもよい。当業者には理解されるであろうが、再充電式バッテリ１０は、更に、セル１００の回路板に臨む表面１１５であってセル１００の「上側表面」と呼称されてもよい表面１１５を覆うとともに回路板２００を取り囲み回路板２００をセル１００の回路板２００に隣接する表面１１５へ固定するように設置されている上カバー（図示せず）を含んでいてもよい。加えて、再充電式バッテリ１０は、セル１００のもう一方の表面１１１であって表面１１５とは反対側にあり回路板２００にそっぽを向いている表面１１１へ固定されている下カバー（図示せず）、並びにセル１００の周りを包む又は周りに巻き付けられたラベルシート（図示せず）を含んでいてもよい。

更に理解される様に、再充電式バッテリ１０のセル１００は、カソードプレート、セパレータ、及びアノードプレートから成る電極組立体（図示せず）と、電極組立体及び電解液を収容するための缶１１０と、缶１１０の開口部を封止するキャッププレート１２０を含むキャップ組立体（図示せず）と、電極組立体を回路板２００の電気端子２２０へ接続するようにキャッププレート１２０を貫いて延びている電極端子１３０と、を含んでいる。

回路板２００の、セル１００の電極端子１３０が設けられている位置に対応する場所を貫いて孔２１０が延びている。電極端子１３０は、回路板２００の孔２１０を通じて電気端子２２０へ接続されている。単に一例として、電極端子１３０は、電気端子２２０へ、レーザー溶接、ワイヤ結着、はんだ付け、又は何れかの他の既知の適した方式（例えば機械式取り付け）を介して、接続されていてもよい。リードプレート３１０及び３２０は、セル１００のキャッププレート１２０の両端に設置されている。リードプレート３１０及び３２０は、回路板２００をセル１００へ電気的に連結している。リードプレート３１０及び３２０は、無用の干渉を防止するために必要な場合にはバッテリの他構成要素から電気的に絶縁されていてもよいことを指摘しておく。また、セル１００は、セル１００のキャッププレート１２０とは反対側の表面１１１を貫いて延びている別の電気端子（図示せず）を含んでいてもよいことを指摘しておく。電気端子１３０は、表面１１１を貫いて延びていて、電極組立体を回路板２００の電気端子（図示せず）へリードプレート３１０及びリードプレート３２０を介して接続している。

図２Ｂには回路板２００が更に詳細に描かれている。回路板２００は、第１表面４０２と、第１表面４０２とは反対側の第２表面４０４と、を含んでいる。回路板２００は、更に、表面４０２並びに表面４０２と表面４０４の間にそれら表面に隣接して位置する周縁部４０４及び４０８の各々に隣接している表面４０６を含んでいる。回路板２００を貫く孔２１０の場所は、セル（例えばセル１１０）の電気端子（例えば電気端子１３０）が配置されている位置に対応している。電極端子１３０は、回路板２００の電気端子２２０へ電気的に連結されるものである。図２Ｂに描かれている様に、絶縁保護である耐湿被覆４００が表面４０４の少なくとも一部分上に配置されている。１つの実施形態によれば、耐湿被覆４００を回路板２００上に配置するプロセスに先立って、マスク又は被覆剥離要素が電気端子２２０へ適用されてもよいことを指摘しておく。マスク又は被覆剥離要素（例えば、耐湿被覆４００の材料が接着することのできない膜又は構造）及び／又は耐湿被覆４００の一部分が、その後、除去されて電気端子２２０を露出し、而して電気端子を別の端子へ電気的に接続できるようにする。マスク又は被覆剥離要素は、回路板２００の耐湿被覆によって悪影響を受けるかもしれない何れの部分へ適用されてもよいことを指摘しておく。別の実施形態によれば、耐湿被覆４００が、電気端子２２０も含めて表面４０４上に、形成されるなり又はそれ以外のやり方で配置されるなりした後、耐湿被覆４００は電気端子２２０からエッチングされるか又はそれ以外のやり方で除去されて、電気端子２２０を別の端子への電気的連結のために露出するなり、回路板２００の何れかの他の機構を露出するなりする。

図２Ｃは、電気端子１３０とキャッププレート１２０を含むセル１００であって、表面４１０を有しているセル１００を描いている。更に、セル１００の表面４１０の少なくとも一部分上に耐湿被覆４００が配置されている。更に、図２Ｃに描かれている様に、耐湿被覆４００は、セル１００の、表面４１０に隣接しているか又は表面４１０から或る角度に向きの付けられている１つ又はそれ以上の周縁部４１２、４１４の（単数又は複数の）部分又は全体上に配置されていてもよい。１つの実施形態によれば、耐湿被覆４００をセル１００上に配置するプロセスに先立って、マスク又は被覆剥離要素が電気端子１３０へ適用されてもよいことを指摘しておく。マスク、被覆剥離要素、及び／又は耐湿被覆４００の一部分が、その後、除去されて、電気端子１３０を別の端子（例えば回路板２００の電気端子２２０）への電気的連結のために露出する。マスク又は被覆剥離要素は、セル１００の耐湿被覆によって悪影響を受けるかもしれない何れの部分へ適用されてもよいことを指摘しておく。別の実施形態によれば、耐湿被覆４００が、電気端子１３０上も含めて表面４０４上に形成されるなりそれ以外のやり方で配置されるなりした後、耐湿被覆４００の（単数又は複数の）部分が電気端子１３０からエッチングされるか又はそれ以外のやり方で除去されて、電気端子１３０を別の端子への電気的連結のために露出する。

随意的に、再充電式エネルギー貯蔵要素は、塗被段階中に携帯式電子デバイスの中にすっぽり設置され、キャッププレートと電気端子の間の密な機械式嵌合が有効に湿分バリアを保証するようにされてもよい。

再充電式エネルギー貯蔵要素は、ダミーのキャッププレートへ取り付けられている間に被覆されるようにしてもよく、そうして、ダミーのキャッププレートからの分離後、再充電式エネルギー貯蔵要素の電気端子の通電部分が、実際のキャッププレートの通電面と精密に結合するように設計されたサイズになっているようにするか、又は代わりに、実際のキャッププレートの通電面より僅かに小さくなるように設計されていて、それにより端子キャププレート接合部にリム及び事実上のミニガスケットが提供されるようにしてもよい。

或る代わりの実施形態では、キャッププレートは、ダミーの電気端子へ取り付けられている間に被覆されるようにしてもよく、そうして、ダミーの電気端子からの分離後、キャッププレートの通電部分が、実際の電気端子と精密に結合するように設計されたサイズになっているようにするか、又は代わりに、実際の端子の通電面より僅かに小さくなるように設計されていて、それによりキャププレート端子接合部に事実上のミニガスケットが提供されるようにしてもよい。

図２Ｂ及び図２Ｃを参照して、回路板２００は、耐湿被覆４００が回路板２００の表面４０４又はセル１００の表面４１０又はそれら両方へ塗工された後にセル１００へ（例えば電気的及び物理的に）連結させることができることを指摘しておく。別の言い方をすれば、耐湿被覆４００が回路板２００とセル１００の間に配置されているからといって、耐湿被覆４００が、回路板２００をセル１００へ連結する段階に先立って、回路板２００とセル１００の両方へ塗工されることを要件とするものではない。

図２Ｄは、表面４０２及び４０４と周縁部４０６及び４０８の各々の少なくとも一部分上に配置された耐湿被覆４００を有する回路板２００を描いている。以上に図２Ｂに関して指摘されている様に、１つの実施形態によれば、耐湿被覆４００を回路板２００上に配置するプロセスに先立って、マスク又は被覆剥離要素が電気端子２２０へ適用されてもよい。マスク又は被覆剥離要素及び／又は耐湿被覆４００の１つ又はそれ以上の部分が、その後、除去されて、電気端子２２０を別の端子への電気的連結のために露出する。マスク又は被覆剥離要素は、回路板２００の耐湿被覆によって悪影響を受けるかもしれない何れの部分へ適用されてもよいことを指摘しておく。別の実施形態によれば、耐湿被覆４００が、表面４０２及び４０４上に、及び電気端子２２０上に、形成されるなり又はそれ以外のやり方で配置された後、耐湿被覆４００の１つ又はそれ以上の部分が電気端子２２０からエッチングされるか又はそれ以外のやり方で除去されて、電気端子２２０を別の端子への電気的連結のために露出する。更に、電気端子２２０を別の端子（例えばセル１００の端子１３０）へ連結する段階に先立って、抗腐食ゲルの様なゲルが電気端子２２０へ適用されてもよい。固化せず従って電気端子２２０を別の端子へ連結する際に移動させることのできるゲルは、２つの端子を繰り返し接続したり接続解除したりすることを可能にさせる。

図２Ｅは、セル１００と回路板２００を含むバッテリ組立体５００を描いている。更に、バッテリ組立体５００は、回路板２００とセル１００の間に、回路板２００をセル１００へ電気的に連結するために配置されているリードプレート３１０及び３２０（図２Ａを見られたし）を含んでいる。図２Ｅに描かれている様に、電極端子１３０は、キャッププレート１２０を貫いて延びていて、回路板２００の電気端子２２０へ連結している。更に、バッテリ組立体５００は、回路板２００の少なくとも一部分を覆い且つセル１００の少なくとも一部分を覆う耐湿被覆４００を含んでいる。更に、耐湿被覆４００は、リードプレート３１０及び３２０の各々の少なくとも一部分を覆っていてもよい。電気端子２２０は、回路板２００を貫く孔２１０を介して露出していて、而して別の端子（例えば電子デバイスの端子）へ電気的に連結されるようになっていることを指摘しておく。また、図２Ｅには描かれていないが、バッテリ組立体５００の内表面が耐湿被覆を含んでいてもよい。より具体的には、例えば、耐湿被覆は、図２Ｂ及び図２Ｃを参照して説明されている様な回路板２００とセル１００の間に存在していてもよい。１つの実施形態によれば、バッテリ組立体５００の、バッテリ組立体５００を外部構成要素（例えば、電子デバイス、など）へ電気的に接続するように構成されている電気端子を除いた外側表面全体が、耐湿被覆４００をその上に有していてもよい。更に、外部構成要素がバッテリ組立体の電気端子へ電気的に接続された後、耐湿被覆が接続部へ塗工されてもよい。より具体的な例として、バッテリ組立体５００の電気端子が回路板の様な外部構成要素へ永久的に配線された後、バッテリ組立体５００は電気端子を含めて、耐性被覆で被覆されてもよい。

耐湿被覆４００をバッテリ組立体５００上に形成する又はそれ以外に配置する段階に先立って、マスク又は被覆剥離要素が電気端子２２０へ適用されてもよい。マスク又は被覆剥離要素及び／又は耐湿被覆４００の１つ又はそれ以上の部分が、その後、除去されて、電気端子２２０を別の端子への電気的連結のために露出する。マスク又は被覆剥離要素は、バッテリ組立体５００の耐湿被覆によって悪影響を受けるかもしれない何れの部分へ適用されてもよいことを指摘しておく。別の実施形態によれば、耐湿被覆４００が、電気端子２２０も含めてバッテリ組立体５００の１つ又はそれ以上の表面へ形成されるなり又はそれ以外のやり方で配置されるなりした後、耐湿被覆４００の１つ又はそれ以上の部分が電気端子２２０からエッチングされるか又はそれ以外のやり方で除去されて、電気端子２２０を別の端子への電気的連結のために露出する。

再び図１及び図２Ａを参照して、セル１００は、以上に指摘されている様に、セル１００の表面１１１を貫いて延びている電気端子（図示せず）を含んでいよう。電気端子は、電極組立体を回路板２００の電気端子（図示せず）へリードプレート３１０又はリードプレート３２０を介して接続していてもよい。そのため、電気端子は表面１１１上に形成されている耐湿被覆を貫いて露出していてもよい。

図１−図２Ｅは再充電式バッテリの非限定的な例として提供されており、本開示の実施形態は何れの既知の適した再充電式バッテリに適用されてもよいことを指摘しておく。例えば、図１−図２Ｅは、上側表面（即ち表面１１５）上の単一端子及び下側表面（即ち表面１１１）上の単一端子を含むセルに向けられているが、開示されている主題の範囲及び適用可能性はその様に限定されているわけではない。むしろ、セルは、セルの各表面上に何れの適した数の端子を含んでいてもよい。

図３Ａは、バッテリ構成部品５２０とセル６００を含む従来の再充電式バッテリの別の例を描いている概略断面図である。バッテリ構成部品５２０は、電気端子を通じて直列に相互接続されている回路板５２１とバイメタルデバイス５２３を含んでおり、保護回路板５２１とバイメタルデバイス５２３はモールディング５２４に包まれている。セル６００は、キャッププレート６１０を含んでいる。セル６００の負端子６３０は、セル６００の残部から電気的に絶縁されたままにキャププレート６１０から突き出るように構成されている。その一方、バッテリ構成部品５２０では、バイメタルデバイス５２３の一方の電気端子が接続されている電極接続部５２６は、多板ばねによって形成されている。バッテリ構成部品５２０がセル６００へ結着されると、多板ばねはセル６００の端子６３０と接触状態になり変形を引き起こし、それによって端子６３０との接触を保つ。回路板５２１の電気端子及びバイメタルデバイス５２３の電気端子はバッテリ構成部品５２０の底面の接続リード（図示せず）へ接続する。次いで、接続リードが、セル６００のキャッププレート６１０と端子６３０それぞれへ電気的に接続される。

図３Ｂは、構成部品５２０の外表面及びセル６００の外表面を覆う耐湿被覆４００を描いている。図３Ｂに描かれている様に、端子６３０、端子５２２、及び電極接続部５２６は、耐湿被覆４００を貫いて露出している。耐湿被覆４００は、構成部品５２０の外表面の実質的に全体を覆って配置されているものとして描かれているが、開示されている主題の範囲及び適用可能性はその様に限定されないことを指摘しておく。むしろ、耐湿被覆４００は、構成部品５２０の外表面の一部分上に配置されていてもよい。同様に、耐湿被覆４００はセル６００の外表面の実質的に全体を覆って配置されているものとして描かれているが、耐湿被覆４００はセル６００の外表面の一部分上に配置されていてもよい。

１つの実施形態によれば、耐湿被覆４００を構成要素５２０及びセル６００上に形成するか又はそれ以外のやり方で配置する段階に先立って、マスク又は被覆剥離要素が、電極接続部５２６、電気端子５２２、及び端子６３０へ適用されてもよい。その後、マスク又は被覆剥離要素及び／又は耐湿被覆４００の１つ又はそれ以上の部分が除去されて、電極接続部５２６、端子５２２、及び端子６３０を露出する。マスク又は被覆剥離要素は、構成部品５２０及びセル６００の耐湿被覆によって悪影響を受けるかもしれない何れの部分へ適用されてもよいことを指摘しておく。別の実施形態によれば、耐湿被覆４００が、電極接続部５２６及び端子５２２も含めて構成部品５２０上へ、また端子６３０も含めてセル６００上へ、形成されるなり又はそれ以外のやり方で配置されるなりした後に、耐湿被覆４００の１つ又はそれ以上の部分が、電気接続部品５２６、端子５２２、及び端子６３０からエッチングされるか又はそれ以外のやり方で除去される。

保護構成部品５２０は、耐湿被覆４００が構成部品５２０の表面６０４又はセル６００の表面６１２４又はそれら両方へ塗工された後に、セル６００へ（例えば電気的及び物理的に）連結させることができることを指摘しておく。別の言い方をすれば、耐湿被覆４００が構成部品５２０とセル６００の間に配置されているからといって、耐湿被覆４００が構成部品５２０をセル６００へ連結する段階に先立って構成部品５２０とセル６００の両方へ塗工されることを要件とするものではない。

以上に開示されている耐湿被覆を（例えば、マスキング、被覆剥離要素の使用、耐湿被覆の１つ又はそれ以上の部分を除去すること、などにより）画定するプロセスは、何れの既知の適した方法によって実施されてもよいことを指摘しておく。また、幾つかの実施形態では、ここに説明されている耐湿被覆は物理的に（例えば、厚さ、表面の肌理、などが）異なっていてもよい。更に、耐湿被覆は、互いに異なった化学的性質を有していてもよい（例えば、異なった材料を含んでいる、異なった型式の耐湿被覆を備えている、耐湿性を異なったやり方（例えば、バリアとして、耐水性を付与することによる、など）で付与している、など）。他の特性（例えば、透明度／不透明度、熱伝導率、など）も耐湿被覆同士で異なっていてもよい。

各種計量法の何れかを使用して、組立システムによって形成される各被覆の耐湿性を定量化することができる。例えば、湿分が被覆された機構に触れることを物理的に阻止する被覆の能力は、被覆に耐湿性を付与していると見なすことができる。

一例として、被覆の、被覆構成要素又は被覆機構の湿分への暴露を防止する能力は、水が被覆を透過する速度又はその水蒸気移動速度の様なより定量化可能なデータに基づいていてもよく、それは、既知の技法を使用してｇ／ｍ^２／日の単位又はｇ／１００ｉｎ^２／日の単位で測定することができよう（例えば、温度３７°、相対湿度９０％での、約１ミル（即ち約２５．４μｍ）の厚さを有する膜通過２ｇ／１００ｉｎ^２／日未満、約１．５ｇ／１００ｉｎ^２／日以下、約１ｇ／１００ｉｎ^２／日以下、約０．５ｇ／１００ｉｎ^２／日以下、約０．２５ｇ／１００ｉｎ^２／日以下、約０．１５ｇ／１００ｉｎ^２／日以下、など）。

被覆の耐湿性を求める別のやり方は、受容され得る技法（例えば、静的液滴法、動的液滴法、など）により水が被覆の表面に滴下されたときの水接触角によるものである。表面の疎水性は、水滴の基線の下からの、水滴の基線が表面と成す角度を、例えば、ヤングの方程式、即ち、

を用いて求めることによって測定されてもよく、ここに、θ_Ａは最大接触角又は前進接触角であり、θ_Ｒは最小接触角又は後退接触角であり、

、及び

である。

表面が親水性であれば、水は若干広がり、表面との９０°未満の水接触角を形成する。対照的に、疎水性の表面は、本開示上は耐水性であると見なすことのできる表面であって、水が広がるのを防止し、その結果、水接触角度は９０°以上となる。表面に水玉が多いほど、水接触角は大きい。水滴が表面で玉状になっていて、表面との水接触角が約１２０°以上であるとき、当該表面は高疎水性であると見なされる。水が表面に接触する角度が１５０°を超えているとき（即ち、表面の水滴がほぼ球状であるとき）、当該表面は「超疎水性」であると言える。

無論、耐湿性については他の尺度が採用されてもよい。

耐湿被覆を電子的構成要素の部分組立体又は組立体の少なくとも一部分へ塗工するのに、各種の適した材料、技法、及び装置の何れが使用されてもよい。限定するわけではないが、耐湿被覆４００は、反応性モノマーをから形成されていてもよく、その場合、当該モノマーを、耐湿性又は防湿性（例えば、耐水性、防水性、など）にさせたい１つ又はそれ以上の表面上へ堆積させる。具体的な実施形態では、未置換のユニット及び／又は置換されているユニットを含むポリ（ｐ−キシリレン）（即ち、パリレン）を、耐湿性又は防湿性を持たせたい１つ又はそれ以上の表面へ堆積させてもよい。パリリン被覆を形成するためのプロセスの例は、米国特許出願第１２／１０４，０８０号、同第１２／１０４，１５２号、及び同第１２／９８８，１０３号に記載されており、それら出願のそれぞれの開示全体を参考文献としてこれによりここに援用する。米国特許出願第１２／４４６，９９９号、同第１２／６６９，０７４号、及び同第１２／７４０，１１９号も、耐湿被覆４００を形成するのに使用することのできる材料、技法、及び機器の他の実施形態を開示しており、それら出願全ての開示全体を参考文献としてこれによりここに援用する。耐湿被覆４００を形成するのに採用することのできる他の技法には、限定するわけではないが、物理的塗工プロセス（例えば、印刷、吹き付け技法、ロール塗り、刷毛塗り、など）、化学気相堆積（ＣＶＤ）（例えば、プラズマエッチングＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ）、など）、原子層堆積（ＡＬＤ）、パルス式プラズマ堆積（ＰＰＤ）、物理気相堆積（ＰＶＤ）（例えば、蒸発堆積プロセス（限定するわけではないが、ｅビーム蒸発、スパッタリング、レーザーアブレーション、パルス式レーザー蒸着、など、を含む）が挙げられる。無論、耐湿被覆４００を形成するのに他の技法を使用することもできる。

耐湿被覆４００を形成するのに使用することのできる材料には、決して限定するわけではないが、熱可塑性材料、硬化性材料（例えば、放射線硬化性材料、二部構成材料、熱硬化性材料、室温硬化性材料、など）が挙げられる。適切な場合には、これらの材料は疎水性（例えば、ハロゲン化ポリマー、など）であってもよい。幾つかの実施形態では、塗被部要素が耐湿膜３０を塗工するように構成されていてもよい。

以上の説明は多くの明細事項を含んでいるが、それらは付随の特許請求の範囲の請求項の何れについてもその範囲を限定するものと解釈されてはならず、それらは付随の特許請求の範囲による範囲の内に入る一部の特定の実施形態に関する情報を提供しているに過ぎないと解釈されたい。異なった実施形態からの特徴同士が組み合わされて採用されてもよい。加えて、付随の特許請求の範囲による範囲内にある他の実施形態が考案される可能性もある。従って、各請求項の範囲は、付随の特許請求の範囲に使用されているその平明な用語遣い及び特許請求の範囲の要素に対する法的等価物によってのみ指示され限定される。開示されている主題に対する追加、削除、及び修正で、特許請求の範囲の意味及び範囲の内に入るあらゆる追加、削除、及び修正は、特許請求の範囲によって包含されるものとする。

１０ 従来の再充電式バッテリ
１００ セル
１１０ 缶
１１１ セルの回路板にそっぽを向いている面、下側表面
１１５ セルの回路板に臨む面、上側表面
１２０ キャッププレート
１３０ 電極端子、電気端子
２００ 回路板
２１０ 回路板の孔
２２０ 回路板の電気端子
３１０、３２０ リードプレート
３１２、３１４、３１６、３２２、３２４、３２６ リードプレートの部分
４００ 耐湿被覆
４０２ 回路板の第１表面
４０４ 回路板の第２表面
４０６、４０８ 回路板の周縁部
４１０ セルの表面
４１２、４１４ セルの周縁部
５００ バッテリ組立体
５２０ バッテリ構成部品
５２１ 回路板
５２２ 電気端子
５２３ バイメタルデバイス
５２４ モールディング
５２６ 電極接続部
６００ セル
６０４ 構成部品の表面
６１０ キャププレート
６１２ セルの表面
６３０ 負端子

Claims (17)

1. エネルギー貯蔵デバイスのセルにおいて、
   前記セルの天面を形成しているキャッププレートと、
   前記天面を貫いて露出していて保護回路板へ電気的に連結するように構成されている第１の電気端子と、
   前記天面の少なくとも一部分上の第１の耐湿被覆とを備えており、
   前記第１の耐湿被覆は前記第１の電気端子の全体を取り囲んでいるが、当該第１の電気端子は当該第１の耐湿被覆を貫いて露出している、セル。
2. 前記第１の耐湿被覆は、前記天面の少なくとも一部分、及び前記天面に垂直に向き付けられている前記セルの複数側面の少なくとも一部分、を覆っている、請求項１に記載のセル。
3. 前記天面とは反対側に位置する前記セルの底面を貫いて露出している別の電気端子と、
   前記底面の少なくとも一部分上の別の耐湿被覆と、を更に備えている、請求項１に記載のセル。
4. 前記第１の耐湿被覆はポリ（ｐ−キシリレン）膜を備えている、請求項１に記載のセル。
5. エネルギー貯蔵デバイスの回路板において、
   底面を有する部品と、
   前記部品の前記底面に隣接する第２の電気端子であって、前記エネルギー貯蔵デバイスのセルの第１の電気端子へ電気的に連結されるように構成されている第２の電気端子と、
   前記底面の少なくとも一部分上の第２の耐湿被覆とを備えており、
   前記第２の耐湿被覆は前記第２の電気端子の全体を取り囲んでいるが、当該第２の電気端子は当該第２の耐湿被覆を貫いて露出している、回路板。
6. 前記回路板は、前記部品の前記底面とは反対側の天面を更に備えており、前記第２の耐湿被覆は前記天面の少なくとも一部分を覆っている、請求項５に記載の回路板。
7. 前記第２の耐湿被覆はポリ（ｐ−キシリレン）膜を備えている、請求項５に記載の回路板。
8. 前記部品の前記底面は回路板の底面を備えている、請求項５に記載の回路板。
9. エネルギー貯蔵デバイスにおいて、
   請求項１から請求項４の何れか１項に記載のセルと、
   請求項５から請求項８の何れか１項に記載の回路板であって、当該回路板の前記第２の電気端子は前記セルの前記第１の電気端子へ電気的に連結されている、回路板と、
   前記セルと前記回路板の間に配置され、互いに接触していて、前記第１の電気端子及び前記第２の電気端子を湿分から封止している前記第１の耐湿被覆の部分及び前記第２の耐湿被覆の部分とを備えている、エネルギー貯蔵デバイス。
10. 前記第１の耐湿被覆及び前記第２の耐湿被覆の少なくとも隣接する部分同士を覆っている第３の耐湿被覆を更に備えている、請求項９に記載のエネルギー貯蔵デバイス。
11. 前記エネルギー貯蔵デバイスは、前記セルを前記回路板へ電気的に連結する少なくとも１つのリードプレートを更に備えており、前記第３の耐湿被覆は前記少なくとも１つのリードプレートの少なくとも一部分を覆っている、請求項１０に記載のエネルギー貯蔵デバイス。
12. 前記第３の耐湿被覆はポリ（ｐ−キシリレン）膜を備えている、請求項１０に記載のエネルギー貯蔵デバイス。
13. エネルギー貯蔵デバイスを組み立てるための方法において、
    前記エネルギー貯蔵デバイスのセルの少なくとも１つの表面の少なくとも一部分へ第１の耐湿被覆を塗工して請求項１から請求項４の何れか１項に記載の前記セルを提供する段階と、
    回路板の少なくとも１つの表面の少なくとも一部分へ第２の耐湿被覆を塗工して請求項５から請求項８の何れか１項に記載の前記回路板を提供する段階と、
    前記回路板と前記セルを組み立てて請求項９から請求項１２の何れか１項に記載のエネルギー貯蔵デバイスを提供する段階と、
    前記セルの第１の電気端子を第２の電気端子へ電気的に連結する段階と、を備えている、エネルギー貯蔵デバイスを組み立てるための方法。
14. 前記第１の耐湿被覆を塗工する段階に先立って、前記第１の電気端子をマスキングする段階を更に備えている、請求項１３に記載の方法。
15. 前記第１の電気端子を前記第２の電気端子へ連結する段階に先立って、当該第１の電気端子から前記第１の耐湿被覆の一部分を除去する段階を更に備えている、請求項１４に記載の方法。
16. 前記第２の耐湿被覆を塗工する段階に先立って、前記第２の電気端子をマスキングする段階を更に備えている、請求項１３に記載の方法。
17. 前記第１の電気端子を前記第２の電気端子へ連結する段階に先立って、当該第２の電気端子から前記第２の耐湿被覆の一部分を除去する段階を更に備えている、請求項１６に記載の方法。

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