[发明专利]棱柱形电池壳体

说明书

本发明涉及带有棱柱形壳体的电池及其结构。

棱柱形电池的横截面为棱形，而不是圆形。棱柱形电池的实例包括可再充电的F6镍金属氢化物(NiMH)电池，它们现在用于便携式电子设备，例如手机中，其横截面为矩形。这种棱柱形电池的壳体典型地具有深拉伸(或纵向缝接的)罐，它用带有一个或多个电触点的刚性的平板盖子组件封闭。盖子典型地压入罐的开口端，直至盖子的上边缘稍稍低于罐的上边缘，以及随后在原位焊接(如用激光焊)以密封电池。壳体材料包括不锈钢或镀镍的冷轧碳钢。

罐和盖子要求精确的公差以保证沿盖子整个周边紧密的接触和焊接时密封良好。理想的是零件的尺寸保持线对线或轻微压配合以避免沿焊缝的空隙。如果过盈过大，则平板盖子可能典型地通过其触点／通气组件用的冲孔翘曲。如果盖子弯曲较大，则这些冲孔的密封是作些牺牲。如果在盖子和罐之间存在过大的局部间隙，则于由部分缺少焊接过程中用的填料使得难以获得气密性的激光焊缝。对要求高的罐和盖子要求极严格的尺寸公差有上述考虑，从而增加了部件的费用。一些现在的F6设计使用的总的罐的公差为±0．002 inch(0．05mm)，举例来说，它在深拉伸过程中很难可靠而经济地实现。

触点／通气组件典型地安装在平板盖子的圆冲孔内，它们用聚合物密封件与盖子电绝缘和密封。在制造和使用中必须注意避免触点／通气组件在其安装孔内转动，这种转动引起内部短路。

特别对于薄电池，例如普通的F6棱柱形电池，必须注意不要在焊接过程中损坏或扭曲触点／通气组件上的密封材料，因为密封件的边缘非常接近焊缝。限制在接近密封件区域的热量可以降低密封件的扭曲以及降低密封处漏气导致的报废率，但仍会引起焊缝漏气导致的高报废率。

许多标准的棱柱形电池的尺寸，例如F6电池，要求它们的触点相对于它们罐的开口端边缘具有特殊的高度。当盖子在原位焊接后，有时在盖子和外触点之间增加隔片以控制此尺寸。理想的是，盖子精确定位在尽可能向外，以保证供活性材料用的最大的电池内部容积。

本发明提供了棱柱形壳体盖子结构，它可以有效地降低密封过程对盖子／罐尺寸公差的敏感性，可以使用较高的焊接热而不损坏密封以及可以在某些实施例中借助使用升高的盖子部分提供附加的内部电池容积和防止密封件转动。

本发明的特点是具有带外凸缘的棱柱形电池壳体盖子，凸缘一般沿罐侧边的延伸方向围绕盖子的周边延伸。

根据本发明的一个方面，提供了一种具有导电的壳体的棱柱形电池，包括棱柱形罐和壳体盖子组成。罐的开口端被限定在罐的延伸的相对的侧边之间，以及壳体盖子位于罐的开口处相对的侧边之间并对其密封，这样罐与盖子一起封闭一个容积。盖子具有围绕其周边的外凸缘，凸缘一般沿罐侧边的延伸方向延伸。凸缘和罐的侧边一起限定了凸缘远边缘处的焊缝。

最好，盖子具有升高部分，形成与封闭容积液压连通的内室，以保证供活性材料和／或电解液用的附加的内部电池容积。

特殊用途的电池可以非常薄，例如，在现有最佳实施例中，棱柱形罐在其开口端相对的侧边之间的最小尺寸小于约6．0mm。在说明的实施例中，该尺寸约5．0mm。

本发明的不同的实施例可能包含以下一个或多个特点。盖子是冲压金属制成的。盖子是带有半径隅角的矩形的。盖子凸缘是向外斜的以保证凸缘与壳体罐侧边之间的压力。升高部分具有通过盖子的充填孔及塞子(即小金属球)，塞子放在充填孔内使其密封。

在一些实施例中，盖子开有通孔以及电池具有连接在盖子孔处的外电触点。在触点和盖子之间的密封件使触点与盖子电绝缘。在一些情况下，升高部分设置得可连接密封件以防止密封件相对于盖子转动。在一个实施例中，盖子具有这样两个升高部分，密封件位于其间和受此两个升高部分约束而阻止转动。

最好，凸缘在罐侧边延伸方向上的高度至少为盖子公称厚度的3倍。

根据本发明的另一方面，本发明还提供了一种制造带有导电的棱柱形电池壳体的电池的方法，该方法包括以下步骤：a)将壳体盖子(具有适当上述凸缘的)压入长棱柱形罐的开口端，以封闭容积，以及b)焊接接缝，以密封盖子到罐上。

焊接步骤可用例如施加激光束指向罐侧边的延伸方向上的接缝处。

典型的是，压入步骤包括在罐的开口端处向外弹性弯曲罐的侧边。

在一些情况下，升高部分具有充填孔(如同上述)，本方法还包括在焊接步骤之后的以下步骤：c)通过充填孔向封闭容积添加电解液；以及d)堵塞充填孔以密封封闭容积，在堵塞之前，可通过充填孔向封闭容积充入升高的试验压力。

本发明的其他特点和优点可通过本发明实施例的陈述及权利要求书结合附图阅读而获得最佳理解，附图中：