專利名稱:通用封接的制作方法
本發(fā)明涉及在通孔中封接端桿的通用封接，特別適用于鋰電池。
通常在進(jìn)行D或C尺寸的鋰電池蓋板(蓋子)的玻璃封接時，端桿是直接封接于電池蓋板上特定通孔的邊緣。上述工藝是這樣完成的在端桿周圍放置環(huán)狀玻璃片或玻璃珠或玻璃渣，把蓋板和周圍放有玻璃珠的端桿放在夾具上，典型的情況是大約同時放有71個蓋板。把裝好工件的夾具放入爐子或烤箱中，升溫至玻璃的熔點，使得玻璃燒結(jié)在蓋板和端桿上。這種辦法緩慢而昂貴。蓋板表面必須清洗，蓋板占有大量的空間，由于蓋板與端桿、玻璃片或玻璃球相比又大又重，因而需要大的能量。
已經(jīng)使用的小環(huán)為套管形，一端帶有沿徑向朝外延伸的法蘭盤，焊接凸緣處在法蘭盤的下部。端桿封接在套管上，沿著焊接凸緣把套管焊在電池的蓋板上。在用熔焊爐進(jìn)行加工時，這些小環(huán)的優(yōu)點是負(fù)荷密集，但有兩個缺點，即制造這些小環(huán)昂貴和困難，這是由于焊接凸緣難以成形，特別是由于焊接凸緣的所有部分，在凸緣的整個360度圓周內(nèi)，必須處于同一個平面上。以及小環(huán)在固定和焊接時，只能在一個方向定位。已經(jīng)知道，例如在蓋板的通孔上制作一個尖銳的棱邊作為焊接凸緣，但在封接端桿時，仍然不能免除必需對端桿專門定位。畢竟在不同的環(huán)境下，所用材料的性能(如厚度)很不一樣，在此情況下，采用本發(fā)明的封接方法。
本發(fā)明的目的之一是提供一種小環(huán)形式的通用封接，此法使得夾具的負(fù)荷密集，并在固定和焊接時，能從兩個方向的任一方向定位。與以前所知的封接方法相比，制作容易和便宜。而且由于環(huán)繞整個小環(huán)的圓周大致上是線接觸，具有高電阻的焊接點，因而易于焊接。
借助于下列說明和附圖，對于精通本工藝的那些人，本發(fā)明的其他目的也就顯而易見了。
一般說來，根據(jù)本發(fā)明，提供了在一個通孔中封接端桿的通用封接法。該方法包括具有大致平行的上平面和下平面的小環(huán)，小環(huán)呈圓形平面，有一中心通孔，并包括封接于孔中的端桿，端桿伸出并大致垂直于上述平面。小環(huán)有上、下圓周倒角棱邊，棱邊對稱地處于一個平面的兩邊，該平面平行于上、下平面并與其等距離。小環(huán)的直徑與平面上限定圓形通孔的邊沿相對應(yīng)，這樣就使得倒角棱邊與通孔邊緣的尖脊大致上以線接觸的形式連接，接觸線處于倒角棱邊寬度的中間。
本發(fā)明的封接對帶有金屬端蓋的鋰電池特別有用。端蓋有一片輻板，具有大致平行的上、下輻板平面，在輻板上有一圓形通孔，由大致垂直于輻板表面的內(nèi)壁定其界限，并至少與一個表面相交成尖脊，尖脊和小環(huán)的一個倒角棱邊連接。由于倒角斜面與小環(huán)上、下平面之間的中心平面對稱，所以不論是在熔接端桿到小環(huán)上的工序中，把小環(huán)裝上夾具時，或是把小環(huán)焊在端蓋上時，無論小環(huán)的上平面或下平面朝上都沒有關(guān)系。
與小環(huán)焊接的蓋板及類似物，在輻板平面和限定通孔的界面之間具有尖脊，該尖脊與小環(huán)的倒角表面大致以線接觸的形式相交，在小環(huán)的整個圓周提供了高電阻的焊點。
在各圖形中，圖1為本發(fā)明的一個通用封接實施例的頂視圖;
圖2為沿圖1中線2-2的剖視圖;
圖3(a)為圖2中線3-3所示區(qū)域焊接前局部細(xì)節(jié)的放大圖;
圖3(b)為焊接后示于圖3(a)中的局部細(xì)節(jié)放大圖;
圖4為帶有封接端桿的本實施例的小環(huán)剖面放大圖;
圖5為先有技術(shù)采用的小環(huán)局部剖面圖。
根據(jù)本發(fā)明的最佳實施例，如圖所示，標(biāo)注數(shù)字1表示一種蓋狀的帶有輻板部分2及凸緣3的電池蓋板。輻板2有一外平面5和大致與外平面5平行的內(nèi)平面6。蓋板1為圓形平面，在其中心有一由表面12定界限的圓形通孔10，表面12與外表面5和內(nèi)表面6垂直相交，并與這些平面構(gòu)成尖脊15。如通孔10沖切得整齊，尖脊15就是直角的尖端線。然而，例如在制作不銹鋼的通孔時，沖切使通孔成形的沖模行程的最后部分，很可能產(chǎn)生不整齊的切斷，該工序就在沖模沖出的一面產(chǎn)生毛口，如圖3(a)所示。在任何情況下，應(yīng)該以從外表面5通過內(nèi)表面6的方向來沖切通孔10，如果形成了毛口，毛口將構(gòu)成尖脊15。
參看圖5，圖中示出先有技術(shù)采用的小環(huán)50。小環(huán)50呈套管狀，有一個圓筒部分51，在其一端有一個沿徑向朝外延伸的法蘭盤52。在法蘭盤52的上面，形成沿著圓筒軸向延伸的焊接凸緣脊53。在此部件中，制作法蘭盤和焊接凸緣脊是困難和昂貴的，并要求公差精確。在小環(huán)50中，端桿固定在圓筒51的內(nèi)孔。圓筒51套入蓋板的通孔10中，法蘭盤52疊放在蓋板的外表面，沿著焊接凸緣脊53把小環(huán)焊在蓋板上?？梢钥吹?，在小環(huán)50固定或焊接到蓋板上時，都只能朝一個方向定位。
現(xiàn)在參看圖1至圖4，這是本發(fā)明的通用封接的一個解說性實施例，標(biāo)注數(shù)字20為本發(fā)明的帶孔小環(huán)。小環(huán)20有平行的表面21和22，為了說明方便起見，稱為上表面21及下表面22。呈圓形平面的小環(huán)20有一個由圓筒壁25限定的中心孔24，采用玻璃封接32的方法，把端桿30封接在中心孔。小環(huán)20的外緣由外壁35限定，垂直于平行的平面21及22，并與上圓周倒角棱邊41及下圓周倒角棱邊42等距離。倒角棱邊42和41的角度相等，兩個斜面對稱于一個與側(cè)壁21及22平行而又等距離的平面，這樣小環(huán)就完全對稱于該平面。
在制成的蓋板中，如圖1、2和3所示，倒角棱邊41和42中的一邊頂著輻板通孔10的尖脊15，在倒角棱邊和尖脊15之間形成線接觸。在圖3(a)中，尖脊呈毛口狀，圖示小環(huán)在適當(dāng)?shù)奈恢茫谠撎幮…h(huán)被放在上表面21上的電極(未示出)的壓力向下推。當(dāng)加上焊接電流時，毛口-尖脊熔化形成焊接熔核，如圖3(b)所示。隨著毛口-尖脊的熔化，小環(huán)沿著它的整個圓周牢固地焊在輻板上。毛口的利用是本發(fā)明的優(yōu)點，由于這是一種形成很薄部分的容易辦法，提供了高電阻的焊點，因此，局部高的電流密度促使焊接迅速，并使得迅速完工，這樣就不致于破壞玻璃封接。整齊的剪切也將形成這樣的焊接線，但正如已經(jīng)指出的那樣，這是很難做到的。
僅為了便于說明，列舉下列數(shù)據(jù)。小環(huán)的外徑可達(dá)7.6毫米(0.300英寸)，厚為1.27毫米(0.05英寸)，孔25的直徑可達(dá)12.7毫米(0.50英寸)。棱邊41和42的倒角可以而且最好為45度，外表面35可以是0.5毫米(0.02英寸)寬，蓋板上通孔10的直徑可以為7.1毫米(0.280英寸)。輻板2厚0.5毫米(0.020英寸)。端桿30的直徑可達(dá)2.28毫米(0.09英寸)。
在進(jìn)行本發(fā)明的封接時，成形的小環(huán)放在夾具上的空腔內(nèi)，平面21或22向上。中心有孔的玻璃珠或玻璃片放在通孔25內(nèi)，端桿30插入玻璃片，放置得使端桿在小環(huán)的兩邊伸出相等的長度。每平方米的夾具不是放置大約800個蓋子(每平方英尺72個蓋子)，而是每平方米放置大約15555個小環(huán)(每平方英尺1400個小環(huán))。裝載的夾具放進(jìn)烤箱或爐子中，玻璃珠或玻璃片熔化在孔24的內(nèi)壁25及端桿30上，如圖4所示。由于端桿30由夾具定位使其對稱于小環(huán)的中心平面，因而玻璃珠在通孔24中的軸向?qū)χ惺遣恢匾?。可以看到，在把元件裝上夾具時，小環(huán)可以被簡單地排列，而無須注意是側(cè)壁21或是側(cè)壁22在上面。
同理，當(dāng)把小環(huán)20焊于蓋板1上時，由于小環(huán)完全對稱，無論倒角棱邊41或42的哪一邊與尖脊15接觸都沒有什么不同，所以它們只需要與孔10的一面(制作通孔的沖模從該面沖出)對中就行。倒角棱邊與尖脊15之間的線接觸提供了高電阻的焊接點，這促使焊接容易和有效，現(xiàn)在能以每秒一個的速度把小環(huán)焊在蓋板上而不損壞玻璃封接。
可以看出電池的蓋子或蓋板的尺寸是不重要的，如前所述，只要蓋子通孔的尺寸選擇得可以使小環(huán)和它焊上就行了。同樣，不改變小環(huán)的直徑或結(jié)構(gòu)，端桿的直徑可在一定范圍內(nèi)變化，例如0.5至2.28毫米(0.02至0.09英寸)，當(dāng)然小環(huán)本身的直徑也可以改變。雖然倒角45度被認(rèn)為是最佳的角度，但倒角也可以改變。蓋板1、小環(huán)20及端桿30最好由不銹鋼制成，但其他金屬也可以使用。封接32最好是玻璃，但其他封接材料也可以使用。雖然說一般或最好是端桿30的伸出部分對稱于中心平面，但可以看到那不是必需的，端桿的長度及它從一邊或另一邊伸出的程度只是選擇的問題。根據(jù)上述公開的內(nèi)容，在附錄權(quán)利要求
的范圍之內(nèi)，本發(fā)明的封接結(jié)構(gòu)的許多其他變化，可以被那些熟悉本工藝的人們想到。
權(quán)利要求
1.在通孔中封接端桿的通用封接，其特征在于包括具有大致平行的上平面和下平面的小環(huán)，小環(huán)呈平面圓形并有一中心孔，端桿封接在所述孔中，伸出部分大致垂直于所述平面，小環(huán)有上、下圓周的倒角棱邊，所述棱邊對稱地位于一個平面的兩邊，該平面平行于所述的上、下平面并與其等距離，所述的小環(huán)的直徑與平面上限定圓形通孔的邊緣相對應(yīng)，這樣就使得倒角棱邊和所述邊緣的尖脊大致以線接觸的方式連接，接觸線大致處于倒角棱邊寬度的中間。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1的封接，其特征在于所述上、下圓周的倒角棱邊與它們對應(yīng)的上、下平面之間的夾角為45度，中心的外圓周棱邊的表面垂直于所述的上、下平面，處于所述倒角棱邊的外邊沿之間。
3.用于鋰電池的通用封接，其特征在于有一金屬端蓋，上述端蓋有一輻板，輻板有大致平行的上輻板平面和下輻板平面，在所述的輻板上有圓形通孔，通孔由大致垂直于所述輻板表面的內(nèi)壁定界限，而且至少與一個所述的表面相交形成尖脊，所述的封接包括一個環(huán)形的小環(huán)，有大致平行的帶有中心孔的圓形上平面和下平面，端桿封接入所述的孔中，伸出并大致垂直于所述的平面，上和下圓周的倒角棱邊對稱地位于一個平面的兩邊，該平面與所述的上、下平面平行和等距離，所述小環(huán)的直徑與所述輻板通孔的直徑相對應(yīng)，使得所述小環(huán)的倒角棱邊和所述輻板尖脊大致以線接觸的形式連接，接觸線處于所述倒角棱邊的中間。
4.根據(jù)權(quán)利要求
3的封接，其特征在于包括在所述端蓋和所述小環(huán)之間整個一圈相交線的焊接。
5.根據(jù)權(quán)利要求
3的封接，其特征在于所述端桿放置得對稱伸出于所述平面的兩邊。
專利摘要
通用封接一適用于有金屬端蓋鋰電池包括有一小環(huán)，小環(huán)具有大致平行的上、下兩平面及一中心孔，端桿封接在孔中并大致對稱地伸出于平板表面。小環(huán)有上、下圓周的倒角棱邊，對稱于一個平面，該平面平行于小環(huán)的上、下平面并與其等距離。小環(huán)直徑與輻板通孔的直徑相對應(yīng)，使得小環(huán)的倒角棱邊大致以線接觸的方式與限定輻板上通孔邊緣的尖脊連接，接觸線位于倒角棱邊寬度的中間。通過焊接蓋板和小環(huán)之間整個圓圈的相交線，把蓋板和小環(huán)連接起來。
文檔編號H01M2/06GK86102729SQ86102729
公開日1986年11月26日 申請日期1986年4月17日
發(fā)明者本杰明·鮑斯基 申請人:埃默森電氣公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan