专利名称：方型塑料壳密封蓄电池的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种密封碱性蓄电池，特别是适用于方型塑壳氢镍密封蓄电池、方型塑壳镉镍密封蓄电池、方型塑壳锌镍密封蓄电池和方型塑壳锂离子密封蓄电池。
背景技术：
现在和将来，人类共同的责任是保护自然环境和可持续发展，然而全世界庞大的汽车群不仅大量消耗着有限的石油资源，而且排放出数量非常可观的有害气体，汽车尾气是城市主要的污染源，破坏着人类赖以生存的自然环境，在这种背景下电动汽车的蔚然兴起是汽车工业发展的必然。普遍认为2005年以后HEV(汽油和电池的混合动力汽车)将有较大发展，2004年丰田和松下合作共同开发的HEV轿车已销售12万辆，据行家预计在2010年用于电动汽车的氢镍电池产值将达到50000亿日元，在我国高功率动力氢镍密封蓄电池刚刚起步，发展空间巨大，本公司已开发了系列方型钢壳氢镍密封蓄电池，根据市场需求，目前又开发了塑壳系列高功率氢镍密封蓄电池，塑壳较钢壳有许多优点1、塑壳绝缘性优良、壳体与极柱之间无电位差，所以使用更为安全可靠。2、塑壳加工工艺性好，适应规模生产，造价便宜。3、塑壳重量轻有利于提高电池重量比能量和重量比功率。但是，塑壳高功率氢镍密封蓄电池在产品设计中有许多技术关键需要解决，如对密封蓄电池而言，不仅要求电池有优良的电气性能，而且要求电池极柱不漏气、无爬碱现象，然而在碱性蓄电池中，由极柱向外爬碱现象是较难解决的问题。
发明内容本实用新型的目的在于设计一种方型塑壳密封蓄电池，它能根据塑壳材料的特性，设计了极柱密封结构和排气安全阀，成功地解决了碱性电解质沿极柱爬碱问题及极柱密封问题，是一种性能良好的密封蓄电池。
本实用新型的技术方案一种方型塑壳密封蓄电池，包括蓄电池的塑料壳体、电解液、极柱及隔膜，塑料壳体包括塑壳体和塑盖，其特征在于所说的极柱采用极柱密封结构，极柱下端通过极耳与极组相连，极柱穿过塑盖孔，塑盖与塑壳体热合在一起，正负极柱上依次装配金属平垫片、弹簧垫片、螺母，并紧固螺母；所说的由塑壳体和塑盖构成的塑料壳体有排气安全阀。
上述所说的极柱与壳体的极柱密封结构包括碟形极柱线密封极柱密封结构、“O”形橡胶圈极柱密封结构或二者结合的混合极柱密封结构。
上述所说的碟形线密封极柱密封结构即将极柱与塑盖的接触面制成形似碟形的锐角圆形，其零部件包括碟形极柱、塑盖、金属平垫片、弹簧垫片和螺母，该结构当用螺母紧固时，极柱与塑盖成线性接触。
上述所说的碟形极柱螺纹外径为M4至M30，碟形直径为Ф6mm-Φ50mm、高为0.5mm-10mm，碟形碗内侧与极柱体上平面成锐角，锐角平台尺寸为0.1-2mm之间。
上述所说的“O”形橡胶圈极柱密封结构，其零部件包括极柱、“O”形橡胶圈、塑盖、金属平垫片、弹簧垫片和螺母，将“O”形橡胶圈套在极柱上，并放入于极柱的胶圈限制槽内，限制槽的直径和深度与“O”形橡胶圈的线径和直径相匹配，极柱上依次装配金属平垫片、弹簧垫片、螺母，并紧固螺母。
上述所说的密封圈极柱密封结构其“O”形橡胶的线径尺寸为Φ1.17mm-Φ7mm，限制槽宽为1.5mm-8mm，槽深0.6mm-8mm之间。
上述所说的混合极柱密封结构即采用碟形极柱并碟形极柱上有胶圈限制槽同时放入“O”形橡胶圈，极柱上依次装配金属平垫片、弹簧垫片、螺母，并紧固螺母，此时极柱与塑盖共成线性接触与“O”形橡胶圈混合密封。
上述所说的塑料壳体上的排气安全阀结构，其零部件包括置于塑盖上的安全阀体，出气孔，密封垫片，托板，弹簧和锁母，安全阀体与塑盖为一体，安全阀的底部出气孔与密封垫片成锐角接触，托板放置在密封垫片上与之紧密配合，弹簧放置在托板上方，其顶部与锁母接触，锁母位于安全阀的顶部，通过螺纹与安全阀体相连接，锁母的中间留有排气孔。
上述所说的方型塑壳密封蓄电池安全阀可以采用塑料安全阀与塑盖通过螺纹相连接，也可以将安全阀体与塑盖注塑为一体，安全阀体可以用金属来制造；安全阀出气孔直径为Φ1mm-Φ20mm；安全阀密封垫与阀体的密封配合处可以加工成任意锐角；安全阀所采用的弹簧丝径为Φ0.2mm-Φ1.5mm，弹簧内径为Φ2mm-Φ15mm，弹簧工作高度为2mm-20mm，其材质可以为任意弹簧钢，弹簧也可以用橡胶柱替代，其工作压力为0.1N-15N。
本实用新型的工作原理为在开发方型塑壳密封氢镍蓄电池中解决了许多技术问题，而其中最关键是极柱密封结构设计和安全阀结构设计，对密封蓄电池而言，不仅要求电池有优良的电气性能，而且要求电池极柱不漏气、无爬碱现象，然而在碱性蓄电池中，由极柱向外爬碱现象是较难解决的问题。方型塑壳密封蓄电池在充电末期和过充电时会产生一定气体，导致电池内压上升，按技术要求必须设安全阀，对安全阀的技术要求是1、密封；2、当电池内压达到设定值时电池安全阀能及时开启，另外当电池内压降低后又能发挥再次密封的作用。安全阀在正常使用条件下是密封的，使用不当时，如电池大电流流过充电池内压急增及内压超过设计值时安全阀就会开启，否则就有危险。安全阀是利用弹簧在设定力的作用下变形的原理达到开启的目的。
所谓碟形极柱就是将极柱与塑盖的接触面加工成锐角圆形，形似碟形故称为碟形极柱。该结构当用螺母紧固时，极柱与塑盖成线形接触，根据同等压力下接触面积小压强大的原理从而达到密封效果好的目的。同时我们还设计了另外两种极柱密封结构，也取得了非常满意的密封效果其结构如图3图4所示。
本实用新型的优越性在于经大量产品测试表明，极柱密封性能良好，安全阀均在设计范围内正常开启；该技术零部件价格低廉，操作简单，在生产中便于推广。
图1为本实用新型所涉一种方型塑壳密封蓄电池的外形结构示意图。
图2为本实用新型所涉一种方型塑壳密封蓄电池的碟形极柱密封结构实施例整体示意图。
图3为本实用新型所涉一种方型塑壳密封蓄电池的“O”形橡胶圈极柱密封安装图图4为本实用新型所涉一种方型塑壳密封蓄电池的碟形极柱密封和“O”形橡胶圈极柱密封混合安装图。
图5是安全阀4的结构安装示意图。
如图所示0为极组，1为塑壳体，2为塑盖，3为极柱，4为安全阀，5为极耳，6为螺母，7为弹簧垫片，8为金属平垫片，9为“O”形橡胶圈，10为极柱限制槽，11为出气孔，12为密封垫片，13为托板，14为弹簧，15为锁母(上有排气孔16)，17为安全阀体。
具体实施方式
实施例1一种方型塑壳密封蓄电池(见图1、2、5)，包括蓄电池的塑料壳体、电解液、极柱及隔膜，塑料壳体包括塑壳体1和塑盖2，其特征在于所说的极柱3采用极柱密封结构，极柱下端通过极耳5与极组0相连，极柱3穿过塑盖孔，塑盖2与塑壳体1热合在一起，正负极柱上依次装配金属平垫片8、弹簧垫片7、螺母6，并紧固螺母6；所说的由塑壳体1和塑盖2构成的塑料壳体有排气安全阀4(见图1)。
上述所说的极柱3与壳体的极柱密封结构采用的是碟形极柱线密封极柱密封结构(见图1、2)，所说的碟形线密封极柱密封结构(见图2)即将极柱3与塑盖2的接触面制成形似碟形的锐角圆形，其零部件包括碟形极柱3、塑盖2、金属平垫片8、弹簧垫片7和螺母6，该结构当用螺母6紧固时，极柱与塑盖成线性接触。
上述所说的碟形极柱螺纹外径为M30，碟形直径为Φ50mm、高为10mm，碟形碗内侧与极柱体上平面成锐角，锐角平台尺寸为2mm之间。
上述所说的塑料壳体上的排气安全阀结构(见图1、5)，其零部件包括置于塑盖上的安全阀体17，出气孔11，密封垫片12，托板13，弹簧14和锁母15，安全阀体17与塑盖2为一体，安全阀4的底部出气孔11与密封垫片12成锐角接触，托板13放置在密封垫片12上与之紧密配合，弹簧14放置在托板13上方，其顶部与锁母15接触，锁母15位于安全阀4的顶部，通过螺纹与安全阀体17相连接，锁母15的中间留有排气孔16。
上述所说的方型塑壳密封蓄电池安全阀采用塑料安全阀与塑盖通过螺纹相连接，安全阀体可以用金属来制造；安全阀出气孔直径为Φ20mm；安全阀密封垫与阀体的密封配合处可以加工成任意锐角；安全阀所采用的弹簧丝径为Φ1.5mm，弹簧内径为Φ15mm，弹簧工作高度为20mm，其材质可以为任意弹簧钢，其工作压力为15N。
实施例2上述所说的方型塑壳密封蓄电池，其极柱密封结构采用“O”形橡胶圈极柱密封结构(见图3)，所说的“O”形橡胶圈极柱密封结构(见图3)，其零部件包括极柱3、“O”形橡胶圈9、塑盖2、金属平垫片8、弹簧垫片7和螺母6，将“O”形橡胶圈9套在极柱3上，并放入于极柱3的胶圈限制槽内，限制槽的直径和深度与“O”形橡胶圈9的线径和直径相匹配，极柱3上依次装配金属平垫片8、弹簧垫片7、螺母6，并紧固螺母6。
上述所说的密封圈极柱密封结构其“O”形橡胶的线径尺寸为ΦΦ7mm，限制槽宽为8mm，槽深8mm之间。
实施例3上述所说的方型塑壳密封蓄电池，其极柱密封结构采用混合极柱密封结构(见图4)即采用碟形极柱3并碟形极柱3上有胶圈限制槽10同时放入“O”形橡胶圈9，极柱3上依次装配金属平垫片8、弹簧垫片7、螺母6，并紧固螺母6，此时极柱与塑盖共成线性接触与“O”形橡胶圈混合密封。
权利要求1.一种方型塑壳密封蓄电池，包括蓄电池的塑料壳体、电解液、极柱及隔膜，塑料壳体包括塑壳体和塑盖，其特征在于所说的极柱采用极柱密封结构，极柱下端通过极耳与极组相连，极柱穿过塑盖孔，塑盖与塑壳体热合在一起，正负极柱上依次装配金属平垫片、弹簧垫片、螺母，并紧固螺母；所说的由塑壳体和塑盖构成的塑料壳体有排气安全阀。
2.根据权利要求1所说的方型塑壳密封蓄电池，其特征在于所说的极柱与壳体的极柱密封结构包括碟形极柱线密封极柱密封结构、“O”形橡胶圈极柱密封结构或二者结合的混合极柱密封结构。
3.根据权利要求2所说的方型塑壳密封蓄电池，其特征在于所说的碟形线密封极柱密封结构即将极柱与塑盖的接触面制成形似碟形的锐角圆形，其零部件包括碟形极柱、塑盖、金属平垫片、弹簧垫片和螺母，该结构当用螺母紧固时，极柱与塑盖成线性接触。
4.根据权利要求3所说的方型塑壳密封蓄电池，其特征在于所说的碟形极柱螺纹外径为M4至M30，碟形直径为Ф6mm-Ф50mm、高为0.5mm-10mm，碟形碗内侧与极柱体上平面成锐角，锐角平台尺寸为0.1-2mm之间。
5.根据权利要求2所说的方型塑壳密封蓄电池，其特征在于所说的“O”形橡胶圈极柱密封结构，其零部件包括极柱、“O”形橡胶圈、塑盖、金属平垫片、弹簧垫片和螺母，将“O”形橡胶圈套在极柱上，并放入于极柱的胶圈限制槽内，限制槽的直径和深度与“O”形橡胶圈的线径和直径相匹配，极柱上依次装配金属平垫片、弹簧垫片、螺母，并紧固螺母。
6.根据权利要求5所说的方型塑壳密封蓄电池，其特征在于所说的密封圈极柱密封结构其“O”形橡胶的线径尺寸为Ф1.17mm-Ф7mm，限制槽宽为1.5mm-8mm，槽深0.6mm-8mm之间。
7.根据权利要求2所说的方型塑壳密封蓄电池，其特征在于所说的混合极柱密封结构即采用碟形极柱并碟形极柱上有胶圈限制槽同时放入“O”形橡胶圈，极柱上依次装配金属平垫片、弹簧垫片、螺母，并紧固螺母，此时极柱与塑盖共成线性接触与“O”形橡胶圈混合密封。
8.根据权利要求1所说的方型塑壳密封蓄电池，其特征在于所说的塑料壳体上的排气安全阀结构，其零部件包括置于塑盖上的安全阀体，出气孔，密封垫片，托板，弹簧和锁母，安全阀体与塑盖为一体，安全阀的底部出气孔与密封垫片成锐角接触，托板放置在密封垫片上与之紧密配合，弹簧放置在托板上方，其顶部与锁母接触，锁母位于安全阀的顶部，通过螺纹与安全阀体相连接，锁母的中间留有排气孔。
9.根据权利要求8所说的方型塑壳密封蓄电池，其特征在于所说的方型塑壳密封蓄电池安全阀可以采用塑料安全阀与塑盖通过螺纹相连接，也可以将安全阀体与塑盖注塑为一体；安全阀出气孔直径为Ф1mm-Ф20mm；安全阀密封垫与阀体的密封配合处可以加工成任意锐角；安全阀所采用的弹簧丝径为Ф0.2mm-Ф1.5mm，弹簧内径为Ф2mm-Ф15mm，弹簧工作高度为2mm-20mm，其工作压力为0.1N-15N。
10.根据权利要求1所说的方型塑壳密封蓄电池，其特征在于所说的方型塑壳密封蓄电池是方型塑壳氢镍密封蓄电池、方型塑壳镉镍密封蓄电池、方型塑壳锌镍密封蓄电池和方型塑壳锂离子密封蓄电池。
专利摘要一种方型塑壳密封蓄电池，包括蓄电池的塑料壳体、电解液、极柱及隔膜，塑料壳体包括塑壳体和塑盖，其特征在于所说的极柱采用极柱密封结构，极柱下端通过极耳与极组相连，极柱穿过塑盖孔，塑盖与塑壳体热合在一起，正负极柱上依次装配金属平垫片、弹簧垫片、螺母，并紧固螺母；所说的由塑壳体和塑盖构成的塑料壳体有排气安全阀。本实用新型的优越性在于经大量产品测试表明，极柱密封性能良好，安全阀均在设计范围内正常开启；该技术零部件价格低廉，操作简单，在生产中便于推广。
文档编号H01M2/30GK2859825SQ200520025579
公开日2007年1月17日 申请日期2005年4月13日 优先权日2005年4月13日
发明者马云洲, 张俊英, 李志强, 王大伟, 张俊石 申请人:天津和平海湾电源集团有限公司