专利名称:通用封接的制作方法
本发明涉及在通孔中封接端杆的通用封接，特别适用于锂电池。
通常在进行D或C尺寸的锂电池盖板(盖子)的玻璃封接时，端杆是直接封接于电池盖板上特定通孔的边缘。上述工艺是这样完成的在端杆周围放置环状玻璃片或玻璃珠或玻璃渣，把盖板和周围放有玻璃珠的端杆放在夹具上，典型的情况是大约同时放有71个盖板。把装好工件的夹具放入炉子或烤箱中，升温至玻璃的熔点，使得玻璃烧结在盖板和端杆上。这种办法缓慢而昂贵。盖板表面必须清洗，盖板占有大量的空间，由于盖板与端杆、玻璃片或玻璃球相比又大又重，因而需要大的能量。
已经使用的小环为套管形，一端带有沿径向朝外延伸的法兰盘，焊接凸缘处在法兰盘的下部。端杆封接在套管上，沿着焊接凸缘把套管焊在电池的盖板上。在用熔焊炉进行加工时，这些小环的优点是负荷密集，但有两个缺点，即制造这些小环昂贵和困难，这是由于焊接凸缘难以成形，特别是由于焊接凸缘的所有部分，在凸缘的整个360度圆周内，必须处于同一个平面上。以及小环在固定和焊接时，只能在一个方向定位。已经知道，例如在盖板的通孔上制作一个尖锐的棱边作为焊接凸缘，但在封接端杆时，仍然不能免除必需对端杆专门定位。毕竟在不同的环境下，所用材料的性能(如厚度)很不一样，在此情况下，采用本发明的封接方法。
本发明的目的之一是提供一种小环形式的通用封接，此法使得夹具的负荷密集，并在固定和焊接时，能从两个方向的任一方向定位。与以前所知的封接方法相比，制作容易和便宜。而且由于环绕整个小环的圆周大致上是线接触，具有高电阻的焊接点，因而易于焊接。
借助于下列说明和附图，对于精通本工艺的那些人，本发明的其他目的也就显而易见了。
一般说来，根据本发明，提供了在一个通孔中封接端杆的通用封接法。该方法包括具有大致平行的上平面和下平面的小环，小环呈圆形平面，有一中心通孔，并包括封接于孔中的端杆，端杆伸出并大致垂直于上述平面。小环有上、下圆周倒角棱边，棱边对称地处于一个平面的两边，该平面平行于上、下平面并与其等距离。小环的直径与平面上限定圆形通孔的边沿相对应，这样就使得倒角棱边与通孔边缘的尖脊大致上以线接触的形式连接，接触线处于倒角棱边宽度的中间。
本发明的封接对带有金属端盖的锂电池特别有用。端盖有一片辐板，具有大致平行的上、下辐板平面，在辐板上有一圆形通孔，由大致垂直于辐板表面的内壁定其界限，并至少与一个表面相交成尖脊，尖脊和小环的一个倒角棱边连接。由于倒角斜面与小环上、下平面之间的中心平面对称，所以不论是在熔接端杆到小环上的工序中，把小环装上夹具时，或是把小环焊在端盖上时，无论小环的上平面或下平面朝上都没有关系。
与小环焊接的盖板及类似物，在辐板平面和限定通孔的界面之间具有尖脊，该尖脊与小环的倒角表面大致以线接触的形式相交，在小环的整个圆周提供了高电阻的焊点。
在各图形中，图1为本发明的一个通用封接实施例的顶视图;
图2为沿图1中线2-2的剖视图;
图3(a)为图2中线3-3所示区域焊接前局部细节的放大图;
图3(b)为焊接后示于图3(a)中的局部细节放大图;
图4为带有封接端杆的本实施例的小环剖面放大图;
图5为先有技术采用的小环局部剖面图。
根据本发明的最佳实施例，如图所示，标注数字1表示一种盖状的带有辐板部分2及凸缘3的电池盖板。辐板2有一外平面5和大致与外平面5平行的内平面6。盖板1为圆形平面，在其中心有一由表面12定界限的圆形通孔10，表面12与外表面5和内表面6垂直相交，并与这些平面构成尖脊15。如通孔10冲切得整齐，尖脊15就是直角的尖端线。然而，例如在制作不锈钢的通孔时，冲切使通孔成形的冲模行程的最后部分，很可能产生不整齐的切断，该工序就在冲模冲出的一面产生毛口，如图3(a)所示。在任何情况下，应该以从外表面5通过内表面6的方向来冲切通孔10，如果形成了毛口，毛口将构成尖脊15。
参看图5，图中示出先有技术采用的小环50。小环50呈套管状，有一个圆筒部分51，在其一端有一个沿径向朝外延伸的法兰盘52。在法兰盘52的上面，形成沿着圆筒轴向延伸的焊接凸缘脊53。在此部件中，制作法兰盘和焊接凸缘脊是困难和昂贵的，并要求公差精确。在小环50中，端杆固定在圆筒51的内孔。圆筒51套入盖板的通孔10中，法兰盘52叠放在盖板的外表面，沿着焊接凸缘脊53把小环焊在盖板上。可以看到，在小环50固定或焊接到盖板上时，都只能朝一个方向定位。
现在参看图1至图4，这是本发明的通用封接的一个解说性实施例，标注数字20为本发明的带孔小环。小环20有平行的表面21和22，为了说明方便起见，称为上表面21及下表面22。呈圆形平面的小环20有一个由圆筒壁25限定的中心孔24，采用玻璃封接32的方法，把端杆30封接在中心孔。小环20的外缘由外壁35限定，垂直于平行的平面21及22，并与上圆周倒角棱边41及下圆周倒角棱边42等距离。倒角棱边42和41的角度相等，两个斜面对称于一个与侧壁21及22平行而又等距离的平面，这样小环就完全对称于该平面。
在制成的盖板中，如图1、2和3所示，倒角棱边41和42中的一边顶着辐板通孔10的尖脊15，在倒角棱边和尖脊15之间形成线接触。在图3(a)中，尖脊呈毛口状，图示小环在适当的位置，在该处小环被放在上表面21上的电极(未示出)的压力向下推。当加上焊接电流时，毛口-尖脊熔化形成焊接熔核，如图3(b)所示。随着毛口-尖脊的熔化，小环沿着它的整个圆周牢固地焊在辐板上。毛口的利用是本发明的优点，由于这是一种形成很薄部分的容易办法，提供了高电阻的焊点，因此，局部高的电流密度促使焊接迅速，并使得迅速完工，这样就不致于破坏玻璃封接。整齐的剪切也将形成这样的焊接线，但正如已经指出的那样，这是很难做到的。
仅为了便于说明，列举下列数据。小环的外径可达7.6毫米(0.300英寸)，厚为1.27毫米(0.05英寸)，孔25的直径可达12.7毫米(0.50英寸)。棱边41和42的倒角可以而且最好为45度，外表面35可以是0.5毫米(0.02英寸)宽，盖板上通孔10的直径可以为7.1毫米(0.280英寸)。辐板2厚0.5毫米(0.020英寸)。端杆30的直径可达2.28毫米(0.09英寸)。
在进行本发明的封接时，成形的小环放在夹具上的空腔内，平面21或22向上。中心有孔的玻璃珠或玻璃片放在通孔25内，端杆30插入玻璃片，放置得使端杆在小环的两边伸出相等的长度。每平方米的夹具不是放置大约800个盖子(每平方英尺72个盖子)，而是每平方米放置大约15555个小环(每平方英尺1400个小环)。装载的夹具放进烤箱或炉子中，玻璃珠或玻璃片熔化在孔24的内壁25及端杆30上，如图4所示。由于端杆30由夹具定位使其对称于小环的中心平面，因而玻璃珠在通孔24中的轴向对中是不重要的。可以看到，在把元件装上夹具时，小环可以被简单地排列，而无须注意是侧壁21或是侧壁22在上面。
同理，当把小环20焊于盖板1上时，由于小环完全对称，无论倒角棱边41或42的哪一边与尖脊15接触都没有什么不同，所以它们只需要与孔10的一面(制作通孔的冲模从该面冲出)对中就行。倒角棱边与尖脊15之间的线接触提供了高电阻的焊接点，这促使焊接容易和有效，现在能以每秒一个的速度把小环焊在盖板上而不损坏玻璃封接。
可以看出电池的盖子或盖板的尺寸是不重要的，如前所述，只要盖子通孔的尺寸选择得可以使小环和它焊上就行了。同样，不改变小环的直径或结构，端杆的直径可在一定范围内变化，例如0.5至2.28毫米(0.02至0.09英寸)，当然小环本身的直径也可以改变。虽然倒角45度被认为是最佳的角度，但倒角也可以改变。盖板1、小环20及端杆30最好由不锈钢制成，但其他金属也可以使用。封接32最好是玻璃，但其他封接材料也可以使用。虽然说一般或最好是端杆30的伸出部分对称于中心平面，但可以看到那不是必需的，端杆的长度及它从一边或另一边伸出的程度只是选择的问题。根据上述公开的内容，在附录权利要求
的范围之内，本发明的封接结构的许多其他变化，可以被那些熟悉本工艺的人们想到。
权利要求
1.在通孔中封接端杆的通用封接，其特征在于包括具有大致平行的上平面和下平面的小环，小环呈平面圆形并有一中心孔，端杆封接在所述孔中，伸出部分大致垂直于所述平面，小环有上、下圆周的倒角棱边，所述棱边对称地位于一个平面的两边，该平面平行于所述的上、下平面并与其等距离，所述的小环的直径与平面上限定圆形通孔的边缘相对应，这样就使得倒角棱边和所述边缘的尖脊大致以线接触的方式连接，接触线大致处于倒角棱边宽度的中间。
2.根据权利要求
1的封接，其特征在于所述上、下圆周的倒角棱边与它们对应的上、下平面之间的夹角为45度，中心的外圆周棱边的表面垂直于所述的上、下平面，处于所述倒角棱边的外边沿之间。
3.用于锂电池的通用封接，其特征在于有一金属端盖，上述端盖有一辐板，辐板有大致平行的上辐板平面和下辐板平面，在所述的辐板上有圆形通孔，通孔由大致垂直于所述辐板表面的内壁定界限，而且至少与一个所述的表面相交形成尖脊，所述的封接包括一个环形的小环，有大致平行的带有中心孔的圆形上平面和下平面，端杆封接入所述的孔中，伸出并大致垂直于所述的平面，上和下圆周的倒角棱边对称地位于一个平面的两边，该平面与所述的上、下平面平行和等距离，所述小环的直径与所述辐板通孔的直径相对应，使得所述小环的倒角棱边和所述辐板尖脊大致以线接触的形式连接，接触线处于所述倒角棱边的中间。
4.根据权利要求
3的封接，其特征在于包括在所述端盖和所述小环之间整个一圈相交线的焊接。
5.根据权利要求
3的封接，其特征在于所述端杆放置得对称伸出于所述平面的两边。
专利摘要
通用封接一适用于有金属端盖锂电池包括有一小环，小环具有大致平行的上、下两平面及一中心孔，端杆封接在孔中并大致对称地伸出于平板表面。小环有上、下圆周的倒角棱边，对称于一个平面，该平面平行于小环的上、下平面并与其等距离。小环直径与辐板通孔的直径相对应，使得小环的倒角棱边大致以线接触的方式与限定辐板上通孔边缘的尖脊连接，接触线位于倒角棱边宽度的中间。通过焊接盖板和小环之间整个圆圈的相交线，把盖板和小环连接起来。
文档编号H01M2/06GK86102729SQ86102729
公开日1986年11月26日 申请日期1986年4月17日
发明者本杰明·鲍斯基 申请人:埃默森电气公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan