专利名称：密封蓄电池的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种密封蓄电池，比如镍氢蓄电池、镍镉蓄电池和锂离子电池。更特别地，本发明涉及一种具有用于密闭地密封形成于其中的开孔的密封蓄电池，例如，该开孔用于排气和用于电解溶液的注入。
通常，象镍氢蓄电池、镍镉蓄电池和锂离子电池这样的密封蓄电池是按照一种工艺而制备的，其中包括把具有彼此层压并在它们之间具有隔板的正电极和负电极插入到封闭式的矩形圆柱金属罐中，把电解溶液注入到该罐中，然后把一密封板焊接到该罐的开孔。密封板具有用于排出在该电池中产生的气体的排气口。一个具有弹性阀门(安全阀装置)的金属盖体安排在该排气口中。该金属盖体被在其边缘焊接到该密封板，以便密封该电池。
现在参考具有弹性阀体的金属盖体的操作，由于该弹性阀体是被压缩的，因此当该盖体安装在该电池上时，该电池的内部能够保持气密。当在电池中产生的气体使内部压力升高到超过预定值时，该弹性阀体被压缩变形，以允许该气体易于得到释放。当电池内部的压力下降到该预定值之下时，该弹性阀体被从压缩释放，然后自发地恢复到再次保持该电池内部的气密性。
但是，由于上述弹性阀体仅仅保持插入在该金属盖体中，然后该金属盖体被安装在该密封板的排气口上，在电池的准备过程中(例如，在盖体的运输中)产生的振动使该弹性阀体脱离该金属盖体，从而不利地降低了生产率。
因此，使用一种方法涉及用一种粘合剂把弹性阀体结合到该盖体上，用于防止在电池生产过程中(即，盖体的运输中)由于振动使该弹性阀体从金属盖体上脱离。然而，难以使粘合剂的覆盖量均匀，这使得不可能获得预期的效果。此外，这种需要使粘合剂的覆盖量恒定的设备不是简单的，从而使该产生过程复杂化。
因此，本发明根据上述的问题而作出。本发明的一个目的是提供一种电池构造，使得弹性阀体等等不容易在电池的生产中从该盖体脱离，并因此增强生产量。
为了解决上述的问题，本发明第一方面是一种密封蓄电池，其中包括用于密封位于蓄电池上的开孔的盖体，其中所述盖体包括一个气密地固定在所述开孔上的法兰盘部分；一个从所述法兰盘部分突起并具有一个安装弹性体的空间的膨胀部分，以及一个形成在该膨胀部分内壁的钩子部分，用于保持形成在该周边侧壁上的环状边缘向外突出该弹性阀体，因此所述弹性阀体由所述钩子部分和所述环状边缘所固定，使得它能够被防止从所述盖体上脱离。
该电池的第二方面是根据该第一方面的密封蓄电池，其中所述钩子部分包括一个向内伸进该膨胀部分的侧壁的最低端的形成在该膨胀部分的内壁上的凸出部分，并且所述环状边缘是由该凸出部分钩住的。
该电池的第三方面是根据该第二方面的密封蓄电池，其中所述凸出部分包括多个用于在该突起的端部钩住所述环状边缘的突起。
该电池的第四方面是一个根据该第三方面的密封蓄电池，其中所述突起部分包括一对从彼此对称的两个位置倾斜向内伸出的突起。
该电池的第五方面是根据第二方面的密封蓄电池，其中所述膨胀部分在其侧壁具有用于通气的开孔，并且所述弹性体组成一个弹性阀体。
通过按照上文所述安排该盖体，该弹性阀体能够由该突起部分和环状边缘所保持，防止从该盖体上脱离，使得可能防止由于(例如，在该盖体的运输过程中的)振动使该弹性阀体从该金属盖体上脱离，并且因此提高生产量。此外，由于不需要用于固定该弹性阀体的粘合剂，因此生产设备和控制是简单的，使得便于这类盖体的安装。
该电池的第六方面是根据第二方面的一种密封蓄电池，其中所述环状边缘的外径大于所述突起部分之间的距离。
通过提供弹性阀体，使得在其外围侧壁上的环状边缘在这样一种方案中向外突出弹性阀体，使得该环状边缘的外径大于凸起部分之间的距离，并且该环状边缘与该盖体的内壁相接触，这样可以避免弹性阀体的错位，确保该弹性阀体能够在电池的内部压力到达预定值时产生压缩形变，因而能够足以地作为一种安全阀以及保持气密性。在此时，该突起部分被保持与该弹性阀体相分离。换句话说，该突起部分之间的距离小于该弹性阀体的环状边缘的外径，并且大于该弹性阀体的周边侧壁的外径。
该电池的第七方面是一种根据第二方面的密封蓄电池，其中所述钩子部分是在该顶板的向内突出的膨胀部分内侧壁上的向着所述法兰盘部分的倾斜部分。
该电池的第八方面是一种根据第七方面的密封蓄电池，其中所述膨胀部分具有一个在侧壁上用于通气的开孔，并且所述弹性体组成一个弹性阀体。
该电池的第九方面是一种根据第七方面密封蓄电池，其中所述环状边缘的外径大于所述倾斜部分之间的最小距离。
该电池的第十方面是一种根据第七方面的密封蓄电池，所述弹性体被安装为与该内侧壁和该膨胀部分的顶板相接触。
即使该膨胀部分具有一个在该内壁上由该膨胀部分的顶板向着法兰盘部分向内延伸的倾斜表面，取代在向该侧壁内部突出的膨胀部分一部分侧壁处的突起部分，该弹性阀体几乎能够用与上文所述相同的方式保持。
此外，按照本发明，一个没有安全阀功能的弹性体能够代替弹性阀体保持在该盖体中，这使得可能防止弹性体由于在该盖体的运输过程中产生的振动而从该盖体上脱离，并且气密地密封提供于该电池中的开孔，例如注入口。
图1为阐明第一实例的盖体的示意图，其中图1(a)是顶视图，图1(b)是部分剖面正视图，图1(c)是部分剖面侧视图，并且图1(d)是底视图。
图2阐明安装在图1的盖体上的弹性阀体，其中图2(a)是顶视图，图2(b)是部分剖面正视图，图2(c)是部分剖面侧视图，并且图2(d)是底视图。
图3是阐明第二实例的盖体的示意图，其中图3(a)是顶视图，图3(b)是部分剖面正视图，图3(c)是部分剖面侧视图，并且图3(d)是底视图。
图4是阐明安装在图3的盖体上的弹性阀体的示意图，其中图4(a)是顶视图，图4(b)是部分剖面正视图，图4(c)是部分剖面侧视图，并且图4(d)是底视图。
图5为阐明第三实例的的示意图，其中图5(a)是顶视图，图5(b)是部分剖面正视图，图5(c)是部分剖面侧视图，并且图5(d)是底视图。
图6为阐明安装在图5的盖体上的弹性阀体的示意图，其中图6(a)是顶视图，图6(b)是部分剖面正视图，图6(c)是部分剖面侧视图，并且图6(d)是底视图。
图7为示出使用图5的盖体的电池的示意图。
图8为示出使用图5的盖体的电池的部分剖面视图。
本发明将更进一步结合附图参照本发明的实施例进行描述，其中本发明适用于镍氢蓄电池。图1为阐明第一实例的盖体的示意图，其中图1(a)是顶视图，图1(b)是部分剖面正视图，图1(c)是部分剖面侧视图，并且图1(d)底视图。图1为阐明第一实例的盖体的示意图，其中图1(a)是顶视图，图1(b)是部分剖面正视图，图1(c)是部分剖面侧视图，并且图1(d)是底视图。图2阐明安装在图1的盖体上的弹性阀体，其中图2(a)是顶视图，图2(b)是部分剖面正视图，图2(c)是部分剖面侧视图，并且图2(d)是底视图。
图3是阐明第二实例的盖体的示意图，其中图3(a)是顶视图，图3(b)是部分剖面正视图，图3(c)是部分剖面侧视图，并且图3(d)是底视图。图4是阐明安装在图3的盖体上的弹性阀体的示意图，其中图4(a)是顶视图，图4(b)是部分剖面正视图，图4(c)是部分剖面侧视图，并且图4(d)是底视图。
另外，图5为阐明第三实例的的示意图，其中图5(a)是顶视图，图5(b)是部分剖面正视图，图5(c)是部分剖面侧视图，并且图5(d)是底视图。图6为阐明安装在图5的盖体上的弹性阀体的示意图，其中图6(a)是顶视图，图6(b)是部分剖面正视图，图6(c)是部分剖面侧视图，并且图6(d)是底视图。图7为示出使用图5的盖体的电池的示意图。图8为示出使用图5的盖体的电池的部分剖面视图。
1.盖体的制备(1)实例1本发明实例1的盖体10包括法兰盘部分11和向上突出法兰盘部分11的膨胀部分12，并且具有一个空间14，其中如图1和2所示装配弹性阀体15，并且可以通过一个冲压印模冲压镀镍钢板(例如，具有0.3mm的厚度)而制备。膨胀部分12具有开孔13和突起部分12a，13用于在其相对侧壁的较低部分通气，12a分别在相对侧壁的较低端向该侧壁的内部伸出。
一个要装配在该盖体10的膨胀部分12内的空间14中的弹性阀体15通过把EPDM(乙烯-丙烯-二烯橡胶)模压为基本上模压为柱体形状，并且包括形成在该柱体的外壁的中心上的环状边缘15a。该弹性阀体15的柱状部分的外径预定地略微比膨胀部分12的相对侧壁之间的最小尺寸更小。环状边缘15a的外径预定比突起部分12a之间的尺寸更大，并且等于该膨胀部分12的相对侧壁之间的最大尺寸。按照这种安排，当弹性阀体15装配在盖体10的膨胀部分12中的空间14内时，该弹性阀体15的环状边缘15a被该突起部分12a所啮合。因而，可以防止该弹性阀体15由于振动等等原因从该盖体10上脱离。
(2)实例2本发明实例2的盖体20包括法兰盘部分21和向上突出该法兰盘部分21的膨胀部分22，并且具有一个空间24，其中如图3和4所示装配弹性阀体25。该盖体20通过一个冲压印模冲压镀镍钢板(例如，具有0.3mm的厚度)而制备。膨胀部分22具有开孔23和倾斜部分22a，开孔23用于在其相对侧壁的较低部分通气，倾斜部分22a分别在相对侧壁向内部伸出。
一个要装配在该盖体20的膨胀部分22内的空间24中的弹性阀体25是通过把EPDM模压为基本上柱体形状而形成的，并且包括形成在该柱体的外壁的中心上的环状边缘25a。该弹性阀体25的柱状部分的外径预定地略微比膨胀部分22的相对侧壁之间的最小尺寸更小。环状边缘25a的外径预定比膨胀部分22的相对侧壁之间的最小尺寸更大，并且等于该膨胀部分22的相对侧壁之间的最大尺寸。按照这种安排，当弹性阀体25装配在盖体20的膨胀部分22中的空间24内时，该弹性阀体的环状边缘25a被该倾斜部分的下部所啮合。因而，可以防止该弹性阀体25由于振动等等原因从该盖体20上脱离。
(3)实例3本发明的实例3的盖体30包括法兰盘部分31和从该法兰盘部分31突出的膨胀部分32，并且具有一个空间34，其中如图5和6中所示按照有一个弹性体35。该盖体30通过一个冲压印模冲压镀镍钢板(例如，具有0.3mm的厚度)而制备。膨胀部分32具有倾斜部分32a，倾斜部分32a分别在相对侧壁向内部伸出。由于盖体30不需要作为一个安全阀单元，因此该膨胀部分32不具有任何用于在相对侧壁的下部分通风的开孔。因此，该弹性体35被提供用于密封下文所述的注入口。
一个要装配在该盖体30的膨胀部分32内的空间34中的弹性阀体35是通过把EPDM模压为基本上柱体形状而形成的。该弹性阀体35的柱状部分的外径预定地略微比膨胀部分32的相对侧壁之间的最小尺寸更大。按照这种安排，当该弹性体35装配在在盖体30的膨胀部分32中的空间34内时，该弹性体35的被该倾斜部分32a的下部所啮合。因而，可以防止该弹性阀体35由于振动等等原因从该盖体30上脱离。
2.弹性阀体或弹性体的下落测试分别对实例1至3的盖体10、20和30中的每一个准备10000个样本，从而准备如上文所述的常规盖体。确定从弹性阀体或弹性体脱离的盖体样本的数目。其结果如下表1所示。
表1
如上述表1所示，本发明的盖体10、20和30分别不使弹性阀体15和25以及弹性体35从其上脱离。
3.矩形镍氢蓄电池的制备(1)实例1
接着，制备具有相互叠层的氢吸收合金负电极板和镍正电极板其间放置有隔离层的一组电极板。如此制备的该组电极板然后被插入到闭合端部的菱形(矩形)金属罐中。从该组金属板的负电极板延伸的引线被连接到负电极端，而从正电极板延伸的引线被连接到正电极端。接着，一个密封板是通过把实例1的上述盖体10置于密封板(未示出)的通气孔上而制备的，然后把盖体10的法兰盘部分11的外围点焊到该密封板上。然后，包含30wt％(重量百分比)的氢氧化钾(KOH)水溶液的电解质溶液被注入到该金属罐中。然后，以前制备的密封板被激光焊接到该金属罐的开孔上，以制备实例1的密封矩形镍氢蓄电池。
(2)实例2通过把实例2的上述盖体20置于密封板的通气孔上，然后把盖体20的法兰盘部分的外围点焊到先前制备的密封板(未示出)。然后，包括30wt％(重量百分比)的氢氧化钾(KOH)水溶液的电解质溶液被注入到金属罐中，以制备实例2的密封矩形镍氢蓄电池。
(3)实例3另一方面，制备具有相互叠层的氢吸收合金负电极板和镍正电极板其间放置有隔离层的一组电极板。如图7和8所示，如此制备的该组电极板然后被插入到闭合端部的菱形(矩形)金属罐100中。从该组金属板的负电极板延伸的引线被连接到负电极端，而从正电极板延伸的引线被连接到正电极端。接着，一个密封板102被激光焊接到金属罐100的开孔101上。然后，包含30wt％(重量百分比)的氢氧化钾(KOH)水溶液的电解质溶液被通过位于其侧壁上的注入口注入到该金属罐中，然后把盖体30的法兰盘部分31的外围点焊到该金属罐上，制备实例3的密封矩形镍氢蓄电池。
4.电池密封性测试接着，为实例1至3的电池和常规例子的电池准备1000个样本。这些样本的每一个被完全充电，使其位于60℃的恒温室内持续1周时间，然后判断出现电解质溶液分别从盖体10、20和30泄漏的样本数(密封性的估计)。其结果在下表2中示出。
表2
如表2中所示，实例1至3的电池与常规例子的电池之间的比较表明，实例1至3的电池表现出电解质溶液泄漏的样本数不大于表现出电解质溶液泄漏的常规例子的电池样本数。相应地，包括盖体10、20和30的电池可以避免弹性阀体15和25以及弹性体35分别从盖体10、20和30上脱离，而保持其密封性与常规例子的电池相等，这极大地增加了产量。
在上述实例中，在弹性阀体15中的环状边缘15a最好位于该弹性阀体15的垂直中部。这是因为该弹性阀体15是相对于中心线垂直对称的，并且垂直一致，使得易于设计要安装在组合装置上用于把弹性阀体15固定在盖体10中的部件传送器。
环状边缘15a位于弹性阀体15的垂直中部的上述方案的缺点在于，如果其被用作为图3和4中所示的实例2的盖体中的安全阀时，该弹性阀体15的工作压力剧烈变化。但是，由于盖体的内径基本上在垂直方向上恒定，当上述具有盖体的内表面的环状边缘的接触可以保持恒定时，使其可以减小该安全阀的工作压力的变化。
另一方面，在实例2中，一个环状边缘可以位于该弹性阀体25的上部。因此，可以减小该弹性阀体25的高度，使其可能有利地减小该盖体的高度。
虽然上述实例已经参照碱性蓄电池进行了描述。但是，本发明可以被用作为注入有电解质溶液的锂离子电池的密封部分。
权利要求
1.一种密封蓄电池，其中包括用于密封位于蓄电池上的开孔的盖体，其中所述盖体包括一个气密地固定在所述开孔上的法兰盘部分；一个从所述法兰盘部分突出并具有一个安装弹性体的空间的膨胀部分，以及一个形成在该膨胀部分内壁的钩子部分，用于保持形成在该周边侧壁上的环状边缘向外突出该弹性阀体，因此所述弹性阀体由所述钩子部分和所述环状边缘所固定，使得它能够被防止从所述盖体上脱离。
2.根据权利要求1所述的密封蓄电池，其特征在于所述钩子部分包括一个向内伸进该膨胀部分的侧壁的最低端的形成在该膨胀部分的内壁上的凸出部分，并且所述环状边缘是由该凸出部分钩住的。
3.根据权利要求2所述的密封蓄电池，其特征在于所述凸出部分包括多个用于在该突起的端部钩住所述环状边缘的突起。
4.根据权利要求3所述的密封蓄电池，其特征在于所述突起部分包括一对从彼此对称的两个位置倾斜向内突出的突起。
5.根据权利要求2所述的密封蓄电池，其特征在于所述膨胀部分在其侧壁具有用于通气的开孔，并且所述弹性体构成一个弹性阀体。
6.根据权利要求2所述的密封蓄电池，其特征在于所述环状边缘的外径大于所述突起部分之间的距离。
7.根据权利要求2所述的密封蓄电池，其特征在于所述钩子部分是在该顶板的向内突出的膨胀部分内侧壁上的向着所述法兰盘部分的倾斜部分。
8.根据权利要求7所述的密封蓄电池，其特征在于所述膨胀部分具有一个在侧壁上用于通气的开孔，并且所述弹性体组成一个弹性阀体。
9.根据权利要求7所述的密封蓄电池，其特征在于所述环状边缘的外径大于所述倾斜部分之间的最小距离。
10.根据权利要求7所述的密封蓄电池，其特征在于弹性体被安装为与该内侧壁和该膨胀部分的顶板相接触。
全文摘要
提供一种电池结构,使得在电池的生产过程中弹性阀体不容易从该盖体上脱离,从而提高生产量。本发明的盖体10包括气密地固定到注入口和从法兰盘部分11突出的膨胀部分12,并且具有一个其中固定弹性阀体15的空间14。该膨胀部分12具有位于该侧壁上用于通气的开孔13,以及在该侧壁的较低端向侧壁内突出的突起12a从而该弹性阀体15可以由突起12a和弹性阀体15的环状边缘15a所固定,使其可以避免从该盖体10上脱离。从而可以提高产量。
文档编号H01M2/36GK1268775SQ0010352
公开日2000年10月4日 申请日期2000年3月27日 优先权日1999年3月30日
发明者长濑敬, 浜松太计男, 井上雅雄, 浅沼英之 申请人:三洋电机株式会社