带阀组件的气密碱性蓄电池制造技术

气密碱性蓄电池，它有一个至少局部用塑料制的外壳，外壳内装有被电解质包围并用隔板彼此分开的电极，其中，电极与用于输入和输出电流的极端头连接，阀（９）有一个穿过蓄电池（１）外壳（２、３）的孔（１０）和有一个可变形的构件（１１），在外壳（２、３）内部产生过压时，促进此构件（１１）打开孔（１０），而在过压降低后，促使其关闭孔（１０）。（*该技术在2014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按权利要求1前序部分所述之气密碱性蓄电池。在电子学的范畴内对这一类蓄电池提出了越来越高的要求。持续增加的机动性和不断提高的对操作便利的要求，迫使人们去发展容量越来越大、重量越来越轻和体积越来越小的能源。若例如手持式移动电话，如今日之D—网或未来之E—网电话那样越来越小而轻，要能完全市场，必须保证有最短的工作准备时间，这一时间通常在多个小时的范围内。在发展用于此类移动式电话或其他便携式设备，例如可携带的计算机(Lap—oder Palm—Tops)、摄录机、助听器中的集成电路和超高集成芯片组时，使用了极大量的金额用于电子线路插件板的微型化，然而，同样需要有相应的小型电源。通过设计棱柱形塑料外壳用于气密碱性蓄电池，在改善这种蓄电池的性能方面已经取得了显著的效果。采用轻的塑料外壳和使外壳与由有关的设备制造者规定的几何形状相适应，通过设计棱柱形塑料外壳用于气密碱性蓄电池，在改善这种蓄电池的性能方面已经取得了显著的效果。采用轻的塑料外壳和使外壳与由有关的设备制造者规定的几何形状相适应，或与进一步加宽的矩形外壳结构相适应，可使轻的蓄电池有较高的储能密度。具有适合的电极形状几乎可以使用留下的全部电池体积来储存电荷；参见德国专利申请P4325464与此有关的内容，其中公开的内容经引用完全包含在本文内，并作为本申请的内容。然而，恰好是对轻而小的蓄电池应致力于高度注意防爆，以便不会不必要地通过材料加厚或采用昂贵的外壳结构而必须失去已获得的优点。在过充电或用过大的电流充电以及极性颠倒或短路的情况下，在外壳内部可能产生高的过压，它最终会导致这种电池爆裂。尽管玻璃或碳纤维增强的塑料有最高的强度和冲击韧性，仍务必在任何时候能可靠地将蓄电池爆裂的可能性排除在外。尤其对于手持式设备，强碱性和腐蚀性的电解质的爆炸状射出，会导致伤害人员和/或损坏贵重的设备。为了控制这种过压和与之有关的对安全的危害，对于大型蓄电池人们采用可用螺纹拧紧的过压阀(安全阀)，然而，由于螺纹需要附加的位置以及往往是结构复杂的阀组件，所以这种安全阀在小型的气密碱性蓄电池中未见使用。在具有金属外壳的气密碱性蓄电池领域内大家都知道的预定击穿点，也鉴于其在持续射出电解质时损伤高价值的设备因而是一个缺点。此外，预定击穿点被打开后造成蓄电池外壳不密封，并因而会引起不希望的电解质进一步外泄。除此之外，试验证明这类金属外壳的预定击穿点，不能直接移用在塑料外壳上。金属外壳，尤其是圆形电池的金属外壳，能承受局部压力为20巴和高于20巴，然而，棱柱形的尤其是矩形塑料外壳，在这么高的过压下会有鼓突，这种鼓突破坏尺寸精确度，因而同样应避免发生。而铅酸蓄电池的设计方案，通常不能转用于具有高功率密度的小型碱性气密蓄电池。铅酸蓄电池一般占的场地很大，附加的阀的重量和形状都不起重要的作用。因此本专利技术的目的是提高在权利要求1前序部分中所述类型蓄电池的工作可靠性，与此同时还要避免或至少减轻上面描述的那些缺点。此目的通过一种具有权利要求1特征的蓄电池来达到。采用可变形的构件，当电池中产生过压时将孔打开，而在过压降低后立即重新关闭，所以仅仅是短时放气，并因而只有最少量的气体或被带走的电解质成分被排出。因此，蓄电池的容量一般而言只是对周围环境很小的范围内有不利的影响。若可变形构件通过其自身的弹性紧密地压靠在蓄电池外壳的孔上，则通过唯一的一个弹性的可变形构件，既可做到在过压时将孔打开，也可做到在正常工作状态下起密封作用。两种功能只需一个构件，所以阀门组件可在位置需求很小的情况下简便地制成。由于体积损失很小以及阀门组件有恰当的结构(后面还要详述)，所以可以避免容量损失。使可变形构件支承在与孔相对的一侧以及由此而受到规定的压缩，故在一个可预先规定的过压值时可以将阀门打开。通过已知的弹性横量，再结合在蓄电池外壳内部的孔的已知面积，根据规定的过压值可以容易地算出可变形构件的压缩量。此外，例如用于各种蓄电池型式中不同的过压值，可以用简单的办法只是通过选择可变形构件的长度来实现。对于尺寸范围在约17毫米×6毫米×48毫米的矩形蓄电池，阀门开始打开的过压可以通过简单的方法有重复性地调整在2.5至10巴之间。不过同样可以达到任何其他的过压值。业已证明，过压3.5巴或4.5巴最有利于克服上面所描述的那些缺点。若将可变形构件设置为与一个出口通道相邻，此出口通道在壁的内部可变形构件旁延伸，则尽管出口通道的尺寸很小，已经形成了一个排出气体和带出的电解质部分的迷宫密封装置。压力的降低可以均匀地进行，因为出口通道通过其横截面造成规定的排气量，而排出的气体部分在出口通道内已经受到制动。在可变形构件腔壁内部的出口通道结构是一种既没有其他组件的成本低的又可易于加工的结构。若可变形构件在阀室内具有侧向间隙地设置，则在密封件与此所具有的室之间的间隙造成了一个有前室效应的空间，因此，过压在此室内便已经降低，以及，排气相对于蓄电池外部而言以一个低得多的压力进行。采用一个可从外侧压入的固定件，可使阀门组件与其余的蓄电池组件无关地独立制造。在装配蓄电池时，可变形构件可以事后装入阀室内，并将固定件从外部压上。以此方式，对于不同的过压可以使仓库管理比较简单的情况下采用相同的蓄电池，并可根据使用不同长度的可变形构件进行结构设计。若在另一种可供选择的实施形式中，可变形构件通过一个杯状保护盖侧面搭接，并在其后端固定在比邻的极端头上，其中，保护盖具有一个阀的出口，则可以建成一种机械上稳定并能保护其免受外界影响和具有最小尺寸的阀门组件。通过将保护盖与外壳焊接起来，最好是采用热焊接或超声波焊接，可使外壳受到进一步的机械增强。在保护盖上的这一附加的阀出口，提高了前室效应，并能进一步降低排出气体时的速度。若按另一种可供选用的实施方案，可变形构件通过一个杯状保护盖在前端固定在比邻的极端头上，并在这种情况下将外壳孔设在杯状保护盖的底部，则免受外来机械影响的阀组件，只有通过出口才能看到。其外端区设计得比较宽的保护盖侧边，改善了保护盖与外壳之间的机械接触，因为通过较大的相互贴合的壁区加强了焊接。此外，气体或电解质排出时的泄漏距离加长，以及，改善了密封性能。将阀设在电池盖中的结构，可使阀组件与盖同时加工。若阀设在蓄电池的极端头之间，则由此形成了一个机械地防外界影响的地区，并可以在不损失容量的情况下利用蓄电池内电极引线之间的位置。此外，阀体可以用作机械的定心装置和/或电极组件的固定装置，并确保它们在蓄电池内部的位置。一种在制造技术方面极为有利的实施形式，包括将塑料外壳的一部分与可变形构件进行热热喷射焊接(Heiβ—in—Heiβ—Spritzschweiβen)。在采用热热喷射焊接时，在可变形构件上沿着要与蓄电池外壳的塑料接触的表面喷涂塑料，使焊接面构成了一种牢固的机械依托。无论是至少一部分外壳还是可变形构件，在这种情况下最好由热塑性塑料—弹性体制成，尤其是一种改良的聚酰胺、苯乙烯—乙烯—丁烯—苯乙烯共聚物、和/或聚丙烯。硬塑料例如通过添加增塑剂和/或通过选择其交联度，可将其硬度调整为使之具有通常的外壳强度。可变形构件的较软的塑料可通过添加增塑剂和/或通过选择其交联度，将其硬度调整为在已知的密封材料的范围内。在特别有利的方式中，可变形构件可同时与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曼弗雷德·基尔比，
申请(专利权)人：克利斯道夫·埃莫利希有限公司和两合公司，
类型：发明
国别省市：