KR20030081499A - 필터 프레스 구조의 기능 부전 기본 전기화학 전지의단회로화 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기 전도성 이극성 쉬트 사이에 끼워진 재료를 천공화하여 수득된 함몰부 내에 전도성 물질을 삽입함으로써 기본 전기화학 전지를 단회로화(short-circuiting)함을 포함하는, 전기 전도성 이극성 쉬트에 의해 경계가 정해지고 당해 전지에 윤곽 부여(perimetral) 밀봉 가스켓이 제공되는, 필터 프레스 구조의 기본 전기화학 전지, 예를 들어, 연료 전지의 전기적 바이패싱(by-passing) 방법에 관한 것이다.

Description

필터 프레스 구조의 기능 부전 기본 전기화학 전지의 단회로화 방법{Method of short-circuiting a malfunctioning elementary electrochemical cell of a filter-press structure}

본 발명은 필터 프레스 구조의 기능 부전 기본 전기화학 전지의 단회로화(short-circuiting) 방법에 관한 것이다.

발명의 설명

전기화학 전지 어셈블리를 실현시키는 필터 프레스형 구조를 바탕으로 한 전기분해 방법 또는 전기 에너지 생성 방법이 당해 기술분야에 공지되어 있다. 이러한 방법이 통상적으로 수행되는 전형적인 기본 전기화학 전지의 두께는 한정되어 있어서, 에너지 소모를 최소화시킨다. 기본 전지는 전형적으로 주변을 밀봉하기 위한 한 쌍의 밀봉 가스켓, 이온 교환막, 한 쌍의 전극 및 한 쌍의 집전기/배전기가 사이에 구성되어 있는 2개의 전도성 쉬트에 의해 한정된다. 구멍은 쉬트 및/또는 가스켓 중에 생성되어, 배전 채널에 의해 음극 및 양극 쳄버와 상호교류된다. 다수의 기본 전지는 통상적으로 필터 프레스 방식으로 조립되어 전해조 또는 전기 에너지 생성기를 구성한다. 따라서, 전해조 또는 생성기는 일련의 이극성 쉬트, 가스켓, 막, 전극 및 집전기/배전기로 이루어진다. 특히, 쉬트 및 가스켓 중의 구멍이 결합되어 전해조 또는 생성기의 한쪽 말단 또는 양쪽 말단에 위치한 적합한 노즐에 연결되어 있는 길이 방향의 덕트(duct)를 형성한다. 노즐 및 덕트를 통해 반응물이 공급되며, 궁극적으로 잔여 반응물과 혼합되는 반응 생성물이 회수된다. 이어서, 당해 반응물은 분포 채널을 통해 각각의 기본 전지로 분포된다. 생성물 및 종국의 잔여 반응물은 동일한 방식으로 회수된다. 상기 유형의 기본 전기 어셈블리는 유럽 특허원 제629015호에 기재되어 있다. 주로 전기 시스템이 전형적으로 직렬로 연결되어 있는 이들 어셈블리는 단일 구성 기본 전지에 결함이 있을 경우에도 기능을 하지 않는다. 결함이 있는 전지이기 때문에, 심지어 단일 전극(예를 들어, 전기촉매 물질의 심각한 활성으로 인해) 또는 집전기(예를 들어, 부정확한 조성 또는 기계적 특성으로부터 발생하는 과도한 전기 저항성으로 인해)가 적절하게 작동하지 않거나, 최종적으로 막에 구멍이 뚫리는 전지가 의도된다. 후자의 경우는, 막의 구멍이 수소와 산소를 혼합시킨 다음, 전극의 전기촉매 물질 위의 혼합물을 점화시키는 전기 에너지 생성기의 경우에서와 같이, 상호 불혼화성인 반응물과 생성물을 혼합시키기 때문에 특히 심각하다. 따라서, 유럽 특허원 제629015호에 기재되어 있는 결함이 있는 기본 전지의 외부 단회로화 방법이, 예를 들어, 미국 특허 제5,876,583호에 기재되어 있는 바와 같이, 당해 전지의 수압 바이패싱(by-passing) 방법에 유리하게 결합될 수 있다.

그러나, 다수의 경우, 유럽 특허원 제629015호의 교시에 따라 수행되는 단일 전지의 전기 단회로화는 두드러진 결함을 나타낸다. 이러한 결함이 보다 심각하고 명백한 용도에서와 같이, 중합체 막 연료 전지의 특정 경우를 참조하여, 다음에 기재할 것이다. 그러나, 직렬 전기로 배치되고 필터 프레스 구조에 따라 배치된 모든 고체 전해질 전기화학 전지에 대해 동일한 논의가 다소 알져진 방식으로 지속됨은 당해 기술분야의 숙련가에게는 전적으로 명백할 것이다.

유럽 특허 제629015호에 언급되어 있는 단회로화 방법은, 정렬이 일련의 슬롯을 결정하며 이들이 각각 하나의 기본 전기와 상응하는 이극성 쉬트에 외부 돌출부가 제공됨을 예견한다. 기본 전지 중 하나에 결함이 있을 경우, 적합하게 성형된 전기전도성 물질이 상응하는 슬롯에 삽입됨으로써, 해당 기본 전지의 연속적인 전기 바이패싱법과 함께 단회로화를 수행한다.

상기 발명의 제1 단점은 이극성 쉬트의 외부 돌출부에 관련된 추가 중량 및 용적에 있다. 다수의 연료 전지 용도에 있어, 특히 이동 용도(예를 들어, 자동차 용도)에 있어, 단위 중량으로 설정된 동력 및 단위 용적으로 설정된 동력 둘 다로 표현되는 소정의 동력의 최대화는 제품을 상업적으로 이용하기 위해 개진되어야 하는 기본 쟁점들 중 하나이다. 이렇게 함으로써 연료 전지 스택을 가능한한 압축시키는 것이 바람직하며, 이때 전기화학 반응 부위인 활성 부위는 효과적인 벌크 치수와 가능한한 일치한다. 이러한 요구사안은 전기 에너지 생성에 기여하지 않는 외부 돌출부가 제공된 이극성 쉬트를 갖는 것과는 일치하지 않는다. 더구나, 이들 돌출부는 스택을 가로지르는 전기 회로 강도에 따라 치수화되어서, 위험한 국소 과열을 피해야 한다. 사실상, 유럽 특허 제629015호의 교시에 따른 주변 단회로화에 의해, 스택에 의해 생성된 전체 전기 전류는 상기 쉬트의 돌출부에 의해 한정된 슬롯 내에 끼워진 전기전도성 물질의 표면을 가로질러 유동하여, 단회로화될 첫 번째이극성 쉬트로부터 나머지 쉬트로 통과해야 하며, 이러한 전달 표면이 낮을수록 상대적인 전기 저항성이 높아질 것임은 명백하다. 설치 비용을 최소화하고 연료 전지 스택의 특정 동력을 증가시키기 위해, 이들 단위의 작동 전류 밀도를 증가시키면서 기본 전지의 전체 활성 표면을 증가시켜 동일한 설치 동력에 대해 기본 전지의 수를 감소시키고자 하는 경향이 보다 빈번하다. 이렇게 함으로써, 이들 생성기의 작동 전류 밀도는 다수의 경우, 수 백 암페어에 도달하여 쉬트 돌출부의 치수화를 실제로 번거롭게 하여 재료의 강도에 위험한 온도에 도달하는 것을 피하게 된다.

그러나, 다수의 경우, 심지어 쉬트 돌출부의 적합한 치수화는 충분하지 않은데, 이는 바이패싱될 기본 전지의 범위를 정하는 2개의 쉬트의 주변 영역을 따라 전기전도성 물질이 충전된 슬롯을 극복해야하는 것 외에, 전기 전류가 2개의 쉬트의 표면을 따라 횡단 방향으로 또한 유동하여 상기 주변 영역에 도달해야 하기 때문이다. 두드러진 저항 불이익은 특히 활성 표면이 앞서 언급된 바와 같이 매우 큰 경우에 이러한 경로와 관련될 수도 있어서, 중심 구역에서 이극성 쉬트의 주변으로의 전류선의 경로 길이는 뚜렷하다. 당해 현상은 최근 들어 매우 일반적인, 매우 얇은 이극성 쉬트의 사용에 의해 훨씬 더 강조되며, 후자는 중량 및 용적을 최소화시킬 목적으로 다시 특별히 허가되나, 이들을 횡적으로 가로질러야 하는 전류에 보다 낮은 통과 부위를 제공한다. 또한, 쉬트 제작에 종종 사용되는 재료들 중에는, 내부식성의 관점에서는 매우 우수하나 전기 특성에 관련해서는 그다지 두드러지지 않아서 추가의 문제점을 강화시키기도 하는, 스테인레스 강 등이 몇몇 있다.

발명의 목적

본 발명의 목적은 직렬 전기로 연결되고 필터 프레스 구조에 따라 배치된 고체 전해질 전기화학 전지 스택 부재의 단회로화 방법을 제공하는 것이다. 추가의 양상에서, 본 발명의 또 다른 목적은 단회로화를 위해 수단의 삽입에 적합한 부재를 포함하는 고체 전해질 전기화학 전지 스택을 제공하는 것이다.

본 발명은 도면을 참조하여 기재될 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 전기화학 전지 스택을 나타낸 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 전기화학 전지의 단면을 나타낸 것이다.

도 3은 본 발명의 대체 양태에 따른 전기화학 전지의 단면을 나타낸 것이다.

본 발명은 단회로화될 전지 부재의 경계를 정하는 2개의 이극성 쉬트 사이에 끼워진 재료를 천공화하여 수득되는 하나 이상의 함몰부 내에, 바람직하게는 연신된 형상, 예를 들어, 실, 섬유, 로드, 튜브 또는 막대 형태의 전도성 물질을 삽입시킴으로 이루어진다.

바람직한 양태에 따르면, 하나 이상의 함몰부는 기본 전지 내에서 수행되는천공화에 이어, 천공화 경로를 따라 전기 전도성이 제공되지 않은 물질을 파괴 및/또는 대체함으로써 수득되며, 상기 물질 삽입은 함몰부 속으로 수행되어 전기 연속성을 제공한다.

추가의 바람직한 양태에 따르면, 당해 함몰부는 전기 전도성이 제공되거나 제공되지 않고, 동일한 천공화 경로를 따라 상기 이극성 쉬트 사이에 끼워진 모든 물질의 파괴 및/또는 대체와 함께 천공화에 의해 수득되며, 상기 함몰부에 후속적으로 삽입된 전도성 물질은 상기 이극성 쉬트의 내부 벽면에 직접 접촉하게 된다. 추가의 바람직한 양태에 따르면, 상기 함몰부 중 적어도 하나가 드릴에 의해 수득된 다음, 전도성 물질이 상기 함몰부로 삽입된다.

대체 양태에 따르면, 상기 함몰부 중 적어도 하나가 금속 팁을 사용하여 드릴에 의해 수득된 다음, 당해 금속 팁을 함몰부 내에 놓아 두어 전기 연속성을 수득한다.

또 다른 바람직한 양태에 따르면, 위에서 기재된 양태들 중 하나에 의해 수행된 단회로화 작업 이전에, 단회로화될 전지를, 예를 들어, 적합한 밀봉재를 순환 유체 회로의 입구, 및 임의로 출구에 상응하게 주입하여 수압 바이패싱시킨다.

또 다른 바람직한 양태에 따르면, 전도성 물질이 삽입된 함몰부를 수득하기 위해 구역에 적합한 미리 배치된 위치에서 천공화한다.

추가의 바람직한 양태에 따르면, 구역에 적합한 미리 배치된 위치를 실현시켜 배치될 물질의 두께를 적합한 톱니 모양화, 적소화 또는 기타 특정한 성형화에 의해 보다 얇게 한다.

다음 실시예는 본 발명에 따른 단회로화 방법의 일부 가능한 양태를 예시할 것이며, 본 발명을 어떠한 방식으로도 제한하는 것으로 간주되어서는 안 된다.

실시예 1

본 발명에 따른 전형적인 단회로화 양태는 연료 전지 스택에 속하는 기본 전지의 바이패싱법에 관련되며, 도 1에 표시된 필터 프레스 유형의 배열에 따라 적층된다. 당해 스택은, 예를 들어, 스테인레스 강, 알루미늄 또는 이의 합금, 니켈 또는 이의 합금, 티탄 또는 이의 합금 등의 금속 물질의 이극성 또는 말단 전도성 쉬트(2)에 의해 범위가 정해지며 내부식성 전도성 도료로 임의로 피복된 기본 전지(1)를 포함한다. 그러나, 이극성 쉬트는 금속성이 아닌 재료, 예를 들어, 흑연 또는 전도성 플라스틱 재료로 제조될 수도 있다. 하나의 전지와 그 다음 전지 사이의, 외부를 향한 유체 밀봉은 적합한 가스켓(3), 예를 들어, 플라스틱 또는 금속 가스켓에 의해 확실해진다. 도면은 프레임 성형된 평면 가스켓을 나타내나, 본 발명이 O형 환 밀봉 시스템 또는 상이하게 성형된 가스켓을 사용하여 수행될 수도 있음은 명백하다. 또한, 도 1은 인접한 이극성 쉬트와 물리적으로 구별되는 집전기(4)를 나타내며, 집전기로서 금속 물질을 사용하거나 메쉬, 스폰지, 발포체, 매트리스, 성형되거나 이랑이 있는 쉬트, 임의로 평평하게 한 팽창 쉬트 및 소결체로 이루어진 그룹으로부터 선택된 금속 물질의 배치를 사용할 수 있다. 또한, 집전기는 금속성이 아닐 수 있으며, 예를 들어, 흑연 물질, 흑연으로 덮힌 카본 또는 구조가 상이한 재료의 배열에 의해 구성될 수 있다. 그러나, 본 발명은 또한, 이극성 쉬트 및 집전기가 단일 집적 부재, 예를 들어, 적합하게 이랑이 생긴 플레이트, 또는 유체 불침투성 영역을 갖고 분리기 기능 및 다공질 영역을 가지며 반응물 배전기의 기능을 갖는 플레이트에 의해 제조된다. 각각의 전지는 통상적으로 한쪽 면 또는 양쪽 면 위에 촉매 피복이 제공된 고체 전해질, 전형적으로 이온 교환 막(5)에 의해 음극 및 양극의 2개의 구획으로 나뉘어 2개의 구획에서 전기화학 반응이 우세해지며, 이렇게 하여 전기촉매 피막은 전극으로서 작용하게 된다. 고체 전해질은 전형적으로 이온성 도체이나, 반대로 그다지 전기 전도성을 지니지 않아, 고정 생성된 전기 전류가 제공된 전지의 구획들 사이에서 전압을 최대화하여 당해 시스템의 전기 효능을 증가시킨다. 도면이 전극 기능을 갖는 촉매 피막이 임의로 제공된 막을 나타내더라도, 본 발명이 전극을 사용하여 어떻게 수행될 수 있는지, 어떻게 촉매화되거나 촉매화되지 않는지, 막과 물리적으로 어떻게 상이한지, 막 그 자체와 상대 집전기 사이에 어떻게 끼워질 수 있는지 명백하다. 이는 필터 프레스 유형 배열의 개념에 있어 절대적이기 때문에, 적층된 부재 위에 제공된 적합한 입구는 당해 기술분야의 숙련가들에게 공지되어 있는 디자인 기술에 의해 다른 목적으로 사용되는 덕트를 생성한다. 예를 들어, 도 1은 이극성 쉬트 및 가스켓의 평면 위에 제공된 적합한 구멍의 병렬에 의해 수득되는, 반응물 공급용 집전기(6)와 배출물 및 반응 생성물 배수용 집전기(7)를 나타내며, 제시된 집전기는 가능한 양태일 뿐이며, 다른 양태가 본 발명의 목적을 달성하기 위해 쉽게 확인될 수 있음은 명백하며, 예를 들어, 막(5)은 이극성 쉬트와 치수에 있어 동일할 수 있으며, 적합한 구멍이 제공되어, 배치된 공급 및 배수 집전기의 범위를 정하는 데 일치할 수있으며, 또한 유체 집전기의 상대 위치는 본 발명의 범주를 벗어나지 않으면서 임의의 방식으로 전환되거나 다양화될 수 있다. 필터 프레스 유형 적층으로 수득되는 존재 가능한 기타 덕트(도시되지 않음)는, 예를 들어, 열 조절 유체 또는 습식화용 물의 통과를 위한 것이거나 어셈블리를 클램핑하기 위한 타이 로드의 하우징을 위한 것이다.

바람직하게는, 전지의 단회로화를 위한 본 발명의 방법을 수행하기 전에, 미국 특허 제5,876,583호에 기재되어 있는 방법으로 수압 바이패싱시킨다.

본 발명은 단회로화가 전기 상호교류시 놓여질 이극성 쉬트의 평면에 평행한 하나 이상의 함몰부를 생성하고 전기 전도성이 부족한 재료를 적어도 국소적으로 대체함을 예견하며, 예를 들어, 도 1에 도시되어 있는 경우에서는, 당해 함몰부를 피어싱(piercing)하여 경로를 따라 막(5)을 대체하는 것이 필요하다. 바람직하게는, 단회로화될 2개의 인접한 이극성 쉬트 사이에 포함된 모든 재료가 대체될 수 있으며, 도 1에 도시된 스택의 경우, 이렇게 함으로써 바람직하게는 막(5) 이외에 경로 또는 집전기(4)를 따라 대체되고 외부로부터 집전기를 절연시키는 가스켓(3)의 일부를 천공화하는 함몰부를 피어싱할 수 있다. 천공화는 바람직하게는 단회로화될 2개의 쉬트 사이의 거리에 일반적으로 일치하고 파편의 가능한한 가장 큰 일부를 뽑아서 수득된 함몰부의 말단에 나머지를 밀어 내는 직경의 팁이 장착된 드릴에 의해 수행될 수 있다. 대부분의 경우, 서로 떨어져 있는 일반적으로 평행한 다수의 함몰부를 피어싱하여 적절하게 접촉시키는 것이 바람직하다. 전지 높이가 높을수록 쉬트의 표면 전도성이 낮아지며, 보다 많은 수의 함몰부가 필요해질 것이다.

위에서 기재된 바와 같이 함몰부를 수득한 후, 전도성 물질을 삽입하여 단회로화될 인접한 이극성 쉬트 사이에 전기 연속성을 수득해야 한다. 바람직한 양태에서, 함몰부가 드릴에 의해 피어싱됨에 따라, 상기 함몰부의 형상은 원통형이며, 도체 형태는 바람직하게는 케이블 또는 금속 로드일 수 있고, 또 다른 보다 바람직한 양태에서, 삽입될 도체 물질의 형상은 압축하에 적당한 탄성을 제공하는 데 적합하여, 경시적으로 단회로화된 이극성 플레이트의 벽과 최적의 전기 접촉을 유지한다. 적합한 형상은 얇은 튜브, 나선형 로드, V자형 로드, 오메가(Ω) 형상 또는 타원형 단면이다. 도체는 바람직하게는 전기 전도성이 높은 금속, 예를 들어, 알루미늄, 구리, 니켈, 은 또는 이들의 합금으로 제조된다. 거의 전도성이 아닌 옥사이드로 부동태화시키는 금속의 경우, 전도성 물질은 부동태화가 아닌 전도성 층, 예를 들어, 금, 은 또는 기타 귀금속으로 피복될 수 있다. 다른 양태에서, 전도성 물질은 섬유 다발, 와이어, 상이한 단면의 막대로 제조될 수 있으며, 또한 금속성 또는 탄소계 전도성 페이스트를 함몰부에 주입시켜서 전기 연속성을 수득할 수 있다. 대체 양태에서, 전도성이 충분한 금속 팁이 장착된 드릴로 함몰부를 생성할 수 있으며, 이후에 팁을 드릴로부터 방출시켜 제 위치에 놓음으로써 단일 단계에서 단회로화를 수득할 수 있다.

단일 단계 단회로화의 또 다른 바람직한 양태에서, 하나 이상의 원추형 덮개 또는 쐐기형 덮개의 도체, 예를 들어, 일련의 금속 송곳을 삽입시킴으로써, 다른 동등한 기계적 작용을, 예를 들어, 방망이 또는 망치를 사용하여 파운딩함으로써전지를 연속적으로 단회로화시키는 함몰부를 생성할 수 있다.

실시예 2

본 발명의 또 다른 양상은 전기화학 전지 배열, 예를 들어, 도 1에 도시된 연료 전지 스택의 일부 부재의 디자인을 적용시켜 상기 단회로화 절차를 촉진시킴으로 이루어진다.

도 2는 본 발명의 특정 양태에 따라, 도 1에서의 스택 부재들 중 하나를 구성하는 연료 전지의 단면을 나타내며, 이후에 접하게 될 전도성 개념은 전해조 또는 기타 전기화학 전지의 경우에 동등하게 적용될 수 있음을 이해한다.

특히, 중앙 창이 집전기(4)(부분적으로만 도시됨)에 대한 하우징을 구성하는 프레임 성형된 가스켓(3)을 나타내는 도 2의 전지는 주요 표면에 대해 타이 로드(8) 클램핑의 외부로의 통과를 예견한다. 이러한 경우, 단회로는 집전기에 대한 하우징에 일치하게 함몰부(10)를 전지쪽 벽면의 임의의 지점에서 함몰부(10)를 관통시킴으로써 수행될 수 있다. 단회로화 함몰부(10)의 형성을 돕기 위해, 실시예 1의 방법에 의해, 가스켓쪽에 따른 범주에 적합한 하나 이상의 천공 구역(9)을 미리 배치시킬 수 있다. 천공 구역(9)은 국소적으로 감소된 두께에 의해 특징지어지는 각종 구조의 놋치, 톱니 모양 또는 함몰부로 이루어져서, 다수의 경우, 경도가 상당할 수 있는 가스켓 물질의 국소 배치를 우세하게 할 수 있는데, 이는 열가소성 물질의 가스켓의 특정 유형의 경우에서와 같다. 또한, 천공 구역은 가스켓 벌크에 대해 상이한 물질, 바람직하게는 유연화제에 의해 특징지어질 수 있으며,예를 들어, 천공 영역에서, 가스켓은 실리콘 고무, 폴리테트라플루오로에틸렌, EPDM 등의 가소성 물질로 제조될 수 있으나, 아주 유용하게 천공 구역 등의 제한된 연장 영역에서, 가스켓 벌크에 대해 사용된 물질에 대해 비용 또는 기계적 측성의 측면에서 덜 바람직하다. 또한, 천공 구역과 일치하는 윤곽 부여 영역에서 이극성 쉬트의 프로파일에 단회로화 함몰부 형성용 장치의 배치를 돕는 적합한 부위, 예를 들어, 송곳 또는 드릴 팁의 최적의 배치를 위한 놋치를 제공할 수 있다.

실시예 3

본 발명의 또 다른 양상은 전지의 활성 영역 내에, 또는 전지의 주요 표면의 경우에 타이 로드가 존재함이 예견되는, 전지의 단회로화를 촉진시키는 방법으로 이루어진다.

도 3은 본 발명의 특정 양태에 따라 도 1의 스택 부재들 중 하나를 구성하는 연료 전지의 단면을 나타내며, 이후에 접하게 될 전도성 개념이 전해조 또는 기타 전기화학 전지의 경우에 동일하게 적용될 수 있음을 이해한다. 특히, 중앙 창이 집전기(4)(부분적으로만 도시됨)에 대한 하우징을 구성하는 프레임 성형된 가스켓(3)을 나타내는(이때, 가스켓과 집전기는 이극성 쉬트(2)에 대해 겹쳐진다) 도 3의 전지는 전지의 주요 표면 내에서의 타이 로드(8)의 통과를 예견한다. 이러한 경우, 단회로화 함몰부를 보다 용이하게 형성하기 위해, 대체될 물질의 양 및 상기 함몰부의 연신을 최소화시켜, 용이하게는 타이 로드를 제거한 후에 타이 로드 중 하나에 일치하게 함몰부를 정확하게 위치시킨다. 사실상, 총 라인(12) 대신에타이 로드의 통과를 가로지르는 라인(11)에 일치하게 피어싱하는 것의 실현이 거의 타이 로드 직경의 감소된 천공 경로를 어떻게 포함하느냐는 도 3으로부터 명백하며, 더구나, 도 3에서, 단축된 천공화 경로는 대부분의 경우에 극복하고자 하는 가장 힘든 장애물을 구성하는 물질인 가스켓 단편에 상응하는데, 이는 특히 송곳이 사용되는 경우에 기계적 에너지의 일부를 탄성적으로 흡수하거나, 드릴이 작업을 수행하도록 선택되는 경우에 이의 프로파일을 유연화시키는 드릴 팁에 부착되는 경향이 있기 때문이다. 이러한 경우에 타이 로드에 일치하는 피어싱의 실현은 작업 시간을 단축시킬 뿐만 아니라 대체된 물질의 파편에 의해 보다 적은 장애를 결정하며, 이는 특히 플라스틱 물질의 경우에 작업을 감각적으로 방해할 수 있다.

전기 전도성의 이극성 쉬트에 의해 범위가 정해지고 전지의 주요 표면 내에 타이 로드를 클램핑하기 위한 경로가 제공되는, 필터 프레스 배열의 전기화학 전지 부분에 바람직한 단회로화 방법은 하나 이상의 타이 로드, 바람직하게는 단일 로드에 대한 하중이 느슨해질 수 있고 당해 타이 로드가 이의 부위로부터 뽑힘과 동시에 나머지 타이 로드가 필터 프레스 배열의 클램핑을 유지하며, 피어싱이 단회로화될 2개의 이극성 쉬트 사이의 상기 뽑혀진 타이 로드의 통과 구역에 일치하게 수행되어 전기 전도성이 부족한 물질을 천공화 경로로부터 대체시키고, 후속적으로 또는 동시에 전도성 물질을 삽입시켜 전기 상호교류에서 단회로화될 전지의 범위를 정하는 이극성 쉬트를 넣음을 예견한다. 당해 절차는 바람직하게는 선행 작업을 달성하기 위해 뽑힌 타이 로드를 후면에 삽입한 후에 보다 많은 타이 로드를 연속하여 뽑은 다음, 클램핑 로드를 재저장시킴으로써 반복될 수 있다. 바람직하게는,각 전지의 프레임 성형된 주변 밀봉 가스켓(3)에 타이 로드(8)의 통과 구역에 일치하게, 상기 실시예에서 기재된 바와 같이 미리 배치된 천공 구역을 제공한다. 또한, 이극성 쉬트(2)를 적합하게는 상기 실시예에 기재된 바와 같이 미리 배치시킬 수 있다. 바람직하게는, 전지 단회로화 작업 이전에 밀봉재를 주입하거나 기타 동등한 방법으로 수압 바이패싱시킨다.

예시된 실시예는 본 발명을 제한하는 것으로 이해되어서는 안 되며, 본 발명의 범주를 벗어나지 않으면서 상이한 양태에 따라 수행될 수 있고, 그 정도는 청구의 범위에 의해서만 한정된다.

Claims (28)

1. 전기 전도성 이극성 쉬트 사이에 끼워진 재료를 천공화하여 수득된 하나 이상의 함몰부 내에 전도성 물질을 삽입함으로써 기본 전기화학 전지를 단회로화(short-circuiting)함을 포함하는, 기본 전기화학 전지가 전기 전도성 이극성 쉬트에 의해 경계가 정해지고 당해 전지에 윤곽 부여(perimetral) 밀봉 가스켓이 제공되는, 필터 프레스 구조의 기본 전기화학 전지의 전기적 바이패싱(by-passing) 방법.
2. 제1항에 있어서, 천공화 경로를 따라 전기 전도성 이극성 쉬트 사이에 끼워진 모든 재료를 대체시키고, 전기 전도성 이극성 쉬트와 전도성 물질을 직접 접촉시키는 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 사이에 끼워진 재료가 전기 전도성이 부족한 재료를 포함하는 방법.
4. 제3항에 있어서, 전기 전도성이 부족한 재료가 중합체 막을 포함하는 방법.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 사이에 끼워진 재료가 전기 전도성이 부족한 재료와 전기 전도성을 지닌 재료를 포함하는 방법.
6. 제5항에 있어서, 전기 전도성이 부족한 재료가 중합체 막을 포함하고, 전기 전도성을 지닌 재료가 집전기 및 윤곽 부여 밀봉 가스켓을 포함하는 방법.
7. 제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 있어서, 천공화가 드릴을 사용하여 수행되는 방법.
8. 제7항에 있어서, 드릴에 금속 팁을 장착시키고, 천공화한 후, 당해 금속 팁을 하나 이상의 함몰부 내에 넣어 두는 방법.
9. 제1항 내지 제7항 중의 어느 한 항에 있어서, 전도성 물질이 로드, 바, 케이블, 섬유 다발 및 와이어로 이루어진 그룹으로부터 선택된 연신된 형상의 물질인 방법.
10. 제1항 내지 제7항 중의 어느 한 항에 있어서, 전도성 물질이 압축하에 잔류 탄성을 보유하는 물질인 방법.
11. 제10항에 있어서, 전도성 물질이 튜브, 나선형 로드, 단면이 V자형인 로드, 단면이 "오메가"형인 로드 및 단면이 타원형인 로드로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 방법.
12. 제1항 내지 제11항 중의 어느 한 항에 있어서, 전도성 물질이 귀금속 층으로 피복되거나 피복되지 않은, 전기 전도성이 높은 금속 물질인 방법.
13. 제1항 내지 제7항 중의 어느 한 항에 있어서, 전도성 물질이 전도성 페이스트인 방법.
14. 제13항에 있어서, 전도성 페이스트가 금속 페이스트 및 탄소계 페이스트로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 방법.
15. 제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 함몰부가 원추형 또는 쐐기형 팁이 장착된 도체의 파운딩(pounding)에 의한 삽입을 통해 수득되는 방법.
16. 제15항에 있어서, 원추형 또는 쐐기형 팁이 장착된 도체가 금속 송곳인 방법.
17. 제1항 내지 제16항 중의 어느 한 항에 있어서, 기본 전기화학 전지가 연료 전지인 방법.
18. 제1항 내지 제17항 중의 어느 한 항에 있어서, 필터 프레스 구조가 기본 전기화학 전지의 주요 표면을 가로지르는 타이 로드를 클램핑함을 포함하며, 당해 타이 로드를 제거한 후, 하나 이상의 함몰부가 타이 로드의 통과 구역에 일치하게 수득되는 방법.
19. 제1항 내지 제18항 중의 어느 한 항에 있어서, 윤곽 부여 밀봉 가스켓이 미리 배치된 천공 구역을 포함하는 방법.
20. 제19항에 있어서, 미리 배치된 천공 구역에 일치하게 윤곽 부여 가스켓의 두께가 감소되는 방법.
21. 제20항에 있어서, 천공 구역이 놋치 또는 톱니 모양인 방법.
22. 제20항에 있어서, 천공 구역에 일치하게 가스켓 경도가 감소되는 방법.
23. 제22항에 있어서, 가스켓이 열가소성 물질로 이루어지고 천공 구역이 탄성 물질로 이루어지는 방법.
24. 제19항 내지 제23항 중의 어느 한 항에 있어서, 천공 구역에 일치하게 전기 전도성 이극성 쉬트가 천공화용 장치를 위치시키기 위한 놋치 또는 드래프트를 포함하는 방법.
25. 제1항 내지 제24항 중의 어느 한 항에 있어서, 기본 전기화학 전지의 수압 바이패싱법을 추가로 포함하는 방법.
26. 제25항에 있어서, 단회로화 전에 수압 바이패싱시키는 방법.
27. 전기 전도성 이극성 쉬트에 의해 경계가 정해지고 윤곽 부여 밀봉 가스켓이 제공되는 필터 프레스 구조의 기본 전기화학 전지로서, 기본 전기화학 전지가 전기 전도성 이극성 쉬트 사이에 끼워진 재료의 천공화를 통해 수득된 하나 이상의 함몰부를 포함하고 하나 이상의 함몰부에 당해 기본 전기화학 전지의 단회로화용 전도성 물질이 삽입되어 있음을 특징으로 하는, 필터 프레스 구조의 기본 전기화학 전지.
28. 제27항에 있어서, 평행하고 서로 떨어져 있는 함몰부를 추가로 포함하는 전지.