电池盖的制作方法

本发明涉及用于铅酸电池的电池盖，并且更具体地，涉及一种形成迷宫的电池盖，该迷宫限制可能进入盖中的酸。

背景技术：

铅酸电池通常用于诸如汽车电池的应用中，其中不利的情况可能导致电池从期望的定向倾翻。电池在倾翻位置的泄漏可能导致显著的损坏，该损坏包括电池本身的损坏，因此，用于铅酸电池的酸限制盖是本领域已知的。许多盖包括下部和上部，所述上部和下部组合以形成与电池内的酸连通的封闭区域。当电池倾斜90度到一侧时，酸流入由下部和上部形成的封闭区域中，提供对完全离开电池和盖组件的酸的额外保护。

授予fritts等人的美国专利号5,843,593(下文称为“fritts”)公开了附接到铅酸电池壳体12的中间盖14和外盖16的这种组合。中间盖14和外盖16的组合在与电池内部的酸连通的单元通风口22和与电池和盖组件的外部连通的大气通风口38之间形成迷宫网络20。盖中的每个单元通风口22对应于电池的一个单元。fritts的迷宫限制酸在多个倾斜取向上通过单元通风口22离开电池单元。然而，fritts中的迷宫的形状允许来自多个电池单元的酸在某些方向上在所述盖内混合，例如当电池倾斜90度到图11所示的侧168上时；来自三个电池单元的酸在通道130b中混合。当来自多个电池单元的酸连接时，在电池单元之间形成电短路，降低电池电压和电池的寿命。

技术实现要素：

本发明的一个目的是提供一种电池盖，当电池倾斜到任何一侧面时，该电池盖防止来自多个电池单元的酸混合。所公开的电池盖具有下电池盖和上电池盖。上电池盖与下电池盖配合以形成迷宫和多个电池盖侧面。迷宫在多个电池单元开口和多个混合区域之间具有多个迷宫式电池单元通道，并且当从竖直方向倾斜90度到电池盖侧面时，迷宫式电池单元通道都在酸水平面上方延伸。

附图说明

现在将参考附图通过示例来描述本发明，其中：

图1是根据本发明的电池组件的分解透视图；

图2是电池组件的电池盖的分解透视图；

图3是电池组件的下电池盖的俯视图；

图4是电池组件的上电池盖的仰视图；

图5是电池盖的俯视剖视图；

图6是描绘当电池组件倾斜九十度到第一侧面上时电池盖中的酸水平面的局部剖视图；

图7是描述当电池组件倾斜九十度到第二侧面上时电池盖中的酸水平面的局部剖视图；

图8是描绘当电池组件倾斜九十度到第三侧面上时电池盖中的酸水平面的局部剖视图；和

图9是描述当电池组件倾斜九十度到第四侧面上时电池盖中的酸水平面的局部剖视图。

具体实施方式

下面参考电池组件和电池盖的实施例更详细地解释本发明。然而，本发明可以以许多不同的形式实施，并且不应被解释为限于本文所阐述的实施例；相反，提供这些实施例使得本公开将是彻底和完全的，并且仍然将本发明的范围完全传达给本领域技术人员。

根据本发明的电池组件1总体上在图1中示出。电池组件1包括电池壳体10和电池盖20。电池盖20包括下电池盖30和上电池盖40。现在将更详细地描述本发明的主要部件。

电池壳体10在图1中示意性地示出为处于直立取向的立方体，并且具有四个侧面142、144、146和148以及顶部162和底部164。电池壳体10在电池组件1的正常操作期间将电池酸容纳在多个电池单元12a-f中。电池单元12a-f在电池壳体10内彼此隔离。本领域普通技术人员将理解，图1所示的电池单元12a-f的数量仅仅是示例性的，并且在各种应用中可以使用变化数量的电池单元。

电池盖20包括下电池盖30和上电池盖40。

下电池盖30在图3中示出为具有端子侧30a和相对侧30b。下电池盖30包括电池单元开口32、下迷宫式通道34、下排气区域350和端子361、62。现在将更详细地描述这些元件中的每一个。

如图2和3最好地示出，电池单元开口32大致位于下电池盖30内的中心并延伸穿过下电池盖30。下电池盖30具有用于电池组件1的每个电池单元12a-f的一个电池单元开口32a-f。

下迷宫式通道34包括从下电池盖30垂直延伸以形成连通通道的壁。下迷宫式通道34与电池单元开口32连通，并且包括下迷宫式电池单元通道340a-f，下混合区域342-1、342-2，下中心通道344和下排气通道346-1、346-2。下迷宫式通道34是倾斜的，其中斜坡的下端定位成与电池单元开口32连通。

下迷宫式电池单元通道340a-f分别对应于电池单元开口32a-f。下迷宫式电池单元通道340a-f以如图3所示的各种形状的通道延伸自相应电池单元开口32a-f，每个下迷宫式电池单元通道340a-f首先朝向下电池盖30的相对侧30b延伸，然后通向端子侧30a。

下迷宫式电池单元通道340a-c终止于第一下混合区域342-1，下迷宫式电池单元通道340d-f终止于第二下混合区域342-2。第一和第二下混合区域342-1和342-2中的每一个是由下迷宫式通道34约束的近似正方形区域。第一和第二下混合区域342-1和342-2位于端子侧30a上，并且还与下中心通道344连通。下中心通道344分成第一下排气通道346-1和第二下排气通道346-2。第一和第二下排气通道346-1和346-2中的每一个分别与下排气区域350-1和350-2连通。下排气区域350-1和350-2是由下迷宫式通道34约束的近似正方形区域，并且在相对侧30b上位于下电池盖30的相对角附近。

如图3所示，负极端子361和正极端子362位于下电池盖30的端子侧30a的相对端部且位于下迷宫式通道34的外部。在图1所示的实施例中，负极端子361和正极端子362是从下电池盖30垂直延伸的圆柱形构件，但是本领域普通技术人员将理解，端子361、362可以是各种已知的结构元件，只要它们提供到电池组件1的电连接。

上电池盖40在图4中示出为具有端子侧40a和相对侧40b。上电池盖40包括密封的上部端口42，上迷宫式通道44，上排气区域450和外部通风口460。现在将更详细地描述这些元件中的每一个。

密封的上部端口42大致居中地定位在上电池盖40内，如图2和图4最佳所示。上电池盖40具有用于电池组件1的每个电池单元12a-f的一个密封的上部端口42a-f。

上迷宫式通道44包括从上电池盖40垂直延伸以形成连通通道的壁。上迷宫式通道44与密封的上部端口42连通，并且包括上迷宫式电池单元通道440a-f，上迷宫式通道屏障441a-f，上混合区域442-1、442-2，上中心通道444和上部排气通道446-1、446-2。

上迷宫式电池单元通道440a-f分别对应于密封的上部端口42a-f。上迷宫式电池单元通道440a-f以如图4所示的各种形状的通道延伸自相应的密封上部端口42a-f，且每个上迷宫式电池单元通道440a-f首先朝向上电池盖40的相对侧40b延伸，然后通向端子侧40a。每个上迷宫式电池单元通道440a-f分别被多个上迷宫式通道屏障441a-f中断；用于上迷宫式电池单元通道440b的示例性上迷宫式通道屏障441b和用于上迷宫式电池单元通道440f的上迷宫式通道屏障441f在图2和图4中示出。上迷宫式电池单元通道屏障441a-f在图4所示的各种位置处减小上迷宫式电池单元通道440a-f的截面面积。

上迷宫式电池单元通道440a-c终止于第一上混合区域442-1，上迷宫式电池单元通道440d-f终止于第二上混合区域442-2。第一和第二上混合区域442-1和442-2中的每一个是由上迷宫式通道44约束的近似正方形区域。第一和第二上混合区域442-1和442-2位于端子侧40a上，并且还与上中心通道444连通。上中心通道444分成第一上排气通道446-1和第二上排气通道446-2。第一和第二上排气通道446-1和446-2中的每一个分别与上排气区域450-1和450-2连通。

上排气区域450-1和450-2是由上迷宫式通道44约束的近似正方形区域，并且在相对侧40b上位于上电池盖40的相对角附近。上排气区域450-1和450-2分别包含第一外部通风口460-1和第二外部通风口460-2。第一和第二外部通风口460-1、460-2可以是大致居中地位于上排气区域450-1和450-2中的圆柱形元件，并且与排气区域450-1和450-2连通。本领域的普通技术人员将理解，第一和第二外部通风口460-1和460-2可以是允许连通的各种已知形状。第一外部通风口460-1和第二外部通风口460-2分别包括与上电池盖40的外部区域连通的第一和第二通风出口461-1和461-2。

现在将描述形成图1所示的电池组件1的连接。

下电池盖30附接到上电池盖40以组装电池盖20。如图1和图2所示，下电池盖30和上电池盖40在它们各自的端子端30a，40a和相对端30b，40b对准。在该对准中，上电池盖40被放置在下电池盖30的顶部上，并且上电池盖40被固定并密封到下电池盖30。下电池盖30和上电池盖40可以通过机械元件，热密封，胶合或本领域普通技术人员已知的其它附接方式被附接到彼此，并且被密封。

下电池盖30和上电池盖40的配合对齐以在具有侧面251-254的组装电池盖20内在下电池盖30和上电池盖40之间产生封闭的迷宫24。迷宫24是从多个电池单元开口32a-f通向第一和第二排气出口461-1和461-2的一系列封闭通道。将参考图5描述电池盖20和迷宫24的元件。为了说明的目的，图5中所示的视图仅描绘了下电池盖30，但是将相对于具有迷宫24的完全对准的电池盖20描述所述元件。

如图1和图2所示，电池单元开口32a-f分别与密封的上部端口42a-f对准。下迷宫式通道34与上迷宫式通道44对准以产生电池盖20的迷宫式通道24。图3和图4中所示的上和下盖元件的编号基于电池盖20内的各个元件的对准；下迷宫式电池单元通道340a与上迷宫式电池单元通道440a对准以产生迷宫式电池单元通道240a，并且类似地用于迷宫式电池单元通道240b-f。第一下混合区域342-1与第一上混合区域442-1对准以形成第一混合区域242-1，下通道344与上通道444对准以形成通道244，第一下排气通道346-1与第一上排气通道446-1以形成第一排气通道246-1，第一下排气区域350-1与第一上排气区域450-1对准以形成第一排气区域250-1，并且类似地用于其它编号的元件。

组装的电池盖20被定位成使得电池单元开口32a-f与电池壳体的相应电池单元12a-f对准。电池盖20经由下电池盖30和电池壳体10之间的连接附接到电池壳体10的顶部并且密封电池壳体10的顶部。下电池盖30可以通过热密封，胶合或本领域普通技术人员已知的其它附接手段连接到电池壳体10。

当电池组件1从图1所示的直立方向倾斜90度时，电池组件1，特别是电池盖20提供了防止酸泄漏的额外保护。当电池组件1倾斜时，酸通过相应的电池单元开口32a-f离开电池单元12a-f，并进入电池盖20的迷宫24。当电池组件1倾斜90度到侧面142、144、146或148上时，电池盖20内的酸的约束将参考图5-9详细描述。

图5示出了酸在电池盖20内离开电池壳体10的一般路径50。如上类似地所述，为了说明的目的，图5所示的视图仅描绘了通过下电池盖30的路径50，但是将关于具有迷宫24的完全对齐的电池盖20描述路径50。

当通过电池单元开口32a-f离开电池单元12a-f时，酸或气体路径50开始；酸或气体聚集在由电池单元开口32a-f和密封的上部端口42a-f产生的区域中，并且当该量超过可用区域时，酸或气体离开进入迷宫式电池单元通道240a-f。在迷宫式电池单元通道240a-f内，上迷宫式通道屏障441a-f在某些位置减小了横截面积，并且可以阻止酸沿着路径50流动。沿着迷宫式电池单元通道240a-c的路径50在第一混合区域242-1中汇合，沿着迷宫式电池单元通道240d-f的路径50在第二混合区域242-2中汇合。离开电池单元开口32a-f的气体可以首先在第一或第二混合区域242-1、242-2中混合。如下所述，当电池组件1倾斜90度到任何一侧时，仅气体可在第一或第二混合区域242-1、242-2中混合，因为酸不会到达电池盖20的该区域。

来自第一和第二混合区域242-1和242-2的气体可以沿着路径50前进以在通道244中进一步混合。然后，路径50分成第一和第二排气通道246-1和246-2，第一和第二排气通道246-1和246-2分别通向第一和第二排气区域250-1和250-2。气体可最终在第一和第二排气出口461-1和461-2处离开电池盖20。

图6-9示出了当电池组件1倾斜90度到各个侧面上时电池盖20中的酸的水平面；酸水平面由电池单元12a-f中的酸水平面决定，并且可能进一步受到由阻塞电池单元12a-f和通气出口461-1和461-2之间的气流的酸所产生的气锁的限制。为了便于理解，每个所述附图仅示出了电池盖20的一半中的酸水平面。由于迷宫式电池单元通道240a-c是迷宫式电池单元通道240d-f的镜像形式，所以在图6-9中未示出的电池盖20的一半中的酸水平面仅仅是所描绘的一半的镜像版本。

图6示出了当电池组件1倾斜90度到侧面144上时，电池盖20中的酸水平面60。酸离开所示的电池单元开口32a-c并且部分地填充相应的迷宫式电池单元通道240a-c。如图6所示，当电池组件1在侧面144上时，每个迷宫式电池单元通道240a-c的一些部分在酸水平面60上方延伸。在该取向中，通过每个单独的电池单元开口32a-c离开的酸不会前进到第一混合区域242-1或以其它方式混合，从而防止任何电池单元12a-f之间的电连接。

图7示出了当电池组件1倾斜90度到侧面148上时，电池盖20中的酸水平面70。酸离开所示的电池单元开口32a-c并且部分地填充相应的迷宫式电池单元通道240a-c。如图7所示，当电池组件1在侧面148上时，每个迷宫式电池单元通道240a-c的一些部分在酸水平面70上方延伸。在该取向中，通过每个单独的电池单元开口32a-c离开的酸不会前进到第一混合区域242-1或以其它方式混合，从而防止任何电池单元12a-f之间的电连接。

图8示出了当电池组件1倾斜90度到侧面146上时，电池盖20中的酸水平面80。酸离开所示的电池单元开口32a-c并且部分地填充相应的迷宫式电池单元通道240a-c。如图8所示，当电池组件1在侧面146上时，每个迷宫式电池单元通道240a-c的一些部分在酸水平面80上方延伸。在该取向中，通过每个单独的电池单元开口32a-c离开的酸不会前进到第一混合区域242-1或以其它方式混合，从而防止任何电池单元12a-f之间的电连接。

图9示出了当电池组件1倾斜90度到侧面142上时，电池盖20中的酸水平面90。酸离开所示的电池单元开口32a-c并且部分地填充相应的迷宫式电池单元通道240a-c。如图9所示，当电池组件1在侧面142上时，每个迷宫式电池单元通道240a-c的一些部分在酸水平面90上方延伸。在该取向中，通过每个单独的电池单元开口32a-c离开的酸不会前进到第一混合区域242-1或以其它方式混合，从而防止任何电池单元12a-f之间的电连接。

如果倾斜90度到侧面142-148中的任一个上的电池组件1返回到图1所示的竖直取向，包含在迷宫式电池单元通道240a-f内的酸将跟随下迷宫式通道34的斜坡并经由电池单元开口32a-f返回到相应电池单元12a-f。

有利地，当采用盖20的电池组件1倾斜九十度到四个侧面中的任一侧面上时，本发明的电池盖20防止来自电池单元12a-f的酸混合。在电池盖20内保持来自各个电池单元12a-f的酸的隔离防止电池酸的有害溢出并延长电池的寿命。