专利名称：棱柱形蓄电池的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种棱柱形蓄电池，该蓄电池包括第一电池容器、容纳在 第一电池容器中的第一电池板叠堆、至少一个第二电池容器、容纳在第二 电池容器中的一个第二电池板叠堆，其中第一电池容器和第二容器由电绝 缘的中间壁分开，该中间壁包括至少一个第一电池接触连接器金属片，该 至少一个第一电池接触连接器金属片被布置在第一电池容器内，其被连接 到中间壁上并且与第一电池板叠堆相接触，并且该中间壁还包括至少一个 第二电池接触连接器金属片，该至少一个第二电池接触连接器金属片被布 置在第二电池容器中并且与第二电池板叠堆相接触。在这种情况下，第一 电池接触连接器金属片和第二电池接触连接器金属片彼此导电地连接起 来。
根据第二方面，本发明涉及一种制造棱柱形蓄电池的方法，该方法包
括下面步骤(a)提供具有第一电池容器和至少一个第二电池容器的壳体，
借助电绝缘中间壁使该至少一个第二电池容器与第一电池容器分开，(b) 把至少一个第一电池接触连接器金属片引入到第一电池容器中；(c)把至
少一个第二电池接触连接器金属片引入到第二电池容器中，(d)把该至少 一个第一电池接触连接器金属片连接到该至少一个第二电池接触连接器金 属片上；及(e)分别把至少一个第一电池板组引入到第一电池容器中，从 而它与该至少一个第一电池接触连接器金属片产生永久接触，及(f)分别 把至少一个第二电池板叠堆引入到第二电池容器中，从而它与该至少一个 第二电池接触连接器金属片产生接触。
背景技术：
例如，在DE 10 2004 003 066 Al中公幵了这种类型的棱柱形蓄电池。 其中所描述的这种棱柱形蓄电池的缺点是它的制造复杂。这是由于在连续 安装的过程中不得不安装板叠堆。在进行该连续安装的期间，单个电池容
6器的板叠堆被逐渐地引入到相应的电池容器中并且被相互焊接。这导致制 造时间较长。
DE 26 19 865公开了一种普通的棱柱形蓄电池，在该蓄电池中，板叠 堆通过用作弹性导体镶嵌件的膨胀金属件被连接到位于电池壁上的导体金 属片上。其缺点是，由于需要较大的力，因此在插入板叠堆期间容易损坏， 这产生了不合格品。
发明内容
本发明的目的是提供一种棱柱形蓄电池和制造该棱柱形蓄电池的方 法，该蓄电池的制造只产生很少的不合格品，板叠堆仍然可靠地被固定在 该蓄电池中。
本发明借助包括权利要求1的特征的棱柱形蓄电池和权利要求14的方 法解决了这个问题。
其优点是，可以同时安装与不同电池容器相关联的接触连接器金属片。 因此，如果棱柱形蓄电池包括两个以上的电池容器、尤其是大量电池容器， 那么邻近电池容器的接触连接器金属片可以并行地被固定在各自的中间壁 上。因此，仅在一个工作步骤中仅使用一个机器安装所有接触连接器金属 片是可能的，这明显地使制造时间最小化了。
另一个优点是，该容器的侧壁不必被打开以在电极叠堆之间产生连接。
另一个优点是，可以更加简单地、更加快速地安装板叠堆。这是由于 足够简单地把板叠堆插入到由接触连接器金属片所制造出的电池容器中。 弹簧舌然后在板叠堆上施加机械压力，从而在板叠堆和弹簧舌之间产生了 电接触。因此可以无需一些接合方法。另一个优点是，如需要的话，可以 以简单的方式更换单个板组。
在本描述的上下文中，板叠堆被理解成尤其表示连接起来的极板的布 置，这些极板用作蓄电池的电极。由弹簧舌施加在板叠堆上的机械压力例 如被定大小成， 一方面，它不损坏板叠堆，而另一方面，它确保即使在棱 柱形蓄电池受到振动时也能电接触。
接触连接器金属片 一 弹簧舌的材料优选为弹簧钢。
在一个优选的实施例中，第二电池接触连接器金属片以关于中间壁与
7第一电池接触连接器金属片相反放置的方式被连接到中间壁上。关于中间 壁，第一电池接触连接器金属片相对于第二电池接触连接器金属片被构造 成镜面对称是可能的，但不是必需的。然而，相对于第一电池接触连接器 金属片来布置第二电池接触连接器金属片使得这两者可以借助垂直于中间 壁延伸的铆钉来被机械连接地和电力地连接就足够了。
优选地，每个板叠堆包括至少一个输出导体金属片，并且弹簧舌以它 们在至少一个输出导体金属片上施加机械压力的方式被布置。输出导体金 属片被用来机械地和电力地连接并且因此结合板叠堆中的多个极板。输出 导体金属片被例如布置在板叠堆的较窄侧上并且被机械地和电力地连接到 极板上。
为了可靠地把板叠堆保持在各自的电池容器中并且在蓄电池的内阻较 小的情况下与它们电接触，每个板叠堆优选地与两侧上的至少三个弹簧舌 相接触。
如果第一电池接触连接器金属片和第二电池接触连接器金属片通过铆 钉被机械地和电力地连接，那么是特别有利的。已发现，在接触连接器金 属片之间形成永久的、坚固的并且同时易于构造的连接是可能的。
如果棱柱形蓄电池填充有蓄电池液体，那么需要防止所述蓄电池液体 在单个电池容器之间的交换，并且因此防止在蓄电池的单个电池之间的交 换，从而防止漏电，而这种漏电会导致自放电。已发现，这可以借助下面 方法来实现，即布置在中间壁中的铆钉孔中的铆钉与铆钉孔形成了压配合。 还可以在电池容器上另外设置绕着铆钉孔延伸的密封边缘。由于蓄电池液
体常常是碱性溶液，这也是说它具有大于7的PH值，因此关于碱性溶液， 铆钉优选地被紧密地布置在铆钉孔中。由于关于碱性溶液，铆钉紧密地封 闭铆钉孔，因此可以无需额外的密封件。把铆钉靠着接触连接器金属片或 者一些接触连接器金属片拉紧也是可能的，这些接触连接器金属片以这样 的方式相互连接，即使得关于碱性溶液，接触连接器金属片紧紧地支靠在 各自的电池容器的壁上。因此产生了轴向预应力，该预应力在铆钉的轴向 方向上被施加。轴向地穿过接触连接器金属片及径向地借助铆钉的直径还 可以产生密封。
优选地，棱柱形蓄电池具有正好两个接触连接器金属片，这些金属片被布置在各自的板叠堆的两侧上。但是，作为替换，该蓄电池的每个电池 容器还可以具有多个第一电池接触连接器金属片和第二电池接触连接器金 属片。例如，三个、四个、五个或者更多个接触连接器金属片是可能的， 使第二电池接触连接器金属片与第一电池接触连接器金属片一样多是有利 的。
根据本发明，每个弹簧舌具有至少一个自由端并且借助所述自由端与 各自的板叠堆相接触，其中有自由端的弹簧舌被布置成，使得与运动到电 池容器中的阻力相比，它们有更高的、阻止板叠堆从电池容器中运动出来 的机械阻力。以这种方式可以实现，板叠堆可以以简单的方式被插入到电 池容器中，并且在这个过程中，在插入期间，它们只承受较小的来自弹簧 舌的力。在插入之后，然后借助弹簧舌把板叠堆保持在合适的位置上，这 些弹簧舌象倒钩一样起作用。 一旦板叠堆被引入到电池容器中，那么弹簧 舌在板叠堆上施加夹紧力。
优选地，弹簧舌成整体地形成在接触连接器金属片上。例如，借助冲 压弹簧钢条来制造接触连接器金属片，并且然后使弹簧舌弯曲出来。在这 种情况下，连接腹板应该是窄的-挠性的。
本发明尤其适合于金属氢化物/镍蓄电池。在一个优选的实施例中，该 类型的金属氢化物/镍蓄电池包括多个电池容器，例如超过五个，这些容器 分别成对地互连起来，如权利要求1中的第一和第二电池容器所描述的那 样。本发明还可以用于镍-镉蓄电池。
为了提高蓄电池的电压，正的和负的第一电池和第二电池板叠堆在每 种情况下被容纳在第一和第二电池容器中，并且不同极性的板叠堆借助接 触连接器金属片相互彼此起来。电池容器越多，那么在蓄电池中本发明的 优点就越大，因为使用合适的工具可以使位于单个电池容器之间的所有中 间壁的所有接触连接器金属片同时彼此连接。
在根据本发明方法的范围内，铆接优选为冷铆接。以特别简单的方式
可以实现冷铆接过程并且该过程可以在不同电池容器的接触连接器金属片
之间产生无密封件的铆接连接，该连接关于碱性溶液是密封的。铆接连接
体现为无密封件或者无密封的形式的事实应该理解成尤其表示，没有密封 件被布置成紧邻铆钉孔。该铆钉确保了关于碱性溶液的密封性，这是由于，其与铆钉孔的压配合，以及关于壳体中间壁轴向地预挤压接触连接器金属片。
特别有利的是，提供了多个接触舌和铆钉衬套。因此，通过短路电流路径保持较小的内阻。
在下面更加详细地解释本发明的示例性实施例。在这种情况下
图la示出了本发明的棱柱形蓄电池的横剖视图，其中板叠堆还没有被引入到电池容器中；
图lb示出了具有两个接触连接器金属片的图la的局部；图lc示出了本发明的蓄电池的板叠堆的透视图；图2a示出了沿着图la的方向A看去的视图2b示出了在预制造时具有被打过孔(没有铆钉)的多个弹簧舌的接触连接器金属片；
图3a示出了接触连接器金属片是如何被连接到铆钉上的示意性视图；图3b示出了第一电池接触连接器金属片是如何被连接到第二电池接触
连接器金属片上的示意性视图4示出了边缘接触连接器金属片是如何被连接到极连接器元件上的
示意图5示出了通过本发明的棱柱形蓄电池的横剖视图。
具体实施例方式
图la示出了棱柱形蓄电池10，它分别包括第一电池容器12、第二电池容器14和第三、第四、第五和第六电池容器16、 18、 20和22。第一电池板叠堆24被容纳在第一电池容器12中，但是描绘在图la的第一电池容器12的延伸部上。第二电池板叠堆26以相同的方式被容纳在第二电池容器14中。
电池容器12至22被形成在由塑料构成的基体28中。基体28具有中间壁30. 1、 20.2…30. 5，这些中间壁使这些电池容器12至22以电绝缘的方式彼此分开。第一第一电池(first first-cell)接触连接器金属片32和第二第一电池(second first-cell)接触连接器金属片34布置在第一电池容器12中，这些金属片分别被固定到外壁36和中间壁30. 1上。弹簧舌38. 1至38. 12从第一电池接触连接器金属片32、 34伸入到第一电池容器12的内部中。以相同方式，第一第二电池接触连接器金属片以这样的方式被布置在中间壁30. 1上，使得关于中间壁30.1，弹簧舌相对于第二第一电池接触连接器金属片34的弹簧舌38. 7至38. 12被对称地布置。第二第二电池接触连接器金属片41被固定到中间壁30. 2上，该金属片41的弹簧舌与第一第二电池接触连接器金属片40的弹簧舌一样伸入到第二电池容器14的内部中。
图lb示出了具有弹簧舌38. 12和第一第二电池接触连接器金属片40的相关的弹簧舌的图la的局部图。可以看到，第二第一电池接触连接器金属片34借助铆钉42被连接到第一第二电池接触连接器金属片40。
板叠堆如第一电池板叠堆24和第二电池板叠堆26如图lc所示那样在每种情况下包括由正极板构成的正板叠堆44和由负极板构成的负板叠堆46，该负极板关于正板板交替地布置。正板叠堆44包括正输出导体金属片48，并且负板叠堆46具有负输出导体金属片50。输出导体金属片48、 50用作各自极板的机械固定和电接触连接件。负输出导体金属片50可以由镀镍的钢片构成。正输出导体金属片48由镍构成。
在第一电池板叠堆24如图la所示那样在箭头P的方向上被引入到第一电池容器12中时，弹簧舌38. 1至38. 12被预加应力并且对插入仅产生低机械阻力。然而，由于弹簧舌38. l至38.12的自由端51.1、 51.2、…、51. 12加载(load)输出导体金属片48和50 (参见图lc)以及所述弹簧舌因此对于退回产生了较高的阻力的事实，所以防止了第一电池板叠堆24的退回。
图2a示出了在如图la的箭头A的观察方向上的中间壁30. 1的视图。第二第一电池接触连接器金属片34借助铆钉42. 1至42. 6被固定到中间壁30. 1上，弹簧舌38. 7至38. 12从所述金属片伸出。弹簧舌38. 7至38. 12中的每一个被增加了狭槽，因此产生了各自的局部弹簧舌。这进一步改善了弹簧舌和输出导体金属片48、 50 (参见图lc)之间的接触。在图2b中，
该情况由两个弯曲的箭头Pi和P2来表示。
ii为了把接触连接器金属片如第二第一电池接触连接器金属片34安装在例如图3a所示的相关中间壁上，首先把铆钉42.1至42. 6插入到各自孔中。随后通过冷却成形来形成铆钉的头部，由此相应的铆钉被固定地连接到第一电池接触连接器金属片34上。作为替换，铆钉通过再成形而被形成在第一电池接触连接器金属片34上。
图3b示出了设置有铆钉的第一电池接触连接器金属片是如何与铆钉孔52.1、 52.2…、52.6相对准，使得铆钉位于各自的铆钉孔52. 1…、52.6的前部。从中间壁30. 1的另一侧开始，相对于中间壁30. 1以这样的方式定位第一第二电池接触连接器金属片40，即使得铆钉42. 1、…、42.6可以穿过第二电池接触连接器金属片40。这两个接触连接器金属片34、 40随后借助受到冷成形的铆钉42.1、…、42.6被彼此铆接。铆钉孔52. 1至52.6具有直径，该直径被定尺寸成使得铆钉孔与相关的铆钉形成压配合。铆钉的尺寸"a"，即它的轴长度比中间壁30的厚度小一个较小的量。因此实现了接触连接器金属片的轴向拉紧(bracing)。在接触连接器金属片34、 40的铆接之后，第一电池容器(图la)相对于碱溶液与第二电池容器14紧密地连接。
图4示出了把边缘接触连接器金属片54铆接到极连接器元件56上。极连接器元件56如上面对于接触连接器金属片34所描述的那样被连接到铆钉上或者借助于电螺柱焊接而被对接焊接，并且随后以这样的方式与基体28中的孔57. 1、 57.2…、57.6对准，即使得铆钉可以穿过这些孔。边缘接触连接器金属片54随后以这样的方式被铆接到极连接器元件56上，
即使得在这两者之间形成了实质上是气密的并且关于碱性溶液是密封的连接。在需要实现气密的情况下，可以把密封元件如O形环布置成环绕铆钉。为了制造棱柱形蓄电池IO (参见图la)，首先制造基体28，并且预制
出接触连接器金属片。之后，在自动装配线上的大批量生产期间，接触连接器金属片同时或者连续地被装配到中间壁30.1、…、30. 5上。此外，极
连接器元件如极连接器元件56被接合到基体28上，接触连接器金属片32、54被铆接上。板叠堆如第一电池和第二电池板叠堆24和26分别随后被插入到各自的电池容器12和14中。最后，如图5所示的蓄电池IO设置有以气密方式固定到基体38上的盖58。主要符号名称列表
10 蓄电池
12 第一电池容器
14 第二电池容器
16 第三电池容器
18 第四电池容器
20 第五电池容器
22 第六电池容器
24 第一电池板叠堆
26 第二电池板叠堆
28 基体
30 中间壁
32 仅被打过孔的第一第一电池接触连接器金属片
34 具有铆钉的第二第一电池接触连接器金属片
36 外壁
38. 1 弹簧舌
40 仅被打过孔的第一第二电池接触连接器金属片
41 具有铆钉的第二第二电池接触连接器金属片
42 铆钉
44 正板叠堆
46 负板叠堆
48 正输出导体金属片
50 负输出导体金属片
51 自由端
52 铆钉孔
54 边缘接触连接器金属片
56 具有铆钉的极连接器元件
57 孔
58 盖
a 尺寸
P 箭头
1权利要求
1.一种棱柱形蓄电池(10)，包括(a)第一电池容器(12)；(b)容纳在该第一电池容器(12)中的第一电池板叠堆(24)；(c)至少一个第二电池容器(14)；(d)容纳在该第二电池容器(14)中的一个第二电池板叠堆(26)，(e)其中该第一电池容器(12)和该第二容器(14)由电绝缘的中间壁(30.1)分开，该中间壁包括(f)至少一个第一电池接触连接器金属片(34)，其被布置在该第一电池容器(12)中，该至少一个第一电池接触连接器金属片被连接到中间壁(30)上并且与该第一电池板叠堆(24)相接触，并且该中间壁还包括(g)至少一个第二电池接触连接器金属片(40)，其被布置在该第二电池容器(14)中并且与该第二电池板叠堆(26)相接触，其特征在于，(h)该接触连接器金属片(34、40)中的每一个通过至少一个弹簧舌(38)与各自的板叠堆(24、26)相接触，其中该至少一个弹簧舌(38)(i)在该板叠堆(24、26)上施加机械压力；(ii)有与该各自的板叠堆(24、26)相接触的自由端(51)；及(iii)以这样的方式被布置，使得与运动到该电池容器(12、14)中的阻力相比，它具有更高的、阻止该板叠堆(24、26)从该电池容器(12、14)中运动出来的机械阻力。
2. 根据权利要求1所述的棱柱形蓄电池(10)，其特征在于，该第二电池接触连接器金属片(40)以关于该中间壁(30)与该第一电池接触连接器金属片(34)相反放置的方式被连接到该中间壁(30)上。
3. 根据前述权利要求任一项所述的棱柱形蓄电池(10)，其特征在于，该板叠堆(24、 26)各具有至少一个输出导体金属片(48、 50)，并且该弹簧舌(38)在该至少一个输出导体金属片(48、 50)上施加机械压力。
4. 根据前述权利要求任一项所述的棱柱形蓄电池(10),其特征在于，每个板叠堆(48、 50)与两侧上的至少三个弹簧舌(38)相接触。
5. 根据前述权利要求任一项所述的棱柱形蓄电池(10)，其特征在于，该第一电池接触连接器金属片(32)和该第二电池接触连接器金属片(40)通过至少一个铆钉(42)被机械地和电力地连接起来。
6. 根据权利要求5所述的棱柱形蓄电池(10)，其特征在于，该至少一个铆钉(42)延伸通过该中间壁(30)中的铆钉孔(52)并且与该铆钉孔(52)形成了压配合。
7. 根据权利要求6所述的棱柱形蓄电池(10)，其特征在于，该压配合被如此地形成，使得该铆钉(42)关于碱性溶液被紧密地布置在该铆钉孔(52)内。
8. 根据权利要求5所述的棱柱形蓄电池(10)，其特征在于，该至少一个铆钉(42)把相关的接触连接器金属片(32、 40)沿着轴向支撑在相关的中间壁(30)上。
9. 根据前述权利要求任一项所述的棱柱形蓄电池(10)，其特征在于，每个电池容器(12、 14)有正好两个接触连接器金属片(32、 34、 40、 41)，它们被布置在各自的板叠堆(24、 26)的两侧上。
10. 根据前述权利要求任一项所述的棱柱形蓄电池(10)，其特征在于，该弹簧舌(38)被整体地形成在各自的接触连接器金属片(32、 34、 40、41)上。
11. 根据前述权利要求任一项所述的棱柱形蓄电池(10)，其特征在于，它是金属氢化物/镍蓄电池或者镍-镉蓄电池。
12. 根据前述权利要求任一项所述的棱柱形蓄电池(10)，其特征在于， -正第一电池板叠堆(44)和负第一电池板叠堆(46)被容纳在该第一电池容器(12)中；-正第二电池板叠堆和负第二电池板叠堆被容纳在该第二电池容器 (14)中；-其中该至少一个第一电池接触连接器金属片(32)和该至少一个相 关的第二电池接触连接器金属片(40)被以这样的方式被布置，使得该第 一电池容器(12)的该正第一电池板叠堆(44)被连接到该第二电池容器 (14)的该负第二电池板叠堆上，或者该第一电池容器(12)的该负第一 电池板叠堆(46)被连接到该第二电池容器(14)的该正第二电池板叠堆 上。
13. 根据前述权利要求任一项所述的棱柱形蓄电池，其特征在于，该接 触连接器金属片(38、 40)由镀镍的弹簧钢构成。
14. 一种制造棱柱形蓄电池的方法，该方法包括下面的步骤(a) 提供具有第一电池容器(12)和至少一个第二电池容器(14)的 壳体(28、 58)，借助电绝缘中间壁使该第一电池容器(12)与该至少一个 第二电池容器(14)分开；(b) 把至少一个第一电池接触连接器金属片(34)引入到第一电池容 器(12)中；(c) 把至少一个第二电池接触连接器金属片(40)引入到第二电池容 器(14)中；(d) 把该至少一个第一电池接触连接器金属片(34)连接到该至少一 个第二电池接触连接器金属片(40)上；及(e) 分别把至少一个第一电池板组(24)引入到该第一电池容器(12) 中，从而它与该至少一个第一电池接触连接器金属片(32)产生永久接触， 及(f) 分别把至少一个第二电池板叠堆(26)引入到该第二电池容器(14)中，从而它与该至少一个第二电池接触连接器金属片(40)产生接触； 其特征在于，(g)所使用的该接触连接器金属片(34、 40)中的每一个具有至少一 个弹簧舌(38),并且以这样的方式被引入，即该至少一个弹簧舌(38):(i) 在该板叠堆(24、 26)上施加机械压力；(ii) 具有与各自的板叠堆(24、 26)相接触的自由端(51);及(iii) 以这样的方式被布置，使得与运动到该电池容器(12、 14)中 的阻力相比，它具有更高的、阻止该板叠堆(24、 26)从电池容器(12、 14)中运动出来的机械阻力。
15. 根据权利要求14所述的方法，其特征在于，该至少一个第一电池 接触连接器金属片(32)到该至少一个第二电池接触连接器金属片(40) 的连接包括铆接。
16. 根据权利要求15所述的方法，其特征在于，该铆接是冷铆接。
17. 根据权利要求16和17中任一项所述的方法，其特征在于，使用铆 钉(42)来铆接，该铆钉相对于铆钉孔(52)的大小被定尺寸成关于碱性 溶液产生了无密封的铆接连接。
18. 根据前述权利要求16至17中任一项所述的方法，其特征在于，该 接触连接器金属片(38、 40、 54)是被预先制造的。
全文摘要
本发明涉及一种棱柱形蓄电池(10)，该蓄电池具有第一电池容器(12)；容纳在第一电池容器(12)内的第一电池板叠堆(24)；至少一个第二电池容器(14)；容纳在第二电池容器(14)内的第二电池板叠堆(26)；其中第一电池容器(12)和第二容器(14)借助电绝缘的中间壁(30.1)来分开。至少一个第一电池接触连接器金属片(34)，该至少一个第一电池接触连接器金属片被布置在第一电池容器(12)内，被连接到中间壁(30)上并且与第一电池板叠堆(24)相接触。至少一个第二电池接触连接器金属片(40)，该至少一个第二电池接触连接器金属片被布置在第二电池容器(14)内并且与第二电池板叠堆(26)相接触。根据本发明，接触连接器金属片(34、40)中的每一个通过至少一个弹簧舌(38)与各自板叠堆(24、26)相接触，其中该至少一个弹簧舌(38)把机械压力施加在板叠堆(24、26)上，及通过自由端(51)与各自板叠堆(24、26)保持接触；及以这样的方式被布置，使得与运动到电池容器(12、14)中的阻力相比，所述舌提供更大的、阻止板叠堆(24、26)从电池容器(12、14)中运动出来的机械阻力。
文档编号H01M2/24GK101689618SQ200880023208
公开日2010年3月31日 申请日期2008年6月13日 优先权日2007年7月2日
发明者R·维普恩 申请人:约翰逊控制混合动力与可循环有限责任公司