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▶ アドバンスト バッテリー コンセプツ エルエルシーの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-04-28
(54)【発明の名称】バッテリアセンブリ、作成方法、及びその熱制御
(51)【国際特許分類】
H01M 10/18 20060101AFI20230421BHJP
H01M 10/04 20060101ALI20230421BHJP
H01M 10/12 20060101ALI20230421BHJP
H01M 10/54 20060101ALI20230421BHJP
H01M 50/463 20210101ALI20230421BHJP
H01M 50/414 20210101ALI20230421BHJP
H01M 50/437 20210101ALI20230421BHJP
H01M 50/434 20210101ALI20230421BHJP
H01M 50/46 20210101ALI20230421BHJP
H01M 10/613 20140101ALI20230421BHJP
H01M 10/615 20140101ALI20230421BHJP
H01M 10/647 20140101ALI20230421BHJP
H01M 10/654 20140101ALI20230421BHJP
H01M 4/04 20060101ALI20230421BHJP
H01M 4/20 20060101ALI20230421BHJP
H01M 10/6567 20140101ALI20230421BHJP
H01M 10/6561 20140101ALI20230421BHJP
H01M 50/429 20210101ALI20230421BHJP
H01M 10/052 20100101ALN20230421BHJP
H01M 10/0585 20100101ALN20230421BHJP
H01M 4/139 20100101ALN20230421BHJP
【ＦＩ】
H01M10/18
H01M10/04 Z
H01M10/12 K
H01M10/54
H01M10/12 Z
H01M50/463 B
H01M50/414
H01M50/437
H01M50/434
H01M50/46
H01M10/613
H01M10/615
H01M10/647
H01M10/654
H01M4/04 A
H01M4/20 Z
H01M10/6567
H01M10/6561
H01M50/429
H01M10/052
H01M10/0585
H01M4/139
【審査請求】未請求
【予備審査請求】有
(21)【出願番号】P 2022555751
(86)(22)【出願日】2021-03-16
(85)【翻訳文提出日】2022-11-11
(86)【国際出願番号】 US2021022618
(87)【国際公開番号】W WO2021188583
(87)【国際公開日】2021-09-23
(31)【優先権主張番号】62/990,073
(32)【優先日】2020-03-16
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】514105033
【氏名又は名称】アドバンスト バッテリー コンセプツ エルエルシー
(74)【代理人】
【識別番号】100095614
【弁理士】
【氏名又は名称】越川 隆夫
(72)【発明者】
【氏名】エドワード オー．シャッファー ツー
(72)【発明者】
【氏名】ショーン ブルーノ
(72)【発明者】
【氏名】マイケル エヴァレット
(72)【発明者】
【氏名】マイケル ハーモン
(72)【発明者】
【氏名】リード シック
(72)【発明者】
【氏名】コーディ ジョセフ シャルチエ
(72)【発明者】
【氏名】ブランドン ウィットマン
(72)【発明者】
【氏名】トーマス フェア
【テーマコード（参考）】
5H021
5H028
5H029
5H031
5H050
【Ｆターム（参考）】
5H021AA06
5H021BB04
5H021CC02
5H021CC09
5H021EE02
5H021EE21
5H021EE28
5H028AA02
5H028AA05
5H028AA06
5H028BB02
5H028BB03
5H028BB05
5H028BB10
5H028BB11
5H028BB15
5H028CC07
5H028CC08
5H028CC19
5H028EE04
5H028EE05
5H028EE06
5H028FF10
5H028HH08
5H029AJ01
5H029AJ14
5H029AK01
5H029AK02
5H029AK03
5H029AK05
5H029AL06
5H029BJ17
5H029CJ02
5H029CJ03
5H029CJ06
5H029CJ22
5H029CJ25
5H029CJ28
5H029DJ04
5H029HJ14
5H031AA01
5H031BB02
5H031EE04
5H031HH06
5H031KK06
5H031KK08
5H031RR04
5H050AA19
5H050BA08
5H050BA09
5H050BA14
5H050BA17
5H050CA01
5H050CA02
5H050CA06
5H050CA08
5H050CA09
5H050CB07
5H050CB15
5H050DA19
5H050FA15
5H050GA01
5H050GA02
5H050GA18
5H050GA25
5H050GA27
5H050HA14
(57)【要約】
本開示は、内部に形成され、１つまたは複数のチャネルと協働する１つまたは複数のトラフを含むバイポーラバッテリに関し、トラフは、電解質の流れを誘導して電解質の流れをより速く、より均一にするように適合される。本開示は、ａ）電極板スタックを形成するために一緒に積み重ねられた複数の電極板、ｂ）１つまたは複数の電気化学セルであって、各電気化学セルが一対の電極板の間に形成される、１つまたは複数の電気化学セル、ｃ）１つまたは複数の電気化学セル内に配置された１つまたは複数のセパレータ、及びｄ）１つまたは複数の電気化学セルのそれぞれに形成され、電解質の流れを１つまたは複数の電気化学セルに誘導するように適合された１つまたは複数のトラフを含むバイポーラバッテリアセンブリに関する。本開示はさらに、バッテリアセンブリを作成する方法に関する。この方法は、作成中にバッテリアセンブリを通して１つまたは複数の流体を循環させることを利用し得る。循環流体は、熱制御循環の一部であり得る。
【選択図】図１
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
バイポーラバッテリアセンブリであって、ａ）電極板スタックを形成するために一緒に積み重ねられた複数の電極板と、
ｂ）１つまたは複数の電気化学セルであって、各々が一対の電極板の間に形成される、前記電気化学セルと、
ｃ）前記１つまたは複数の電気化学セル内に配置された１つまたは複数のセパレータと、
ｄ）前記１つまたは複数の電気化学セルのそれぞれに形成され、電解質の流れを前記１つまたは複数の電気化学セルに誘導するように適合された１つまたは複数のトラフと
を備える、バイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項2】
前記１つまたは複数のトラフの内部が露出され、前記１つまたは複数の電気化学セルの内部と流体連通している、請求項１に記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項3】
前記１つまたは複数の電気化学セルの前記内部が前記電気化学セルの活性領域である、請求項２に記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項4】
前記１つまたは複数のトラフが、前記１つまたは複数のセパレータに、または前記１つまたは複数のセパレータと１つまたは複数のフレームとの間の周辺のギャップに、または１つまたは複数の電極板に、またはそれらの任意の組み合わせに形成される、請求項１～３のいずれかに記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項5】
前記１つまたは複数のセパレータが、多孔質で非導電性の１つまたは複数のシートによって形成される、請求項４に記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項6】
前記１つまたは複数のフレームが複数のフレームを含み、個々のフレームが各々、個々の電極板の外周を形成し、個々のフレームは各々、個々の電極板の１つまたは複数の基板に各々取り付けられるか、または一体化される、請求項４または５に記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項7】
前記周辺のギャップが、前記１つまたは複数のセパレータの外周面と前記１つまたは複数のフレームの内向き表面との間の距離として形成される、請求項６に記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項8】
前記１つまたは複数のトラフが複数のトラフを含む、請求項１～７のいずれかに記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項9】
前記複数の電極板及び前記１つまたは複数のセパレータがそれぞれ１つまたは複数の開口部を含み、複数の前記１つまたは複数の開口部は、一緒に整列して、前記電極板スタックを通って横方向に延びる１つまたは複数の充填チャネルを形成する複数の充填開口部を含む、請求項１～８のいずれかに記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項10】
前記１つまたは複数のトラフが、前記１つまたは複数のセパレータの前記１つまたは複数の充填開口部と流体連通している、請求項９に記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項11】
前記１つまたは複数のトラフが、１つまたは複数の充填開口部から放射状に広がる複数のトラフを含む、請求項１～１０のいずれかに記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項12】
前記１つまたは複数のトラフが、前記１つまたは複数のセパレータ内に１つまたは複数の圧縮部分、前記１つまたは複数のセパレータの除去された材料の１つまたは複数の領域、またはその両方を含み、前記１つまたは複数のセパレータの前記１つまたは複数のトラフが前記１つまたは複数のセパレータの残りの部分よりも薄い厚さを有することを達成する、請求項１～１１のいずれかに記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項13】
前記１つまたは複数のトラフが、前記１つまたは複数の圧縮部分を形成するための前記１つまたは複数のシートのエンボス加工された部分である、請求項１２に記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項14】
前記１つまたは複数のトラフが、一時的、半永久的、永久的、またはそれらの組み合わせである、請求項１～１３のいずれかに記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項15】
前記１つまたは複数のトラフが一時的であり、少なくとも部分的に膨張して（例えば、リバウンドして）厚さが増加するように構成される、請求項１～１４のいずれかに記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項16】
前記１つまたは複数のトラフが、前記電解質との接触の最短持続時間後に少なくとも部分的に膨張する、請求項１～１５のいずれかに記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項17】
前記１つまたは複数のトラフが周辺のギャップとして形成される、請求項１～１６のいずれかに記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項18】
前記周辺のギャップが、前記１つまたは複数のセパレータと前記電極板の１つまたは複数のフレームの内向き表面との間の移送クリアランスである、請求項１～１７のいずれかに記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項19】
前記移送クリアランスは、前記１つまたは複数のセパレータが、前記内向き表面と接触することなく、前記１つまたは複数のフレーム内に配置され得るように、前記１つまたは複数のセパレータの前記外周面と前記１つまたは複数のフレームの前記内向き表面との間のクリアランスの距離である、請求項１８に記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項20】
前記１つまたは複数のトラフが、前記１つまたは複数の電極板の１つまたは複数のフレームに形成される、請求項１～１９のいずれかに記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項21】
前記１つまたは複数のトラフが、前記１つまたは複数のフレームの１つまたは複数の内向き表面に形成される、請求項２０に記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項22】
前記１つまたは複数のトラフが、１つまたは複数のくぼみとして前記１つまたは複数のフレームの１つまたは複数の内向き表面に形成される、請求項２０または２１に記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項23】
前記１つまたは複数のトラフが露出され、電気化学セルの活性領域内に向く、請求項２０、２１、または２２に記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項24】
前記１つまたは複数のトラフが、直線、湾曲、非直線など、またはそれらの任意の組み合わせである、請求項１～２３のいずれかに記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項25】
前記１つまたは複数のトラフが複数のトラフを含み、前記複数のトラフが主要なトラフ及び１つまたは複数の分岐トラフを含む、請求項１～２４のいずれかに記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項26】
前記主要なトラフが、前記１つまたは複数のチャネルの開口部と直接流体連通している、請求項２５に記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項27】
前記１つまたは複数の分岐トラフが、前記１つまたは複数の開口部から離れており、前記主要なトラフと流体連通している、請求項２５または２６に記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項28】
前記１つまたは複数のセパレータが１つまたは複数のシートから構成され、前記１つまたは複数のシートは、綿、ゴム、アスベスト、木材、ポリマー、ガラス、セラミック、またはそれらの組み合わせから１つ以上を含む、請求項１～２７のいずれかに記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項29】
前記１つまたは複数のシートが吸収性ガラスマットを含む、請求項２８に記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項30】
前記バイポーラバッテリアセンブリが鉛蓄電池である、請求項１～２９のいずれかに記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項31】
前記鉛蓄電池は、制御弁式鉛蓄電池（ＶＲＬＡ）である、請求項３０に記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項32】
１つまたは複数のセパレータの１つまたは複数の充填開口部が、１つまたは複数の充填チャネルの一部を形成するか、通過する１つまたは複数の充填チャネルを有するか、または前記バイポーラバッテリアセンブリの両方である、請求項１～３１のいずれかに記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項33】
１つまたは複数の充填チャネルが、充填用の前記電解質、排出用のガス、またはその両方を受け入れて分配するように適合されている、請求項１～３２のいずれかに記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項34】
１つまたは複数の充填チャネルが、１つまたは複数のポート（例えば、充填ポート）と流体連通している、請求項１～３３のいずれかに記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項35】
前記１つまたは複数のポートのうちの少なくとも１つが、永久的に差し込まれるか、取り外し可能なプラグで一時的に差し込まれるか、または両方の組み合わせである、請求項３４に記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項36】
前記１つまたは複数のポートが単一のポートのみを含む、請求項３４または３５に記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項37】
前記単一のポートが、真空引き、前記電解質の充填、前記電解質の排出、通気を設ける、またはそれらの任意の組み合わせに適合する、請求項３６に記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項38】
前記１つまたは複数のポートが２つ以上のポートを含む、請求項３４に記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項39】
前記２つ以上のポートが、１つまたは複数の充填ポート及び１つまたは複数の排出ポートを含む、請求項３８に記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項40】
前記１つまたは複数の排出ポートが、前記電解質を排出するか、真空引きするか、またはその両方を行うように構成される、請求項３９に記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項41】
前記電解質が液体電解質である、請求項１～４０のいずれかに記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項42】
１つまたは複数のチャネルが、前記複数の電極板、前記１つまたは複数のセパレータ、及び前記電解質を含めて、前記電気化学セルを横方向に通過し、前記１つまたは複数のチャネルは前記電解質から密閉されている、請求項１～４１のいずれかに記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項43】
前記１つまたは複数のチャネルが、個々の電極板の各々における１つまたは複数の開口部、及び任意選択で、互いに位置合わせされた前記１つまたは複数のセパレータによって形成される、請求項４２に記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項44】
前記複数の電極板の前記１つまたは複数の開口部、及び任意選択で前記１つまたは複数のセパレータが、前記複数の電極板の１つまたは複数のインサート、及び任意選択で前記１つまたは複数のセパレータに形成され、前記１つまたは複数のインサートは、１つまたは複数の他のインサートと嵌合して、液体電解質である前記電解質から前記１つまたは複数のチャネルを密閉する、請求項４３に記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項45】
前記電解質が前記電気化学セルのそれぞれの中に位置する、請求項１～４４のいずれかに記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項46】
前記１つまたは複数のセパレータが、前記電解質の少なくとも一部を吸収及び保持する、請求項４５に記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項47】
１つまたは複数の流体が、前記バイポーラバッテリアセンブリの１つまたは複数のチャネルを通って循環される、請求項１～４６のいずれかに記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項48】
前記１つまたは複数の流体が前記電解質を含む、請求項４７に記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項49】
前記１つまたは複数の流体が、前記バイポーラバッテリに熱を加えるか、熱を除去するか、またはその両方を行うように構成される、請求項４７または４８に記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項50】
前記１つまたは複数の流体が湿った空気を含む、請求項４７～４９のいずれかに記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項51】
前記１つまたは複数の流体が、前記１つまたは複数の電気化学セルの１つまたは複数の材料を乾燥させるように構成されている、請求項４７～５０のいずれかに記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項52】
前記１つまたは複数の流体が、前記１つまたは複数の電気化学セルの１つまたは複数の活物質を硬化させるために、前記バイポーラバッテリアセンブリの内部の温度を上昇させる、請求項４７～５１のいずれかに記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項53】
前記１つまたは複数の流体が１つまたは複数の乾燥流体を含み、前記１つまたは複数の乾燥流体は、１つまたは複数の乾燥ガス、水封鎖液体、臨界点乾燥流体、またはそれらの組み合わせを含む、請求項５１または５２に記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項54】
前記１つまたは複数の流体が１つまたは複数の乾燥流体を含み、前記１つまたは複数の乾燥流体は、前記バッテリアセンブリの内部から液体電解質を除去するように構成される、請求項５１～５３のいずれかに記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項55】
前記１つまたは複数の乾燥流体が、前記バッテリアセンブリの内部から液体電解質、水、他の流体、またはそれらの組み合わせを除去する、請求項５４に記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項56】
前記１つまたは複数の流体が、前記１つまたは複数のチャネルを循環しながら鉛の種を収集及び除去するように構成されている、請求項４７～５５のいずれかに記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項57】
前記１つまたは複数の流体が、前記１つまたは複数のチャネルを循環しながら硫酸鉛を収集及び除去するように構成されている、請求項４７～５６のいずれかに記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項58】
前記１つまたは複数の流体が、酢酸、メタンスルホン酸、またはその両方を含む、請求項４７～５７のいずれかに記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項59】
前記１つまたは複数の流体が１つまたは複数の反応性物質を含む、請求項４７～５８のいずれかに記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項60】
前記１つまたは複数の反応性物質が、１つまたは複数の酸化剤、不動態化剤、溶媒和剤、またはそれらの組み合わせを含む、請求項５９に記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項61】
前記１つまたは複数の反応性物質は、過酸化水素、メタンスルホン酸、リン酸、溶液中の鉛イオン、硫酸ナトリウム、オルガノリンゴスルホン酸塩など、またはそれらの組み合わせを含む、請求項５９または６０に記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項62】
前記バイポーラバッテリアセンブリが、横方向に通過する１つまたは複数のチャネルを含み、前記１つまたは複数のチャネル、１つまたは複数のトラフ、またはその両方が、前記バイポーラバッテリアセンブリ内のヘッドスペースと流体連通している、請求項１～６１のいずれかに記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項63】
前記１つまたは複数のトラフ、１つまたは複数のチャネル、またはその両方が、前記バイポーラバッテリアセンブリ内のガスを管理するように構成される、請求項１～６２のいずれかに記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項64】
バイポーラバッテリ用セパレータであって、ａ）多孔性で非導電性であり、電解質、イオン、電子、またはそれらの組み合わせを通過させるように構成された１つまたは複数のシートと、
ｂ）１つまたは複数のチャネルを形成するために、隣接する電極板の１つまたは複数の他の開口部と整列するように適合された、前記シートの１つまたは複数の開口部と、
ｃ）前記シートの厚みを薄くした１つまたは複数のチャネルとして前記シートに形成され、前記バイポーラバッテリの電解質の流れを誘導するように適合された１つまたは複数のトラフと
を含む、セパレータ。
【請求項65】
前記１つまたは複数のトラフが複数のトラフを含む、請求項６４に記載のセパレータ。
【請求項66】
前記１つまたは複数のトラフが、前記１つまたは複数の開口部の少なくとも１つと流体連通している、請求項６４または６５に記載のセパレータ。
【請求項67】
前記１つまたは複数の開口部が充填開口部を含む、請求項６６に記載のセパレータ。
【請求項68】
前記１つまたは複数のトラフが、前記充填開口部から放射状に広がる複数のトラフを含む、請求項６７に記載のセパレータ。
【請求項69】
前記１つまたは複数のトラフが、前記１つまたは複数のシートの１つまたは複数の圧縮部分、前記１つまたは複数のシートの除去されたシート材料を伴う１つまたは複数の領域、またはその両方を含み、前記１つまたは複数のシートの厚さの前記減少した厚さを達成する、請求項６４～６８のいずれかに記載のセパレータ。
【請求項70】
前記１つまたは複数のトラフが、前記圧縮部分を形成するための前記１つまたは複数のシートのエンボス加工された部分である、請求項６９に記載のセパレータ。
【請求項71】
前記１つまたは複数のトラフが、一時的、半永久的、永久的、またはそれらの組み合わせである、請求項６４～７０のいずれかに記載のセパレータ。
【請求項72】
前記１つまたは複数のトラフが一時的であり、少なくとも部分的に膨張して（例えば、リバウンドして）厚さが増加するように構成される、請求項７１に記載のセパレータ。
【請求項73】
前記１つまたは複数のトラフが、電解質との接触の最短持続時間後に少なくとも部分的に膨張する、請求項６４～７２のいずれかに記載のセパレータ。
【請求項74】
前記１つまたは複数のトラフが、直線、湾曲、非直線など、またはそれらの任意の組み合わせである、請求項６４～７３のいずれかに記載のセパレータ。
【請求項75】
前記１つまたは複数のトラフが複数のトラフを含み、前記複数のトラフが主要なトラフ及び１つまたは複数の分岐トラフを含み、前記主要なトラフが、前記１つまたは複数のチャネルの開口部と直接流体連通し、
前記１つまたは複数の分岐トラフが、前記１つまたは複数の開口部から離れており、前記主要なトラフと流体連通している、請求項６４～７４のいずれかに記載のセパレータ。
【請求項76】
前記１つまたは複数のシートは、綿、ゴム、アスベスト、木材、ポリマー、ガラス、セラミックなど、またはそれらの組み合わせから１つ以上を含む、請求項６４～７５のいずれかに記載のセパレータ。
【請求項77】
前記１つまたは複数のシートが吸収性ガラスマットを含む、請求項６４～７６のいずれかに記載のセパレータ。
【請求項78】
前記セパレータが、前記１つまたは複数のシートの周りにフレームを含む、請求項６４～７７のいずれかに記載のセパレータ。
【請求項79】
フレームが、前記１つまたは複数のシートと一体であるか、前記１つまたは複数のシートに取り付けられているか、またはその両方である、請求項６４～７８のいずれかに記載のセパレータ。
【請求項80】
バイポーラバッテリアセンブリであって、ａ）一緒に積み重ねられ、間に１つまたは複数の電気化学セルを形成する、複数の電極板と、
ｂ）中に形成された１つまたは複数のトラフを有する１つまたは複数のセパレータであって、前記１つまたは複数の電気化学セルの間に配置された、前記１つまたは複数のセパレータと、
ｃ）前記１つまたは複数の電気化学セルに配置された電解質と
を含む、バイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項81】
前記１つまたは複数のセパレータが、請求項６４～７９のいずれかに記載の前記１つまたは複数のセパレータである、請求項８０に記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項82】
前記１つまたは複数のセパレータが、請求項６４～７９のいずれかに記載の前記１つまたは複数のセパレータの１つである、請求項１～６３のいずれかに記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項83】
バッテリアセンブリを作成する方法であって、ａ）中に１つまたは複数の反応物を有する液体電解質でバッテリアセンブリを充填することと、
ｂ）任意選択で、前記バッテリアセンブリを酸洗することと、
ｃ）電荷を加えて前記バッテリアセンブリを形成することと、
ｄ）前記バッテリアセンブリの内部温度を閾値温度未満に維持する熱制御循環と、
を含む、方法。
【請求項84】
前記バッテリアセンブリが、請求項６４～７９のいずれかに記載のセパレータ、請求項１～６３のいずれかに記載のバッテリアセンブリ、請求項８０～８２のいずれかに記載のバッテリアセンブリ、またはそれらの任意の組み合わせを含む、請求項８３に記載の方法。
【請求項85】
前記充填が真空下で行われる、請求項８３または８４に記載の方法。
【請求項86】
前記真空は、前記充填の前または充填と同時に行われる、請求項８５に記載の方法。
【請求項87】
前記充填に使用される前記液体電解質が冷却された電解質である、請求項８３～８６のいずれかに記載の方法。
【請求項88】
前記冷却された電解質が、前記バッテリアセンブリの内部温度よりも低く、周囲温度よりも低いか、その温度か、またはそれよりも高い温度を有する、請求項８７に記載の方法。
【請求項89】
前記冷却された電解質が約０℃以上から約２０℃以下の温度を有する、請求項８７または８８に記載の方法。
【請求項90】
前記酸洗、前記形成、またはその両方の間、前記電解質を周囲温度より高い温度に加熱する（例えば、温められた電解質）、請求項８３～８９のいずれかに記載の方法。
【請求項91】
前記熱制御循環が、前記電解質の少なくとも部分的な排出を含む、請求項８３～９０のいずれかに記載の方法。
【請求項92】
前記酸洗、前記形成、またはその両方の間に前記電解質が温められた後に、前記少なくとも部分的な排出が行われる、請求項９１に記載の方法。
【請求項93】
前記熱制御循環が、前記酸洗、前記形成、またはその両方と同時に行われる、請求項８３～９２のいずれかに記載の方法。
【請求項94】
前記熱制御循環が、前記排出された電解質の少なくとも部分的な置換を含む、請求項８３～９３のいずれかに記載の方法。
【請求項95】
前記部分的な置換が、冷却された電解質、温められた電解質、またはその両方であり、前記排出された電解質の温度またはそれより低い温度である、請求項９４に記載の方法。
【請求項96】
前記酸洗、前記形成、またはその両方の間に生じる前記反応が完了したときに、前記熱制御循環が完了する、請求項８３～９５のいずれかに記載の方法。
【請求項97】
前記熱制御循環が、最初の電解質の排出と、後続の電解質との置換とを含む、請求項８３～９６のいずれかに記載の方法。
【請求項98】
前記最初の電解質が前記後続の電解質よりも低い比重を有する、請求項９７に記載の方法。
【請求項99】
前記方法が、前記バッテリアセンブリの１つまたは複数のチャネル、トラフ、または両方を通して１つまたは複数の流体を流すことを含む、請求項８３～９８のいずれかに記載の方法。
【請求項100】
充填、酸洗、形成、熱制御循環、またはそれらの組み合わせの間に、前記１つまたは複数の流体が前記バッテリアセンブリ内を流れる、請求項８３～９９のいずれかに記載の方法。
【請求項101】
前記バッテリアセンブリを通って流れる１つまたは複数の流体が、前記バッテリアセンブリの内部温度を上昇させて、１つまたは複数の活物質を硬化させる、請求項８３～１００のいずれかに記載の方法。
【請求項102】
前記バッテリアセンブリを通って循環する１つまたは複数の流体が、電解質、空気、１つまたは複数の乾燥流体、１つまたは複数の鉛収集液、１つまたは複数の反応性物質、１つまたは複数の電解質除去流体、またはそれらの組み合わせを含む、請求項８３～１０１のいずれかに記載の方法。
【請求項103】
前記１つまたは複数の流体が、湿った空気である空気を含む、請求項１０２に記載の方法。
【請求項104】
前記湿った空気が約５０％以上から約１００％以下の相対湿度を有する、請求項１０３に記載の方法。
【請求項105】
前記バッテリアセンブリを通って流れる１つまたは複数の流体が、１つまたは複数の活物質、流体、またはそれらの組み合わせを乾燥させる、請求項８３～１０４のいずれかに記載の方法。
【請求項106】
前記１つまたは複数の流体が、形成後に、前記１つまたは複数の活物質、前記バッテリアセンブリ内の他の内面、またはそれらの組み合わせを乾燥させる、請求項１０５に記載の方法。
【請求項107】
前記１つまたは複数の流体が１つまたは複数の乾燥流体を含み、前記１つまたは複数の乾燥流体は、１つまたは複数の乾燥ガス、水封鎖液体、臨界点乾燥流体、またはそれらの組み合わせを含む、請求項１０５または１０６に記載の方法。
【請求項108】
乾燥が、液体電解質、水、その他の流体、またはそれらの組み合わせを乾燥及び／または除去乾燥する、請求項１０５～１０７のいずれかに記載の方法。
【請求項109】
前記１つまたは複数の活物質が硬化後に乾燥される、請求項１０５～１０８のいずれかに記載の方法。
【請求項110】
前記バッテリアセンブリ内の１つまたは複数の活物質が前記形成後に乾燥される、請求項８３～１０９のいずれかに記載の方法。
【請求項111】
前記バッテリアセンブリを通って流れる１つまたは複数の流体が、前記１つまたは複数の鉛収集液を含み、前記１つまたは複数の鉛収集液が、前記１つまたは複数のチャネルを循環しながら１つまたは複数の鉛の種を収集するように機能する、請求項８３～１１０のいずれかに記載の方法。
【請求項112】
前記１つまたは複数の鉛の種を収集すると、前記１つまたは複数の鉛収集液が前記バッテリアセンブリから除去される、請求項１１１に記載の方法。
【請求項113】
前記１つまたは複数の鉛の種が硫酸鉛を含む、請求項１１１または１１２に記載の方法。
【請求項114】
前記方法が、前記バッテリアセンブリを放電することを含み、前記放電中に前記バッテリアセンブリの電気化学セル内で前記１つまたは複数の鉛の種が生成される、請求項１１１～１１３のいずれかに記載の方法。
【請求項115】
前記バッテリアセンブリを通って流れる１つまたは複数の流体が、１つまたは複数の電解質除去流体を含み、前記１つまたは複数の電解質除去流体が、前記バッテリアセンブリの内部から電解質を置換及び除去するように構成される、請求項８３～１１４のいずれかに記載の方法。
【請求項116】
前記１つまたは複数の電解質除去流体が、酢酸、メタンスルホン酸、またはその両方を含む、請求項１１５に記載の方法。
【請求項117】
１つまたは複数のチャネル、トラフ、またはその両方が、前記バッテリアセンブリのヘッドスペースと流体連通している、請求項８３～１１６のいずれかに記載の方法。
【請求項118】
前記バッテリアセンブリを通って流れる１つまたは複数の流体が、１つまたは複数の反応性物質を含む、請求項８３～１１７のいずれかに記載の方法。
【請求項119】
前記１つまたは複数の反応性物質が、１つまたは複数の酸化剤、不動態化剤、溶媒和剤、またはそれらの組み合わせを含む、請求項１１８に記載の方法。
【請求項120】
前記１つまたは複数の反応性物質が、バッテリアセンブリの１つまたは複数の段階で、前記１つまたは複数のチャネル、トラフ、または両方を通って流れる、請求項１１８または１１９に記載の方法。
【請求項121】
前記１つまたは複数の段階が、酸洗、形成、充電、放電など、またはそれらの組み合わせを含む、請求項１２０に記載の方法。
【請求項122】
前記１つまたは複数の反応性物質は、過酸化水素、メタンスルホン酸、リン酸、溶液中の鉛イオン、硫酸ナトリウム、オルガノリンゴスルホン酸塩など、またはそれらの組み合わせを含む、請求項１１８～１２１のいずれかに記載の方法。
【請求項123】
前記１つまたは複数の酸化剤が、１つまたは複数の活物質の未形成ペーストの中の遊離鉛を減少させる、請求項１１８～１２２のいずれかに記載の方法。
【請求項124】
前記１つまたは複数の不動態化剤が、前記形成後の前記電気化学セル内の鉛の腐食を低減、防止、または停止する、請求項１１８～１２３のいずれかに記載の方法。
【請求項125】
１つまたは複数のチャネル、トラフ、またはその両方を使用して、酸洗、形成、熱循環、充電、放電、またはそれらの組み合わせの間、前記バッテリアセンブリの内部から発生する１つまたは複数のガスを収集する、請求項８３～１２４のいずれかに記載の方法。
【請求項126】
前記１つまたは複数のガスが、水素、酸素、またはその両方を含む、請求項１２５に記載の方法。
【請求項127】
前記１つまたは複数のチャネル、トラフ、またはその両方が、１つまたは複数のベントと流体連通し、前記１つまたは複数のガスは、前記１つまたは複数のベントを介して放出される、請求項１２５または１２６に記載の方法。
【請求項128】
ガス収集がバッテリの腐食の加速をもたらす、請求項１２５～１２７のいずれかに記載の方法。
【請求項129】
前記加速されたバッテリの腐食が、前記バッテリアセンブリの加速寿命試験を可能にする、請求項１２８に記載の方法。
【請求項130】
前記バッテリアセンブリが１つまたは複数のポートを含む、請求項８３～１２９のいずれかに記載の方法。
【請求項131】
前記１つまたは複数のポートが、１つまたは複数のチャネル、トラフ、またはその両方と流体連通している、請求項１３０に記載の方法。
【請求項132】
前記１つまたは複数のポートが、１つまたは複数の流体を受け入れる、１つまたは複数の流体を排出する、またはその両方のために構成された１つまたは複数の充填ポートを含む、請求項１３１に記載の方法。
【請求項133】
前記方法が、前記形成が完了した後に前記１つまたは複数の充填ポートを塞ぐことを含む、請求項１３２に記載の方法。
【請求項134】
前記１つまたは複数の充填ポートが、永久に塞がれるか、一時的に塞がれるか、またはその両方である、請求項１３３に記載の方法。
【請求項135】
前記方法が、前記１つまたは複数の充填ポートを取り外し可能なプラグで塞ぐことを含む、請求項１３２または１３３に記載の方法。
【請求項136】
前記方法が、１つまたは複数のポートを通して１つまたは複数の流体を流すことを含む、請求項８３～１３５のいずれかに記載の方法。
【請求項137】
前記１つまたは複数の流体が、少なくとも１つまたは複数の第１の流体及び１つまたは複数の第２の流体を含む、請求項１３６に記載の方法。
【請求項138】
前記１つまたは複数のポートは、第１のポート及び第２のポートを含む２つ以上のポートを含む、請求項１３６または１３７に記載の方法。
【請求項139】
１つまたは複数の第１の流体が第１のポートを通って流れ、１つまたは複数の第２の流体が第２のポートを通って流れる、請求項１３６～１３８のいずれかに記載の方法。
【請求項140】
同時に前記バッテリアセンブリを流しながら、１つまたは複数の第１の流体が１つまたは複数の第２の流体から分離されたままである、請求項１３６～１３９のいずれかに記載の方法。
【請求項141】
１つまたは複数の流体が前記バッテリアセンブリの異なる部分を個別に加熱及び／または冷却する、請求項８３～１４０のいずれかに記載の方法。
【請求項142】
前記１つまたは複数の流体が前記異なる部分を同時に加熱及び／または冷却する、請求項１４１に記載の方法。
【請求項143】
単一のワークステーションでバッテリアセンブリを作成する方法であって、ａ）前記単一のワークステーションで複数の電気化学セルを備えた形成されたバッテリスタックを設けることと、
ｂ）任意選択で、前記バッテリアセンブリを通して１つまたは複数の酸洗流体を流しながら、前記バッテリアセンブリを酸洗することと、
ｃ）電荷を加えることにより、前記バッテリアセンブリに１つまたは複数の形成流体を流しながら、前記バッテリアセンブリを形成することと
を含む、方法。
【請求項144】
前記形成されたバッテリスタックは、ｉ）複数の積み重ねられた電極板であって、それぞれがペースト状の１つまたは複数の活物質を有する基板を有する、前記複数の積み重ねられた電極板と、
ｉｉ）複数の積み重ねられた電極板を横方向に通過する１つまたは複数のチャネルであって、前記基板及び各電極板の前記１つまたは複数の活物質を含む、前記１つまたは複数のチャネルと、
ｉｉｉ）前記１つまたは複数の電気化学セル内に形成され、前記１つまたは複数のチャネルの少なくとも１つと流体連通する１つまたは複数のトラフであって、前記１つまたは複数のチャネルに対して実質的に垂直である、上に１つまたは複数の活物質を担持する前記基板の１つまたは複数の表面と実質的に平行である、またはその両方である、前記１つまたは複数のトラフと
を含む、請求項１４３に記載の方法。
【請求項145】
前記液体電解質が１つまたは複数の反応物を含む、請求項１４３または１４４に記載の方法。
【請求項146】
前記方法が、１つまたは複数の電極板の１つまたは複数の基板に配置された前記１つまたは複数の活物質を硬化させることを含む、請求項１４３～１４５のいずれかに記載の方法。
【請求項147】
硬化が、１つまたは複数の流体を１つまたは複数のチャネル、トラフ、またはその両方に流すことを含む、請求項１４６に記載の方法。
【請求項148】
前記１つまたは複数の流体が湿った空気を含む、請求項１４７に記載の方法。
【請求項149】
前記方法が、１つまたは複数の電極板の１つまたは複数の基板に配置された前記１つまたは複数の活物質を乾燥させることを含む、請求項１４３～１４８のいずれかに記載の方法。
【請求項150】
硬化、形成、またはその両方の後に乾燥が起こる、請求項１４３～１４９のいずれかに記載の方法。
【請求項151】
乾燥が、１つまたは複数の流体を１つまたは複数のチャネル、トラフ、またはその両方に流すことを含む、請求項１４９または１５０に記載の方法。
【請求項152】
前記１つまたは複数の流体は、乾燥した空気、流体中、またはその両方を伴う、請求項１５１に記載の方法。
【請求項153】
前記より多くの酸洗流体の１つが１つまたは複数の液体電解質を含む、請求項１４３～１５２のいずれかに記載の方法。
【請求項154】
前記１つまたは複数の液体電解質が冷却された電解質を含む、請求項１５３に記載の方法。
【請求項155】
前記冷却された電解質が周囲温度よりも低い温度（例えば、約０℃以上から約２０℃以下）を有する、請求項１５４に記載の方法。
【請求項156】
前記１つまたは複数の酸洗流体が１つまたは複数の希釈された液体電解質を含む、請求項１５３～１５５のいずれかに記載の方法。
【請求項157】
前記１つまたは複数の形成流体が１つまたは複数の液体電解質を含む、請求項１４３～１５６のいずれかに記載の方法。
【請求項158】
前記１つまたは複数の液体電解質が、冷却された電解質、加熱された電解質、またはその両方を含む、請求項１５７に記載の方法。
【請求項159】
前記加熱された電解質が周囲温度よりも高い温度を有する、請求項１５８に記載の方法。
【請求項160】
前記１つまたは複数の形成流体が１つまたは複数の希釈された液体電解質を含む、請求項１５７～１５９のいずれかに記載の方法。
【請求項161】
前記方法が、１つまたは複数のチャネル、トラフ、または両方を介して、前記形成されたバッテリスタックの前記電気化学セルを液体電解質で充填して、バッテリアセンブリを形成することを含む、請求項１４３～１６０のいずれかに記載の方法。
【請求項162】
前記方法が、前記液体電解質を充填する前または同時に、前記形成されたバッテリスタックから、前記１つまたは複数の酸洗流体、前記１つまたは複数の形成流体、またはその両方を排出することを含む、請求項１６１に記載の方法。
【請求項163】
充填後、またはより多くのポートが永久的及び／または一時的に密封される、請求項１６１または１６２に記載の方法。
【請求項164】
前記方法が、１つまたは複数の弁、端子、カバー、膜、ストラップ、ラベル、またはそれらの組み合わせを追加することを含む、請求項１４３～１６３のいずれかに記載の方法。
【請求項165】
１つまたは複数の活物質を硬化、乾燥、または両方をするために、硬化炉、乾燥炉、またはその両方を使用しない、請求項１４３～１６４のいずれかに記載の方法。
【請求項166】
酸洗、形成、充填、またはそれらの組み合わせの間に、充填及び形成タンクを使用しない、請求項１４３～１６５のいずれかに記載の方法。
【請求項167】
前記方法が、１つまたは複数の活物質、前記バッテリアセンブリの他の内面、またはその両方を乾燥させることを含む、請求項１４３～１６６のいずれかに記載の方法。
【請求項168】
前記１つまたは複数の活物質が液体電解質を含む、請求項１６７に記載の方法。
【請求項169】
前記他の流体が水を含む、請求項１６７または１６８に記載の方法。
【請求項170】
前記方法が、請求項８３～１４２のいずれかに記載の方法ステップのいずれかを含む、請求項１４３～１６９のいずれかに記載の方法。
【請求項171】
前記方法が、請求項１～６３のいずれかに記載のバッテリアセンブリ、請求項８０～８２のいずれかに記載のバッテリアセンブリ、またはそれらの組み合わせを形成することを含む、請求項１４３～１７０のいずれかに記載の方法。
【請求項172】
前記形成されたバッテリスタックは、請求項６４～７９のいずれかに記載の１つまたは複数のセパレータを含む、請求項１４３～１７１のいずれかに記載の方法。
【請求項173】
前記シングルは、前記バッテリアセンブリを作成するためのすべての設備を含む、請求項１４３～１７２のいずれかに記載の方法。
【請求項174】
前記単一のワークステーションが、組み立て、硬化、排出、充填、酸洗、形成、乾燥、動作前の初期充電、鉛の排出、排水、またはそれらの組み合わせのためのすべての機器を含む、請求項１４３～１７３のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
＜関連出願の相互参照＞
本願は、２０２０年３月１６日に出願された米国仮特許出願第６２／９９０，０７３号の利益を主張するものであり、この内容が、参照により本明細書に組み込まれる。
本願は、２０２０年３月１６日に出願された米国仮特許出願第６２／９９０，０７３号の利益を主張するものであり、この内容が、参照により本明細書に組み込まれる。
【0002】
本開示は、概して、バイポーラバッテリアセンブリに関し、より具体的には、バッテリアセンブリ内部の１つまたは複数のトラフに関する。本開示は、酸洗、形成、充電、放電中、または動作中の内部からのバイポーラバッテリの温度制御において特定の用途を見出し得る。
【背景技術】
【0003】
伝統的に、バイポーラバッテリアセンブリ、例えば、参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第２００９／００４２０９９号において教示されているものは、電極板のスタックの内部に電解質を含む。電解質は、電子とイオンが電極板のカソードとアノード材料の間を流れることを可能にする。バイポーラバッテリアセンブリは、電極板とセパレータの整列した貫通孔を通過するボルトによって一緒に保持される。電極スタックからまたはスタックのチャネル内に漏れない電解質を設けるために、液体電解質の代わりに固体電解質が一般に使用され、バッテリアセンブリ内の別個のシール部材の必要性が減少する。固体電解質または半固体電解質は、密閉型鉛酸（ＳＬＡ）バッテリアセンブリの一部である場合がある。例示的なＳＬＡバッテリアセンブリは、形成された電解質溶液が、乾燥して固体電解質になるゼリー状の溶液であるゲルバッテリである。これらの固体または半固体電解質ベースのバッテリアセンブリは、漏れの問題に対処するのに一般的に効果的であるが、製造コストが高くなり得、過充電の時にたやすく損傷し得、その上寿命が短くなる（ＳＬＡバッテリの場合は３年から５年であるのに対し、湿式セルバッテリの場合最大２０年）。チャネルとフレームの位置合わせとインターロックによって統合されたシールを設ける洗練されたソリューションは、これらのソリューションのいくつかを克服しながら、液体電解質を使用する手段を提供する。適切な一体型シールは、国際公開第２０１３／０６２６２３号及び米国特許第１０，１４１，５９８号に開示されており、すべての目的のためにその全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【0004】
漏れのリスクに加えて、液体電解質がもたらす課題は、酸洗（「浸漬」としても知られる）プロセスの継続時間であり得る。酸洗プロセスは、典型的には、バッテリアセンブリの電気化学セルを液体電解質で満たし、電解質を電極板の活物質に浸透させることを含む。これは、大量の商品化の能力を制限する可能性があるバッテリ組み立てプロセスの時間を食う部分になる可能性がある。一般に、酸洗プロセスの間、電解質はセパレータの細孔または経路を通って吸い上げられ、電気化学セルを満たし、セパレータの各側に隣接する活物質によって吸収され得、例えば、国際公開第２０１３／０６２６２３号に教示されているものがある。
【0005】
酸洗が時間の課題を追加するだけでなく、硬化と乾燥がまた、バッテリを組み立てる全体の時間、機器に必要な施設全体のスペース、動作のための充電前の組み立て、硬化、乾燥、酸洗、及び形成のための複数のワークステーションの必要性などの課題も提示する場合がある。１つ以上の電極板に塗布された活物質の硬化及び乾燥は、一般に硬化炉を用いて行われる。したがって、ペースト状の活物質を上に載せて作成された電極板は、電極板スタックへの積み重ね、酸洗、形成、または充電を行うことができるより前に、活物質を適用するための組み立て領域から、硬化炉を有する硬化領域に、移行し得る。このようなペーストのプロセスの１つは、国際公開第２０１８／２１３７３０号に開示され、すべての目的のためにその全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【0006】
典型的なバイポーラバッテリアセンブリによって提示されるもう１つの課題は、酸洗、形成、充電、または放電時にバッテリが過剰な熱を発生する場合があることである。通常、酸洗プロセスは発熱プロセスであり、バッテリの内部温度が上昇する。一般に、酸洗の後、バッテリアセンブリは形成のプロセスを経る。形成プロセスを開始するには、バッテリアセンブリを電源に接続して充電する。形成プロセスは吸熱性であるが、より多くの酸を生成する。この生成された酸は、通常、酸洗プロセスを継続し、その後の発熱反応を引き起こす。そのため、形成は吸熱性であり、熱を吸収するが、通常、結果として生じる発熱反応は、吸収された熱と同じ量またはそれよりはるかに多い熱を発生させ、バッテリアセンブリの内部温度を上昇させたままにするか、さらにいっそう上昇させる。充電中または放電中にバッテリの内部抵抗を通って電流が流れるため、電力消費の結果として過剰な熱が発生する場合もある（ジュール熱とも呼ばれる）。過熱は、充電中または放電中の電気化学セル内の発熱反応からも発生する場合がある。バッテリアセンブリで過剰に生成された熱は、活性化学物質が膨張して電気化学セルが膨張し得る、電気化学セル内に圧力が蓄積し得る、膨張と圧力が増加して構成要素が機械的に変形し得る（例えば、外側への変形、例えば膨らむ）、機械的歪みにより、構成要素が互いに離れて漏れの経路が形成されたり接触が失われたりして短絡が発生し得る、過度に高い温度での長時間の動作、つまり化学反応中の熱の暴走により、構成要素の亀裂が発生する場合がある、ガスが放出される、及び／または温度の上昇により１つまたは複数のセルが、破裂または爆発する場合がある、ということを含む多くの問題を引き起こす可能性がある。これらの潜在的な問題により、バッテリアセンブリを酸洗、形成、充電、または放電できる速度は、過剰に発生した熱を除去できる速度に依存する。バイポーラバッテリアセンブリが提示するもう１つの課題は、低温または高温での充電能力である。低温（５°Ｃ未満など）では、バッテリによってはセル内の圧力が上昇し得、通気に至る場合がある。低温下で不良な充電を受け入れることは、圧力が上昇することに起因して、完全に充電されたバッテリに類似する場合がある。
【0007】
今日では、形成、酸洗、充電、及び放電中にバッテリの温度を制御し、バッテリアセンブリを閾値温度未満に維持するために利用される複数の異なるプロセスがある。酸洗及び形成中に発生する熱を制御し、バッテリアセンブリを閾値温度未満に維持するために、初期の充填のために冷却された電解質を使用して、発熱反応が発生した後のバッテリアセンブリの全体的な内部温度を下げることができる。バッテリアセンブリは、形成中に温度制御された（例えば冷却された）水槽に沈められ、熱の除去をもたらし得る。バッテリアセンブリの内部温度を閾値未満に維持しなければならないので、熱の除去の速度はよく酸洗及び形成の速度を制御し、したがって制約する。余分な処理時間（つまり、リードタイムの増加）に加えて、これらの追加のプロセスは、仕掛品（つまり、組み立てられたバッテリ）の在庫、冷却及び加熱用の機器、保管スペース、充電で使用される電気、及び組み立ての手間の追加的コストにつながる。
【0008】
必要とされるのは、電気化学セル、及びアセンブリを通って延びる１つまたは複数のチャネルの周りのシールを維持しながら、液体電解質と適合するバッテリアセンブリである。必要とされているのは、電解質をより迅速に電気化学セルに受け入れ、電解質を活物質に浸透させることができるバッテリアセンブリである。必要なのは、電極板、及び／または硬化炉を使用せずに硬化及び乾燥できるバッテリアセンブリである。必要とされているのは、内部から温度を制御できるバッテリアセンブリである。必要とされているのは、温度を制御して酸洗、形成、充電及び／または放電を高速化できるバッテリアセンブリである。
【発明の概要】
【0009】
本教示は、一般に、バッテリアセンブリに組み込むのに適したトラフに関する。トラフは、１つまたは複数の流体を電気化学セルに分散させるのに役立ち、チャネルから離れてセルに流体を分配するのを補助し得る。トラフはまた逆でも有用であり、セルから流体を収集し、チャネルに誘導し得る。トラフは、硬化、排出、充填、酸洗、形成、乾燥などの間を含む、バッテリアセンブリの作成のプロセスのステップの間、有利であり得る。トラフは、バッテリアセンブリを通して１つまたは複数の流体を流すための熱制御循環を支援することさえし得る。
【0010】
本開示は、ａ）電極板スタックを形成するために一緒に積み重ねられた複数の電極板、ｂ）１つまたは複数の電気化学セルであって、各電気化学セルが一対の電極板の間に形成される、１つまたは複数の電気化学セル、ｃ）１つまたは複数の電気化学セル内に配置された１つまたは複数のセパレータ、及びｄ）１つまたは複数の電気化学セルのそれぞれに形成され、電解質の流れを１つまたは複数の電気化学セルに誘導するように適合された１つまたは複数のトラフを含むバイポーラバッテリアセンブリに関する。
【0011】
本開示は、ａ）多孔質で非導電性であり、電解質、イオン、電子、またはそれらの組み合わせを通過させるように構成された１つまたは複数のシート、ｂ）１つまたは複数のチャネルを形成するために、隣接する電極板の１つまたは複数の他の開口部と整列するように適合された、シートの１つまたは複数の開口部、ｃ）シートの厚さを薄くした１つまたは複数のチャネルとしてシートに形成され、バイポーラバッテリの電解質の流れを誘導するように適合された１つまたは複数のトラフを含む、バイポーラバッテリ用のセパレータに関する。
【0012】
本開示は、ａ）間に１つまたは複数の電気化学セルを形成する、一緒に積み重ねられた複数の電極板、ｂ）１つまたは複数のトラフが形成された１つまたは複数のセパレータであって、１つまたは複数の電気化学セルの間に配置される、１つまたは複数のセパレータ、及びｃ）１つまたは複数の電気化学セル内に配置された電解質を含むバイポーラバッテリアセンブリに関する。
【0013】
本教示は、一般に、バッテリアセンブリを作成する方法に関する。バッテリアセンブリの作成は、組み立て、硬化、排出、充填、酸洗、形成、乾燥、熱制御循環など、またはそれらの組み合わせなどのステップを含んでもよい。これらのステップの一部は、順次、同時に、またはその両方で完了し得る。例えば、熱制御循環は、硬化、酸洗、形成、乾燥など、またはそれらの組み合わせの間に発生する場合がある。例として、熱制御循環は、排出、充填、またはその両方を含み得る。熱制御循環は、バッテリアセンブリを通して１つまたは複数の流体を流すことを含み得る（例えば、流体循環、１つまたは複数の流体を循環させる）。これらの流体は、１つまたは複数の電気化学セル、チャネル、トラフ、ポート、ベント、弁、穴、開口部など、またはそれらの組み合わせを通って流れ得る。これらの流体は、バッテリアセンブリを通して循環し得る。流体循環は、同じ流体をバッテリアセンブリに流入及び流出すること、またはその逆を含み得る。流体循環は、ある流体を除去し、別の流体で満たすことを含み得る。熱制御循環は、バッテリアセンブリの内部とは異なる温度を有する流体をバッテリアセンブリに導入するのに有利であり得る。この温度差により、バッテリアセンブリを作成する１つまたは複数のステップを、より迅速に行う、費用対効果を高める、組み立てたままにする（例えば積み重ねる）など、またはそれらの組み合わせを可能にし得る。
【0014】
バッテリアセンブリを作成することは、本明細書に記載の１つまたは複数のトラフを含むか、または使用しなくてもよい。チャネルに加えて、１つまたは複数のトラフを使用すると、熱制御循環など、本明細書で開示されるバッテリ作成プロセスの利点をさらに高め得る。
【0015】
本開示は、バッテリアセンブリを作成するための方法に関し、ａ）１つまたは複数の反応物を含む液体電解質をバッテリアセンブリに充填すること、ｂ）電荷を加えることによりバッテリアセンブリを形成すること、及び熱制御循環により、バッテリアセンブリの内部温度を閾値温度未満に維持することを含む。
【0016】
本開示は、バッテリアセンブリを作成するための方法に関し、ａ）１つまたは複数の反応物を含む液体電解質をバッテリアセンブリに充填すること、ｂ）任意選択で、バッテリアセンブリを酸洗すること、ｃ）電荷を加えることによりバッテリアセンブリを形成すること、及びｄ）熱制御循環により、バッテリアセンブリの内部温度を閾値温度未満に維持することを含む。
【0017】
本開示は、単一のワークステーションでバッテリアセンブリを作成するための方法に関し、ａ）単一のワークステーションで複数の電気化学セルを有する形成されたバッテリスタックを設けること、ｂ）任意選択で、バッテリアセンブリを通して１つまたは複数の酸洗流体を流しながら、バッテリアセンブリを酸洗すること、及びｃ）１つまたは複数の形成流体をバッテリアセンブリに流しながら、電荷を加えることによってバッテリアセンブリを形成することを含む。
【0018】
本教示は、それを通過する１つまたは複数のチャネルを有するバッテリアセンブリを提供する。チャネルの１つまたは複数は、電解質を電気化学セルに分配するのに適した１つまたは複数の充填チャネルを含み得る。１つまたは複数の充填チャネルは、１つまたは複数のトラフと連通し得る。１つまたは複数のトラフは、各電気化学セルの周りに分布する複数のトラフを含み得る。１つまたは複数のトラフは、電解質の流れを誘導して、電解質がより速く、より均一な流れでセパレータを通ってウィッキングするようにしてもよい。電解質の排出のために、１つまたは複数の充填チャネルを使用してもよい。排出は、熱制御循環プロセス中に完全または部分的に行われる場合がある。熱制御循環プロセスは、温められた電解質をより冷たい電解質に置き換えて、そのため熱除去手段及び内部ヒートシンクを設けるのに有利であり得る。１つまたは複数のチャネル及びトラフは、硬化炉を回避しながらバッテリアセンブリを硬化する、より効率的な手段を提供し得る。高温の空気などの１つまたは複数の流体を、１つまたは複数のチャネル及びトラフを通して循環させて、バッテリアセンブリの活物質を硬化させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】セパレータを露出させたバッテリアセンブリの断面を示す。
【図2】電極板の斜視図である。
【図3】電極板の斜視図である。
【図4】バッテリアセンブリの部分的な切欠図を示す
【図5】バッテリアセンブリの部分的な切欠図を示す
【図6】バッテリアセンブリの電極板及びセパレータの部分的に分解されたスタックを示す。
【図7】バッテリアセンブリの電極板及びセパレータの部分的に分解されたスタックを示す。
【図8】バッテリアセンブリの１つまたは複数のチャネルを通る断面の斜視図である。
【図9】シートのスタックによって形成され、複数のトラフを有するセパレータを示す。
【図10】トラフを有するセパレータ及びセパレータを通って流れる電解質を露出させたバッテリアセンブリの断面を示す。
【図11】電解液が流れているセパレータを露出させたバッテリアセンブリの断面を示す。
【図12】バッテリアセンブリに電解質を充填する時間の比較を示す折れ線グラフである。
【図13】バッテリアセンブリを作成するための方法のフロー図を示す。
【発明を実施するための形態】
【0020】
本明細書に提示される説明及び図解は、当業者に本教示、その原理、及びその実際の適用を知らせることを意図している。記載された本教示の特定の実施形態は、本教示を網羅または限定することを意図するものではない。本教示の範囲は、添付の特許請求の範囲によって権利が与えられる均等物の全体の範囲に沿って、そのような特許請求の範囲を参照して判定されるべきである。特許出願及び刊行物を含むすべての論文及び参考文献の開示は、すべての目的のために参照により組み込まれる。以下の特許請求の範囲から得られるように、他の組み合わせも可能であり、これらもまた、参照により本明細書に組み込まれる。
【0021】
＜バッテリアセンブリ＞
本開示のバッテリアセンブリは、概してバッテリアセンブリに関し、バイポーラバッテリアセンブリとして特定の用途を見出し得る。バイポーラバッテリアセンブリは、鉛蓄電池であってもよい。バイポーラバッテリアセンブリは、弁制御式鉛蓄電池（ＶＲＬＡ）であってもよい。バッテリアセンブリは、複数の電極板の１つ以上のスタックを含む。複数の電極板は、１つまたは複数のバイポーラプレート、モノポーラプレート、デュアルポーラプレート、エンドプレート、またはそれらの任意の組み合わせを含んでもよい。１つまたは複数のバイポーラプレートは、一方の表面にアノードを有し、反対側の表面にカソードを有する基板を含む。モノポーラプレートは、表面に堆積されたアノードまたはカソードのいずれかを含んでもよい。第１及び第２のモノポーラプレートは、それらの間に配置されたバイポーラプレート、デュアルポーラプレート、または両方を有する１つまたは複数のスタックの反対側の端部に配置してもよい。バッテリアセンブリは、第１のエンドプレート及び第２のプレートなどの１つまたは複数のエンドプレートを含み得る。１つまたは複数のエンドプレートは、スタックの１つまたは複数の端部に取り付けられる。１つまたは複数のエンドプレートは、１つまたは複数のモノポーラプレートであってもよく、またはモノポーラプレートと別個であってもよい。例えば、第１のエンドプレートは、第２のエンドプレートとしてスタックの反対側の端部に取り付けられ得る。１つまたは複数のエンドプレートは、バッテリアセンブリ内部の真空引きの間、バッテリアセンブリの充填中、充電時の動作中、及び／またはバッテリアセンブリの放電循環、またはそれらの任意の組み合わせの間、１つまたは複数の電極板を補強するのに特に有用であり得る。スタックは、電極板の隣接する各対の間に配置されたセパレータ及び電解質を含む。間にセパレータと電解質を有する隣接する電極板（その上のアノードとカソードを含む）の各対は、電気化学セルを形成し得る。１つまたは複数の電気化学セルは、その中に１つまたは複数のトラフを含み得る。トラフは、各電気化学セルの活性領域内に、または活性領域と直接流体連通させて、配置してもよい。１つまたは複数のトラフは、各電気化学セル内部の電解質の分配（例えば、ウィッキング、流れ）を促進するのに役立ち得る。バッテリアセンブリは、１つまたは複数のチャネルを含んでもよい。１つまたは複数のチャネルは、１つまたは複数の電極板、電解質、セパレータ、活性領域、またはそれらの組み合わせを横方向に通過し得る。１つまたは複数のチャネルは、横断チャネルと呼ばれる場合がある。１つまたは複数のチャネルは、１つまたは複数のトラフを横切る、流体連通する、またはその両方であり得る。１つまたは複数のチャネルは、開口部、インサート、またはその両方によって形成され得る。１つまたは複数の開口部、インサート、または両方は、１つまたは複数の電極板、セパレータ、または両方の一部（例えば、取り付けられる、一体化されたもの）であってもよい。１つまたは複数のチャネルは、各電気化学セルの活性領域を通り得る。１つまたは複数のチャネルは、それが通る液体電解質から密閉され得る。１つまたは複数の流体は、１つまたは複数のチャネル、トラフ、またはその両方を通って循環し得る。１つまたは複数の流体は、電解質をより速く分配すること、酸洗、形成、充電、及び／または放電中のバッテリアセンブリの温度制御、またはそれらの任意の組み合わせに、役立ち得る。
本開示のバッテリアセンブリは、概してバッテリアセンブリに関し、バイポーラバッテリアセンブリとして特定の用途を見出し得る。バイポーラバッテリアセンブリは、鉛蓄電池であってもよい。バイポーラバッテリアセンブリは、弁制御式鉛蓄電池（ＶＲＬＡ）であってもよい。バッテリアセンブリは、複数の電極板の１つ以上のスタックを含む。複数の電極板は、１つまたは複数のバイポーラプレート、モノポーラプレート、デュアルポーラプレート、エンドプレート、またはそれらの任意の組み合わせを含んでもよい。１つまたは複数のバイポーラプレートは、一方の表面にアノードを有し、反対側の表面にカソードを有する基板を含む。モノポーラプレートは、表面に堆積されたアノードまたはカソードのいずれかを含んでもよい。第１及び第２のモノポーラプレートは、それらの間に配置されたバイポーラプレート、デュアルポーラプレート、または両方を有する１つまたは複数のスタックの反対側の端部に配置してもよい。バッテリアセンブリは、第１のエンドプレート及び第２のプレートなどの１つまたは複数のエンドプレートを含み得る。１つまたは複数のエンドプレートは、スタックの１つまたは複数の端部に取り付けられる。１つまたは複数のエンドプレートは、１つまたは複数のモノポーラプレートであってもよく、またはモノポーラプレートと別個であってもよい。例えば、第１のエンドプレートは、第２のエンドプレートとしてスタックの反対側の端部に取り付けられ得る。１つまたは複数のエンドプレートは、バッテリアセンブリ内部の真空引きの間、バッテリアセンブリの充填中、充電時の動作中、及び／またはバッテリアセンブリの放電循環、またはそれらの任意の組み合わせの間、１つまたは複数の電極板を補強するのに特に有用であり得る。スタックは、電極板の隣接する各対の間に配置されたセパレータ及び電解質を含む。間にセパレータと電解質を有する隣接する電極板（その上のアノードとカソードを含む）の各対は、電気化学セルを形成し得る。１つまたは複数の電気化学セルは、その中に１つまたは複数のトラフを含み得る。トラフは、各電気化学セルの活性領域内に、または活性領域と直接流体連通させて、配置してもよい。１つまたは複数のトラフは、各電気化学セル内部の電解質の分配（例えば、ウィッキング、流れ）を促進するのに役立ち得る。バッテリアセンブリは、１つまたは複数のチャネルを含んでもよい。１つまたは複数のチャネルは、１つまたは複数の電極板、電解質、セパレータ、活性領域、またはそれらの組み合わせを横方向に通過し得る。１つまたは複数のチャネルは、横断チャネルと呼ばれる場合がある。１つまたは複数のチャネルは、１つまたは複数のトラフを横切る、流体連通する、またはその両方であり得る。１つまたは複数のチャネルは、開口部、インサート、またはその両方によって形成され得る。１つまたは複数の開口部、インサート、または両方は、１つまたは複数の電極板、セパレータ、または両方の一部（例えば、取り付けられる、一体化されたもの）であってもよい。１つまたは複数のチャネルは、各電気化学セルの活性領域を通り得る。１つまたは複数のチャネルは、それが通る液体電解質から密閉され得る。１つまたは複数の流体は、１つまたは複数のチャネル、トラフ、またはその両方を通って循環し得る。１つまたは複数の流体は、電解質をより速く分配すること、酸洗、形成、充電、及び／または放電中のバッテリアセンブリの温度制御、またはそれらの任意の組み合わせに、役立ち得る。
【0022】
バッテリアセンブリは、１つ以上のエンドプレートを含み得る。１つまたは複数のエンドプレートは、１つまたは複数の電極板を補強し、外部環境と比較したバッテリアセンブリ内の圧力差による１つまたは複数の電極板の外向き及び内向きの両方の変形に抵抗する、またはそれを防止し、１つまたは複数の電極板への半永久的または永久の損傷を防止し、シールを作成するインターロックされた構成要素がシールされたままであることを確実にする、またはそれらの任意の組み合わせであるように機能し得る。１つまたは複数のエンドプレートは、１つまたは複数の電極板を補強し、外部環境と比較したバッテリアセンブリ内の圧力差による１つまたは複数の電極板の外向き及び内向きの両方の変形に抵抗する、またはそれを防止し、１つまたは複数の電極板への半永久的または永久の損傷を防止し、シールを作成するインターロックされた構成要素がシールされたままであることを確実にする、またはそれらの任意の組み合わせであるような、任意の大きさ、形状、及び／または構成であり得る。１つまたは複数のエンドプレートは、電極板であってもなくてもよい。１つまたは複数のエンドプレートは、１つまたは複数のモノポーラプレートであってもよい。例えば、電極板のスタックの両端で、各モノポーラプレートはエンドプレートであってもよい。１つまたは複数のエンドプレートは、１つまたは複数の電極板に隣接し得る。例えば、反対側のモノポーラプレートを含む電極板のスタックの両端で、エンドプレートを各モノポーラプレートに取り付けてもよい。１つまたは複数のエンドプレートは、スタックの両端で１つまたは複数の電極板に取り付けてもよい。例えば、スタックは第１のエンドプレートを、第２のエンドプレートとして、スタックの反対側の端部に含んでもよい。１つまたは複数のエンドプレートは、作動中のバッテリアセンブリ内部の温度及び圧力によって生じる外向きの膨らみに抵抗すること、バッテリアセンブリの内部を真空引きしている間の内向きの曲げに抵抗すること、またはその両方に対する十分な剛性を有し得る。エンドプレートは、ベース、内部補強構造、１つ以上の開口部、１つ以上の隆起しているインサート、１つ以上の取り付け機構、またはそれらの任意の組み合わせを含み得る。電極板としての、または電極板とは別の、内部補強構造を含むエンドプレートに関する教示は、米国特許第１０，１４１，５９８号に見出すことができる。
【0023】
バッテリアセンブリは、１つまたは複数の電気化学セルを含んでもよい。電気化学セルはセルと呼ばれる場合もある。各電気化学セルは、一対の電極板の間に形成され得る。電気化学セルは、間に対向するアノードとカソードの対を有する一対の対向する電極板によって形成され得る。電気化学セルの空間（すなわち、対向するアノードとカソードの対の間）は、１つまたは複数のセパレータ、転写シート、電解質、またはそれらの組み合わせを含んでもよい。１つまたは複数の電気化学セルを密閉してもよい。電気化学セルは、膜、及び／または閉じた電気化学セルを形成し得るフレーム、１つまたは複数のチャネル、またはそれらの組み合わせの連結などによって、電極板スタックの周囲に形成された１つまたは複数のシールを通して密閉してもよい。閉じた電気化学セルは、セルの漏出及び短絡を防止するために、環境から密閉してもよい。
【0024】
バッテリアセンブリは、複数の電極板を含んでもよい。電極板は、１つまたは複数の電極として機能し、１つまたは複数の電気活性物質を含み、電気化学セルの一部となり、１つまたは複数の密閉構造の一部を形成し、またはそれらの任意の組み合わせであり得る。複数の電極板は、バッテリアセンブリ内で電流（すなわち、イオン及び電子の流れ）を伝導するように機能し得る。複数の電極板は、１つまたは複数の電気化学セルを形成し得る。例えば、セパレータを有し得る一対の電極板及び／またはそれらの間の電解質は、電気化学セルを形成し得る。存在する電極板の数は、バッテリの所望の電圧を供給するように選択することができる。バッテリアセンブリの設計が、生成可能な電圧に柔軟性をもたらす。複数の電極板は、任意の所望の断面の形状を有することができ、断面の形状は、使用環境で利用可能なパッケージ空間に適合するように設計することができる。断面の形状は、シートの面から見たプレートの形状を指し得る。柔軟な断面の形状及びサイズであることが、バッテリが利用されるシステムの電圧及びサイズのニーズに対応するために開示されたアセンブリの作成を可能にする。対向するエンドプレート及び／またはモノポーラプレートは、それらの間に複数の電極板を挟んでもよい。複数の電極板は、１つまたは複数のバイポーラプレート、モノポーラプレート、デュアルポーラプレートなど、またはそれらの任意の組み合わせを含んでもよい。適切な電極板は、国際公開第２０１３／０６２６２３号、同第２０１８／２１３７３０号、同第２０１８／２３７３８１号、及び同第２０２０／１０２６７７号、米国特許第８，３５７，４６９号、同第１０，１４１，５９８号、同第１０，６１５，３９３号、及び米国特許公開第２０１９／０３７９０３６１号に開示され、これらは、あらゆる目的で参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【0025】
一緒に積み重ねられた複数の電極板は、電極板スタックを形成し得る。電極板スタックは、単にスタックまたは電極板のスタックと呼ばれる場合がある。電極板スタックは、一般に、対向するモノポーラプレートの間に複数のバイポーラ電極板を含み得る。電極板スタックは、複数のバイポーラ電極板の間に配置された１つまたは複数のデュアルポーラプレートを含み得る。電極板スタックは、隣接する電極板の間（例えば、電気化学セル内）に配置されたセパレータ、転写シート、またはその両方を含み得る。電極板スタックは、電解質を含んでも含まなくてもよい。電極板スタックは、作動前のバッテリアセンブリ、バッテリアセンブリの構成要素のスタック、酸洗中のアセンブリ、形成中のアセンブリ、電極板を積み重ねた後のアセンブリ、隣接する電極板間にセパレータが配置された後のアセンブリ、またはそれらの任意の組み合わせを指し得る。
【0026】
１つまたは複数の電極板は、１つまたは複数の基板を含み得る。１つまたは複数の基板は、カソード及び／またはアノードへの構造的な支持をもたらす、隣接する電気化学セル間の電解質の流れを防止するためのセルの仕切りとしてもたらす、他のバッテリ構成要素と協働して、バッテリの外面にあり得るバイポーラプレートの縁部の周りに電解質気密シールを形成することをもたらす、及びいくつかの実施形態では、一方の表面から他方の表面に電子を伝達することをもたらすように機能し得る。基板は、機能またはバッテリの化学的性質に応じて、様々な材料から形成することができる。基板は、所望のバイポーラ電極板の主鎖をもたらすのに十分に構造的に堅牢であり、バッテリ構造に使用される任意の導電性材料の融点を超える温度に耐え、電解質（例えば、硫酸溶液）との接触中に高い化学的安定性を有する材料から形成してもよく、電解質との接触時に基質が劣化しないようにする。基板は、適切な材料から形成してもよく、及び／または、基板の一方の表面から反対側の基板の表面への電気の伝達を可能にするように構成されている。基板は、１つ以上の導電性材料、非導電性材料、またはその両方から形成され得る。１つまたは複数の非導電性材料で形成された基板は、その中または上に構築された１つまたは複数の導電性の特徴を含み得る。１つまたは複数の導電性材料は、１つまたは複数の金属材料を含み得る。１つまたは複数の非導電性材料は、ポリマー材料、例えば熱硬化性ポリマー、エラストマーポリマー、熱可塑性ポリマー、またはそれらの任意の組み合わせなどを含み得る。使用してもよいポリマー材料の１つまたは複数には、ポリアミド、ポリエステル、ポリスチレン、ポリエチレン（ポリエチレンテレフタレート、高密度ポリエチレン、及び低密度ポリエチレンを含む）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、バイオベースのプラスチック／バイオポリマー（例えば、ポリ乳酸）、シリコーン、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、またはこれらの任意の組み合わせ、例えばＰＣ／ＡＢＳ（ポリカーボネートとアクリロニトリルブタジエンスチレンのブレンド）が含まれる。基板は複合材料を含んでもよい。複合材料は、当技術分野で一般的に知られている繊維またはフィラーなどの強化材料、熱硬化性コア及び熱可塑性シェルなどの２つの異なるポリマー材料、熱硬化性ポリマーの周囲の熱可塑性縁部、非導電性ポリマーに配置される伝導性材料、またはそれらの任意の組み合わせを含み得る。基板は、プレートの端部に、溶融接着などの接着可能な熱可塑性材料を含むか、または有してもよい。基板は、１つまたは複数の開口部、フレーム、インサート、トラフ、またはそれらの組み合わせを含み得る。
【0027】
１つまたは複数の電極板は、１つまたは複数のフレームを含み得る。１つまたは複数のフレームは、電極板の積み重ね、電気化学セルの形成、電気化学セル内の電解質のシール、１つまたは複数のトラフの収容など、またはそれらの組み合わせを容易にし得る。１つまたは複数のフレームは、少なくとも部分的にまたは完全に、１つまたは複数の基板の周囲に配置してもよい。個々のフレームは、個々の電極板の外周を形成し得る。１つまたは複数のフレームは、１つまたは複数の基板と別個であっても一体であってもよい。例えば、フレームは、基板の周囲と一体化し、その周囲に配置してもよい。１つまたは複数のフレームが隆起している縁部である場合がある。隆起している縁部は積み重ねを容易にし得る。隆起している縁部は、電極板（例えば、基板）の２つの対向する表面のうちの少なくとも１つから突出する、隆起している縁部であり得る。隆起している縁部の１つまたは複数の側面は、１つまたは複数のくぼみを含み得る。１つのフレームのくぼみ（複数可）は、隣接する電極板からのフレームと相互的であり得る。１つまたは複数のくぼみは、隣接する電極板またはさらにはセパレータのフレームと入れ子になるように機能し得る。バッテリアセンブリは、複数のフレームを含み得る。隣接する電極板のフレームは、それらの間の電気化学セルの周りにシールを形成するように整列し、連結し得る。フレームはセパレータとして機能する場合がある。フレームは、１つまたは複数の内向き表面を含み得る。内向き表面は、活性領域、電気化学セル、セパレータ、またはそれらの任意の組み合わせに向かって内向きに面する、隣接する、露出する、またはそれらの組み合わせである隆起している縁部の表面（複数可）であってもよい。フレームは、１つまたは複数のトラフを含んでいても、または含まなくてもよい。フレームは、熱可塑性材料などの非導電性材料で構成してもよい。非導電性材料を使用すると、バッテリスタックの外側のシールが強化され得る。フレームは、基板と同じかまたは異なる熱可塑性材料で作られていてもよい。電極板、エンドプレート、またはその両方のフレームは、セパレータのフレームに適用可能な同様の特徴を有し得る。１つまたは複数の適切なフレーム及び縁部のシールは、国際公開第２０２０／２４３０９３号に開示され得、その全体は参照により本明細書に組み込まれる。
【0028】
電極板の１つまたは複数は、１つまたは複数の活物質を含み得る。１つまたは複数の活物質は、電極板のカソード、アノード、または両方として機能し得る。１つまたは複数の活物質は、アノード、カソード、またはその両方として機能するためにバッテリで一般的に使用される任意の形態であってもよい。バイポーラプレートは、カソードとして機能する表面に１つ以上の活物質を有し、反対側の表面にアノードとして機能する１つ以上の活物質を有し得る。モノポーラプレートは、カソードまたはアノードとして機能する表面に１つまたは複数の活物質を有し得るが、反対側の表面にはアノード及びカソードの両方が露出している。デュアルポーラプレートは、カソードまたはアノードとして機能する表面に１つ以上の活物質を有してもよく、一方、１つ以上の同様の活物質は、カソードまたはアノードとしても機能する反対側の表面にある。１つの電極板のカソードは、別の電極板のアノードに対向していてもよい。カソードは、１つまたは複数の正極活物質（ＰＡＭ）と呼ばれる場合がある。アノードは、１つまたは複数の負極活物質（ＮＡＭ）と呼ばれる場合がある。１つまたは複数の活物質は、電解質との電気化学反応を促進する任意の適切な活物質、対向する１つまたは複数の活物質、または同じ電気化学セルの両方を含み得る。１つまたは複数の活物質は、電解質との還元及び／または酸化反応を有するように選択され得る。
【0029】
１つまたは複数の活物質は、鉛酸、リチウムイオン、及び／またはニッケル水素電池を含む、二次電池で典型的に使用される１つまたは複数の材料を含み得る。１つまたは複数の活物質は、リチウム、鉛、炭素、または遷移金属の複合酸化物、硫酸塩化合物、またはリン酸塩化合物を含み得る。複合酸化物の例は、Ｌｉ／Ｃｏベースの複合酸化物、例えばＬｉＣｏＯ２、Ｌｉ／Ｎｉベースの複合酸化物、例えばＬｉＮｉＯ２、Ｌｉ／Ｍｎベースの複合酸化物、例えばスピネルＬｉＭｎ２Ｏ４、及びＬｉ／Ｆｅベースの複合材料、例えばＬｉＦｅＯ２を含む。例示的な遷移金属及びリチウムのリン酸塩及び硫黄化合物には、ＬｉＦｅＰＯ４、Ｖ２Ｏ５、ＭｎＯ２、ＴｉＳ２、ＭｏＳ２、ＭｏＯ３、ＰｂＯ２、ＡｇＯ、ＮｉＯＯＨなどが含まれる。１つ以上の活物質は、二酸化鉛、酸化鉛、硫酸鉛、またはそれらの組み合わせを含み得る。例えば、鉛蓄電池では、１つまたは複数の活物質は、二酸化鉛（ＰｂＯ２）、三塩基性酸化鉛（３ＰｂＯ）、三塩基性硫酸鉛（３ＰｂＯ・３ＰｂＳＯ４）、四塩基性酸化鉛（４ＰｂＯ）、四塩基性鉛硫酸塩（４ＰｂＯ・４ＰｂＳＯ４）、またはそれらの任意の組み合わせがあり得る、またはそれらを含み得る。１つまたは複数の活物質またはその供給源は、バッテリアセンブリを作成する方法の一部として酸洗を行うことでより良好に機能する場合があるが、酸洗を必要としない場合もある。例えば、酸化鉛の供給源としてのレサージは、バッテリアセンブリを作成する方法の一部として酸洗を必要としない場合がある。１つまたは複数の活物質は、１つまたは複数の活物質が電気化学セルのカソード、アノード、または両方として機能することを可能にする任意の形態であってもよい。例示的な形態には、形成部品、ペースト形態、既製のシートまたはフィルム、スポンジ、またはそれらの任意の組み合わせが含まれる。例えば、１つ以上の活物質は、スポンジ鉛を含み得る。スポンジ鉛は、その多孔性により有用な場合がある。１つまたは複数の適切な活物質及び／またはその形態は、国際公開第２０１８／２１３７３０号、及び同第２０２０／１０２６７７号に記載され得、これらはあらゆる目的で参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【0030】
バッテリアセンブリは、１つまたは複数の流体を含み得る。１つまたは複数の流体は、１つまたは複数の電気化学反応を生み出すこと、酸洗、形成、硬化、乾燥、充電、放電、熱制御循環などをもたらすこと、冷却及び／または加熱をもたらすこと、またはそれらの任意の組み合わせに対して機能し得る。１つまたは複数の流体は、作成中のバッテリアセンブリの一時的な部分、動作中のバッテリアセンブリの一部、またはその両方であり得る。１つまたは複数の流体が、バッテリに流入するか、バッテリから流出するか、バッテリ内を循環するか、またはそれらの任意の組み合わせであり得る。１つまたは複数の流体は、１つまたは複数の電気化学セル、チャネル、トラフ、ヘッドスペース、またはそれらの任意の組み合わせの内部に配置してもよい。１つまたは複数の流体は、１つまたは複数の開口部、ポート、弁、ベント、チャネル、トラフ、電気化学セル、ヘッドスペース、またはそれらの組み合わせを通って循環し得る。１つまたは複数の流体は、バッテリアセンブリから熱を加えるか、熱を除去するか、またはその両方を行うように構成され得る。１つまたは複数の流体は、１つまたは複数の材料を硬化させるか、１つまたは複数の材料を乾燥させるか、または電気化学セルの両方を行うように構成され得る。１つまたは複数の流体は、１つまたは複数の液体、気体、またはその両方を含み得る。１つまたは複数の流体は、電解質、空気、乾燥流体、鉛収集液、反応性物質、電解質除去流体など、またはそれらの組み合わせを含み得る。
【0031】
１つ以上の流体は空気を含み得る。空気は、湿った空気、乾燥した空気、またはその両方である場合がある。湿った空気の相対湿度は、乾燥した空気の相対湿度よりも高くなり得る。湿った空気の相対湿度は、約５０％以上、６０％以上、さらには７５％以上であり得る。湿った空気の相対湿度は、約１００％以下、９０％以下、さらには８０％以下であり得る。乾燥した空気の相対湿度は、約０％以上、５％以上、さらには１０％以上であり得る。乾燥した空気の相対湿度は、約５０％以下、約４０％以下、約３０％以下、さらには約２０％以下であり得る。空気は、排出、硬化、乾燥、またはそれらの組み合わせに用途を見出せ得る。湿った空気、乾燥した空気、またはその両方を、排出、硬化、及び／または乾燥時に使用してもよい。湿った空気の後に乾燥した空気が続く場合がある。乾燥した空気の後に湿った空気が続く場合がある。湿った空気と乾燥した空気はバッテリアセンブリ内に同時に位置し得る。
【0032】
１つまたは複数の流体は、１つまたは複数の乾燥した流体を含み得る。１つまたは複数の乾燥した液体が、１つまたは複数の材料を硬化及び／または乾燥させるのに役立つ場合がある。１つまたは複数の材料は、１つまたは複数の活物質を含み得る。１つまたは複数の活物質は、そこから１つまたは複数の流体を除去して乾燥させてもよい。１つまたは複数の流体は、電解質、水、他の反応性物質など、またはそれらの組み合わせを含み得る。例えば、活物質は、ペーストのプロセス後に硬化する必要がある場合がある。別の例として、活物質は、電解質を排出した後に乾燥する必要がある場合がある。さらに別の例として、バッテリアセンブリの内部は、水、他の液体、またはその両方で洗い流した後に乾燥させる必要がある場合がある。電解質のないバッテリアセンブリは、乾式充電バッテリアセンブリとして有用な場合がある。１つまたは複数の乾燥流体は、液体電解質の１つまたは複数の活物質、セパレータ、基板など、またはバッテリアセンブリ内の他の流体を乾燥させるのに有用であり得る。１つまたは複数の乾燥流体は、１つまたは複数の乾燥ガス、水分封鎖液、臨界点乾燥流体、またはそれらの組み合わせを含み得る。１つ以上の乾燥ガスは空気を含み得る。空気には乾燥した空気が含まれている場合があり、これにより追加の湿度が回避される。
【0033】
１つまたは複数の流体は、１つまたは複数の鉛収集液を含み得る。１つまたは複数の鉛収集液は、１つまたは複数の鉛の種を収集する及び／または除去するように機能し得る。鉛収集液は、バッテリアセンブリの寿命を延ばす、バッテリアセンブリを空にする、バッテリアセンブリまたはその一部などをリサイクル及び／または処分する、またはそれらの任意の組み合わせにおいて有用であり得る。例示的な鉛の種には、硫酸鉛が含まれ得る。硫酸鉛などの鉛の種の除去は、使用済みバッテリの寿命を延ばすのに役立ち得る。１つまたは複数の鉛収集液は、酢酸、メタンスルホン酸など、またはそれらの組み合わせを含み得る。
【0034】
１つまたは複数の流体は、１つまたは複数の反応性物質を含み得る。１つまたは複数の反応性物質は、１つまたは複数の酸化剤、不動態化剤、溶媒和剤など、またはそれらの組み合わせを含み得る。１つまたは複数の反応性物質には、過酸化水素、メタンスルホン酸、リン酸、溶液中の鉛イオン、硫酸ナトリウム、オルガノリンゴスルホン酸塩など、またはそれらの組み合わせが含まれ得る。１つまたは複数の酸化剤は、１つまたは複数の活物質から遊離鉛を還元させるのに有用であり得る。例えば、１つまたは複数の酸化剤は、１つまたは複数の活物質の形成されていないペースト中の遊離鉛を還元し得る。未形成は、バッテリアセンブリを作成する形成ステップに関連し得る。１つまたは複数の不動態化剤は、鉛の腐食を減少させる、防止する、及び／または止める場合がある。腐食は、電気化学セル内で発生する傾向がある鉛の腐食である場合がある。形成後にセル内で鉛の腐食が発生する場合がある。形成は、バッテリアセンブリを作成する形成ステップに関連し得る。
【0035】
１つまたは複数の流体は、電解質を含み得る。電解質は、電子及びイオンがアノードとカソードとの間を流れることを可能にし得る。電解質は、電気化学セル内に配置され得る。電解質は、液体、ゲル、及び／または固体であり得る。１つまたは複数の電気化学セルを密閉してもよいので、電解質は液体電解質としてもよい。電解質は、利用されるアノード及びカソードとの電気化学反応を促進する任意の液体電解質であり得る。電解質は、電気化学セルのセパレータを通過することを可能にし得る。電解質は、水ベースまたは有機ベースにすることができる。１つまたは複数の適切な電解質は、米国特許出願第１５／３５９，２８９号にて開示され得、その全体は参照により本明細書に組み込まれる。
【0036】
水性電解質は、１つまたは複数の反応物を含み得る。１つまたは複数の反応物は、セルの機能を高め得る水中の酸、塩、またはその両方であり得る。１つまたは複数の反応物には、硫酸、硫酸ナトリウム、硫酸カリウムなど、またはそれらの組み合わせが含まれ得る。１つまたは複数の反応物は、セルの動作、酸洗プロセス、形成プロセス、またはそれらの任意の組み合わせを促進するのに十分な量で存在し得る。電解質中の反応物の濃度は、電解質の重量に基づいて、約０．５重量％以上、約５．０重量％以上、または約３０重量％以上でさえあり得る。鉛蓄電池の有用な電解質は、水中の硫酸であり得る。
【0037】
電解質中の反応物の濃度は、セルの酸洗、形成、または動作（例えば、充電、放電）の間、同じであっても異なっていてもよい。反応物は、動作中よりも酸洗及び形成の間に、より低い濃度で設けられ得る。より低い濃度のものは、希釈された電解質と呼ばれる場合がある。希釈された電解質は、１つまたは複数の酸洗流体、形成流体、またはその両方と呼ばれる場合がある。鉛は低濃度の反応物に溶けやすいため、濃度が低くなり得、これにより、酸洗と形成の反応が、より低い濃度でより迅速に発生する。反応物の濃度が高いほど、動作中（例えば、充電及び放電）にバッテリアセンブリからより多くのエネルギーを生成することができる。典型的なＡＧＭ電池は、酸洗、形成、及び動作の能力と速度が妥協する反応物の濃度で満たされる場合がある。本教示の利点は、電解質を除去して換えることができる点であり、したがって、所望の性能のために濃度を変更することができる。熱制御循環中に電解質を交換することができる。希釈された電解質（例えば、より低い濃度のもの）は、作成中及び動作前にバッテリアセンブリを通って流れてもよい。例えば、希釈された電解質は、酸洗及び／または形成の間にバッテリアセンブリを通って流れる１つまたは複数の流体であり得る。希釈された電解質は、より高濃度の電解質で置き換えられてもよい。
【0038】
反応物の濃度が低いことは、電解質の比重が低いことと関連し得るが、反応物の濃度が高いことは、電解質の比重が高いことと関連し得る。電解質の比重は、約１．０５以上、約１．１以上、または約１．１５以上でさえあってもよい。電解質の比重は、約１．４以下、約１．３５以下、約１．３以下、約１．２７５以下、約１．２５以下、または約１．２以下でさえあり得る。酸洗及び／または形成時の比重は、バッテリアセンブリの動作中よりも少ない場合がある。酸洗中の比重は、約１．０５以上約１．１５以下であり得る。例えば、酸洗中の比重は約１．１００であり得る。動作中の比重は、約１．２０以上約１．３５以下であり得る。酸洗及び形成中の電解質の濃度と比重が低いと、反応物が急速に消費され、発熱反応によってバッテリ内部で急速に熱が発生する場合がある。
【0039】
１つまたは複数のトラフにより、電解質が１つまたは複数の電気化学セルを迅速かつ均一に満たし、排出し、またはその両方を行うことを可能にし得る。１つまたは複数の充填チャネルにより、高温の使用済み電解質を、低温の新鮮な電解質と換えて、バッテリアセンブリの温度を制御しながら酸洗反応を継続することを可能にし得る。換えることにより、より迅速な酸洗及び／または形成反応が可能になる。１つまたは複数の充填チャネルにより、バッテリアセンブリの動作のためのより低温でより高い比重のために酸洗及び／または形成に使用される高温で低い比重の交換が可能になり得る。使用済みの電解質はアセンブリに新しい電解質を充填するために使用されるポートと同じ及び／または別のポートから排出され得る。
【0040】
バッテリアセンブリは、１つまたは複数のセパレータを含み得る。１つまたは複数のセパレータは、電気化学セルを仕切り（すなわち、電気化学セルのアノードから電気化学セルのカソードを分離する）、樹状突起形成によるセルの短絡を防ぎ、液体電解質、イオン、電子、またはこれらの要素の任意の組み合わせを通過させる機能、またはそれらの任意の組み合わせにするように機能し得る。列挙された機能の１つまたは複数を実行する任意の既知のバッテリセパレータは、バッテリアセンブリで利用され得る。１つまたは複数の電気化学セルの内部に１つまたは複数のセパレータを配置してもよい。電気化学セルのアノードとカソードとの間に、１つ以上のセパレータを配置してもよい。１つ以上のセパレータは、バイポーラプレート間、またはバイポーラプレートとモノポーラプレートとの間を含み得る、一対の隣接する電極板間に配置され得る。セパレータを取り付けてもよい。
【0041】
バッテリアセンブリは、１つまたは複数のセパレータを含み得る。１つまたは複数のセパレータは、電気化学セルを仕切り（すなわち、電気化学セルのアノードから電気化学セルのカソードを分離する）、樹状突起の形成によるセルの短絡を防ぎ、液体電解質、イオン、電子、またはこれらの要素の任意の組み合わせを通過させる機能、またはそれらの任意の組み合わせにするよう機能し得る。電気化学セルのアノードとカソードとの間に１つ以上のセパレータを配置してもよい。１つ以上のセパレータは、バイポーラプレート間、またはバイポーラプレートとモノポーラプレートとの間を含み得る、一対の隣接する電極板間に配置され得る。セパレータは、それらの周縁、内面、または表面の周りで、１つまたは複数のエンドプレート、電極板、他のセパレータ、活物質、またはそれらの任意の組み合わせに取り付けられ得る。セパレータは、１つまたは複数の基板、フレーム、他のセパレータ、またはそれらの組み合わせから離れていてもよいし、接触していなくてもよい。セパレータは、１つまたは複数の電極板の１つまたは複数のフレームに向かって延びていてもよいが、１つまたは複数のフレームの内周に配置してもよい。セパレータは、フレームの内部の断面積以下の断面積を有してもよい。フレームの内部よりも断面積が小さいため、セパレータの周囲に周辺のギャップを配置することができる。セパレータは、隣接するカソード及びアノードの面積と同じかまたはそれより大きい断面積を有し得る。セパレータは、セルのカソード部分をセルのアノード部分から完全に分離してもよい。セパレータは、電解質の少なくとも一部を吸収して保持し得る。セパレータの縁部は、隣接する電極板の周縁に接触してもしなくてもよい。周縁は、フレームの内側に面する表面であってもよい。セパレータは、代替的に、電極板のフレームと同様のフレームを含み得る。セパレータのフレームは、電極板の隣接するフレームと整列して積み重ねてもよい。セパレータは、１つまたは複数のシートとして形成され得る。セパレータは、１つまたは複数の転写シートを含むか、またはそれとは別個であってもよい。１つまたは複数のセパレータの代わりに、またはそれと併せて、１つまたは複数の転写シートを使用してもよい。セパレータは、転写シートを含んでもよいし、転写シートと同義であってもよい。セパレータと一緒に、またはセパレータとして使用するのに適した例示的な転写シートは、国際公開第２０１８／２１３７３０号、及び同第２０２０／０１０２６７７号に記載されている。これらは、あらゆる目的で参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【0042】
１つまたは複数の電気化学セル内に、１つまたは複数の周辺のギャップを配置してもよい。周辺のギャップは、移送クリアランス、１つまたは複数のトラフ、またはそれらの組み合わせを設けてもよい。移送クリアランスは、１つ以上のセパレータと、１つ以上のフレームの内向き表面との間にあってもよい。移送クリアランスは、フレームとの接触を回避しながら、フレーム内の基板のセパレータ及び活物質を配置するためのクリアランスであり得る。回避された接触は、フレームの内向き表面との接触であってもよい。周辺のギャップは、１つまたは複数のセパレータの外周面と１つまたは複数のフレームの内向き表面との間の距離であり得る。この移送クリアランスは、国際公開第２０１８／０２１３７３０号に開示されているようなペーストのプロセスにて有用であり得る。
【0043】
１つまたは複数のセパレータは、１つまたは複数のシートを含み得る。１つまたは複数のシートは、電気化学セルの対向する活物質を分離するセパレータの部分として機能し得るか、短絡を防ぐか、電解質、イオン、電子、またはそれらの組み合わせを通過させるか、またはそれらの任意の組み合わせである。１つまたは複数のシートは、単一のシートまたは複数のシートを含み得る。複数のシートを積層してセパレータを形成してもよい。１つまたは複数のシートは、１つ以上のシート、２つ以上のシート、または３つ以上のシートさえをも含んでもよい。１つまたは複数のシートは、１０個以下のシート、７つ以下のシート、または５つ以下のシートさえをも含んでもよい。例えば、セパレータは３つ以上のシートから構成されていてもよい。例えば、単一のポートが充填と排出の両方に使用される場合、３枚から５枚のシートを重ねてセパレータを形成してもよい。別の例として、２つの別個のポートが充填及び通気のために使用される場合、５から７枚のシートを層状にしてセパレータを形成してもよい。複数のシートを使用する場合、シートを積み重ねるか、互いに同一平面上に配置するか、またはその両方を行ってもよい。シートの１つまたは複数は、１つまたは複数のトラフを含んでも含まなくてもよい。例えば、スタックの外側の１つまたは複数のシートには１つまたは複数のトラフがないが、１つまたは複数のトラフは、シートのスタックの内部にある１つまたは複数のシートに形成されてもよい。別の例として、１つまたは複数のシートの一部に１つまたは複数のトラフを形成してもよいが、他のシートには１つまたは複数のトラフがないままである。さらなる例として、１つまたは複数のトラフが、１つのシートの厚さを部分的に貫通して形成され得る。別の例として、すべてのセパレータシートに１つまたは複数のトラフがないか、または１つまたは複数のシートが１つまたは複数のトラフを含むが、１つまたは複数のトラフが、周辺のギャップによってまたはフレーム内部にまさに形成され得る。
【0044】
１つまたは複数のシートは非導電性であってもよい。非導電性であることにより、活物質間の分離が容易になる。１つまたは複数の非導電性材料は、無機、有機、またはその両方であり得る。有機材料には、綿、ゴム、アスベスト、木材など、またはそれらの任意の組み合わせが含まれ得る。１つまたは複数の無機材料は、１つまたは複数のポリマー、ガラス、セラミックなど、またはそれらの任意の組み合わせを含み得る。１つ以上のポリマーは、１つ以上のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、ナイロン、イオンゲルなど、またはそれらの任意の組み合わせを含み得る。１つまたは複数のシートは、不織繊維、織繊維、フィルムなど、またはそれらの任意の組み合わせによって形成されてもよい。例えば、１つまたは複数のシートは、吸収性ガラスマット（ＡＧＭ）であってもよい。１つまたは複数のシートは、吸収性であるか、少なくともいくらかの電解質を保持することができ、またはその両方であり得る。別の例として、シートは、多孔性の超高分子量ポリオレフィン膜であってもよい。シートは多孔性であってもよい。細孔は、電解質、イオン、電子、またはそれらの組み合わせがセパレータを通過することを可能にし得る。細孔は、シートの厚さ全体にわたって、実質的に直線、蛇行性、またはそれらの組み合わせであり得る。例として、１つまたは複数のセパレータは、多孔質で非導電性の１つまたは複数のシートによって形成されてもよい。
【0045】
シートには厚さがある。厚さは、シートの外面間の距離として測定され得る。外面は、隣接するアノード、カソード、またはその両方に面している、実質的に平行である、またはその両方であってもよい。厚さは、バッテリアセンブリのエネルギー及び電力密度を促進するのに適している場合がある。適切な厚さは、バッテリアセンブリの全体のサイズに基づいて選択され得る。シートの厚さは、約１０μｍ以上、約２５μｍ以上、約１００μｍ以上、または約５００μｍ以上であってもよい。シートの厚さは、約１ｃｍ（１０，０００μｍ）以下、約０．５ｃｍ（５，０００μｍ）以下、約０．３ｃｍ（３，０００μｍ）以下、または約０．１ｃｍ（１，０００μｍ）以下でさえあり得る。例えば、シートの厚さは、約５００μｍ～約０．３ｃｍであり得る。シートの厚さは、シートの全体または一部にわたって均一または可変であってもよい。可変の厚さは、セパレータに形成された１つまたは複数のトラフに起因する場合がある。
【0046】
１つまたは複数の電気化学セルは、１つまたは複数のトラフを含み得る。１つまたは複数のトラフは、１つまたは複数の電気化学セルへの電解質の流れを誘導し、セパレータを通る電解質ウィッキングの流れを誘導し、１つまたは複数のセパレータを通る電解質ウィッキングのより速い流れをもたらし、セパレータに沿って及び／または各電気化学セル内で、電解質のより均一な分布をもたらし、電気化学セルを電解質で充填及び／または排出するのを促進し、酸洗プロセス及び／または形成プロセス効率を高め、バッテリの内部で発生した１つまたは複数のガスを収集する、またはそれらの任意の組み合わせであるように機能し得る。１つまたは複数のトラフは、電解質を分配するなどのための任意のサイズ、形状、及び／または構成を有し得る。１つまたは複数のトラフは、１つまたは複数の電気化学セル内に形成してもよい。
【0047】
１つまたは複数のトラフは、１つまたは複数の電気化学セルの内部にさらされる、面する、流体連通する、またはそれらの組み合わせであってもよい。電気化学セルの内部は、セルの活性領域であってもよい。活性領域は、１つ以上の活物質、１つ以上のセパレータ、電解質、またはそれらの組み合わせを収容するセルの領域であり得る。活性領域は、電気化学反応が起こるセルの領域であり得る。
【0048】
１つまたは複数のトラフは、１つまたは複数の開口部、チャネル、ベント、ポート、弁など、またはそれらの組み合わせと流体連通し得る。１つまたは複数のトラフは、１つまたは複数の充填開口部と流体連通し得る。１つまたは複数の充填開口部は、セパレータ、電極板、またはその両方の充填開口部を含み得る。１つまたは複数のトラフは、１つまたは複数の充填開口部と流体連通し得る。１つまたは複数のトラフは、１つまたは複数のベント、充填開口部、またはその両方を介して、１つまたは複数の充填性チャネルと流体連通し得る。１つまたは複数のトラフは、１つまたは複数の充填開口部から放射状に広がる複数のトラフを含み得る。放射するとは、そこから延びる、周りに配列を形成する、そこから広がる、すべてそこから流れるなど、またはそれらの組み合わせを意味し得る。
【0049】
１つまたは複数のトラフは、１つまたは複数のセパレータ、周辺のギャップ、１つまたは複数の電極板、またはそれらの任意の組み合わせに形成され得る。１つ以上のトラフは、１つ以上のフレーム、基板、または１つ以上の電極板の両方に形成され得る。１つまたは複数のフレームの１つまたは複数の内向き表面に、１つまたは複数のトラフを形成され得る。１つ以上のトラフは、１つ以上の基板の１つ以上の表面（例えば、セルの中へと内側に面する表面）に形成され得る。１つまたは複数のトラフを、１つまたは複数のセパレータの１つまたは複数のシートに形成され得る。１つまたは複数のトラフは、少なくとも部分的に、１つまたは複数の周辺のギャップによって形成され得る。１つまたは複数のトラフは、１つまたは複数のシート、１つまたは複数のフレーム、またはその両方における空隙であってもよい。１つまたは複数のトラフは、シートの１つまたは複数の外面から内側に突出してもよい。１つまたは複数のトラフは、１つまたは複数のフレームの１つまたは複数の内向き表面における１つまたは複数のくぼみであってもよい。例示的なトラフは、１つまたは複数のチャネル、トンネル、ダクト、溝、通路、ノッチなど、またはそれらの任意の組み合わせを含み得る。
【0050】
１つまたは複数のトラフは、実質的に直線、非直線、不均一、湾曲、可変など、またはそれらの任意の組み合わせであってもよい。例えば、シートは、複数の実質的に真っ直ぐなトラフを含み得る。別の例として、周辺のギャップは、セパレータの周縁形状と相反するトラフを形成し得る。１つまたは複数のトラフは、平面、非平面、またはそれらの組み合わせである１つまたは複数の表面を有し得る。１つまたは複数のトラフは、１つまたは複数の直方体、立方体、円柱、球、円錐など、またはそれらの任意の組み合わせのような形状のシート材料、フレーム、または両方の空隙であってもよい。例えば、空隙が実質的に立方体であるように、１つ以上のトラフは実質的に平面の表面を有してもよい。別の例として、トラフは、シート材料の空隙が円筒の半分に似るように（例えば、「Ｃ字型」）、実質的に湾曲した表面を有してもよい。別の例として、トラフは、シート材料の空隙が円筒の半分と立方体（例えば、「Ｄ字形」）の組み合わせに似るように、実質的に平面の表面と湾曲した表面の両方を有し得る。
【0051】
１つまたは複数のトラフは、単一のトラフまたは複数のトラフを含み得る。複数のトラフは、液体電解質が単一のトラフよりも速くセパレータを通って流れることを可能にし得る。複数のトラフが互いに流体連通していてもよい。線形セグメント、連続セグメント、またはその両方は、単一のトラフと呼ばれる場合がある。１つまたは複数のトラフは、１つまたは複数の他のトラフと交差する、隣接する、離れている、またはそれらの組み合わせであってもよい。１つまたは複数のトラフは、１つまたは複数のシートの１つまたは複数の周縁に実質的に平行である、離間している、またはその両方であってもよい。１つまたは複数のトラフが、１つまたは複数のセパレータの周りに配置され得る。１つまたは複数のトラフを、１つまたは複数のフレームの内面の中に配置され得る。１つまたは複数のトラフは、１つまたは複数の電気化学セルの活性領域の方に面して及び／またはその中で流体連通し得る。１つまたは複数のトラフが、１つまたは複数の開口部と１つまたは複数の周縁との間に配置され得る。複数の開口部の間に１つまたは複数のトラフが配置され得る。例えば、１つまたは複数のトラフが、開口部の隣接するアレイの間に、アレイに平行に、またはその両方に配置され得る。複数のトラフは、反復するパターンを形成するか、ずらして配置するか、セパレータのシート上でずらしてもよい。
【0052】
複数のトラフは、１つまたは複数の主要なトラフ、分岐トラフ、またはそれらの組み合わせを含み得る。主要なトラフは、入ってくる流体に最も近いトラフ、電解質によって最初に湿らされるトラフ、またはその両方であり得る。１つまたは複数の分岐トラフは、主要なトラフと流体連通するトラフ、主要なトラフの後に電解質で濡らされるトラフ、またはその両方であり得る。１つまたは複数の分岐トラフは、１つまたは複数の主要なトラフ、チャネル、またはその両方の下流にあってもよい。１つ以上の分岐トラフは、１つ以上の開口部から離れていてもよい。主要なトラフは、１つまたは複数の流体を１つまたは複数の分岐トラフに分配するように機能し得る。主要なトラフは、１つまたは複数の分岐トラフから１つまたは複数の流体を収集する機能を果たし得る。主要なトラフは、複数の分岐トラフに当接するか、直接当接するか、流体連通するか、またはそれらの組み合わせであってもよい。主要なトラフは、セパレータシート上の単一のトラフ、周辺のギャップによって形成されたトラフ、フレーム内に形成されたトラフ、またはそれらの組み合わせを含み得る。分岐トラフは、セパレータシート上に１つ以上、２つ以上、３つ以上、４つ以上さえものトラフを含んでもよい。分岐トラフは、セパレータシート上に１０個以下、６個以下、または５個以下のトラフさえ含んでもよい。主要なトラフ、分岐トラフ、またはその両方が、１つまたは複数の充填開口部、充填チャネル、入口トラフ、またはそれらの組み合わせと直接連通していてもよい。例えば、主要なトラフは、１つまたは複数のチャネルの開口部と直接流体連通し、その後、流体の流れを１つまたは複数の分岐トラフに導くことができる。例として、複数の分岐トラフはすべて、充填開口部と直接流体連通し得る。別の例として、主要なトラフは、１つまたは複数の入口トラフと１つまたは複数の分岐トラフとの間に配置されてもよい。さらに別の例として、主要なトラフは入口トラフと流体連通していてもよいが、分岐トラフは存在しない。複数のトラフは、１つまたは複数の主要なトラフ、分岐トラフ、またはその両方を含まなくてもよい。
【0053】
１つまたは複数のトラフは、１つまたは複数の入口トラフを含んでもよい。１つまたは複数の入口トラフは、１つまたは複数の流体を受け入れる１つまたは複数の開口部、チャネル、またはその両方と流体連通し得る。１つまたは複数の入口トラフは、１つまたは複数の充填開口部、充填チャネル、ベント、またはそれらの組み合わせと流体連通し得る。１つまたは複数の入口トラフにより、１つまたは複数の充填開口部、充填チャネル、またはベントから電解質または他の流体を受け取ることができる。１つまたは複数の入口トラフは、１つまたは複数の他のトラフと流体連通している、直接接触している、当接している、隣接している、交差している、またはそれらの組み合わせであってもよい。他のトラフは、１つまたは複数の主要なトラフ、分岐トラフ、またはその両方を含み得る。１つまたは複数の入口トラフは、１つまたは複数の流体を１つまたは複数の主要なトラフ、分岐トラフ、またはその両方に分配し得る。１つまたは複数の入口トラフは、１つまたは複数の主要な分岐、開口部、ベント、チャネル、またはそれらの組み合わせと直接接触、隣接、当接、交差、またはそれらの組み合わせであってもよい。１つまたは複数の入口トラフは、１つまたは複数の充填チャネルと流体連通し得る。１つまたは複数のトラフは、１つまたは複数の入口トラフを含まなくてもよい。
【0054】
１つまたは複数のトラフは、厚さ、幅、及び長さを有し得る。トラフの厚さは、シートまたはフレームの厚さを通る空隙の深さ、周辺のギャップにおける隣接する基板の２つの対向する表面間の距離と見なしてもよく、シートの厚さと平行に測定してもよく（シートまたは周辺のギャップの一部なら）、活物質を有するシートの表面と平行に測定してもよく（フレームの一部である場合）、またはそれらの任意の組み合わせであり得る。トラフの幅は、空隙を形成するシートまたはフレームの表面間の距離、フレームの内向き表面とセパレータの周辺の表面との間の距離（周辺のギャップに形成されている場合）、幅と長さの小さい方、深さ、またはそれらの任意の組み合わせに対して、垂直であってもよい。トラフの長さは、空隙を形成するシートの表面間の距離、幅と長さの大きい方と見なしてもよく、深さと幅に垂直であり得、内向き表面に平行であり得、セパレータの周縁に平行であり得、またはそれらの任意の組み合わせであり得る。１つ以上のトラフは、シートの厚さを部分的または完全に貫通する深さを有し得る。１つ以上のトラフは、フレームを部分的にのみ通る深さを有し得る。フレームの部分的な深さは、フレームが依然として電気化学セルの周りにシールを設けることを可能にし得る。１つまたは複数のトラフは、電気化学セルを形成するために互いに面する２つの基板表面の間の距離以下の深さを有し得る。１つまたは複数のトラフは、シートの厚さを完全には通過しない場合があり、そうでなければ、電気化学セルの一対の活物質（アノード及びカソード）間の分離がなくなる。複数のシートが使用される場合、１つまたは複数のトラフが、１つまたは複数のシートの厚さを完全に通過し得る。１つまたは複数のトラフは、セパレータの全体の厚さ、フレームの幅、またはその両方よりも、約５％以上、約１０％以上、約２５％以上、または約５０％以上さえもの深さを有し得る。１つまたは複数のトラフは、セパレータの全体の厚さの約１００％以下、約９０％以下、約８０％以下、または約７５％以下さえもの深さを有し得る。１つまたは複数のトラフは、フレームの幅の約８０％以下、７０％以下、または６０％以下さえもの深さを有し得る。フレームの幅は、内向き表面と反対側の外向き表面との間の距離と見なしてもよい（例えば、活性領域を横切らないで）。１つまたは複数のトラフの深さは、約１０μｍ以上、約２５μｍ以上、約１００μｍ以上、さらには約５００μｍ以上であってもよい。１つまたは複数のトラフの深さは、約１ｃｍ（１０，０００μｍ）以下、約０．５ｃｍ（５，０００μｍ）以下、約０．３ｃｍ（３，０００μｍ）以下、または約０．１ｃｍ（１，０００μｍ）以下でさえあり得る。例えば、１つ以上のトラフの深さは、約０．５ｍｍから約２ｍｍであり得る。トラフの深さは、単一または複数のシートを通る深さとして測定してもよい。１つまたは複数の幅は、１つまたは複数のトラフが１つまたは複数の開口部の間に配置される、周辺のギャップである、またはフレームの内向き表面内部に配置されるのに適した幅を有し得る。１つまたは複数のトラフは、深さと幅の間のアスペクト比を有し得る。アスペクト比は、セパレータの１つまたは複数のシートを通る電解質の迅速なウィッキングを促進する。幅に対する深さのアスペクト比は１：１０以上、約１：５以上、または約１：３以上であり得る。幅に対する深さのアスペクト比は、およそ１０：１以下、約５：１以下、約３：１以下、または約１：１以下でさえあり得る。例えば、深さと幅のアスペクト比は約１：５から約１：１（例えば、１：３）であり得る。１つ以上のトラフは、セパレータシートの幅またはフレームの高さ（例えば、基板の表面から端まで）よりも、約０．０１％以上、約０．０５％以上、約１％以上、約３％以上、または約５％以上もの大きさである幅を有し得る。１つ以上のトラフは、セパレータシートの幅またはフレームの高さの約３０％以下、１５％以下、約１２％以下、またはさらに約１０％以下の幅を有し得る。１つ以上のトラフは長さを有し得る。長さは、セパレータシートの長さのできるだけ多くにわたって電解質の流れを促進するのを助けるのに適している場合がある。長さは、１つまたは複数のトラフが１つまたは複数の開口部、さらには複数の開口部を通過することを可能にし得る。１つまたは複数のトラフはセパレータのシートの長さまたはフレームの内向き表面の長さよりも、約５％以上、約１０％以上、約２５％以上、約５０％以上、またはさらに約７５％以上の長さを有し得る。１つ以上のトラフは、セパレータのシートの長さまたはフレームの長さの約１００％以下、９５％以下、約９０％以下、またはさらに約８５％以下の長さを有し得る。
【0055】
１つまたは複数のトラフは、１つまたは複数のセパレータ内の１つまたは複数の圧縮部分、１つまたは複数のセパレータの除去された材料の１つまたは複数の領域、またはその両方を含み得る。材料は、セパレータの他の領域よりも薄い厚さを実現するために、圧縮される及び／または削除され得る。１つまたは複数のトラフは、材料の除去、圧縮、成形、材料の欠落、またはそれらの組み合わせによって形成され得る。例えば、シート材料を除去することによって、１つまたは複数のトラフは形成され得る。例として、シート材料をエンボス加工することによって、１つまたは複数のトラフは形成され得る。１つ以上のトラフは、１つ以上の圧縮部分を形成するために、１つまたは複数のシートのエンボス加工された部分であってもよい。別の例として、１つまたは複数のフレームに成形することによって、１つまたは複数のトラフは形成され得る。また、別の例として、周辺のギャップに材料（例えば、活物質、導電性材料、セパレータなど）が存在しないことによって、１つまたは複数のトラフが形成されてもよい。
【0056】
１つまたは複数のトラフは、一時的、半永久的、永久的、またはそれらの組み合わせであってもよい。トラフが圧縮によって形成される場合、１つまたは複数のトラフは持続性、再膨張性、またはその両方である場合がある。トラフが除去、成形プロセスなどによって形成される場合、トラフは永久にその場に留まる場合がある。
【0057】
１つまたは複数のトラフの再膨張は、酸洗プロセス、形成プロセス、硬化プロセス、乾燥プロセス、またはそれらの組み合わせの後に発生する場合がある。再膨張は、バッテリアセンブリの内部が特定の温度に達すること、一定時間経過すること、１つまたは複数の流体と接触すること、またはそれらの組み合わせによって発生する場合がある。再膨張は、電解質との接触の最短持続期間後に発生する場合がある。最短持続時間は、少なくとも、充填プロセスのために電気化学セルを電解質で充填する時間であり得る。最短持続時間は、電気化学セルを充填し、任意選択で酸洗を行い、形成を行い、及び／または熱循環をもたらす時間であり得る。酸洗及び／または形成プロセスの終了後、再膨張する場合がある。熱制御循環の後に再膨張が発生する場合がある。再膨張はリバウンドと見なしてもよい。１つまたは複数のトラフは一時的及び／または半永久的なものである場合があり、少なくとも部分的に膨張するように構成されている。部分的に膨張するとは、厚みが増すことを意味する場合がある。厚さは、トラフでのセパレータの厚さであり得る。再膨張は、部分的または完全な場合がある。例えば、再膨張後、１つまたは複数のトラフは厚さが膨張するが、それでもシートの残りの部分よりも薄い厚さを有する場合がある。部分的な再膨張は、半永久的なトラフと見なしてもよい。別の例として、再膨張後、シートが実質的に均一な厚さを有するように、１つまたは複数のトラフの厚さが膨張してもよい。完全な再膨張は、一時的なトラフと見なされ得る。
【0058】
他のシートには１つまたは複数の空隙がないままでも、１つまたは複数のシートの材料の空隙によって１つまたは複数のトラフは形成され得る。シートのスタックは、セパレータを形成し得る。１つまたは複数の内側シートは、個々のシートの厚さの一部、全体、またはその両方を通過する１つまたは複数の空隙を含み得る。例えば、セパレータの１つまたは複数の内側シートは、１つまたは複数のトラフを含み得るが、スタックの対向する外側シートにはトラフがなくてもよい。１つ以上の内側シートは１つ以上のトラフを含み得るが、１つ以上の他の内側シートは１つ以上のトラフを含まなくてもよい。例えば、２つ以上の隣接する内側シートはそれぞれ、互いに整列された１つ以上のトラフを含み得る。別の例として、３つ以上の隣接する内側シートは、２つが１つ以上のトラフを有しながらも、１つがいずれのトラフをも含まないように、交互のトラフを有してもよい。外側シート、１つ以上の内側シート、またはその両方は、トラフが閉鎖され（例えば、４つの壁を有する）、セパレータを通る１つ以上のダクトとして形成されるように、内側シートと協働し得る。外側シートに１つまたは複数のトラフがないことにより、バッテリアセンブリの動作中に電気化学セル内部で露出する均一かつ連続した表面領域をセパレータが有するようにさせてもよい。
【0059】
１つまたは複数のトラフは、電解質供給源と流体連通し得る。電解質供給源と流体連通することにより、１つまたは複数のトラフが電解質を吸収し、電解質がそこをより速く通過するか、１つまたは複数の他のトラフに流れるか、またはその両方を可能にし得る。流体連通には、直接的、間接的、またはその両方があり得る。例えば、１つまたは複数のトラフは、１つまたは複数のベント、開口部、ポート、チャネル、弁など、またはそれらの組み合わせと流体連通し得る。１つまたは複数のトラフは、１つまたは複数の開口部、開口部の１つまたは複数のベント、またはその両方に当接し得る。１つ以上の開口部は、チャネルを形成するものを含み得る。チャネルは、充填チャネル、ベントチャネル、またはその両方であってもよい。例えば、入口トラフは、充填チャネルの一部であり、主要なトラフに隣接して流体連通するセパレータの開口部と直接流体連通し得る。
【0060】
１つまたは複数のトラフは、バッテリアセンブリを電解質で充填するのにかかる時間の長さを大幅に短縮し得る。電解質で約９０％から１００％充填されたバッテリアセンブリの電気化学セルを達成するために、１つ以上のトラフは、充填時間を大幅に短縮し得る。９０％充填するまでの充填時間は、約２５％以上、約３５％以上、約４５％以上、または約５０％以上さえも短縮され得る。９０％充填するまでの充填時間は、９５％以下、約９０％以下、約８５％以下、さらには約７５％以下まで短縮され得る。充填時間の短縮は、トラフがない同一のバッテリアセンブリと比較したものであり得る。例として、トラフがない場合、バッテリアセンブリの９０％を充填するまでの充填時間は約１４．５分かかる場合があるが、５つのトラフ（主要なトラフ１つと分岐トラフ４つ）では、バッテリアセンブリの９０％を充填するまでの充填時間は約１分かかり、約９０％の短縮を実現する。１００％充填するまでの充填時間は、約２５％以上、約４０％以上、約５０％以上、または約６０％以上さえも短縮され得る。１００％充填するまでの充填時間は、約９５％以下、約８５％以下、約７５％以下、さらには７０％以下まで短縮され得る。例として、トラフがない場合、バッテリアセンブリの１００％を充填するまでの充填時間は約４５分かかる場合があるが、５つのトラフ（主要なトラフ１つと分岐トラフ４つ）では、バッテリアセンブリの１００％までの充填時間は約１４．５分かかり、約６８％の短縮を実現し得る。１００％充填するまでの時間には、電解質の量の約５～５０％を循環させ、バッテリアセンブリの冷却された電解質と交換して、温度制御を支援することが含まれ得る。
【0061】
１つまたは複数の電極板、エンドプレート、セパレータ、またはそれらの組み合わせは、１つまたは複数の開口部を含み得る。１つまたは複数の開口部は、取り付け機構が通過するための開口部を設け、１つまたは複数のチャネルの一部を形成するため１つまたは複数の電極板、セパレータ、エンドプレート、及び／またはインサートと協働し、１つまたは複数のシールを収容するかその一部になる、真空引き、充填、及び／またはバッテリアセンブリの通気をさせる、１つまたは複数のチャネルを通る流体の循環をもたらす、１つまたは複数の導電性材料を保持する、またはそれらの任意の組み合わせをするように機能し得る。１つまたは複数の開口部は、必要な機能の任意の組み合わせを設ける任意のサイズ、形状、及び／または構成を有し得る。１つまたは複数の開口部は、１つまたは複数の電極板、エンドプレート、及び／または基板の開口部及び／または穴について説明した特徴の任意の組み合わせを有し得る。１つまたは複数の電極板、エンドプレート、及び／またはセパレータの１つまたは複数の開口部は、１つまたは複数の他の電極板、エンドプレート、及び／またはセパレータの１つまたは複数の開口部と整列して（すなわち同心であり）、１つまたは複数のチャネルを形成するようにし得る。整列は横方向であってもよい。横方向とは、基板及び／またはセパレータの面に対して実質的に垂直である、バッテリアセンブリの長さにわたる、バッテリアセンブリの縦軸に平行である、またはそれらの組み合わせであることを意味し得る。横方向は、カソード及び／またはアノードがその上に堆積され得る基板の対向する面に対して実質的に垂直であり得る。横方向は、１つまたは複数の開口部の断面の全体的な幅、直径、または両方が、基板及び／またはセパレータの面に対して実質的に平行であることを意味する場合がある。電極板、エンドプレート、及び／または基板の１つまたは複数の開口部は、隣接し得る別の電極板、エンドプレート、及び／またはセパレータの１つまたは複数の開口部と同様の形状及び／またはサイズを有し得る。１つまたは複数の開口部は、取り付け機構を受け入れる、ポストを受け入れる、インサートと協働する、または開口部の所望の機能の任意の組み合わせとなるように機能する断面の形状を有してもよく、略長方形、円形、三角形、楕円形、卵形、またはそれらの任意の組み合わせであってもよい。１つまたは複数の開口部は、１つまたは複数の取り付け機構、１つまたは複数のポスト、１つまたは複数の弁、またはそれらの任意の組み合わせを受け入れるのに十分な断面の幅を有し得る。開口部は、機械加工（例えば、フライス加工）、基板の製造中に形成（例えば、成形またはシェーピングの動作による）、または別の方法で製造してもよい。開口部は、まっすぐ及び／または滑らかな内壁または表面があり得る。
【0062】
１つまたは複数の開口部は、インサート、ベース、基板、セパレータ、補強構造、リブ構造、またはそれらの任意の組み合わせを、部分的または完全に通過し得る。１つまたは複数の開口部は、エンドプレート、電極板、セパレータ、またはそれらの組み合わせの周囲の周りにまたは隣接して、内部に、または両方に、配置され得る。１つまたは複数の開口部は、エンドプレート、電極板、セパレータ、またはそれらの組み合わせの周囲のあたり、周囲の内部に画定された内部、またはそれらの両方に、分布させてもよい。１つまたは複数の開口部は、１つまたは複数のリブ構造に隣接して、２つまたはそれより多いリブ構造の間に、セルの内部に、１つまたは複数のインサートに隣接して、１つまたは複数のインサートの内部に、またはそれらの任意の組み合わせに配置され得る。１つ以上の開口部は、反復するパターンを形成してもよく、１つ以上の他の開口部と整列されてもよく、１つ以上の他の開口部から互い違いに配置またはオフセットされてもよく、またはそれらの任意の組み合わせであってもよい。
【0063】
基板に形成される開口部のサイズと頻度は、バッテリの抵抗率に影響を与える場合がある。１つまたは複数の開口部は、同じエンドプレート及び／または隣接する電極板の内部に形成された１つまたは複数の開口部の直径より小さい、等しい、または大きい断面の幅を有してもよい。１つまたは複数の開口部の断面の幅は、開口部の長さに沿って連続し、先細になり、または膨張し得る。１つまたは複数の開口部の断面の幅は、１つまたは複数のポスト、ロッド、流体、電解質、またはそれらの組み合わせを受け入れるのに適している場合がある。１つまたは複数の開口部は、約０．２ｍｍ以上、１ｍｍ以上、約３ｍｍ以上、さらには約５ｍｍ以上の断面の幅を有してもよい。１つまたは複数の開口部は、約３０ｍｍ以下、約２５ｍｍ以下、またはさらに約２０ｍｍ以下の断面の幅を有し得る。開口部の断面の幅は、開口部の直径と同じと見なしてもよい。電極板、エンドプレート、及び／または基板は、同じ電極板、エンドプレート、及び／または基板の１つまたは複数の他の開口部よりも大きな直径を有する場合がある。開口部は、別の開口部よりも少なくとも約１．５倍、少なくとも約２倍、またはさらに少なくとも約２．５倍ほど大きくてもよい。開口部は、別の開口部の約４倍以下、約３．５倍以下、またはさらに約３倍以下の大きさであり得る。開口部は、１ｃｍ２当たり少なくとも約０．０２の開口部の密度を有するように形成され得る。開口部は、１ｃｍ２当たり約４開口部未満の密度を有するように形成され得る。開口部は、１ｃｍ２当たり約２．０の開口部から１ｃｍ２当たり約２．８の開口部までの密度を有するように形成され得る。１つ以上の開口部は、１つ以上の周辺の開口部、１つ以上の内部の開口部、１つ以上のチャネルの開口部、１つ以上の導電性開口部など、またはそれらの任意の組み合わせを含み得る。例示的な開口部は、米国特許第１０，１４１，５９８号に記載されているものであり得、その全体は参照により本明細書に組み込まれる。
【0064】
１つ以上の開口部は、１つ以上のチャネルの開口部を含み得る。１つまたは複数のチャネルの開口部は、１つまたは複数の電極板の１つまたは複数の開口部と整列するように機能して、１つまたは複数のチャネルを形成し、バッテリアセンブリを通気、充填、及び／または通気させるための開口部を設け、バッテリアセンブリの内部に１つ以上の流体を循環させるための開口部を設け、１つまたは複数の弁及び／またはポートと協働し、電極板のスタックを圧縮するために１つまたは複数のポストを受け、１つまたは複数のインサートを受け入れ、またはそれらの任意の組み合わせであってもよい。１つまたは複数のチャネルの開口部は、１つまたは複数の電極板、エンドプレート、及び／またはセパレータの１つまたは複数の開口部及び／または穴と横方向に整列（すなわち、同心整列）して、スタックを通る１つまたは複数のチャネルを形成してもよい。複数の開口部が整列して、１つまたは複数のチャネルを形成してもよい。複数とは、単一の構成要素における複数の開口部、または複数の構成要素（例えば、電極板、セパレータ、活物質、インサートなど）にわたる複数の開口部を意味し得る。１つまたは複数のチャネルの開口部は、１つまたは複数の他の電極板、エンドプレート、及び／またはセパレータの１つ以上の穴に実質的に等しい大きさを有し得る。１つまたは複数のセパレータのチャネルの開口部は、１つまたは複数の電極板のチャネルの開口部と等しいか、またはそれより大きくてもよい。１つまたは複数のセパレータの１つまたは複数のチャネルの開口部により、隣接する電極板などから１つまたは複数のインサートが通って延びることができる。１つまたは複数のチャネルの開口部は、１つまたは複数のポスト、流体、インサート、または組み合わせが通過し得る任意のサイズを有し得る。１つまたは複数のチャネルの開口部は、１つまたは複数の他のチャネルの開口部よりも小さい、等しい、または大きい断面の幅または面積を有し得る。例えば、１つのチャネルの開口部は、バッテリの充填、通気、冷却、及び／または加熱を可能にするために、１つまたは複数の他のチャネルの開口部よりも大きい直径を有してもよい。１つまたは複数のチャネルの開口部は、１つまたは複数の弁及び／またはポートに接続または連通され得る。例えば、他のチャネルの開口部よりも大きな直径を有するチャネルの開口部は、弁またはポートに接続され得る。充填チャネルの一部である、または充填チャネルを通過させる１つまたは複数のチャネルの開口部は、１つまたは複数の充填開口部と呼ばれる場合がある。１つまたは複数のセパレータの１つまたは複数の充填開口部は、充填チャネルの一部であってもよいし、それが貫通していてもよい。１つまたは複数の電極板の１つまたは複数の充填開口部は、充填チャネルの一部であってもよい。支持チャネル、ポスト、またはその両者の一部である、またはそれらを通過させる１つまたは複数のチャネルの開口部は、１つまたは複数の支持開口部と呼ばれる場合がある。１つまたは複数のチャネルの開口部の近くの表面及び／または隣接するベースの表面はシール面であってもよい。
【0065】
１つ以上の開口部は、１つ以上の導電性開口部を含み得る。１つ以上の導電性開口部は、導電性材料、例えば金属含有材料で充填され得る。１つまたは複数の導電性開口部は、１つまたは複数の電極板、エンドプレート、基板、またはそれらの組み合わせで形成され得る。導電性材料は、基板の熱劣化温度よりも低い温度で相の変態を起こす材料であってもよく、その結果、相変態温度よりも低いバッテリアセンブリの動作温度で、誘電体基板は、基板の第１の表面と第２の表面との間の材料の混合物を介した導電経路を有する。さらに、相変態温度を超える温度では、導電性材料混合物は、導電性経路を介した電気の伝導性を無効にする相変態を受ける。例えば、導電性材料は、はんだ材料、例えば、鉛、スズ、ニッケル、亜鉛、リチウム、アンチモン、銅、ビスマス、インジウム、または銀のうちの少なくとも１つまたは任意の２つ以上の混合物を含むものであってもよく、またはそれを含んでもよい。導電性材料は、実質的にいずれの鉛をも含まなくてもよく（すなわち、多くても微量の鉛しか含まない）、または機能的に有効な量の鉛を含んでもよい。この材料は、鉛とスズの混合物を含んでもよい。例えば、大部分のスズと少量の鉛（例えば、約５５から約６５重量部のスズと約３５から約４５重量部の鉛）を含み得る。材料は、約２４０℃未満、約２３０℃未満、約２２０℃未満、２１０℃未満、またはさらに約２００℃未満（例えば、約１８０～約１９０℃の範囲）の融解温度を示し得る。材料は共融混合物を含み得る。開口部を充填させるための導電性材料としてはんだを使用することの特徴は、はんだが、使用されるはんだの種類に応じて調整できる定まった溶融温度を有し、継続的なバッテリの動作にとって安全ではない場合がある温度で溶融することである。はんだが溶けると、溶けたはんだを含む基板の開口部はもはや導電性がなくなり、電極板の内部に開回路が生じる。開回路が作動してバイポーラバッテリ内部の抵抗が劇的に増加し、それによってそれ以上の電気の流れが停止し、バッテリ内部での危険な反応を停止し得る。したがって、開口部を充填するために選択される導電性材料の種類は、バッテリ内部にそのような内部停止機構を含めることが望ましいかどうか、及びそうする場合、どの温度でそのような内部停止を行うことが望ましいかによって変わり得る。基板は、動作条件が所定の条件を超える場合に、基板を経る導電性を乱すことによってバッテリの動作を無効にするように基板が機能するように、構成される。例えば、誘電体基板の穴を充填する導電性材料は、相変態を受け（例えば、溶融する）、基板全体の導電性が乱される。乱れの程度は、基板を介して電気を伝導する機能を、部分的にまたはさらには完全に無効にすることであり得る。１つまたは複数の導電性開口部は、エンドプレート、電極板、基板、またはそれらの組み合わせの１つまたは複数の他の開口部よりも（例えば、直径において）サイズが小さいか、または等しくてもよい。１つ以上の導電性開口部は、１つまたは複数の他の開口部（例えば、チャネルの開口部、周辺の開口部、内部開口部）の直径と比較して、約１％以上、５％以上、１０％以上、または約２５％以上でさえもの直径を有し得る。１つまたは複数の導電性開口部は、１つまたは複数の他の開口部の直径と比較して、約７５％以下、約５０％以下、または約４０％以下さえもの直径を有してよい。
【0066】
１つまたは複数の電極板、エンドプレート、セパレータ、またはそれらの組み合わせは、１つまたは複数のインサートを含み得る。１つまたは複数のインサートは、別の電極板、エンドプレート、セパレータ、またはそれらの組み合わせの１つまたは複数のインサートと連結する、スタックを通過する１つまたは複数のチャネルの一部を画定する、１つまたは複数のチャネルに沿って漏れ防止シールを形成する、１つまたは複数の弁及び／またはポートと協働する、１つまたは複数のポスト用のハウジングを設ける、流体が通過できるようにする、またはそれらの任意の組み合わせをするように機能し得る。１つまたは複数のインサートは、電極板、エンドプレート、及び／またはセパレータの１つまたは複数のインサートと噛み合う、チャネルの一部を形成する、１つまたは複数のチャネルに沿って漏れ防止シールを形成する、１つまたは複数の弁及び／またはポストと協働する、またはそれらの任意の組み合わせのために任意のサイズ及び／または形状を有し得る。１つまたは複数のインサートは、電極板、エンドプレート、セパレータ、またはそれらの組み合わせと一体であってもよいし、取り付けられていてもよい。１つまたは複数のインサートは、基板、ベース、またはその両方と一体であってもよいし、取り付けられていてもよい。１つまたは複数のインサートは、１つまたは複数のボスとして形成され得る。エンドプレート（例えば、ベース）、電極板（例えば、基板）、及び／またはセパレータの表面と、その表面からの突起と一体であるインサートは、ボスとして画定され得る。１つまたは複数のインサートは、圧縮形成、引張形成、成形など、またはそれらの任意の組み合わせによって一体的に形成され得る。圧縮形成は、ダイ形成、押出、インデント加工など、またはそれらの任意の組み合わせを含み得る。成形には射出成形が含まれ得る。電極板、エンドプレート、及び／またはセパレータには、インサートとフレームの両方、隆起している縁部、及び／または窪んだ部分を有し、これらの部分は、例えば射出成形によって１つのステップで成形され得る。１つまたは複数のインサートがエンドプレート、電極板、及び／またはセパレータの表面から突き出し、したがって、１つまたは複数の隆起しているインサートを形成する。１つまたは複数のインサートが、エンドプレートのベース、電極板の基板、セパレータの表面、またはそれらの任意の組み合わせから突出し得る。１つまたは複数のインサートが、ベース、基板、セパレータ、またはそれらの組み合わせの表面から実質的に直角または斜めに突出し得る。１つまたは複数のインサートは、それを貫通する１つまたは複数の開口部を有し得る。１つまたは複数のインサートは、１つまたは複数の周辺の開口部、内部開口部、チャネルの開口部、またはそれらを貫通するそれらの組み合わせを有し得る。１つまたは複数のインサートは、同心であり、１つまたは複数の開口部の周りに形成され得る。１つまたは複数のインサートは、開口部の長さにわたって延在し得る（例えば、開口部はインサートを完全に通過し得る）。１つまたは複数の開口部の外径と１つまたは複数のインサートの内部との間に、シール面が形成され得る。例えば、ベースの表面及び／またはインサートと開口部との間に位置するバッテリの縦軸に実質的に垂直な基板は、シール面であり得る。１つまたは複数のインサートは、１つまたは複数の他のインサートと嵌合する場合がある。嵌合は、整列、入れ子、連結、またはそれらの組み合わせを意味する場合がある。嵌合すると、１つまたは複数のインサートがシールを形成し得る。シールは、液体電解質などの電解質から１つまたは複数のチャネルを密閉し得る。シールはチャネルのシールであってもよい。１つまたは複数のインサートは、隣接する電極板、セパレータ、及び／またはエンドプレートの１つまたは複数のインサートと連結することができ、チャネルの周りに漏れ防止シールを形成し得る。例えば、１つまたは複数のエンドプレート及び／または電極板は、隣接する電極板及び／またはセパレータのインサート、スリーブ、またはブッシングのために、インサートとは反対側の表面に、一致するくぼみを含むように機械加工または形成され得る。
【0067】
１つまたは複数のインサートに１つまたは複数のベントが含まれ得る。ベントは、インサートを通過する開口部と、インサートの周囲に位置する外部環境との間の流体連通を可能にし得る。ベントは、１つまたは複数の電気化学セルと、１つまたは複数のチャネルとの間の連通を可能にし得る。１つまたは複数のベントは、１つまたは複数の電気化学セルから１つまたは複数のチャネルへのガスの透過を可能にし、１つまたは複数の電気化学セルから１つまたは複数のチャネルへの１つまたは複数の液体（すなわち、電解質）の透過を防止し得る。１つまたは複数のベントは、１つまたは複数のチャネルをバッテリアセンブリのヘッドスペースと流体連通させ得る。近接してチャネルを形成する及び／またはバッテリアセンブリのヘッドスペースにあるインサートは、１つまたは複数のベントを含み得る。ノッチまたはカットアウトとして、１つまたは複数のベントが形成され得る。ノッチは、開口部からインサートの外側まで延びていてもよい。電極板のインサートの１つ、いくつか、またはすべてがベントを含んでもよい。充填チャネル、ベントチャネル、またはその両方を形成するインサートには、１つまたは複数のベントが含まれ得る。電気化学セルからの流体の分配、流体の収集、またはその両方を意図的に必要とするインサートには、１つまたは複数のベントが含まれ得る。１つまたは複数の支持チャネルを形成するインサートには、１つまたは複数のベントがなくてもよい。電気化学セルにさらされるべきではない流体が流れるインサートには、１つまたは複数のベントがなくてもよい。ベントチャネルのインサート部分は、電気化学セルの電解質の上方に、電解質から離れて、またはその両方に位置する１つまたは複数のベントを有し得る。インサートのベントは、電解質を受け取ることなく、バッテリアセンブリの動作中に発生するガスを受け取ることができる場合がある。ベントは、ガスを１つまたは電気化学セルから、複数のチャネルを介して、１つまたは複数の弁に向けることができてよい（例えば、ベントのチャネルのインサートにあるベント）。ベントは、１つまたは複数の弁、弁の穴、及び／またはポートから、１つまたは複数のチャネル（例えば、充填チャネルのインサート内のベント）、１つまたは複数のトラフに向かって及び／またはそれを通って、電気化学セル、またはそれらの組み合わせに入る１つまたは複数の流体を導くことができる場合がある。
【0068】
バッテリアセンブリは、１つまたは複数のチャネルを含んでもよい。１つまたは複数のチャネルは、１つまたは複数のベント、充填、冷却、及び／または加熱チャネルとして機能する、１つまたは複数のポストを収容する、バッテリアセンブリの内部全体に１つまたは複数のポストを分散させる、液体電解質が１つまたは複数のポストまたは他の構成要素と接触するのを防ぐ、バッテリアセンブリの内部での１つ以上の流体の循環を可能にする、１つまたは複数のガスを収集する、またはそれらの任意の組み合わせであり得る。１つまたは複数のチャネルは、整列された１つまたは複数のエンドプレート、電極板、及び／またはセパレータの１つまたは複数の開口部によって形成され得る。１つまたは複数のチャネルは、他の（例えば、隣接する）エンドプレート、電極板、及び／またはセパレータの１つまたは複数のチャネルの開口部と位置合わせされた、１つまたは複数のエンドプレート、電極板、及び／またはセパレータの１つまたは複数のチャネルの開口部によって形成され得る。１つまたは複数のチャネルは、１つまたは複数の統合チャネル、横断チャネル、またはその両方と呼ばれ得る。１つまたは複数のチャネルは、１つまたは複数の電気化学セル、活性領域、またはその両方を通過し得る。１つまたは複数の電気化学セルを通過することによって、１つまたは複数のチャネルは、液体電解質、１つまたは複数の活物質、セパレータ、またはそれらの組み合わせも通過し得る。チャネルは、動作中に発生する電解質及びガスがチャネルに入るのを防ぐために密閉され得る。１つまたは複数のチャネルは、動作中に発生したガスを収集及び排出するため、１つまたは複数の流体を受け入れて分配するため、またはその両方のために、部分的に密閉されていない場合がある。この目的を達成する任意のシール方法を利用してもよい。１つまたは複数のエンドプレート、電極板、及びセパレータのインサートなどの１つまたは複数のシールは、液体電解質が１つまたは複数のチャネルに漏れるのを防ぐために、１つまたは複数のチャネルをかみ合わせて取り囲んでもよい。１つまたは複数のチャネルは、バッテリアセンブリを横方向に通過して、１つまたは複数の横断チャネルを形成し得る。
【0069】
チャネルのサイズと形状は、１つまたは複数のポストを収容できる任意のサイズまたは形状にすることができる。チャネルの断面の形状は、円形、楕円形、または正方形、長方形、六角形などの多角形であってもよい。断面の形状は、１つまたは複数の開口部、インサート、ポスト、ポート、ベントなどの断面の形状により決定され得る。１つまたは複数のポストを収容するチャネルのサイズは、使用するポストに対応するように選択される。チャネルの直径は、整列して１つまたは複数のチャネルを形成する開口部の直径と等しくてもよい。複数のチャネルは、約２ｍｍ以上、約４ｍｍ以上、または約６ｍｍ以上の断面の大きさを有し得る。チャネルの断面の大きさの上限は実用性によって決まる。サイズが大きすぎると、アセンブリの効率が低下する。チャネルは、約３０ｍｍ以下、約２５ｍｍ以下、またはさらに約２０ｍｍ以下の断面の大きさを有し得る。
【0070】
１つまたは複数のチャネルは、構成要素に一連の開口部を備え得る。形成されたチャネルにポストを配置できるように、流体が冷却及び／または加熱のためにチャネルを通って送られ得るように、通気用に、１つまたは複数の流体を充填するため、１つまたは複数の流体を１つまたは複数の電気化学セルに分配するため、チャネル内に密閉された１つまたは複数の流体を保持するため、またはそれらの任意の組み合わせのために、一連の開口部が配置され得る。
【0071】
チャネルの数は、動作中に発生する電解質とガスの漏れを防止し、動作中に発生する圧縮力が個々の電気化学セルのために構成要素とシールを損傷するのを防ぐために、エンドプレートとエンドプレートの縁部、電極板、及び基板を支えるように選択される。動作中に発生する圧縮力を分散させるために、複数のチャネルが存在してもよい。チャネルの数と設計は、シールの疲労の強度を超える縁部の応力を最小限に抑えるのに十分である。複数のチャネルの位置は、動作中に発生する圧縮力を分散させるように選択される。応力をより適切に処理するために、チャネルをスタック全体に均等に広げてもよい。
【0072】
１つまたは複数の流体が通過する１つまたは複数のチャネルは、１つまたは複数の加熱チャネル、冷却チャネル、充填チャネル、ベントチャネル、またはそれらの組み合わせと呼ばれる場合がある。１つまたは複数の加熱、冷却、充填、及び／またはベントチャネルは変換される、及び／または１つまたは複数の支持チャネルとして使用され得る。例えば、１つまたは複数の流体がチャネルを通過した後、流体を空にしてもよく、チャネルにポストを配置してもよい。１つまたは複数のポストが通過する１つまたは複数のチャネルは、１つまたは複数の支持チャネルと呼ばれる場合がある。
【0073】
１つまたは複数のチャネルは、１つまたは複数の充填チャネルを含み得る。１つまたは複数の充填チャネルは、１つまたは複数の流体を受け入れて１つまたは複数の電気化学セルに分配し、ベントチャネルとして有用であり、１つまたは複数の電気化学セルから１つまたは複数のガスを収集し、１つまたは複数のガスをバッテリの外部に誘導する、またはそれらの任意の組み合わせであるように機能し得る。１つまたは複数の充填チャネルは、１つまたは複数のチャネルが、電解質を受け入れて分配するか、通気のためのガスを受け入れて分配するか、またはその両方に適合され得る。１つまたは複数の充填チャネルは、１つまたは複数の充填開口部、インサート、ベント付きインサート、またはそれらの任意の組み合わせによって形成され得る。１つまたは複数の充填チャネルは、１つまたは複数のポート、弁、またはその両方を含むか、それらと流体連通し得る。１つまたは複数の充填チャネルは、１つまたは複数の充填ポート、排出ポート、またはその両方と流体連通し得る。
【0074】
１つまたは複数のチャネルは、１つまたは複数のベントチャネルを含み得る。１つまたは複数のベントチャネルは、１つまたは複数のガスを収集及び放出するように機能し得る。１つまたは複数のガスは、バッテリアセンブリの内部から生成され得る。１つまたは複数のガスは、酸洗、形成、熱循環、充電、放電など、またはそれらの組み合わせの間に発生する場合がある。１つまたは複数のガスは、水素、酸素、またはその両方を含み得る。１つまたは複数のベントチャネルは、１つまたは複数の充填チャネルと同様に機能するが、逆にも機能し得る。１つまたは複数のベントチャネルは、１つまたは複数の充填チャネルと同じであっても別個であってもよい。
【0075】
ガスの収集は、加速したバッテリの腐食を可能にし得る。電池の腐食が加速すると、バッテリアセンブリの寿命試験を加速するのを可能にし得る。加速した寿命試験により、バッテリアセンブリを、寿命に達するまでに予想される循環数とは対照的に、研究の設定でより迅速に試験できるようにし得る。
【0076】
バッテリアセンブリは、１つまたは複数のチャネルシールを備え得る。１つまたは複数のチャネルシールは、動作中に発生する電解質及びガスがセルからチャネルに漏れること、１つまたは複数のチャネルを通って循環する１つまたは複数の流体が１つまたは複数のセルに漏れること、またはその両方を防ぎ得る。１つまたは複数のチャネルシールが、チャネル内、チャネルの外側、ポストの周りまたはそれらの組み合わせに配置され得る。チャネルシールは、１つまたは複数の膜、スリーブ、ガスケット、ブッシング及び／またはチャネルに挿入され、及び／または開口部にある、エンドプレート、電極板、及び／またはセパレータの整合する一連のインサートにすることができる。１つまたは複数のガスケットは、適合可能な特徴で成形されたもの、硬化に適した液状ガスケット、フラットガスケット、Ｏリングなどを含み得る。チャネルは、エンドプレート、電極板、及び／またはセパレータに挿入または統合された一連のスリーブ、ガスケット、ブッシング、インサート、またはそれらの組み合わせによって形成することができる。１つまたは複数のチャネルシールは、チャネルに沿って漏れ防止シールを形成するために、圧縮可能であるか、または互いにかみ合うことが可能であり得る。チャネルシールは、電解質への曝露、循環流体、電気化学セルの動作条件、ポストの挿入またはチャネル内のポストにより及ぼされる力、またはそれらの組み合わせに耐えることができる任意の材料から作成することができる。１つまたは複数のチャネルシールは、１つまたは複数のポリマー材料から構成され得る。１つまたは複数のポリマー材料は、実質的に剛性、エラストマー、または両方の組み合わせであってもよい。例えば、１つまたは複数のスリーブ及び／またはインサートは比較的硬い場合がある。例えば、１つまたは複数のガスケット、ブッシング、及び／または膜は実質的にエラストマーであり得る。１つまたは複数の加熱、冷却、ベント、及び／または充填チャネルは、１つまたは複数のチャネルシールを含めることによって、１つまたは複数の支持チャネルに変換され得る。１つまたは複数のチャネルシールが一時的に及び／または恒久的に、１つまたは複数のインサートの１つまたは複数のベントをカバーし得る。
【0077】
バッテリアセンブリは、１つまたは複数のポストを含み得る。１つまたは複数のポストは、構成要素への損傷またはスタックの構成要素の縁部間のシールの破壊が防止され、セパレータ材料全体にわたる均一な圧縮を保証し、均一なセパレータ材料の厚みを保証するような方法で、構成要素のスタックを一緒に保持するように機能し得る。１つまたは複数のポストは、再利用できる場合とできない場合がある。１つまたは複数のポストは、各端部に、各エンドプレートのシール面などの対向するエンドプレートの外面と係合する重なり部分を有し得る。重なり部分は、構成要素への損傷またはスタックの構成要素の縁部間のシールの破壊を防止し、バッテリ動作中のスタックの膨らみまたは他の移動を防止するような方法で、対向するエンドプレートの外面に圧力を加えるように機能し得る。重なり部分は、エンドプレートのシール面と接触していてもよい。スタックは、単極の上に別個の構造的または保護的エンドピースを有してもよく、重なり部分は、構造的または保護的エンドピースの外面と接触する。重なり部分は、ポストと協働して、構成要素への損傷またはスタックの構成要素の縁部間のシールの破壊を防止する任意の構造とすることができる。例示的な重複部分としては、ボルトヘッド、ナット、成形されたヘッド、ブラッド、コッターピン、シャフトカラーなどが挙げられる。ポストは、スタック全体を通過する長さであり、その長さは、バッテリの必要な容量に基づいて異なる。ポストは、チャネルを満たすような断面の形状及びサイズを示し得る。ポストは、１つまたは複数のチャネルの断面の大きさより小さいか、等しいか、またはさらにはより大きい断面の大きさを有してもよい。ポストは、チャネルの１つまたは複数と締りばめを形成し得る。ポストの数は、動作中に発生する電解質とガスの漏れを防ぎ、動作中に発生する圧縮力が個々の電気化学セルの構成要素やシールを損傷するのを防ぎ、シールの疲労強度を超える縁部の応力を最小化するために、エンドプレートと基板の縁部を支えるように選択される。動作中に発生する圧縮力を分散させるために、複数のポストが存在してもよい。チャネルの１つまたは複数が冷却チャネル、加熱チャネル、ベントチャネル、充填チャネル、またはそれらの組み合わせとして利用される場合、ポストはチャネルよりも少なくてもよい。例えば、４つのチャネルが存在し得、３つのチャネルが内部にポストを配置させ、１つのチャネルが冷却、加熱、ベント及び／または充填チャネルとして使用され得る。別の例として、ポストを有する５つの支持チャネルと１つの充填チャネルとを有する合計６つの横断チャネルが存在し得る。ポストは、成形ポスト、ねじ付きポスト、または１つまたは複数の端部アタッチメントを備えたポストを含むことができる。ポストは、スタックの一部、例えば基板、チャネルのインサートなどに結合されてもよい。結合は、熱可塑性材料などのポリマー材料の接着剤または融合から形成することができる。部品がねじ切りされている場合、スタックの構造部品は、ねじ切りされたポストを受け入れるようにねじ切りされている。ポストには、一方の端にヘッドがあり、もう一方の端にナット、ブラッドまたはコッターピン用の穴がある場合や、両端にナット、ブラッドまたはコッターピン用の穴がある場合がある。これは一般に、成形されていないポストの場合である。整合するナット及び／またはワッシャは、所定の位置にあるときに隣接するプレートを圧縮するために、ポストと一緒に使用してもよい。ポストが成形されている場合は、個別に成形することも、その場で成形することもできる。その場で成形する場合、溶融プラスチックを所定の位置に保持するために、チャネル内にチャネルシールが存在する必要がある場合がある。
【0078】
バッテリアセンブリは、より多くの熱交換器の１つを含み得る。１つまたは複数の熱交換器は、バッテリアセンブリの温度、加熱、冷却、またはそれらの組み合わせを制御するように機能し得る。１つまたは複数の熱交換器は、バッテリアセンブリの温度を外部、内部、または両方の組み合わせから制御してもよい。１つまたは複数の熱交換器は、バッテリアセンブリの外部、内部、またはそれらの組み合わせのすべてまたは少なくとも一部の周りに配置され得る。１つまたは複数の熱交換器は、バッテリアセンブリ、エンドプレート、モノポーラプレート、またはそれらの組み合わせの外側の少なくとも一部に取り付けられ得る。１つまたは複数の熱交換器は、１つまたは複数の能動、受動、または両方の熱交換器を含み得る。１つまたは複数の熱交換器は、１つまたは複数の流体熱交換器、シェルアンドチューブ式熱交換器、プレート熱交換器、ヒートシンク、相変化熱交換器、廃熱回収ユニット、熱電デバイス（「ＴＥＤ」）など、またはそれらの任意の組み合わせを含み得る。１つまたは複数の熱交換器は、１つまたは複数のチャネルと連通している、チャネル内に配置されている、チャネルに隣接している、またはそれらの組み合わせであってもよい。１つまたは複数の熱交換器は、１つまたは複数の管状部材、内部に含まれる流体、１つまたは複数のチャネル、またはそれらの組み合わせを含み得る。例えば、流体が通過する１つまたは複数のチャネルの内部に配置された１つまたは複数の管状部材は、熱交換器とみなしてもよい。１つまたは複数の流体は、１つまたは複数の気体、液体、またはそれらの組み合わせを含み得る。１つ以上の流体は、空気、水、アンモニア、窒素、酸素、ネオン、水素、ヘリウム、冷媒（例えば、１，１，１，２－テトラフルオロエタン）、アルカリ金属、熱交換流体、電解質など、またはそれらの任意の組み合わせを含み得る。例えば、水は、１つ以上の密閉された管状部材（例えば、両端で密閉されたロッド）内に配置され得る。別の例として、空気は、少なくとも部分的に密閉されていない１つ以上の管状部材（例えば、一端または両端が開いた管状部材）を通って流れ得る。別の例として、１つまたは複数のヒートシンクは、１つまたは複数のチャネルの一端または両端に配置される、１つまたは複数のチャネル部材と連通する、またはその両方であってもよい。バッテリアセンブリの外側に配置され、１つまたは複数のチャネルと連通する１つまたは複数の熱交換器（ヒートシンクなど）は、１つまたは複数のチャネル及びバッテリアセンブリから離れて熱を放散するのに有益であり得る。１つまたは複数の熱交換器が、膜に隣接して、膜とエンドプレートとの間に配置されてもよく、膜が、熱交換器とエンドプレートとの間に配置されても、またはそれらの組み合わせであってもよい。
【0079】
バッテリアセンブリは、１つまたは複数の流れの機構を含むか、または少なくとも一時的にそれと連通し得る。１つまたは複数の流れの機構は、１つまたは複数のチャネルと連通し得る。連通には、直接的または間接的なものがあり得る。直接的とは、エンドプレートの開口部などのチャネルに直接取り付けられることを意味し得る。間接的とは、弁などのチャネルへの別の流体経路を介することを意味し得る。１つまたは複数の流れの機構は、１つまたは複数のチャネルに１つまたは複数の流体の流れを生成し、循環させ、排出し、導入し、またはこれらの組み合わせを行うように機能し得る。１つまたは複数の流れの機構は、１つまたは複数の真空、ポンプ、ファン、弁など、またはそれらの任意の組み合わせを含み得る。１つまたは複数の流れの機構は、バッテリアセンブリの一部として一時的、半永久的、または永久に取り付けられ得る。より多くの流れの機構の１つは、１つまたは複数の熱交換器の一部または別個のものとみなしてもよい。１つまたは複数の流れの機構は、バッテリアセンブリの作成、バッテリアセンブリの動作、またはそれらの任意の組み合わせの１つまたは複数のステップの間に、取り外し、取り付け、係合、電源オン、またはそれらの組み合わせを行ってもよい。１つまたは複数の流れの機構は、硬化、排出、充填、酸洗、形成、乾燥、熱制御循環など、またはそれらの組み合わせの最中に、固定、係合、電源オン、またはそれらの組み合わせを行ってもよい。
【0080】
バッテリアセンブリは、外側シールを含み得る。外側シールは、１つまたは複数の電気化学セルの外側をシールし、１つまたは複数の電極板の外縁を保護し、１つまたは複数の電気化学セル及びそこに含まれる液体電解質を隔離するか、またはそれらの任意の組み合わせを行うように機能し得る。外側シールは、縁部シール、膜、ケースなど、またはそれらの任意の組み合わせを含み得る。外側シールは、電極板の１つまたは複数の縁部の一部であってもよいし、その縁部に直接配置されていてもよい。縁部は、電極板のフレームの外周面であってもよい。膜は、電極板の縁部、電極板スタックの１つまたは複数の側面またはすべての側面、またはその両方に結合され得る。膜は、電極板の端部をシールすることができ、したがって電気化学セルをシール及び隔離することができるポリマー材料のシートであってもよい。膜は熱可塑性ポリマーであってもよい。膜は、モノポーラプレート及びバイポーラプレートの基板の周りに溶融結合、振動溶着、または成形できる熱可塑性ポリマーであってもよい。膜はケースとしても機能し得る。１つまたは複数の適切な膜が、国際公開第２０１３／０６２６２３号及び米国特許第１０，１４１，５９８号に開示され得、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。１つまたは複数の縁部シールは、１つまたは複数の一体化された縁部シールを含み得る。一体化された縁部シールは、１つまたは複数の電極板と一体化し得る。１つまたは複数の適切な縁部のシールは、国際公開第２０２０／０２４３０９３号に開示され得、その全体は参照により本明細書に組み込まれる。
【0081】
バッテリアセンブリは、１つまたは複数の弁を含み得る。１つまたは複数の弁は、バッテリアセンブリの内部から真空を引き、バッテリアセンブリに電解質を充填し、１つまたは複数のチャネルから流体を充填または排出し、及び／または動作中にバッテリアセンブリを通気するように機能し得る。１つまたは複数の弁は、１つまたは複数の流体、ガス、またはその両方が単一の方向または２つの反対方向に流れるように含み得る。１つまたは複数の弁は、逆流（例えば、バッテリアセンブリの外側への流れ）を防止し得、逆流を可能にし得、またはその両方を行い得る。１つまたは複数の弁は、圧力放出弁、圧力弁、逆止弁、充填弁、ポップ弁など、またはそれらの任意の組み合わせを含み得る。アセンブリは、セルが危険な内部圧力に達した場合に、セルの１つまたは複数が圧力を解放するための１つまたは複数の圧力放出弁を含み得る。１つまたは複数の圧力放出弁を含めることにより、バッテリアセンブリを制御弁式鉛蓄電池（ＶＲＬＡ）などの弁制御バッテリにしてもよい。圧力放出弁は、バッテリが使用されているシステムに損傷を与える方法で壊滅的な故障を防ぐように設計されている場合がある。圧力放出弁が解放されると、バッテリはもはや機能しない。アセンブリには、１つまたは複数の圧力弁が含まれ得る。１つまたは複数の圧力弁が、逆流（例えば、バッテリアセンブリの外側）に抵抗するように機能し得る。１つまたは複数の圧力弁は、開いてそこを通ってバッテリアセンブリの内部に流れ込むように機能し得る。圧力弁は、１つまたは複数の流体がバッテリアセンブリに流入することを可能にし得る。２つ以上の弁が一緒に協働してもよい。例えば、圧力放出弁は圧力弁と協働し得る。１つの弁はバッテリアセンブリへの流れを可能にし得るが、１つの弁はバッテリアセンブリの外への流れを可能にし得る。別法として、バッテリアセンブリは弁を１つだけ持ってもよい。１つの弁は、そこを通る双方向の流れを可能にし得る。単一の弁が使用される場合、二方向圧力弁などの二方向の弁であってもよい。開示されたアセンブリは、危険な圧力に達するとき、または到達する前に、アセンブリ全体から圧力を解放する単一の逆止弁を含んでもよい。１つまたは複数の弁は、エンドプレート、電極板、セパレータ、またはそれらの任意の組み合わせの１つまたは複数の開口部によって形成される１つまたは複数のチャネルに接続及び／または連通し得る。１つまたは複数の弁は、チャネルと連通していてもよい。バッテリアセンブリは、米国特許出願公開第２０１４／０３４９１４７号に記載されているように、１つまたは複数の弁を含むことができ、それは参照により本明細書に組み込まれる。
【0082】
バッテリアセンブリは、１つまたは複数のポートを含み得る。１つまたは複数のポートは、バッテリアセンブリの内部から真空を引き、バッテリアセンブリに電解質を充填し、１つまたは複数のチャネルから流体を充填または排出し、及び／または動作中にバッテリアセンブリを通気するように機能し得る。１つまたは複数のポートは、１つまたは複数の弁、開口部、またはその両方を含み得る。１つまたは複数のポートは、１つまたは複数の弁と同義であるか、または別個のものであり得る。１つまたは複数のポートは、１つまたは複数の弁を収容するか、またはそれに取り付けてもよい。１つまたは複数のポートにより、１つまたは複数の流体の流れが可能になり得、及び／またはガスは単一の方向または反対の２つの方向に通過し得る。１つまたは複数のポートが、永久に塞がれる（例えば、永久に密閉される）か、一時的に塞がれる（例えば、一時的に密閉される）か、またはその両方であり得る。１つ以上のポートは、取り外し可能なプラグ、永久のシール（例えば、成形される）、１つ以上の弁、１つ以上のポスト（例えば、重なり部分）、またはそれらの組み合わせでシールされ得る。１つまたは複数の取り外し可能なプラグは、作成及び動作条件下でシールを維持するのに適した任意のプラグであり得る。例えば、取り外し可能なプラグは、ポートとのねじ込み係合を有し得る。１つまたは複数のポートは、単一のポートまたは複数のポートを含み得る。複数のポートは、２つ以上のポートを含んでもよい。１つまたは複数のポートは、１つまたは複数の充填ポート、排出ポート、またはその両方を含み得る。１つまたは複数の排出ポートは、バッテリの内部から排出物及び／または他の流体を排出する、真空引きする、またはその両方を行うように構成され得る。単一のポートは、充填ポートと排出ポートの両方を兼ねてもよい。１つまたは複数のポートが充填ポートであり、他の１つまたは複数のポートが排出ポートである場合がある。酸洗、形成、硬化、及び／または乾燥の間に使われる１つ以上のポートは動作（例えば、充電または放電）前に永久に及び／または一時的に密閉され得る。１つまたは複数のポートは、１つまたは複数のチャネルの一部であるか、または１つまたは複数のチャネルと流体連通している場合がある。１つまたは複数のチャネルの１つまたは複数の端部は、１つまたは複数のポートを設けてもよい。１つまたは複数のポートは、１つまたは複数の加熱、冷却、ベント、及び／または充填チャネルの一部であるまたは流体連通し得る。例えば、エンドプレート（例えば、モノポーラプレート）のチャネルの開口部は、ポートであってもよい。１つ以上のポートは、１つ以上のチャネルから離れて配置され、１つ以上のチャネルと間接的に連通し得る。例えば、ヘッドスペース内の１つまたは複数の通気孔をポートと見なしてもよい。
【0083】
バッテリアセンブリは、１つまたは複数の端子を含み得る。１つまたは複数の端子は、電気化学セルで生成された電子を、生成された電子を外部負荷などの電気の形で利用するシステムに伝送するように機能し得る。１つまたは複数の端子は、１つまたは複数のエンドプレート、１つまたは複数の電極板、膜、及び／またはケースを通過し得る。１つまたは複数の端子は、エンドプレートから外側まで電極板を通過するか、エンドプレートの平面に本質的に平行なアセンブリの周りのケースまたは膜の側面を通過し得る。端子はモノポーラプレートのアノードまたはカソードの極性に合わせる。モノポーラプレートのカソード、及びカソード集電体を有するバイポーラプレートの１つ以上のカソードは、独立した正極端子に接続され得る。モノポーラプレートのアノード、及びアノード集電体を有するバイポーラプレートの１つまたは複数のアノードは、独立した負端子に接続され得る。カソード集電体を接続してもよく、アノード集電体を並列に接続してもよい。個々の端子は膜で覆われ、接続された１つの正端子と１つの接続された負端子のみが露出したままになる。
【0084】
バッテリアセンブリは、ヘッドスペースを含み得る。ヘッドスペースは、充填のために１つまたは複数またはそれより多い流体を収集すること、通気のために１つまたは複数のガスを収集すること、またはその両方を可能にし得る。ヘッドスペースは、バッテリアセンブリの１つ以上の側面に形成され得る。ヘッドスペースは、マニホールドの一部として、またはマニホールド内に形成され得る。ヘッドスペースは、１つまたは複数のベント、弁、ポート、チャネル、トラフ、開口部、またはそれらの任意の組み合わせと流体連通し得る。例示的なヘッドスペースは、国際公開第２０１３／０６２６２３号に記載されており、それは参照により本明細書に組み込まれる。
【0085】
開示されているアセンブリは、負荷に取り付けてもよく、セルを含む回路が形成される。電子は端子と負荷、電気を使用するシステムに流れる。この流れは、セルが発電できる限り維持される。セルのスタックが完全に放電した場合、バッテリをさらに使用する前に充電ステップを実行する必要がある。バイポーラプレート用の基板が、その相変態温度よりも低いバッテリアセンブリの動作温度で導電性材料混合物を含む場合、基板は、材料混合物を介して、第１の表面と反対側の第２の表面との間に導電性経路を有し、導電性材料混合物の相変態温度より高い温度であれば、導電性材料混合物は、導電性経路を介した電気伝導性を無効にする相変態を受ける。これにより、望ましくない結果が生じる前にバッテリを無効にすることができる。バッテリが放電されると、電子源を備えた回路を形成することによって再充電され得る。充電中は電極の機能が変化し、放電中のアノードはカソードになり、放電中のカソードはアノードになる。本質的に、電気化学セルは、放電とは反対の方向に電子とイオンを流す。
【0086】
＜バッテリアセンブリを作成する方法＞
本開示は、本開示の教示に従ってバッテリアセンブリを作成するための方法に関する。バッテリアセンブリの作成は、組み立てることを含み得る。バッテリアセンブリの作成は、硬化することを含み得る。バッテリアセンブリの作成は、排出することを含み得る。バッテリアセンブリの作成は、充填することを含み得る。バッテリアセンブリの作成には、酸洗することを含み得る。バッテリアセンブリの作成は、形成することを含み得る。バッテリアセンブリの作成には、熱制御を循環させることを含み得る。バッテリアセンブリの作成は、鉛の種の除去を含み得る。バッテリアセンブリの作成は、仕上げをすることを含み得る。バッテリアセンブリの作成は、充電することを含み得る。バッテリアセンブリの作成は、放電することを含み得る。バッテリアセンブリの作成は、排水することを含み得る。バッテリアセンブリの作成は、これらのステップの１つ、一部、またはすべてを含み得る。
本開示は、本開示の教示に従ってバッテリアセンブリを作成するための方法に関する。バッテリアセンブリの作成は、組み立てることを含み得る。バッテリアセンブリの作成は、硬化することを含み得る。バッテリアセンブリの作成は、排出することを含み得る。バッテリアセンブリの作成は、充填することを含み得る。バッテリアセンブリの作成には、酸洗することを含み得る。バッテリアセンブリの作成は、形成することを含み得る。バッテリアセンブリの作成には、熱制御を循環させることを含み得る。バッテリアセンブリの作成は、鉛の種の除去を含み得る。バッテリアセンブリの作成は、仕上げをすることを含み得る。バッテリアセンブリの作成は、充電することを含み得る。バッテリアセンブリの作成は、放電することを含み得る。バッテリアセンブリの作成は、排水することを含み得る。バッテリアセンブリの作成は、これらのステップの１つ、一部、またはすべてを含み得る。
【0087】
これらのステップの１つまたは複数は、連続的に、同時に、繰り返し、またはそれらの任意の組み合わせで起こり得る。これらのステップの一部は、相互のサブステップである場合がある。これらのステップの１つ以上が実行されない場合がある。これらのステップの１つまたは複数を繰り返してもよい。例えば、１つまたは複数のステップは、排出及び充填の両方を含み得る。別の例として、排出と充填が、熱制御の循環の一部である場合がある。別の例として、熱制御循環は、硬化、酸洗、形成、乾燥など、またはそれらの組み合わせの一部であってもよい。
【0088】
バッテリアセンブリを作成する方法は、組み立て、硬化、乾燥、排出、充填、酸洗、形成、熱制御循環、充電、放電、鉛の種の除去、仕上げ、排水など、またはそれらの任意の組み合わせのうちの１つまたは複数を含んでもよい。これらのステップの１つまたは複数は、連続的に、同時に、繰り返し、またはそれらの任意の組み合わせで起こり得る。これらのステップの１つ以上が実行されない場合がある。これらのステップの１つまたは複数を繰り返してもよい。
【0089】
１つまたは複数の流体は、作成中、作成後、動作中、動作後、またはそれらの任意の組み合わせの間、バッテリアセンブリを通って流れ得る。排出、充填、硬化、乾燥、酸洗、形成、熱制御循環、鉛の種の除去、充電、放電など、またはそれらの組み合わせをしている間に、１つまたは複数の流体がバッテリアセンブリの中を流れ得る。１つまたは複数の流体は、前述の１つまたは複数の流体を含み得る。１つまたは複数の流体は、電解質、空気、乾燥流体、鉛収集液、反応性物質、電解質除去流体など、またはそれらの組み合わせを含み得る。１つまたは複数の流体は、１つまたは複数の反応性物質を含み得る。反応性物質は、バッテリアセンブリの作成及び動作の１つまたは複数の段階の間に、チャネル、トラフ、またはその両方を通って流れ得る。段階は、排出、充填、硬化、乾燥、酸洗、形成、熱制御循環、鉛の種の除去など、またはそれらの組み合わせを含み得る。
【0090】
バッテリアセンブリの作成は、１つまたはほぼ１つのワークステーションで完了できる場合がある。バッテリアセンブリを作成する２つ以上のステップを単一のワークステーションで完了できる場合がある。ワークステーションは、１人の従業員用に構成されたワークステーション、すべての機器が取り付けられているワークステーション、またはその両方を指す場合がある。単一のワークステーションには、バッテリアセンブリを作成するためのすべての機器が含まれ得る。単一のワークステーションは、組み立て、硬化、排出、充填、酸洗、形成、乾燥、動作前の初期充電など、またはそれらの組み合わせのためのすべての機器を含み得る。硬化炉、水槽、またはその両方は避けられ得るので、同じワークステーションで作成の大部分ではないにしても、すべてを完了することが実現可能である場合がある。ペーストのプロセスは、ワークステーションの前に完了するか、ワークステーションに統合されるか、またはその両方であり得る。
【0091】
＜組み立て＞
バッテリアセンブリを作成する方法は、バッテリアセンブリを組み立てることを含み得る。組み立ては、電気化学的に活性化する前に、バッテリアセンブリの構造を作成してもよい。組み立ては、１つまたは複数の電極板を形成すること、電極板スタックを形成すること、電極板スタックを圧縮すること、外側のシールを適用することなど、またはそれらの組み合わせを含み得る。圧縮と適用は、硬化する前、最中、及び／または後、酸洗、形成、またはそれらの組み合わせの間に生じ得る。
バッテリアセンブリを作成する方法は、バッテリアセンブリを組み立てることを含み得る。組み立ては、電気化学的に活性化する前に、バッテリアセンブリの構造を作成してもよい。組み立ては、１つまたは複数の電極板を形成すること、電極板スタックを形成すること、電極板スタックを圧縮すること、外側のシールを適用することなど、またはそれらの組み合わせを含み得る。圧縮と適用は、硬化する前、最中、及び／または後、酸洗、形成、またはそれらの組み合わせの間に生じ得る。
【0092】
バッテリアセンブリを組み立てることは、１つ以上の電極板を形成することを含み得る。１つまたは複数の電極板を形成することにより、バッテリアセンブリ内で有用な１つまたは複数の電極を作成してもよい。１つまたは複数の電極板を形成することは、１つまたは複数の基板、フレーム、またはその両方を形成することを含み得る。１つまたは複数の電極板を形成することは、電極板、セパレータ、またはその両方の一部として１つまたは複数のトラフを形成することを含み得る。１つまたは複数の電極板を形成することは、１つまたは複数の導電性開口部に１つまたは複数の導電性材料を配置すること、基板に１つまたは複数の集電体を配置すること、またはその両方を含み得る。１つまたは複数の電極板を形成することは、基板の片面または両面に１つまたは複数の活物質を配置することを含み得る。１つまたは複数の活物質を基板にペーストしてもよい。１つまたは複数の活物質は、国際公開第２０１８／２１３７３０号及び同第２０２０／１０２６７７号の適用プロセスを介して適用され得る。それらの全体は、参照により本明細書に組み込まれる。電極板の形成は、セパレータを適用することを含み得る。基板の上に配置される前に、１つ以上の活物質をセパレータに配置してもよい。代わりに、またはそれに加えて、電極板スタックを形成しながら、電極板間に１つまたは複数のセパレータを積み重ねてもよい。
【0093】
組み立ては、電極板スタックを形成することを含み得る。電極板スタックを形成することは、複数の電極板を整列及び積み重ねて、それらの間に１つまたは複数の電気化学セルを形成することを含み得る。電極板の各対の間に１つまたは複数のセパレータを配置してもよい。セパレータは、プレートの形成中に電極板に配置してもよい。セパレータは、積層している間に、セル間に配置してもよい。複数の電極板を整列させて積層する際、電極板とセパレータを交互に積層してもよい。１つまたは複数のフレーム、インサート、または１つまたは複数の電極板の両方は整列する、及び／または隣接する電極板及び／またはセパレータの１つまたは複数のフレーム、インサート、または両方とインターロックする場合がある。１つまたは複数のフレームの周囲の面は、電極板スタックの外面の一部を形成してもよい。複数のインサートの整列及び連結により、１つまたは複数のチャネルが形成され得る。
【0094】
組み立てることは、電極板スタックを圧縮することを含み得る。圧縮により、１つまたは複数の電気化学セル、チャネル、またはその両方の周りに１つまたは複数のシールを維持すること、動作中の膨張に抵抗すること、電解質の充填中または排出中の座屈に抵抗すること、またはそれらの任意の組み合わせができるようになる。圧縮には１つまたは複数のチャネルの内部で１つまたは複数のポストを位置特定及び／または形成することを含み得る。圧縮することは、１つまたは複数のエンドプレート及び／またはモノポーラプレートに圧縮する力を加えるなど、１つまたは複数のポストの１つまたは複数の重なり部分を形成することを含み得る。圧縮は、フレーム、インサートなど、またはそれらの組み合わせなどの１つまたは複数のインターロック機構によって圧縮する力を加えてもよい。例えば、１つまたは複数のシャフトを１つまたは複数のチャネルに挿入し、その上に１つまたは複数のヘッドを配置することによって、適所に固定してもよい。別の例として、使用済みの１つまたは複数のポストが、使用済みのバッテリアセンブリから除去する間及び／または後に溶かされて、バッテリアセンブリの１つまたは複数のチャネルに溶着させる熱可塑性材料で作られている場合がある。
【0095】
バッテリアセンブリを組み立てることは、外側のシールを適用することを含み得る。外側のシールの適用は、一体型シールの形成、膜の適用、電極板スタックのケースへの挿入、またはそれらの組み合わせを含み得るか、またはそれらを含まなくてもよい。
【0096】
＜硬化＞
バッテリアセンブリを作成する方法は、１つまたは複数の材料を硬化させることを含む。硬化は、１つまたは複数の材料が最終的な状態になり、十分に硬くなり、バッテリの動作に有用であるなどのために機能し得る。１つまたは複数の材料の硬化は、電極板スタックの組み立て、充填、酸洗、形成、またはそれらの組み合わせの前、間及び／または後に発生する場合がある。例えば、１つ以上の活物質の硬化は、電極板を形成した後及び電極板スタックを形成した後、またはその両方で起こり得る。別の例では、１つ以上の活物質の硬化は、電極板を形成した後及び電極板スタックを形成する前で起こり得る。さらに別の例として、形成後に硬化が起こり得る。この方法は硬化しなくてもよい。
バッテリアセンブリを作成する方法は、１つまたは複数の材料を硬化させることを含む。硬化は、１つまたは複数の材料が最終的な状態になり、十分に硬くなり、バッテリの動作に有用であるなどのために機能し得る。１つまたは複数の材料の硬化は、電極板スタックの組み立て、充填、酸洗、形成、またはそれらの組み合わせの前、間及び／または後に発生する場合がある。例えば、１つ以上の活物質の硬化は、電極板を形成した後及び電極板スタックを形成した後、またはその両方で起こり得る。別の例では、１つ以上の活物質の硬化は、電極板を形成した後及び電極板スタックを形成する前で起こり得る。さらに別の例として、形成後に硬化が起こり得る。この方法は硬化しなくてもよい。
【0097】
硬化には、典型的な硬化炉の処理が含まれ得る。典型的な硬化炉の処理では、１つまたは複数の活物質を１つまたは複数の基板に適用した後、電極板を硬化炉に挿入し、高温の硬化炉にさらしてもよい。
【0098】
硬化は充填及び／または排出を伴う場合がある。硬化は、バッテリアセンブリ全体にわたる流体の流れの利点に基づいて、電極板スタックが形成された後に、行うことができる場合がある。硬化は、１つまたは複数の液体がバッテリアセンブリ内を循環するときに発生する場合がある。循環は、１つまたは複数の弁、ポート、ベント、開口部、チャネル、トラフ、電気化学セルなど、またはそれらの組み合わせを通る流体の流れを含み得る。循環は、１つまたは複数の流体を繰り返し充填及び排出すること、１つまたは複数の流体を同時に充填及び排出すること、またはその両方を伴い得る。以下に開示するように、排出及び充填を行ってもよい。硬化中、１つまたは複数の流体が、１つまたは複数のチャネル、トラフ、電気化学セル、またはそれらの組み合わせを通って流れてもよい。硬化用の１つまたは複数の流体には、空気、乾燥用流体、またはその両方が含まれ得る。硬化には空気が特に有用であり得る。硬化中に乾燥した空気、湿った空気、またはその両方を通過させることが有利な場合がある。乾燥した空気の前に、湿った空気がバッテリアセンブリを通り、循環されてもよい。乾燥した空気が湿った空気の前にバッテリアセンブリを循環する場合がある。湿った空気と乾燥した空気はバッテリアセンブリに同時に循環し得る。
【0099】
硬化中、１つまたは複数の材料が高温にさらされる場合がある。温度の上昇は、周囲温度よりも硬化を促進するのを補助し得る。上昇した温度は、バッテリアセンブリの内部の温度を上昇させて、１つまたは複数の活物質及び／または他の材料を硬化させ得る。硬化中にバッテリアセンブリを通って流れる流体の温度は、約３５℃以上、約４０℃以上、約５０℃以上、約６０℃以上であり得る。硬化中にバッテリアセンブリを通って流れる流体の温度は、約１００℃以下、約９０℃以下、約８０℃以下、または約７０℃以下でさえあり得る。例えば、上昇した温度は、約５０℃以上から約８０℃以下であり得る。バッテリアセンブリを通って流れる流体の温度は、硬化中にバッテリアセンブリを通って循環する１つまたは複数の流体の温度であり得る。例として、温度は、硬化中にバッテリアセンブリを通って循環する空気の温度を指し得る。
【0100】
＜排出＞
バッテリアセンブリを作成するための方法は、排出することを含み得る。排出は、バッテリの内部から１つ以上の流体を排出する、真空で流体を充填することを可能にする、１つ以上の流体を他の流体と換えることを可能にする、充填を促進することを可能にする、またはそれらの任意の組み合わせをするように機能し得る。排出は、真空引き、１つ以上の流体の移動、１つ以上の流体の吸引、１つ以上の流体の排水、またはそれらの組み合わせを含み得る。
バッテリアセンブリを作成するための方法は、排出することを含み得る。排出は、バッテリの内部から１つ以上の流体を排出する、真空で流体を充填することを可能にする、１つ以上の流体を他の流体と換えることを可能にする、充填を促進することを可能にする、またはそれらの任意の組み合わせをするように機能し得る。排出は、真空引き、１つ以上の流体の移動、１つ以上の流体の吸引、１つ以上の流体の排水、またはそれらの組み合わせを含み得る。
【0101】
真空引きするための排出は、バッテリアセンブリの周囲の環境（例えば、大気圧）よりも低い圧力をバッテリアセンブリの内部に作り出し得る。１つまたは複数の流体を移動または排水するために排出すると、１つまたは複数の他の流体を充填するためのスペースが作成され得る。排出は、１つまたは複数のチャネル、トラフ、電気化学セル、開口部、ポート、ベント、弁など、またはそれらの任意の組み合わせから１つまたは複数の流体を排水し得る。排出は、１つまたは複数の電気化学セルから密閉された１つまたは複数のチャネルから１つまたは複数の流体を排水し得る。例えば、１つまたは複数の加熱及び／または冷却チャネルである。排出は、１つまたは複数の電気化学セルと流体連通する１つまたは複数のチャネル、トラフ、またはその両方から１つまたは複数の流体を引き出し得る。例えば、１つまたは複数の充填及び／またはベントチャネルである。例えば、１つまたは複数の充填及び／またはベントチャネルと流体連通する１つまたは複数のトラフがある。
【0102】
排出は、バッテリアセンブリの内部から１つまたは複数の流体を除去し得る。流体は、１つまたは複数の液体、気体、またはその両方を含み得る。１つまたは複数の流体は、電解質、空気、乾燥流体、鉛収集液、反応性物質、電解質除去流体など、またはそれらの組み合わせを含み得る。
【0103】
排出は、組み立て、充填、酸洗、形成、熱循環、硬化、乾燥、充電、放電など、またはそれらの任意の組み合わせの一部である、その前に完了、その最中に完了、及び／またはその後に完了する場合がある。排出は、組み立て、充填、酸洗、形成、硬化、乾燥、充電、またはそれらの任意の組み合わせと同じワークステーションまたは異なるワークステーションで完了する場合がある。
【0104】
排出することは、１つまたは複数の流体を、１つまたは複数のベントから１つまたは複数のポートに、１つまたは複数のチャネルから１つまたは複数のポートに、１つまたは複数のチャネルから１つまたは複数のベントに、１つまたは複数の開口部から１つまたは複数のチャネル及び／またはベントに、１つまたは複数のトラフから１つまたは複数のベントに、またはそれらの組み合わせに流すことを含み得る。充填は、１つまたは複数の流体を、１つまたは複数の入口トラフから１つまたは複数のチャネルに、１つまたは複数の主要なトラフから１つまたは複数のチャネルに、１つまたは複数の分岐トラフから１つまたは複数のチャネルに、１つまたは複数の主要なトラフから１つまたは複数の入口トラフに、１つまたは複数の分岐スルーから１つまたは複数の主要なトラフへ、１つまたは複数の分岐トラフから１つまたは複数の入口トラフに、など、またはそれらの組み合わせに流すことを含み得る。排出は、逆流の充填で１つまたは複数の流体を流すことを含み得る。
【0105】
排出は、１つ以上の流れの機構を利用してもよい。１つまたは複数の流れの機構が取り付けられ、係合され、及び／またはオンにして排出を開始し得る。１つまたは複数の流れの機構が直接及び／または１つまたは複数の弁、ポート、開口部、チャネルなど、またはそれらの組み合わせに間接的に取り付けられ得る。１つまたは複数の流れの機構は、１つまたは複数の流体フローラインを含み得る。
【0106】
排出することは、１つ以上の流体フローラインを１つ以上の弁、ポート、開口部、チャネル、またはそれらの組み合わせに取り付けることを含み得る。１つまたは複数の流体フローラインは、その中で移送される１つまたは複数の流体に適している場合がある。
【0107】
排出は、１つまたは複数の加熱、冷却、充填、及び／またはベントチャネルを経て完了してもよい。排出は、充填に使用したのと同じポートまたは別のポートとして完了してもよい。排出は排出口から行われ得、充填は充填ポートから行われ得る。排出は、排出ポートと充填ポートの両方として使用されるポートから発生する場合がある。
【0108】
排出することは、１つ以上の他の流体を換える（例えば、充填する）前に、１つ以上の初期の流体を排出することを含み得る。排出することは、硬化中に使用される１つまたは複数の流体を充填する前に排出することを含み得る。排出することは、酸洗中に使用される１つ以上の電解質を排出すること、及び／または動作のために電解質を充填する前に形成することを含み得る。
【0109】
排出は部分的及び／または完全であり得る。部分的とは、１つまたは複数の流体の一部のみが排出され、バッテリアセンブリの内部から除去されることを意味し得る。完全とは、１つまたは複数の流体の実質的にすべてが排出され、バッテリアセンブリの内部から除去されることを意味し得る。
【0110】
＜充填＞
バッテリアセンブリを作成するための方法は、充填することを含み得る。充填は、最初に１つまたは複数の電気化学セルを１つまたは複数の流体で充填し、１つまたは複数の流体（例えば、電解質）が、１つまたは複数のセパレータにウィッキングされ始め、１つまたは複数の流体を換え、バッテリアセンブリに流体を流す、またはそれらの任意の組み合わせをするように機能し得る。充填は、１つまたは複数の中間的流体、永続的流体、またはその両方をバッテリアセンブリの内部に流すことを含み得る。中間的流体は、バッテリアセンブリの作成中に使用される、動作中にバッテリ内にあることを意図しない、またはその両方である１つまたは複数の流体を含み得る。永続的流体は依然除去できる場合がある。永続的流体は、１つまたは複数の作動流体を含み得る。作動流体は、作動中にバッテリアセンブリ内にある（例えば、負荷に取り付けられた）流体であり得る。充填は、１つまたは複数のポート、弁、ベント、チャネル、トラフ、開口部、またはそれらの組み合わせを通して１つまたは複数の流体を流すこと、１つまたは複数の電気化学セルを１つまたは複数の流体で少なくとも部分的または完全に充填すること、１つまたは複数の流体を１つまたは複数の他の流体で置換すること、またはそれらの任意の組み合わせを含み得る。
バッテリアセンブリを作成するための方法は、充填することを含み得る。充填は、最初に１つまたは複数の電気化学セルを１つまたは複数の流体で充填し、１つまたは複数の流体（例えば、電解質）が、１つまたは複数のセパレータにウィッキングされ始め、１つまたは複数の流体を換え、バッテリアセンブリに流体を流す、またはそれらの任意の組み合わせをするように機能し得る。充填は、１つまたは複数の中間的流体、永続的流体、またはその両方をバッテリアセンブリの内部に流すことを含み得る。中間的流体は、バッテリアセンブリの作成中に使用される、動作中にバッテリ内にあることを意図しない、またはその両方である１つまたは複数の流体を含み得る。永続的流体は依然除去できる場合がある。永続的流体は、１つまたは複数の作動流体を含み得る。作動流体は、作動中にバッテリアセンブリ内にある（例えば、負荷に取り付けられた）流体であり得る。充填は、１つまたは複数のポート、弁、ベント、チャネル、トラフ、開口部、またはそれらの組み合わせを通して１つまたは複数の流体を流すこと、１つまたは複数の電気化学セルを１つまたは複数の流体で少なくとも部分的または完全に充填すること、１つまたは複数の流体を１つまたは複数の他の流体で置換すること、またはそれらの任意の組み合わせを含み得る。
【0111】
充填することは、１つ以上の流体を、１つ以上のポートから１つ以上のベントに、１つ以上のポートから１つ以上のチャネルに、１つ以上のベントから１つ以上のチャネルに、１つまたは複数のチャネル及び／またはベントから１つ以上の開口部に、１つまたは複数のチャネル及び／またはベントから１つまたは複数のトラフに、またはそれらの組み合わせに流すことを含み得る。充填は、１つまたは複数の流体を、１つまたは複数のチャネルから１つまたは複数の入口トラフに、１つまたは複数のチャネルから１つまたは複数の主要なトラフに、１つまたは複数のチャネルから１つまたは複数の分岐トラフに、１つまたは複数の入口トラフから１つまたは複数の主要なトラフに、１つまたは複数の主要なトラフから１つまたは複数の分岐スルーへ、１つまたは複数の入口トラフから１つまたは複数の分岐トラフに、など、またはそれらの組み合わせに流すことを含み得る。
【0112】
充填は、組み立て、排出、酸洗、形成、熱循環、硬化、乾燥、充電、放電など、またはそれらの任意の組み合わせの一部である、その前に完了、その最中に完了、及び／またはその後に完了する場合がある。充填は、組み立て、排出、酸洗、形成、硬化、乾燥、充填、またはそれらの任意の組み合わせと同じワークステーションまたは異なるワークステーションで完了する場合がある。
【0113】
充填は、バッテリアセンブリの内部に１つまたは複数の流体を流すことを含み得る。流体は、１つまたは複数の液体、気体、またはその両方を含み得る。１つまたは複数の流体は、電解質、空気、乾燥流体、鉛収集液、反応性物質、電解質除去流体など、またはそれらの組み合わせを含み得る。
【0114】
充填は、バッテリアセンブリの内部が大気圧である間に、バッテリアセンブリを１つ以上の流体で満たすことを含み得る。
【0115】
充填は真空下で行ってもよい。充填は、バッテリアセンブリの内部が大気圧より低くなっている間に、バッテリアセンブリを１つ以上の流体で満たすことを含み得る。大気圧より低いことは、排出することで完了する場合がある。大気圧より低いことは、真空下での充填と見なしてもよい。真空は、真空チャンバの下で、１つまたは複数の流体を充填しながら同時に真空を引くこと、真空ポート（例えば、排出部分）及び充填ポートとして単一のポートを利用することなど、またはそれらの任意の組み合わせのための別個のポートを含み得る。真空下でバッテリアセンブリを電解質で充填するための例示的な解決策は、米国特許出願公開第２０１４／０３４９１４７号及び同第２０１７／００７７５４５号に開示されており、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【0116】
充填中、１つまたは複数の流体は、電気化学セルを部分的または完全に充填し得る。１つまたは複数の流体は、流体の電解質を含み得る。充填ステップ中の電解質は、電気化学セルの空隙（例えば、開いた空間、細孔など）を充填し得る。１つまたは複数の流体は、セルが６０％以上充填、７０％以上充填、または８０％以上充填するように、セルを充填し得る。１つまたは複数の流体は、セルが１００％以下充填、９５％以下充填、さらには９０％以下充填するように、セルを充填し得る。例えば、最初の充填ステップは、バッテリアセンブリの電気化学セルを９０％充填するように充填し得る。
【0117】
充填ステップ中に使用される電解質は、周囲温度より低いか、周囲温度か、またはそれより高い温度である場合がある。電解質は冷却されていてもよい。冷却されているとは、周囲温度未満、バッテリ内部の温度未満、またはその両方を意味する場合がある。例えば、冷却されているとは、周囲温度より低いかまたは周囲温度で、またバッテリ内部の温度より低い場合がある。別の例として、冷却されているとは、周囲温度より高いが、バッテリ内部の温度より低い場合がある。冷却された電解質の使用は、酸洗及び形成ステップ中の後続の発熱反応の熱の制御を支援し得る。例えば、酸洗及び／または形成の間、発熱反応により、冷却された電解質が周囲温度以上に加熱される場合がある。冷却された電解質は、約０℃以上、約２℃以上、または約５℃以上の温度であってもよい。冷却された電解質は、約５０℃以下、約４０℃以下、約３０℃以下、約２５℃以下、約２０℃以下、約１５℃以下、または約１０°Ｃ以下の温度であり得る。電気化学セルに入ると、電解質は、１つまたは複数のセパレータにウィッキング（例えば、吸収）し始める場合がある。ウィッキングのプロセスは、吸収、浸漬などと呼ばれることもある。充填プロセスは、１つまたは複数のセパレータの１つまたは複数のトラフを介して誘導される電解質を含み得る。最初の充填ステップの後、酸洗プロセスが発生する場合がある。
【0118】
充填は、１つ以上の流れの機構を利用してもよい。１つまたは複数の流れの機構が取り付けられ、係合され、及び／またはオンにして充填を開始する場合がある。１つまたは複数の流れの機構は、排出に使用される１つまたは複数の流れの機構と同じであっても別個であってもよい。１つまたは複数の流れの機構が直接、及び／または１つまたは複数の弁、ポート、開口部、チャネルなど、またはそれらの組み合わせに間接的に取り付けられ得る。１つまたは複数の流れの機構は、１つまたは複数の流れの機構が排出用に取り付けられているため、充填用に、同じまたは異なる開口部、ポート、及び／または弁を取り付けられ得る。排出に有用な１つまたは複数の流れの機構は、充填中に除去されるか、所定の位置に留まり得る。１つまたは複数の流れの機構は、１つまたは複数の流体フローラインを含み得る。
【0119】
充填することは、１つ以上の流体フローラインを１つ以上の弁、ポート、開口部、チャネル、またはそれらの組み合わせに取り付けることを含み得る。充填は、１つまたは複数の流体フローラインを適所に残すことを伴う場合がある。例えば、排出に使用される１つまたは複数の流体フローラインを充填に使用してもよい。別の例として、排出として充填するために、１つまたは複数の異なる流体フローラインを使用してもよい。１つまたは複数の流体フローラインは、その中で移送される１つまたは複数の流体に適している場合がある。
【0120】
＜酸洗＞
バッテリアセンブリを作成するための方法は、充填することを含み得る。酸洗は、バッテリアセンブリの性能を向上させるため、寿命を延ばす及び／またはバッテリアセンブリの１つまたは複数の活物質の性能を向上させる、１つまたは複数の活物質の硬化を促進する、またはそれらの組み合わせをするように機能し得る。酸洗は、バッテリアセンブリに１つ以上の反応物を添加することを含み得る。１つまたは複数の反応物は、電解質、１つまたは複数の活物質、電気化学セル、セパレータ、またはそれらの組み合わせに添加してもよい。１つまたは複数の反応物は、組み立てステップ、充填ステップ、またはその両方の前、間、または後に添加してもよい。例として、反応物と電解質の両方が電気化学セルを同時に充填するように、充填ステップの前に１つまたは複数の反応物を電解質と混合してもよい。別の例として、電解質が電気化学セルを充填する前に、１つ以上の活物質に反応物を適用してもよい。上に１つ以上の活物質を有する１つ以上の電極板などは、性能用の添加剤に浸漬されてもよく、その上に反応物が適用されてもよく、またはその両方であってもよい。１つまたは複数の活物質の硬化及び／または乾燥の前、間、後に酸洗が発生する場合がある。
バッテリアセンブリを作成するための方法は、充填することを含み得る。酸洗は、バッテリアセンブリの性能を向上させるため、寿命を延ばす及び／またはバッテリアセンブリの１つまたは複数の活物質の性能を向上させる、１つまたは複数の活物質の硬化を促進する、またはそれらの組み合わせをするように機能し得る。酸洗は、バッテリアセンブリに１つ以上の反応物を添加することを含み得る。１つまたは複数の反応物は、電解質、１つまたは複数の活物質、電気化学セル、セパレータ、またはそれらの組み合わせに添加してもよい。１つまたは複数の反応物は、組み立てステップ、充填ステップ、またはその両方の前、間、または後に添加してもよい。例として、反応物と電解質の両方が電気化学セルを同時に充填するように、充填ステップの前に１つまたは複数の反応物を電解質と混合してもよい。別の例として、電解質が電気化学セルを充填する前に、１つ以上の活物質に反応物を適用してもよい。上に１つ以上の活物質を有する１つ以上の電極板などは、性能用の添加剤に浸漬されてもよく、その上に反応物が適用されてもよく、またはその両方であってもよい。１つまたは複数の活物質の硬化及び／または乾燥の前、間、後に酸洗が発生する場合がある。
【0121】
酸洗プロセスは発熱する場合がある。酸洗プロセスは、バッテリアセンブリ内の１つまたは複数の流体を加熱する場合がある。酸洗プロセスは、初期充填温度よりも高い温度、バッテリの内部温度に近いか等しい温度、またはその両方に電解質を加熱し得る。酸洗の間、電解質は周囲温度よりも高い温度に加熱される場合がある。バッテリの内部温度によって温められた電解質は、温められた電解質と見なしてもよい。発熱反応は、１つまたは複数の活物質の硬化を促進するのに有益であり得る。発熱反応は、１つ以上の活物質と１つ以上の反応物との間で起こり得る。発熱反応により、１つまたは複数の水和物が生じる場合がある。
【0122】
例えば、四塩基性硫酸鉛または三塩基性硫酸鉛（例えば、活物質）は、硫酸（例えば、反応物）と発熱反応を起こし、反応は、硫酸鉛化合物及び水和物化合物の生成物をもたらし得る。例示的な反応式は次のとおりであり得る。
四塩基酸洗反応：（ＰｂＯ）４ＰｂＳＯ４＋４Ｈ２ＳＯ４→５ＰｂＳＯ４＋４Ｈ２Ｏ
三塩基酸洗反応：（ＰｂＯ）３ＰｂＳＯ４＋３Ｈ２ＳＯ４→４ＰｂＳＯ４＋３Ｈ２Ｏ
四塩基酸洗反応：（ＰｂＯ）４ＰｂＳＯ４＋４Ｈ２ＳＯ４→５ＰｂＳＯ４＋４Ｈ２Ｏ
三塩基酸洗反応：（ＰｂＯ）３ＰｂＳＯ４＋３Ｈ２ＳＯ４→４ＰｂＳＯ４＋３Ｈ２Ｏ
【0123】
酸洗プロセス中、温度循環はバッテリアセンブリの制御に役立つ場合がある。温度循環は、熱制御循環によって発生する場合がある。例えば、バッテリアセンブリを一緒に組み立てて電解質を充填した後に酸洗プロセスが行われる場合、酸洗プロセスと同時に、またはその後に、またはその両方で熱制御循環プロセスが行われる場合がある。酸洗プロセスは、バッテリアセンブリに電荷を適用せずに行う場合がある。電荷を適用すると、形成が開始され得る。最初の酸洗プロセスが完了した後に形成が発生する場合がある。最初の酸洗プロセスは、電荷が適用される前など、１つまたは複数の活物質と１つまたは複数の反応物との間の反応が完了したときに完了する場合がある。
【0124】
バッテリアセンブリを作成する方法はまた、酸洗を含まなくてもよい。酸洗プロセスをなくすことにより、バッテリアセンブリの作成にかかる時間を大幅に節約し得る。１つまたは複数の活物質を選択して、バッテリアセンブリの性能及び寿命を依然保ちながら、酸洗の必要性を回避する場合がある。
【0125】
酸洗は、通って循環する１つ以上の流体を含み得る。熱制御循環中、１つまたは複数の流体を循環させてもよい。１つまたは複数の流体は、酸洗流体と呼ばれる場合がある。熱制御循環は、バッテリアセンブリから１つまたは複数の流体を排出すること、バッテリアセンブリを１つまたは複数の流体で充填すること、またはその両方を含み得る。１つまたは複数の流体は、本明細書に記載の１つまたは複数の流体を含み得る。例えば、１つ以上の流体は電解質を含み得る。さらなる例として、酸洗中、１つまたは複数の酸洗流体は、希釈された電解質を含み得る。
【0126】
＜形成＞
バッテリアセンブリを作成するための方法は、形成することを含み得る。形成すること（forming）（形成（formation）とも呼ばれる）は、１つ以上の活物質の硬化、１つ以上の電極板の充電、その後の酸洗、またはそれらの任意の組み合わせをもたらすように機能し得る。形成は、１つ以上の電極板、バッテリアセンブリ、またはその両方に電荷を印加することを含み得る。電荷は、本明細書に開示されるようにバッテリアセンブリに適用され得る。例えば、一対の導電端子を介してである。形成は、吸熱、発熱、またはその両方であり得る。形成は、電荷、活物質、及び酸洗プロセスからの１つまたは複数の生成物の間の反応を含み得る。例えば、形成は、電荷、硫酸鉛化合物、及び水和物化合物の間の反応を含み得る。形成反応は、１つ以上の生成物をもたらし得る。１つまたは複数の生成物は、後続の酸洗プロセスを開始する１つまたは複数の反応物を含み得る。
バッテリアセンブリを作成するための方法は、形成することを含み得る。形成すること（forming）（形成（formation）とも呼ばれる）は、１つ以上の活物質の硬化、１つ以上の電極板の充電、その後の酸洗、またはそれらの任意の組み合わせをもたらすように機能し得る。形成は、１つ以上の電極板、バッテリアセンブリ、またはその両方に電荷を印加することを含み得る。電荷は、本明細書に開示されるようにバッテリアセンブリに適用され得る。例えば、一対の導電端子を介してである。形成は、吸熱、発熱、またはその両方であり得る。形成は、電荷、活物質、及び酸洗プロセスからの１つまたは複数の生成物の間の反応を含み得る。例えば、形成は、電荷、硫酸鉛化合物、及び水和物化合物の間の反応を含み得る。形成反応は、１つ以上の生成物をもたらし得る。１つまたは複数の生成物は、後続の酸洗プロセスを開始する１つまたは複数の反応物を含み得る。
【0127】
例えば、１つまたは複数の生成物は、硫酸鉛、１つまたは複数の硫酸化合物、及び追加の鉛を含み得る。例示的な形成反応式は、次のとおりであり得る。
ｅ－＋２ＰｂＳＯ４＋２Ｈ２Ｏ→ＰｂＯ２＋２Ｈ２ＳＯ４＋Ｐｂ（ｍ）
ｅ－＋２ＰｂＳＯ４＋２Ｈ２Ｏ→ＰｂＯ２＋２Ｈ２ＳＯ４＋Ｐｂ（ｍ）
【0128】
１つ以上の反応物を有する１つ以上の生成物をもたらす形成反応は、形成ステップの吸熱部分であり得る。形成により十分な得られる生成物（例えば、反応物）が生成されると、その後の酸洗プロセスが開始され得る。また、形成時に内部抵抗によりジュール熱が発生する場合がある。このジュール熱は、形成中の温度上昇に寄与する場合もある。形成及び／または酸洗両方の前、最中、及び／または後に、熱制御循環が発生する場合がある。
【0129】
形成は、通って循環する１つ以上の流体を含み得る。熱制御循環中、１つまたは複数の流体を循環させてもよい。熱制御循環は、バッテリアセンブリから１つまたは複数の流体を排出すること、バッテリアセンブリを１つまたは複数の流体で充填すること、またはその両方を含み得る。１つまたは複数の流体は、本明細書に記載の１つまたは複数の流体を含み得る。１つまたは複数の流体は、形成流体であってもよい。例えば、１つ以上の流体は電解質を含み得る。さらなる例として、形成中、１つまたは複数の形成流体は、希釈された電解質を含み得る。
【0130】
形成は充填及び／または形成タンクを使用しない場合がある。タンクの使用を避けることは、バッテリアセンブリの作成に必要な作業スペースを減らすのに有益である場合がある。形成は、硬化、排出、充填、酸洗、熱循環、充電、排出、鉛の排出など、またはそれらの組み合わせと同じワークステーションで発生し得る。タンクの排除は、本明細書に開示されるように、バッテリアセンブリを通る流体の循環、熱制御循環、排出、充填などによって可能になり得る。
【0131】
＜熱制御循環＞
バッテリアセンブリを作成する方法は、熱制御循環を含み得る。熱制御循環は、発熱反応中、酸洗中、形成中、硬化中、乾燥中、充電中、及び／または放電、またはそれらの任意の組み合わせの間に、バッテリアセンブリの温度を制御するように機能する場合がある。
バッテリアセンブリを作成する方法は、熱制御循環を含み得る。熱制御循環は、発熱反応中、酸洗中、形成中、硬化中、乾燥中、充電中、及び／または放電、またはそれらの任意の組み合わせの間に、バッテリアセンブリの温度を制御するように機能する場合がある。
【0132】
熱制御循環は、排出、充填、酸洗、形成、硬化、乾燥、充電、放電など、またはそれらの任意の組み合わせの一部である、それと同時発生である、その前に完了、その最中に完了、及び／またはその後に完了する場合がある。熱制御循環は、組み立て、排出、充填、酸洗、形成、硬化、乾燥、充填、またはそれらの任意の組み合わせと同じワークステーションまたは異なるワークステーションで完了する場合がある。
【0133】
１つまたは複数の熱制御循環プロセスは、バッテリアセンブリの内部温度を、閾値温度より高く、閾値温度に、及び／または閾値温度より低く維持するよう機能し得る。閾値温度は、過圧及び／または過熱などの安全でない動作条件が生じ得る温度である場合がある。安全でない状態は、バッテリアセンブリの膨らみ、泡立ち、短絡などをもたらす状態であり得る。閾値温度は、１つまたは複数の活物質が一定期間にわたって硬化する温度であり得る。閾値温度は、１つまたは複数の物質が一定期間にわたって乾燥する温度であり得る。閾値温度は、バッテリアセンブリの内部温度を指し得る。内部温度は、バッテリアセンブリ内部の１つまたは複数の電気化学セル、チャネル、電解質など、またはそれらの組み合わせの温度であり得る。閾値温度は、約３５℃以上、約４０℃以上、約５０℃以上であってもよい。閾値温度は、約１００℃以下、約９０℃以下、約８０℃以下、約７０℃以下、または約６０℃以下でさえあり得る。
【0134】
熱制御循環は、流体循環、外部での水浴、ヒートブランケットなど、またはそれらの任意の組み合わせを含み得る。
【0135】
流体循環は、バッテリアセンブリを通して１つまたは複数の流体を循環させることを含み得る。流体循環は、排出、充填、またはその両方の１回以上の繰り返しを含み得る。本明細書に開示するように、排出及び／または充填を行ってもよい。流体循環は、部分的な排出、完全な排出、部分的な充填、完全な充填、またはそれらの組み合わせの１回以上の繰り返しを含み得る。流体循環は、１つまたは複数の流体を１つまたは複数の他の流体と換えることを含み得る。１つまたは複数の他の流体は、同じまたは異なる流体であり得る。異なる流体は、第１の流体及び第２の流体を含み得る。流体循環は、バッテリアセンブリを通して互いに分離した別個の流体を流すことを含み得る。分離とは、流体が混ざり合ってもよいこと、または互いに接触し得ないことを意味し得る。例えば、１つまたは複数の他の流体が、電気化学セルから密閉及び隔離されている１つまたは複数の加熱／冷却チャネルを流れている間に、１つまたは複数の流体が、１つまたは複数の充填及び／またはベントチャネルを通って１つまたは複数の電気化学セルに流れる場合がある。バッテリ作成プロセスの同じまたは異なるステップの中で、異なるまたは同じ流体を使用してもよい。例えば、１つまたは複数の酸洗流体は、１つまたは複数の形成流体と同じであってもよい。別の例として、電解質などの酸洗及び／または形成流体が、酸洗及び／または形成中に使用されていながらも、空気を硬化中に使用する場合がある。別の例として、電解質が酸洗、形成、及び／または動作前の最終的な充填の間に使用する場合がある一方で、空気及び／または乾燥流体を乾燥中に使用する場合がある。
【0136】
熱制御循環は、電解質循環を含み得る。電解質循環は、内部ヒートシンクを設け、温められた電解質を除去及び／または追加する、バッテリアセンブリの内部から閾値温度以下に維持するようにバッテリアセンブリを維持する、またはそれらの任意の組み合わせをするように機能する場合がある。電解質循環は、電解質のバッテリアセンブリを部分的に排出すること、完全に排出すること、部分的に充填すること、完全に充填することを含み得る。電解質循環は、少なくとも部分的に、一部の電解質を他の電解質で置き換えてもよい。熱制御循環には、最初または前の電解質の排出と、後続の電解質との交換が含まれる。排出及び充填は、電解質を保持するための電気化学セル及びそれらの利用可能な容量を指す場合がある。
【0137】
排出することは、温められた電解質を排出することを含み得る。温められた電解質は、バッテリアセンブリ内で発生するいずれかの発熱反応またはその他の加熱にさらされた電解質である場合がある。例えば、温められた電解質は、酸洗、形成、またはその両方によって生じる場合がある。温められた電解質は、熱制御循環中に部分的または完全に排出され得る。
【0138】
熱制御循環中の排出は、各電気化学セルが電解質で充填されている程度を減らすことが含まれ得る。排出後、各電気化学セルは、電解質で約５０％以上の充填、６０％以上の充填、または７０％以上の充填でさえあり得る。排出後、各電気化学セルは、電解質で約９５％以下の充填、約９０％以下の充填、または約８０％以下の充填でさえあり得る。
【0139】
熱制御循環中の充填は、電解質の充填を含み得る。電解質は、冷却された電解質、温められた電解質、またはその両方であり得る。充填は、排出された電解質を、冷却された電解質、温められた電解質、またはその両方で部分的または完全に置き換えることを含み得る。充填は、排出された電解質を、排出された電解質の温度以下の温度の電解質で部分的または完全に置き換えることを含み得る。
【0140】
充填には、初期の充填レベルよりも低い、同じ、または高い充填が含まれ得る。充填は、排出された電解質を、１：１の比、それ未満、またはそれを超えて置換することを含み得る。
【0141】
一部排出及び／または充填は、約５秒以上、約１０秒以上、さらには約２０秒以上かかる場合がある。一部排出及び／または充填は、約２分以下、１分以下、さらには約３０秒以下かかり得る。部分的な排出は、同じ体積の電解質の部分的な充填よりも短い時間、ほぼ同じ時間、またはそれ以上の時間を要する場合がある。
【0142】
熱制御循環は、酸洗、形成、硬化、乾燥、またはそれらの組み合わせが完了するまで繰り返す場合がある。熱制御循環は、１回以上、２回以上、または３回以上繰り返してもよい。熱制御循環は、１０回以下、７回以下、または５回以下でさえ繰り返す場合がある。熱制御循環は、バッテリアセンブリのサイズと酸洗及び／または形成のプロセスの時間が続き得るかに応じて、必要に応じて繰り返され得る。
【0143】
熱制御循環中、充填電解質は、排出された電解質とは異なる場合がある。例えば、排出された温められた電解質に代わる冷却された電解質は、より高い比重を有する場合がある。最初の電解質は、後次の電解質よりも低い比重を有する場合がある。初期電解質は、酸洗及び／または形成前の最初の充填に使用される電解質、またはバッテリアセンブリの動作に発生するいずれかのプロセスの間に使用される電解質を指す場合がある。
【0144】
電解質及び電解質循環に関する上記の教示は、いずれかの他の流体に関しても使用され得る。例えば、硬化中に空気の循環がある場合もある。乾燥中の空気及び／または乾燥液循環があってよい。
【0145】
＜乾燥＞
バッテリアセンブリを作成する方法は、１つまたは複数の材料を乾燥させることを含み得る。乾燥は、長期保存、バッテリの輸送、それを通る１つ以上の流体の流れ、またはそれらの任意の組み合わせのために、バッテリアセンブリを保存することを可能にし得る。バッテリアセンブリを乾燥させると、貯蔵寿命が延びる場合がある。バッテリアセンブリを乾燥させると、乾充電バッテリがもたらされ得る。乾燥は、硬化、酸洗、形成、排水、排出、鉛排出、またはそれらの任意の組み合わせの後に行ってもよい。例えば、形成後に乾燥が起こり得る。別の例として、硬化後に乾燥が起こり得る。乾燥後、バッテリアセンブリは、いずれかのポート及び／または弁を密閉するように仕上げられてもよい。
バッテリアセンブリを作成する方法は、１つまたは複数の材料を乾燥させることを含み得る。乾燥は、長期保存、バッテリの輸送、それを通る１つ以上の流体の流れ、またはそれらの任意の組み合わせのために、バッテリアセンブリを保存することを可能にし得る。バッテリアセンブリを乾燥させると、貯蔵寿命が延びる場合がある。バッテリアセンブリを乾燥させると、乾充電バッテリがもたらされ得る。乾燥は、硬化、酸洗、形成、排水、排出、鉛排出、またはそれらの任意の組み合わせの後に行ってもよい。例えば、形成後に乾燥が起こり得る。別の例として、硬化後に乾燥が起こり得る。乾燥後、バッテリアセンブリは、いずれかのポート及び／または弁を密閉するように仕上げられてもよい。
【0146】
乾燥は、バッテリアセンブリの内部の１つまたは複数の材料を乾燥させるように機能し得る。１つまたは複数の材料は、活物質、セパレータ、基板、電気化学セルを通過するチャネル表面、トラフ、チャネル、ベント、ポート、弁など、またはそれらの任意の組み合わせを含み得る。乾燥は、電気化学セルとポート、弁、またはバッテリアセンブリの内部へ侵入する他の出口及び／または入口との間の任意の場所で１つまたは複数の流体を除去するように機能する場合がある。１つまたは複数の流体は、液体電解質、水など、またはそれらの組み合わせを含み得る。乾燥は、排水及び／または排出後に発生し得る。１つまたは複数の液体で洗い流す前後に、乾燥が起こり得る。例えば、バッテリアセンブリから液体電解質を排出し（例えば、排水し）、次いで水で洗い流した（例えば、充填してから排出する）後に、乾燥が起こり得る。
【0147】
乾燥は充填及び／または排出を伴う場合がある。乾燥は、１つまたは複数の液体がバッテリアセンブリ内を循環するときに発生する場合がある。循環は、１つまたは複数の流体を繰り返し充填及び排出すること、１つまたは複数の流体を同時に充填及び排出すること、またはその両方を伴い得る。本明細書に開示するように、排出及び充填を行ってもよい。乾燥中、１つまたは複数の流体が、１つまたは複数のチャネル、トラフ、電気化学セル、またはそれらの組み合わせを通って流れてもよい。１つまたは複数の流体は、１つまたは複数の乾燥した流体を含み得る。１つ以上の乾燥流体は、乾燥中に循環するのに特に有用であり得る。乾燥した空気は、乾燥中の循環に特に役立ち得る。乾燥した空気の前に、１つまたは複数の他の乾燥流体を循環させてもよい。
【0148】
乾燥は、通って循環する１つ以上の流体を含み得る。熱制御循環中、１つまたは複数の流体を循環させてもよい。熱制御循環は、バッテリアセンブリから１つまたは複数の流体を排出すること、バッテリアセンブリを１つまたは複数の流体で充填すること、またはその両方を含み得る。１つまたは複数の流体は、本明細書に記載の１つまたは複数の流体を含み得る。１つまたは複数の流体は、乾燥流体、空気、鉛収集液など、またはそれらの組み合わせであってもよい。
【0149】
＜仕上げ＞
バッテリアセンブリを作成するための方法は、仕上げることを含み得る。仕上げは、硬化、排出、充填、酸洗、形成、熱循環、乾燥など、またはそれらの組み合わせの最中に使用される任意のポート及び／または弁をシールすることを含み得る。仕上げには、１つまたは複数のポートに１つまたは複数のシールを取り付けることが含まれ得る。１つまたは複数のシールは永久に及び／または一時的にポートに配置され得る。１つ以上のポートは、取り外し可能なプラグ、永久シール、１つ以上の弁、１つ以上のポスト（例えば、重なり部分）、またはそれらの組み合わせでシールされ（例えば、成形され）得る。仕上げには、１つまたは複数の充填ポートを塞ぐことが含まれ得る。形成が完了した後、１つまたは複数の充填ポートが詰まる場合がある。仕上げは、バッテリアセンブリの作成のステップのいずれかの後、永続的及び／または一時的に発生し得る。
バッテリアセンブリを作成するための方法は、仕上げることを含み得る。仕上げは、硬化、排出、充填、酸洗、形成、熱循環、乾燥など、またはそれらの組み合わせの最中に使用される任意のポート及び／または弁をシールすることを含み得る。仕上げには、１つまたは複数のポートに１つまたは複数のシールを取り付けることが含まれ得る。１つまたは複数のシールは永久に及び／または一時的にポートに配置され得る。１つ以上のポートは、取り外し可能なプラグ、永久シール、１つ以上の弁、１つ以上のポスト（例えば、重なり部分）、またはそれらの組み合わせでシールされ（例えば、成形され）得る。仕上げには、１つまたは複数の充填ポートを塞ぐことが含まれ得る。形成が完了した後、１つまたは複数の充填ポートが詰まる場合がある。仕上げは、バッテリアセンブリの作成のステップのいずれかの後、永続的及び／または一時的に発生し得る。
【0150】
＜鉛の種の除去＞
バッテリアセンブリを作成する方法は、１つまたは複数の鉛の種を除去することを含み得る。１つまたは複数の鉛の種を除去することで、バッテリアセンブリの寿命を延ばしたり、バッテリアセンブリのリサイクル可能な構成要素を回収したり、またはその両方を行うように機能し得る。鉛の種は、動作中、バッテリの放電中、またはその両方で生成され得る。鉛の種は、セルの電気化学反応中に１つまたは複数の電気化学セル内で生成され得る。鉛の種には、硫酸鉛が含まれ得る。放電には、動作中の放電が含まれ得る。鉛の種の除去には、完全な放電、排出、及び充填が含まれ得る。
バッテリアセンブリを作成する方法は、１つまたは複数の鉛の種を除去することを含み得る。１つまたは複数の鉛の種を除去することで、バッテリアセンブリの寿命を延ばしたり、バッテリアセンブリのリサイクル可能な構成要素を回収したり、またはその両方を行うように機能し得る。鉛の種は、動作中、バッテリの放電中、またはその両方で生成され得る。鉛の種は、セルの電気化学反応中に１つまたは複数の電気化学セル内で生成され得る。鉛の種には、硫酸鉛が含まれ得る。放電には、動作中の放電が含まれ得る。鉛の種の除去には、完全な放電、排出、及び充填が含まれ得る。
【0151】
鉛の種の除去には、バッテリアセンブリから１つまたは複数の液体を排出することが含まれ得る。バッテリアセンブリは、使用済みのバッテリアセンブリであってもよい。使用済みとは、バッテリアセンブリが１回または複数回の充電放電循環を経たことを意味する場合がある。１つまたは複数の流体は、バッテリアセンブリからの電解質を含み得る。排出は、排出に関して本明細書で説明したプロセスステップのいずれかを含み得る。
【0152】
鉛の種を除去することは、バッテリアセンブリを通して１つまたは複数の鉛収集液を流すことを含み得る。鉛収集液は、バッテリアセンブリを通って流れる間に、１つまたは複数の鉛の種を収集する機能を果たし得る。流れることは、１つまたは複数のチャネル、トラフ、開口部、ベント、ポート、弁など、またはそれらの組み合わせを通って循環することを含み得る。１つまたは複数の鉛収集液を流すことは、本明細書で論じた充填及び熱制御循環プロセスと同様に完了する場合がある。１つまたは複数の鉛収集液は、排出前、排出後、または排出と同時に添加され得る。例えば、１つ以上の鉛収集液は、既に使用された電解質と混合され得る。例として、使用済みの電解質を最初に部分的に排出し、次に鉛収集液を残りの電解質と混合してもよい。別の例として、使用済みの電解質を完全に排出し、鉛収集液を電気化学セルに流し込んでもよい。
【0153】
１つまたは複数の鉛収集液が１つまたは複数の鉛の種を収集すると、鉛収集液はバッテリアセンブリから除去され得る。この除去は、硫酸鉛などの鉛の種の除去に役立ち得る。
【0154】
鉛収集液を除去すると、バッテリアセンブリが真空状態になる、及び／または新しい電解質を充填する場合がある。再充填後、バッテリアセンブリは再利用され得る。
【0155】
鉛収集液を除去すると、バッテリアセンブリは廃棄されてもよい。廃棄には、リサイクル、再処理などが含まれ得る。
【0156】
＜使用済み電解質の排水＞
バッテリアセンブリを作成する方法は、使用済み電解質を排水することを含み得る。使用済みの電解質を排水すると、電解質の回収、リサイクル、またはその両方が可能になり得る。使用済み電解質の排水は、排出、充填、またはその両方で発生する場合がある。バッテリアセンブリは、電解質を収集するために排出され得る。バッテリアセンブリは、電解質を収集するために１つまたは複数の流体で充填されてもよい。電解質を収集できるように、１つまたは複数の流体が電解質を置換する場合がある。使用済みの電解質は、１つまたは複数のポート及び／または弁を通って流れ得る。
バッテリアセンブリを作成する方法は、使用済み電解質を排水することを含み得る。使用済みの電解質を排水すると、電解質の回収、リサイクル、またはその両方が可能になり得る。使用済み電解質の排水は、排出、充填、またはその両方で発生する場合がある。バッテリアセンブリは、電解質を収集するために排出され得る。バッテリアセンブリは、電解質を収集するために１つまたは複数の流体で充填されてもよい。電解質を収集できるように、１つまたは複数の流体が電解質を置換する場合がある。使用済みの電解質は、１つまたは複数のポート及び／または弁を通って流れ得る。
【0157】
排水は、１つ以上の流れの機構を利用してもよい。１つまたは複数の流れの機構が取り付けられ、係合され、及び／またはオンにして排水を開始する場合がある。１つまたは複数の流れの機構は、排出、充填、または両方に使用される１つまたは複数の流れの機構と同じであっても別個であってもよい。１つまたは複数の流れの機構が直接、及び／または１つまたは複数の弁、ポート、開口部、チャネルなど、またはそれらの組み合わせに間接的に取り付けられ得る。１つまたは複数の流れの機構は、１つまたは複数の流れの機構が排出、充填、または両方のために取り付けられているため、充填用に、同じまたは異なる開口部、ポート、及び／または弁に取り付けられ得る。排出及び／または充填に有用な１つまたは複数の流れの機構は、排水中に除去されるか、所定の位置に留まってもよい。１つまたは複数の流れの機構は、１つまたは複数の流体フローラインを含み得る。
【0158】
充填することは、１つ以上の流体フローラインを１つ以上の弁、ポート、開口部、チャネル、またはそれらの組み合わせに取り付けることを含み得る。排水は、１つまたは複数の流体フローラインを適所に残すことを伴う場合がある。例えば、排出及び／または充填に使用され得る１つまたは複数の流体フローラインを排水に使用する場合がある。別の例として、排出及び／または充填として排水するために、１つまたは複数の異なる流体フローラインを使用する場合がある。１つまたは複数の流体フローラインは、その中で移送される１つまたは複数の流体に適している場合がある。
【0159】
＜例示的実施形態＞
以下の図面の説明は、本明細書の教示を説明するために提示されるが、その範囲を限定することを意図するものではない。いずれかの１つの実施形態の特徴を別の実施形態で使用してもよい。例えば、図１～図３のトラフの任意の組み合わせが互いに組み合わせて使用できる。
以下の図面の説明は、本明細書の教示を説明するために提示されるが、その範囲を限定することを意図するものではない。いずれかの１つの実施形態の特徴を別の実施形態で使用してもよい。例えば、図１～図３のトラフの任意の組み合わせが互いに組み合わせて使用できる。
【0160】
図１は、バッテリアセンブリ１の少なくとも一部を形成する電極板１２のスタック５の断面を示す。バッテリアセンブリ１の断面は、セパレータ１０を露出するように得られる。セパレータ１０は、電極板１２の形成されたスタック５内に配置される。複数のセパレータ１０は、複数の電極板１２と交互に積層される。セパレータ１０は、隣接する電極板１２のフレーム１４内にある。図６に示すように、フレーム１４がセパレータ１０の一部であり得ることも想定される。セパレータ１０は、シート１６の形態である。シート１６は、吸収性ガラスマット１８であってもよい。セパレータ１０は、複数の開口部２０を含む。開口部２０は、それを通って延びる１つまたは複数の横断チャネル３０の一部を形成するか、または有し得る。セパレータ１０の開口部２０は、そこを通って延びるインサート２２を含む。インサート２２は、隣接する電極板１２の一部であり、そこから延在する。開口部２０のいくつかは、そこを通って配置された１つまたは複数のポスト２４を含む。ポスト２４は、インサート２２の開口部２０、ならびにセパレータ１０の開口部２０を通過し得る。その中に１つまたは複数のポスト２４を含む、セパレータ１０及び／またはインサート２２の開口部２０は、支持開口部３６と呼ぶ場合がある。支持開口部３６は、１つまたは複数の支持チャネル３８（図示せず）の一部であってもよい。インサート２２の１つまたは複数は、その中に形成されたベント２６を含む。ベント２６は、開口部２０と流体連通している。１つまたは複数のポスト２４がない開口部２０は、充填開口部２８と呼ぶ場合がある。充填開口部２８は、１つまたは複数の充填チャネル３２（図示せず）の一部であってもよい。セパレータ１０は、その中に形成された複数のトラフ３４をさらに含む。トラフ３４は、互いに、また充填開口部２８と流体連通している。トラフ３４は、複数の開口部２０の間を延在する。トラフ３４は、シート１６がシート１６の残りの部分と比較してトラフ３４においてより薄い厚さを有するように形成される。
【0161】
図２は電極板１２を示す。電極板１２は、基板５６を含む。基板５６は、その周囲にフレーム１４を含む。フレーム１４は、基板５６から突出している。フレーム１４は、基板５６と一体である。基板５６は、そこから突出するインサート２２を含む。基板５６は、そこから突出するインサート２２を含む。インサート２２は、開口部２０を含む。インサート２２の開口部２０は、インサート２２及び基板５６を通過する。インサート２２は、セパレータ１０の開口部２０及び活物質６０を通って突出する。開口部２０は、１つまたは複数の活物質６０及びセパレータ１０内の空隙５８として形成される。セパレータ１０はまた、（図示のように）転写シート６２であってもよく、または転写シート６２と組み合わせて（例えば、層状に）使用されてもよい。セパレータ１０とフレーム１４との間の周辺のギャップ３５は、トラフ３４を形成する。周辺のギャップ３５は、ベント２６と流体連通している。周辺のギャップ３５は、セパレータ１０に形成された１つまたは複数のトラフ３４と流体連通している。周辺のギャップ３５はまた、活物質６０を含まない。
【0162】
図３は電極板１２を示す。電極板１２は、基板５６を含む。基板５６は、その周囲にフレーム１４を含む。フレーム１４は、基板５６から突出している。フレームは、基板５６と一体である。フレーム１４はトラフ３４を含む。トラフ３４は、フレームの内向き表面１５に形成される。トラフ３４は、溝などのくぼみとして形成される。トラフ３４は、内向き表面１５の長さに沿って延在する。トラフ３４は、フレーム１４内に配置されると、セパレータ１０（図示せず）を取り囲む。トラフ３４は、セパレータに形成された１つまたは複数のトラフ３４（図１及び図２に示されているものなど）、１つまたは複数のベント２６、１つまたは複数の開口部２０、１つまたは複数の横断チャネル３０（図示せず）、またはそれらの組み合わせと流体連通し得る。基板５６は、そこから突出するインサート２２を含む。インサート２２は、基板５６と一体である。インサート２２は、開口部２０を含む。インサート２２の開口部２０は、インサート２２及び基板５６を通過する。
【0163】
図４及び図５は、バッテリアセンブリ１の部分的な切欠図を示す。バッテリアセンブリ１は、その間に配置されたセパレータ１０（不可視）を有する電極板１２のスタック５を含む。電極板１２及びセパレータ１０のスタック５の周りに位置するのは、外側シール４０である。外側シール４０は、部分的に切り取られた、または透明なものとして示されている。バッテリアセンブリ１は、一対の導電端子４２を含む。バッテリアセンブリ１は、弁４６と連通する通気孔４４を含む。弁４６は、逆止弁、充填弁、圧力放出弁、圧力弁、または他の弁であってもよい。通気孔４４及び弁４６は、１つまたは複数の横断チャネル３０と整列（図５）または整列していなくてもよい（図４）。弁４６は、ヘッドスペース６８と流体連通し得る（図５に示されるようなもの）。弁４６が、１つまたは複数の横断チャネル３０の端部にある１つまたは複数の開口部２０に配置され得ることも可能である。１つまたは複数の開いた横断チャネル３０の端部は、１つまたは複数のポート６６であってもよい。バッテリアセンブリ１は、複数の横断チャネル３０を含む。１つまたは複数の横断チャネル３０は、複数の電極板１２及びセパレータ１０を横方向に通過する１つまたは複数のチャネルと同義であり得る。横断チャネル３０のいくつかは、支持チャネル３８である。横断チャネル３０の少なくとも１つは、充填チャネル３２である。充填チャネル３２は、図５に示すように、１つまたは複数の端にポート６６を含み得る。ポート６６は、充填及び／または排出ポートであり得る。充填チャネル３２は、通気孔４４と流体連通していてもよい。通気孔４４は、充填チャネル３２などの１つまたは複数の横断チャネル３０と整列する場合がある。バッテリアセンブリ１の露出部分には、電極板１２が１つ示されている。電極板１２のスタックの端部に位置する電極板１２は、モノポーラプレート４８である。モノポーラプレート４８は、開口部２０を含む。開口部２０は、その周囲にインサート２２を含む。開口部２０は、複数の他の開口部２０と整列して、横断チャネル３０、具体的には支持チャネル３８を形成する。ポスト２４が支持チャネル３８内に位置している。ポスト２４は、横断チャネル３０の長さに沿って横方向に延びる。
【0164】
図６は、バッテリアセンブリ１を形成する電極板１２の部分的に分解されたスタック５を示す。バッテリアセンブリ１は、バイポーラバッテリアセンブリとして認識され得る。示されているのは、対向するエンドプレート５０（例えば、第１及び第２のエンドプレート）である。エンドプレート５０はまたモノポーラプレート４８である。エンドプレート５０は、内部補強構造５２を含む。エンドプレート５０は、複数の開口部２０を含む。各開口部２０は、インサート２２によって部分的に囲まれている。インサート２２は、エンドプレート５０のベース６４から突出する。ベース６４はまた、モノポーラプレート４８の基板５６である。フレーム１４が基板５６の周りに配置される。モノポーラプレート４８に隣接してセパレータ１０がある。セパレータ１０は、１つまたは複数のシート１６の形態である。セパレータ１０は、複数の開口部２０を含む。セパレータ１０の開口部２０は、電極板１２のインサート２２が通過できるようにする。セパレータ１０に隣接するのは、バイポーラプレート５４である。バイポーラプレート５４は、基板５６を含む。バイポーラプレート５４の基板５６は、その周囲にフレーム１４を含む。フレーム１４は、基板５６の周囲に盛り上がった縁部を形成する。バイポーラプレート５４は、複数の開口部２０を含む。各開口部２０は、インサート２２によって部分的に囲まれている。インサート２２は、バイポーラプレート５４の基板５６から突出する。電極板１２（モノポーラプレート４８及びバイポーラプレート５４）のインサート２２及び電極板１２の開口部２０は、電極板１２のスタック５を通る１つまたは複数の横断チャネル３０を形成するように整列及び連結する。横断チャネル３０の１つまたは複数は、それを通して１つまたは複数のポスト２４（図示せず）を受け入れる場合がある。１つまたは複数のトラフ３４はスタック５の一部であってもよい。例えば、図１～図３のいずれかに示されるような１つまたは複数のトラフ３４は、バッテリアセンブリ１に組み込まれ得る。図２に示すように、バッテリアセンブリ１は、１つまたは複数の活物質６０（図示せず）及び／または１つまたは複数の転写シート６２（図示せず）を含み得る。
【0165】
図７は、バッテリアセンブリ１を形成する電極板１２の部分的に分解されたスタック５を示す。電極板１２は、スタックの端部に対向するモノポーラプレート４８とその間のバイポーラプレート５４とを含む。電極板１２は、セパレータ１０が電極板１２の各対の間に配置されるように、セパレータ１０と交互に配置される。モノポーラプレート４８であるエンドプレート５０が示されている。エンドプレート５０は、内部補強構造５２を含む。モノポーラプレート４８は、複数の開口部２０を含む。各開口部２０は、インサート２２によって囲まれている。インサート２２は、モノポーラプレート４８のベース６４から隆起して突出している。ベース６４はまた、モノポーラプレート４８の基板５６である。モノポーラプレート４８に隣接してセパレータ１０がある。セパレータ１０は、フレーム１４を含む。フレーム１４は、セパレータ１０の周囲に盛り上がった縁部を形成する。セパレータ１０は、シート１６を含む。シート１６は、吸収性ガラスマット（ＡＧＭ）１８などのガラスマットであってもよい。シート１６は、フレーム１４の内部に隣接して配置される。シート１６は、フレーム１４と一体であってもよいし、フレーム１４に取り付けられていてもよい。セパレータ１０は、複数の開口部２０を含む。各開口部２０は、インサート２２によって少なくとも部分的に囲まれている。インサート２２は、シート１６などのセパレータ１０から突出している。セパレータ１０に隣接するのは、バイポーラプレート５４である。バイポーラプレート５４は、基板５６及びフレーム１４を含む。フレーム１４は、バイポーラプレート５４の基板５６の周囲の周りに隆起している縁を形成する。バイポーラプレート５４は、複数の開口部２０を含む。各開口部２０は、インサート２２によって少なくとも部分的に囲まれている。インサート２２は、バイポーラプレート５４の基板５６から突出する。インサート２２及びチャネルの開口部２０が整列し、インサート２２が連結して、電極板１２のスタックを通る１つまたは複数の横断チャネル３０を形成する。横断チャネル３０の１つまたは複数は、１つまたは複数のポスト２４（図示せず）が横断チャネル３０の１つまたは複数を通って延びるように、それを通して１つまたは複数のポスト２４（図示せず）を受け入れることができる。バッテリアセンブリ１は、図４に示すように、１つまたは複数の活物質６０（図示せず）及び／または１つまたは複数の転写シート６２（図示せず）を含み得る。バッテリアセンブリ１は、図１～図３に示すように、１つまたは複数のトラフ３４（図示せず）を含み得る。
【0166】
図８は、バッテリアセンブリ１の断面の斜視図を示す。断面は、複数の横断チャネル３０を通って得られる。バッテリアセンブリ１は、対向するモノポーラプレート４８をエンドプレート５０として含む。モノポーラプレート４８は、内部補強構造５２を含む。バッテリアセンブリ１は、セパレータ１０と交互に配置された複数の電極板１２のスタック５を含む。電極板１２は、対向するモノポーラプレート４８と、それらの間の複数のバイポーラプレート５４とを含む。電極板１２はインサート２２を含む。インサート２２は整列され、互いにかみ合う。一部のインサート２２は、フレーム１４の一部として、またはフレーム１４に近接して形成され得る。インサート２２は、それを貫通する開口部２０を含む。開口部２０は、横断チャネル３０を形成するように整列される。横断チャネル３０は、バッテリアセンブリ１を通って横方向に延在する。横断チャネル３０は、電極板１２、セパレータ１０、活物質６０、及び電極板１２の対の間に位置する電解質７０（図示せず）を通って延在する。横断チャネル３０の１つまたは複数は、それを通して延びる１つまたは複数のポスト２４（図示せず）を有し得る。横断チャネル３０の１つまたは複数は、充填チャネル３２である。充填チャネル３２は、ヘッドスペース６８と流体連通し得る。ヘッドスペース６８は、１つまたは複数のベント２６、通気孔４４、弁４６、ポート６８、またはそれらの組み合わせを有する活性領域の外側の領域であってもよい。ヘッドスペース６８は、液体電解質または他の流体（図示せず）を受け入れる領域であり得る。電極板１２及びセパレータ１４は、それぞれフレーム１４を含む。フレーム１４は、バッテリアセンブリ１の周縁の周りで互いに整列され、連結する。インサート２２は通気孔４４を含む。
【0167】
図９は、複数のシート１６を有するセパレータ１０のアセンブリを示す。シート１６のいくつかは外側シート１６ａであり、別のものは内側シート１６ｂである。内側シート１６ｂは、１枚のシートであってもよいし、複数枚のシートであってもよい。シート１６は、セパレータ１０に積み重ねる前に、それに形成される開口部２０を有していても、有していなくてもよい。開口部２０は、セパレータ１０を形成する複数のシート１６として積み重ねられるときに整列する。内側シート１６ｂは、複数のトラフ３４を含む。複数のシート１６は、外側シート１６ａがそれらの間に位置する１つ以上の内側シート１６ｂを有するように積み重ねられる。シート１６のスタックは、セパレータ１０を形成する。内側シート１６ｂに形成された複数のトラフ３４は、外側シート１６ａによって取り囲まれている。
【0168】
図１０及び図１１は、バッテリアセンブリ１の断面を示している。バッテリアセンブリ１の断面は、セパレータ１０が露出するように得られている。図１０のセパレータは、図１に示すようなトラフ３４を含む。図１１のセパレータはトラフ３４を含まない。図１０及び１１の両方は、セパレータ１０に吸収される電解質７０を示す。
【0169】
図１２は、バッテリアセンブリ１（図示せず）を電解質７０（図示せず）で充填するのにかかる時間を示すグラフを示す。このグラフは、各々図１０と図１１に示されるように、トラフＡがある場合とトラフＢがない場合のバッテリアセンブリ１の充填を示す。
【0170】
図１３は、バッテリアセンブリを作成するための方法のフロー図を示す。この方法は、バッテリアセンブリを組み立てること１００から開始する場合がある。組み立ての際、方法は、硬化１１０を含んでもよい。硬化は、バッテリアセンブリを通して１つまたは複数の流体を循環させることによって完了し得る。流体循環は、本明細書に記載の熱制御循環と呼ばれるか、または同様に作用する場合がある。湿った及び／または乾燥した空気がバッテリアセンブリ内を循環することによって硬化が完了し得る。硬化中の１つまたは複数の流体は、図１～図３に示されるような１つまたは複数のトラフ、及び図６～８に示されるような１つまたは複数のチャネルを通って流れ得る。硬化後、アセンブリは排出１２０され得る。排出には、真空引きが含まれ得る。排出と同時または排出後に、バッテリアセンブリを初期電解質で充填１３０してもよい。任意選択で、酸洗１４０を開始してもよい。酸洗ステップを省略して、代わりに形成１５０に移行することも可能である。酸洗及び／または形成の間には、１つ以上の流体がバッテリアセンブリを通して循環され得る。流体循環は、本明細書に記載の熱制御循環と呼ばれ得る。例えば、流体（複数可）は１つまたは複数の電解質を含み得る。形成１５０後、バッテリアセンブリは任意選択に乾燥１６０されてもよい。乾燥は、バッテリアセンブリを通って流れる１つまたは複数の流体を利用してもよい。流体循環は、本明細書に記載の熱制御循環と呼ばれるか、または同様に作用する場合がある。形成１５０または乾燥１６０のいずれかの後、バッテリアセンブリは、最終電解質で充填１７０され得る。充填後、アセンブリは仕上げ１８０がなされ得る。熱制御循環は、この方法の１つまたは複数のステップで役立つ場合がある。熱制御循環は、ある流体の排出と、同じまたは別の流体の充填を意味し得る。熱制御循環は、排出された流体と同じ温度または異なる温度で流体を充填することを含み得る。熱制御循環は、バッテリアセンブリを１つまたは複数の流体で繰り返し排出及び充填することを含み得る。破線で示されたステップは、熱制御循環で特に使用される場合がある。
【0171】
＜比較例＞
図１０～図１２は、トラフ３４の追加がバッテリアセンブリ１全体の電解質７０の流れをどれほど著しく促進できるかを示している。グラフは、約１４分で９０％充填されたトラフなしのバッテリアセンブリと比較して、トラフ３４がいかにしてバッテリアセンブリ１が約１分間で電解質で９０％充填されることを可能にするかを示している。電解質を１００％満たすのに、トラフがあれば１４分２６秒の充填時間になるが、トラフがなければ約４６分の充填時間になる。
図１０～図１２は、トラフ３４の追加がバッテリアセンブリ１全体の電解質７０の流れをどれほど著しく促進できるかを示している。グラフは、約１４分で９０％充填されたトラフなしのバッテリアセンブリと比較して、トラフ３４がいかにしてバッテリアセンブリ１が約１分間で電解質で９０％充填されることを可能にするかを示している。電解質を１００％満たすのに、トラフがあれば１４分２６秒の充填時間になるが、トラフがなければ約４６分の充填時間になる。
【0172】
上記の出願に記載されているいずれの数値でも、いずれかの下側の値といずれかの上側の値の間に少なくとも２単位の隔たりがある場合、下側の値から上側の値までのすべての値が、１単位刻みで含まれる。これらは具体的に意図されたものの単なる例であり、列挙された最低値と最高値の間の数値のすべての考えられる組み合わせは、同様の方法で本願に明示的に記載されていると見なされるべきである。特に明記されていない限り、すべての範囲には、エンドポイントと、エンドポイント間のすべての数字との両方が含まれる。
【0173】
角度の測定を説明するための「略」または「実質的に」という用語は、約＋／－１０°以下、約＋／－５°以下、さらには約＋／－１°以下を意味し得る。角度の測定を説明するための「略」または「実質的に」という用語は、約＋／－０．０１°以上、約＋／－０．１°以上、さらには約＋／－０．５°以上を意味し得る。線形測定値、パーセンテージ、または比率を説明するための「略」または「実質的に」という用語は、約＋／－１０％以下、約＋／－５％以下、さらには約＋／－１％以下を意味する場合がある。線形測定値、パーセンテージ、または比率を説明するための「略」または「実質的に」という用語は、約＋／－０．０１％以上、約＋／－０．１％以上、さらには約＋／－０．５％以上を意味し得る。
【0174】
組み合わせを説明するための「本質的になる」という用語は、識別された要素、成分、構成要素、またはステップ、及び組み合わせの基本的かつ新規の特性に実質的に影響を及ぼさないそのような他の要素、成分、構成要素、またはステップを含むものとする。また、本明細書の要素、成分、構成要素、またはステップの組み合わせを説明するための用語「含む（comprising）」または「含む（including）」の使用は、基本的に要素、成分、構成要素、またはステップからなる実施形態も企図する。
【0175】
複数の要素、成分、構成要素、またはステップは、単一の統合された要素、成分、構成要素、またはステップによって提示できる。代わりに、単一の統合された要素、成分、構成要素、またはステップは、別個の複数の要素、成分、構成要素、またはステップに分割される可能性もある。要素、成分、構成要素、またはステップを説明するための「１つ（a）」または「１つ（one）」の開示は、追加の要素、成分、構成要素、またはステップを除外することを意図していない。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【手続補正書】
【提出日】2022-01-17
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
バイポーラバッテリアセンブリであって、ａ）電極板スタックを形成するために一緒に積み重ねられた複数の電極板と、
ｂ）１つまたは複数の電気化学セルであって、各々が一対の電極板の間に形成される、前記電気化学セルと、
ｃ）前記１つまたは複数の電気化学セル内に配置された１つまたは複数のセパレータと、
前記１つまたは複数の電気化学セルのそれぞれに形成され、電解質の流れを前記１つまたは複数の電気化学セルに誘導するように適合された１つまたは複数のトラフであって、前記１つまたは複数のセパレータに、または前記１つまたは複数のセパレータと１つまたは複数のフレームとの間の周辺ギャップに、または１つまたは複数の電極板に、またはそれらの任意の組み合わせに形成される、前記１つまたは複数のトラフ、を備え、
前記１つまたは複数のトラフが複数のトラフを含み、前記複数のトラフが主要なトラフ及び１つまたは複数の分岐トラフを含み、
前記主要なトラフは前記１つまたは複数の開口部と直接流体連通し、
前記１つまたは複数の分岐トラフが、前記１つまたは複数の開口部から離れており、前記主要なトラフと流体連通している、バイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項2】
前記１つまたは複数のトラフの内部が露出され、前記１つまたは複数の電気化学セルの内部と流体連通している、請求項１に記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項3】
前記１つまたは複数の電気化学セルの前記内部が前記電気化学セルの活性領域である、請求項２に記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項4】
前記１つまたは複数のセパレータが、多孔質で非導電性の１つまたは複数のシートを含む、請求項１～３のいずれかに記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項5】
前記１つまたは複数のフレームが複数のフレームを含み、個々のフレームが各々、個々の電極板の外周を形成し、個々の電極板は各々、１つまたは複数の基板を含み、
個々のフレームは各々、個々の電極板の前記１つまたは複数の基板に各々取り付けられるか、または一体化される、請求項１～４のいずれかに記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項6】
前記周辺のギャップが、前記１つまたは複数のセパレータの外周面と前記１つまたは複数のフレームの内向き表面との間の距離として形成される、請求項５に記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項7】
前記１つまたは複数のトラフが複数のトラフを含む、請求項１～６のいずれかに記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項8】
前記複数の電極板及び前記１つまたは複数のセパレータがそれぞれ１つまたは複数の開口部を含み、複数の前記１つまたは複数の開口部は、一緒に整列して、前記電極板スタックを通って横方向に延びる１つまたは複数の充填チャネルを形成する複数の充填開口部を含む、請求項１～７のいずれかに記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項9】
前記１つまたは複数のトラフが、前記１つまたは複数のセパレータの前記１つまたは複数の充填開口部と流体連通している、請求項８に記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項10】
前記１つまたは複数のトラフが、１つまたは複数の充填開口部から放射状に広がる複数のトラフを含む、請求項１～９のいずれかに記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項11】
前記１つまたは複数のトラフが、前記１つまたは複数のセパレータ内に１つまたは複数の圧縮部分、前記１つまたは複数のセパレータの除去された材料の１つまたは複数の領域、またはその両方を含み、前記１つまたは複数のセパレータの前記１つまたは複数のトラフが前記１つまたは複数のセパレータの残りの部分よりも薄い厚さを有することを達成する、請求項１～１０のいずれかに記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項12】
前記１つまたは複数のトラフが、前記１つまたは複数の圧縮部分を形成するための前記１つまたは複数のシートのエンボス加工された部分である、請求項１１に記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項13】
前記１つまたは複数のトラフが、一時的、永久的、またはそれらの組み合わせである、請求項１～１２のいずれかに記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項14】
前記１つまたは複数のトラフが一時的であり、少なくとも部分的に膨張して（例えば、リバウンドして）厚さが増加するように構成される、請求項１～１３のいずれかに記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項15】
前記１つまたは複数のトラフが、前記電解質との接触の最短持続時間後に少なくとも部分的に膨張する、請求項１～１４のいずれかに記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項16】
前記１つまたは複数のトラフが周辺のギャップとして形成される、請求項１～１５のいずれかに記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項17】
前記周辺のギャップが、前記１つまたは複数のセパレータと前記電極板の１つまたは複数のフレームの内向き表面との間の移送クリアランスである、請求項１～１６のいずれかに記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項18】
前記移送クリアランスは、前記１つまたは複数のセパレータが、前記内向き表面と接触することなく、前記１つまたは複数のフレーム内に配置され得るように、前記１つまたは複数のセパレータの前記外周面と前記１つまたは複数のフレームの前記内向き表面との間のクリアランスの距離である、請求項１７に記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項19】
前記１つまたは複数のトラフが、前記１つまたは複数の電極板の１つまたは複数のフレームに形成される、請求項１～１８のいずれかに記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項20】
前記１つまたは複数のトラフが、前記１つまたは複数のフレームの１つまたは複数の内向き表面に形成される、請求項１９に記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項21】
前記１つまたは複数のトラフが、１つまたは複数のくぼみとして前記１つまたは複数のフレームの１つまたは複数の内向き表面に形成される、請求項１９または２０に記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項22】
前記１つまたは複数のトラフが露出され、電気化学セルの活性領域内に向く、請求項１９、２０、または２１に記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項23】
前記１つまたは複数のトラフが、直線、湾曲、非直線など、またはそれらの任意の組み合わせである、請求項１～２２のいずれかに記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項24】
前記１つまたは複数のセパレータが１つまたは複数のシートから構成され、前記１つまたは複数のシートは、綿、ゴム、アスベスト、木材、ポリマー、ガラス、セラミック、またはそれらの組み合わせから１つ以上を含む、請求項１～２３のいずれかに記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項25】
前記１つまたは複数のシートが吸収性ガラスマットを含む、請求項２４に記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項26】
前記バイポーラバッテリアセンブリが鉛蓄電池である、請求項１～２５のいずれかに記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項27】
前記鉛蓄電池は、制御弁式鉛蓄電池（ＶＲＬＡ）である、請求項２６に記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項28】
前記１つまたは複数のセパレータが１つまたは複数の充填開口部を有し、１つまたは複数のセパレータの１つまたは複数の充填開口部が、１つまたは複数の充填チャネルの一部を形成するか、通過する１つまたは複数の充填チャネルを有するか、または前記バイポーラバッテリアセンブリの両方である、請求項１～２７のいずれかに記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項29】
１つまたは複数の充填チャネルが、充填用の前記電解質、排出用のガス、またはその両方を受け入れて分配するように適合されている、請求項１～２８のいずれかに記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項30】
１つまたは複数の充填チャネルが、１つまたは複数のポート（例えば、充填ポート）と流体連通している、請求項１～２９のいずれかに記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項31】
前記１つまたは複数のポートのうちの少なくとも１つが、永久的に差し込まれるか、取り外し可能なプラグで一時的に差し込まれるか、または両方の組み合わせである、請求項３０に記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項32】
前記１つまたは複数のポートが単一のポートのみを含む、請求項３０または３１に記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項33】
前記単一のポートが、真空引き、前記電解質の充填、前記電解質の排出、通気を設ける、またはそれらの任意の組み合わせに適合する、請求項３２に記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項34】
前記１つまたは複数のポートが２つ以上のポートを含む、請求項３０に記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項35】
前記２つ以上のポートが、１つまたは複数の充填ポート及び１つまたは複数の排出ポートを含む、請求項３４に記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項36】
前記１つまたは複数の排出ポートが、前記電解質を排出するか、真空引きするか、またはその両方を行うように構成される、請求項３５に記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項37】
前記電解質が液体電解質である、請求項１～３６のいずれかに記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項38】
１つまたは複数のチャネルが、前記複数の電極板、前記１つまたは複数のセパレータ、及び前記電解質を含めて、前記電気化学セルを横方向に通過し、前記１つまたは複数のチャネルは前記電解質から密閉されている、請求項１～３７のいずれかに記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項39】
前記１つまたは複数のチャネルが、個々の電極板の各々における１つまたは複数の開口部、及び任意選択で、互いに位置合わせされた前記１つまたは複数のセパレータによって形成される、請求項３８に記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項40】
前記複数の電極板の前記１つまたは複数の開口部、及び任意選択で前記１つまたは複数のセパレータが、前記複数の電極板の１つまたは複数のインサート、及び任意選択で前記１つまたは複数のセパレータに形成され、前記１つまたは複数のインサートは、１つまたは複数の他のインサートと嵌合して、液体電解質である前記電解質から前記１つまたは複数のチャネルを密閉する、請求項３９に記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項41】
前記電解質が前記電気化学セルのそれぞれの中に位置する、請求項１～４０のいずれかに記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項42】
前記１つまたは複数のセパレータが、前記電解質の少なくとも一部を吸収及び保持する、請求項４１に記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項43】
１つまたは複数の流体が、前記バイポーラバッテリアセンブリの１つまたは複数のチャネルを通って循環される、請求項１～４２のいずれかに記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項44】
前記１つまたは複数の流体が前記電解質を含む、請求項４３に記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項45】
前記１つまたは複数の流体が、前記バイポーラバッテリに熱を加えるか、熱を除去するか、またはその両方を行うように構成される、請求項４３または４４に記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項46】
前記１つまたは複数の流体が湿った空気を含む、請求項４３～４５のいずれかに記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項47】
前記１つまたは複数の流体が、前記１つまたは複数の電気化学セルの１つまたは複数の材料を乾燥させるように構成されている、請求項４３～４６のいずれかに記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項48】
前記１つまたは複数の流体が、前記１つまたは複数の電気化学セルの１つまたは複数の活物質を硬化させるために、前記バイポーラバッテリアセンブリの内部の温度を上昇させる、請求項４３～４７のいずれかに記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項49】
前記１つまたは複数の流体が１つまたは複数の乾燥流体を含み、前記１つまたは複数の乾燥流体は、１つまたは複数の乾燥ガス、水封鎖液体、臨界点乾燥流体、またはそれらの組み合わせを含む、請求項４７または４８に記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項50】
前記１つまたは複数の流体が１つまたは複数の乾燥流体を含み、前記１つまたは複数の乾燥流体は、前記バッテリアセンブリの内部から液体電解質を除去するように構成される、請求項４７～４９のいずれかに記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項51】
前記１つまたは複数の乾燥流体が、前記バッテリアセンブリの内部から液体電解質、水、他の流体、またはそれらの組み合わせを除去する、請求項５０に記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項52】
前記１つまたは複数の流体が、前記１つまたは複数のチャネルを循環しながら鉛の種を収集及び除去するように構成されている、請求項４３～５１のいずれかに記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項53】
前記１つまたは複数の流体が、前記１つまたは複数のチャネルを循環しながら硫酸鉛を収集及び除去するように構成されている、請求項４３～５２のいずれかに記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項54】
前記１つまたは複数の流体が、酢酸、メタンスルホン酸、またはその両方を含む、請求項４３～５３のいずれかに記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項55】
前記１つまたは複数の流体が１つまたは複数の反応性物質を含む、請求項４３～５４のいずれかに記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項56】
前記１つまたは複数の反応性物質が、１つまたは複数の酸化剤、不動態化剤、溶媒和剤、またはそれらの組み合わせを含む、請求項５５に記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項57】
前記１つまたは複数の反応性物質は、過酸化水素、メタンスルホン酸、リン酸、溶液中の鉛イオン、硫酸ナトリウム、オルガノリンゴスルホン酸塩など、またはそれらの組み合わせを含む、請求項５５または５６に記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項58】
前記バイポーラバッテリアセンブリが、横方向に通過する１つまたは複数のチャネルを含み、前記１つまたは複数のチャネル、１つまたは複数のトラフ、またはその両方が、前記バイポーラバッテリアセンブリ内のヘッドスペースと流体連通している、請求項１～５７のいずれかに記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項59】
前記１つまたは複数のトラフ、１つまたは複数のチャネル、またはその両方が、前記バイポーラバッテリアセンブリ内のガスを管理するように構成される、請求項１～５８のいずれかに記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項60】
バイポーラバッテリ用セパレータであって、ａ）多孔性で非導電性であり、電解質、イオン、電子、またはそれらの組み合わせを通過させるように構成された１つまたは複数のシートと、
ｂ）１つまたは複数のチャネルを形成するために、隣接する電極板の１つまたは複数の他の開口部と整列するように適合された、前記シートの１つまたは複数の開口部と、
ｃ）前記シートの厚みを薄くした１つまたは複数のチャネルとして前記シートに形成され、前記バイポーラバッテリの電解質の流れを誘導するように適合された１つまたは複数のトラフと
を含み、
前記１つまたは複数のトラフが複数のトラフを含み、前記複数のトラフが主要なトラフ及び１つまたは複数の分岐トラフを含み、
前記主要なトラフは前記１つまたは複数の開口部と直接流体連通し、
前記１つまたは複数の分岐トラフが、前記１つまたは複数の開口部から離れており、前記主要なトラフと流体連通している、セパレータ。
【請求項61】
前記１つまたは複数のトラフが複数のトラフを含む、請求項６０に記載のセパレータ。
【請求項62】
前記１つまたは複数のトラフが、前記１つまたは複数の開口部の少なくとも１つと流体連通している、請求項６０または６１に記載のセパレータ。
【請求項63】
前記１つまたは複数の開口部が充填開口部を含む、請求項６２に記載のセパレータ。
【請求項64】
前記１つまたは複数のトラフが、前記充填開口部から放射状に広がる複数のトラフを含む、請求項６３に記載のセパレータ。
【請求項65】
前記１つまたは複数のトラフが、前記１つまたは複数のシートの１つまたは複数の圧縮部分、前記１つまたは複数のシートの除去されたシート材料を伴う１つまたは複数の領域、またはその両方を含み、前記１つまたは複数のシートの厚さの前記減少した厚さを達成する、請求項６０～６４のいずれかに記載のセパレータ。
【請求項66】
前記１つまたは複数のトラフが、前記圧縮部分を形成するための前記１つまたは複数のシートのエンボス加工された部分である、請求項６５に記載のセパレータ。
【請求項67】
前記１つまたは複数のトラフが、一時的、半永久的、永久的、またはそれらの組み合わせである、請求項６０～６６のいずれかに記載のセパレータ。
【請求項68】
前記１つまたは複数のトラフが一時的であり、少なくとも部分的に膨張して（例えば、リバウンドして）厚さが増加するように構成される、請求項６７に記載のセパレータ。
【請求項69】
前記１つまたは複数のトラフが、電解質との接触の最短持続時間後に少なくとも部分的に膨張する、請求項６０～６８のいずれかに記載のセパレータ。
【請求項70】
前記１つまたは複数のトラフが、直線、湾曲、非直線など、またはそれらの任意の組み合わせである、請求項６０～６９のいずれかに記載のセパレータ。
【請求項71】
前記１つまたは複数のシートは、綿、ゴム、アスベスト、木材、ポリマー、ガラス、セラミックなど、またはそれらの組み合わせから１つ以上を含む、請求項６０～７０のいずれかに記載のセパレータ。
【請求項72】
前記１つまたは複数のシートが吸収性ガラスマットを含む、請求項６０～７１のいずれかに記載のセパレータ。
【請求項73】
前記セパレータが、前記１つまたは複数のシートの周りにフレームを含む、請求項６０～７２のいずれかに記載のセパレータ。
【請求項74】
フレームが、前記１つまたは複数のシートと一体であるか、前記１つまたは複数のシートに取り付けられているか、またはその両方である、請求項６０～７３のいずれかに記載のセパレータ。
【請求項75】
バイポーラバッテリアセンブリであって、ａ）一緒に積み重ねられ、間に１つまたは複数の電気化学セルを形成する、複数の電極板と、
ｂ）中に形成された１つまたは複数のトラフを有する１つまたは複数のセパレータであって、前記１つまたは複数の電気化学セルの間に配置された、前記１つまたは複数のセパレータと、
ｃ）前記１つまたは複数の電気化学セルに配置された電解質と
を含む、バイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項76】
前記１つまたは複数のセパレータが、請求項６０～７４のいずれかに記載の前記１つまたは複数のセパレータである、請求項７５に記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項77】
前記１つまたは複数のセパレータが、請求項６０～７４のいずれかに記載の前記１つまたは複数のセパレータの１つである、請求項１～５９のいずれかに記載のバイポーラバッテリアセンブリ。
【請求項78】
バッテリアセンブリを作成する方法であって、ａ）中に１つまたは複数の反応物を有する液体電解質でバッテリアセンブリを充填することと、
ｂ）任意選択で、前記バッテリアセンブリを酸洗することと、
ｃ）電荷を加えて前記バッテリアセンブリを形成することと、
ｄ）前記バッテリアセンブリの内部温度を閾値温度未満に維持する熱制御循環と、
を含み、
前記熱制御循環は、前記電解質の少なくとも部分的な除去を含み、前記除去された電解質の少なくとも部分的な置換を含む、方法。
【請求項79】
前記バッテリアセンブリが、請求項６０～７４のいずれかに記載のセパレータ、請求項１～５９のいずれかに記載のバッテリアセンブリ、請求項７５～７７のいずれかに記載のバッテリアセンブリ、またはそれらの任意の組み合わせを含む、請求項７８に記載の方法。
【請求項80】
前記充填が真空下で行われる、請求項７８または７９に記載の方法。
【請求項81】
前記真空は、前記充填の前または充填と同時に行われる、請求項８０に記載の方法。
【請求項82】
前記充填に使用される前記液体電解質が冷却された電解質である、請求項７８～８１のいずれかに記載の方法。
【請求項83】
前記冷却された電解質が、前記バッテリアセンブリの内部温度よりも低く、周囲温度よりも低いか、その温度か、またはそれよりも高い温度を有する、請求項８２に記載の方法。
【請求項84】
前記冷却された電解質が約０℃以上から約２０℃以下の温度を有する、請求項８２または８３に記載の方法。
【請求項85】
前記酸洗、前記形成、またはその両方の間、前記電解質を周囲温度より高い温度に加熱する（例えば、温められた電解質）、請求項７８～８４のいずれかに記載の方法。
【請求項86】
前記酸洗、前記形成、またはその両方の間に前記電解質が温められた後に、前記少なくとも部分的な排出が行われる、請求項７８～８５のいずれかに記載の方法。
【請求項87】
前記熱制御循環が、前記酸洗、前記形成、またはその両方と同時に行われる、請求項７８～８６のいずれかに記載の方法。
【請求項88】
前記部分的な置換が、冷却された電解質、温められた電解質、またはその両方であり、前記排出された電解質の温度またはそれより低い温度である、請求項７８～８７のいずれかに記載の方法。
【請求項89】
前記酸洗、前記形成、またはその両方の間に生じる前記反応が完了したときに、前記熱制御循環が完了する、請求項７８～８８のいずれかに記載の方法。
【請求項90】
前記熱制御循環が、最初の電解質の排出と、後続の電解質との置換とを含む、請求項７８～８９のいずれかに記載の方法。
【請求項91】
前記最初の電解質が前記後続の電解質よりも低い比重を有する、請求項９０に記載の方法。
【請求項92】
前記方法が、前記バッテリアセンブリの１つまたは複数のチャネル、トラフ、または両方を通して１つまたは複数の流体を流すことを含む、請求項７８～９１のいずれかに記載の方法。
【請求項93】
充填、酸洗、形成、熱制御循環、またはそれらの組み合わせの間に、前記１つまたは複数の流体が前記バッテリアセンブリ内を流れる、請求項７８～９２のいずれかに記載の方法。
【請求項94】
前記バッテリアセンブリを通って流れる１つまたは複数の流体が、前記バッテリアセンブリの内部温度を上昇させて、１つまたは複数の活物質を硬化させる、請求項７８～９３のいずれかに記載の方法。
【請求項95】
前記バッテリアセンブリを通って循環する１つまたは複数の流体が、電解質、空気、１つまたは複数の乾燥流体、１つまたは複数の鉛収集液、１つまたは複数の反応性物質、１つまたは複数の電解質除去流体、またはそれらの組み合わせを含む、請求項７８～９４のいずれかに記載の方法。
【請求項96】
前記１つまたは複数の流体が、湿った空気である空気を含む、請求項９５に記載の方法。
【請求項97】
前記湿った空気が約５０％以上から約１００％以下の相対湿度を有する、請求項９６に記載の方法。
【請求項98】
前記バッテリアセンブリを通って流れる１つまたは複数の流体が、１つまたは複数の活物質、流体、またはそれらの組み合わせを乾燥させる、請求項７８～９７のいずれかに記載の方法。
【請求項99】
前記１つまたは複数の流体が、形成後に、前記１つまたは複数の活物質、前記バッテリアセンブリ内の他の内面、またはそれらの組み合わせを乾燥させる、請求項９８に記載の方法。
【請求項100】
前記１つまたは複数の流体が１つまたは複数の乾燥流体を含み、前記１つまたは複数の乾燥流体は、１つまたは複数の乾燥ガス、水封鎖液体、臨界点乾燥流体、またはそれらの組み合わせを含む、請求項９８または９９に記載の方法。
【請求項101】
乾燥が、液体電解質、水、その他の流体、またはそれらの組み合わせを乾燥及び／または除去する、請求項９８～１００のいずれかに記載の方法。
【請求項102】
前記１つまたは複数の活物質が硬化後に乾燥される、請求項９８～１０１のいずれかに記載の方法。
【請求項103】
前記バッテリアセンブリ内の１つまたは複数の活物質が前記形成後に乾燥される、請求項７８～１０２のいずれかに記載の方法。
【請求項104】
前記バッテリアセンブリを通って流れる１つまたは複数の流体が、前記１つまたは複数の鉛収集液を含み、前記１つまたは複数の鉛収集液が、前記１つまたは複数のチャネルを循環しながら１つまたは複数の鉛の種を収集するように機能する、請求項７８～１０３のいずれかに記載の方法。
【請求項105】
前記１つまたは複数の鉛の種を収集すると、前記１つまたは複数の鉛収集液が前記バッテリアセンブリから除去される、請求項１０４に記載の方法。
【請求項106】
前記１つまたは複数の鉛の種が硫酸鉛を含む、請求項１０４または１０５に記載の方法。
【請求項107】
前記方法が、前記バッテリアセンブリを放電することを含み、前記放電中に前記バッテリアセンブリの電気化学セル内で前記１つまたは複数の鉛の種が生成される、請求項１０４～１０６のいずれかに記載の方法。
【請求項108】
前記バッテリアセンブリを通って流れる１つまたは複数の流体が、１つまたは複数の電解質除去流体を含み、前記１つまたは複数の電解質除去流体が、前記バッテリアセンブリの内部から電解質を置換及び除去するように構成される、請求項７８～１０７のいずれかに記載の方法。
【請求項109】
前記１つまたは複数の電解質除去流体が、酢酸、メタンスルホン酸、またはその両方を含む、請求項１０８に記載の方法。
【請求項110】
１つまたは複数のチャネル、トラフ、またはその両方が、前記バッテリアセンブリのヘッドスペースと流体連通している、請求項７８～１０９のいずれかに記載の方法。
【請求項111】
前記バッテリアセンブリを通って流れる１つまたは複数の流体が、１つまたは複数の反応性物質を含む、請求項７８～１１０のいずれかに記載の方法。
【請求項112】
前記１つまたは複数の反応性物質が、１つまたは複数の酸化剤、不動態化剤、溶媒和剤、またはそれらの組み合わせを含む、請求項１１１に記載の方法。
【請求項113】
前記１つまたは複数の反応性物質が、バッテリアセンブリの１つまたは複数の段階で、前記１つまたは複数のチャネル、トラフ、または両方を通って流れる、請求項１１１または１１２に記載の方法。
【請求項114】
前記１つまたは複数の段階が、酸洗、形成、充電、放電など、またはそれらの組み合わせを含む、請求項１１３に記載の方法。
【請求項115】
前記１つまたは複数の反応性物質は、過酸化水素、メタンスルホン酸、リン酸、溶液中の鉛イオン、硫酸ナトリウム、オルガノリンゴスルホン酸塩など、またはそれらの組み合わせを含む、請求項１１３または１１４に記載の方法。
【請求項116】
前記１つまたは複数の酸化剤が、１つまたは複数の活物質の未形成ペーストの中の遊離鉛を減少させる、請求項１１３～１１５のいずれかに記載の方法。
【請求項117】
前記１つまたは複数の不動態化剤が、前記形成後の前記電気化学セル内の鉛の腐食を低減、防止、または停止する、請求項１１３～１１６のいずれかに記載の方法。
【請求項118】
１つまたは複数のチャネル、トラフ、またはその両方を使用して、酸洗、形成、熱循環、充電、放電、またはそれらの組み合わせの間、前記バッテリアセンブリの内部から発生する１つまたは複数のガスを収集する、請求項７８～１１７のいずれかに記載の方法。
【請求項119】
前記１つまたは複数のガスが、水素、酸素、またはその両方を含む、請求項１１８に記載の方法。
【請求項120】
前記１つまたは複数のチャネル、トラフ、またはその両方が、１つまたは複数のベントと流体連通し、前記１つまたは複数のガスは、前記１つまたは複数のベントを介して放出される、請求項１１８または１１９に記載の方法。
【請求項121】
ガス収集がバッテリの腐食の加速をもたらす、請求項１１８～１２０のいずれかに記載の方法。
【請求項122】
前記加速されたバッテリの腐食が、前記バッテリアセンブリの加速寿命試験を可能にする、請求項１２１に記載の方法。
【請求項123】
前記バッテリアセンブリが１つまたは複数のポートを含む、請求項７８～１２２のいずれかに記載の方法。
【請求項124】
前記１つまたは複数のポートが、１つまたは複数のチャネル、トラフ、またはその両方と流体連通している、請求項１２３に記載の方法。
【請求項125】
前記１つまたは複数のポートが、１つまたは複数の流体を受け入れる、１つまたは複数の流体を排出する、またはその両方のために構成された１つまたは複数の充填ポートを含む、請求項１２４に記載の方法。
【請求項126】
前記方法が、前記形成が完了した後に前記１つまたは複数の充填ポートを塞ぐことを含む、請求項１２５に記載の方法。
【請求項127】
前記１つまたは複数の充填ポートが、永久に塞がれるか、一時的に塞がれるか、またはその両方である、請求項１２６に記載の方法。
【請求項128】
前記方法が、前記１つまたは複数の充填ポートを取り外し可能なプラグで塞ぐことを含む、請求項１２５または１２６に記載の方法。
【請求項129】
前記方法が、１つまたは複数のポートを通して１つまたは複数の流体を流すことを含む、請求項７８～１２８のいずれかに記載の方法。
【請求項130】
前記１つまたは複数の流体が、少なくとも１つまたは複数の第１の流体及び１つまたは複数の第２の流体を含む、請求項１２９に記載の方法。
【請求項131】
前記１つまたは複数のポートは、第１のポート及び第２のポートを含む２つ以上のポートを含む、請求項１２９または１３０に記載の方法。
【請求項132】
１つまたは複数の第１の流体が第１のポートを通って流れ、１つまたは複数の第２の流体が第２のポートを通って流れる、請求項１２９～１３１のいずれかに記載の方法。
【請求項133】
同時に前記バッテリアセンブリを流しながら、１つまたは複数の第１の流体が１つまたは複数の第２の流体から分離されたままである、請求項１２９～１３２のいずれかに記載の方法。
【請求項134】
１つまたは複数の流体が前記バッテリアセンブリの異なる部分を個別に加熱及び／または冷却する、請求項７８～１３３のいずれかに記載の方法。
【請求項135】
前記１つまたは複数の流体が前記異なる部分を同時に加熱及び／または冷却する、請求項１３４に記載の方法。
【請求項136】
単一のワークステーションでバッテリアセンブリを作成する方法であって、ａ）前記単一のワークステーションで複数の電気化学セルを備えた形成されたバッテリスタックを設けることと、
ｂ）任意選択で、前記バッテリアセンブリを通して１つまたは複数の酸洗流体を流しながら、前記バッテリアセンブリを酸洗することと、
ｃ）電荷を加えることにより、前記バッテリアセンブリに１つまたは複数の形成流体を流しながら、前記バッテリアセンブリを形成することと
を含む、方法。
【請求項137】
前記形成されたバッテリスタックは、ｉ）複数の積み重ねられた電極板であって、それぞれがペースト状の１つまたは複数の活物質を有する基板を有する、前記複数の積み重ねられた電極板と、
ｉｉ）複数の積み重ねられた電極板を横方向に通過する１つまたは複数のチャネルであって、前記基板及び各電極板の前記１つまたは複数の活物質を含む、前記１つまたは複数のチャネルと、
ｉｉｉ）前記１つまたは複数の電気化学セル内に形成され、前記１つまたは複数のチャネルの少なくとも１つと流体連通する１つまたは複数のトラフであって、前記１つまたは複数のチャネルに対して実質的に垂直である、上に１つまたは複数の活物質を担持する前記基板の１つまたは複数の表面と実質的に平行である、またはその両方である、前記１つまたは複数のトラフと
を含む、請求項１３６に記載の方法。
【請求項138】
前記液体電解質が１つまたは複数の反応物を含む、請求項１３６または１３７に記載の方法。
【請求項139】
前記方法が、１つまたは複数の電極板の１つまたは複数の基板に配置された前記１つまたは複数の活物質を硬化させることを含む、請求項１３６～１３８のいずれかに記載の方法。
【請求項140】
硬化が、１つまたは複数の流体を１つまたは複数のチャネル、トラフ、またはその両方に流すことを含む、請求項１３９に記載の方法。
【請求項141】
前記１つまたは複数の流体が湿った空気を含む、請求項１４０に記載の方法。
【請求項142】
前記方法が、１つまたは複数の電極板の１つまたは複数の基板に配置された前記１つまたは複数の活物質を乾燥させることを含む、請求項１４１～１４１のいずれかに記載の方法。
【請求項143】
硬化、形成、またはその両方の後に乾燥が起こる、請求項１４１～１４２のいずれかに記載の方法。
【請求項144】
乾燥が、１つまたは複数の流体を１つまたは複数のチャネル、トラフ、またはその両方に流すことを含む、請求項１４２または１４３に記載の方法。
【請求項145】
前記１つまたは複数の流体は、乾燥した空気、流体中、またはその両方を伴う、請求項１４４に記載の方法。
【請求項146】
前記より多くの酸洗流体の１つが１つまたは複数の液体電解質を含む、請求項１３６～１４５のいずれかに記載の方法。
【請求項147】
前記１つまたは複数の液体電解質が冷却された電解質を含む、請求項１４６に記載の方法。
【請求項148】
前記冷却された電解質が周囲温度よりも低い温度（例えば、約０℃以上から約２０℃以下）を有する、請求項１４７に記載の方法。
【請求項149】
前記１つまたは複数の酸洗流体が１つまたは複数の希釈された液体電解質を含む、請求項１４６～１４８のいずれかに記載の方法。
【請求項150】
前記１つまたは複数の形成流体が１つまたは複数の液体電解質を含む、請求項１３６～１４９のいずれかに記載の方法。
【請求項151】
前記１つまたは複数の液体電解質が、冷却された電解質、加熱された電解質、またはその両方を含む、請求項１５０に記載の方法。
【請求項152】
前記加熱された電解質が周囲温度よりも高い温度を有する、請求項１５１に記載の方法。
【請求項153】
前記１つまたは複数の形成流体が１つまたは複数の希釈された液体電解質を含む、請求項１５０～１５２のいずれかに記載の方法。
【請求項154】
前記方法が、１つ以上のチャネル、トラフ、または両方を介して、前記形成されたバッテリスタックの前記電気化学セルを液体電解質で充填して、バッテリアセンブリを形成することを含む、請求項１３６～１５３のいずれかに記載の方法。
【請求項155】
前記方法が、前記液体電解質を充填する前または同時に、前記形成されたバッテリスタックから、前記１つまたは複数の酸洗流体、前記１つまたは複数の形成流体、またはその両方を排出することを含む、請求項１５４に記載の方法。
【請求項156】
充填後、またはより多くのポートが永久的及び／または一時的に密封される、請求項１５４または１５５に記載の方法。
【請求項157】
前記方法が、１つまたは複数の弁、端子、カバー、膜、ストラップ、ラベル、またはそれらの組み合わせを追加することを含む、請求項１３６～１５６のいずれかに記載の方法。
【請求項158】
１つまたは複数の活物質を硬化、乾燥、または両方をするために、硬化炉、乾燥炉、またはその両方を使用しない、請求項１４６～１５７のいずれかに記載の方法。
【請求項159】
酸洗、形成、充填、またはそれらの組み合わせの間に、充填及び形成タンクを使用しない、請求項１３６～１５８のいずれかに記載の方法。
【請求項160】
前記方法が、１つまたは複数の活物質、前記バッテリアセンブリの他の内面、またはその両方を乾燥させることを含む、請求項１３６～１５９のいずれかに記載の方法。
【請求項161】
前記１つまたは複数の活物質が液体電解質を含む、請求項１６０に記載の方法。
【請求項162】
前記他の流体が水を含む、請求項１６０または１６１に記載の方法。
【請求項163】
前記方法が、請求項７８～１３６のいずれかに記載の方法ステップのいずれかを含む、請求項１３６～１６２のいずれかに記載の方法。
【請求項164】
前記方法が、請求項１～５９のいずれかに記載のバッテリアセンブリ、請求項７５～７７のいずれかに記載のバッテリアセンブリ、またはそれらの組み合わせを形成することを含む、請求項１３６～１６３のいずれかに記載の方法。
【請求項165】
前記形成されたバッテリスタックは、請求項６０～７４のいずれかに記載の１つまたは複数のセパレータを含む、請求項１３６～１６４のいずれかに記載の方法。
【請求項166】
前記シングルは、前記バッテリアセンブリを作成するためのすべての設備を含む、請求項１３６～１６５のいずれかに記載の方法。
【請求項167】
前記単一のワークステーションが、組み立て、硬化、排出、充填、酸洗、形成、乾燥、動作前の初期充電、鉛の排出、排水、またはそれらの組み合わせのためのすべての機器を含む、請求項１３６～１６６のいずれかに記載の方法。
【国際調査報告】