專利名稱：密封蓄電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種密封蓄電池，更具體地說，本發(fā)明是關(guān)于作為穩(wěn)定狀態(tài)應(yīng)用的一種蓄電池，比如鉛酸蓄電池，由大量的單元電池組成并須使用很長的時間。
密封的穩(wěn)定狀態(tài)的鉛酸蓄電池一直廣泛用作電話交換機和計算機的備用電源、大廈里的應(yīng)急照明電源、接收、配電和變電站設(shè)備的電源。因為要求這種電源具有高壓和大容量，因此希望每個蓄電池都具有高壓和大容量。增大極板尺寸會使電流聚集效率降低并增加了使用中極板的偏移。在使用很長時間的蓄電池中，增加層疊極板的數(shù)目使得很難制造能保持極板的疊層壓力為常數(shù)所要求的機械強度的電池盒或容器，從而顯著影響了電池的壽命和性能。
圖20中所示的鉛酸蓄電池通常用于這種情況。這種鉛酸蓄電池包括一個整體容器，其中兩個電池行(每行包括兩個單元電池)彼此并行排列。整體容器80包括具有單元電池81a和81b的第一電池行81以及具有單元電池82a和82b的第二電池行82，將兩行彼此并行排列。用一個蓋密封整體容器80，用安裝在容器中和頂蓋上的蜂房間隔板將各單元電池分隔開。每個單元電池帶有設(shè)在頂蓋上表面的正極端子和負極端子。用連接桿83將第一電池行81中的單元電池81a和81b的負極端子連接起來，連接桿83以復(fù)合組裝方式嵌在頂蓋上表面上形成的凹槽里。
當將這些蓄電池用于電源設(shè)備的時候，在每個蓄電池中，將包含在不同電池行里的相鄰單元電池并聯(lián)，而將各個蓄電池串聯(lián)。以串聯(lián)和/或并聯(lián)方式連接多個蓄電池組可制備具有高壓、大容量的電源設(shè)備，每一蓄電池組由多個串聯(lián)的蓄電池組成。
在上面討論的蓄電池中，各單元電池81a、81b、82a、和82b是彼此獨立的。當各個單元電池的特性，特別是它們的容量在使用中變化時，便有一過載加到了具有最小容量的特定單元電池上。這將進一步縮短這個特定單元電池的壽命。要求選擇適當?shù)亩俗?，使得包含在一個蓄電池中的所有四個單元電池都參與放電。當將大量的蓄電池相互連接時，要求特別小心地選擇合適的端子。
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種蓄電池，其單元電池組元的特性很少變化，并且當將單元電池的正極端子和負極端子選擇為任何組合方式時都能使所有的單元電池參與放電。
本發(fā)明提供了一種密封蓄電池，它包括一個整體容器，其中安排有至少兩個電池行，彼此相鄰且并聯(lián)，每個電池行包括在一個方向鏈接的一組單元電池；一個蓋，用于密封所述整體容器的開口；第一蜂房間連接器，用于以并聯(lián)方式連接包含在每個電池行中的相鄰單元電池；第二蜂房間連接器，用于以并聯(lián)方式連接包含在不同電池行中的相鄰單元電池；正極端子和負極端子，設(shè)置在與各個單元電池對應(yīng)的蓋上。
本發(fā)明還涉及一種密封的鉛酸蓄電池，它包括(a)一個整體容器，其中安排有至少兩個電池行，彼此相鄰且并聯(lián)，每個電池行包括以預(yù)定方向鏈接的一組電池艙，每個電池艙與相鄰電池艙用隔板隔開；(b)一個蓋，具有對應(yīng)于整體容器的第一隔板的第二隔板，用于分隔各電池艙，分隔包含在每個電池行中電池艙的每一隔板有一開口，該頂蓋密封整體容器的開口；(c)多個組件，每個組件包括一組正極板和負極板，經(jīng)過分離器在預(yù)定方向?qū)盈B在一起，每個電池行的單元電池沿此方向彼此鏈接，并容納在各電池艙中；(d)正極片和負極片，設(shè)置在從容器開口向上伸出的各組件上，正極片與正極板相互連接，負極片與負極板相互連接；
(e)第一蜂房間連接器，用于將這些極片與包含在每一電池行中的相同極性的相鄰電池艙通過每一隔板的開口相連；(f)正極端子和負極端子，分別連接到每個電池艙的正極片和負極片上，正極端子和負極端子伸到頂蓋之上；(g)第二蜂房間連接器，用于將不同電池行中的相鄰單元電池在頂蓋上相互并聯(lián)。
在本發(fā)明的最佳模式中，將第一蜂房間連接器設(shè)置在頂蓋內(nèi)側(cè)，而將第二蜂房間連接器設(shè)置在頂蓋上面。
在本發(fā)明的一最佳模式中，將第二蜂房間連接器安裝在頂蓋上表面上形成的凹槽中，并涂上絕緣材料。
在本發(fā)明的一最佳模式中，每個電池行里的相鄰單元電池具有互連的氣相。
在本發(fā)明的一最佳模式中，用一些隔板將每個電池行中的相鄰單元電池分隔開，各隔板的底部有一個孔，用于使相鄰的單元電池互連。
在本發(fā)明的一最佳模式中，所述的容器包含兩個電池行，每個電池行包含兩個單元電池。
盡管在權(quán)利要求書中具體描述了本發(fā)明的新穎特征，但從下面結(jié)合附圖的詳細描述也會很好地了解本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容，以及它的其它目的和特征。


圖1表示在本發(fā)明的密封蓄電池中單元電池的排列和電連接方式。
圖2表示在作為本發(fā)明第二實施例的另一密封蓄電池中單元電池的排列和電連接方式。
圖3表示在作為本發(fā)明第三實施例的又一密封蓄電池中單元電池的排列和電連接方式。
圖4表示蓄電池設(shè)備的電連接方式，其中將圖1所示的三個密封蓄電池串聯(lián)起來。
圖5是表示本發(fā)明的鉛酸蓄電池一般結(jié)構(gòu)的透視圖。
圖6是表示去掉了整體容器一部分的圖5所示鉛酸蓄電池的透視圖。
圖7是沿圖6的Ⅶ-Ⅶ′線載取的剖面圖。
圖8是表示該鉛酸蓄電池基本部分的垂直剖面圖。
圖9是表示該鉛酸蓄電池容器底部的放大剖面圖。
圖10是表示該鉛酸蓄電池端子部分的剖面圖。
圖11是表示該鉛酸蓄電池的鉛合金端子元件的透視圖。
圖12是表示該鉛酸蓄電池的端子部件的透視圖。
圖13是表示具有不同結(jié)構(gòu)的另一種端子部件的透視圖。
圖14是表示一主要部件的剖面圖，其中連接部件固定在端子部件上。
圖15是表示在本發(fā)明的鉛酸蓄電池中容器和蓋的接合部分的放大剖面圖。
圖16是表示未粘合的該接合部分的放大剖面圖。
圖17是表示容器和蓋接合部分的另一種可能結(jié)構(gòu)的放大剖面圖。
圖18是表示容器的主要部分的正視圖。
圖19是表示通常的鉛酸蓄電池中容器和蓋的接合部分的放大剖面圖。
圖20表示在通常的密封蓄電池中單元電池的排列和電連接方式。
下面描述本發(fā)明的最佳實施例。
圖1中所示的密封蓄電池包括一個整體容器8，其中第一電池行1具有在預(yù)定方向上鏈接的兩個單元電池1a和1b，第二電池行2具有在預(yù)定方向上鏈接的兩個單元電池2a和2b，第一和第二電池行彼此相鄰且并聯(lián)。用一個蓋(未示出)密封容器8的開口。通過第一蜂房間連接器4a和4b或5a和5b將包含在每個電池行中的相鄰單元電池相互并聯(lián)，而通過第二蜂房間連接器7a和7b將包含在不同電池行中的相鄰單元電池彼此并聯(lián)。在蓋上設(shè)置對應(yīng)每個單元電池的正極端子和負極端子。
當把任何正極端子與任何負極端子組合時，如此構(gòu)成的蓄電池都能作為蓄電池使用，其中，第一電池行1具有并聯(lián)的單元電池1a和1b，第二電池行2具有并聯(lián)的單元電池2a和2b，第一和第二電池行彼此并聯(lián)。即，這種鉛酸蓄電池的容量為2V電壓的一個單元電池容量的4倍。正極端子和負極端子在任何單元電池中都是相同的，故當把大量電池并聯(lián)和/或串聯(lián)以構(gòu)成具有高壓、大容量的電源設(shè)備時，增加了連接的自由度。
這種結(jié)構(gòu)使任何單元電池都能均衡地參與放電。
在上述實施例的結(jié)構(gòu)中有兩個電池行，每行包含兩個單元電池，兩個電池行彼此并排。
圖2示出另一蓄電池，其中將每行包括兩個單元電池的三個電池行彼此并排。通過進一步安排與第一電池行1和第二電池行2并排的具有單元電池3a和3b的第三電池行3來構(gòu)成這種蓄電池。通過第一蜂房間連接器6a和6b將第三電池行中的單元電池3a和3b彼此并聯(lián)，并將包含在不同電池行中的相鄰單元電池彼此并聯(lián)。在將單元電池1a、2a和3a通過第二蜂房間連接器7a彼此并聯(lián)的同時，通過第二蜂房間連接器7b也將單元電池1b、2b和3b彼此并聯(lián)起來。
圖3示出另一種結(jié)構(gòu)，其中使每行包括3個單元電池的兩個電池行彼此并排。通過將具有單元電池1a、1b和1c的第一電池行1與具有單元電池2a、2b和2c的第二電池行2彼此并排來構(gòu)成這種蓄電池。通過第一蜂房間連接器4a和4b或5a和5b將包含在每個電池行中的相鄰單元電池相互連接，而通過第二蜂房間連接器7a、7b或7c將包含在不同電池行中的相鄰電池相互連接。
以這種方式，可使每行包括一組單元電池的一組電池行相互并排。另一種可能的結(jié)構(gòu)包括3個電池行，每行有3個單元電池。增加單元電池的數(shù)目使得幾個單元電池環(huán)繞的中心單元電池具有與其它單元電池不同的熱輻射條件。這在反復(fù)充電和放電過程后造成有顯著溫差，從而使各個單元電池具有不同的性能。所以圖1所示的4-單元電池結(jié)構(gòu)是最好的。
圖4是表示一實施例結(jié)構(gòu)的電連接方式的簡圖，其中將具有圖1所示的4-單元電池結(jié)構(gòu)的三個蓄電池串聯(lián)起來。在具有容器8的每個蓄電池中，如前所述，經(jīng)第二蜂房間連接器7a或7b將負極端子或正極端子連接，從而將不同電池行中所含的相鄰單元電池彼此并聯(lián)。在該實施例中，經(jīng)外部連接器將各個組元進一步連接。當經(jīng)第二蜂房間連接器7a將負極端子彼此連接起來時，經(jīng)外部連接器將正極端子進一步連接。當經(jīng)第二蜂房連接器7b將正極端子彼此連接起來時，經(jīng)外部連接器將負極端子進一步連接。這種結(jié)構(gòu)有效地阻止了接合部分的IR下降。在包括三個串聯(lián)蓄電池的蓄電池設(shè)備中，通過負極端子9a和正極端子9b供電。
本發(fā)明的該結(jié)構(gòu)采用第一蜂房間連接器和第二蜂房間連接器。為了避免兩組連接器相互交叉，將一組連接器，最好是第一蜂房間連接器設(shè)置在蓋內(nèi)，而將另一組連接器，即第二蜂房間連接器設(shè)置在蓋上。在這種結(jié)構(gòu)中，最好將第二蜂房間連接器安裝在蓋上的凹槽中，然后用絕緣材料復(fù)蓋上，這就有效地避免了第二蜂房間連接器暴露在容器表面上。
包括在每個電池行中的相鄰單元電池最好有互連的氣相。如通常的蓄電池那樣，當各個單元電池的氣相彼此獨立時，各個單元電池對于充電過程中放出的氣體氧有不同的吸收作用，這會造成單元電池之間性能上的差別，影響了蓄電池的性能。反之，當每一電池行中各個單元電池有互通的氣相時，各個單元電池工作時氣體氧的放出和吸收如同一個相同單元電池一樣沒有任何顯著差別。這樣在單元電池之間的性能上不會引起任何明顯差別，故不會影響蓄電池的性能。這意味包含在每一電池行中的各單元電池作用一致。
隔離每個電池行中相鄰單元電池的隔板其底部最好開有孔，以使各單元電池互連。這種結(jié)構(gòu)，與相鄰各單元電池的氣相互連的結(jié)構(gòu)相結(jié)合，在電解液的注入過程中將每個單元電池的電解液的表面或液量調(diào)整到一固定的水平，從而可實現(xiàn)單元電池有一致的特性。
下面描述具體的實施例，這里將本發(fā)明的原則運用到穩(wěn)定態(tài)應(yīng)用下的鉛酸蓄電池。
可將本發(fā)明的原則應(yīng)用到比如鎳-鎘蓄電池和鎳-金屬氫化物蓄電池等密封式堿性蓄電池以及鉛酸蓄電池中。
圖5是表示本發(fā)明的鉛酸蓄電池的整體結(jié)構(gòu)的透視圖。圖6是表示圖5的鉛酸蓄電池的透視圖，其中將組件安裝在各電池艙中，整體容器的一部分已經(jīng)去掉。圖7是沿圖6的Ⅶ-Ⅶ′線截取的剖面圖。這里所示的蓄電池代表了上面討論過的圖1蓄電池結(jié)構(gòu)的一個具體實施例。
由丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS)樹脂組成的整體容器10包括在預(yù)定方向接合的電池艙11a和11b的第一電池行11，以及具有在預(yù)定方向接合的電池艙12a和12b的第二電池行12，使第一和第二電池行相互并排。將分別包括在同一電池行中的電池艙11a、11b和電池艙12a、12b用隔板13隔開，而將分別包括在不同電池行中的電池艙11a、12a和電池艙11b、12b用隔板14隔開。將組件15a、15b、16a和16b分別安裝在四個電池艙11a、11b、12a和12b中。
通過在規(guī)定方向經(jīng)分離器23層疊正極板21和負極板22來構(gòu)成各個組件，所述規(guī)定方向與每個電池行中接合電池艙的預(yù)定方向是相同的。在電池艙中的層疊方向，在20kg/dm2的壓力下，將組件22插入對應(yīng)的電池艙中。在每個組件里，正極板21的凸起24和負極板22的凸起25突出到容器10的開口之上，并分別連接到極片上，以該極片將由鉛錫合金制成的正極端子和負極端子進一步連接進來。按照具體的結(jié)構(gòu)，組件15a和15b分別具有正極片17a、17b和負極片18a、18b。組件16a和16b分別具有正極片19a、19b和負極片20a、20b。通過用主要由氧化鉛粉構(gòu)成的糊劑填充用鉛-鈣-錫合金制成的鑄網(wǎng)，再經(jīng)老化、烘干和電鑄來制備正極板和負極板。用玻璃纖維網(wǎng)作為分離器23。
每個電池行中，組件相互并聯(lián)。按照具體的結(jié)構(gòu)，在電池艙11a中的組件15a和電池艙11b中的組件15b具有經(jīng)過隔板13上的第一蜂房間連接器37相互連接的正極片17a和17b，以及經(jīng)過隔板13上的第一蜂房間連接器38相互連接的負極片18a和18b。在電池艙12a中的組件16a和電池艙12b中的組件16b具有經(jīng)過隔板13上的第一蜂房間連接器39相互連接的正極片19a和19b，以及經(jīng)過隔板13上的第一蜂房間連接器40相互連接的負極片20a和20b。第一蜂房間連接器37、38、39和40是由鉛或鉛合金制成的。組件15a、15b、16a和16b具有分別在極片17a、17b、19a和19b上的正極端子41a、41b、43a和43b，以及在極片18a、18b、20a和20b上的負極端子42a、42b、44a和44b。
正極板21和負極板22的底端分別具有一對底腳26、26′和27、27′。每個電池艙在容器底部有四個肋條28、29、30和31。遠離正極21的凸起24的一對正極板21的底腳中的一個底腳26設(shè)置在肋條29上，另一底腳26′不設(shè)在肋條上。而負極板22的兩個底腳27、27′分別設(shè)置在肋條28和31上。主要由合成樹脂纖維構(gòu)成的擋板32設(shè)置在凸起24和25之間，安裝在各個組件上。擋板32可防止電解液在開始充電時濺出。
用于密封容器1Q開口的蓋33具有隔板34和35，分別對應(yīng)于容器10的隔板13和14。隔板34有允許第一蜂房間連接器通過的開口36、36。這些開口還用于在同一電池行中所含相鄰單元電池的氣相互連。蓋33還具有襯套和安全閥45。其中襯套設(shè)置在對應(yīng)于用以同正極端子和負極端子連接的各個電池艙。每個安全閥45的作用是響應(yīng)電池內(nèi)部壓力的增加將放出的氣體排到大氣中，其中有一個橡皮閥蓋，用來阻止空氣特別是氧氣進入單元電池中。
容器10的隔板13還設(shè)有孔46，用于互連同一電池行中的相鄰電池艙。
以下面的方法來組裝這種蓄電池。將組件插入容器10的各電池艙之后，使同一電池行中的組件相互并聯(lián)。然后將容器10用蓋33蓋上并粘結(jié)到其上。當容器10的開口具有一個凹槽時，則蓋33的開口應(yīng)具有可安裝到該凹槽中的凸出部分。把環(huán)氧樹脂粘合劑加到凹槽中以后，將蓋33放到容器10上，于是通過粘合劑將容器10和蓋33牢固地粘結(jié)在一起。將極板的鉛-錫合金端子裝到蓋33的襯套上再焊住。
通過第二蜂房間連接器將包含在不同電池行中的相鄰單元電池串聯(lián)。按照具體的結(jié)構(gòu)，經(jīng)過第二蜂房間連接器47a使電池艙11a的負極端子42a和電池艙12a的負極端子44a連接，而通過第二蜂房間連接器47b使電池艙11b的正極端子41b和電池艙12b的正極端子43b連接。蓋33的上表面上具有凹槽48a和48b，用于接收第二蜂房間連接器47a和47b。雖然未示出，但凹槽48a和48b是用如環(huán)氧樹脂等絕緣材料填充的，以避免第二蜂房間連接器直接露到蓋33的外面。將圍繞正極端子和負極端子的凹槽也用環(huán)氧樹脂等材料填充，以避免電解液通過端子和蓋33之間的間隙泄漏。
上述過程提供了一種蓄電池，其蓋33的上表面上設(shè)有對應(yīng)于各電池的正極端子和負極端子，并包括通過第一和第二蜂房間連接器相互并聯(lián)的四個單元電池。第二蜂房間連接器47a和47b比如是涂有鉛合金的銅板。
電解液是由規(guī)定比重為1.26的稀硫酸構(gòu)成的，通過蓋33上的孔將它注入到各電池艙中，隨如將安全閥裝上。由于使用了玻璃纖維隔離器，故使電解液吸收到組件中需要一定的時間。在容器10的隔板13上形成的孔46和蓋33的隔板34上形成的開口36使在同一電池行中包含的電池艙具有相同的電解液量。電解液流入之后一個小時將安全閥45加到蓋33上。以0.05A的電流對組件進行10小時的初始充電。以0.1A的電流放電之后，以0.1A的恒定電流對組件再次進行13小時的充電。這個過程基本上保證了不存在多余的電解液，完成了這種蓄電池的處理。
如上所述，本發(fā)明提供了一種密封蓄電池，各單元電池的性能只有很小的變化，即使選擇電池的正極端子和負極端子為任何組合的時候，所有單元都能同等地參與放電。當將本發(fā)明的大量密封蓄電池并聯(lián)和/或串聯(lián)以構(gòu)成高壓、大容量的電源設(shè)備時，這種結(jié)構(gòu)增加了連接的自由度。
以下更詳細地描述上述鉛酸蓄電池的最佳結(jié)構(gòu)。
實施例1避免正極板伸長的組件的固定結(jié)構(gòu)在上述結(jié)構(gòu)的鉛酸蓄電池中，長壽命的用于接收、配電和變電站設(shè)備的電源和用于大廈里的應(yīng)急照明電源具有很大的極板，由于腐蝕導(dǎo)致了正極板的明顯伸長。一個連接其凸起和與極片鏈接的端子極片，壓在正極板的上部，而下部的兩個腳放在肋條上。為種結(jié)構(gòu)阻止伸長的吸收。因為正極板有局部彎曲傾向，故可能引起正負電極之間的短路。將既長又大的電極板插到容器中時產(chǎn)生的另一問題是，極板的底腳不對應(yīng)容器的肋條，并且極板可能被移動和滑出。
以下參照圖8和9描述可避免正極板延長的組件的固定結(jié)構(gòu)。
如上所述將各由一對在極板的層疊方向延伸的平行肋條組成的四個肋條28、29、30和31以基本上等間隔地設(shè)置在容器10的底面內(nèi)。正極板21有一對底腳26、26′，幾乎是對稱地設(shè)置在它的底端。而負極板22也有一對底腳27、27′，也幾乎是對稱地設(shè)置在它的底端。將負極板22的一對底腳27、27′設(shè)計為能分別放在肋條28和31上。正極板21的一個底腳26放在肋條29上，另一底腳26′設(shè)在遠離肋條30的位置。
正極板21比如是由鉛-鈣-錫合金構(gòu)成的鑄網(wǎng)，負極板22是由鉛-鈣合金構(gòu)成的鑄網(wǎng)并涂有活性材料的糊劑。
正極板21比如大約寬140mm高250mm并具有寬W約為10mm高約為12mm的底腳26。未放在肋條上的正極板21的另一底腳26′具有較窄的寬度。負極板22的兩個底腳具有與正極板21的底腳26一樣的尺寸。容器10的底部大約為6mm厚。每個肋條由寬大約3mm高大約4.5mm的一對肋條組成，并如圖9所示橫跨6mm的中縫部設(shè)置。比如，肋條29由一對肋條29a和29b組成。
蓋33具有一個襯環(huán)49，由鉛合金整體形成，設(shè)置在對應(yīng)正極端子比如41a的位置上。用燃燒爐對襯環(huán)49和正極端子41a的大尺寸部分加熱，使相互焊接，然后用材料50將端子部件密封。將負極端子42a焊到襯環(huán)上，并以同樣的方法密封。
在圖8所示的鉛酸蓄電池中，正極板21的左側(cè)端有一個連接到極片17a的凸起24，極片17a進一步連接到端子41a上。這種結(jié)構(gòu)固定了正極板21的左上端。在正極板21的下部，與凸起24位置相對的右側(cè)底腳26放置在肋條29上。這個結(jié)構(gòu)固定了正極板21的右下端，于是正極板21具有一個自由的右上端和一個自由的左下端。
甚至當使用了很長時間的正極板由于腐蝕而伸長的時候，這種結(jié)構(gòu)也能解脫極板的伸長，如圖8中的箭頭A和B所示。這就有效地避免了在通常結(jié)構(gòu)中所看到的正極板的局部彎曲現(xiàn)象，從而避免了正極和負極之間的短路。
這種鉛酸蓄電池中，在25℃的環(huán)境溫度和2.23V的浮動電壓條件下，由于腐蝕，正極板的伸長在10年后是1.5％，13年后是2.5％。當將這些數(shù)據(jù)應(yīng)用到本實施例時，原有250mm高的正極板10年后延伸為大約254mm，13年后延伸為大約256mm。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)有效地阻止了由于正極板的伸長而造成的短路。
負極板基本上不伸長，具有一對分別放在肋條28和31上的底腳27、27’，以避免由于解脫正極板的伸長移動而使負極板滑出。
正極板和負極板二者都有基本上對稱設(shè)置的底腳，使得容易在基底上調(diào)節(jié)極板的下端。在通常的結(jié)構(gòu)中，正極板和負極板的底腳交錯地配置；比如，在圖8中從左到右為負極板的底腳、正極板的底腳、負極板的底腳、和正極板的底腳。當在基底上調(diào)整極板的下端時，壓在每一極板上的力矩在極板的重心方向偏移，也就是，負極板偏向左而正極板偏向右。將極板設(shè)置在合適的位置需要花費很多時間和工作量。而在本實施例的結(jié)構(gòu)中，正極板和負極板二者都有基本上對稱設(shè)置的底腳，這種結(jié)構(gòu)就沒有上述的問題，其極板的下端容易調(diào)整。
容器10的底部具有其上無極板底腳安放的肋條30。四個肋條以基本上相同的間隔安置，以有效地避免在容器10的模制過程中由于下沉(sinking)而使容器10的強度降低。每個肋條由在極板層疊方向延伸的一對平行肋條組成。即使在組件插入過程中長而大的極板的底腳從肋條位置有一小的偏移，該底腳仍能牢固地安放在一個肋條上。
如上所述，本發(fā)明的鉛酸蓄電池包括其底部具有肋條的一個容器，各個組件分別安放在容器中的肋條上；用于密封容器開口的一個蓋；連接正極板凸起的正極片和連接負極板凸起的負極片，各與正極端子和負極端子鏈接，且都固定在所述蓋上。正極板具有一對底腳，基本上對稱地安置在它的下端，還設(shè)置一個連接到極片上的凸起，將極片安裝在偏向左或偏向右的位置。對應(yīng)于有凸起的位置的一個底腳不放在任何肋條上，而另一底腳則放在肋條上。
這種結(jié)構(gòu)提供了一種鉛酸蓄電池，它有長的壽命，而且即使正極板有伸長也不會引起短路。這種鉛酸蓄電池具有的結(jié)構(gòu)使得在組件的處理中即使長而大的極板底腳從肋條位置有一小的偏移，該極板的底腳也能牢固地放置在該肋條上。
實施例2端子元件的結(jié)構(gòu)現(xiàn)參照圖10-14來描述端子元件的結(jié)構(gòu)。
將具有嵌在其頭部的銅端子部件52的鉛合金端子元件51焊到鉛合金極片17a上，容器中每個單元電池的極板比如正極板的凸起也焊到該極片17a上。端子元件51對應(yīng)于，比如，端子41a。如圖12所示端子部件52具有上部大尺寸的部分53和下部小尺寸的部分54。大尺寸部分53具有一個開在其上表面的螺絲孔55，而將小尺寸部分54嵌在鉛合金端子元件51中。小尺寸部分54具有一對防止旋轉(zhuǎn)的槽口56。為了加強與鉛合金的配合，在嵌到端子元件51中之前將端子部件52鍍以焊料。
將端子元件51裝入其中的鉛合金襯環(huán)49與蓋33形成一體。
當端子元件51與嵌在其中的端子部件52焊到各單元電池的極片上之后，將蓋33放到容器10上時，把每個端子元件51裝在襯環(huán)49中，且使端子部件52突出到蓋33之上。把蓋33接合到容器10上之后，使用燃燒爐對端子元件51的頭部和襯環(huán)49加熱，使之相互焊接到一起。這種處理使端子元件51可固定到蓋33上。如圖10中所示，由焊接點57將端子元件51和襯環(huán)49接合在一起。
最好使鉛合金端子元件51的頭部有一厚壁，這增加了固定端子部件52的強度并確保它能牢固焊接到襯環(huán)49上。
然后將材料50，比如環(huán)氧樹脂，注入到這些連結(jié)處，以便密封。
圖14表示用螺栓58將連接部件59固定到端子部件52上的狀態(tài)，螺栓58通過連接部件59上的孔60旋進端子部件52的螺絲孔55中，于是很容易將連接部件59固定到端子部件52上。因為螺絲孔55開在端子部件52的上表面，故可將連接部件59圍繞孔58旋轉(zhuǎn)在任意角度上。這樣可使連接部件59不受對應(yīng)端子位置的具體限制，以此方式鏈接上連接部件59。這方便了與相鄰蓄電池的連接，如圖5所示，比如可沿縱向或并行，以串聯(lián)或并聯(lián)方式連接。與通常的結(jié)構(gòu)不同，對于固定連接部件來說這里不需用螺母。
圖13表示端子部件的另一種可能的結(jié)構(gòu)，其中小尺寸部分54a只有一個槽口56a。嵌在鉛或鉛合金端子元件51中的端子部件52具有防轉(zhuǎn)動裝置，對于端子部件52的中心軸呈非對稱地設(shè)置。在用螺栓將連接部件固定到端子部件52的螺絲孔55中時，即使有一旋轉(zhuǎn)力加到端子部件52上，端子部件52也不會在比較光滑的鉛或鉛合金端子元件51中旋轉(zhuǎn)，從而不會有滑出的傾向。
如上所述，將由具有良好導(dǎo)電性的金屬構(gòu)成的、且有開在其上表面的螺絲孔的端子部件嵌到鉛或鉛合金的端子元件的頭部，以這種方式，至少可使該端子部件的上表面露出。
最好用銅或銅合金來制造端子部件。
而且，嵌在鉛或鉛合金端子元件中的端子部件最好具有防旋轉(zhuǎn)的裝置，該裝置對于端子部件的中心軸非對稱地放置。
上述結(jié)構(gòu)提供了一種鉛酸蓄電池，它在連接部件的方向上有很大的自由度，并能以大電流放電。與通常的結(jié)構(gòu)不同，不需螺帽只要一個螺栓就能固定連接部件。
實施例3容器與蓋的連續(xù)結(jié)構(gòu)以下參照圖15-18描述容器與蓋的連接結(jié)構(gòu)。
在這里所述的蓄電池，每個單元電池的寬度大約為170mm，在極板層疊方向的長度大約為340mm，高度大約為320mm。
容器10的上開口有一凹槽62，而蓋33的下開口有安裝在凹槽62中的一個凸出部分63。凸出部分63在其表面的適當間隔處形成有豎直肋條65和66。凹槽62的寬度大約為4mm，深度大約為9.5mm，凸出部分63的厚度大約為1.6mm。如圖18所示，每個肋條65的寬度大約為2mm，長度大約為8mm，設(shè)置的間隔約為80mm。每個肋條66的寬度大約為2mm，長度大約為8mm，在對應(yīng)于肋條65的位置處安排成間隔也是80mm左右。
肋條65和66在凸出部分63的表面與凹槽62的內(nèi)表面之間可保持一個固定的空間。這使得可將固定厚度的粘合劑層70插入到凸出部分63的表面與凹槽62的內(nèi)表面之間，從而使凸出部分63與凹槽62的接合在整個周邊都具有同一粘結(jié)強度。
盡管不必在凸出部分63的外表面和內(nèi)表面上的對應(yīng)位置處設(shè)置肋條65和66，但這種設(shè)置最好能使凸出部分63位于凹槽62的中心。
將肋條64設(shè)置在容器10的凹槽62底面的適當間隔上。將每個寬度約為2mm高度約為1mm的肋條64設(shè)置在大約150mm的間隔上。這些肋條64可避免凸出部分63到達凹槽62的底部，而又能使固定厚度的粘結(jié)層插到凸出部分63的自由端與凹槽62的底部之間。肋條64還在一凸緣，即圖15實施例中的內(nèi)凸緣與蓋33的對應(yīng)臺階之間形成一固定的空間。當將凸出部分63插入填充有粘結(jié)劑70的凹槽62中時，由于凸出部分63進入這個空間而將粘結(jié)劑壓出，從而增進了粘結(jié)強度。最好將肋條64設(shè)置在遠離豎直肋條65和66的位置。將這些肋條設(shè)置在相同位置上時，由于一些部分未被粘結(jié)劑覆蓋，會降低局部粘結(jié)強度。
盡管上述實施例中容器10帶有凹槽62而蓋33帶有凸出部分63，但也可以反過來，讓容器具有凸出部分而蓋具有凹槽。圖17表示出另一種可能的結(jié)構(gòu)，其中容器10具有肋條67，用于限制凸出部分63插入凹槽62中；以及肋條68和69，用于限定出凸出部分63的表面與凹槽62的內(nèi)表面之間的空間。
最好將豎直肋條設(shè)置在容器和蓋的隔板連接處。
圖19表示容器與蓋連接的通常結(jié)構(gòu)，其中，凹槽62設(shè)置在容器10開口的端面中，將安裝在凹槽62中的凸出部分63設(shè)置在蓋33的開口處。當把蓋33放到容器10上時，凸出部分63被裝入預(yù)先充以粘合劑70的容器10的凹槽62中。特別是在大尺寸的容器中，凹槽62和凸出部分63的接合部分的偏移可防礙該凸出部分63處在凹槽62的中心。比如，如圖19中所示當凸出部分63偏移到凹槽62中的一側(cè)時，將偏移一側(cè)上的一部分粘合劑70a壓到凹槽62之外，這使得從該部分中除去了相當數(shù)量的粘合劑，從而降低了粘合的強度。
粘合強度的局部變?nèi)跏沟迷谛铍姵氐倪\輸或安裝時蓋容易脫落，或使過充電時放出的氣體泄漏到外面，從而減少了電解液的量，或引起其它問題。
如上所述，本發(fā)明提供了一種鉛酸蓄電池，其中在容器和用于密封容器開口的蓋之一的開口端面上形成有凸出部分，將該凸出部分安裝到另一個開口端面上形成的凹槽中，并通過粘合劑固定到其上。至少在凹槽的內(nèi)表面或凸出部分的表面上形成有用于限定出凸出部分的表面與凹槽的內(nèi)表面之間空間的一組豎直肋條。
至少在凹槽的底面或凸出部分的自由端上也形成有用于限制該凸出部分插入凹槽中的一組肋條。
上述結(jié)構(gòu)保證了容器對蓋的牢固粘結(jié)，提供了一種具有穩(wěn)定質(zhì)量的鉛酸蓄電池。
盡管參照上述實施例描述了本發(fā)明，但應(yīng)了解，本發(fā)明并不限于這些實施例，普通技術(shù)人員在閱讀了上述說明后可做出各種修改。所附權(quán)利要求書包括了落在本發(fā)明實質(zhì)范圍內(nèi)的各種修改。
權(quán)利要求
1．一種密封鉛酸蓄電池，包括一個整體容器，其中至少有兩個電池行，每個電池行包括在預(yù)定方向鏈接的一組電池艙，兩個電池行彼此相鄰且并排，用第一隔板隔開各電池艙；一個蓋，具有與所述整體容器的所述第一隔板對應(yīng)的第二隔板，用于隔開各個電池艙；多個組件，每個組件包括一組正極板和負極板，在預(yù)定的方向經(jīng)分隔器層疊在一起，沿所述的預(yù)定方向每一電池行的單元電池互相鏈接，并容納在各電池艙中；正極片和負極片，設(shè)置在從所述容器開口向上凸出的每個組件之上，所述正極片與所述正極板相互連接，所述負極片與所述負極板相互連接；正極端子和負極端子，分別連接到每個電池艙的所述正極片和所述負極片上，所述正極端子和所述負極端子突出到所述蓋之上；其中，所述蓄電池還包括在所述容器和蓋其中之一的開口端面上形成的凸出部分；在另一個的開口端面上形成的凹槽，所述凸出部分安放在所述凹槽中，并通過粘合劑粘結(jié)到其上，至少在所述凹槽的內(nèi)表面或所述凸出部分的表面上設(shè)有一組豎直的肋條，用于限定出在所述凸出部分的表面與所述凹槽的內(nèi)表面之間的空間。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的密封鉛酸蓄電池，其特征在于，至少在所述凹槽的底面或在所述凸出部分的自由端具有一組肋條，用于限制所述凸出部分插入所述凸槽中。
全文摘要
一種蓄電池,其電池組元的特性很少變化,以任何組合方式選擇電池正、負極端子時所有單元電池都能參與放電。其包括:一個整體容器,至少有兩個電池行,各包括在一個方向鏈接的一組單元電池,電池行相鄰且并排;一個蓋,密封住容器的開口;第一蜂房間連接器,將每一電池行的相鄰單元電池并聯(lián);第二蜂房間連接器,將不同電池行的相鄰單元電池并聯(lián);正和負極端子,設(shè)在對應(yīng)各單元電池的蓋上。每一電池行中相鄰單元電池具有互連的氣相。
文檔編號H01M2/30GK1310484SQ01101508
公開日2001年8月29日 申請日期1997年2月5日 優(yōu)先權(quán)日1996年2月8日
發(fā)明者野田宗良, 內(nèi)田安彥, 小野田幸弘, 杉山寬 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社