專利名稱：用于起動器電池的防爆結(jié)構(gòu)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種可充電的電池，具有一個或多個單元和設置在電極或電解質(zhì)水平 面上方的空間，該空間通過電池蓋封閉。
背景技術：
出于不同的原因會以這樣的方式發(fā)生電池爆炸，即位于單元內(nèi)部的爆炸性氣氛被 點燃。對此的原因是外部的火源以及內(nèi)部的火源。為了吸收在電池內(nèi)部形成的爆炸壓力波，由DE 42 32 960已知，電池蓋的下側(cè)配 設有由纖維材料構(gòu)成的墊子。此外，由US 4，751，154已知，上部的空的電池空間用塑料泡 沫填充，該塑料泡沫的可壓縮性用于吸收爆炸的壓力波。在此情況下已表明的是，這些已知 的解決方案并非充分地減少內(nèi)部爆炸。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，改進開頭所述的類型的可充電的電池，使得可靠地吸收內(nèi)部爆炸。該目的根據(jù)本發(fā)明通過如下方式來解決至少在電極上方的空間通過開孔泡沫和 /或具有蜂窩狀結(jié)構(gòu)的材料部分或完全填充。通過開孔泡沫或者敞開的蜂窩狀結(jié)構(gòu)以這樣的方式吸收爆炸的壓力波，S卩，壓力 達到孔/單元或蜂窩中，從而爆炸氣體在那里被吸收并且壓力波在時間上被延遲。由此顯 著地降低爆炸的作用，使得通常不會導致電池壁和蓋被損壞。特別有利的是，在電極上方的空間中，在最下面設置有一個由具有蜂窩狀結(jié)構(gòu)的 材料構(gòu)成的水平層，并且在它上面設置有一個由開孔泡沫構(gòu)成的水平層。由此，爆炸的壓力 波穿過具有蜂窩的第一區(qū)域，該第一區(qū)域適于吸收較強的第一壓力波，并且爆炸的壓力波 之后穿過開孔泡沫的第二區(qū)域，該第二區(qū)域消除變?nèi)醯膲毫Σ?。?yōu)選建議，泡沫和/或具有蜂窩狀結(jié)構(gòu)的材料由塑料、玻璃或陶瓷構(gòu)成。有利的也 是，在具有蜂窩狀結(jié)構(gòu)的材料中，蜂窩以小的彼此平行的、在兩端敞開的小管的形式設置。 在此情況下建議，在具有蜂窩狀結(jié)構(gòu)的材料中，蜂窩、尤其是形成蜂窩的小管以其縱軸線豎 直地設置，以便在充電和放電時電解質(zhì)可以豎直運動并且在單元中形成的氣體可以從電解 質(zhì)逸出到在它上面的自由的空間中。當泡沫是蓋的整體的組成部分時，提供了對生產(chǎn)的極大簡化。


以下更為詳細地闡述本發(fā)明的實施例。附圖示出一個實施例的豎直剖視圖。
具體實施例方式可充電的電池(蓄電池)具有一殼體1，該殼體的上側(cè)通過一蓋2封閉，該蓋具有封閉塞3。殼體1包括多個并排的單元4，這些單元通過單元分隔壁5彼此分離。在各單元 4的上端部和蓋2之間存在填充空氣的空間6。在對這種電池充電時，單元4產(chǎn)生氣體，該氣體在具有含水的電解質(zhì)的電池中主 要由氫氣和氧氣構(gòu)成，并且由此形成能爆炸的氫氧爆鳴氣，該氫氧爆鳴氣由于不同的原因 而會點燃。為了吸收氫氧爆鳴氣爆炸的壓力波，在未示出的第一實施例中，空間6通過開孔 泡沫7或通過具有敞開的蜂窩狀結(jié)構(gòu)的材料8填充。在選擇具有蜂窩狀結(jié)構(gòu)的材料時，該 材料優(yōu)選由小的、緊挨著并排的、豎直的、直的小管構(gòu)成，這些小管的橫截面是圓形的或多 邊形的并且這些小管在兩端是敞開的。在圖中示出的實施方式中，空間6在其下半部中填充以具有敞開的蜂窩狀結(jié)構(gòu)的 材料8，以便吸收第一壓力波。位于它上面的第二半空間填充以開孔泡沫7，該開孔泡沫吸 收變?nèi)醯膲毫ΣāＥ菽?或具有蜂窩狀結(jié)構(gòu)的材料8由塑料、玻璃或陶瓷構(gòu)成。蜂窩/小管的外 徑為2mm到10mm。優(yōu)選地，泡沫7直接固定在蓋2上并且尤其是是蓋的整體的組成部分。在根據(jù)本發(fā)明的建議中，所裝入的材料7、8的彈性不起作用。由于這些材料的開 孔結(jié)構(gòu)和孔中的氣體的爆炸，相對于爆炸波的可壓縮性是微小的。根據(jù)本發(fā)明的教導引起如下作用和優(yōu)點電解質(zhì)在電池下部區(qū)域中通過具有大孔和連接區(qū)域的開孔泡沫或垂直定向的蜂 窩狀結(jié)構(gòu)的自由豎直的可運動性，使得電解質(zhì)和氣體可以幾乎不受阻礙地豎直運動并且不 由于毛細作用而遺留在泡沫中。壓力波在側(cè)向被蜂窩和孔的壁如此頻繁地轉(zhuǎn)向，使得壓力 波不突然地撞到外壁，而是隨時間“耗散(verschmiert) ”。朝向下部，電解質(zhì)柱構(gòu)成彈性元 件，該彈性元件吸收并且在空間上分配隨時間耗散的壓力波。在單元的上部區(qū)域中的開孔結(jié)構(gòu)，使得可以吸收氣體，并且只要需要也吸收電解 質(zhì)。在非常高的過載情況下，電解質(zhì)由液體氣體混合物構(gòu)成。開孔泡沫吸收氣體。附加地， 當孔足夠大時，也可以吸收電解質(zhì)。通過開孔泡沫和/或蜂窩狀結(jié)構(gòu)而實現(xiàn)由于自由的氣 體體積的減小和在強烈的過載時得到的壓力提高，并不導致電解質(zhì)從單元中排出。當開孔 泡沫具有非常小的孔時，該開孔泡沫使氣體在孔中不可能爆炸并且同時將來自下部區(qū)域的 壓力波在空間上和在時間上進一步分配，使得蓋2僅受到小的機械負荷。當由于電解質(zhì)-氣 體混合物的吸收而需要較粗大的孔結(jié)構(gòu)時，則在此如下原理也起作用孔劃分爆炸區(qū)域并 且減弱壓力波。對于制造過程重要的是，自由的氣體空間6通過兩種材料劃分，它們可以在箱與 蓋之間的平面中分離地裝入。以此方式可以保持電池的生產(chǎn)過程幾乎不改變。明顯有意義 的是，將通過裝入產(chǎn)生的自由空間保持得盡可能小。在生產(chǎn)技術上容易實現(xiàn)在電池制成之 后大約Imm的高度。為了控制電解質(zhì)并且為了在生產(chǎn)時填充電解質(zhì)，在蓋2的區(qū)域中分區(qū)是可能的。 在那里存在的氣柱不能進一步減小。但通過塞的螺紋特別地增強了蓋的該區(qū)域。通過各下部的構(gòu)件也可以附加地實現(xiàn)電極9的機械固定。這在電池受到機械負荷 (工程機械等)的情況下是重要的選擇。通過下部的構(gòu)件8的構(gòu)型也可以實現(xiàn)的是，上升的氣體得到不同的流動阻力。當流動阻力由于外部區(qū)域中的小開口而提高時，則由此開始電解質(zhì)在外部區(qū)域中的向下運 動。由此降低了酸層化危險。
權利要求
1.可充電的電池，具有一個或多個單元(4)和設置在電極上方的空間(6)，該空間通過 電池蓋(2)封閉，其特征在于，至少在電極(4)上方的空間(6)通過開孔泡沫(7)和/或具 有蜂窩狀結(jié)構(gòu)的材料(8)部分或者完全填充。
2.根據(jù)權利要求1所述的電池，其特征在于，在電極上方的空間(6)中，在最下面設置 有一個由具有蜂窩狀結(jié)構(gòu)的材料(8)構(gòu)成的水平層并且在它上面設置有一個由開孔泡沫(7)構(gòu)成的水平層。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的電池，其特征在于，泡沫(7)和/或具有蜂窩狀結(jié)構(gòu)的材 料(8)由塑料、玻璃或陶瓷構(gòu)成。
4.根據(jù)上述權利要求之一所述的電池，其特征在于，在具有蜂窩狀結(jié)構(gòu)的材料(8)中， 蜂窩以小的彼此平行的、兩側(cè)敞開的小管的形式設置。
5.根據(jù)上述權利要求之一所述的電池，其特征在于，在具有蜂窩狀結(jié)構(gòu)的材料(8)中， 蜂窩、尤其是形成蜂窩的小管以其縱軸線豎直地設置。
6.根據(jù)上述權利要求之一所述的電池，其特征在于，所述兩個構(gòu)件泡沫(7)和材料(8)是分離的。
7.根據(jù)上述權利要求之一所述的電池，其特征在于，泡沫7是蓋O)的整體的組成部分。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可充電的電池，具有一個或多個單元和設置在電極上方的空間，該空間通過電池蓋封閉，其中至少在電極上方的空間通過開孔泡沫和/或具有蜂窩狀結(jié)構(gòu)的材料部分或完全填充。
文檔編號H01M2/12GK102047467SQ200980120334
公開日2011年5月4日 申請日期2009年4月2日 優(yōu)先權日2008年8月30日
發(fā)明者G·尼邁爾, H·文茨爾 申請人:德國福泰科投資管理有限公司