本申請要求于2014年6月2日提交的美國臨時申請?zhí)?2/006,493的優(yōu)先權。

技術領域

本發(fā)明一般涉及鉛酸電池，更具體地，涉及具有帶模制井的鉛酸電池。

背景技術：

圖1和圖2示出了常規(guī)的鉛酸電池100。在傳統(tǒng)的電池100中，電池極板的單元110位于電池殼體160中。舌片111從電池極板110的頂表面垂直突出，并且引線帶120包圍電池極板的單元110的舌片111。垂直碑狀物130定位在引線帶120的端部，并且通過接觸電池極板110的相鄰單元的引線帶120而形成單元到單元的連接。圓形接線柱140位于端引線帶120的中心并且向上延伸穿過蓋150以用作外部端子。

常規(guī)鉛酸電池100的引線帶120使用鋼澆鑄模具形成，其中引線帶120、碑狀物130和接線柱140的形狀預先形成在其中。澆鑄模具被填入熔融鉛，并且顛倒電池極板的單元110，使得舌片111浸入熔融鉛中。澆鑄模具冷卻，并且引線凍結，電池極板的單元110的舌片111被封裝。然后，電池極板的單元110、引線帶120、碑狀物130和接線柱140從澆鑄模具中取出以形成一組。在電池殼體160中沖孔成碑狀物孔以與碑狀物130的位置對應，并且該組被再次顛倒并放置在電池殼體160中。該組的碑狀物130被定位在碑狀物孔上方并被焊接到鄰近地定位的組的相對的碑狀物130的碑狀物130。蓋150熱密封到電池殼體160，其中接線柱140延伸穿過蓋150并從蓋150延伸出。

傳統(tǒng)的鉛酸電池100具有很多缺點，例如，垂直碑狀物130的使用限制電池極板的單元110在殼體160中的垂直高度。這限制了在同樣尺寸的電池殼體160中可用的能量的量。進一步地，沖出碑狀物孔以及將相鄰的碑狀物130焊接在一起的額外步驟增加了制造步驟和生產(chǎn)成本。降低高度或是完全取消碑狀物130的鉛酸電池的設計將允許電池極板110的單元的高度增加并且在同樣尺寸的電池殼體160中提供更多的能量。

技術實現(xiàn)要素：

除其他目的之外，本發(fā)明的目的之一是解決傳統(tǒng)鉛酸電池的一個或多個缺點。

鉛酸電池具有殼體，該殼體具有多個相鄰地定位的電池極板容納隔室。電池極板的單元位于每個電池極板容納隔室中。每個單元具有多個正極板，以及與正極板交替的多個負極板，每個正極板具有正極接線片，每個負極板具有負極接線片。模具位于每組電池極板的頂部邊緣上，并且具有兩個帶成型井，每個帶模制井具有引線容納空間、井基部和位于井基部中的多個接線片容納開口。單元的正極接線片延伸通過在帶模制井中的一個中的接線片容納開口，并且單元的負極接線片延伸通過另一個帶模制井中的接線片容納開口。

附圖說明

現(xiàn)在將參考附圖以示例的方式來描述本發(fā)明，其中：

圖1是常規(guī)鉛酸電池的側面的截面透視圖；

圖2是圖1中的電池端部的截面圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明的鉛酸電池實施例的斜視圖；

圖4是在最終處理完成之前圖3的鉛酸電池的斜視圖；

圖5是圖3的鉛酸電池的斜視圖，示出了在最終處理之前定位在電池極板上的模具的定位；

圖6是圖3的鉛酸電池的端部的截面圖；

圖7是沿圖3的鉛酸電池的長度的截面透視圖

圖8是定位在一組電池極板上的模具的透視圖；

圖9是圖3的鉛酸電池和歧管的部分分解圖；

圖10是具有歧管的圖3的鉛酸電池的透視圖。

圖11是接線柱和接線柱腳的俯視圖；和

圖12是具有覆蓋圖11所示的接線柱腳的引線插塞的接線柱的俯視圖。

具體實施方式

在圖3-7和9-10中示出的鉛酸電池1的實施例具有殼體10、至少一個電池極板單元20、模具30、蓋40、引線帶50、歧管60和接線柱70。

殼體10是盒狀容器，具有前壁11、后壁12、第一側壁13a和第二側壁13b以及底壁14。在一個實施例中，前壁11與后壁12的長度和高度近似相等。在另一個實施例中，第一側壁13a和第二側壁13b的長度和高度大致相等。底壁14的寬度近似等于側壁13a、13b的長度。底壁14的長度大致等于前壁11和后壁12的長度。側壁13a、13b的高度大致等于前壁11的高度和后壁12的高度。殼體10的內(nèi)部形成電池極板容納空間15。在一個實施例中，殼體10還包括分隔壁16。分隔壁16的高度大約等于前壁11的高度和后壁12的高度。在其它實施例中，殼體10包括多個分隔壁16，包括兩個、三個、四個、五個、六個、七個或八個分隔壁16。殼體10可由熱塑性樹脂或本領域普通技術人員已知的任伺合適的塑料材料制成。

如圖8所示，每個電池極板單元20包括多個正極板21、多個負極板22和多個隔板24。每個極板21、22具有設置在頂端的舌片23。在一個實施例中，每個正極板21上的舌片23a偏離每個負極板22上的舌片23b的位置。舌片23a，23b也被本領域普通技術人員稱為接線片，并且術語“接線片”可以與術語“舌片”互換使用。

模具30包括基底31、至少兩個帶模制井32以及多個側部33。替代地，模具30可具有單個帶模制井32，由此需要兩個這種模具30以容納圖8中示出的舌片23。每個帶模制井32包括引線容納空間35和多個舌片容納開口33。所述舌片容納開口33被定位在引線容納空間35的基部34上。舌片容納開口33延伸穿過基部34。在一個實施例中，模具30具有延伸穿過基底31的電解質進入孔36。帶模制井32可為矩形、正方形、圓形或任何其它能夠包括舌片容納開口33的形狀。模具30可由熱塑性樹脂或本領域技術人員公知的其它適當材料制成。

如圖3、圖6和圖7所示，蓋40設置用于殼體10。蓋40的示例性實施例包括多個模具井容納開口41、切口42和至少兩個端子襯套43。蓋40大致為矩形，其長度大于殼體10的底壁14的長度，并且其寬度大于底壁14的寬度。壁容納槽45臨近蓋40的外圓周邊緣圍繞蓋40的底表面的邊緣或周圍延伸。其他實施例還包括延伸穿過蓋40的電解質填充孔44。電解質填充孔44的數(shù)量為至少一個，或者等于在電池1中使用的電池極板單元20的數(shù)量。蓋40可以由熱塑性樹脂或本領域普通技術人員已知的任何合適的塑料材料制成。

引線帶50由鉛、鉛合金或導電金屬制成。

圖9和10示出歧管60的示例性的實施例。歧管60由熱可塑性樹脂或本領域技術人員公知的其它任何塑料材料制成。

接線柱70包括正極接線柱70a和負極接線柱70b。參見圖11和12。正極接線柱70a包括接線柱腳71a，負極接線柱70b包括接線柱腳71b。圖11示出了具有接線柱腳71a的正極接線柱70a的示例，然而，本領域普通技術人員將理解，具有接線柱腳71b的負極接線柱70b基本上與圖11所示的相同。接線柱70由鉛、銅或本領域普通技術人員已知的任何其它常見導電材料制成。

現(xiàn)在將參考圖3-7詳細描述主要部件的組裝。殼體10被模制以形成以上面描述的關系彼此連接的前壁11、后壁12、側壁13和底壁14。第一側壁13a的前邊緣從前壁11的第一邊緣延伸，并且第一側壁13a的后邊緣從后壁12的第一邊緣延伸。第二側壁13b的前邊緣沿著前壁11的第二邊緣延伸并且第二側壁13b的后邊緣沿著后壁12的第二邊緣延伸。底壁14的上表面將前壁11的底邊緣連接到后壁12，并且在第一和第二側壁13a，13b之間延伸，以形成在內(nèi)部具有電池極板容納空間15的盒狀容器。

在一個實施例中，分隔壁16被一體地模制并定位在電池極板容納空間15中。分隔壁16的前邊緣沿著前壁11的內(nèi)表面連續(xù)地連接，并且分隔壁16的后邊緣沿著后壁12的內(nèi)表面連續(xù)地連接。分隔壁16的底部邊緣沿著底壁14的內(nèi)表面在前壁11和后壁12之間連續(xù)地連接。隔室在相鄰的分隔壁16之間形成電池單元容納隔室17。電池單元容納隔室17的數(shù)量取決于隔壁16的數(shù)量。電池單元容納隔室17與分隔壁16的數(shù)量之間的關系為N+1，其中N是分隔壁16的數(shù)量。因此，電池單元容納隔室17的總數(shù)等于分隔壁16的數(shù)量N加上一。每個電池單元容納隔室17彼此隔離，使得添加的電解質溶液保持在每個單獨的電池單元容納隔室17中。

每個電池極板單元20包括一疊交替的正極板21、負極板22和設置在每個極板之間以防止極板21、22接觸單元20并導致單元20短路的隔板24。電池基板單元20被定位在殼體10的電池極板容納空間15中，使得舌片23朝向電池1的頂部延伸。在采用多個單元20的實施例中，每個單元20被單獨地定位在每個電池單元容納隔室17中。

如圖8所示，模具30的基底31沿著模具30的基部的長度延伸。在所示的實施例中，兩個帶模制井32設置在模具30的相對端上，并且定位在基底31的頂表面上。模具30定位在已經(jīng)插入到電池極板容納空間15和/或電池單元容納隔室17中的電池極板單元20的頂部邊緣上。電池極板21、22上的舌片23穿過舌片容納開口33并延伸到引線容納空間35中。所述舌片容納開口33固定舌片23并且保持電池極板21、22對齊。在一個實施例中，電解質進入孔36位于兩個帶模制井32之間，并穿過基底31。在其他實施例中，電解質進入孔36位于模具30的一端，并穿過基底31。

在具有插入相鄰電池單元容納隔室17中的多個單元20的實施例中，來自電池極板20的單元的相鄰舌片23具有相反的極性。例如，如果一個單元20具有其中舌片23a靠近前壁11定位的正極板21，以及其中舌片23b靠近后壁12的負極板22，則位于相鄰的電池單元容納隔室17中的第二單元20將具有其中舌片23b靠近前壁11的負極板22，以及其中舌片23a靠近后壁12定位的正極板21。當在電池1的其它實施例中存在多個單元20時，相反的極性關系接續(xù)。這種相反的極性關系允許相反極性的相鄰舌片23a，23b串聯(lián)連接，如下面所詳細描述的那樣。

蓋40定位在殼體10的前壁11、后壁12以及第一側壁和第二側壁13a、13b的頂部邊緣上。蓋40密封到殼體10。帶模制井32與模具井容納開口41對準并且部分地延伸到模具容納開口41中。切口42是穿透到蓋40中的矩形通道，其在相鄰模具30的相鄰帶模制井32之間延伸，其中插入到帶模制井32中的舌片23具有相反的極性(舌片23a、23b)。

通過將熔融材料例如鉛加熱并澆注到第一模具30的帶模制井32、蓋40的切口42和相鄰的第二模具30的帶模制井32中來形成引線帶50，其中第二模具30具有與第一模具30的舌片的極性相反的極性。因此，第一和第二帶模制井32中的舌片23嵌入引線帶50中，以在電池極板20的相鄰單元之間產(chǎn)生電連接。當熔融材料被注入到模具30和切口42中時，使用諸如焊炬或激光器的熱源將每個帶模制井32中的舌片23熔化在一起。熔化的舌片23與熔融材料結合以形成引線帶50。

圖3示出了電池1的示例性實施例，該電池1具有帶有五個引線帶50的六個電池極板單元20。如上所述，來自電池極板單元20的相鄰舌片23具有相反的極性23a、23b，相反極性的相鄰舌片23a、23b嵌入引線帶50中以串聯(lián)連接所有六個電池極板單元20。在該示例性實施例中，第一電池極板單元20的正極舌片23a定位成鄰近前壁11，并且通過第一引線帶50連接到第二電池極板單元20的負極舌片23b，其中負極舌片23b也靠近前壁11。第二電池極板單元20的正極舌片23a定位成接近后壁12，并且通過第二引線帶50連接到第三電池極板單元20的負極舌片23b，該第三電池極板單元的負極舌片23b也靠近后壁12定位。第三電池極板單元20的正極舌片23a靠近前壁11定位，并通過第三引線帶50連接到第四電池極板單元20的負極舌片23b。以與上述用于連接第一、第二和第三電池極板單元20相同的方式，第五電池極板單元20通過第四引線帶50連接到第四電池極板單元20，并且第六電池極板單元20通過第五引線帶50連接到第五電池極板單元20。

將環(huán)氧樹脂密封件或本領域普通技術人員已知的任何其它合適的密封劑化合物填充在每個引線帶50周圍以密封引線帶50。

正極接線柱70a通過接線柱腳71a連接到電池極板20的第一接線單元的正極舌片23a。如圖11和12所示，接線柱腳71a從正極接線柱70a延伸到模具30的帶模制井32中，并且定位在電池極板單元20的正極舌片23a之間。電池極板20的第一接線單元的接線柱腳71a和正極舌片23a嵌入在引線插塞72中，引線插塞72填充容納接線柱腳71a和正極舌片23a的帶模制井32。參見圖12，當熔融材料被倒入帶模制井32中時，使用諸如焊炬或激光器的熱源將正極舌片23a和接線柱腳71a熔化在一起。熔化的正極舌片23a和接線柱腳71a與熔融材料結合以形成與正極接線柱70a的連接。

負極接線柱70b通過接線柱腳71b連接到電池極板20的第二接線單元的負極舌片23a。如圖11和12所示，接線柱腳71b從負極接線柱70b延伸到模具30的帶模制井32中，并且定位在電池極板單元20的負極片23b之間。電池極板20的第二接線單元的接線柱腳71b和負極舌片23b嵌入在引線插塞72中，引線插塞72填充容納接線柱腳71a和負極舌片23b的帶模制井32。參見圖12，當熔融材料被倒入帶模制井32中時，使用諸如焊炬或激光器的熱源將負極舌片23b和接線柱腳71b熔化在一起。熔化的負極舌片23b和接線柱腳71b與熔融材料結合以形成與負極接線柱70b的連接。

如圖9和10所示，歧管60定位在蓋40的頂部上，在引線帶50的上方，并且熱密封到所述蓋40，覆蓋電池1和引線帶50的頂部。

電解質溶液以稀硫酸溶液的形式添加以填充電池極板容納空間15或電池單元容納隔室17內(nèi)的大部分剩余空間。在另一個實施例中，本領域技術人員已知的其它常見的酸可以用于形成電解質溶液。在再一個實施例中，電解質可以是硅基凝膠(silica-based gel)。

圖3-8中描述的實施例的優(yōu)點是消除了傳統(tǒng)的垂直碑狀物，允許電池極板單元20的垂直高度增加，而不會相應地增加電池1的尺寸。因此，在相同尺寸的電池殼體10中可以提供更多的能量。另外，省略了制造步驟，因為省略了沖壓碑狀物孔和將相鄰的碑狀物130焊接在一起的步驟。

應當理解，本發(fā)明的上述實施例的形式僅示出為示例性實施例?？梢詫Σ考墓δ芎筒贾眠M行各種改變；等效裝置可以代替示出的和描述的那些裝置；并且在不背離如所附權利要求中限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下某些特征可以獨立于其他特征使用。