方型塑料殼密封蓄電池的製作方法
2023-05-30 04:53:11
專利名稱：方型塑料殼密封蓄電池的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種密封鹼性蓄電池，特別是適用於方型塑殼氫鎳密封蓄電池、方型塑殼鎘鎳密封蓄電池、方型塑殼鋅鎳密封蓄電池和方型塑殼鋰離子密封蓄電池。
背景技術：
現在和將來，人類共同的責任是保護自然環境和可持續發展，然而全世界龐大的汽車群不僅大量消耗著有限的石油資源，而且排放出數量非常可觀的有害氣體，汽車尾氣是城市主要的汙染源，破壞著人類賴以生存的自然環境，在這種背景下電動汽車的蔚然興起是汽車工業發展的必然。普遍認為2005年以後HEV(汽油和電池的混合動力汽車)將有較大發展，2004年豐田和松下合作共同開發的HEV轎車已銷售12萬輛，據行家預計在2010年用於電動汽車的氫鎳電池產值將達到50000億日元，在我國高功率動力氫鎳密封蓄電池剛剛起步，發展空間巨大，本公司已開發了系列方型鋼殼氫鎳密封蓄電池，根據市場需求，目前又開發了塑殼系列高功率氫鎳密封蓄電池，塑殼較鋼殼有許多優點1、塑殼絕緣性優良、殼體與極柱之間無電位差，所以使用更為安全可靠。2、塑殼加工工藝性好，適應規模生產，造價便宜。3、塑殼重量輕有利於提高電池重量比能量和重量比功率。但是，塑殼高功率氫鎳密封蓄電池在產品設計中有許多技術關鍵需要解決，如對密封蓄電池而言，不僅要求電池有優良的電氣性能，而且要求電池極柱不漏氣、無爬鹼現象，然而在鹼性蓄電池中，由極柱向外爬鹼現象是較難解決的問題。
發明內容本實用新型的目的在於設計一種方型塑殼密封蓄電池，它能根據塑殼材料的特性，設計了極柱密封結構和排氣安全閥，成功地解決了鹼性電解質沿極柱爬鹼問題及極柱密封問題，是一種性能良好的密封蓄電池。
本實用新型的技術方案一種方型塑殼密封蓄電池，包括蓄電池的塑料殼體、電解液、極柱及隔膜，塑料殼體包括塑殼體和塑蓋，其特徵在於所說的極柱採用極柱密封結構，極柱下端通過極耳與極組相連，極柱穿過塑蓋孔，塑蓋與塑殼體熱合在一起，正負極柱上依次裝配金屬平墊片、彈簧墊片、螺母，並緊固螺母；所說的由塑殼體和塑蓋構成的塑料殼體有排氣安全閥。
上述所說的極柱與殼體的極柱密封結構包括碟形極柱線密封極柱密封結構、「O」形橡膠圈極柱密封結構或二者結合的混合極柱密封結構。
上述所說的碟形線密封極柱密封結構即將極柱與塑蓋的接觸面製成形似碟形的銳角圓形，其零部件包括碟形極柱、塑蓋、金屬平墊片、彈簧墊片和螺母，該結構當用螺母緊固時，極柱與塑蓋成線性接觸。
上述所說的碟形極柱螺紋外徑為M4至M30，碟形直徑為Ф6mm-Φ50mm、高為0.5mm-10mm，碟形碗內側與極柱體上平面成銳角，銳角平臺尺寸為0.1-2mm之間。
上述所說的「O」形橡膠圈極柱密封結構，其零部件包括極柱、「O」形橡膠圈、塑蓋、金屬平墊片、彈簧墊片和螺母，將「O」形橡膠圈套在極柱上，並放入於極柱的膠圈限制槽內，限制槽的直徑和深度與「O」形橡膠圈的線徑和直徑相匹配，極柱上依次裝配金屬平墊片、彈簧墊片、螺母，並緊固螺母。
上述所說的密封圈極柱密封結構其「O」形橡膠的線徑尺寸為Φ1.17mm-Φ7mm，限制槽寬為1.5mm-8mm，槽深0.6mm-8mm之間。
上述所說的混合極柱密封結構即採用碟形極柱並碟形極柱上有膠圈限制槽同時放入「O」形橡膠圈，極柱上依次裝配金屬平墊片、彈簧墊片、螺母，並緊固螺母，此時極柱與塑蓋共成線性接觸與「O」形橡膠圈混合密封。
上述所說的塑料殼體上的排氣安全閥結構，其零部件包括置於塑蓋上的安全閥體，出氣孔，密封墊片，託板，彈簧和鎖母，安全閥體與塑蓋為一體，安全閥的底部出氣孔與密封墊片成銳角接觸，託板放置在密封墊片上與之緊密配合，彈簧放置在託板上方，其頂部與鎖母接觸，鎖母位於安全閥的頂部，通過螺紋與安全閥體相連接，鎖母的中間留有排氣孔。
上述所說的方型塑殼密封蓄電池安全閥可以採用塑料安全閥與塑蓋通過螺紋相連接，也可以將安全閥體與塑蓋注塑為一體，安全閥體可以用金屬來製造；安全閥出氣孔直徑為Φ1mm-Φ20mm；安全閥密封墊與閥體的密封配合處可以加工成任意銳角；安全閥所採用的彈簧絲徑為Φ0.2mm-Φ1.5mm，彈簧內徑為Φ2mm-Φ15mm，彈簧工作高度為2mm-20mm，其材質可以為任意彈簧鋼，彈簧也可以用橡膠柱替代，其工作壓力為0.1N-15N。
本實用新型的工作原理為在開發方型塑殼密封氫鎳蓄電池中解決了許多技術問題，而其中最關鍵是極柱密封結構設計和安全閥結構設計，對密封蓄電池而言，不僅要求電池有優良的電氣性能，而且要求電池極柱不漏氣、無爬鹼現象，然而在鹼性蓄電池中，由極柱向外爬鹼現象是較難解決的問題。方型塑殼密封蓄電池在充電末期和過充電時會產生一定氣體，導致電池內壓上升，按技術要求必須設安全閥，對安全閥的技術要求是1、密封；2、當電池內壓達到設定值時電池安全閥能及時開啟，另外當電池內壓降低後又能發揮再次密封的作用。安全閥在正常使用條件下是密封的，使用不當時，如電池大電流流過充電池內壓急增及內壓超過設計值時安全閥就會開啟，否則就有危險。安全閥是利用彈簧在設定力的作用下變形的原理達到開啟的目的。
所謂碟形極柱就是將極柱與塑蓋的接觸面加工成銳角圓形，形似碟形故稱為碟形極柱。該結構當用螺母緊固時，極柱與塑蓋成線形接觸，根據同等壓力下接觸面積小壓強大的原理從而達到密封效果好的目的。同時我們還設計了另外兩種極柱密封結構，也取得了非常滿意的密封效果其結構如圖3圖4所示。
本實用新型的優越性在於經大量產品測試表明，極柱密封性能良好，安全閥均在設計範圍內正常開啟；該技術零部件價格低廉，操作簡單，在生產中便於推廣。
圖1為本實用新型所涉一種方型塑殼密封蓄電池的外形結構示意圖。
圖2為本實用新型所涉一種方型塑殼密封蓄電池的碟形極柱密封結構實施例整體示意圖。
圖3為本實用新型所涉一種方型塑殼密封蓄電池的「O」形橡膠圈極柱密封安裝圖圖4為本實用新型所涉一種方型塑殼密封蓄電池的碟形極柱密封和「O」形橡膠圈極柱密封混合安裝圖。
圖5是安全閥4的結構安裝示意圖。
如圖所示0為極組，1為塑殼體，2為塑蓋，3為極柱，4為安全閥，5為極耳，6為螺母，7為彈簧墊片，8為金屬平墊片，9為「O」形橡膠圈，10為極柱限制槽，11為出氣孔，12為密封墊片，13為託板，14為彈簧，15為鎖母(上有排氣孔16)，17為安全閥體。
具體實施方式
實施例1一種方型塑殼密封蓄電池(見圖1、2、5)，包括蓄電池的塑料殼體、電解液、極柱及隔膜，塑料殼體包括塑殼體1和塑蓋2，其特徵在於所說的極柱3採用極柱密封結構，極柱下端通過極耳5與極組0相連，極柱3穿過塑蓋孔，塑蓋2與塑殼體1熱合在一起，正負極柱上依次裝配金屬平墊片8、彈簧墊片7、螺母6，並緊固螺母6；所說的由塑殼體1和塑蓋2構成的塑料殼體有排氣安全閥4(見圖1)。
上述所說的極柱3與殼體的極柱密封結構採用的是碟形極柱線密封極柱密封結構(見圖1、2)，所說的碟形線密封極柱密封結構(見圖2)即將極柱3與塑蓋2的接觸面製成形似碟形的銳角圓形，其零部件包括碟形極柱3、塑蓋2、金屬平墊片8、彈簧墊片7和螺母6，該結構當用螺母6緊固時，極柱與塑蓋成線性接觸。
上述所說的碟形極柱螺紋外徑為M30，碟形直徑為Φ50mm、高為10mm，碟形碗內側與極柱體上平面成銳角，銳角平臺尺寸為2mm之間。
上述所說的塑料殼體上的排氣安全閥結構(見圖1、5)，其零部件包括置於塑蓋上的安全閥體17，出氣孔11，密封墊片12，託板13，彈簧14和鎖母15，安全閥體17與塑蓋2為一體，安全閥4的底部出氣孔11與密封墊片12成銳角接觸，託板13放置在密封墊片12上與之緊密配合，彈簧14放置在託板13上方，其頂部與鎖母15接觸，鎖母15位於安全閥4的頂部，通過螺紋與安全閥體17相連接，鎖母15的中間留有排氣孔16。
上述所說的方型塑殼密封蓄電池安全閥採用塑料安全閥與塑蓋通過螺紋相連接，安全閥體可以用金屬來製造；安全閥出氣孔直徑為Φ20mm；安全閥密封墊與閥體的密封配合處可以加工成任意銳角；安全閥所採用的彈簧絲徑為Φ1.5mm，彈簧內徑為Φ15mm，彈簧工作高度為20mm，其材質可以為任意彈簧鋼，其工作壓力為15N。
實施例2上述所說的方型塑殼密封蓄電池，其極柱密封結構採用「O」形橡膠圈極柱密封結構(見圖3)，所說的「O」形橡膠圈極柱密封結構(見圖3)，其零部件包括極柱3、「O」形橡膠圈9、塑蓋2、金屬平墊片8、彈簧墊片7和螺母6，將「O」形橡膠圈9套在極柱3上，並放入於極柱3的膠圈限制槽內，限制槽的直徑和深度與「O」形橡膠圈9的線徑和直徑相匹配，極柱3上依次裝配金屬平墊片8、彈簧墊片7、螺母6，並緊固螺母6。
上述所說的密封圈極柱密封結構其「O」形橡膠的線徑尺寸為ΦΦ7mm，限制槽寬為8mm，槽深8mm之間。
實施例3上述所說的方型塑殼密封蓄電池，其極柱密封結構採用混合極柱密封結構(見圖4)即採用碟形極柱3並碟形極柱3上有膠圈限制槽10同時放入「O」形橡膠圈9，極柱3上依次裝配金屬平墊片8、彈簧墊片7、螺母6，並緊固螺母6，此時極柱與塑蓋共成線性接觸與「O」形橡膠圈混合密封。
權利要求1.一種方型塑殼密封蓄電池，包括蓄電池的塑料殼體、電解液、極柱及隔膜，塑料殼體包括塑殼體和塑蓋，其特徵在於所說的極柱採用極柱密封結構，極柱下端通過極耳與極組相連，極柱穿過塑蓋孔，塑蓋與塑殼體熱合在一起，正負極柱上依次裝配金屬平墊片、彈簧墊片、螺母，並緊固螺母；所說的由塑殼體和塑蓋構成的塑料殼體有排氣安全閥。
2.根據權利要求1所說的方型塑殼密封蓄電池，其特徵在於所說的極柱與殼體的極柱密封結構包括碟形極柱線密封極柱密封結構、「O」形橡膠圈極柱密封結構或二者結合的混合極柱密封結構。
3.根據權利要求2所說的方型塑殼密封蓄電池，其特徵在於所說的碟形線密封極柱密封結構即將極柱與塑蓋的接觸面製成形似碟形的銳角圓形，其零部件包括碟形極柱、塑蓋、金屬平墊片、彈簧墊片和螺母，該結構當用螺母緊固時，極柱與塑蓋成線性接觸。
4.根據權利要求3所說的方型塑殼密封蓄電池，其特徵在於所說的碟形極柱螺紋外徑為M4至M30，碟形直徑為Ф6mm-Ф50mm、高為0.5mm-10mm，碟形碗內側與極柱體上平面成銳角，銳角平臺尺寸為0.1-2mm之間。
5.根據權利要求2所說的方型塑殼密封蓄電池，其特徵在於所說的「O」形橡膠圈極柱密封結構，其零部件包括極柱、「O」形橡膠圈、塑蓋、金屬平墊片、彈簧墊片和螺母，將「O」形橡膠圈套在極柱上，並放入於極柱的膠圈限制槽內，限制槽的直徑和深度與「O」形橡膠圈的線徑和直徑相匹配，極柱上依次裝配金屬平墊片、彈簧墊片、螺母，並緊固螺母。
6.根據權利要求5所說的方型塑殼密封蓄電池，其特徵在於所說的密封圈極柱密封結構其「O」形橡膠的線徑尺寸為Ф1.17mm-Ф7mm，限制槽寬為1.5mm-8mm，槽深0.6mm-8mm之間。
7.根據權利要求2所說的方型塑殼密封蓄電池，其特徵在於所說的混合極柱密封結構即採用碟形極柱並碟形極柱上有膠圈限制槽同時放入「O」形橡膠圈，極柱上依次裝配金屬平墊片、彈簧墊片、螺母，並緊固螺母，此時極柱與塑蓋共成線性接觸與「O」形橡膠圈混合密封。
8.根據權利要求1所說的方型塑殼密封蓄電池，其特徵在於所說的塑料殼體上的排氣安全閥結構，其零部件包括置於塑蓋上的安全閥體，出氣孔，密封墊片，託板，彈簧和鎖母，安全閥體與塑蓋為一體，安全閥的底部出氣孔與密封墊片成銳角接觸，託板放置在密封墊片上與之緊密配合，彈簧放置在託板上方，其頂部與鎖母接觸，鎖母位於安全閥的頂部，通過螺紋與安全閥體相連接，鎖母的中間留有排氣孔。
9.根據權利要求8所說的方型塑殼密封蓄電池，其特徵在於所說的方型塑殼密封蓄電池安全閥可以採用塑料安全閥與塑蓋通過螺紋相連接，也可以將安全閥體與塑蓋注塑為一體；安全閥出氣孔直徑為Ф1mm-Ф20mm；安全閥密封墊與閥體的密封配合處可以加工成任意銳角；安全閥所採用的彈簧絲徑為Ф0.2mm-Ф1.5mm，彈簧內徑為Ф2mm-Ф15mm，彈簧工作高度為2mm-20mm，其工作壓力為0.1N-15N。
10.根據權利要求1所說的方型塑殼密封蓄電池，其特徵在於所說的方型塑殼密封蓄電池是方型塑殼氫鎳密封蓄電池、方型塑殼鎘鎳密封蓄電池、方型塑殼鋅鎳密封蓄電池和方型塑殼鋰離子密封蓄電池。
專利摘要一種方型塑殼密封蓄電池，包括蓄電池的塑料殼體、電解液、極柱及隔膜，塑料殼體包括塑殼體和塑蓋，其特徵在於所說的極柱採用極柱密封結構，極柱下端通過極耳與極組相連，極柱穿過塑蓋孔，塑蓋與塑殼體熱合在一起，正負極柱上依次裝配金屬平墊片、彈簧墊片、螺母，並緊固螺母；所說的由塑殼體和塑蓋構成的塑料殼體有排氣安全閥。本實用新型的優越性在於經大量產品測試表明，極柱密封性能良好，安全閥均在設計範圍內正常開啟；該技術零部件價格低廉，操作簡單，在生產中便於推廣。
文檔編號H01M2/30GK2859825SQ200520025579
公開日2007年1月17日 申請日期2005年4月13日 優先權日2005年4月13日
發明者馬雲洲, 張俊英, 李志強, 王大偉, 張俊石 申請人:天津和平海灣電源集團有限公司