專利名稱：具有防膨脹增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電池，更具體地說，涉及具有增強(qiáng)結(jié)構(gòu)，用于防止因內(nèi)壓增加而膨脹的電池。
在一般反復(fù)充放電的二次電池中，內(nèi)壓因充電過程中產(chǎn)生的氣體而增加。電池內(nèi)壓增加到臨界壓力或超過臨界壓力時，電池外殼下端向外膨脹。


圖1是一般電池下端因內(nèi)壓而膨脹時的部分剖視圖。電池外殼中，正極板和負(fù)極板交替配置，兩板之間用分隔件分隔開。這類分隔件一般在電池外殼中繞制在正負(fù)極板之間。
如圖1中所示，電池的下絕緣環(huán)和電池外殼的下端因內(nèi)壓而膨脹變形。這是因為二次電池的內(nèi)壓因充電過程中產(chǎn)生的氣體而增加。電池為鎳-鎘電池的情況下，充電過程中產(chǎn)生的氧氣被吸收，這可用下式表示。然而，氧(O2)吸收的速度與氧(O2)產(chǎn)生的速度不同，因而產(chǎn)生內(nèi)壓。換句話說，氧一產(chǎn)生是不可能即刻進(jìn)行吸收反應(yīng)的，因而雖然內(nèi)壓因氧的產(chǎn)生而增加，吸收速度增加。
隨著電池制造得體積越來越小，重量越來越輕和性能越來越高，電池中活性材料在整個電池體積中所占的份量大，因而必須減小電池外殼的厚度。然而，隨著電池外殼的變薄，電池外殼下端膨脹得越厲害，成了限制高性能電池結(jié)構(gòu)設(shè)計值得考慮的重要問題。
無論制造多節(jié)組裝式電池還是單節(jié)電池，都應(yīng)考慮電池下端的膨脹問題。
在單體式筒形電池外殼中，電池外殼可以制成厚底薄邊的外殼。這里，制造過程中產(chǎn)生得越來越多的處理應(yīng)力增加了材料的強(qiáng)度。然而，不進(jìn)行旨在消除應(yīng)力的熱處理時，內(nèi)壓會導(dǎo)致裂紋或爆裂的產(chǎn)生。在成形工序之后進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理的情況下，用電池外殼相同材料制成但制造得稍厚一些的電池外殼下端也會因內(nèi)壓而變形。這是因為材料是根據(jù)電池外殼處理的方式選取的。
本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)增強(qiáng)了的能防止外殼因內(nèi)壓而膨脹的電池。
為達(dá)到本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明提供的結(jié)構(gòu)增強(qiáng)了的能防止外殼膨脹的電池包括一個電池外殼；多個正負(fù)極板，彼此交替配置，兩極板之間用一個分隔件分隔開；和上下絕緣環(huán)；其中所述電池外殼中插入了一個下增強(qiáng)板，焊接在電池外殼底部，增強(qiáng)板有許多突起部分設(shè)計得使其起提高機(jī)械強(qiáng)度的作用。
這樣，電池外殼下端增厚了，從而使下端不致用充電過程中產(chǎn)生的高內(nèi)壓而膨脹。
參看附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的一個最佳實施例，可以更清楚了解本發(fā)明的上述目的和優(yōu)點。
附圖中圖1是下端部分因內(nèi)壓而膨脹的一般電池的部分剖視圖；圖2是采用本發(fā)明的下增強(qiáng)板的電池的部分剖視圖；圖3A是本發(fā)明一個實施例的下增強(qiáng)板的底視圖；圖3B是圖3A的側(cè)視圖；圖4是電池外殼帶本發(fā)明焊接的下增強(qiáng)板的下端剖面的部分放大視圖。
為方便起見，圖1和圖2中相同的元件用同樣的編號表示。
參看圖2。電池外殼1包括多個正極板2和多個負(fù)極板3彼此交替配置，兩極板之間用分隔件4分隔開，正極板2上涂有正活性材料，負(fù)極板3上涂有負(fù)活性材料。此外，電池外殼1的下部分還有一個絕緣環(huán)5，供將極板2和3與電池外殼1絕緣起來之用。下增強(qiáng)板6的突起部分8位于絕緣環(huán)5下面，與電池外殼的底部7之間形成有焊接點9。
從圖3A和圖3B中可以看到，突起部分8均勻配置著，位于下增強(qiáng)板6的底部上。按需要可以增加或減少突起部分8的數(shù)目。突起部分8是下增強(qiáng)板6與外殼底部7之間的焊接點。焊接點的數(shù)目增加時，電池外殼底部7的強(qiáng)度下降，且工作量增加。因此，突起部分的數(shù)目最好足以保持下增強(qiáng)板6和底部7在電池外殼1中內(nèi)壓增加時連接在一起即可，這取決于下增強(qiáng)板6和電池外殼1的材料及其可焊性。
參看圖4。下增強(qiáng)板6安置在下絕緣環(huán)5與底部7之間，借助于焊接點9焊接在底部7上。從圖4可以看到，下增強(qiáng)板6和焊接點9的總高度為0.3毫米或以下。
下面說明下增強(qiáng)板6的突出部分8與底部7之間的焊接。材料的強(qiáng)度會因為焊接質(zhì)量差或焊接后不進(jìn)行熱處理而下降。這是因為焊接在焊接點及其周圍的材料中產(chǎn)生應(yīng)力的緣故。焊接部分因焊接過程中產(chǎn)生的高溫而氧化時，氧化部分的強(qiáng)度大幅度下降，所以焊接最好在惰性氛圍中進(jìn)行。
下增強(qiáng)板6最好用熱量高度集中的電子束焊接法或激光束焊接法焊接。此外也可采用電阻焊法。舉例說，進(jìn)行電子束焊接時，熔化和焊接的部分僅僅是突起部分8，從而保護(hù)了下增強(qiáng)板6的機(jī)械性能。為只使突起部分8熔融，應(yīng)精確控制焊接所用的熱量。例如，在電阻焊的情況下，電流應(yīng)加以控制。
綜上所述，采用下增強(qiáng)板時，電池外殼底部的結(jié)構(gòu)增強(qiáng)了，足以承受二次電池充電過程中產(chǎn)生的內(nèi)壓，因而可以減小形成電池外殼的部分，從而提高電池的容量。
權(quán)利要求
1.一種具有能防止電池外殼膨脹的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的電池，包括一個電池外殼；多個彼此交替配置的正負(fù)極板，兩極板之間用一個分隔件分隔開；和上下絕緣環(huán)；其特征在于，在所述電池外殼中插入一個下增強(qiáng)板，焊接到所述電池外殼的底部，下增強(qiáng)板有多個突起部分，設(shè)計得使其起提高機(jī)械強(qiáng)度的作用。
2.如權(quán)利要求1所述電池，其特征在于，所述焊接用下列三種焊接法之一進(jìn)行；電子束焊接法，激光束焊接法，和電阻焊接法。
3.如權(quán)利要求2所述電池，其特征在于，所述焊接在惰性氛圍中進(jìn)行。
全文摘要
一種具有增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的電池,能防止電池外殼底部因二次電池充電過程中產(chǎn)生的內(nèi)壓引起的膨脹。一般的電池有這樣的問題;為提高電池的性能和減小電池的體積,通常是減小電池外殼的厚度,由于電池充電過程中產(chǎn)生的氣體引起的內(nèi)壓的增加,使電池外殼底部向外膨脹。為解決這個問題,在電池外殼中加了一個有多個突起部分的下增強(qiáng)板焊接到電池外殼底部。這樣,下增強(qiáng)板防止電池膨脹,從而提高電池的性能。
文檔編號H01M10/34GK1180247SQ9711394
公開日1998年4月29日 申請日期1997年6月20日 優(yōu)先權(quán)日1996年9月25日
發(fā)明者金瓊振 申請人:三星電管株式會社