專利名稱：棱柱形蓄電池及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種棱柱形的蓄電池，該蓄電池具有一個殼體，該殼體具有多個通過電絕緣的間隔壁相互密封地分開的單元貯槽，該蓄電池還具有由堆疊的電極板構(gòu)成的板疊，其中，在每個單元貯槽中容放一個板疊。
本發(fā)明還涉及一種用于制造這種棱柱形蓄電池的方法。
棱柱形的蓄電池已被充分公知，它們由多個在一個共同的殼體中相鄰布置的封裝的電池單元組成，每個電池單元分別由堆疊的電極板構(gòu)成并注有電解液。
在EP 1 087 449 A1中公開了一種典型的傳統(tǒng)的棱柱形蓄電池。具有多個堆疊的電極板的電池單元在蓋打開的情況下從上面裝入到殼體的對應(yīng)貯槽中。在這里，單元貯槽由電絕緣的間隔壁構(gòu)成。在電池單元的與間隔壁相鄰的相對側(cè)面上設(shè)有導(dǎo)出板，它們分別與正的和負的電極板焊接。導(dǎo)出板在蓋區(qū)域中向上進入到殼體的一個死區(qū)中并在那里與相鄰的導(dǎo)出板焊接以形成電連接。
為了縮短電流傳導(dǎo)路徑，在WO 03/015194 A1中提出在殼體開口的前側(cè)上，接觸連接件與相鄰電池單元的分別設(shè)置在一個間隔壁的相對側(cè)面上的導(dǎo)出板相焊接。
本發(fā)明的任務(wù)在于，提供一種改進的棱柱形蓄電池，它具有盡可能小的內(nèi)電阻并且通過減小死區(qū)而具有更高的安裝密度。
根據(jù)本發(fā)明，該任務(wù)通過所述類型的棱柱形蓄電池這樣解決沿著間隔壁分別有接觸連接板延伸，在一個間隔壁上彼此相對安置的接觸連接板穿過該間隔壁相互導(dǎo)電連接，并且，該板疊的觸頭與對應(yīng)配置的接觸連接板導(dǎo)電連接。
通過附加的接觸連接板可實現(xiàn)首先穿過相應(yīng)的間隔壁產(chǎn)生相鄰接觸連接板的穿透電接觸。由此在蓋中不需要用于接觸的死區(qū)。此外得到這些接觸連接板的具有盡可能小的內(nèi)電阻的近似直接的連接。
在板疊導(dǎo)入單元貯槽中后，板疊的觸頭就能夠與接觸連接板導(dǎo)電連接，例如通過熔焊、釬焊或釬熔焊來實現(xiàn)。
對于內(nèi)電阻的進一步減小有利的是，接觸連接板在其長度上多次與一個對應(yīng)配置的、安置在間隔壁的相對側(cè)上的接觸連接板電連接。如果對應(yīng)配置的接觸連接板的電連接借助壓接方法(Durchsetzfuege-verfahren)通過冷一面擠壓(Kalt-Flaechenverpressen)產(chǎn)生，則可達到特別小的內(nèi)電阻。
板疊的觸頭最好構(gòu)造為導(dǎo)出板，其中，一個板疊的正電極板的側(cè)邊緣與第一導(dǎo)出板焊接，并且，在該板疊的相對另一端部上該板疊的負電極板的側(cè)邊緣與第二導(dǎo)出板焊接。這些導(dǎo)出板則最好在整個長度上與對應(yīng)配置的接觸連接板焊接。
特別有利的是，板疊的觸頭與對應(yīng)配置的接觸連接板熔焊并且此外在熔焊連接的外邊緣上釬焊。由此可達到機械強度高以及導(dǎo)電能力高的、具有極小內(nèi)電阻的耐大電流的連接。
如果板疊不是如傳統(tǒng)的那樣從上面、而是在殼體的前側(cè)放入單元貯槽中，可達到棱柱形蓄電池的簡單的結(jié)構(gòu)和制造。這樣，導(dǎo)出板及接觸連接板的側(cè)邊緣露出并且能夠易于接近地被相互熔焊和在需要時釬焊。接著將殼體的前蓋放置到殼體的側(cè)壁間和隔壁的側(cè)邊緣上并與它們密封地焊接，例如借助公知的激光深熔焊方法。
本發(fā)明的任務(wù)還在于，提供一種改進的用于制造棱柱形蓄電池的方法。
根據(jù)本發(fā)明，該任務(wù)通過以下步驟來解決在分別布置在一個間隔壁的彼此相對的側(cè)面上的接觸連接板之間穿過該間隔壁建立電連接；將板疊布置在通過這些間隔壁構(gòu)成的單元貯槽中；將這些板疊的電觸頭與這些接觸連接板焊接；和這樣封閉殼體，使得單元貯槽和殼體被密封。
下面借助附圖來詳細描述本發(fā)明。附圖表示

圖1 根據(jù)本發(fā)明的棱柱形蓄電池的立體圖；圖2 具有堆疊的電極板和導(dǎo)出板的一個板疊的立體圖；圖3 圖1中的棱柱形蓄電池不帶前板時的打開的殼體的立體圖；圖4 圖1中的棱柱形蓄電池帶有裝在單元貯槽中的板疊、不帶前板時的立體圖；圖5 根據(jù)本發(fā)明的棱柱形蓄電池的第二實施方式的立體圖；圖6 圖5中的棱柱形蓄電池的殼體的立體分解圖；圖7 具有導(dǎo)出板第二實施方式的一個板疊的立體圖；圖8 圖7中的導(dǎo)出板的立體圖；圖9 接觸連接板的立體圖；圖10 圖5中的棱柱形蓄電池在間隔壁及相鄰板疊連接處的區(qū)域中的一個局部的剖面圖。
由圖1中可看到以立體圖表示的一個棱柱形的蓄電池1。在殼體的上側(cè)裝上一個排氣通道2。此外，在殼體的彼此相對的窄側(cè)面上裝有連接觸頭3a，3b，用于棱柱形蓄電池1的正的和負的電極連接。
蓄電池1的殼體被一個前蓋4封閉，該前蓋被裝在殼體上并與該殼體密封地焊接。
由圖2中可看到以立體圖表示的一個板疊5?？汕宄乜闯?，多個交替地相互堆疊的正的和負的電極板6構(gòu)成一個板疊5。正電極板6的接線片在板疊5的一側(cè)向外引出并在那里借助公知的激光深熔焊方法與一個導(dǎo)出板7a導(dǎo)電地和機械地連接。負電極板6的接頭在板疊5的相對另一側(cè)上以相應(yīng)方式與一個導(dǎo)出板7b相連接。
這種公知的板疊5(蓄電池單元)被裝入到單元貯槽8中，這些單元貯槽在殼體9中通過從殼體9的底部延伸到蓋的間隔壁10構(gòu)成。在間隔壁10的兩個表面上都設(shè)有接觸連接板11，它們延伸到間隔壁10的整個長度上。在一個間隔壁10上彼此相對的接觸連接板11穿過該間隔壁10相互觸點接通。這最好借助壓接方法實現(xiàn)，其方式是，接觸連接板11在間隔壁10中的鉆孔的區(qū)域中無附加材料地冷接合。連接觸頭3a，3b以相應(yīng)方式與殼體9的窄側(cè)邊的內(nèi)壁上的外側(cè)的接觸連接板11相連接。
如由圖4中可看到的，板疊5被置入殼體9的單元貯槽8中。在此，在殼體9的上部區(qū)域和下部區(qū)域中不再需要死區(qū)，因為板疊5的相互觸點接通通過導(dǎo)出板7和接觸連接板11在板疊5的縱側(cè)面上實現(xiàn)，而不是在殼體9的蓋的區(qū)域中實現(xiàn)。
為此，在殼體9打開、不帶有前蓋4的情況下，最好在導(dǎo)出板7和接觸連接板11的露出的邊緣的整個長度上將直接相鄰的導(dǎo)出板7與接觸連接板11相互熔焊和/或釬焊。特別有利的是，釬焊連接施加在焊縫或者說導(dǎo)出板7與接觸連接板11的外邊緣上。
由圖5中可看到棱柱形蓄電池1的第二實施方式的立體圖?？汕宄乜闯?，連接觸頭3借助壓接方法與對應(yīng)配置的位于內(nèi)部的接觸連接板在蓄電池1的高度上的兩個位置上被冷一面擠壓地連接。此外，排氣通道的排氣閥12不是如圖1中的第一實施方式那樣設(shè)在側(cè)面，而是設(shè)置在排氣通道2中的中心。
由圖6可看到圖5的棱柱形蓄電池1的一個分解圖?？汕宄乜闯?，排氣通道2被放置在殼體9的上側(cè)面上，在該上側(cè)面中為每個單元貯槽8開設(shè)了排氣孔13。
此外可清楚地看到，在殼體的外側(cè)窄側(cè)邊14上以及間隔壁10上各設(shè)置兩個鉆孔15，通過這些鉆孔，相鄰的接觸連接板11相互間或者在窄側(cè)邊14上接觸連接板11與連接觸頭3導(dǎo)電地、不可拆卸地相互連接。為此最好使用壓接方法。但也可使用其它的方法如螺紋連接，鉚接，熔焊，釬焊等。
需要時可設(shè)置密封件，如O型密封環(huán)或涂層，用于在接觸連接板11觸點接觸后密封鉆孔15。
通過在接觸連接板11的結(jié)構(gòu)高度內(nèi)設(shè)置多個連接位置可進一步減小內(nèi)電阻。
由圖6可看到具有導(dǎo)出板7的優(yōu)選實施方式的一個板疊5的立體圖。這些導(dǎo)出板在橫向上在多個位置借助激光深熔焊方法與對應(yīng)配置的電極板6的接線片連接。
如從圖7及從圖8中的導(dǎo)出板7的詳細立體圖中可清楚看到的，該導(dǎo)出板7的改進的實施方式具有切口的、稍微彎折的連接區(qū)段16。當(dāng)板疊5置入單元貯槽8中時，這些連接區(qū)段16位于取下前蓋4時的殼體開口的區(qū)域中。例如在導(dǎo)出板7的長度上設(shè)置三個連接區(qū)段16。
由圖9可看到一個接觸連接板11的優(yōu)選實施方式，該接觸連接板也具有一個彎折的外邊緣17，在蓄電池1處于裝配狀態(tài)中時，該外邊緣17鄰接在對應(yīng)配置的導(dǎo)出板7的連接區(qū)段16上。
此外可看到，在間隔壁10中的鉆孔15的區(qū)域中接觸連接板11預(yù)成型出具有環(huán)繞周圍的凹陷部的圓柱形接觸區(qū)段18。通過將擠壓模具導(dǎo)入圓柱形接觸區(qū)段18中并施加高的擠壓力可達到相鄰接觸連接板11的接觸區(qū)段18穿過位于它們之間的間隔壁10中的鉆孔15的不可拆卸的冷接合的連接。這樣一種連接具有非常低的內(nèi)電阻。
由圖10可看到在圖5至9中以草圖示出的棱柱形蓄電池1的一個局部的剖面圖。表示出殼體在間隔壁10的區(qū)域中的一個局部，在該間隔壁上放置上一個前蓋4，用于關(guān)閉殼體9。封閉殼體9的前側(cè)的該前蓋4在該圖中位于上面。
此外可看出，置入單元貯槽8中的板疊5的導(dǎo)出板7a，7b的連接區(qū)段16對準(zhǔn)鄰接的前蓋4并從相應(yīng)的板疊5朝向鄰接的單元壁10方向彎折。
還可以看到，布置在間隔壁10兩側(cè)上的接觸連接板11用接觸區(qū)段18穿過間隔壁10相互電連接。接觸連接板11的與前蓋4相鄰的外邊緣17從間隔壁10離開朝向鄰接的導(dǎo)出板7延伸。一個接觸連接板11的彎折的外邊緣17與對應(yīng)配置的導(dǎo)出板7的相鄰的彎折的連接區(qū)段16熔焊。此外最好還在接觸連接板11與對應(yīng)配置的導(dǎo)出板7之間在該熔焊連接的外邊緣上進行釬焊。
權(quán)利要求
1.棱柱形蓄電池(1)，具有一個殼體(9)，該殼體具有多個通過電絕緣的間隔壁(10)相互分開的單元貯槽(8)，還具有由堆疊的電極板(6)構(gòu)成的板疊(5)，其中，在每個單元貯槽(8)中容放一個板疊(5)，其特征在于沿著間隔壁(10)分別延伸有接觸連接板(11)，在一個間隔壁(10)上彼此相對的接觸連接板(11)穿過該間隔壁(10)導(dǎo)電地相互連接，板疊(5)的觸頭(7)與對應(yīng)配置的接觸連接板(11)導(dǎo)電地連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的棱柱形蓄電池(1)，其特征在于接觸連接板(11)在其長度上多次與一個對應(yīng)配置的、安置在間隔壁(10)的相對側(cè)上的接觸連接板(11)導(dǎo)電地連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的棱柱形蓄電池(1)，其特征在于對應(yīng)配置的接觸連接板(11)的電連接是冷-面擠壓的壓接連接。
4.根據(jù)以上權(quán)利要求之一的棱柱形蓄電池(1)，其特征在于板疊(5)的觸頭(7)與對應(yīng)配置的接觸連接板(11)熔焊并且在該熔焊連接的外邊緣上釬焊連接。
5.根據(jù)以上權(quán)利要求之一的棱柱形蓄電池(1)，其特征在于一個板疊(5)的正電極板(6)的側(cè)邊緣與第一導(dǎo)出板(7a)焊接，在該電池疊堆的相對另一端上該板疊(5)的負電極板(6)的側(cè)邊緣與第二導(dǎo)出板(7b)焊接，并且，這些導(dǎo)出板(7a，7b)與對應(yīng)配置的接觸連接板(11)焊接。
6.根據(jù)以上權(quán)利要求之一的棱柱形蓄電池(1)，其特征在于殼體(9)的前蓋(4)裝在殼體(9)的側(cè)邊緣和間隔壁(10)的側(cè)壁上并與它們密封地焊接。
7.用于制造根據(jù)以上權(quán)利要求之一的棱柱形蓄電池(1)的方法，其特征在于以下步驟在分別布置在一個間隔壁(10)的彼此相對的側(cè)面上的接觸連接板(11)之間穿過該間隔壁(10)建立電連接；將板疊(5)布置到通過這些間隔壁(10)構(gòu)成的單元貯槽(8)中；將這些板疊(5)的電觸頭與這些接觸連接板(11)焊接；和這樣封閉殼體(9)，使得單元貯槽(8)和殼體(9)被密封。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其特征在于為了封閉殼體(9)，將一個前板(4)放置到與殼體(9)整體成型的間隔壁(10)和殼體(9)的外壁的側(cè)邊緣上并與這些側(cè)邊緣密封地連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求的方法，其特征在于接觸連接板(11)通過冷的面擠壓壓接，以便穿過相應(yīng)的間隔壁(10)電連接，其中，間隔壁(10)在連接位置上穿孔。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9之一的方法，其特征在于將板疊(5)的導(dǎo)出板(7)與對應(yīng)配置的接觸連接板(11)焊接，其中，一個板疊(5)的正電極板(6)在第一側(cè)邊緣上與第一導(dǎo)出板(7a)焊接，該板疊(5)的負電極板(6)在與該側(cè)邊緣的對立的一側(cè)與第二導(dǎo)出板(7b)焊接。
11.根據(jù)權(quán)利要求7至10之一的方法，其特征在于在板疊(5)的觸頭(7)與對應(yīng)配置的接觸連接板(11)之間的熔焊連接的外邊緣上釬焊連接。
全文摘要
一種棱柱形蓄電池(1)，具有一個殼體(9)，該殼體具有多個通過電絕緣的間隔壁(10)相互分開的單元貯槽(8)，還具有由堆疊的電極板(6)構(gòu)成的板疊(5)，其中，在每個單元貯槽(8)中容放一個板疊(5)，沿著間隔壁(10)分別延伸有接觸連接板(11)，其中，在一個間隔壁(10)上彼此相對的接觸連接板(11)穿過該間隔壁(10)導(dǎo)電地相互連接，板疊(5)的觸頭(7)與對應(yīng)配置的接觸連接板(11)導(dǎo)電地連接。
文檔編號H01M2/34GK1902773SQ200480040262
公開日2007年1月24日 申請日期2004年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月21日
發(fā)明者迪特爾·貝希托爾德, 拉爾夫·約斯維格, 凱·佩爾茨 申請人:瓦爾塔汽車系統(tǒng)有限公司