KR20060118487A - 가스킷, 이극성 전지 및 이 가스킷을 갖춘 이극성 전지의제조 방법 - Google Patents

가스킷, 이극성 전지 및 이 가스킷을 갖춘 이극성 전지의제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 소모성 전해질 이극성 전지에 사용되는 가스킷에 관한 것으로, 이 가스킷은 전지에 장착될 때 인접한 셀들 사이에 전해질 경로의 생성을 방지하도록 프레임 형상으로 소수성(疏水性) 물질로 만들어지며, 이 프레임은 이극성 전지에 장착될 때 바이플레이트를 적어도 부분적으로 둘러싸도록 되어 있으며, 가스킷을 통해 가스가 통과할 수 있게 하는 수단을 구비한다. 상기 가스킷은 이극성 전지에 장착될 때 바이플레이트 또는 끝판에 밀봉부를 제공하도록 가변성질을 가진 재료로 만들어져서, 전지의 기밀한 외부가압밀봉부가 얻어지게 된다. 또한, 본 발명은 소모성 전해질 이극성 전지와, 이 소모성 전해질 이극성 전지를 제조하는 방법에 관한 것이다.
가스킷

Description

가스킷, 이극성 전지 및 이 가스킷을 갖춘 이극성 전지의 제조 방법{GASKET, A BIPOLAR BATTERY AND A METHOD FOR MANUFACTURING A BIPOLAR BATTERY WITH SUCH A GASKET}
본 발명은 청구범위 제1항의 서론에 설명된 가스킷과 관련된 것이며, 제13항의 서론에 정의된 대로 적어도 하나의 가스킷을 포함하는 이극성 전지에 관한것이다. 본 발명은 또한 제30항의 서론에 정의된 이극성 전지를 제조하는 방법과 관련된 것이다
이극성 전지의 구조에는 전도성의 이극성 레이어, 소위 바이플레이트가 포함되어 있어, 셀들 사이의 칸막이뿐만 아니라 전지에서의 인접한 셀들사이의 전기적 연결부로 작용한다. 이극성 구조를 성공적으로 이용하기 위하여, 바이플레이트는 셀들사이에 전류를 전달하기에 충분히 전도성이 있어야 하고, 셀의 주변이 화학적으로 안정적이고, 전극에 잘 연결되고 우수하게 접촉할 수 있어야 하며, 셀에 전해질을 수용하도록 셀의 경계주위를 밀봉하고 전기적으로 절연될 수 있어야 한다.
이러한 요구조건도 전지 안에 가스를 발생시킬 수 있는 충전가능성 때문에 재충전가능한 전지에서는 이루어지기가 더 어렵고, 전해질의 크리프(creep)성질 때문에 알칼리성 전지에서도 이루어지기가 더 어렵다. 이들 특성을 적당히 조합하는 것은 매우 어렵다고 알려져 있다. 관리가 필요없는 작동을 위하여 밀봉된 형태에서 재충전가능한 건전지를 작동시키는 것이 바람직하다. 그러나 밀봉된 이극성 구조는 일반적으로 편평한 전극과 셀의 작동시 발생되어 존재하는 가스의 봉쇄에 대해 구조적으로 나쁜 적층된 셀 구조를 이용한다. 밀봉된 구조에서, 충전동안 발생하는 가스는 안정된 작동을 위해 셀안에서 화학적으로 재결합되야 한다. 압력 억제 요구는 안정된 이극성 구조에 부가적인 요구를 야기한다.
운송과 통신, 의료, 발전기 분야의 새로운 요구조건은, 현존하는 전지가 이룰 수 없는 특정한 명세를 생성한다. 이러한 것들은 더 긴 사이클 수명과 빠르고 효율적인 재충전에 대한 요구를 포함한다.
NiMH 시스템은 사이클 수명을 만족시키는 대안으로 보여지나, 제작비용이 너무 높다.
브로넬(Brouoel)등의 미국 특허 제5344723호에서는, 바이플레이트(전도성 지지대/격리판)를 관통하는 입구를 구비함으로써 생성된 공통가스실을 갖춘 이극성전지가 기재되어 있다. 상기 입구는 구멍을 통한 전해질의 통과를 막기 위한 소수성(疏水性) 장벽을 구비한다. 비록 셀들간의 압력차이 문제점이 해결되었다 하더라도, 상기 전지의 단점은 여전히 남아있다. 각 바이플레이트의 선단 주위의 외부 밀봉부가 여전히 수밀(水密)하게 되어야 하는데, 이것은 해결하기가 매우 어렵다. 만약 외부 밀봉부가 수밀하지 않으면, 전극들 사이의 격리판 및 전극에 수용된 전해질이 한쪽 셀에서 다른쪽 셀로 이동한다.
본 출원인에게 양도되고 공개된 국제 특허 출원 WO 03/026042A1호에는, 상기 미국 특허 제5344723호에 설명된 해결책에 비해, 다른 해결책이 제안되었는바, 바이플레이트 입구 주위 대신에 전극주위에 소수성장벽이 위치되어 있다. 압력 릴리프밸브도 케이스 안에 너무 높은 압력이 생성되는 것을 막기 위하여 설치되었다. 그러나 이러한 구조의 이극성 전지를 제조하는게 오히려 더 비싸서, 적은 수의 구성요소를 가지고 덜 복잡한 공정단계를 이용하여 새로운 이극성 전지를 형성하는 것이 필요하게 되었다.
본 발명의 목적은 이극성 전지의 제조공정을 단순화시키는 가스킷을 제공하기 위한 것이다.
이 목적은 청구범위 제1항의 특징부로 이루어진다.
다른 목적은 제조하기 쉬운 이극성 전지를 제공하는 것이다.
이 목적은 청구범위 제13항의 특징부에 의해 이루어진다.
본 발명의 또 다른 목적은, 종래기술과 비교하여 단순하게 된 가스킷을 사용하여, 이극성 전지를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
이 목적은 청구범위 제30항의 특징부에 의해 이루어진다.
본 발명의 이점은 종래 전지에 비해, 가스킷이 소수성장벽과 기밀한 압력밀봉부로 작동하고 전지 안에 공통가스공간을 생성하는 수단을 제공하기 때문에, 더 많은 에너지가 전지에 저장된다. 이것은 공간을 좀 더욱 효율적으로 사용하는 것을 가능하게 하고, 종래 전지에 비해 더 큰 전극이 사용될 수 있다.
다른 장점은 본 발명이 종래 기술에 비해 비용과 조립면에서 부가적인 이득을 제공한다는 것이다.
본 발명의 다른 목적 및 장점은 이극성 전기화학전지와 바이플레이트 조립체에 관한 아래 상세한 설명으로부터 명확하게 될 것이다.
첨부된 도면에 도시된 다른 실시예는 축척이나 배율에 대한 것이 아니라 명확히 하기 위해 중요 형상을 과장되게 나타내었다.
도1은 본 발명에 따른 가스킷의 제1실시예를 나타낸 도면이다.
도2a와 도2b는 도1에 도시된 가스킷의 단면도이다.
도3은 본 발명에 따른 가스킷의 제2실시예를 나타낸 도면이다.
도4a와 도4b는 도3에 도시된 가스킷의 단면도이다.
도5는 본 발명에 따른 가스킷의 제3실시예를 나타낸 도면이다.
도6a와 도6b는 도5에 도시된 가스킷의 단면도이다.
도7은 본 발명에 따른 이극성 전지의 단면도이다.
도8은 조정가능한 단자 커넥터를 구비한 본 발명에 따른 전지의 사시도이다.
도9a-도9c는 공통가스공간을 구비한 이극성 전지를 진공으로 채우는 3개의 다른 장치를 나타낸 것이다.
도10은 본 발명에 따른 이극성 전지를 제조하는 제1흐름도이다.
도11은 본 발명에 따른 이극성 전지를 제조하는 제2흐름도이다.
도12는 전해질을 구비한 이극성 전지를 채우는 흐름도이다.
도13은 이극성 전지의 형성을 위한 흐름도이다.
도14는 압력릴리프밸브의 제1실시예를 도시한 이극성 전지의 부분단면도이다.
도15a는 압력릴리프밸브의 제2실시예의 확대단면도이다.
도15b는 도15a에 따라 조립된 압력릴리프밸브의 단면도이다.
도16은 압력릴리프밸브의 제3실시예의 단면도이다.
이극성 전지구조의 최대 장점은 간단함과 낮은 저항손실이다. 전지의 부품수가 비교적 적고, 끝판과 바이플레이트만을 구비하고 있고, 전극과 격리판, 전해질 및, 밀봉부재가 적절히 조립되어 있다. 바람직한 볼트의 전지는 원하는 수의 바이플레이트를 적층함으로써 구성된다. 각 바이플레이트가 전도성이고 전해질에 영향을 받지 않기 때문에 셀들 사이의 전기적 연결은 전지가 적층될 때 이루어진다.
각 끝의 단자에 의해, 전류는 평판에 직각으로 되는데, 이는 일정한 흐름과 전압 분배를 보장한다. 전류경로가 너무 짧아서 전압강하가 현저하게 감소한다.
이극성 전지는 상당히 무게와 부피가 감소하고, 구성품과 제조단계를 제거함에 따라 제조비용을 상당히 줄일 수 있게 된다.
이극성 전지의 주요문제는 이극성 전지 안의 셀들 사이에 신뢰성 있는 밀봉을 얻는다는 것이다. 이러한 문제점에 대한 다른 해결책이 공개된 국제특허출원 제WO 03/009413호와 제WO 03/026055호 및 제WO 03/026042호에서 제시되었고, 미국에서 비공개 계류중인 특허출원 제10/434167호와 동 제10/434168호에 기술되어 있는데, 이들은 본 출원인에게 모두 양도되었으며 여기에 참조로 인용되었다.
셀에 대한 밀봉은 모든 유형의 전지에 대해 매우 중요하고, 이극성 전지도 예외가 아니다. 각각의 셀들은 활성재료들(NiMH 전지에서는 각각 니켈 수산화물 양극과 금속수산화물 수소 저장 합금인 음극이 있다)과, 격리판 및 전해질을 가지고 있다. 격리판의 전해질은 전극사이의 이온전달을 필요로 하고, 격리판은 전류흐름의 전도에 대해 절연을 제공한다. 수명과 무게 및 부피가 최적화된 최상의 구조는 가스의 재결합을 요구한다.
전지는 충전할 때 항상 가스를 생성한다. 가스생성률은 완충(完充)에 가까워짐에 따라 올라가고, 완충될 때 최고에 달한다. 생성된 가스는 주로 산소와 수소이다.
NiMH와 Nicd와 같이 니켈에 기초한 이극성 전지에 대하여, 산소는 음극에서 활성재료와 비교적 빠르게 결합한다. 전지는 통상 셀들이 과충전되면 산소가 생성된 제1가스로 되게 되어있다. 이것은 두작용이 요구된다.
1)음의 활성재료를 일반적으로 30%까지 지나치게 많이 구성하여, 충전시 탄소를 생성하는 양극이 먼저 가스로 된다.
2)소모성 전해질 전지에서, 양극에서 음극으로 가스통과를 제공하되, 산소는 재결합된다. 가스의 통과는 전극의 구멍과 격리판을 통하는 전해질의 양을 조절함으로써 얻어진다. 전극의 모든 면은 이온의 이동을 위해 전해질의 얇은 층으로 덮여져야 하나, 이 층은 층을 통해 가스가 확산될 수 있게 충분히 얇아야 하며, 활성층과 격리판 전체에 걸쳐 가스가 통과할 수 있어야한다.
음극은 과충전되면 수소를 생성한다. 기화수소는 빠르게 재결합되지 않기때 문에, 압력은 셀안에서 강화되게된다. 산소 재결합은 충전되는 속도와 같은 속도로 음극을 효율적으로 방전시켜서 음극의 과충전을 방지한다.
이극성 구조의 균일한 전압분배와 결합된 활성재료의 표면적은 빠른 재결합을 향상시킨다.
분명하게 하기 위하여, 소모성 전해질 전지는, 전형적으로 차량용 납전지와 같은 침수식 전지와 반대로, 필수적으로는 축축하나 젖은 상태는 아니다.
이극성법은, 활성재료를 지나는 전압강하가 모든 영역에서 균일화되어서, 전체 전극이 동시에 완전히 충전되게 된다. 이것은 종래구조에서 주요 문제점을 제거하는데, 전극의 일부는 과충전되고 가스를 생성하며, 다른부분은 전극이 아직 완충되지 않게 된다.
보통 전지의 셀들은 셀의 적절한 성능을 위해 양쪽 전해질을 수용하고, 인접한 셀들 사이에 전해질 경로, 즉 계속적인 이온들의 전도성 경로를 방지하도록 밀봉된다. 셀들간의 전해질 경로의 존재는 경로저항(경로의 길이와 경로의 단면)에 의해 결정되는 속도로 전해질 연결셀들이 방전되게 한다. 이극성 전지의 밀봉은 전해질 경로가 매우 짧기 때문에 더 중요하다. 본 발명의 중요한 특징은 어떤 잠재적인 이온 전도성경로의 전도율을 최소화시키거나 제거하도록 일체로 된 전해질 방벽을 가지고 있는 가스킷을 사용한다는 것이다. 셀의 작동에 의해 발생되는 열량 또한 관심을 가져야 한다. 발생되는 열량에 따라서, 열을 받아들이지 않고 안전한 작동 온도를 유지할 수 있는 구조로 되어야 한다.
만약 전해질 경로가 셀들 사이에 증가한다면, 작은 셀들 사이의 누출은 주기 적인 전지의 완충으로 없어질 수 있다. 전지는 세트양만큼 낮은 속도로 과충전될수 있다. 느린 속도는 완전히 충전된 셀이 재결합이나 과충전으로 생기는 열을 방산하고 압력을 생성하지 않고서 가스를 재결합 시키게 한다. 작은 셀들 사이의 전기적인 누출경로를 가지는 셀들은 균형을 이루게 된다.
그 유용한 기능을 이루기 위해 전지는 완충될 필요는 없다. 전지는 반복적으로 지나치게 정해지고 지나치게 구성된다. 만약 작동이 50AH가 필요하다면, 요구량은 보통 적어도 10% 더 많이 지정된다. 전지가 수명동안 용량을 잃기 때문에, 새 전지의 용량은 기대되는 손실만큼 증가하고, 이러한 예에서 새로운 전지에 대해 70AH이 초래된다. 제조자는 제조공정에서 변화를 허용하는 75AH인 중간 설계목표를 가질 것이다. 이러한 과도한 구성의 대부분은 과충전에 의해 야기되는 수명 감소를 보상하게 된다.
새로운 이극성 전지의 필수적인 형태는 전지 안에 공통 가스공간이 형성된다는 것이다. 이극성 전지의 모든 셀에 대해 공통가스공간을 형성하는 수단은 예정된 모양을 가지는 가스킷을 구비한다. 가스킷은 아래에 나타난 바와 같이, 인접한 바이플레이트들 또는 바이플레이트와 끝판사이에 설치되어 있다. 가스킷은 압력하에서 바이플레이트에 의해 밀봉부를 형성하는 열가소성의 엘라스토머 성분으로 만들어진다. 하나 이상의 가스채널이 가스누출경로를 보장하도록 프레임에 성형되어 있다. 여러 가스킷이 서로 쌓일 때, 도7에 도시된 바와 같이, 이극성 전지의 셀들 사이의 압력차를 제거하는 공통가스공간이 생성된다.
도1은 본 발명에 따른 가스킷(10)의 제1실시예를 나타낸 것이다. 가스킷(10) 은 엘라스토머나 변형될 때 계속적인 밀봉부를 만드는 다른 재료와 같은 변형가능한 특성을 가지는 소수성물질로 제조되어 밀봉부로 작동할 수 있다. 바람직한 가스킷은 탄력있는 특성을 가지고 있고, 적합한 재료는 열가소성 엘라스토머이다. 열가소성 엘라스토머는 몇몇 제조사들로부터 얻어질 수 있는데, 예컨대 듀퐁 도우 엘라스토머의 인게이지(Engage) 8407, 지엘에스 코프의 다이나플렉스(Dynaflex) 지2780-001, 크라톤(Klaton) 폴리머스의 크라톤 지-7705가 있다. 가스킷은 바람직한 사이즈와 모양으로 사출성형된다.
가스킷(10)은 윗쪽 선단에 림(11)과, 반대쪽에 상응하는 오목부(12)를 구비하고 있다. 림(11)과 오목부(12)는 도7에 도시된 바와 같이 조립된 전지에서 서로 쌓일 때 가스킷의 정렬를 제공할 것이다. 또한 림은 가스킷에 대해 바이플레이트를 정렬시키도록 작용한다. 상기 가스킷은 관통구멍(13)과, 바이플레이트가 가스킷에 장착될 때 관통구멍(13)을 가스킷(10)의 내부공간에 연결하는 홈부(14)를 구비한다. 관통구멍(13)과 홈부(14)는 조립된전지의 인접한 셀들사이의 가스채널을 제공하고, 가스킷의 소수성은 전해질이 인접한 셀들사이의 이온전도경로를 만드는 것을 방지한다. 그러므로 가스킷은 장착될 때 네 가지 목적을 가진다.
1) 전해질이 이극성 전지의 인접한 셀들 사이에 이온의 전도경로(누출)를 생성하는 것을 막는다.
2) 이극성 전지 안에서 공통가스공간을 생성하도록 인접한 셀들 사이에 가스채널을 제공한다.
3) 이극성 전지의 셀에 대해 기밀한 외부가압밀봉부를 제공한다.
4) 바이플레이트들 사이와 바이플레이트와 끝판 사이의 전기적인 절연 지지구조물을 제공한다.
도2a는 도1의 A-A선을 따라 도시한 가스킷의 단면도이고, 도2b는 도1의 B-B선을 따라 도시한 가스킷의 단면도이다. 제2가스킷(10')의 존재는 도면에서 나타나 있는데, 전지에 안착될 때 어떻게 림(11)이 오목부에 수용되는지를 더 잘 보여준다.
바이플레이트(15)는 도1과 도2a, 및 도2b에 점선으로 도시되고, 조립된 이극성전지에서 바이플레이트(15)의 위치를 나타낸다. 바이플레이트는 공통가스공간을 제공하도록 관통구멍(13)의 입구를 막지 않아야 하나, 홈부(14)의 일부는 셀들 사이의 전해질 누출을 막기 위해 바이플레이트(15)에 의해 덮여져야 한다. 가스킷의 구멍과 정렬된 구멍이 있는 바이플레이트는 선택적으로 상기 명시된 목적을 이행하도록 이용될수 있다.
도3은 본 발명에 따른 가스킷(20)의 제2실시예의 부분도이다. 가스킷(20)은 전술된 바와 같이 림(11)과 상응한 오목부(12)를 구비한다. 가스킷은 2개의 작은 관통구멍(21)을 구비하고, 각각은 앞서 도1에 명시된 바와 같이 가스킷 내부 공간에 관통구멍(21)을 연결하는 홈부(22)를 가진다. 바이플레이트(15) 또한 조립된 이극성전지에서 바이플레이트(15)의 위치를 나타내는 점선으로 보인다. 바이플레이트가 전지를 조립하는 동안 잘못 정렬되는 것을 막기 위하여, 보스와 같은 안내수단(23)이 가스킷(20)에 구비된다. 상기 보스는, 각 셀의 바이플레이트 옆에 2개의 관통구멍 사이에 통로가 형성되도록 되는것이 바람직하다. 이 실시예에서 상기 보 스는 바이플레이트로부터 림까지 모든 방향으로 뻗어있는 것은 아니다.
도4a는 도3의 A-A선단면도이고, 도4b는 도3의 B-B선단면도이다. 제2가스킷(20')이 존재함으로써, 전지에 장착될 때 림(11)이 오목부(12)에 어떻게 수용되는지 더 잘 보여준다.
도5는 본 발명에 따른 가스킷(30)의 제3실시예의 부분도이다. 가스킷(30)은 상기 명시한 바와 같이, 림(11)과 이에 상응한 오목부(12)부를 구비한다. 가스킷은 5개의 작은 전체구멍(31)을 구비하고, 각각은 앞서 도1에서 나타난 바와 같이 가스킷의 안쪽 공간으로 관통구멍(31)을 연결하는 홈부(32)를 가지고 있다. 바이플레이트(15)는 또한 조립된 이극성 전지에서 바이플레이트(15)의 위치를 나타내도록 점선으로 보여진다. 바이플레이트가 전지의 조립 중에 잘못 위치되는 것을 막기 위하여, 보스와 같은 다수의 안내수단(33)이 가스킷(30)에 구비되어 있다. 상기 보스는 각각 셀의 바이플레이트 옆에서 5개의 관통구멍 사이에 통로가 형성되도록 되어있다. 이러한 실시예에서, 보스들은 바이플레이트의 두께보다 더 얇다.
도6a는 도5의 A-A선단면도이고, 도6b는 도5의 B-B선단면도이다. 제2가스킷(30')이 존재함으로써, 전지에 장착될 때 림(11)이 오목부(12)에 어떻게 수용되는지 잘 보여준다.
더욱 우수하게 안착되고 끝판들과 우수하게 밀봉되도록 끝판들과 접촉하는 가스킷의 구조를 변경하는 것이 바람직하고 반드시 요구된다. 끝판은 바이플레이트와 다른 사이즈를 가지고 있어서 가스킷은 다른 사이즈로 맞춰질 필요가 있다.
도7은 5개의 셀을 가지는 이극성 전지(40)의 단면도이다. 전지는 음의 끝 판(41)과 양의 끝판(44)을 가지고 있으며, 각각은 음극(43)과 양극(44)을 가지고 있다. 4개의 바이플레이트 조립체는 바이플레이트(15)와 음극(43) 및 양극(44)을 구비하고서, 2개의 끝전극 사이에서 샌드위치되는 구조로 서로의 윗부분에 쌓여있다. 격리판(45)은 셀을 이루는 각각의 인접한 음극이나 양극사이에 설치되어 있고, 이 격리판(45)은 전해질을 수용하며 소정비율의 가스가 통과하게 되는데, 약 5%가 소모성 전해질 전지에서 가스통과의 일반적인 값이다.
도1에 명시된 바와 같이, 가스킷(10)은 인접한 바이플레이트들 사이나, 바이플레이트와 끝판 사이에 구비되어 있다. 화살표(46)로 도면에 도시된 바와 같이, 가스는 하나의 셀에서 다른셀로 흘러서 모든 셀은 가스킷의 가스통과에 의해 공통가스공간을 공유하게 된다. 만약 셀의 전극이 다른것보다 먼저 가스가 나오기 시작하면, 이 압력은 전체 공통가스공간에 걸쳐 분배될 것이다. 가스는 한쪽 셀부터 홈부(14)를 통하여 제1가스킷의 관통구멍(13)을 지나 제2가스킷의 홈부(14)로, 그리고 제2셀로 들어가게 된다.
만약 공통가스공간 안의 압력이 예정된 값을 초과한다면, 압력릴리프밸브(47)가 열리어 대기와 공통가스공간을 연결하게 된다. 압력릴리프밸브(47)는 끝판중의 하나를 통해 배치되어 있고, 이 예에서는 음극 끝판(41)에 있고, 관통공급관(48)을 구비한다. 다른 실시예에서, 관통공급관(48)은 끝판(41)에 일체로 형성되어 있다. 압력릴리프밸브와 관통공급관의 바람직한 실시예는 도14, 도15a, 도15b,도16에 나타나있다.
부가적으로, 압력센서(도시되지 않을)는 전지의 셀 내의 실제압력을 측정하 기위해 끝판 중의 하나를 통해 장착되어 있다. 케이스(49)는 절연재료로 만들어지나, 당연히 전도성재료로 만들어진다. 각각의 프레임은 절연재료로 만들어지고 각각의 바이플레이트(15)와 전도성 케이스 사이에 전기적인 절연을 보장하도록 되어있다. 가스킷(10)은, 바이플레이트와 양의 끝판(42)이 제조되는 동안 위치되고 화살표(51)에 의해 나타난 압력을 가함으로써 작동 동안 유지되는 곳에 홈(50)을 구비하고 있다. 홈(50)은 가스킷의 오목부(12)와 림(11)이 연통할 때 만들어진 두개의 가스킷 사이의 공간이다.
압력은 나사와 같은 조임수단(53)에 의해 케이스(49)에 뚜껑(52)을 고정함으로써 유지되고, 각각의 셀이 예정된 폭을 갖도록 하는데, 이 폭은 가스킷(10)의 압축된 높이와 대략 같다.
또한, 뚜껑(52)은 몇몇 다른 표준수단들에 의해 적소에 고정되는데, 상기 수단으로는 클림핑(crimping), 억지끼워맞춤, 에폭시, 열밀봉이나 용제를 포함하며, 전지케이스의 구조와 전지용도에 따라 달라진다.
가스킷 자체가 전지에 대해 기밀한 가압밀봉부를 제공하기 때문에, 가스킷(10)의 바깥부분과 케이스(49)의 안쪽표면 사이에 공간이 있을수 있다. 뚜껑(52)을 가진 케이스(49)는 가스킷과 바이플레이트 사이와 양극과 음극의 끝판들 사이에 기밀한 외부가압밀봉부를 만들기 위해 필요한 압력을 만드는 실질적인 해결방안을 제공한다.
릴리프밸브와 압력센서는 당해분야의 숙련자들이 쉽게 이용할 수 있으므로 더 상세히 설명하지 않겠다.
각각의 끝판은 단자 커넥터를 구비하고 있다. 단자 커넥터는 압력끼워맞춤에 의헤 케이스(49)에 고정되는 단자 관통공급관(54)을 구비한다. 각각의 단자 관통공급관(54)은, 우수한 전기적 연결을 이루기 위하여 납땜, 접착, 용접등에 의해 각각의 끝판(41,42)에 부착되어 있다. 단자 관통공급관은 이 실시예에서는 암나사산을 구비하고 있다. 나사(55)는 전지에 단자 커넥터를 부착하기 위해 사용된다.
도7이 전지의 하부에 있는 음의 끝판(41)을 가지고 있는 이극성 전지를 도시하고 있지만, 이 형상은 전지의 구조에 필수요소는 아니다. 전지의 음극과 양극의 단자위치는 전지에서 모든 음극과 양극의 위치를 바꿈으로써 서로 바꿔질 수 있다. 전지의 기능은 여전히 동일하다.
도8은 조정가능한 단자 커넥터(60)를 구비한 본 발명에 따른 전지(40)의 사시도이다. 단자 커넥터(60)는 나사(55)를 이용하여, 단자 관통공급관(54)을 거쳐 전지의 각 끝판에 부착되어 있다. 각각의 단자 커넥터는 전지의 짧은 쪽이나 전지의 긴쪽을 향해 있다. "P(양의 단자)"라고 표시되어 있는 단자 커넥터는 전지의 짧은 쪽을 향해 있고, 단자 커넥터는 이 단자 커넥터가 나사(55)에 의해 단자 관통공급관에 고정될 때 단자커넥터(60)의 먼쪽 끝(61)이 전지의 케이스(49)에 있는 홈부(62)에 끼워지게 구부러져 있다. 그리하여 단자커넥터는 케이스에 고정되게 된다.
"N(음의 단자)"라고 표시되어 있는 제2단자커넥터는 전지의 긴쪽을 향해 있고, 마찬가지로 케이스(49)에 고정되어 있다. 각각의 단자 커넥터는 화살표(63)에 표시된 바와 같이 다른 위치로 회전할 수 있다.
게다가, 단자 커넥터가 점선(64)으로 나타난 바와 같이, 케이스에서 함몰부가 있어서 단자커넥터가 케이스에 파묻힐 수 있어서 단자 커넥터를 단락시킬 위험없이 전지를 밀접하게 쌓게 할수 있다. 단자 커넥터는 또한 절연재료를 구비하고 있는데, 예컨대 양의 단자 커넥터는 붉은색이고 음의 단자 커넥터는 검은색이다. 케이스 양쪽의 홈부(62)의 위치는 적당히 떨어져 있어, 버스 바 커넥터의 사용을 유용하게 한다.
도9a부터 도9c까지는 이극성 전지를 진공으로 채우는 3개의 다른 장치를 나타낸다. 보통, NiMH전지는 전지가 조립되는 동안 채워지고, 이는 당연히 이런 유형의 전지로 실행되나, 전해질을 다쓴 전지에 넣기 위한 진공 채움기술을 사용할 수 있다.
도9a는 제1채움장치(70)를 나타내는데, 이극성 전지(40)는 전해질(예컨대, 6M KOH)의 비이커(72)와 함께 진공챔버(71)안에 위치된다. 바람직하게 유연한 튜브(73)는 압력릴리프밸브(47)의 관통공급관(48)에 부착되어 있다. 진공파이프(74)는 진공챔버(71)에 연결되어 있고 두개의 부분으로 나눠지며. 제1부분은 진공펌프(P)및 제1밸브(V1)를 구비하고 있고 제2부분은 제2밸브(V2)를 구비하고 있다.
전지를 진공으로 채우는 단계은 다음의 단계로 이루어진다.
1)밸브(V1)를 열고, 펌프(P)가 진공챔버(71)안의 공기를 비운다. 전지(40)안의 공기는 튜브(73)를 통해 배출되는데 전해질에서 방울로 보일 수 있다.
2)바람직한 진공 압력이 진공챔버(71)안에 형성될 때 밸브를 닫는다.
3)밸브(V2)를 열어 주위공기흐름을 챔버 안으로 흐르게 하여 진공챔버(71)내 의 압력을 증가시킨다. 챔버내 증가된 압력은 전지(40)로 전해질을 밀어넣어 천천히 격리판과 전지의 빈공간을 전해질로 채우게 된다. 전해질은 모세관힘을 사용하여 전지에 흡입된다.
도9b는 전해질(예컨대, 6M KOH)의 비이커(72)와 함께 이극성 전지(40)가 진공챔버(71)안에 위치된 이극성 전지(40)의 제2채움장치(80)를 나타낸다. 적당히 유연성있는 튜브(73)가 압력릴리프밸브(47)의 관통공급관(48)에 부착되어 있다. 공통가스공간에 있는 제2입구(81)는 전지의 케이스에 구비되어 있다. 상기 입구는 전해질이 전지로 들어간 다음 압력 센서를 설치하기 위해 사용될 수 있다. 진공파이프(74)는 진공챔버(71)에 연결되어 있고, 밸브(V1)는 진공펌프(P)와 연결되어 구비되어 있다.
공기는 밸브(V1)가 열리고 진공펌프(P)가 진공챔버(71)안의 압력을 줄일 때 입구(81)를 통해 전지(40)로부터 배출된다. 공기가 전지로부터 배출될 때, 전해질은 비이커(72)로부터 나와, 튜브(73)를 통하여, 그리고 압력릴리프밸브(47)의 관통공급관(40)을 통해 유입된다. 밸브(V1)는 충분한 전해질이 전지로 들어갈 때 닫힌다. 진공챔버(71)는 통기되고, 현재 전해질로 채워져있는 전지는 분리될 수 있다.
도9c는 진공챔버를 포함하지않는 제3채움장치(90)를 나타낸다. 몇개의 전지(40)의 압력릴리프밸브(47)의 관통공급관(48)은 공통다기관(91)과 연결되어 있다. 다기관(91)은 제1밸브(V1)와 연결되어 있는데, 이것은 진공펌프(P)와 연결되어 있다. 튜브(92:또는 파이프)는 전해질로 채워져 있는 용기(93)에 담겨있다. 튜브(92)는 제2밸브(V2)를 통해 다기관에 연결되어 있다. 장치는 다음의 방법으로 작 동한다. 펌프는 밸브(V1)가 열릴 때 모든 전지(40) 안의 공기를 배출한다. 밸브(V1)는 충분히 낮은 압력이 얻어질 때 닫힌다. 그 후 밸브(V2)는 열리고 전해질은 다기관을 통해 모든 전지(40)로 분배된다. 전해질은 모세관힘을 사용하며 각각의 전지로 분배된다.
이극성 전지를 제조하는 공정이 도10, 도11, 도12, 도13에 나타나있다.
도10에서 나타난 제1흐름도는 도7에 나타난 바와 같이, 이극성 전지를 제조하는 단계를 나타낸 것이고, 드라이 전지와 같이 전해질이 없는 전지를 만드는 단계까지 나타낸다. 이 흐름은 단계(101)에서 시작되고 단계(102,103)로 계속된다. 단계(102)에서 압력릴리프밸브(47)를 위한 관통공급관(48)은 제1끝판(41)에 조립되고, 단계(103)에서 단자 관통공급관(54)이 비전도성 케이스(49)에 조립된다.
압력릴리프밸브의 관통공급관(48)과 조립된 제1끝판(41)은 단계(104)에서 단자 관통공급관(54)이 구비되어 있는 케이스(49)에 장착된다. 단자 관통공급관(54)은 단계(105)에서 전술된 방법을 이용하여 제1끝판(41)에 부착된다.
그 후 전지의 셀(M)의 바람직한 숫자는 단계(106)에서 결정되고, 카운터는 0으로, k=0으로 설정된다. 단계(107)에서, 카운터는 1씩 증가, k=k+1이고, 흐름은 단계(108)로 이어지며 여기서 셀 "k"가 결합되는데, 즉 도1에서 도6까지 앞서 설명된 것과 같이, 가스킷(10,20,30)이 끝판(41)의 선단근처의 케이스(49)에 장착되고, 제1전극(43)은 제1끝판(41)의 가스킷 윗부분에 위치된 후, 하나 이상의 격리판(45)이 제1전극(43)의 윗부분에 설치되며 제2전극(44)은 가스킷안의 격리판 윗부분에 설치된다. 가스킷은 선택적으로 케이스(49)안에 전극과 격리판이 장착된 후에 장착 될 수 있다.
상기 흐름은 단계(109)에서 계속되고, 선택된 수(M)의 셀이 제조된 후 결정이 이루어진다. 만약 답이 "아니오"라고 나오면, 흐름은 바이플레이트가 가스킷의 윗부분에 장착되는 단계(110)를 지나 단계(111)로 되돌아간다. 흐름은 선택된 수의 셀이 만들어질 때까지 단계(108)와 단계(109)를 계속 반복한다.
k=M이 될때, 케이스(49)의 뚜껑(52)이 단자 관통공급관(54)을 구비하고 제2끝판(42)이 뚜껑(52)과 조립되는 단계(112)로 계속된다. 그 후 관통공급관(54)은 단계(113)에서 전술된 방법을 이용하여 제2끝판(42)에 부착된다.
단계(114)에서 뚜껑(52)은 케이스(59)에 장착되고 단계(115)에서 압력은 앞서 도7에서 설명한 방향(51)으로 뚜껑(52)에 가해진다. 드라이 이극성 전지가 단계(116)에서 끝난다.
전지의 셀의 적당한 숫자를 만들기 위해 각각 윗부분에 전지 구성요소가 쌓이는 과정은 수많은 다른 방법으로 이행된다. 예를 들면, 바이플레이트 조립체가 구비되고, 각각은 바이플레이트의 제1부분에 부착되는 제1전극과 바이플레이트의 제2부분에 부착되는 제2전극을 구비하고 있는데, 제1부분은 제2부분과 반대쪽이고, 격리판재료가 도10에 나타난 바이플레이트 대신에 피드백 루프에 추가된다. 각 셀의 재료가 미리 제조되고, 각각의 셀이 전지의 조립단계중에 쌓이는 것 또한 가능하다.
도11은 도10의 단계(116)에서 얻어진 드라이 전지로부터의 기능전지를 제조하는 단계를 나타낸 흐름도이다. 상기 흐름은 단계(116)에서 시작되고 전지가 전해 질로 채워지는 단계(117)로 지속된다. 채움공정은 도12에 더 자세히 설명된다.
그 후 형성단계는 단계(118)에서 수행되고 전지의 일반작동이 시작된다. 이러한 형성단계는 도13에서 좀더 자세히 설명된다.
형성이 끝나면, 뚜껑(52)은 단계(119)에서 케이스(49)에 고정되고, 이전에 뚜껑에 가해진 압력이 해제된다. 처음에 압력을 해제시키고 그 후 케이스에 뚜껑을 압축하여, 케이스(49)에 뚜껑(52)을 고정한 후에 압력을 해체시킬수도 있다. 또, 드라이 전지 조립단계에서 단계(115)와 (116)사이에서 뚜껑을 고정시킨다.
압력릴리프밸브의 조립은 단계(120)에서 끝나고, 완성된 전지는 전지가 운반을 준비하는 단계(122)전에 단계(121)에서 선택적으로 순환한다.
그러나 단계(108)에서 각각의 셀을 조립하는 동안 전해질로 전지를 채우는것이 가능하나, 제조의 관점에서는 도12에서 나타난 채움공정을 실행하는것이 훨씬 더 간단하다.
단계(117)에서, 전지를 채우는 단계는, 단계(130)와 같이 전지(40)의 입구(48)에, 예컨대 압력릴리프밸브(47)의 관통공급관(48)에 전해질 저장통(72;93)을 부착하는 단계를 포함한다.
그후에, 전지의 공기는 단계(131)에서 배출되는 진공챔버(71)에 전지를 넣음으로써 직접 또는 간접적으로 전지로부터 배출된다. 공기용 출구(81)가 있을수 있지만, 전해질용 입구(48)가 배출공정동안 공기출구로 사용될 수 있다.
전해질은 도9a부터 도9c에 보여지는 것과 같이 공기가 전지로부터 빠져나간후나 장치구성에 의한 배출동안 단계(132)에서 전지(40)로 유입된다. 전해질은 모 세관힘을 이용하여 전지(40)안에 있는 격리판(45) 안으로 분배된다.
전해질로 채워진 전지는 단계(133)에서 얻어진다.
단계(118)에서 전지의 형성단계는 2단계로 이루어지는데, 제1단계는 "습한"상태에서 전지의 충전되고 방전되는 사이클이다. 습한 상태는 전지의 입구(48)에 액체공급부를 부착함으로써, 단계(140)에서 제공된다. 액체는 물이거나 전해질이다.
그 후 단계(141)에서 적어도 충전/방전의 사이클"n"이 수행된다.
제2단계는 단계(142)에서 입구(48)로부터 액체공급부를 제거함으로써 다소 "건조한" 상태에서 수행된 후에, 단계(143)에서 과잉 전해질로부터 전지(40)를 건조시키는 충전/방전의 예정된 횟수를 수행하게 된다.
그리하여 소모성 전지가 생성되는 것이다.
그러나, 전지를 채우기 전에 뚜껑를 고정시킬 수 있다. 형성은 형성단계중간에 선택적인 제2채움에 의해 이루어지고, 전기적인 사이클 동안 전지에 계속적으로 액체를 공급할 필요는 없다.
전해질로 전지를 채울 때, 전해질은 격리판과 다공성 전극으로 이동하고, 일부 양이 가스킷 외부의 주위 체적부로 이동되어서, 각각의 전지의 셀은 전해질로 채워지게 된다.
도14는 도7에 도시된 전지와 비슷한 이극성 전지(149)의 부분단면도이다. 도7에 도시된 부품과 동일한 참조부호를 갖는다. 끝판(41)에 가까운 전지의 셀의 일부가 나타나 있고 끝판(41)과 바이플레이트(15)사이에 설치된 끝가스킷(150)은 이 전에 설명된 가스킷과 유사한 방식으로 되어있되, 압력릴리프밸브(156)의 일부인 유연한 관통공급관(151)이 끝가스킷(150)과 일체로 된 것만 상이하다.
끝판(41)은 유연성있는 관통공급관(151)의 바깥치수보다 더 작은 입구(152)를 구비하고, 유연한 관통공급관(151)이 입구(152)로 들어갈 때 유연한 관통공급관(151)의 베이스와 끝판 사이의 밀봉부를 제공하고 있다. 케이스(49)는 유연한 관통공급관(151)의 바깥치수보다 더 큰 입구(153)를 구비하고, 이것은 조립된 압력릴리프밸브(156)의 적절한 기능을 보존하는데 필요하다.
이극성 전지의 공통가스공간과 대기환경을 연결하는 채널(154)은 유연한 관통공급관 내부에 있고, 채널(154)의 단면치수보다 더 큰 단면치수를 가지는 핀(155)이 채널로 들어갈 때, 공통가스공간은 대기환경으로부터 밀봉되게 된다. 스타와셔(157)과 같은 리테이너는 채널(154)에서 핀(155)를 고정하는데에 사용되어야 한다.
핀(155)의 단면치수와 통로(154)의 단면치수 사이의 비율은 특정압력에서 열리는 압력릴리프밸브를 생성하도록 선택된다. 압력릴리프밸브는, 공통가스공간안의 압력이 케이스(49)의 입구(153)와 유연성있는 관통공급관 사이의 허용 공간으로 빗나가도록 유연성있는 관통공급관(151)의 벽에 힘을 가함에 따라 선택된 시작점을 넘어설 때 열린다. 틈새는 채널(154)과 핀(155)의 안쪽 사이에 만들어진다. 패널과 핀의 적절한 치수를 선택함으로써 5psi부터 100psi까지의 범위의 압력에서 작동하는 압력릴리프밸브를 만들수 있어서, 밸브가 열리는 바람직한 압력이 되는 것이다.
도15a와 도15b는 압력릴리프밸브(160)의 제2실시예의 부분단면도를 보여주 고, 도15a는 확대도이며 도15b는 같은 압력릴리프밸브(160)의 조립도이다.
끝판(41)은 원형입구를 구비하고 있고, 가스킷(67)과 일체로 된 유연성있는 관통공급관(151)이 삽입된다. O-링과 같은 밀봉부(161)는 케이스(49)와 끝판(41) 사이, 그리고 끝판(41)과 이극성 전지의 내부 사이에 개선된 밀봉부를 제공하도록 유연성있는 관통공급관주위에 설치되어, 압력릴리프밸부가 개방된 경우에 케이스와 끝판 사이 영역으로 전해질이 흘러들어가는 것을 방지한다. 홈(162)은 밀봉부(161)를 지지하도록 케이스(49)의 입구(163) 주위에 케이스(49)를 구비하되, 입구(163)는 상기 설명한 바와 같이 유연성있는 관통공급관(151)의 외부보다 더 크다. 적어도2개의 유연성있는 연장부(165)를 구비하는 핀(164)은 유연성있는 관통공급관(151)의 채널(154)로 들어가도록 되어 있으며, 유연성있는 연장부(165)는 도15b에 보여지는 것처럼, 림(166)의 모양인 리테이너에 대해, 장착될 때 핀(164)을 지지하도록 되어있다.
화살표(168)는 이극성 전지안의 압력이 너무 높고 압력릴리프밸브가 열릴 때 유연성있는 관통공급관이 어떻게 구부려져가는지 보여주고 있다.
도16은 조립된 압력릴리프밸브(170)의 제3실시예를 보여주고 있다. 케이스(49)는 도15a와 도15b에서 보여지는 것과 같은 비슷한 모양의 입구를 구비하고, 밀봉부(161)가 홈(162)에 배치되어 있다. 끝판(41)은 이 예에서 선단(171)이 있는 입구를 구비하고 있다. 상기 입구는 먼저 끝판을 통한 입구를 뚫은 후 입구의 바람직한 삼차원형상을 만드는 선단을 당김으로써 이루어진다. 유연성이 있는 관통공급관(172)의 모양은 전지의 안쪽과 케이스(49) 사이의 좋은 밀봉특성을 제공하는 끝 판(41)의 입구의 형상을 따르게 되어 있다. 유연성이 있는 관통공급관(172)안의 채널(54)은 핀(164)을 지지하도록 되어있고, 연장부(165)는 림(166)에 대한 작동 동안 핀을 지지하도록 되어있다.
압력릴리프밸브는 이극성 전지안에 구비된 끝가스킷과 일체로 될 수 있으나, 어떠한 유형의 전지에서는 압력릴리프밸브를 별도로 구비할 수 있다.
핀의 단면치수와 채널의 안쪽 단면치수 사이의 비율과 함께 압력릴리프밸브의 유연성있는 관통공급관을 제조하는데 사용되도록 선택된 재료의 유형은 조립된 압력릴리프밸브의 압력시작점에 영향을 끼친다.
비록 본 명세서는 단지 NiMH이극성 전지만을 설명하나, 같은 기술이 니켈 카드뮴 이극성 전지나 니켈 징크 이극성 전지와 같은 니켈을 기초로 하는 이극성 전지를 생산하더라도 똑같이 적용될 수 있다.
다음의 청구항에 명시된 가스킷이 NiMH이극성 전지에 사용되는 것에 제한되지 않고서, 소모성 전해질 구성을 가지는 이극성 전지도 포함해야 한다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 이극성 전지의 제조공정을 단순화시키고, 제조하기 쉬운 이극성 전지를 제공하게 된다.

Claims (41)

  1. 소모성 전해질 이극성 전지에 사용되고서, 전지에 장착될 때 인접한 셀들 사이에 전해질 경로의 생성을 방지하는 소수성(疏水性) 물질로 만들어지며, 이극성 전지에 장착될 때 바이플레이트(15)를 적어도 부분적으로 둘러싸도록 된 프레임과, 가스킷을 통해 가스가 통과할 수 있게 하는 수단(13,14;21,22;31,32)을 구비하는 가스킷(10;20;30;150)에 있어서,
    이 가스킷은 이극성 전지에 장착될 때 바이플레이트에 밀봉부를 제공하도록 가변성질을 가진 재료로 만들어져서, 전지의 기밀한 외부가압밀봉부가 얻어지는 것을 특징으로 하는 가스킷.
  2. 제1항에 있어서, 상기 가스킷을 통해 가스가 통과할 수 있게 하는 수단은, 전지에 장착될 때 인접한 셀들을 서로 연결하는 적어도 하나의 채널을 구비하는 가스킷.
  3. 제2항에 있어서, 상기 각 채널은 가스킷의 구멍(13;21;31)을 구비하며, 이 구멍은 전지에 장착될 때 각 셀에서 기밀한 외부가압밀봉부의 내부와 연통하는 가스킷.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가스킷에는 이극성 전지를 조립하는 동안 바이플레이트(15)의 위치를 제어하는 안내수단(11;23;33)이 구비되는 가스킷.
  5. 제4항에 있어서, 상기 안내수단은 적어도 하나의 보스를 구비하는 가스킷.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 안내수단은 가스킷의 림(11)을 구비하는 가스킷.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가스가 통과할 수 있게 하는 수단은, 프레임의 먼 쪽 끝에 설치되는 가스킷.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가스킷(150)은 전지에 장착될 때 압력릴리프밸브(156;160;170)의 일부로서 유연성 있는 관통공급관(151;172)을 구비하는 가스킷.
  9. 제8항에 있어서, 상기 유연성 있는 관통공급관(151;172)은 장착된 전지 내 가스공간과 대기환경을 연결하는 채널을 갖추는 가스킷.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가변성질을 가진 재료는 탄성이 있는 가스킷.
  11. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 재료는 열가소성 엘라스토머인 가스킷.
  12. 제11항에 있어서, 상기 가스킷은 사출성형공정으로 만들어지는 가스킷.
  13. 케이스(49)와, 음의 전극(43)과 접촉하는 음의 끝판(41), 양의 전극(44)과 접촉하는 양의 끝판(42), 상기 음의 끝판(41)과 양의 끝판(42) 사이에 샌드위치되어 배치된 적어도 한 세트의 음의 전극(43)과 바이플레이트(15) 및 양의 전극(44), 전지 셀을 형성하는 양의 전극(44)과 음의 전극(43) 사이에 배치되고서 전해질을 구비한 적어도 하나의 격리판(45)을 구비하는, 적어도 2개의 전기화학적 셀을 갖춘 소모성 전해질 이극성 전지(40;149)에 있어서,
    프레임의 형상으로 되고서 소수성 물질로 만들어진 가스킷(10;20;30;150)이 바이플레이트들(15) 사이 또는 바이플레이트(15)와 끝판(41,42) 사이에 설치되어서, 한쪽 셀로부터 다른쪽 셀로의 전해질 경로를 방지하며,
    상기 가스킷(10;20;30;150)은 각 바이플레이트(15)와 각 끝판(41,42)에 밀봉부를 제공하도록 가변성질을 가진 재료로 만들어져서, 전지의 기밀한 외부가압밀봉부가 케이스(49) 내에 얻어지고,
    상기 가스킷은 추가로 이 가스킷을 통해 인접한 셀들 사이에서 가스가 통과할 수 있게 하는 수단(13,14;21,22;31,32)을 구비하여서, 전지의 모든 셀들을 위한 공통의 가스공간을 형성하는 것을 특징으로 하는 소모성 전해질 이극성 전지.
  14. 제13항에 있어서, 상기 가스킷을 통해 가스가 통과할 수 있게 하는 수단은, 인접한 셀들을 서로 연결하는 적어도 하나의 채널을 구비하는 전지.
  15. 제14항에 있어서, 상기 각 채널은 가스킷의 구멍(13;21;31)을 구비하며, 이 구멍은 각 셀에서 기밀한 외부가압밀봉부의 내부와 연통하는 전지.
  16. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가스킷에는 이극성 전지를 조립하는 동안 바이플레이트(15)의 위치를 제어하는 안내수단(11;23;33)이 구비되는 전지.
  17. 제16항에 있어서, 상기 안내수단은 적어도 하나의 보스를 구비하는 전지.
  18. 제16항 또는 제17항에 있어서, 상기 안내수단은 가스킷의 림(11)을 구비하는 전지.
  19. 제13항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가스가 통과할 수 있게 하는 수단은, 프레임의 먼 쪽 끝에 설치되는 전지.
  20. 제13항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 압력릴리프밸브(156;160;170)가 적어도 하나의 끝판(41)을 통해 구비되고, 상기 케이스(49)는 이 케이스(49)를 관통하는 입구(153;163)의 크기보다 작은 크기를 가진 유연성 있는 관통공급관(151;172)을 구비하며, 핀(155,164)은 이 관통공급관의 채널의 크기보다 큰 크기를 갖는 전지.
  21. 제20항에 있어서, 상기 유연성 있는 관통공급관(151;172)은 끝판(41)에 인접하게 배치된 가스킷과 일체로 형성된 전지.
  22. 제20항 또는 제21항에 있어서, 상기 핀(155;164)은 작동 동안 리테이너(157;166)에 의해 적소에 보유지지되는 전지.
  23. 제22항에 있어서, 상기 리테이너는 스타와셔(star washer:157)인 전지.
  24. 제22항에 있어서, 상기 핀(164)은 적어도 하나의 연장부(165)를 구비하고, 상기 리테이너는 림(166)과 같은 형상인 전지.
  25. 제20항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밀봉부(161)는 케이스(49)의 입구(163) 주위에 구비되는 전지.
  26. 제13항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가변성질을 가진 재료는 탄성이 있는 전지.
  27. 제13항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 재료는 열가소성 엘라스토머인 전지.
  28. 제27항에 있어서, 상기 가스킷은 사출성형공정으로 만들어지는 전지.
  29. 제13항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전지는 NiMH, NiCd, NiZn 그룹 중 어느 하나인 전지.
  30. 케이스 내에서 양의 끝판과 음의 끝판 사이에 원하는 수의 전지 셀을 구성하도록 양의 전극과, 격리판, 음의 전극 및, 바이플레이트를 제공하는 단계와;
    양의 끝판에 양의 접근점을 제공하고, 음의 끝판에 음의 접근점을 제공하는 단계;
    전지 내에 공통가스공간을 형성하도록 바이플레이트들 또는 바이플레이트와 끝판 사이에 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 가스킷을 제공하는 단계;
    전지의 외부로부터 공통가스공간으로 통로를 제공하는 단계;
    전지에 데헤 기밀한 외부가압밀봉부를 제공하고 인접한 셀들 사이에 전해질 경로의 형성을 방지하도록, 양의 끝판과 음의 끝판 사이에 배치된 모든 가스킷을 압축하는 단계 및;
    전해질로 격리판을 채우는 단계;를 포함하는, 소모성 전해질 이극성 전지의 제조방법.
  31. 제30항에 있어서, 상기 격리판이 채워진 후 형성단계를 추가로 포함하되, 이 형성은 적어도 2개의 충전 및 방전사이클을 포함하는 소모성 전해질 이극성 전지의 제조방법.
  32. 제31항에 있어서, 상기 형성단계는, 상기 통로에 부착된 액체공급부에 의해 전지를 충전 및 방전하는 단계와;
    전지로부터 과잉 액체를 제거하도록 상기 통로에 부착된 액체공급부 없이 전지를 충전 및 방전하는 단계;를 포함하는 소모성 전해질 이극성 전지의 제조방법.
  33. 제32항에 있어서, 상기 액체는 물 또는 전해질에서 선택되는 소모성 전해질 이극성 전지의 제조방법.
  34. 제30항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전해질로 격리판을 채우는 단계는, 공통가스공간으로의 통로에 전해질 저장통을 부착하는 단계와;
    공통가스공간으로부터 공기를 배출시키는 단계;
    공통가스공간에 전해질을 채우는 단계 및;
    공통가스공간으로부터 각 셀로 전해질을 전달하는 단계;를 포함하는 소모성 전해질 이극성 전지의 제조방법.
  35. 제34항에 있어서, 상기 공기는 전해질이 공통가스공간에 채워지기 전에 통로를 통해 공통가스공간으로부터 배출되는 소모성 전해질 이극성 전지의 제조방법.
  36. 제34항에 있어서, 상기 공통가스공간 내의 공기는 통로로부터 분리된 입구를 이용하여 배출되어서, 전해질이 이 배출 동안 공통가스공간으로 사출되는 소모성 전해질 이극성 전지의 제조방법.
  37. 제13항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전지는 양의 끝판과 음의 끝판에 각각 접촉하는 양의 단자커넥터와 음의 단자커넥터를 구비하는 소모성 전해질 이극성 전지의 제조방법.
  38. 제37항에 있어서, 상기 단자커넥터는 케이스에 적절히 배치되는 소모성 전해질 이극성 전지의 제조방법.
  39. 제38항에 있어서, 각 단자커넥터의 제1끝은 각 끝판에 부착되게 설치되고, 상기 제1끝으로부터 먼 쪽의 제2끝은 전지의 케이스에 고정되게 설치되는 소모성 전해질 이극성 전지의 제조방법.
  40. 제39항에 있어서, 각 단자커넥터는 관통공급관을 거쳐 각 끝판에 부착되되, 케이스에 고정되는 소모성 전해질 이극성 전지의 제조방법.
  41. 제39항에 있어서, 각 단자커넥터의 제2끝은 구부려져 있고, 케이스에 배치된 하나 이상의 홈 중 하나에 구부려진 부분을 삽입함으로써 케이스에 고정되는 소모성 전해질 이극성 전지의 제조방법.
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