JPH06502741A - エネルギー格納装置の改善 - Google Patents

エネルギー格納装置の改善

Info

Publication number
JPH06502741A
JPH06502741A JP5505145A JP50514593A JPH06502741A JP H06502741 A JPH06502741 A JP H06502741A JP 5505145 A JP5505145 A JP 5505145A JP 50514593 A JP50514593 A JP 50514593A JP H06502741 A JPH06502741 A JP H06502741A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
electrode assembly
assembly
busbar
tab
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5505145A
Other languages
English (en)
Inventor
ハワード ウィリアム ジー.
ケルム ロジャー ダブリュ.
トルゲルソン ナサン
Original Assignee
メドトロニック インコーポレーテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by メドトロニック インコーポレーテッド filed Critical メドトロニック インコーポレーテッド
Publication of JPH06502741A publication Critical patent/JPH06502741A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002Details
    • H01G4/228Terminals
    • H01G4/232Terminals electrically connecting two or more layers of a stacked or rolled capacitor
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/26Folded capacitors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04Construction or manufacture in general
    • H01M10/0431Cells with wound or folded electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531Electrode connections inside a battery casing
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/533Electrode connections inside a battery casing characterised by the shape of the leads or tabs
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 エネルギー格納装置の改善 発明の背景 この発明は、コンデンサーやバッテリー、例えば電解コンデンサー、セラミック コンデンサー、金属層コンデンサー、スーパーコンデンサー、二重層コンデンサ ー、水溶性もしくは非水性の一次もしくは二次バッテリーのようなエネルギー格 納装置に関する。また特に、高電流パルスを供給するための固体正極と液体有機 電解質を有するリチウムバッテリーに関する。
本発明の改善された電極アセンブリは、さまざまに改善された作用のために、い ろいろなエネルギー格納装置に用いることができる。しかしながら電気的除細動 /細動除去器のような皮下埋設可能な医療装置の最近の進歩は、複雑な設計のペ ースメーカーへのような装置に動力を供給するためのバッテリーの必要性につな がっている。皮下埋設可能なバッテリーでは、高電流パルス供給及び開路電圧の 急速回復能力が、重要な性能になっている。種々の新規な医療装置は、高容量、 低自己放電及び良好なパルス化挙動を伴う電力源を要求する。この発明は、この ような必要性に特に有用である。
発明の開示 電気的に作動する医療装置用の皮下埋設可能な電力源として使用するために、高 い信頼度の電気化学的電池とし得る改善された電極アセンブリを提供することが 、本発明の主な目的である。
この目的を達成するために本発明は、 1 セル構造を簡単にし、 2 低抵抗導線と比較的短い電気的導線経路によって接続する電極アレイを備え 、 3、多重電極セルに必要とされる肩接部の数を最小限にし、4 連続の導線回路 網を備えることによってセルの信頼度を改善し、5、セル容量を能率的に利用す る電極アセンブリ備え、6、を源容器の形に順応するように形成された形状の電 極アセンブリを備え、7、それが特性可変セルを有する電極のための予め定めら れた形状構造に順応することができる単純な構成を備える。
その最も単純な形態において、本発明は、長(伸び、交互配置された電極アセン ブリを構成するために折り畳んだ一体化された固体導電体あるいはそれぞれ一体 化された電極電流コレクタータブを有するバスストリップからなる。様々な電極 配置と電極アセンブリが本発明の基本的概念を利用することによって考えられる 。そして図面の簡単な説明を熟慮することによっていっそうよく本発明を理解す ることができる。しかしながら本発明は、活性負極と結合させたときに有用な電 圧及び/又は電流を供給する能力がある正極対を利用したバッテリーの電気化学 的セルへの広い一般的応用を有する。また、電荷を蓄える能力を持つコンデンサ ーへの広い一般的応用をも有する。
図面の簡単な説明 図1は、本発明に係る電極アセンブリの部分的に組み立てられた状態の斜視図で ある。
図2が、図1で示されたものの完成した電極アセンブリの斜視図である。
図3が、閉止カバーによってシールするために予めバッテリー容器に挿入された 図2のアセンブリの分解斜視図である。
図4は、図1ないし3のセルの構造とアセンブリを示すもので、他の構造でも使 用できる折り畳み一体負極部分の斜視図である。
図5は、正極の折り畳みとアセンブリ構造の他の例を示す斜視図である。
図6は、さらに他の正極の折り畳みとアセンブリ構造を示す斜視図である。
図7は、折り畳みと組み立て作業の開始前の図5に示した正極の平面図である。
図8は、折り畳みと組み立て作業の開始前の図6に示した正極の平面図である。
図9は、図5に示した正極に使用する他の負極構成の部分的平面図である。
図10は、図5に示した正極と共に使用する他の負極構成の平面図である。
図11は、同様な構造のバッテリー容器に嵌めるために形成した他の予め定めら れた正極構造を示す平面図である。
図12は、ともに本発明に係る他の電極構成を有する組み立ての過程で折り畳ま れた負極及び正極の斜視図である。
図13は、図12の負極と正極を組み合わせてなる電極アセンブリの斜視図であ る。
図14は、交互配置された折り量まれかつ部分的に組み立てられた負極と正極電 極を含む本発明の他の形態の図である。
図15は、図14の負極と正極の結合から生じる電極アセンブリの斜視図である 。
図16は、図12で用いた正極の平面図である。
実施例の記載 既に示したように、本発明の改善された電極アセンブリは一遣の並列に配列した 電極板を用いており、いろいろな電気化学セルへの広い適用を有する。本発明の 基本的機能は、負極電極と正極電極が両方共ワンピース構造であるということで ある。それによって電極を使用する装置内の電気的伝導問題と電気的連続性を簡 単にしかつ最小限にする。
既に述べたように、本発明の改善された電極アセンブリを使用しようとする電源 の最も好ましいタイプの1つは、高レート能力を有するバッテリーもしくはセル である。そのようなバッテリー(以下では概ねセルと言う。)は、活性の正極材 料からなる活性の正極と活性の負極材料からなる負極と電極を囲むバッテリー容 器を満たす液体の電解質から構成されている。たとえばそのようなバッテリーの 1つの形態として、リチウム負極、二酸化マンガンMnO2とバナジウム酸化銀 AgxV20y、炭素モノフッ化物(CFx)あるいはバナジウム酸化物■60 13、V2O5等からなる正極を含む。
負極にはリチウムに加えて、アルミニウム、ナトリウムとカリウムのような他の アルカリ金属、カルシウムのようなアルカリ土類金属、及びそれらの合金、混合 物、固溶体、あるいは金属間化合物が使用され得る。好ましい負極は、実施例に よって変わる。たとえば−次電池には、単純なリチウム箔負極を用いる。蓄電池 などの他の例では、リチウム含有線状グラファイトハイブリッドが好ましい負極 物質であろう。また導電性ポリマー(ポリアセチレンかポリアニリン等)などの 有機化合物や、充電の間に格子構造にリチウムイオンを結合させ、そして放電で 還元するV0O2やWO2のような還元金属酸化物を含むこともある。
そのようなセルの液体電解質は、一般的にはリチウム塩と有機的な溶媒の結合で ある。例えば容量比50 : 50のプロピレン炭酸塩とジメトキシエタンに対 して1.5モル濃度のリチウムトリフルオロメタンスルホン酸(LiCF3SO 3)溶液である。もちろん公知技術の他の電解質、例えばポリエチレンオキシド ポリマー電解質含有リチウム過酸化物、イオン導通ガラス、固体アイオノマー、 イオン交換ポリマー、アクリル高分子電解質も用いることができる。
そのようなセルの負極は、一般的にはリチウムかリチウム合金の連続する細長い エレメントを含むか、セパレーター内に物質を封入した構造を有する。正極は、 例えばチタンかステンレス鋼の金属スクリーン等の薄いシート及びスクリーンか ら突き出ている固体の薄いタブ形のリード部分によって構成されている。正極は 、さらに正極作用物質とバインダーからなる正極混合体を含む。前に説明したよ うに、正極作用物質は、上述した物質のいずれかである。またポリテトラフルオ ルエチレンやポリエチレンとポリプロピレンのようなバインダーを含む。さらに 黒鉛粉末、カーボンブラック粉末、及び/又はアセチレン黒色火薬等の伝導性の 物質をも含む。上述ような正極混合物は公知であるのでこれ以上の説明は省略す る。Keister氏等の米国特許第4,830.940号は、詳細にそのよう な正極構造と負極構造を開示している。
本発明の電極アセンブリが有効に使用され得る別のタイプのセルの例は、活性あ るいは被酸化性の金属負極、不活性の正極及び電解質担体即ち電解質塩のための 溶媒としてもバッテリーのための活性正極物質としても能動な物質を包含するタ イプの電解質からなるタイプのセルである。そのようなバッテリーは公知であり 、Zupancic氏等への米国特許4,328,289号、Dey氏等への米 国特許第4,264.687号、Auborn氏等への米国特許3,998゜6 57号、そしてRunquist氏等への米国特許4,666.799号に開示 がある。このタイプのバッテリーは、火災警報器、腕時計、計算器、ベースメー カーその他の医療装置で用いるのが望ましい。
このタイプのほとんどで共通の、そしてよく知られているバッテリーは、リチウ ム/塩化チオニルセルである。このタイプのセルの正極は、セルの酸化還元反応 で正極材料それ自体は化学的反応は行わず不活性である。むしろ正極「を流コレ クター」が、被酸化性で活性の負極と共に正極電解質に露出する。一般的にはセ ル用の活性で被酸化性の負極材料は、リチウムかリチウム合金である。しかしな がら他の被酸化性の負極材料も、これらの種類のセルで使用され、概ねナトリウ ムとカリウムなどの他のアルカリ金属及びカルシウムのようなアルカリ土類金属 とその合金を含む。負極は、一般的には被酸化性の金属から構成され、高レート セルについて言及して既に述べたように、適当な支持金属グリッドかスクリーン と接触する。たとえばリチウム負極のためのグリッドは、ニッケルかモネルのよ うなニッケル合金、ステンレス鋼、タンタルあるいはプラチナから作られる。
正極電解質溶媒は、この種のセルで有用であると知られている塩化チオニルに加 えて二酸化硫黄、他のハロゲン化酸化物液、非金属性酸化物、ハロゲン、非金属 性ハロゲン化物と例えばオキシ塩化燐(POCl2)のようなその混合物、セレ ン塩化物(SeC12)、三酸化硫黄(SO3)、二酸塩化バナジウム(■○C 13)、酸塩化クロム(Cr2C12)その他を含む。他の無水性溶媒が、上述 した正極の作用物質、例えば一般に無水性高エネルギー密度リチウム及びリチウ ム/SO2セルのために使用されるプロピレン炭酸塩、アセトニトリル、メチル ぎ酸塩、テトラヒドロフランその他を含む有機溶媒と共に含まれる。
この第2のタイプのバッテリーで一般に使用される電解質塩は、LiCl4とL iBF4等のようなアルカリと、アルカリ土類金属ハロゲン化物、テトラハロア ルミン酸塩、テトラハロはう酸塩、可溶リチウム塩を含む。
既に説明したこのタイプのセルは、正極電解質と接触する不活性な伝導性物質の 多孔曲エレメントを含む正極電流コレクターを用いる。電流コレクターの多孔性 エレメントは、個々のバッテリーを設計するために必要とされる予め定められた 形状及び形態の高表面積体であればよい。多孔性の炭素正極エレメントが好まし い。このタイプの満足な炭素正極電流コレクターエレメントは、所望の形態に粒 状の炭素、例λばカーボンブラック、アセチレンアセチレンブラックあるいはこ れらのセクションは、アセンブリの間に差し撓まれるか、同様の構成の正極に黒 鉛をプレスすることによって形成することができる。適当なバインダー物質が粒 状物に付加され、粒状のプレス物に結合力特性を与λる。この目的のための適当 なバインダー物質には、ポリテトラフルオロエチレンやポリクロロトリフルオロ エチレン等が含まれる。正極構造は、典型的にはセパレーター物質内に封入され る。そして本発明によれば以下において説明するように、最終的に所望の構造に 折り畳まれる。
従って以上のことかられかるように、正確な正極と負極電極構造は、正極の場合 に受動から能動に変化し、負極と正極の場合ともに物質の広範囲に渡って変化す る。一般に言えば、リチウムとリチウム合金は最も好ましい負極物質である。
そして構造の見地からは、そのような電極は、純粋の展性を有するリチウムか合 金物質が好ましく、適当なスクリーンかグリッドの上ヘブレスされ、所望ならば その後にセパレーター物質に封入されて、所望の構造に折り畳まれる。なお以下 の説明の正極と負極電極は、使用目的に沿うものであればいかなる機械的構造、 化学的構造のものであっても、また公知の構造のものであってもよい。いくつか のケースの電極構造が、すでに上に説明されていたグリッドとプレス加工した物 質からなる複合材であるのに対し、他のケースの電極構造は、必要な形状を有す る展性物質だけからなることもある。
セパレーター物質の封入には、様々なタイプがある。たとえば不織及び/または 微孔性ポリエチレンかポリプロピレンが使用できる。好ましくは負極電極と正極 電極はそのようなセパレーター物質に封入される。しかしながら、所望のセル構 造によっては、1つの電極だけ、即ち負極か正極だけが封入されることが考えら れる。セパレーションは、電極上に固体電解質かイオン透過性のセパレーターか を用いるか、コーティングの使用によっても可能である。また電極が封入される ことは、必要ではなく、分離されることが必要なだけである。
図1ないし4及び図8を参照して、本発明の第1の実施例を説明する。図1中1 0で示した部分的に組み立てられた電極アセンブリは、図4中に示した負極12 と図8に示した正極14からなる。負極12は、連続する細長いエレメント構造 のアルカリ金属のものが好ましい。最も好ましくはリチウムかリチウム合金であ り、図4で示されるように、複数セクション12aに折り畳まれる。最終的に1 −!:l宇慎促14S)久り肩)六トへL→ 偽≦1つレエ妬+JI峠帛錦六− イ舌古百でキスI洋柘4責形成されたセクション14aの間に交互配置される。
図8で示すように正極14は、細長い中央の芯材か母線材16を備え、そこから 複数のタブ状の正極セクションあるいはプレート14aが長平方向に沿って伸び ている。母線材16は、セル構造中で正極電極リードの役目を果たす細長(突き 出していているタブ16aを終端に備える。タブ14aは、連結部分16bを相 互に連結させることによって母線材16に接続し、それによってタブ14aは、 図1で14bで示したようにアセンブリの間に下方へ折り畳まれる。母線材は、 図1で示すように正極の折り畳み構造を生じさせるために、図8で示すように連 結部分16bで折り畳まれる。図1で示すように、負極12は正極タブ14bで オーバレイされて、引き続き正極タブ14bの一側をスタックを通して下方へジ グザグに導かれる。次に図14bで示されるように、タブは下方へ曲げられ、折 り量まれな母線材16の他側で一定の間隔をとって配置された正極ブレーh14 aのスタックの周囲に、同様にして負極12の残りの長さ12bが上向きに交互 配置される。また次に、それからそれらのプレートは、図2で示すアセンブリを 形成するために、交互配置された負極に沿って下方へ曲げられ、その外面は負極 12を構成する。
このタイプのセル構造の例で、負極はセパレーター物質内に封入されないが、正 極構造は封入される。その結果、図2で示すようにアセンブリ10が、図3に示 す金属性のバッテリー容器18に挿入されているとき、負極12の露出する外面 が、バッテリー容器の室内壁18に接触し、ケース負極バッテリーとして知られ ているものを構成する。リードとなる母線材16の突きだし部分16aはその後 に図示のように曲げられる。そしてリードii!20を溶接等によって適切に接 続し、容器カバー24の適当な貫通孔22を通して外へ伸びる。容器カバー24 は、最終的に容器18に溶接され、適当にシールされた構造を可能にし、適切な 電解質がカバー24の開口26を通して注がれる。開口26は最終的には溶接さ れたプラグ等でシールされる。セルは突きだしている正極リード2oを有し、容 器18に付随する別のリード(図示せず)によって連結され、外部の負極と正極 をセルへ電気的に接続することを可能にする。
セル構造を可能にするために、単一のユニット化された構造となっている。
図5と7に言及すると、図7で示すようにわずかに変更された平面構造を利用し て、正極折りたたみ配置の代替形態が示される。図5の母線材16がジグザグに 折り畳まれるのに対して、この実施例では対にされて、そして向かい合って離さ れた正極セクション14aは、互い違いに母線材16の長さに沿って上向きにあ るいは下向きに折り畳まれる。それによって対にされた正極セクション14aは 、折り畳み構造内で互いを順次に囲みあう。図4で示すようにワンピースの負極 手段は、図2で示すものとほぼ同じように電極のアセンブリを可能にするために 、正極セクション14aの間で交互配置される。主な差は、図2で部分的に示す ように、むしろ母線材16の折り畳まれたセクションが、正極タブ14aの頂面 上に完全に突きだしていることである。
他方、図6と図8を参照すると、図2で示されるように、アセンブリの上部を超 えて母線材16が部分的に延長されることが望まれるならば、図6で示されるよ うに、図8の正極の代替折り畳み構造が利用できる。この配置で、正極タブ14 aは、全て母線材16aの長さに沿って同じ方向に下方へ折り畳まれる。そして 母線材16は図6で示すように、対にされたタブ14aが連続したタブを順次囲 むことをを許容するように、ジグザグに折り畳まれる。それからアセンブリは、 図2で示されたもののように実質的に電極アセンブリを可能にするために、図4 で示されたタイプの細長い負極によって前のものと同様に仕上げられる。
図9.10.14を参照すると、本発明によれば、上述した正極構造に類似する 負極を利用することも考えらる。即ち、種々の負極セクション12c(図9.1 0誉照)の1つが、母線材28の長手方向に沿って向かい合って位置する。これ は先の例で示した母線材16aとほぼ類似している。図5.6の正極と同様に折 り畳むとき、負極は、突き出てかつ離れた負極と正極リードを有する電極アセン ブリを完成させるために、図14で示されたものと類似した態様で交互配置され る。平面図で示された図9.10でわかるように、負極は、終端単一負極セクシ ョン12bを含み、半組立品の中心の対にされた正極セクション14aの間に挿 入される。
図11に異なる構造の正極の平面図が示される。図示の種々の正極セクションL 4aは、丸い底を有するバッテリー容器に嵌めるために、丸めた端部を有する。
負極も同様に形成されている。
図12.13.16に、本発明の他の実施例を示す。負極12は、はぼ矩形の平 面形状を有し、図12で示されるように、折り畳まれて上向きに突き出ている一 対のリード部分30を含む。図16の平面図で示された正極14は、ブスリード 16aとほぼ矩形の正極タブまたは正極セクション14aを有する母線材16を 含む。図12で示されるように、正極タブセクション14aは折り量まれており 、図13で示す半組立を可能にするために、負極セクション12aと共に交互配 置される。前述のようにこの半組立品は、バッテリー容器に挿入されるが、シー ルされたセルへの適切な電気的接続のための一体化されたブスリード16.30 に接続する適切な貫通接続リードを有する。図14.15に本発明のさらに他の 実施例を示す9本実施例は、は負極12と正極14を含むが、それらは図9.1 0で示されたタイプの負極12と図8で示されたタイプの正極14とほぼ同様の ものである。図示のような適切な折り畳みと負極と正極セクションの交互配置が 、電極アセンブリの図15で示された構造を可能にする。図示のように半組立品 の外面が、負極を構成する。しかしながら、ケースが正極のセル構造を可能にす るかあるいは図示のように両電極が分離されて封入されるようにするために半組 立品の外面が正極を構成する可能性もあり、それによってリード16.28は結 局、セルへの電気的接触を作るために利用される。
この発明の別の実施例としては、急速充放電能力があるコンデンサーが考えられ る。そのような装置で図8と9で示すように電極は、既に述べたように、金属グ リッド上ヘコーティングポリマーを施した活性炭によって作られる。電極は薄め られた硫酸によって湿気を与えられ、コンデンサーユニットセルを形成するため に、図15で示すようにイオン透過性のセパレーターによって分離される。包装 されたユニットセルは、特定の作動電圧をコンデンサーに与えるために、直列に 結合される。
さらに本発明の別の実施例として電解コンデンサーが考えられ、電極は、図8と 図10で示す形状に形成されて陽極処理を施されたアルミニウム箔からなる。
電極1oは誘電体物質で囲まれて、そして図15で示す電極アセンブリを構成す るように電極8と共に折り畳まれる。それから電極アセンブリは包装されて電解 質忍液が染み込ませられ、そしてシールされる。
さらに別の例では、T、Nogami等によりJournalDePhysiq 、ue、Co1Loque C3,supplement au no6. T ○me 44. (1983年7月号)に掲載された「軽量、安定かつ再充電可 能な活性炭ファイバ電極を有するバッテリーとコンデンサー」と題された記事で 説明されているように、電極構造は、バッテリーかコンデンサーを形成するため に、1500m2/gを超える大きい表面エリアを有する活性炭フェルトから切 り取られる。本発明は以上説明してきたように及び図面で示したように、多(の 異なる形態で具体的に実施され得るが、上記の開示は本発明の例示であって、本 発明が図示された個々の実施例に限定されるものではない。
Fig、 1 国際調査報告 AN+ AN3 4 Nl’JEX A NNEXEAT B 268409  ke+ne −none −rjenフロントページの続き (72)発明者 トルゲルソン ナサンアメリカ合衆国 ウィスコンシン州 54028 ウッドヴイル カントリー ビーディー 508

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.エネルギー格納のための電極アセンブリであって、該アセンブリは、それぞ れワンピース構造を有する第1と第2の電極と、これら第1と第2の電極を互い に分離するセパレーター手段とを含み、上記第1の電極は平坦かつ細長く、その 長手方向で折り畳み可能で、折り目の間に予め定められた構造のセクションを複 数形成可能であり、第2の電極は、細長い母線材と複数の電極タブの対を含み、 該電極タブは向かい合って配置され、予め定められた構造を第1の電極セクショ ンのそれに対応させて有し、タブは、長手方向で細長い母線材に沿って共通に接 続され、母線材は長手方向で部分的に折り畳み可能であり、そして、各電極タブ 対は、母線材の対向する辺側へ折り畳み可能であり、組み立てられた各エレメン トは、母線材を、その長手方向に沿って間隔を置いて折り畳み、母線材の長手方 向に沿って折り畳んだ連続する電極タブ対を順次かつ連続的に囲むように、第2 の電極タブを折り畳み、そして第1電極を、第2の電極の間に交互配置され個別 的に折り畳まれた部位と共にその長手方向に沿って折り畳んでなることを特徴と する電極アセンブリ。
  2. 2.請求項1の電極アセンブリにおいて、上記セパレータ手段が1つの電極の周 囲を囲むことを特徴とする電極アセンブリ。
  3. 3.請求項1の電極アセンブリにおいて、上記セパレータ手段が、各第2の電極 タブの囲いを折り畳みかつ分離する前に、上記第1の電極を囲むものであること を特徴とする電極アセンブリ。
  4. 4.請求項1の電極アセンブリにおいて第1の電極は、細長し直線状の帯片形を 有し、第2の電極タブは、直線形状を有することを特徴とする電極アセンブリ。
  5. 5.請求項1の電極アセンブリにおいて、第2の電極の母線材が一側から他側に かけて幅が減少することを特徴とする電極アセンブリ。
  6. 6.請求項1の電極アセンブリにおいて、第1の電極は、細長い直線状の帯片形 を有し、その折り畳まれた部位は、少くともある程度曲線状であり、第2の電極 タブは、直線形状を有することを特徴とする電極アセンブリ。
  7. 7.請求項1の電極アセンブリにおいて、第1の電極は、細長い母線材と、第2 の電極タブのタブ形状に対応する構造の向かい合って配置されている複数の電極 タブ対を含み、第1の電極タブは、細長い母線材の長手方向に沿って共通に接続 され、上記母線材が、その長手方向で折り畳み可能であり、そして各第1の電極 タブ対は、母線材が対向する反対側の縁上へ互いに折り畳み可能である。
  8. 8.請求項7の電極アセンブリにおいて、第1と第2電極タブが直線形状を有す ることを特徴とする電極アセンブリ。
  9. 9.請求項7の電極アセンブリにおいて、第1と第2電極タブが少くともある程 度の曲線形状を有することを特徴とする電極アセンブリ。
  10. 10.請求項7の電極アセンブリにおいて、第1の電極の母線材が、一端から他 端にかけて幅が減少することを特徴とする電極アセンブリ。
  11. 11.請求項1の電極アセンブリにおいて、各連続する一対の第2電極タブは、 先行する一対のタブ上へ反対方向から母線材上へ互いに折り畳まれることを特徴 とする電極アセンブリ。
  12. 12.請求項1の電極アセンブリにおいて、母線材の上の第2の電極タブ対の全 てが、母線材上で上向きあるいは下向きに同一方向へ折り畳まれることを特徴と する電極アセンブリ。
  13. 13.請求項1の電極アセンブリにおいて、交互配置されたアセンブリの中の最 後の外の電極手段セクションが、第1の電極セクションであることを特徴とする 電極アセンブリ。
  14. 14.請求項13の電極アセンブリにおいて、外部電極手段部位が、電極金属コ ンテナ内において電気的接触を作るために容器の内壁に直接接触することを特徴 とする電極アセンブリ。
  15. 15.請求項14の電極アセンブリにおいて、第2の電極の母線材が、電気的接 触を果たす延長端部分を含むことを特徴とする電極アセンブリ。
  16. 16.請求項15の電極アセンブリにおいて、容器が、カバーを含み、その下側 が電気的に第2の電極母線材の延長端部分に接触し、母線材の延長端部分と共に 内部接触を作るカバー内での電気的貫通接続を含むことを特徴とする電極アセン ブリ。
  17. 17.請求項1の電極アセンブリにおいて、交互配置されたアセンブリの中の最 外電極手段部位が、第2の電極手段であることを特徴とする電極アセンブリ。
  18. 18.請求項17の電極アセンブリにおいて、外部電極手段部位が、電極金属コ ンテナ内において電気的接触を作るために容器の内壁に直接接触することを特徴 とする電極アセンブリ。
  19. 19.請求項18の電極アセンブリにおいて、第1の電極手段が、母線材タブ形 状を有し、母線材が電気的接触を果たす延長端部分を含むことを特徴とする電極 アセンブリ。
  20. 20.請求項7の電極アセンブリにおいて、金属容器内の手段が電気的に電極を 分離し、各電極母線材が電気的接触を果たす延長端部分を含むことを特徴とする 電極アセンブリ。
JP5505145A 1991-09-04 1992-02-07 エネルギー格納装置の改善 Pending JPH06502741A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US754,866 1991-09-04
US07/754,866 US5154989A (en) 1991-09-04 1991-09-04 Energy storage device
PCT/US1992/001036 WO1993005541A1 (en) 1991-09-04 1992-02-07 Improved energy storage device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06502741A true JPH06502741A (ja) 1994-03-24

Family

ID=25036708

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5505145A Pending JPH06502741A (ja) 1991-09-04 1992-02-07 エネルギー格納装置の改善

Country Status (7)

Country Link
US (1) US5154989A (ja)
EP (1) EP0555422B1 (ja)
JP (1) JPH06502741A (ja)
AU (1) AU3384393A (ja)
CA (1) CA2087024A1 (ja)
DE (1) DE69211322T2 (ja)
WO (1) WO1993005541A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014519139A (ja) * 2011-04-29 2014-08-07 ジー4 シナジェティクス, インコーポレイテッド エネルギー貯蔵デバイスのための積層および封止構成
JP2019102258A (ja) * 2017-12-01 2019-06-24 株式会社Gsユアサ 蓄電素子

Families Citing this family (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5369351A (en) * 1992-02-18 1994-11-29 Angeion Corporation High voltage charge storage array for an impantable defibrillator
US5626989A (en) * 1994-11-22 1997-05-06 Long Island Lighting Company Quasi-solid plate storage battery
US5581170A (en) * 1994-12-12 1996-12-03 Unitrode Corporation Battery protector
US5652501A (en) * 1994-12-12 1997-07-29 Unitrode Corporation Voltage sensor for detecting cell voltages
US5667909A (en) * 1995-06-23 1997-09-16 Power Conversion, Inc. Electrodes configured for high energy density galvanic cells
US6174338B1 (en) * 1997-06-25 2001-01-16 Medtronic, Inc. Method of making a lithium element and anode assembly for an electrochemical cell
US5776628A (en) * 1997-06-30 1998-07-07 Wilson Greatbatch Ltd. Flat-folded, multi-plate electrode assembly
US6477037B1 (en) * 1998-04-03 2002-11-05 Medtronic, Inc. Implantable medical device having flat electrolytic capacitor with miniaturized epoxy connector droplet
US6445948B1 (en) 1998-04-03 2002-09-03 Medtronic, Inc. Implantable medical device having a substantially flat battery
US6635381B2 (en) 2000-05-11 2003-10-21 Wilson Greatbatch Ltd. Electrochemical lithium ion secondary cell having a scalloped electrode assembly
US6482540B1 (en) * 2000-07-14 2002-11-19 Valence Technology (Nevada), Inc. Multi-fold rechargeable battery cell structure
AUPR194400A0 (en) * 2000-12-06 2001-01-04 Energy Storage Systems Pty Ltd An energy storage device
US20040185332A1 (en) * 2003-03-21 2004-09-23 Moltech Corporation Tabs for electrochemical cells
US7116547B2 (en) * 2003-08-18 2006-10-03 Wilson Greatbatch Technologies, Inc. Use of pad printing in the manufacture of capacitors
US7311993B2 (en) * 2003-09-04 2007-12-25 Air Products And Chemicals, Inc. Polyfluorinated boron cluster anions for lithium electrolytes
CA2479589C (en) * 2003-09-04 2011-05-24 Air Products And Chemicals, Inc. Polyfluorinated boron cluster anions for lithium electrolytes
ES2537655T3 (es) 2003-09-18 2015-06-10 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Dispositivos de almacenamiento de energía de alto rendimiento
US7193839B2 (en) * 2004-04-13 2007-03-20 James Scott Hacsi Methods of storing and retrieving electric energy
US7465517B2 (en) * 2004-08-23 2008-12-16 Air Products And Chemicals, Inc. High purity lithium polyhalogenated boron cluster salts useful in lithium batteries
US7981388B2 (en) * 2004-08-23 2011-07-19 Air Products And Chemicals, Inc. Process for the purification of lithium salts
US7035078B1 (en) * 2004-10-29 2006-04-25 Medtronic, Inc. Folded plate electrode assemblies for battery cathodes
US20060166088A1 (en) * 2005-01-26 2006-07-27 Hokanson Karl E Electrode connector tabs
US20060204843A1 (en) * 2005-03-10 2006-09-14 Ivanov Sergei V Polyfluorinated boron cluster anions for lithium electrolytes
US7564677B2 (en) * 2005-04-22 2009-07-21 Cardiac Pacemakers, Inc. Method and apparatus for a spacer for an electrode layer gap in a power source
AR064292A1 (es) 2006-12-12 2009-03-25 Commw Scient Ind Res Org Dispositivo mejorado para almacenamiento de energia
AR067238A1 (es) 2007-03-20 2009-10-07 Commw Scient Ind Res Org Dispositivos optimizados para el almacenamiento de energia
US20080289171A1 (en) * 2007-05-22 2008-11-27 Jason Cheng Method for assembling a stacked plate electrochemical device
CN102084517A (zh) 2008-05-15 2011-06-01 江森自控帅福得先进能源动力系统有限责任公司 电池系统
US8163421B2 (en) * 2009-03-09 2012-04-24 Tsun-Yu Chang High durability lithium-ion cells
WO2010122873A1 (ja) 2009-04-23 2010-10-28 古河電池株式会社 鉛蓄電池用負極板の製造法及び鉛蓄電池
CN201397857Y (zh) * 2009-05-07 2010-02-03 东莞新能源科技有限公司 具有散热性能的动力型锂离子电池
JP5711483B2 (ja) 2009-08-27 2015-04-30 古河電池株式会社 鉛蓄電池用複合キャパシタ負極板の製造法及び鉛蓄電池
US9401508B2 (en) 2009-08-27 2016-07-26 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Electrical storage device and electrode thereof
JP5797384B2 (ja) 2009-08-27 2015-10-21 古河電池株式会社 鉛蓄電池用複合キャパシタ負極板及び鉛蓄電池
WO2011075508A2 (en) 2009-12-18 2011-06-23 Cardiac Pacemakers, Inc. Sintered capacitor electrode including a folded connection
JP2012133959A (ja) 2010-12-21 2012-07-12 Furukawa Battery Co Ltd:The 鉛蓄電池用複合キャパシタ負極板及び鉛蓄電池
US8986872B2 (en) * 2012-02-15 2015-03-24 GM Global Technology Operations LLC Battery design
KR102446407B1 (ko) * 2015-05-06 2022-09-22 삼성전자주식회사 이차전지용 셀 구조체 및 이를 포함하는 이차전지
US9985294B2 (en) 2015-05-29 2018-05-29 Pacesetter, Inc. High energy density and high rate Li battery
US10938071B2 (en) 2017-09-29 2021-03-02 Apple Inc. Battery can feedthrough with integrated vent

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2715652A (en) * 1952-01-16 1955-08-16 Eagle Picher Co Electric battery for airborne equipment
US3006980A (en) * 1959-08-21 1961-10-31 Ethyl Corp Printed battery
US3069484A (en) * 1960-02-10 1962-12-18 Union Carbide Corp Galvanic battery
DE1280363B (de) * 1965-12-29 1968-10-17 Varta Ag Zickzackartig faltbares Elektrodenpaket
DE1596301B1 (de) * 1966-09-02 1970-06-18 Varta Ag Elektrodensatz fuer galvanische Elemente
GB1482621A (en) * 1971-07-21 1977-08-10 Catalyst Research Corp Batteries
BE788937A (fr) * 1971-09-29 1973-03-19 Accumulateurs Fixes Generateurs electrochimiques perfectionnes
US4029855A (en) * 1975-12-10 1977-06-14 Globe-Union Inc. Storage battery and method of making the same
DE2737838C3 (de) * 1977-08-23 1980-11-20 Varta Batterie Ag, 3000 Hannover Bauart und Verfahren zur Herstellung eines mehrzelligen Bleiakkumulators
JPS6040146B2 (ja) * 1980-01-31 1985-09-09 三洋電機株式会社 積層電池
US4666799A (en) * 1983-09-19 1987-05-19 Medtronic, Inc. Current collectors for batteries having cathode-electrolytes and batteries incorporating same
US4780379A (en) * 1987-10-06 1988-10-25 Gates Energy Products, Inc. Multicell recombinant lead-acid battery with vibration resistant intercell connector
US5001024A (en) * 1989-10-31 1991-03-19 Eberle William J Storage battery and method of manufacturing

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014519139A (ja) * 2011-04-29 2014-08-07 ジー4 シナジェティクス, インコーポレイテッド エネルギー貯蔵デバイスのための積層および封止構成
JP2019102258A (ja) * 2017-12-01 2019-06-24 株式会社Gsユアサ 蓄電素子

Also Published As

Publication number Publication date
AU3384393A (en) 1994-04-21
EP0555422A1 (en) 1993-08-18
DE69211322T2 (de) 1997-01-23
US5154989A (en) 1992-10-13
WO1993005541A1 (en) 1993-03-18
CA2087024A1 (en) 1993-03-05
DE69211322D1 (de) 1996-07-11
EP0555422B1 (en) 1996-06-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5154989A (en) Energy storage device
US5525441A (en) Folded electrode configuration for galvanic cells
US5667909A (en) Electrodes configured for high energy density galvanic cells
US5498489A (en) Rechargeable non-aqueous lithium battery having stacked electrochemical cells
AU650128B2 (en) Electrochemical cell with improved efficiency serpentine electrode
KR100622199B1 (ko) 단추전지형 전기 재충전식 배터리 및 그 제조방법
US4761352A (en) Accordian folded electrode assembly
EP0290764A1 (en) Cylindrical bipolar electrode battery
US6037077A (en) Electrode assembly for high energy devices
JP2003510768A (ja) 互いと接続する個々のセルを有するリチウム二次電池、並びに、このような電池を具備する時計、コンピュータ、及び、通信機器
JP2003534642A (ja) 改良されたエンクロージャ機構を有する電気化学エネルギー蓄積装置
US6423442B1 (en) Cell stack design with bi-directionally wound slotted electrodes and method for making
US7035078B1 (en) Folded plate electrode assemblies for battery cathodes
JPS62501248A (ja) 巻回された電極構造をもつ電気化学セル
JP3331649B2 (ja) 非水電解質二次電池
JPH11144742A (ja) 電 極
JP2005158649A (ja) 密閉型電池
US11742528B1 (en) Rollable, foldable, and stackable zinc bromine electrochemical cell
CN219553699U (zh) 二次电池
GB2129197A (en) Electric storage cells
JP2750876B2 (ja) 深海用有機電解液二次電池
JPH11126587A (ja) 非水電解液二次電池およびその封口板の製造法
JP2001250561A (ja) 水系電解質リチウムイオン電池
JP2000268806A (ja) 電池用端子
JPH08329971A (ja) 二次電池