專(zhuān)利名稱：電池及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及便攜式裝置的電池領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
可充電電池被廣泛地用作移動(dòng)電話、筆記本式個(gè)人計(jì)算機(jī)、攝像機(jī)等之類(lèi)的便攜式裝置的電源，諸如鎳金屬氫化物可充電電池以及鋰基可充電電池。目前，人們已致力于對(duì)此類(lèi)電子器具進(jìn)行進(jìn)一步的小型化開(kāi)發(fā)。為了盡量減小電池在裝置中所占的體積，從可用空間的有效利用方面看，電池應(yīng)該呈棱柱形。然而，雖然能提供優(yōu)良的空間利用率，但棱柱形電池與圓柱形電池相比具有以下缺點(diǎn)。
圖5是一常用的棱柱形堿性可充電電池的局部切開(kāi)的立體圖，圖6是一常用的圓柱形堿性可充電電池的半示意性的局部剖視立體圖。
在該圓柱形電池中，電動(dòng)勢(shì)元件是由中間夾設(shè)有一分隔片8的一正極片7和一負(fù)極片9卷繞成卷而構(gòu)成的，如圖6所示。相反，棱柱形電池的電動(dòng)勢(shì)元件包括彼此疊置的多塊正極板7和多塊負(fù)極板9，它們之間夾設(shè)有多塊分隔板，如圖5所示。因此，棱柱形電池的制造要涉及更復(fù)雜的工序，導(dǎo)致生產(chǎn)率較低。
尤其是，棱柱形電池的分隔板8制成袋形，用于包裹正極板和負(fù)極板中的一塊，以防止短路，這就進(jìn)一步使制造工藝復(fù)雜化。
而且，在棱柱形電池殼體的開(kāi)口端處，通常很難于殼體1與密封板3之間提供完全的氣密密封，從而導(dǎo)致了電池防漏性能差這另一個(gè)缺點(diǎn)。使棱柱形電池密封的一種公知方法包含用激光束焊接殼體1的開(kāi)口端緣與密封板3之間的鄰接線。由于采用激光，該方法自然就要求較高的成本，并且，由于難以控制激光功率輸出而確保穩(wěn)定焊接，該方法并不一定能在可靠性方面作出承諾。
由此可見(jiàn)，棱柱形電池和圓柱形電池都有它們各自的優(yōu)、缺點(diǎn)，需要在棱柱形電池的空間利用率和其與圓柱形電池相比較次的生產(chǎn)率和可靠性之間達(dá)成平衡。
發(fā)明揭示本發(fā)明正是針對(duì)上述問(wèn)題而提出的，其發(fā)明目的在于提供一種適用于小型便攜式裝置的，具有優(yōu)良的生產(chǎn)率、可靠性和空間利用率的電池。
本發(fā)明的電池包括一帶一開(kāi)口端的金屬殼體和一容納于該金屬殼體內(nèi)的電極板組件，該金屬殼體的開(kāi)口端用一密封板氣密密封，其中，該金屬殼體包括一圓形橫截面的頭部和一基本方形截面的本體部分，該本體部分的方形截面的一邊長(zhǎng)度等于或大于頭部的圓形截面的直徑。
本發(fā)明提供制造電池的方法，該電池包括一帶一開(kāi)口端的金屬殼體、一容納于該金屬殼體內(nèi)的電極板組件和一密封金屬殼體開(kāi)口端的密封板，該方法可包括以下步驟將電極板組件裝于一帶一開(kāi)口端的圓柱形殼體中，該殼體的橫截面直徑大于密封板的橫截面直徑；將圓柱形殼體帶有其開(kāi)口端的頂端部分的直徑減小，使其與密封板的直徑一致；用密封板通過(guò)翻邊壓緊法密封圓柱形殼體的開(kāi)口端；以及對(duì)圓柱形殼體進(jìn)行加工，使其本體部分具有基本呈方形的橫截面。
通過(guò)以下參照附圖的描述，本發(fā)明的上述和其它的目的和特點(diǎn)將變得更為清楚。
附圖簡(jiǎn)述

圖1是本發(fā)明一實(shí)施例的電池的立體圖；圖2A是該電池的正視圖，圖2B是該電池沿圖2A的箭頭IIB-IIB方向剖開(kāi)的剖視圖，圖2C是該電池沿圖2A的箭頭IIC-IIC方向剖開(kāi)的剖視圖；圖3是本發(fā)明的電池制造方法的過(guò)程示意圖；圖4A是里面裝有本發(fā)明的電池的一電池組外殼的平面圖，圖4B是其剖視圖，圖4C是里面裝有作為比較例的傳統(tǒng)圓柱形電池的一電池組外殼的平面圖，圖4D是其剖視圖；圖5是一已知棱柱形堿性可充電電池的局部切開(kāi)的立體圖；以及圖6是一已知圓柱形堿性可充電電池的半示意性的半部剖視立體圖。
發(fā)明的最佳實(shí)施方式下面參照附圖來(lái)描述本發(fā)明的較佳實(shí)施例。在以下描述中，術(shù)語(yǔ)“電池”應(yīng)理解為任何類(lèi)型的高率電池，尤其是包括鎳金屬氫化物電池、鎳-鎘電池和鋰基電池在內(nèi)的可充電電池。
例如，以一鎳金屬氫化物電池來(lái)描述下面的較佳實(shí)施例，該電池采用鎳基材料作為正極，采用氫吸收合金作為負(fù)極。
圖1是本發(fā)明的電池的立體圖。圖2A是正視圖、圖2B和2C是其剖視圖。在圖2B和2C中，為了便于說(shuō)明，電動(dòng)勢(shì)元件和其它的結(jié)構(gòu)件被省去。
本發(fā)明的電池采用圓柱形金屬構(gòu)件作為殼體，如后面參照?qǐng)D3所描述的，因此，電動(dòng)勢(shì)元件以類(lèi)似于圓柱形電池制造的方式來(lái)裝配，這種方式可以簡(jiǎn)單而高效地進(jìn)行。電池殼體由一原盤(pán)狀密封板3通過(guò)翻邊壓緊法來(lái)密封，如現(xiàn)有的圓柱形電池一樣，使電池具有優(yōu)良的電解液防漏密封性能。
裝配好后，對(duì)電池進(jìn)行加工，使其本體部分1b具有方形橫截面，如圖2C所示。本體部分1b的橫截面的一邊長(zhǎng)度t1等于或大于頭部1a的橫截面的直徑t2。這樣，電池具有一基本呈棱柱形的本體部分1b和一圓柱形的頭部1a。
最好，本體部分1b的方形橫截面應(yīng)具有略微弄圓的角部，如圖2C所示，以增強(qiáng)電池殼體的耐壓緊固度。本體部分1b可以從圓柱形的構(gòu)件很容易地成形為具有這樣的橫截面。
本發(fā)明的電池的制造方式如下。在圖3中，標(biāo)號(hào)2表示一電極板組件，該組件包括一片含氫氧化鎳作為活性物質(zhì)的正極板和一片含氫吸收合金粉的負(fù)極板，這兩片板之間夾設(shè)一分隔板而卷繞成卷。將一由鎳制成的集電引線4焊接于正極板的上部。分隔板由經(jīng)過(guò)親水性處理的聚丙烯制成。將電極板組件2插入一圓柱形金屬殼體1，殼體高度為52毫米，其直徑為11毫米。金屬殼體1還用作負(fù)極端子。
在將電極板組件2和用于防止短路的絕緣板5裝于殼體1內(nèi)后，對(duì)殼體1進(jìn)行壓模加工，以使其頭部1a的直徑減小至約9.8毫米。電池的“頭部1a”從其開(kāi)口的頂端緣到圓柱形殼體1的上端部分長(zhǎng)約為8毫米。
然后，將一圓柱形內(nèi)模(未圖示)嵌入殼體1的頂部開(kāi)口，同時(shí)將殼體1向上推并轉(zhuǎn)動(dòng)，并用一轉(zhuǎn)動(dòng)方向與殼體轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的旋轉(zhuǎn)模壓靠于頭部1a。以此，在頭部1a的側(cè)壁上形成一凹槽6或環(huán)形凹陷，使電極板組2固定地保持于殼體1內(nèi)。
之后，將堿性電解液注入殼體1，并通過(guò)電阻焊接將密封板3和引線4彼此連接。將用作正極端子的密封板3設(shè)置在頭部1a內(nèi)的環(huán)形突起上，也就是凹槽6的反面，將殼體1的上端緣朝內(nèi)翻邊壓緊，從而使電池氣密密封。
而后，這樣得到的電池進(jìn)行初始的充電和放電，隨后對(duì)電池本體部分1b進(jìn)行壓模加工，使其具有方形的橫截面。在該實(shí)施例中，本體部分1b的方形橫截面的一邊長(zhǎng)度為10毫米，圓角的曲率半徑為3毫米。
圖4A到4D是在本發(fā)明的電池與現(xiàn)有10毫米直徑的圓柱形電池之間對(duì)構(gòu)成電池組的電池組外殼中的可用空間的利用率進(jìn)行比較的視圖。
例如，將通過(guò)上述工藝得到的電池A和傳統(tǒng)的圓柱形電池B均以三個(gè)一組分別裝于電池組外殼10中。從圖4B和圖4D可清楚地看到，電池A有效地利用了橫截面基本呈矩形的電池組外殼內(nèi)的可用空間，因此比電池B具有更大容量。內(nèi)部容量的提高顯然可實(shí)現(xiàn)電池性能上的各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)。
上述具體實(shí)施例說(shuō)明了本發(fā)明的實(shí)施方式。因此，應(yīng)予理解，可以采用本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員所公知的或者在本文中所揭示的其它手段，而不脫離本發(fā)明或所附權(quán)利要求書(shū)的范圍。例如，本發(fā)明并不局限于其各端部形成有恒定曲率半徑的弧形邊緣的電池殼體，而可包括其各邊緣具有變化的曲率半徑或者其各部分具有不同的曲率半徑的電池殼體。
工業(yè)實(shí)用性如上所述，本發(fā)明同時(shí)擁有圓柱形電池和棱柱形電池的優(yōu)點(diǎn)，提供了一種可靠的、容易生產(chǎn)的、能夠有效容裝在限定空間內(nèi)的高容量電池。
權(quán)利要求
1.一種電池，包括一帶一開(kāi)口端的金屬殼體(1)；以及一容納于該金屬殼體內(nèi)的電極板組件(2)，該金屬殼體的開(kāi)口端用一密封板(3)氣密密封，其中，該金屬殼體包括一圓形橫截面的頭部(1a)和一基本方形截面的本體部分(1b)，該本體部分的方形截面的一邊長(zhǎng)度等于或大于頭部的圓形截面的直徑。
2.如權(quán)利要求1所述的電池，其特征在于，該本體部分的方形橫截面具有圓角。
3.如權(quán)利要求1或2所述的電池，其特征在于，該密封板呈圓盤(pán)狀，該金屬殼體的開(kāi)口端用該密封板通過(guò)翻邊壓緊法密封。
4.如權(quán)利要求1或2所述的電池，其特征在于，該電極板組件包括一片正極板和一片負(fù)極板，它們之間夾設(shè)一片分隔板而被層壓和卷繞成卷。
5.如權(quán)利要求1或2所述的電池，其特征在于，該電池是堿性可充電電池和鋰基可充電電池中的任一種。
6.一種制造一電池的方法，該電池包括一帶一開(kāi)口端的金屬殼體、一容納于該金屬殼體內(nèi)的電極板組件和一密封金屬殼體開(kāi)口端的密封板，該方法包括以下步驟將電極板組件(2)裝于一帶一開(kāi)口端的圓柱形殼體(1)中，該殼體的橫截面直徑大于密封板的橫截面直徑；將圓柱形殼體帶有其開(kāi)口端的頂端部分的直徑減小，使其與密封板的直徑一致；用密封板通過(guò)翻邊壓緊法密封圓柱形殼體的開(kāi)口端；以及對(duì)圓柱形殼體進(jìn)行加工，使其本體部分(1b)具有基本呈方形的橫截面。
7.如權(quán)利要求6所述的電池制造方法，其特征在于，該圓柱形殼體的本體部分的方形橫截面的一邊長(zhǎng)度等于或大于該圓柱形殼體的頂端部分的直徑。
8.如權(quán)利要求7所述的電池制造方法，其特征在于，該圓柱形殼體的本體部分的方形橫截面具有圓角。
9.如權(quán)利要求8所述的電池，其特征在于，該密封板呈圓盤(pán)狀，該金屬殼體的開(kāi)口端用密封板通過(guò)翻邊壓緊法密封。
10.如權(quán)利要求8所述的電池，其特征在于，該電極板組件包括一片正極板和一片負(fù)極板，它們之間夾設(shè)一片分隔板而被層壓和卷繞成卷。
11.如權(quán)利要求8所述的電池，其特征在于，該電池是堿性可充電電池和鋰基可充電電池中的任一種。
全文摘要
提供了一種電池，它具有一卷繞的電極板組件，該組件容納于一殼體內(nèi)，這種電池可有效利用便攜式電子器具中的可用空間。該電池殼體1具有一圓形橫截面的頭部1a和一基本方形橫截面的本體部分1b，該方形橫截面的一邊長(zhǎng)度等于或大于頭部的圓形橫截面的直徑。
文檔編號(hào)H01M6/10GK1636290SQ0181427
公開(kāi)日2005年7月6日 申請(qǐng)日期2001年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月22日
發(fā)明者勝本真澄, 笠原英樹(shù), 宮久正春, 坊木義廣 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社