专利名称：一种铅酸电池壳体密封装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种铅酸电池壳体密封装置，尤其是一种在蓄电池的壳体与壳盖的相互接触截面上设置导能线的密封装置。属于蓄电池制造技术领域。
背景技术：
传统的铅酸电池制造工艺和技术已经历了一个多世纪的历程。在一个多世纪的发展过程中，传统的生产及加工技术被不断地革新，新的技术和设备被不断地被采用。
在传统的铅酸电池生产制造过程中，电池壳体的材料通常采用的是橡胶或塑料，比如聚丙烯、ABS树脂或其它类高分子材料的单体聚合物或共聚物高聚物。在电池的壳体与壳盖的连接工艺上，目前通常采用的工艺有胶封、热熔或热封。
采用胶封工艺是通过粘接的方式，将电池的壳体与壳盖在欲连接的位置通过粘接材料的作用将两者结合在一起，粘接材料通常为粘接胶。电池壳体整体，即壳体与壳盖的连接性能好坏，包括粘接位置的机械强度、气密封性能、耐老化及耐酸等性能，主要取决于粘接胶的材料和性能，电池壳体的材料和表面状态，粘接工艺条件等诸多因素。这些条件必须严格控制才能得到满意的效果。尤其是在阀控密闭式铅酸电池中，电池壳体整体，即壳体与壳盖的连接性能，主要体现为电池壳体的密封性能好坏，会直接影响到电池的使用性能。在阀控密闭式铅酸电池中，电池壳体整体，即壳体与壳盖的密封通常采用环氧类树脂胶或其它类粘接胶，不但对粘接胶材料性能有严格的要求，同时对电池壳体也需要有严格的要求。比如对壳体与壳盖的尺寸与结构的配合、预留胶槽的空间、表面清洁度以及对固化温度、时间、压力的严格要求。因此，目前在阀控密闭式铅酸电池生产中普遍采用的粘接工艺存在工艺要求严格、操作复杂、效率低、成本高等弊病。
热熔或热封工艺是目前在铅酸电池生产中完成电池壳体整体，即壳体与壳盖密封广泛采用的另一中工艺。该工艺是通过电加热方式，将电池壳体与壳盖的欲连接位置加热至熔融状态，通过控制加热电加热板的温度来实现，再在欲连接位置施加一定的压力将两者结合在一起。与胶封工艺相比，该工艺需要专用的设备和相应的热封模具，操作相对简单、效率有所提高。然而，采用电加热方式热封工艺也存在一定的弊病。因为在加工过程中必须要对欲焊接的塑胶件相对应的欲连接界面同时进行加热，使欲连接界面同时达到可以焊接或熔接的状态时才停止加热，撤除加热部件，比如加热板后，立即将相对应的两个欲焊接界面在一定的压力下对接，完成连接。整个过程控制复杂、能量消耗大、效率较低；同时，焊接或熔接界面不可避免地要残留一定的熔融物痕迹，影响美观。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种铅酸电池壳体密封装置，该密封装置使铅酸电池更易于加工，生产效率高，加工成本低，密闭特性优良，外观光洁美观。
本实用新型所要解决的技术问题是通过如下的方案实现的一种铅酸电池壳体密封装置，它包括电池壳体和壳盖，在壳体与壳盖相互接触面之间，设有用于将蓄电池的壳体与壳盖在相互接触表面处采用超声波焊接后熔合、连接、实现外壳整体闭合的导能接触层。该导能接触层的面积小于壳体的整体截面积，其面积大小可根据具体情况来确定。通常情况下，蓄电池的壳体厚度为0.3-5毫米。
导能接触层可以分别与壳体或者壳盖一体设置的，或者在壳体和壳盖上同时设置，保证其设置在壳体与壳盖相互接触面之间彼此相对应的位置上即可，且其在壳体与壳盖的接触面之间连续设置。
导能接触层的材料与电池壳体材料相同，均为非金属材料，该非金属材料包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯烯、聚苯乙烯、ABS、聚碳酸脂、或是上述两种或两种以上物质的共聚合物，或是其它类高分子材料的单体聚合物或共聚物。
该铅酸电池为密封阀控式铅酸蓄电池，其形状可以为圆柱形或椭圆柱形或棱柱形等多种形状。
综上所述，本实用新型在电池壳体和壳盖的接触面上设置导能接触层，同时采用超声波焊接来完成壳体和壳盖的密封。所用的设备简单，操作方便、能耗低、效率高，焊接处的机械强度、气密性能、耐老化、耐酸等性能均高于现有技术。同时采用超声焊接技术焊接后塑胶件的界面外观没有热封焊接或熔接或胶封的工艺方法所留下来的明显痕迹，电池外部整齐美观，实用性强。
图1为本实用新型电池整体结构示意图；图2为本实用新型电池壳体剖面图；图3为本实用新型图2的A局部放大图；图4为本实用新型电池壳体俯视图；图5为本实用新型图4的B局部放大图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的技术方案进行详细地说明。
如图1所示，为本实用新型电池整体结构示意图。从图中可知，本实用新型为一种铅酸电池壳体密封装置，它包括电池壳盖1和壳体2，以注塑的方法分别制备壳盖1与壳体2，在壳体2与壳盖1相互接触面之间，设有用于将壳体2与壳盖1密封连接的导能接触层。该导能接触层的面积大大小于壳体2的整体截面积。通常情况下，蓄电池的壳体2厚度为0.3-5毫米。
如图2所示，为本实用新型电池壳体剖面图，图3为图2的A局部放大图。如图2、图3所示并结合图1可知，导能接触层21设置在壳体2与壳盖1相互接触面之间彼此相对应的位置上，可以分别与壳体2或者壳盖1一体设置的，或者在壳体2和壳盖1上同时设置，只要保证其对应位置即可，且该导能接触层21在壳体2与壳盖1的接触面之间是连续设置的。
该导能接触层21在壳体2的截面上的设置位置如图4、图5所示，分别为本实用新型电池壳体的俯视图和图4中的B局部放大图。从图4、图5中可知，导能接触层21的设置面积小于壳体2的截面总面积，其设置面积的大小，可以根据实际的需要进行调整。
导能接触层21的材料与电池壳体2的材料相同，均为非金属材料，该非金属材料包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯烯、聚苯乙烯、ABS、聚碳酸脂、或是上述两种或两种以上物质的共聚合物，或是其它类高分子材料的单体聚合物或共聚物。
该铅酸电池为密封阀控式铅酸蓄电池，可以为圆柱形或椭圆柱形或棱柱形等多种形状。
导能接触层21是在电池壳体2焊接处接触面设置的，采用超声波焊接实现对电池壳体2与壳盖1之间的密封，将蓄电池的壳体2与壳盖1在相互接触表面处熔合、连接，实现外壳的整体闭合。为了使密封连接后的电池的壳体2与壳盖1的连接位置整齐美观，导能接触层21产生的接触面远小于壳体2整体的截面，这样还可以用来集中超声焊接时的能量，在较小的能量下该导能接触层21先于整体面熔化并实现焊接。可以使焊接面牢固，光滑，不出现外观变形和焊痕。具体到加工过程中，是通过超声波设备将产生超声波能量通过焊头传导到欲焊接的工件的焊接面或焊接区上，采用的频率范围为10-30kHz，通过施加一定的压力和保持一定焊接时间，使欲焊接的工件的焊接面局部产生高温、熔化并粘合。在加工过程中，可根据电池壳盖1的结构和尺寸，加工超声波模具与电池上盖的尺寸配合。采用商品化的超声波焊接设备，可选择频率为10-30KHz的范围，较佳范围为15-30KHz的频率范围，更佳范围为15-20KHz的频率范围。利用选用的确定频率，通过调整时间和压力，保压时间或控制施加在欲焊接物件上的压力，完成电池壳体2与壳盖1焊接或熔接，完成电池外壳整体的闭合。
本实用新型特别适用于铅酸蓄电池壳体2与壳盖1之间的闭合，尤其是适合于密封阀控式铅酸蓄电池壳体2与壳盖1之间的闭合，用于外型为圆柱形或椭圆柱形或棱柱形的密闭式铅酸蓄电池壳体2与壳盖1之间的具有气密性的闭合连接，效果更佳。
在实现外壳整体的闭合密封时，密封后外壳整体可以承受的内压或外压力为0.1-10个大气压力。
综上所述，本实用新型没有延续传统的胶封、热熔或热封的工艺来加工铅酸电池，而是在电池壳体和壳盖的接触面上设置导能接触层，同时采用超声波焊接来完成壳体和壳盖的密封。所采用的加热原理与热传导的机理不同，是通过超声波换能器将高频震荡信号转变为相应频率的机械能，施加于欲焊接的塑胶件的界面，使塑胶件结合处的局部在瞬时产生高热后熔化，达到粘合效果。所用的设备简单，操作方便、能耗低、效率高，焊接处的机械强度、气密性能、耐老化、耐酸等性能均高于现有技术。同时采用超声焊接技术焊接后塑胶件的界面外观没有热封焊接或熔接或胶封的工艺方法所留下来的明显痕迹，电池外部整齐美观，实用性强。
采用本实用新型的结构可以应用于相同的壳体材料，也可以适用于非金属与金属之间的熔焊性连接以及金属物件在非金属材料中的埋植处理。
最后需要说明的是以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而未脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
权利要求1.一种铅酸电池壳体密封装置，它包括电池壳体和壳盖，其特征在于在所述的壳体与壳盖相互接触面之间，设有采用超声波焊接后熔合连接、实现外壳整体闭合的导能接触层。
2.根据权利要求1所述的铅酸电池壳体密封装置，其特征在于所述的导能接触层的面积小于壳体的整体截面积。
3.根据权利要求1所述的铅酸电池壳体密封装置，其特征在于所述的导能接触层与壳体是一体设置的。
4.根据权利要求1所述的铅酸电池壳体密封装置，其特征在于所述的导能接触层与壳盖是一体设置的。
5.根据权利要求1所述的铅酸电池壳体密封装置，其特征在于所述的导能接触层在壳体与壳盖相互接触面之间连续设置。
6.根据权利要求1所述的铅酸电池壳体密封装置，其特征在于所述的导能接触层的材料与壳体材料相同，为非金属材料。
7.根据权利要求6所述的铅酸电池壳体密封装置，其特征在于所述的非金属材料为聚乙烯、聚丙烯、聚苯烯、聚苯乙烯、ABS、聚碳酸脂、或是上述两种或两种以上物质的共聚合物，或是高分子材料的单体聚合物或共聚物。
8.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的铅酸电池壳体密封装置，其特征在于所述的铅酸电池为密封阀控式铅酸蓄电池。
9.根据权利要求8所述的铅酸电池壳体密封装置，其特征在于所述的阀控密闭式铅酸蓄电池的外型为圆柱形、椭圆柱形或棱柱形。
10.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的铅酸电池壳体密封装置，其特征在于所述的蓄电池壳体厚度为0.3-5毫米。
专利摘要一种铅酸电池壳体密封装置，它包括电池壳体和壳盖，在壳体与壳盖相互接触面之间，设有导能接触层，该导能接触层用于将蓄电池的壳体与壳盖在相互接触表面处采用超声波焊接的方式熔合连接，实现外壳整体闭合。本实用新型通过采用超声波焊接处理，使结合处紧密坚固，具有高机械强度，高耐蚀性能和高气密闭性；蓄电池生产效率高、能耗低、操作简单、加工成型美观以及壳体密闭性好。
文档编号H01M2/08GK2727973SQ20042009299
公开日2005年9月21日 申请日期2004年9月21日 优先权日2004年9月21日
发明者钟石, 王佳兆 申请人:钟阳