圆柱形蓄电池制造技术

一种具有一个螺旋形线圈电极板组件的圆柱形蓄电池容许高速地充电和放电，其中，改进了焊接于电极板组件端部的集电器的形状，并且集电器肋型突出部件和电极板端缘的交叉部分是以充分的强度焊接的。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种装有一个螺旋形线圈电极板组件的圆柱形蓄电池。更详细地说，它涉及一种适合用于例如车辆驱动电源的碱性蓄电池。在焊接到电极板组件的上和下部件上的集电器的形状上改进电池，以提供高速充电和放电。已知多种圆柱形蓄电池，其中典型的电池包括镍镉蓄电池和镉金属氢化物蓄电池。这些电池由于具有高度可靠性，且容易维护，故广泛用于各种设备，例如便携式电话和笔记本个人计算机。近年来，急待发展适合高速放电的圆柱形蓄电池，以用作马达动力助推自行车、割草机和甚至电动汽车等的电源。上述用于高速放电的圆柱形蓄电池具有一个电极板组件，它包括一个条状正电极板和一个条形负电极板，在它们之间插入一个隔板，把它们绕成螺旋形线圈，并且在一个由金属制成的电池外壳中安放该组件。关于适合收集大量电流的集电器的结构，例如在U.S.P.Nos.3732124和5238757中公开了一种结构，在其中相应地把由一个长方形板或一个近似圆形板形成的集电器，以多个部位焊接到一个从电极板组件的端平面向外伸出的端子边缘上(此后把这种结构叫作无接头型结构)，这种结构是目前通用的。已提出过多种被焊接到电极板组件端子部件上的上述集电器，图8所示的集电器14是其中的一个典型。这种集电器装有一个长方形平板部件14A，一些通过对沿板件14a的长度方向延伸的两侧边缘进行垂直向下弯曲而形成的肋型突出部件14b，和两个U形开口部件14C或冲孔。用下述步骤实现把集电器14焊接到电极板组件上使肋型突出部件14b穿过从电极板组件向上伸出的一侧电极的端子边缘；把一对棒型焊接电极压在把开口部件14c装于其间的平板部件14d的上侧上，或压在突出部件14b的上侧上；和在加压情况下在电极之间通电。然而，在上述集电器中，在沿着平板部件14a的长度方向延伸的两侧边缘，形成肋型突出部件14b。因此，甚至当通过把一对焊接电极压在处于把开口部件14c装于其间的位置的平板部件14a上，并且在加压情况下通电，而进行焊接时，流过这对焊接电极之间的平板部件14a的电流(即焊接时的损耗电流)，由于电通路远和电阻大而也是大的；反之，则流过这对突出部件14b和电极端子边缘的交叉部分的电流是小的，从而难以熔化突出部件14b和电极端子边缘的交叉部分去充分保证良好的焊接。结果，焊接部分，即由肋型突出部件14b和电极端子边缘形成的结合部分，具有高的接触电阻；并且当电池以大电流，例如3c(三倍于电池容量的电流)放电时，在焊接部分的IR电压降太大，以致不能给出满意的电池性能。本专利技术之主要目的在于提供一种克服上述困难的蓄电池，它容许高速地充电和放电，因为对焊接到螺旋形线圈电极板组件上的集电器的形状作了改进，以便把焊接电流集中于为集电器而设的肋型突出部件和电极的突出端子边缘的交叉部分，借此充分熔化该交叉部分，以实现坚固的焊接。根据本专利技术，提供一种圆柱形蓄电池，它包括一个螺旋形线圈电极板组件，该组件基本上由一个正电极反、一个负电极板和一个隔板组成，以上诸板都是条形的；和相应地包括一个集电器，它基本上由一个长方形板或一个近似圆形板所组成，在从电极板组件的上端表面和下端表面分别向外伸出的正电极端子边缘或负电极端子边缘上，分别焊接该集电器；各个集电器皆以径向方式装有多个开口部件，它们从平板部件的中心附近延伸到平板部件的外周边缘，在各个开口部件的边缘段，向下整体地形成肋型突出部件；肋型突出部分，在一种和端子边缘交叉且部分地夹入其中的状态下，被焊接到一侧电极板的端子边缘上。集电器的形状，对于在从电极板组件向外伸出的电极板端子边缘上牢固地焊接它，是很重要的。例如，如果一对用于电阻焊接的电极仅仅是放在一个集电器的没有开口部件的平板部件上，则流过电极之间的平板部件表面且无助于焊接的损耗电流会增加，从而难以在多个部位把集电器的肋型突出部件牢固地焊接到电极端子边缘上。在本专利技术中，集电器由镀镍钢制作，它装有多个开口部件；这些开口部件延伸到集电器的外周边缘，且以径向方式开放；在各开口部件的边缘部分，整体地形成向下的肋型突出部件。因此，肋型突出部件是和从电极板组件的端部伸出的一侧电极板的端子边缘彼此交叉的。因此，通过把一对焊接电极压在集电器上，使长方形开口部件处于其间，就能借助该开口部件而降低在这对焊接电极之间的集电器表面流动的损耗电流，并且流入在位于开口部件下侧上的突出部件与电极板的端子边缘之间交叉部分的焊接电流被增加，从而在一些交叉部分实现牢固地焊接。不限制开口部件形状，例如长方形开口部件、U形开口部件和梯形开口部分都是典型的。为了便于制作肋型突出部件，长方形开口部件是较好的。最好以相等的间隔形成开口部件。开口部件的数目最好是4～8个，而4～6个更好。可以只在每个开口部件的两个相对边缘部分形成肋型突出部件。要穿过电极板端子边缘的肋型突出部件的高度(宽度)和厚度，对于固定交叉部分和集中焊接电流，也是重要的。在本专利技术中，肋型突出部件离平板部件的长度应当小于组成电极板突出端子边缘的镀镍钢冲孔片的裸露部分的长度(宽度)；突出部件的突出长度最好是等于冲孔片裸露部分的宽度的1/5至2/3，使突出部件甚至在完成焊接时，也不接触相反电极的端子边缘。突出部件的厚度最好是2-8倍于冲孔片的厚度，以便突出部件的接头可以牢固地固定在电极板的冲孔片裸露部分的端表面上。并且交叉部分可由电阻均匀地产生热量，且可被均匀熔化和成形。根据本专利技术的一个方面，确定用于正负电极的集电器的焊接形状和状态，在从一个螺旋形线圈电极板组件的上端和下端分别向外伸出的电极板端子边缘上，焊接正负电极集电器。在一些部位把用于正负电极的集电器牢固地焊接到电极板端子边缘上，借此提供一个容许高速地充电和放电的集电器结构。根据本专利技术的其它方面，确定肋型突出部件的具体形状和尺寸，以及突出部件尺寸与要焊于其上的电极板端子边缘的冲孔片部件的尺寸的关系，以便固定适合高速地放电的焊接部分。下面参照附图和实例，描述本专利技术的其他细节和容许高速地充电和放电的电池优选结构。附图说明图1是在本专利技术实例中所示的镍镉蓄电池的部分断面的侧视图；图2是上述电池的集电器的上视图；图3是上述电池的集电器的前视图；图4是另一实例的集电器的前视图；图5是集电器的突出部件的下端部分的断面图；图6是又一实例的集电器的前视图；图7是本专利技术的近似圆形板型集电器的上视图；和图8是现有技术的典型集电器的立体图。下面描述本专利技术的一些具体实例。图1是本专利技术实例中所示的装有一个无抽头式集电器的镍镉蓄电池的断面侧视图。电池A具有33mm的直径，61.5mm的高度和5,000mA的标称容量。下面详述电池A的结构。制备一个厚度为11.0mm的烧结式镍正电极板和一个厚度为20.7mm的浆糊式镉负电极板，各个电极板皆在其长度方向上的端子边缘装有裸露的冲孔片部件3和4，在诸电极板之间插入一个隔板6，使裸露片部件3和4分别伸出电极板组件5之上和之下约15mm，并且螺旋地缠绕整个组件，以形成一个约30mm直径和约50mm高度的电极板组件5。正好在上述电极板组件5的上端平面之上，安置一个长方形的集电器7，它具有约27mm的对角线长度，在其中心部分开有一个孔；并且在一个其对角线长度是等于或略大于在其中心部位装有一个用于焊接的连接舌片形导体的集电器7的对角线长度的长方形集本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种圆柱形蓄电池包括一个螺旋形线圈电极板组件，该组件基本上由一个正电极板、一个负电极板和一个隔板组成，其中每个板都是条形的，一个电极板的端子边缘向上伸出，和另一个电极板的端子边缘向下伸出；一些集电器，各个集电器基本上皆由一个长方形或近似圆形的板形成，在从电极板组件的上部或下部伸出的各个电极板的各个端子边缘上分别焊接这些集电器；一个金属外壳，在其中安放电极板组件和集电器；和一个密封板，在密封外壳的顶部装有一个帽型端子； 被焊接到各个电极板的各个端子边缘上的各个集电器，皆以径向方式装有多个开口部件，这些开口部件皆从集电器板的中心附近延伸到其外周边缘；和装有一些向下的肋型突出部件，在各个开口部件的边缘部分整体地分别形成这些突出部件；各个突出部件和电极板端子边缘彼此交叉，并且在突出部件部分地咬入电极板端子边缘的同时，在多个部位彼此焊接。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：中丸久男，铃木宪男，江口寿英，大西正人，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]