KR20120007508A - 갈바니 전지용 전극 스택 - Google Patents

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KR20120007508A
KR20120007508A KR1020117024346A KR20117024346A KR20120007508A KR 20120007508 A KR20120007508 A KR 20120007508A KR 1020117024346 A KR1020117024346 A KR 1020117024346A KR 20117024346 A KR20117024346 A KR 20117024346A KR 20120007508 A KR20120007508 A KR 20120007508A
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안드레아스 굿체
팀 섀퍼
퀸터 아이힝거
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리-텍 배터리 게엠베하
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Abstract

본 발명에 따른 전극 스택은 적어도 하나의 양극, 적어도 하나의 음극, 및 전해질을 갖는 적어도 하나의 분리막을 포함한다. 양극, 음극, 및 분리막은 각각 플레이트형으로 형성된다. 분리막의 표면은 양극 및/또는 음극의 표면과 최소한 같은 크기로 된다. 전극 스택의 플레이트형 요소들은 고정 수단에 의해 적어도 부분적으로 서로 연결된다.

Description

갈바니 전지용 전극 스택{ELECTRODE STACK FOR A GALVANIC CELL}
본 발명은 전극 스택의 층들이 플레이트형 요소들로서 각각 형성되는 갈바니 전지용 전극 스택에 관한 것이다.
그 실제 충전 용량이 제작 후에 이미 계산상의 충전 용량을 밑도는 갈바니 전지들이 선행 기술로부터 공지되어 있다. 작동 동안 그 충전 용량이 감소하는 갈바니 전지들도 또한 공지되어 있다.
DE 199 43 961 A1로부터, 분리막이 양극 및 음극보다 더 넓은 면적을 갖는 서두에 언급된 타입의 평판형 전지가 공지되어 있다. 그러한 공지의 평판형 전지는 양극 또는 음극이 도입되는 하우징부들을 구비한다. 전지를 완성하기 위해, 하우징부들은 폐쇄 재료에 의해 서로 연결된다.
CH 69 47 15 A5는 양극, 음극, 및 분리막이 상이한 길이들을 갖되, 분리막이 가장 긴 부품으로서 형성되는 평판형 리튬 전지에 관한 것이다. 양극과 음극을 수납하는 하우징부들은 분리막의 연장부 및 해당 절연 재료에 의해 서로 연결되어 폐쇄된 하우징이 형성되게 된다.
본 발명의 과제는 전극 스택 또는 그에 속한 갈바니 전지의 작동 동안에도 계산상의 충전 용량이 거의 그대로 유지되는 갈바니 전지용 전극 스택을 제공하는 것이다.
그러한 과제는 본 발명에 따라 독립 청구항들의 사상들에 의해 해결된다. 청구항 8은 과제의 해결을 위한 전극 스택의 제조 방법을 기재하고 있다. 청구항 14는 본 발명에 따른 전극 스택을 구비한 갈바니 전지의 제조 방법을 기재하고 있다.
본 발명에 따른 전극 스택은 양극, 음극, 및 전해질을 갖는 분리막을 포함한다. 양극, 음극, 및 분리막은 각각 플레이트형으로 형성된다. 분리막의 표면은 양극 및/또는 음극의 표면과 최소한 같은 크기로 된다. 전극 스택의 플레이트형 요소들은 고정 수단에 의해 적어도 부분적으로 서로 연결된다.
본 발명의 의미에서, 갈바니 전지란 화학 에너지의 저장 및 전기 에너지의 방출의 역할까지 하는 장치를 의미한다. 그를 위해, 본 발명에 따른 갈바니 전지는 적어도 하나의 전극 스택을 구비한다. 갈바니 전지는 충전 동안 전기 에너지를 수용하도록 형성될 수도 있다. 그 경우, 2차 전지 또는 축전지라고 말하기도 한다.
본 발명의 의미에서, 전극 스택이란 갈바니 전지의 어셈블리로서 화학 에너지의 저장 및 전기 에너지의 방출의 역할까지 하는 장치를 의미한다. 그를 위해, 전극 스택은 적어도 2개의 전극들인 양극과 음극 및 적어도 부분적으로 전해질을 흡수하고 있는 분리막의 다수의 플레이트형 요소들을 구비한다. 음극, 분리막, 및 양극은 포개어지거나 적층되는 것이 바람직한데, 분리막은 적어도 부분적으로 음극과 양극 사이에 배치된다. 그러한 순서의 음극, 분리막, 및 양극은 전극 스택 내에서 임의의 빈도로 반복될 수 있다. 플레이트형 요소들은 전극 코일로 감기는 것이 바람직하다. 이하에서는 전극 코일에 대해서도 "전극 스택"이란 개념을 사용하기로 한다. 전기 에너지의 방출 전에, 저장된 화학 에너지가 전기 에너지로 변환된다. 충전 동안에는, 전극 스택 또는 갈바니 전지에 공급되는 전기 에너지가 화학 에너지로 변환되어 저장된다. 전극 스택은 다수의 전극 쌍들 및 분리막들을 구비하는 것이 바람직하다. 특히, 수 개의 전극들이 전기적으로 연결되는 것이 매우 바람직하다.
본 발명의 의미에서, 음극이란 충전 동안 플러스로 하전된 이온들이 간극(interstice)들을 통해 쌓이는 장치를 의미한다. 음극은 얇은 벽으로 형성되는 것이 바람직하고, 금속 포일로서 형성되는 것이 매우 바람직하다. 음극은 대략 직사각형으로 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 의미에서, 양극이란 방전 동안 또는 전기 에너지의 방출 동안 전자들 및 플러스로 하전된 이온들까지도 수용하는 장치를 의미한다. 양극은 얇은 벽으로 형성되는 것이 바람직하고, 특히 금속 포일로서 형성되는 것이 매우 바람직하다. 양극의 형태는 전극 스택의 음극의 형태와 대략 일치하는 것이 바람직하다. 양극은 음극 또는 전해질과의 전기화학적 상호 작용에도 제공된다.
본 발명의 의미에서, 분리막이란 음극과 양극을 분리하고 이격시키는 장치를 의미한다. 분리막은 적어도 부분적으로 전해질을 수용하기도 한다. 분리막은 얇은 벽으로 형성되는 것이 바람직하고, 중합체 포일로서 형성되는 것이 매우 바람직하다. 분리막의 형태는 전극 스택의 음극의 형태와 대략 일치하는 것이 바람직하다. 분리막은 전기 전도성이 없는 섬유들로 이뤄진 부직포로써 형성되는 것이 바람직한데, 그러한 부직포는 적어도 하나의 측면에서 무기 재료로 코팅된다. EP 1017 476 B1은 그러한 분리막과 그 제조 방법을 개시하고 있다. 전술한 특성들을 갖는 분리막은 현재 독일의 Evonik AG사에 의해 "Separion"이란 이름으로 시판되고 있다.
본 발명의 의미에서, 고정 수단이란 전극 스택의 적어도 2개의 플레이트형 요소들을 특히 마찰 연결 및/또는 재질 연결 방식으로 서로 연결하는 장치를 의미한다. 고정 수단은 전극 스택의 2개의 플레이트형 요소들의 상대 이동, 특히 적어도 하나의 플레이트형 요소의 원하지 않는 변위를 저지하는 역할도 한다. 전극 스택의 2개보다 많은 플레이트형 요소들이 각각 서로 연결되는 것이 바람직하다. 전극 스택의 전체의 플레이트형 요소들이 연결되는 것이 매우 바람직하다. 바람직하게는 접착제, 접착 테이프, 납땜 연결, 또는 용접 연결도 고정 수단으로서의 역할을 한다.
작동 중에, 진동 또는 가속으로 인해 전극 스택의 적어도 하나의 플레이트형 요소의 원하지 않는 변위가 발생할 수 있다. 전극 스택을 하우징 또는 외장 덮개에 끼워 넣은 경우라도 적어도 하나의 플레이트형 요소의 원하지 않는 변위가 이미 발생하였을 수 있다. 전극이 전극 스택 내에서 그에 제공된 지점에 위치하지 않으면, 전극 스택의 다른 플레이트형 요소와의 화학적 상호 작용도 줄어들고, 특히 에너지의 변환 또는 저장이 저하된다. 그로 인해, 전극 스택의 실제 충전 용량이 줄어들게 되는 것이다. 전극 스택의 플레이트형 요소들을 연결하거나 고정함으로써, 개별 플레이트형 요소들의 원하지 않는 변위가 줄어든다. 전극 스택의 화학적 활성 영역이 에너지의 변환 또는 저장에 제공되게 된다. 가장 작은 표면을 갖는 플레이트형 요소의 화학적 활성 영역은 완전히 전극 스택 내에 놓인다. 그리하여 해결하고자 하는 과제가 해결되게 된다.
이하, 본 발명의 바람직한 부가의 구성들에 관해 설명하기로 한다.
분리막의 길이 및/또는 폭은 전극들, 즉 음극 및/또는 양극의 대응 길이 및/또는 폭보다 큰 것이 바람직하다. 플레이트형 요소들을 전극 스택으로 통합하거나 적층하면, 분리막이 부분적으로 및 국부적으로 전극들을 넘어 돌출하게 된다. 플레이트형 요소들은 전극들의 각각의 경계 모서리들 또는 에지들을 넘어 밖으로 돌출하도록 그 크기가 설정되어 통합되는 것이 바람직하다. 그리하여 전극들의 에지들을 따라 혹시 있을 수 있는 에너지 손실까지도 줄어들게 된다.
음극과 양극은 상이한 크기의 표면들을 갖는 것이 바람직하다. 경제적인 고려로, 전극들은 합동으로 동일하게 형성된다. 그러나 그것은 전극 스택의 정확한 통합 또는 적층을 필요로 한다. 전극이 조금이라도 이동하거나 전극들의 에지들이 평행하지 않게 배치되는 것으로도 이미 전극의 영역이 에너지의 변환/저장에 이용될 수 없는 결과를 초래할 수 있다. 그래서 전극 스택의 실제 충전 용량이 줄어들게 된다. 그러나 하나의 전극이 더 크게 형성되면, 전극이 그 미리 정해진 길이로부터 벗어나는 제한된 범위 내의 편차는 더 작은 전극이 더 큰 전극의 화학적 활성 영역과 대향하지 않게 되는 결과를 낳지 않는다. 청구되는 바의 크기 설정은 바람직하게도 전극 스택의 부정확한 통합을 어느 정도 용인하게 된다.
분리막은 적어도 부분적으로 전극을 넘어, 특히 더 큰 전극을 넘어 밖으로 돌출하는 것이 바람직하다. 분리막은 0.01 내지 10㎜, 매우 바람직하게는 1 내지 3㎜ 정도 전극을 넘어, 특히 더 큰 전극을 넘어 밖으로 돌출하는 것이 바람직하다. 그리하여 전극들의 에지들을 따라 혹시 있을 수 있는 에너지 손실이 줄어들게 된다.
양극과 음극은 전기 전도성 재료를 포함하는 적어도 하나의 도체 플래그를 각각 구비하는 것이 바람직하다. 도체 플래그는 전극을 접촉시키는 역할도 한다. 도체 플래그는 전극과 전기 전도되게 연결되는 것이 바람직하다. 도체 플래그는 전극에 일체로 몰딩되는 것이 바람직하다. 음극과 양극의 도체 플래그들은 합동으로 동일한 것이 바람직하다. 전극 스택의 전극들은 적어도 2개의 도체 플래그들의 각각의 에지 또는 각각의 경계 모서리가 평행하게 연장되도록 배치되는 것이 바람직하다. 2개의 전극들의 적어도 하나씩의 도체 플래그가 서로 전기 전도되게 연결되는 것이, 특히 납땜 또는 용접에 의해 연결되는 것이 바람직하다. 전극 스택이 다수의 음극들과 양극들을 구비하는 경우, 전기 연결은 상이한 전극들의 다수의 도체 플래그들의 적어도 하나의 전기 전도 연결에 의해 직렬 연결 및/또는 병렬 연결로서 이뤄지는 것이 바람직하다.
전극 스택의 플레이트형 요소들의 연결은 접착 연결로서 형성되는 것이 바람직하다. 특히, 접착제는 적어도 하나의 접착 스트립으로서 존재한다. 이때, 적어도 하나의 접착 스트립은 제조 시에는 물론 나중의 작동 시에도 플레이트형 요소들을 고정한다. 접착 스트립에서는 접착제가 캐리어 상에 배치되는데, 캐리어는 특히 연결되는 플레이트형 요소들에 영구적으로 잔존하여 힘까지 전달한다. 캐리어는 PET 또는 폴리아미드를 포함하고, 전해질에 대해 내성을 갖는 것이 바람직하다. 접착제로서는 아크릴레이트 접착제 또는 실리콘 접착제를 사용하는 것이 바람직하다. 적어도 하나의 접착 스트립은 하나 이상의 플레이트형 요소의 적어도 하나의 바깥쪽 에지에 배치되는 것이 바람직하다. 적어도 하나의 접착 스트립은 전극 스택의 둘레를 적어도 부분적으로 둘러 또는 전체의 전극 스택의 둘레를 둘러 연장되는 것이 바람직하다. 적어도 하나의 접착 스트립은 전극 스택의 적어도 하나의 코너에 배치되는 것이 바람직하다. 적어도 하나의 접착 스트립은 플레이트형 요소들을 둘러싸서 전극 스택을 안정화시키는 프레임의 구성 요소인 것이 바람직하다. 그래서 바람직하게도 프레임에 추가하여 접착 스트립을 따로 제작 및 부착할 필요가 없게 된다. 접착제는 플레이트형 요소들 사이에서 특히 플레이트형 요소들의 코너들에 적어도 하나의 접착 포인트(adhesive point)로서 배치되는 것이 바람직하다. 접착 포인트는 간단하고, 정해진 지점에 잘 부착될 수 있으며, 전극 스택의 요소들의 적정한 고정도 제공한다. 플레이트형 요소들은 특히 전극 스택의 코너들에 있는 다수의 접착 포인트들과 연결되는 것이 바람직하다. 플레이트형 요소들 사이에 또는 플레이트형 요소의 적어도 하나의 에지를 따라 적어도 하나의 접착 비드(adhesive bead)가 형성되는 것이 바람직하다. 다수의 플레이트형 요소들이 그 경계 모서리들을 따라 다수의 접착 비드들과 연결되는 것이 매우 바람직하다. 그러한 접착 비드들은 전극 스택의 개별 플레이트형 요소들의 어레이를 서로 안정화시킬 뿐만 아니라, 바람직하게도 전극들의 경계 모서리들에서의 에너지 손실을 감소시키기 위한 부가의 절연체로서 작용하기도 한다.
갈바니 전지는 전술한 타입의 전극 스택, 전극 스택의 외장 덮개 또는 팩, 및 전극들과의 전기 접속 단자들 또는 집전체 도체들을 구비하는 것이 바람직하다. 외장 덮개는 전극 스택을 주위 환경으로부터 격리하고, 전해질의 유출을 방지한다. 전극 스택의 플레이트형 요소들을 서로 고정함으로써, 그러한 전극 스택이 갈바니 전지의 대량 생산에 매우 적합하게 된다. 전극 스택의 플레이트형 요소들의 상호 고정된 위치는 갈바니 전지의 추후의 작동 동안에도 계속해서 유지되게 된다.
본 발명에 따르면, 전극 스택은 후술하는 바와 같이 제조된다. 전극 스택은 플레이트형 요소로서 각각 형성되는 적어도 하나의 양극, 음극, 및 분리막을 구비한다. 그 플레이형 요소들을 재단하되, 분리막이 재단 후에 양극과 음극보다 더 큰 표면을 갖도록 재단한다. 재단된 플레이트형 요소들을 상하로 포개거나 적층한다. 적층 후에, 전극 스택의 플레이트형 요소들을 서로에 대해 또는 상호 연결한다.
그러한 방식으로 전극 스택의 플레이트형 요소들을 재단하고, 연이어 그 플레이트형 요소들을 적층하며, 적층 후에 고정함으로써, 바람직하게 간단한 처리에 의해 계산상의 충전 용량의 최적의 활용뿐만 아니라 작동 중의 전극 스택의 내구성까지 보장하는 간단하고도 신뢰성 있는 방법이 제공되게 된다.
전극 스택은 그 플레이트형 요소들이 적층 시에 적어도 하나의 위치 설정 보조 수단에 의해, 특히 적어도 하나의 몰드 또는 프레임에 의해 위치되도록 제조되는 것이 바람직하다. 위치 설정 보조 수단은 분리막이 사방으로 접촉 전극들의 에지들을 넘어 연장되도록 분리막을 음극과 양극 사이에 배치하는 역할도 한다. 음극과 양극이 상이한 크기의 표면들을 갖는 경우, 위치 설정 보조 수단은 작은 크기의 전극을 큰 크기의 전극의 에지들 내에 배치하는 역할도 한다. 위치 설정 보조 수단은 플레이트형 요소의 적어도 하나의 경계 모서리 각각에 대한 적어도 하나의 스토퍼를 구비하는 것이 바람직하다. 위치 설정 보조 수단은 제작 장치의 일부로서 플레이트형 요소들의 자동적인 위치 설정을 수행하도록 제공되는 것이 바람직하다.
그 전극들이 적어도 하나의 도체 플래그를 각각 구비하는 전극 스택은 양극 및/또는 음극의 적어도 하나씩의 도체 플래그가 그 위치 설정에 이용되도록 제조되는 것이 바람직하다. 이때, 특히 도체 플래그의 경계 모서리들이 평행하게 정렬된다. 전극 스택의 제조 시에, 특히 플레이트형 요소들의 적층 시에, 위치 설정 보조 수단이 도체 플래그와 연동하는 것이 바람직하다. 특히, 위치 설정 보조 수단은 도체 플래그의 적어도 하나의 경계 모서리 각각에 대한 적어도 하나의 스토퍼를 구비한다.
그 전극들이 적어도 하나의 도체 플래그를 각각 구비하는 전극 스택은 위치 설정 후에 적어도 2개의 도체 플래그들이 서로 연결되도록 제조되는 것이 바람직하다. 그러한 연결은 납땜 또는 용접에 의해 수행되는 것이 바람직하다. 전극들 또는 그 도체 플래그들의 배치 여하에 따라, 연결 시에 전극들을 병렬 연결 및/또는 직렬 연결로 연결할 수 있다. 소위 "집전체 도체"를 적어도 2개의 도체 플래그들에 함께 연결한다. 그러한 집전체 도체는 소비 장치로의 또는 소비 장치로부터의 통전의 역할을 한다.
전극 스택은 적어도 2개의 플레이트형 요소들이 적어도 하나의 접착 스트립과 연결되도록 제조되는 것이 바람직하다. 적어도 하나의 접착 스트립에 의해 다수의 플레이트형 요소들을 연결하는 것이 바람직하다. 적어도 2개의 플레이트형 요소들의 적어도 하나씩의 경계 모서리를 따라 적어도 부분적으로 적어도 하나의 접착 스트립을 부착하는 것이 바람직하다. 적어도 2개의 플레이트형 요소들의 적어도 한씩의 코너에 접착 스트립을 부착하는 것이 바람직하다. 전극 스택의 둘레에 적어도 하나의 접착 스트립을 부착하는 것이 바람직하다.
전극 스택은 적어도 2개의 플레이트형 요소들의 연결을 위한 적어도 하나의 접착 스트립이 부착되도록 제조되는 것이 바람직하다. 2개의 플레이트형 요소들 사이에 적어도 하나의 접착 포인트를 부착하는 것이 바람직하다. 적어도 2개의 플레이트형 요소들의 각각의 경계 모서리에 접착 포인트를 부착하는 것이 바람직하다. 2개의 플레이트형 요소들 사이에 적어도 하나의 접착 비드를 부착하는 것이 바람직하다. 적어도 2개의 플레이트형 요소들의 각각의 경계 모서리를 따라 부분적으로 적어도 하나의 접착 비드를 부착하는 것이 바람직하다.
적층 전에, 전극 스택의 플레이트형 요소들에 고정 수단을 부착하는 것이 바람직하다. 그럼으로써, 전극 스택이 완성 전에 이미 고정되고, 그에 따라 그렇지 않다면 경우에 따라 필요로 하였을 전극 스택의 플레이트형 요소들의 정향이 불필요하게 된다. 그 경우, 고정 수단을 다시 접착 스트립 또는 접착 포인트로 할 수 있으나, 접착제 재료를 반드시 전해질에 대해 내성이 있는 것으로 할 필요는 없는데, 왜냐하면 그 고정 수단은 단지 제조 단계들에서만 유지되었다가 그 다음에 적층 후 및 대량 생산 시의 고정 수단으로 대체되기 때문이다. 전극 스택의 플레이트형 요소들의 적층 전에 사용되는 고정 수단으로서는 바람직하게는 즉시 경화되는 액체 접착제 또는 가열 용융 접착제(hot-melt adhesive)를 선택할 수 있다. 접착제로서는 아크릴레이트 접착제 또는 EVA 개질 PE 용융 접착제를 고려할 수 있다.
갈바니 전지는 전술한 방식으로 제조된 전극 스택을 팩으로 옮기도록 제조되는 것이 바람직한데, 제조 시에 전극 스택을 예비 고정하는 것이 전극 스택을 팩에 끼워 넣을 때에는 물론 추후에 팩에서 작동할 때에도 유리하게 작용하게 된다. 팩은 특히 복합체 포일 또는 굽힘 강성이 있는 하우징일 수 있다. 팩은 전극 스택을 주위 환경으로부터 분리하고, 전해질의 유출을 방지하기도 한다.
이하, 본 발명의 실시예들을 첨부 도면들에 의거하여 더욱 상세히 설명하기로 한다. 첨부 도면들 중에서,
도 1은 전극 스택의 플레이트형 요소들의 크기 관계를 개략적으로 나타낸 도면이고;
도 2는 전극 스택의 에지들에 접착 스트립들이 배치되는 본 발명의 실시예를 나타낸 도면이며;
도 3은 전극 스택의 단부의 둘레에 완전히 둘러 접착 스트립이 놓이는 본 발명의 실시예를 나타낸 도면이고;
도 4는 전극 스택의 플레이트형 요소들의 코너들에 접착 포인트들이 마련되는 본 발명의 실시예를 나타낸 도면이며;
도 5는 전극 스택의 양 길이 방향 에지들에 접착 비드들이 배치되는 본 발명의 실시예를 나타낸 도면이고;
도 6은 적층 동안 플레이트형 요소들의 고정을 위해 플레이트형 요소들에 접착 면들이 배치되는 본 발명의 실시예를 나타낸 도면이다.
도 1에 따르면, 전극 스택(2)은 음극(4), 분리막(6), 및 양극(8)을 구비한다. 음극의 길이(LA)는 그 폭(BA)보다 크다. 분리막(6)은 길이(LS)와 폭(BS)을 갖는데, 본 실시예에서 분리막의 길이(LS)는 음극(4)의 길이(LA)보다 크다. 분리막(6)의 폭(BS)도 역시 음극(4)의 폭(BA)보다 크다. 또한, 양극(8)의 길이(LK)는 양극의 폭(BK)보다 크다. 양극(8)의 길이와 폭은 분리막(6)의 길이와 폭보다 각각 작다.
음극(4)이 양극(8)과 같은 크기일 수 있거나, 양 전극들 중의 하나가 다른 하나보다 클 수 있다. 플레이트형 요소들의 길이들이 동일한 크기인 경우, 적어도 폭의 크기들은 분리막(6)이 음극(4) 및/또는 양극(8)보다 크도록, 특히 그 표면이 더 크도록 설정되어야 한다. 반대로, 플레이트형 요소들의 폭이 동일한 크기인 경우, 분리막(6)의 길이(LS)가 음극(4) 또는 양극(8)의 길이(LA 또는 LK)보다 커야 한다.
도 2는 측방 접착 스트립들(10, 12)에 의해 서로 연결되는 음극(4), 분리막(6), 및 양극(8)으로 구성된 전극 스택을 개략적으로 도시하고 있다. 그러나 접착 스트립들은 전극 스택의 전체 길이를 따라 연장될 수도 있다. 그러나 접착 스트립들(10, 12)은 플레이트형 요소들의 해당 치수 크기들이 전술한 방식대로 상이하게 되는 전극 스택의 측면 또는 측면들에 배치되어야 한다.
도 3은 접착 스트립(14)이 전극 스택(2)의 단부에서 그 음극(4), 분리막(6), 및 양극(8)의 둘레를 둘러 놓이는 본 발명의 실시예를 도시하고 있다.
도 4는 전극 스택(2)의 플레이트형 요소들을 서로 고정하기 위해 전극 스택(2)의 코너들에 각각 접착 포인트들(16, 18, 20, 22)이 마련되는 본 발명의 실시예를 도시하고 있다.
도 5는 전극 스택(2)의 플레이트형 요소들을 서로 연결하여 안정화시키기 위해 음극(4), 분리막(6), 및 양극(8)의 길이 방향 측면들에 각각 접착 비드들(24, 26, 28, 30)이 부착되는 본 발명의 실시예를 도시하고 있다.
도 6은 조립 전에 음극(4), 분리막(6), 및 양극(8)이 서로 떼어져 있는 상태의 도면을 도시하고 있다. 음극(4)의 코너들에는 접착층들(32, 34)이 마련되고, 양극(8)의 코너들에는 접착층들(36, 38)이 마련되는데, 그 접착층들(32, 34, 36, 38)은 플레이트형 요소들의 상호 적층 시에 분리막(6)의 표면과의 연결을 각각 이루는 동시에 거의 납작하게 눌려진다. 접착층들(32, 24 또는 36, 38)은 전극 스택(2)의 몇몇 지점들, 예컨대 코너들 또는 측방 에지들에 점 모양으로 연장되거나 좀더 긴 구간에 걸쳐 연장될 수 있다.
접착층들(32, 34 또는 36, 38)은 적층 동안 전극 스택의 플레이형 요소들을 적어도 일시적으로 고정하는 역할을 한다. 그러한 접착층들(32, 34 또는 36, 38)이 전해질에 대해 내성이 없는 재료로 이뤄진 경우, 그들은 적층 후에 다시 용해될 수 있는데, 왜냐하면 나중에 그들이 접착 스트립들, 접착 포인트들, 또는 접착 비드들에 의한 고정으로 대체되어 전극 스택의 플레이트형 요소들의 고정이 계속해서 유지되기 때문이다.

Claims (15)

  1. 적어도 하나의 양극(8),
    적어도 하나의 음극(4), 및
    전해질을 갖는 적어도 하나의 분리막(6)을 포함하되,
    양극(8), 음극(4), 및 분리막(6)은 각각 플레이트형으로 형성되고,
    분리막(6)은 양극(8) 및/또는 음극(4)보다 큰 표면을 가지며,
    전극 스택(2)의 플레이트형 요소들은 고정 수단에 의해 적어도 부분적으로 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 전극 스택.
  2. 제 1 항에 있어서, 대략 직사각형의 플레이트형 요소들을 구비하고, 분리막(6)의 적어도 하나의 치수 크기, 특히 그 길이 및/또는 그 폭은 양극(8) 및/또는 음극(4)의 해당 치수 크기보다 큰 것을 특징으로 하는 전극 스택.
  3. 선행 항들 중의 어느 한 항에 있어서, 음극(4)의 적어도 하나의 치수 크기, 특히 그 길이 및/또는 그 폭은 양극(8)의 해당 치수 크기와 동일하지 않은 것을 특징으로 하는 전극 스택.
  4. 선행 항들 중의 어느 한 항에 있어서, 분리막(6)의 적어도 하나의 치수 크기, 특히 그 길이 및/또는 그 폭은 양극(8) 및/또는 음극(4)의 해당 치수 크기보다 0.01 내지 10㎜, 바람직하게는 1 내지 3㎜ 정도 큰 것을 특징으로 하는 전극 스택.
  5. 선행 항들 중의 어느 한 항에 있어서, 양극(8)과 음극(4)에는 적어도 하나의 도체 플래그(4a, 8a)가 부속되고, 도체 플래그들, 특히 동일한 극성의 전극들의 도체 플래그들은 특히 고정 수단에 의해 연결되도록 마련되는 것을 특징으로 하는 전극 스택.
  6. 선행 항들 중의 어느 한 항에 있어서, 전극 스택의 플레이트형 요소들의 연결은 접착 연결로서 형성되는 것을 특징으로 하는 전극 스택.
  7. 선행 항들 중의 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 전극 스택(2), 전극 스택(2)을 적어도 부분적으로 둘러싸는 외장 덮개, 및 전극들(4, 8)에 부속되고 적어도 부분적으로 외장 덮개로부터 밖으로 연장되는 2개의 전기 접속 단자들을 구비하는 것을 특징으로 하는 갈바니 전지.
  8. 제 1 항 내지 제 6 항 중의 어느 한 항에 있어서, 분리막은 전기 전도성이 없는 섬유들로 이뤄진 부직포로써 형성되되, 부직포는 적어도 하나의 측면에서 무기 재료로 코팅되는 것을 특징으로 하는 전극 스택.
  9. 플레이트형 요소들로 각각 형성되는 적어도 하나의 양극(8), 적어도 하나의 음극(4), 및 적어도 하나의 분리막(6)을 포함하는 전극 스택(2)을 제조하는 방법으로서,
    플레이트형 요소들(4, 6, 8)을 재단하여 적층하고,
    양극(8) 및/또는 음극(4)보다 큰 표면을 갖는 분리막(6)을 재단하며,
    적층 후에 전극 스택(2)의 플레이트형 요소들(4, 6, 8)을 서로 연결하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  10. 제 8 항에 있어서, 적층 시에 전극 스택(2)의 플레이트형 요소들(4, 6, 8)을 적어도 하나의 위치 설정 보조 수단을 이용하여 위치시키는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 적어도 하나의 양극(8)과 적어도 하나의 음극(4)을 적어도 하나의 도체 플래그(4a, 8a)와 각각 전기 전도되게 연결하고, 적층 시에 전극 스택(2)의 플레이트형 요소들(4, 6, 8)을 특히 양극(8) 및/또는 음극(4)의 도체 플래그들(4a, 8a)에 의해 위치시키는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  12. 제 9 항 내지 제 11 항 중의 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 양극(8)과 적어도 하나의 음극(4)을 적어도 하나의 도체 플래그(4a, 8a)와 각각 전기 전도되게 연결하고, 적어도 2개의 도체 플래그들(4a, 8a)을 특히 용접에 의해 서로 전기 전도되게 연결하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  13. 제 9 항 내지 제 12 항 중의 어느 한 항에 있어서, 플레이트형 요소들(4, 6, 8)의 적어도 하나의 바깥쪽 에지에, 플레이트형 요소들(4, 6, 8)의 적어도 하나의 코너에, 및/또는 전극 스택(2)의 둘레에 적어도 하나의 접착 스트립을 부착하되, 접착제로서 특히 아크릴레이트 접착제 또는 실리콘 접착제를 사용하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  14. 제 9 항 내지 제 13 항 중의 어느 한 항에 있어서, 특히 적층 전에 플레이트형 요소들(4, 6, 8) 사이에 및/또는 2개의 인접 플레이트형 요소들(4, 6, 8)의 적어도 하나씩의 에지에 적어도 하나의 접착 포인트를 부착하되, 접착제로서 특히 아크릴레이트 접착제 또는 EVA 개질 PE 용융 접착제를 사용하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  15. 제 9 항 내지 제 14 항 중의 어느 한 항에 따라 제조된 전극 스택을 팩으로 옮기는 것을 특징으로 하는 갈바니 전지의 제조 방법.
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