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公開番号2025016424
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-04
出願番号2024083041
出願日2024-05-22
発明の名称接触シート金属部材及びエネルギー貯蔵要素
出願人ヴァルタマイクロバッテリーゲゼルシャフトミットベシュレンクテルハフツング
代理人弁理士法人特許事務所サイクス
主分類H01M 50/533 20210101AFI20250128BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】接触シート金属部材及びエネルギー貯蔵要素を提供する。
【解決手段】接触シート金属部材200は、a.エネルギー貯蔵要素の第1の構成要素に接触するために設けられた上面201a及び底面を有する第1の接触セクション201とb.エネルギー貯蔵要素の第2の構成要素に接触するために設けられた上面202a及び底面202bを有する第2の接触セクション202とc.前記第1の接触セクション201と前記第2の接触セクション202との間の上面203a及び底面203bを有する接続セクション203であって、前記接続セクション203の前記上面203aは前記第1の接触セクション201の前記底面に面し前記接続セクション203の前記底面203bは前記第2の接触セクション202の前記上面202aに面する接続セクション203を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
接触シート金属部材（２００）であって、
ａ．エネルギー貯蔵要素の第１の構成要素に接触するために設けられた、上面（２０１ａ）及び底面（２０１ｂ）を有する第１の接触セクション（２０１）と、
ｂ．エネルギー貯蔵要素の第２の構成要素に接触するために設けられた、上面（２０２ａ）及び底面（２０２ｂ）を有する第２の接触セクション（２０２）と、
ｃ．前記第１の接触セクション（２０１）と前記第２の接触セクション（２０２）との間の、上面（２０３ａ）及び底面（２０３ｂ）を有する接続セクション（２０３）であって、前記接続セクション（２０３）の前記上面（２０３ａ）は前記第１の接触セクション（２０１）の前記底面（２０１ｂ）に面し、前記接続セクション（２０３）の前記底面（２０３ｂ）は前記第２の接触セクション（２０２）の前記上面（２０２ａ）に面する、接続セクション（２０３）と、を備え、
ｄ．前記第１の接触セクション（２０１）及び前記接続セクション（２０３）は、第１の曲げゾーン（２０４）を介して互いに接続され、前記接触シート金属部材（２００）は、少なくとも１本の曲げラインに沿って曲げられており、
ｅ．前記第２の接触セクション（２０２）及び前記接続セクション（２０３）は、第２の曲げゾーン（２０５）を介して互いに接続され、前記接触シート金属部材（２００）は、少なくとも１本の曲げラインに沿って曲げられており、
それにより、
ｆ．前記第２の接触セクション（２０２）は、前記第１の曲げゾーン（２０４）のための収容部を形成する凹部（２０６）又はアパーチャ（２０７）を有する、
接触シート金属部材（２００）。
続きを表示（約 2,100 文字）【請求項２】
以下の追加の特徴：
ａ．前記第１の接触セクション（２０１）は、前記第２の接触セクション（２０２）に平行に整列されること、
ｂ．前記接続セクション（２０３）は、前記第１の接触セクション（２０１）及び／又は前記第２の接触セクション（２０２）に平行に整列されること、
ｃ．前記接続セクション（２０３）は、前記第１の接触セクション（２０１）及び／又は前記第２の接触セクション（２０２）に対して－１０°～＋３０°の範囲の角度をなすこと、
のうちの少なくとも１つを有する、請求項１に記載の接触シート金属部材。
【請求項３】
以下の追加の特徴：
ａ．前記接触シート金属部材（２００）は、前記第１の接触セクション（２０１）、及び前記第２の接触セクション（２０２）、並びに前記接続セクション（２０３）において均一な厚さを有すること、
ｂ．前記接触シート金属部材（２００）は、前記接続セクション（２０３）において、前記第１の接触セクション（２０１）及び／又は前記第２の接触セクション（２０２）における厚さと同じ厚さを有すること、
のうちの少なくとも１つを有する、請求項１又は２に記載の接触シート金属部材。
【請求項４】
以下の追加の特徴：
ａ．前記接触シート金属部材（２００）は、前記第２の接触セクション（２０２）において少なくとも１つのビード（２０８）を有し、前記ビードは、前記第２の接触セクション（２０２）の上面（２０２ａ）上の窪みとして及び前記底面（２０２ｂ）上の隆起として現れること、
を有する、請求項１～３のいずれか一項に記載の接触シート金属部材。
【請求項５】
以下の追加の特徴：
ａ．前記第１の接触セクション（２０１）において、前記接触シート金属部材（２００）は、同じ平坦層内で延びる領域のみを備えること、
ｂ．前記第２の接触セクション（２０２）において、前記接触シート金属部材（２００）は、同じ平坦層内で延びる領域のみを備えること、
ｃ．前記接続セクション（２０３）において、前記接触シート金属部材（２００）は、同じ平坦層内で延びる領域のみを備えること、
のうちの少なくとも１つを有する、請求項１～４のいずれか一項に記載の接触シート金属部材。
【請求項６】
以下の追加の特徴：
ａ．前記第１の接触セクション（２０１）において、前記接触シート金属部材（２００）は、同じ平坦層内で延びる領域のみを備えること、
ｂ．前記第２の接触セクション（２０２）において、前記接触シート金属部材（２００）は、平坦層内で延びる第１の領域と、前記平坦層内で延びていない少なくとも１つの第２の領域とを備えること、
ｃ．前記接続セクション（２０３）において、前記接触シート金属部材（２００）は、同じ平坦層内で延びる領域のみを備えること、
のうちの少なくとも１つを有する、請求項１～４のいずれか一項に記載の接触シート金属部材。
【請求項７】
以下の追加の特徴：
ａ．前記第１の接触セクション（２０１）は、端子接触セクションであること、
ｂ．前記第２の接触セクション（２０２）は、端子接触セクションであること、
のうちの少なくとも１つを有する、請求項１～６のいずれか一項に記載の接触シート金属部材。
【請求項８】
以下の追加の特徴：
ａ．前記第１の接触セクション（２０１）及び前記第２の接触セクション（２０２）並びに前記接続セクション（２０３）は各々がアパーチャ（２０９）を有し、前記アパーチャは、前記第２の接触セクション（２０２）に垂直な方向に互いに重なり合うこと、及び／又は前記接触シート金属部材（２００）の前記セクションを通る経路を形成すること、
を有する、請求項１～７のいずれか一項に記載の接触シート金属部材。
【請求項９】
請求項１～８のいずれか一項に記載の接触シート金属部材（２００）を備えるエネルギー貯蔵要素（１００）。
【請求項１０】
以下の追加の特徴：
ａ．前記エネルギー貯蔵要素（１００）は、アノード（１０５）／セパレータ（１１６）／カソード（１０８）のシーケンスを有する電極－セパレータアセンブリ（１０４）を備えること、
ｂ．前記エネルギー貯蔵要素（１００）は、気密且つ液密に閉鎖され内部に前記電極－セパレータアセンブリ（１０４）が配置されたハウジングを備えること、
ｃ．前記電極－セパレータアセンブリ（１０４）は、前記接触シート金属部材（２００）を介して、前記ハウジングの部品に又は前記ハウジングを通過する電気ポールに電気的に接続されていること、
のうちの少なくとも１つを含む、請求項９に記載のエネルギー貯蔵要素。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
以下に記載する本発明は、接触シート金属部材と、それと共に提供されるエネルギー貯蔵要素とに関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
電気化学エネルギー貯蔵要素が、貯蔵された化学エネルギーを酸化還元反応を介して電気エネルギーに変換できる。電気化学エネルギー貯蔵要素の最も単純な形は、電気化学セルである。電気化学セルは正電極及び負電極を備え、それらの間にセパレータが配置される。放電中、酸化プロセスの結果として、負電極において電子が放出される。その結果が電子流になり、電子流は外部の消費体が引き込むことができ、消費体にとって電気化学セルはエネルギー供給源として機能する。同時に、電極反応に対応するイオン電流がセル内で生じる。このイオン電流は、セパレータを通過し、イオン導電性電解質により可能になる。したがって、セパレータは、電極間の直接接触を防止する。しかしながら、同時に、セパレータは、電極間での電荷均一化を可能にする。
【０００３】
放電が可逆的な場合、すなわち、放電中における化学エネルギーから電気エネルギーへの変換を逆転させてセルを再び充電することが可能性な場合、セルは二次セルと呼ばれる。二次セルにおいて、負電極をアノードとして、正電極をカソードとして一般的に表記することは、電気化学セルの放電機能を指す。
【０００４】
二次リチウムイオンセルは、今日、高電流を供給することができ、比較的高いエネルギー密度により特徴付けられるため、エネルギー貯蔵要素として多くの用途で使用されている。二次リチウムイオンセルは、リチウムの使用に基づいており、リチウムはセルの電極間をイオンの形で往復移動することができる。リチウムイオンセルの負電極及び正電極は一般に、いわゆる複合電極により形成され、複合電極は、電気化学的不活性成分、並びに電気化学的活性成分を含む。
【０００５】
原則として、リチウムイオンを吸収及び放出できる全ての材料が、二次リチウムイオンセル用の電気化学的活性成分（活性材料）として使用できる。例えば、黒鉛状炭素などの炭素ベース粒子が負電極のために使用される。正電極用の活性材料は、例えば、リチウムコバルト酸化物（ＬｉＣｏＯ
２
）、リチウムマンガン酸化物（ＬｉＭｎ
２
Ｏ
４
）、リン酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰＯ
４
）、又はそれらの誘導体であり得る。電気化学的活性材料は一般に、電極中に粒子形態で含まれる。
【０００６】
電気化学的不活性成分として、複合電極は一般に、平坦な及び／又はストリップ状の集電体、例えば金属箔を備え、これは、それぞれの活性材料用のキャリアとして機能する。負電極用の集電体（アノード集電体）は、例えば銅又はニッケルで作製でき、正電極用の集電体（カソード集電体）は、例えばアルミニウムで作製できる。
【０００７】
更には、電極は、電気化学的不活性成分として、電極結合剤（例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、又は別のポリマー、例えばカルボキシメチルセルロース）、導電性改善添加剤、及び他の添加剤を含むことができる。電極結合剤は、電極の機械的安定性を、更には、多くの場合、集電体への活性材料の接着を確実にする。
【０００８】
電解質として、リチウムイオンセルは、通常、リチウム塩溶液、例えば、有機溶剤（例えば、炭酸のエーテル及びエステル）中のヘキサフルオロリン酸リチウム（ＬｉＰＦ
６
）を含む。
【０００９】
リチウムイオンセルを製造する場合、複合電極は一般に、１つ以上のセパレータと組み合わされて電極－セパレータアセンブリが形成される。電極及びセパレータは通常、圧力下で、必要に応じてラミネーション又は接合により、一緒に結合される。次いで、アセンブリを電解質に含浸させることにより、セルの基本的機能性が確立され得る。
【００１０】
多くの実施形態では、電極－セパレータアセンブリは、巻回体の形で形成されるか又は処理されて巻回体になる。第１のケースでは、例えば、リボン状正電極及びリボン状負電極、並びに少なくとも１つのリボン状セパレータが、別々に巻上機に供給され、螺旋状に巻回されて、正電極／セパレータ／負電極のシーケンスを有する巻回体になる。第２のケースでは、例えば上述した圧力を印加することにより、リボン状正電極及びリボン状負電極、並びに少なくとも１つのリボン状セパレータが最初に組み合わされて、電極－セパレータアセンブリが形成される。次いで、更なるステップにおいて、アセンブリが巻回される。
（【００１１】以降は省略されています）

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