专利名称：连接电池的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于连接多个串联电池的方法和装置，这种方法和装置可形成电池组件以产生所需的输出电压。
背景技术：
普通的电池包括一个底部圆柱形的金属电池外壳，它仅可以在一端打开并作为负极工作，以及一个有作为正极工作的金属电极板的密封件。为了连接多个串连的电池，每个电池的电极板和相邻电池的外壳，通过点焊电气地、机械地连接到单个连接器的各个点上。
在点焊操作时，没有挤压力通过焊接电极作用在被焊接的部件上，当表面电流沿着连接器表面和电极板流过时，大电流从焊接电极之间流过。不能使用有很厚的厚度或低规格电阻的连接器，因为这样的连接器会使得焊接操作相当困难。结果是，电池连接之间的电阻会非常大，以至于当大电流经过时，在连接处会增加很大的损失。此外，由于连接器本身不牢固的机械强度，电池之间机械连接强度不可避免地也不牢固。
纵观上述现象，本发明的发明人早就提出了如
图13及14所示，通过对现有连接器和传统焊接方法的改进，降低连接电阻并增强连接强度的电池连接装置。如图13所示的电池连接装置(参考日本专利公开号2000-149907)，连接电极部分3形成于密封件2的电极板7上，用于闭合电池外壳1的开口，连接电极部分轴向向外突出。这样，一组相邻电池B1与B2中的电池B1的连接电极部分3焊接到另一电池的电池外壳1的底部表面4上，即电池B2通过形成于连接电极部分3上的突出部分(未示出)的凸出焊接形成于连接电极部分3的，连接电极部分3与底部表面4相互直接焊接在天然金块8上，这样，电池B1和B2串联连接起来。
在图14所示的电池连接装置中(参考日本专利公开号Hei.10-106533)，连接器9用于连接一组相邻的电池B3和B4。连接器9包括一个平底部分11，平底部分11由其中一个电池的电极板10支撑，圆柱形部分12象套管一样围绕另一个电池、即电池B4的外壳1上，作为负极工作。圆柱形部分12上有多个圆形凸出13用于凸焊，底部11也有多个圆形凸出14用于凸焊。注意，图14示出了焊接操作之前的装置。连接器9和电池B3通过与底部11上的凸出14的凸焊相互连接在一起；连接器9和电池B4通过与电池外壳1上圆柱形部分12内表面上的凸出13的凸焊相互连接在一起。
上述电池连接装置的设计用于将相邻电池B1、B2、B3和B4分别通过凸焊连接以建立它们之间的电气连接。通过凸焊，需连接的两个元件通过凸出13和14上很小的区域相互连在一起，所以流经他们的电流集中在很小的接触区域而产生热量，由于很大的电阻而熔化用于焊接的凸出。因此，与点焊不同，这种装置不需要高的挤压力。
然而，在上述电池连接装置推向市场之前，还有待于解决伴随着的问题，它们还有待于改进。如图13所示的电池连接装置，电极板7通过模压制成，这样电极板7上用于凸焊的凸出不可避免会较薄。这样在凸焊过程中，流经被焊接元件的电流会集中在薄的凸出上，薄的凸出处可能被熔化，极大地增加了开裂的危险，致使电池中保存的电解液从裂缝中泄漏。
另一方面，如图14所示的电池连接装置要求连接器9中的底部11通过凸焊焊接到电池B3的电极板10上，而此连接器9的圆柱形部分12也通过凸焊焊接到电池B4的电池外壳1上。后一个凸焊操作需在非常不稳定的条件下进行。
更具体地，电池4的电池外壳1被套在连接器9的圆柱形部分12中，这样圆柱形部分12内表面上有多个用于凸焊的凸出与电池外壳1外表面相接。在这种情况下，正负焊接电极17和18分别与电池外壳1的外表面以及圆柱形部分12相接，通过用于凸焊的凸出13，电流从电池外壳1流向圆柱形部分12。
这样，由于焊接电极18需要与圆柱形部分12的外表面相接，这是一种不稳定的固定状态，所以很不容易进行成功的凸焊操作。换而言之，相邻电池B3和B4不可能在很好的条件下相互连接，从而在它们之间建立电气连接。
此外，连接器9的凸出13的高度需精确地一致，这样他们与电池外壳1的外表面的相接才有均衡一致的压力。还有，图14虽然没有示出，但是圆柱形部分12有多道狭缝以提供弹性，这使得它装到电池外壳1上时，有压力作用于电池外壳1。这意味着连接器9有复杂的外形，需要精密的加工形成良好的形状。
由于上述提及的问题，本发明的一个目的在于提供一种用于连接电池的方法和装置，它允许焊接和电气连接相邻的两个电池的凸焊操作，实现凸焊操作的方便、可靠和安全的良好的焊接质量，而不会引起任何问题，如溶液泄漏。
发明内容
根据本发明的一个方面，有一种通过连接器连接多个串联电池的相邻电池的装置，使电池之间建立电气连接，每个电池有一作为电极的底部圆柱形的电池外壳，一个用于闭合电池外壳开口的密封件，密封件作为正极工作；每个连接器有多个用于凸焊的凸出，它们形成在连接器的相对两侧；被相应连接器连接的两个相邻电池中的其中一个电池的密封件的电极板，通过一侧的凸出并通过凸焊而连接到连接器的一侧；另一个电池的电池外壳通过另一侧上的凸出经凸焊与连接器的另一侧连接，因此连接多个串联电池。
根据这个发明的另一种方面，有一种通过连接器连接多个串联电池的相邻电池的方法，使得电池之间建立电气连接，每个电池有一作为电极的底部圆柱形的电池外壳，一个用于闭合电池外壳开口的密封件，密封件作为正极工作，这种方法包括在连接器的两侧的每一侧有用于凸焊的多个凸出，每个连接器有一个板状的外形与电池外壳的外形相对应；将任意两个相邻电池中一个的电池外壳底部与连接器相应一侧上的凸出连接；将焊接电极与连接器的另一侧以及电池外壳的外表面相连；将电压作用于连接电池外壳底部和连接器一侧的焊接电极上；将另一电池的电极板的轴向向外突出连接电极部分与连接器另一侧的凸出连接；将焊接电极分别与连接电极部分的外表面以及电池外壳的外表面相接；并且将电压作用于连接连接电极部分和连接器一侧的焊接电极上，从而连接多个串连的电池。
根据本发明的又一方面，还有一种通过连接器连接多个串联电池的相邻电池的方法，使得电池之间建立电气连接，每个电池有一作为电极的底部圆柱形的电池外壳，一个用于闭合电池外壳开口的密封件，密封件作为正极工作，每个连接器有与电池外壳外形相对应的外形，并形成一个平底以及一个垂直地固定在平底的外围上的圆柱形部分，这种方法包括在每个连接器两侧的每一边形成用于凸焊的多个凸出；将任意两个相邻电池中一个的电池外壳的底部与连接器一侧上的对应凸出连接；将焊接电极分别与连接器的另一侧以及电池外壳的外表面相连；将电压作用于连接电池外壳的底部和连接器的一侧的焊接电极上；将另一电池电极板的轴向向外突出的连接电极部分与连接器另一侧上的凸出连接；将焊接电极相应地与连接电极部分的外表面以及电池外壳的外表面相连；以及将电压作用于连接连接电极部分和连接器一侧的焊接电极上，从而连接多个串连的电池。
根据本发明的又一方面，还提供了一种通过连接器连接多个相邻的串联电池的方法，使得电池之间建立电气连接，每个电池有一作为电极的底部圆柱形的电池外壳，一个用于闭合电池外壳开口的密封件，密封件作为正极工作，每个连接器有一底部，一从底部外围垂直向上的固定的壁部，以及从壁部顶端平行于底部向外延伸的凸缘，这种方法包括在每个连接器相对两侧的一侧的底表面形成多个用于凸焊的凸出，在连接器的连接凸缘相对侧上也形成多个用于凸焊的凸出；将任意两个相邻电池中一个的平的电极金属板与连接器底部相应的凸出连接；将焊接电极邻接在连接器另一侧上的、与连接器一侧的凸出相对应的各位置上；将电压作用于焊接电极金属板和连接器的的焊接电极上；将另一电池的电池外壳底部与连接器的连接凸缘相连；将焊接电极分别与连接凸缘表面以及另一电池外壳的外表面相连；以及将电压作用于连接连接凸缘和电池外壳底部的焊接电极上，从而连接多个串连的电池。
通过以下接合附图的描述，可以清楚地了解本发明的目的和特征。
附图的简要说明图1示出了本发明第一实施例的电池连接装置的纵向截面图；图2A、2B及2C分别示出了第一实施例中的连接器的平面图、透视图和正视图；图3A示出了第一实施例中连接两个电池的一个步骤的截面图，示出了焊接到电池外壳上之前的连接器，图3B示出了用于焊接的焊接电极的平面图，图3C示出了焊接到另一电池的电极板之前的连接器的截面图；图4A和4B分别示出了通过焊接以及通过使用图1中所示的电池连接装置电气连接多个电池形成的电池组件的正视图和透视图；图5示出了本发明第二实施例的电池连接装置的纵向截面图；图6A、6B及6C分别示出了第二实施例中的连接器的平面图、透视图和正视图；图7A示出了第二实施例中连接两个电池的一个步骤的截面图，示出了焊接到这些电池的其中一个电池外壳上之前的连接器，图7B示出了焊接到另一电池的电极板之前的连接器的截面图；图8A和8B分别示出了通过压焊以及通过使用图5中所示的电池连接装置电气连接多个电池形成的电池组件的正视图和透视图；图9示出了根据本发明第三实施例的电池连接装置的纵向截面图；图10A、10B、10C和10D分别示出了第三实施例中的连接器的平面图、透视图、正视图以及底视透视图；图11A示出了第三实施例中的连接两个电池的一个步骤的截面图，示出了焊接到这些电池中一个电池外壳上之前的连接器，图11B示出了焊接到另一电池的电极板之前的连接器的截面图；图12A和12B分别示出了通过压焊以及通过使用图9中所示的电池连接装置电气连接多个电池形成的电池组件的正视图和透视图；图13示出了一传统的电池连接装置的纵向截面图；以及图14示出了在电池被精确连接之前另一传统的电池连接装置的纵向截面图。
具体实施例方式
在下文中将通过参考附图对本发明进行详细介绍，以描述本发明的较佳实施方式。
图1示出了本发明第一实施例中的电池连接装置的纵向截面图。注意，图1所示为本发明申请的电池组件中的一个基本部件，不直接涉及本发明的电子发生元件以及其它元件被忽略。两个被连接的相邻的电池Ba1和Ba2按相同规格制造，电池外壳19和电池外壳19的底部为圆柱形的外形，这样除了端部打开外，他们各自容纳整个电池并作为负电极工作。每个电池外壳19和19上的开口端被密封件20闭合，密封件20含有一垫圈21，一作为正极的电极板22，一橡胶排气阀23以及一排气阀支撑片24。
更特别的是，电极板22是扁圆的，电极板22沿着垫圈21外圈相对对应的电池外壳19电气绝缘。电极板22通过垫圈21被牢固地固定在相应的嵌缝电池外壳19的开口端。电极板22在它的中央有一个圆形的排气阀容纳凹槽32，凹槽32有一碟子外形以形成容纳橡胶排气阀23的空间，在凹槽32中央有一个排气孔33。橡胶排气阀23有一个盘状的外形，它固定在排气阀容纳凹槽32中，同时被作为正极的排气阀支撑片24密封，以此来闭合排气孔33。当相应电池中的气压反常地升高达到预设的排气孔打开标准时，橡胶排气阀23在气压的作用下弹性变形并打开排气孔33。这样，结果是气体通过排气孔33和排气阀支撑片24的气体释放孔(未示出)，从电池的里面释放到电池的外面。
虽然电极板22与图13中的电池连接装置的电极片7一样，有一个环状的连接电极部分34从靠近外部边缘的地方向外突出，但它没有如电极板7的连接电极部分3中所有的用于凸焊的任何凸出。
在以上所述的电池连接装置中，由于这些电池其中一个的电极板22的连接电极部分34，而使两个相邻的电池Ba1和Ba2串连连接，即电池Ba1以及另一电池Ba2的电池外壳19的底部通过连接器27而连接。连接器27的外形如图2A、2B和2C所示，他们分别是连接器27的平面图、透视图和正视图。
参考图2A至2C，连接器27由金属盘制成，其直径比电池外壳19的外径略小，连接器27的中心有一中心孔28，使它形成环状的外形。四只用于凸焊的凸出29形成在沿着连接器27一侧(图2C中的下侧)的虚拟的圆周上，四只用于凸焊的凸出28也形成在沿着连接器27另一侧(图2C中的上侧)的虚拟的另一圆周上。从图2A可看出，相应的凸出29与30呈放射状排列。槽口31形成在沿着通孔28在两个任意相邻凸出29和30之间相应的中间位置上。槽口31的设计用于降低当凸出焊接时可能流过的无功电流。
现在通过参考图3A-3C，来描述通过使用连接器27连接两个电池Ba1和Ba2的过程。首先，连接器27焊接在电池Ba2的电池外壳19的底部，电池Ba2置于另一电池Ba1之上。图3A示出了连接器27被焊接到电池Ba2上之前的示意的纵向截面图。连接器27安装在正焊接电极37上，并由后者在凸出30处从下面提供支撑， 电池Ba2安装到连接器27上，一对负焊接电极38用于连接电池Ba2的电池外壳1 9的外表面。如图3B所示，一对负焊接电极38半圆连接表面38a分别与电池外壳19的外形相对应，与电池外壳19的相对侧面连接，这样，他们被直接抵压电池外壳19。在这种情况下，电池Ba2向下压，电池外壳19的底部抵压在连接器27上相应的四个凸出30上。
然后，来自变压器直流电源的预设的高直流电压作用在焊接电极37和38上进行持续10毫秒的凸焊。焊接电流集中在小的凸出30和电池外壳19的非常小接触区域上，因此有一个很小的接触电阻，产生的热量熔化凸出30，连接器27与电池外壳1 9在天然金块39上相互焊接在一起，如图1和图3C所示，连接器27的几乎整个上表面与电池外壳19的底部表面紧密接触。这样，连接器27与上面的电池Ba2的电池外壳19压焊在一起。
因此，如图3C所示，压焊在电池Ba2的电池外壳19的底部表面上的连接器27安装在下面电池Ba1的电极板22的连接电极部分34上，一对负焊接电极38用于连接上面电池Ba2的电池外壳19的外表面，正焊接电极40的板状插片40a用于接触下面电池Ba1的连接焊接电极34的外表面，以便凸焊。这样，凸出29被产生的热量熔化，连接器27和电极板22在图1所示的天然金块41上相互焊接在一起，支承四个凸出29的连接器27下侧环状部分与电极板22的连接电极部分34紧密地接触。这样，连接器27与下面电池Ba1的电极板压焊在一起，并通过连接器27形成串联。
用于接触连接电极部分34外表面的正焊接电极40有一板状的插片40a，插片40a的厚度可以使它插入电池Ba1上部与连接器27之间的缝隙。插片40a的相对两侧，除了在其前端的接触表面外带有绝缘片，绝缘片一般由氟类树脂制成。这样，当它插入狭缝时，板状插片40a不能与连接器27和/或电池Ba1的电池外壳19接触，以产生电子短路。
许多用于产生期望输出电压的电池通过使用上述的电池连接装置压焊在一起，形成电池组件。例如，六个电池Ba1到Ba6压焊在一起形成一个电池组件，如图4A和4B所示。一个普通的电池可用作最上面的电池Ba6。在上述的电池连接装置中，电极板22的连接电极部分34上无需形成用于凸焊的凸出，因为凸出29和30分别形成在连接器27相对两侧上。因此，虽然电极板22是通过压制形成的，但是电极板22的连接电极部分34没有薄的区域，这样，在凸焊时不会出现开裂，因此在电池组件42中不会发生溶液泄漏。此外，由于负焊接电极38直接与用于凸焊的电池外壳19外表面接触，电池外壳19在稳定的条件下被固定以便凸焊，因此始终可以获得焊接可靠的优良产品而不被退货。
当流经连接器27的电流聚集在上述电池连接装置中天然金块39和41上时，位于连接器27相对两侧上的、用于凸焊的、承受天然金块39和41的相应的凸出29和30呈放射状排列，如图2A所示，这样，相邻电池Ba1与Ba2之间的电流路径在电极板22和电池外壳19之间减到最小，而插入它们之间的连接器27将电阻减至最小程度。此外，通过使用电池连接装置形成的电池组件中，连接电池Ba1到Ba6的连接器27的直径与电池外壳19直径相同或略小，因此电池外壳19不需要任何向外的凸出，而不像图14中传统的电池连接装置中的连接器9的圆柱形部分12。这样，组件42容纳在一个非常简单外形的圆柱形外壳中。
图5示出了本发明第二实施例的电池连接装置的示意的纵向截面图，图5中，元件与图1中的一样或相似的，分别使用相同的参考符号，此处不再详述。这个实施例与第一实施例的差异仅在与连接器43的外形。
图6A、6B和6C分别是在这个实施例中使用的连接器43的示意的平面图、透视图和正视图。参考图6A到6C，连接器43有一个如整体的部件，部件的平底部分47由金属盘制成，它的直径基本上与电池外壳19的外径相等，部件上的一中心通孔44使它有环状的外形，圆柱形部分48从底部47的外围向上竖起，它的内径可以容纳相应的电池外壳19。
用于凸焊的四个凸出49沿着底部47一侧(图6C的较低的部分)的虚拟圆弧排列，用于凸焊的四个凸出50也沿着底部47的另一侧(图6C的较高的部分)的另一虚拟圆弧排列，从图6A中可看出，凸出49和50分别呈放射状排列。槽口51沿着通孔44在两个任意相邻凸出49和50之间相应的中间位置上。槽口51的设计用于降低焊接过程中流过的无功电流，下文将进行描述。
现在通过参考图7A和7B来描述通过使用连接器43连接两个电池Ba1和Ba2的过程。首先，连接器43焊接在电池Ba2的电池外壳19的底部，电池Ba2置于另一电池Ba1之上。图7A示出了连接器43被焊接到电池Ba2上之前的示意的纵向截面图。连接器43安装在正焊接电极37上，上面电池Ba2的电池外壳19部分地伸入连接器43的圆柱形部分48中，一对负焊接电极38用于连接电池Ba2的电池外壳19的外表面。这对负焊接电极38与图3B所示的负焊接电极一样，当他们直接抵压电池外壳19时，在相对两侧与电池外壳19相接触。在这种情况下，电池Ba2向下压，这样电池外壳19的底部压在连接器43相应的四个凸出50上。
然后，将预设的高直流电压施加在焊接电极37和38上以便凸焊。焊接电流集中在小凸出50和电池外壳19非常小的接触区域，因此，凸出50被产生的热量熔化，连接器43和电池外壳19在天然金块39上焊在一起，如图7B所示，连接器43几乎所有的上表面与电池外壳19的底部紧密接触。这样，连接器43与上面电池Ba2的电池外壳19压焊在一起。因为电池Ba2的电池外壳19伸入连接器43圆柱形部分48的较下端的部分，它被固定在稳定的状态，所以，负焊接电极38可靠地与电池Ba2的电池外壳19的外表面接触，凸焊操作得以可靠且方便地进行。
因此，如图7B所示，压焊在电池Ba2的电池外壳19的外表面上的连接器43安装在下面电池Ba1的电极金属板22的连接电极部分34上。一对负焊接电极38用于与上面电池Ba2的外表面相接触，正焊接电极40的片状插片40a用于凸焊时与下面电池Ba1的连接电极部分34的外表面相接触。这样凸出49被产生的热量熔化，连接器43和电极板22在天然金块41(如图5所示)上压焊在一起，连接器27较下侧承受四个凸出49的环状部分与电极片22的连接电极部分34紧密地相接触。
这样，通过使用连接器43，电池Ba1和Ba2被串联连接在一起。注意，正焊接电极40用于和电池Ba1的连接电极部分34的外表面相连接，它与图3C所示第一实施例中装置相似。正焊接电极40有一个片状的插片40a，插片40a的厚度可以使它插入电池Ba1上部与连接器43之间的缝隙。片状插片40a的相对两侧，除了在其前端的接触表面外带有绝缘片，绝缘片一般由氟类树脂制成。
许多用于产生期望的输出电压的电池通过使用上述的电池连接装置压焊在一起，以形成电池组件。例如，六个电池Ba1到Ba6压焊在一起形成一个电池组件52，如图8A和8B所示。一个传统的电池可用作最上面的电池Ba6。在上述的电池连接装置中，在电极板22的连接电极部分34上无需形成用于凸焊的凸出，因为凸出49和50分别形成在连接器43的底部47相对两侧上。因此，电极板22的连接电极部分34没有薄的区域，即使电极板22是通过压制形成的，这样，在凸焊时不会出现开裂，因而电池组件52没有溶液泄漏的情况。此外，因为上面电池Ba2可靠地容纳在连接器43的圆柱形部分48中，负焊接电极38直接与电池外壳19外表面接触，以便凸焊，电池外壳19在稳定的条件下固定以用于凸焊操作，因此始终可以获得可靠焊接的优良产品而不被退货。
当流经连接器43的电流聚集在上述电池连接装置的天然金块39和41上时，连接器43两侧上的、用于凸焊的、承受天然金块39和41的相应的凸出29和30呈放射状排列，如图6A所示，这样，相邻电池Ba1与Ba2之间的电流路径在电极板22和连接连接器43的电池外壳19之间最小，而插入它们之间的连接器27将电阻减至最小程度。
图9示出了本发明第三实施例的电池连接装置的示意的纵向截面图。图9中，元件与图1中一样或相似的，分别使用相同的参考符号，此处不再详述。根据这个实施例的电池连接装置而连接的电池Ba7和Ba8是相同的，同时符合相同的标准。他们与本发明第一、第二实施例中用到的电池Ba1到Ba6的不同之处仅在于电极板54没有任何连接电极部分，因此有一个基本上是平的板状外形。此外，电池Ba7与Ba8经很简单的工艺准备。此外，下面电池Ba7有一个覆盖住密封件20的绝缘件67，以下会有更详细的描述。
图10A、10B和10C分别是在图9电池连接装置实施例中使用的连接器57的示意的平面图、透视图和正视图。参考图10A到10D，连接器57包括一个圆形底部59，底部59由金属盘制成，它的直径基本上与电池外壳19的外径相等，在部件形成一中心通孔58，使得连接器57有环状的外形，一个从底部59的外侧边缘向上竖起的壁部60，以及从竖起的壁部60上部向外延伸的环状连接凸缘61。它的内径可以容纳相应的电池外壳19。竖起的壁部60的高度比作为正极工作的排气阀支撑片24高得多。
用于凸焊的四个凸出62沿着底部59一侧(图10C的较低的部分)的虚拟圆弧排列，用于凸焊的四个凸出63沿着连接凸缘61的另一侧(图10C的较高的部分)的另一虚拟圆弧排列，可以从图10A中看出，凸出62和63分别呈放射状排例。槽口64在沿着通孔58在两个任意相邻凸出62和63之间相应的中间位置上。槽口64的设计用于降低凸焊接过程中的无功电流，在下文中将进行描述。
现在通过参考图11A和11B，来描述通过使用连接器57连接两个电池Ba7和Ba8的过程。首先，在这个实施例中，连接器57焊接在下面电池Ba7的电极板54的上表面，图11A示出了这个实施例中压焊两个电池的一个步骤的截面图，示出了焊接到电池Ba7上之前的连接器57。其次，绝缘件67有一个环状的接合片67a，接合片67a从位于圆柱形部分端部开口处的外缘向里突出，它可以绕着电池外壳19放置以覆盖电池外壳19，接合片67a钩在电池Ba7相应端部的电池外壳19的嵌缝上。
随后，排气阀支撑片24延伸过通孔58，连接器57安装在电池Ba7的电极板上。接着，正负焊接电极68和69分别压在相对凸出62的连接器57底部59的相应的位置上。这样连接器57的四个凸出62被压在电极板54上。
然后，将预设的高直流电压施加在焊接电极68和69上，以便凸焊。焊接电流集中在小凸出62和电极板54的接触区域，因此，凸出62被产生的热量熔化，连接器57和电极板54在天然金块41上相互焊在一起，连接器57底部59几乎所有的上表面与电极板54紧密接触。这样，连接器57和电极板54压焊在一起。
随后，如图11B所示，上面电池Ba8的电池外壳19安装在电池Ba7的连接凸缘61上，连接凸缘61压焊在电池Ba7的电极板54上，负焊接电极38用于与电池Ba8电池外壳19的外表面相连，正焊接电极70的片状插片70a与用于凸焊的连接器57的连接凸缘61的下表面相连。注意，焊接电极70的片状插片70a的厚度基本上与绝缘件67的接合片67a和连接器57的连接凸缘之间的间隙一致，并且没有绝缘片，不象第一实施例中正焊接电极40的片状插片40a。这是因为由于有了绝缘件67的接合片67a，片状插片70a不会与下面电池Ba7的电池外壳19相接触，它只与连接器57有电气接触。
当上面电池Ba8通过连接器57压向下面电池Ba7时，片状插片70a穿插在绝缘件67接合片67a与连接器57连接凸缘61之间，支撑连接凸缘61，防止连接凸缘61变形，使连接凸缘61上的凸出63与上面电池Ba8电池外壳19的底部可靠地紧密地接触，这样可以进行可靠的凸焊操作，虽然连接器57连接凸缘61与连接器57是一个整体而没有稳定地固定。
凸焊操作的结果是，凸出63被产生的热量熔化，连接器57的连接凸缘61和电池外壳19的底部在天然金块39(如图9所示)上焊在一起，连接凸缘61几乎全部与电池外壳19紧密接触，电池Ba7和电池Ba8通过连接器57串连连接。
许多用于产生期望的输出电压的电池通过使用上述的电池连接装置压焊在一起，以形成电池组件。例如，六个电池Ba7到Ba12压焊在一起形成一个电池组件71，如图12A和12B所示。一个传统的电池可用作最上面的电池Ba12。还是在上述的电池连接装置中，在电极板54上同样无需形成用于凸焊的凸出，因为凸出62和63形成在连接器54相应的两侧上。因此，电极板54没有任何薄的区域，即使电极板54是通过压制形成的，这样，在凸焊时不会出现开裂，因此电池组件71没有溶液泄漏的情况。此外，由于负焊接电极38直接与电池外壳19外表面接触，以便凸焊，电池外壳19在稳定的条件下固定以用于凸焊操作，因此始终可以获得可靠焊接的优良产品而不被退货。
当流经连接器57的电流聚集在上述电池连接装置的天然金块39和41上时，连接器57两侧上的、用于凸焊的、承受天然金块39和41的相应的凸出29和30呈放射状排列，如图10A所示，这样，相邻电池Ba1与Ba2之间的电流路径在电极板54和连接连接器57的电池外壳19之间最小，而插入它们之间的连接器57将电阻减至最小程度。此外，在通过使用电池连接装置形成的电池组件71中，连接电池Ba7到Ba12的连接器57的直径与电池外壳19直径相同或略小，因此电池外壳19不需要任何向外的凸出，而不像图14中传统的电池连接装置中的连接器9的圆柱形部分12。组件71容纳在一个非常简单外形的圆柱形外壳中。
工业应用如上所述，根据本发明的电池连接装置包括用于凸焊且两侧有凸出的一个连接器，它不再需要用于凸焊的电极金属板的连接电极部分。因此电极金属板不再有任何薄的区域，在焊接凸起时不会出现开裂，因而凸焊过程中没有溶液泄漏的情况。
根据本发明的电池连接方法，电池外壳在稳定的条件下固定以用于凸焊操作，因此始终可以获得可靠焊接的优良产品而不被退货。
权利要求
1.一种电池连接装置，通过使用连接器(27，43，57)焊接多个串联电池中相邻两个电池以建立电气连接，每个所述的电池有一个作为电极的底部圆柱形的电池外壳(19)，以及用于闭合电池外壳(19)开口的密封件(20)，所述的密封件(20)作为相反的电极工作，其中所述连接器(27，43，57)的相对两侧有多个用于凸焊的凸出(29。30，49，50，62，63)，被连接的两个相邻电池中的其中一个的所述密封件(20)的电极板(22)通过在一侧面上的凸出(29，49，62)并通过凸焊，焊接到所述连接器(27，43，57)的所述一侧上，以及另一电池的电池外壳(19)通过在另一侧上的凸出(30，50，63)并通过凸焊，焊接到所述连接器(27，43，57)的所述另一侧上。
2.如权利要求1所述的电池连接装置，其特征在于所述连接器(27)有一个对应于电池外壳(19)外形的平的板状外形，一轴向向外凸出的环状连接电极部分(34)形成在沿着电极板(22)外围的位置上，所述连接电极部分(34)通过凸出(29)并通过凸焊被焊接在所述连接器(27)的所述的一侧的多个位置上。
3.如权利要求1所述的电池连接装置，其特征在于所述连接器(43)有一个外形与电池外壳(19)外形对应的平的板状底部(47)和一个从所述底部(47)的外围垂直延伸的圆柱形部分(48)，一轴向向外凸出的环状连接电极部分(34)形成在沿着电极板(22)外围的位置上，所述连接电极部分(34)通过凸出(49)并通过凸焊被焊接到所述连接器(43)的所述的一侧的多个位置上，以及局部插入所述圆柱形部分(48)的所述电池外壳(19)的底部，通过相应的凸出(50)并通过凸焊，焊接到所述连接器(43)的所述另一侧上。
4.如权利要求1所述的电池连接装置，其特征在于所述连接器(57)有一圆形的底部(59)，底部(59)有一个通孔(58)，通孔(58)允许电极(24)从密封件(20)的中心部分轴向向外凸出地穿过，一个从所述电极(24)上方的底部外缘垂直竖起的壁部(60)，以及从壁部(60)顶部外缘延伸并具有一个与电池外壳(19)外形对应的外形的一环状连接凸缘(61)，所述电池的所述电极板(54)通过凸出(62)并通过凸焊被焊接到所述底部(59)的所述的一侧的多个位置上，以及所述另一电池的电池外壳(19)的底部通过凸出(63)并通过凸焊被焊接到所述连接凸缘(61)的所述的另一侧。
5.一种电池连接方法，通过使用连接器(27)焊接多个串联电池中的相邻两个电池以建立电气连接，每个所述的电池有一个作为电极的底部圆柱形的电池外壳(19)，以及一个用于闭合电池外壳(19)开口的密封件(20)，所述的密封件(20)作为相反的电极工作，这种方法包括在所述连接器(27)的两侧形成多个用于凸焊的凸出(29，30)，所述连接器(27)有一个对应于电池外壳(19)外形的平的板状外形；将任何相邻两个电池中的一个的电池外壳(19)的底部与所述连接器(27)的一侧上的凸出(30)相接触；将焊接电极(37，38)分别与所述连接器(27)的另一侧以及所述电池外壳(19)的外表面相连；将电压施加在用于焊接所述电池外壳(19)和所述连接器(27)所述一侧的所述焊接电极(37，38)上；将所述另一个电池电极板(22)中轴向向外凸出的连接电极部分(34)与所述连接器(27)另一侧的凸出(29)相接触；将焊接电极(38，40)分别与所述电极连接部分(34)的外表面以及电池的电池外壳(19)的外表面相连；以及将电压施加在用于焊接所述连接电极部分(34)和所述连接器(27)的所述另一侧的焊接电极(38，40)上。
6.一种电池连接方法，通过使用连接器(43)焊接多个串联电池中相邻两个电池以建立电气连接，每个所述的电池有一个作为电极的底部圆柱形的电池外壳(19)，以及用于闭合电池外壳(19)开口的密封件(20)，所述的密封件(20)作为相反的电极工作，所述连接器(43)有一个与所述电池外壳(19)的外形相对应的外形，并形成有一个平底(47)以及一个从所述平底的外缘垂直竖起的圆柱形部分(48)，这种方法包括在所述连接器(43)的两侧形成多个用于凸焊的凸出(49，50)；将任何相邻两个电池中的一个的电池外壳(19)的底部与所述连接器(43)的一侧上的凸出(50)相接触；将焊接电极(37，38)分别与所述连接器(43)的一侧以及所述电池外壳(19)的外表面相连；将电压作用于焊接所述电池外壳(19)底部和所述连接器(43)所述一侧的焊接电极(37，38)上；将所述另一个电池的电极板(22)中轴向向外凸出的连接电极部分(34)与所述连接器(43)另一侧的凸出(49)相接触；将焊接电极(38，40)分别与所述电极连接部分(34)的外表面以及电池的电池外壳(19)的外表面相连；以及将电压施加在用于焊接所述连接部分(34)和所述连接器(43)的所述的另一侧的焊接电极(38，40)上。
7.一种电池连接方法，通过使用连接器(57)焊接多个串联电池中相邻两个电池以建立电气连接，每个所述的电池有一个作为电极的底部圆柱形的电池外壳(19)，以及用于闭合电池外壳(19)开口的密封件(20)，所述的密封件(20)作为相反的电极工作，所述连接器(57)有一底部(59)、从所述底部(59)外缘垂直竖起的一个壁部(60)，以及从所述壁部(60)顶端向外延伸并与所述底部平行的连接凸缘(61)，这种方法包括在所述连接器(57)底部的相对两侧的一侧形成多个用于凸焊的凸出(62)，在所述连接器(57)连接凸缘(61)另一边也形成多个用于凸焊的凸出(63)；将任何两个相邻电池中的一个电池的平的电极板(54)与所述连接器(57)底部的凸出(62)相接触；将焊接电极(68，69)邻接在所述连接器(57)另一侧上的、与在所述连接器(57)所述一侧上的凸出(62)相对应的各位置上；将电压施加在用于焊接所述电极板(54)和所述连接器(57)的所述焊接电极(68，69)上；将另一电池的电池外壳(19)的底部与连接器(57)的所述连接凸缘(61)相接触；将焊接电极(38，70)分别连接在所述连接凸缘(61)的对应表面和另一电池的电池外壳(19)的外表面上；以及将电压施加在用于焊接连接器(57)所述的连接凸缘(61)和所述电池外壳(19)的底部的所述焊接电极(38，70)上。
全文摘要
多个用于凸焊的凸出(29，30)分别形成在连接器(27)的两侧。相邻两个电池中其中一个电池(Ba1)上密封件(20)的电极板(22)通过凸出(29)，经凸焊被焊接到连接器(27)的一侧上，另一电池(Ba2)的电池外壳(19)通过凸出(30)，经凸焊被焊接到连接器(27)的另一侧上。
文档编号H01M2/24GK1513216SQ01820240
公开日2004年7月14日 申请日期2001年12月13日 优先权日2000年12月13日
发明者平野不二夫, 鯨井昭夫, 夫 申请人:松下电器产业株式会社