CH658547A5

CH658547A5 - BATTERY HOUSING.

Info

Publication number: CH658547A5
Application number: CH6060/82A
Authority: CH
Inventors: Hironosuke Ikeda; Masaru Tsutsumi; Hisao Oishi
Original assignee: Sanyo Electric Co
Priority date: 1981-10-20
Filing date: 1982-10-18
Publication date: 1986-11-14
Also published as: DE3238701A1; CA1180753A; FR2514951B1; FR2514951A1; GB2111295A; GB2111295B

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Batteriegehäuse gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1. The present invention relates to a battery housing according to the preamble of independent claim 1.

Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht einer handelsüblichen Batterie in prinzipiellem Aufbau. Eine solche Batterie umfasst einen Gehäusetopf b, der zugleich als Anschluss mit der einen Polarität dient und ein Batterieelement a enthält und mit einem metallischen Deckel c verschlossen ist. Die abgedichtete Batterie ist mit einer Dichtungseinheit versehen mit einem Anschlussstift g für die andere Polarität, der in eine Öffnung d im Deckel c unter Verwendung von Isolationen e und f eingesetzt ist. Eine äussere Partie h des Anschlussstiftes g ist über eine metallische Unterlagscheibe i nietartig ausgeweitet, so dass ein Gegenhalter zum innenseitigen Flansch j des Anschlussstiftes g gebildet wird, um so den Deckel c zusammen mit den Isolationen e und f zu haltern. Fig. 1 shows a sectional view of a commercially available battery in a basic structure. Such a battery comprises a housing pot b, which also serves as a connection with one polarity and contains a battery element a and is closed with a metallic cover c. The sealed battery is provided with a sealing unit with a connector pin g for the other polarity, which is inserted into an opening d in the cover c using insulation e and f. An outer part h of the connecting pin g is expanded like a rivet over a metallic washer i, so that a counter-holder is formed to the inside flange j of the connecting pin g so as to hold the cover c together with the insulations e and f.

Fig. 2 zeigt eine Partie um den Anschlussstift g herum in vergrössertem Massstab. Eine Partie c' nahe bei der Öffnung d des Deckels c ist flach und liegt flach auf den Isolationen e und f auf. Auch wenn die Nietkraft des Anschlussstiftes g vergrös-sert wird, können sich die Isolationen bei den flachen Partien c' ausweiten, wodurch der Elektrolyt des Batterieelementes gemäss den Pfeilen in Fig. 2 austreten kann. Fig. 2 shows a lot around the connector pin g on an enlarged scale. A portion c 'near the opening d of the lid c is flat and lies flat on the insulation e and f. Even if the riveting force of the connecting pin g is increased, the insulation in the flat parts c 'can expand, as a result of which the electrolyte of the battery element can escape according to the arrows in FIG. 2.

Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese Stelle bei Batterien abzudichten, ohne dass zusätzliches Material zur Verhinderung von Leckage des Elektrolyten benötigt würde. Erfindungsgemäss wird dies durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des unabhängigen Patentanspruchs 1 erreicht. It is therefore an object of the present invention to seal this point in batteries without the need for additional material to prevent leakage of the electrolyte. According to the invention this is achieved by the features in the characterizing part of independent claim 1.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Embodiments of the invention are explained below with reference to the drawing.

Es zeigen: Show it:

Fig. 1 eine Schnittansicht einer bekannten Ausführungsform einer Batterie, 1 is a sectional view of a known embodiment of a battery,

Fig. 2 eine Schnittansicht einer Partie aus Fig. 1 in vergrössertem Massstab, 2 is a sectional view of a lot of FIG. 1 on an enlarged scale,

Fig. 3 eine Schnittansicht einer Ausführungsform gemäss der vorliegenden Erfindung, 3 shows a sectional view of an embodiment according to the present invention,

Fig. 4 eine zum Teil geschnittene perspektivische Ansicht eines Anschlussstiftes zur Verwendung in einer Batterie gemäss Fig. 3, 4 is a partially cut perspective view of a connector pin for use in a battery according to FIG. 3,

Fig. 5 bis 9 je eine Schnittansicht der Partie um den Anschlussstift herum in vergrössertem Massstab zur Darstellung verschiedener Ausführungsformen der Erfindung. 5 to 9 are each a sectional view of the part around the connector pin on an enlarged scale to illustrate various embodiments of the invention.

Eine Batterie gemäss der Erfindung weist somit einen ringförmigen vorstehenden Wulst im Deckel, am Flansch der andern Elektrode oder an einer Unterlagscheibe dieser Elektrode auf. A battery according to the invention thus has an annular protruding bead in the cover, on the flange of the other electrode or on a washer of this electrode.

Dieser ringförmige vorstehende Wulst, der an einer Fläche zur Ausübung eines Drucks auf eine Isolierschicht vorgesehen ist, ist entweder scharfkantig oder gerundet. Die Höhe des Wulstes ist genau bemessen, so dass dessen Dicke geringer ist als die Isolierschicht, in die er eindringt. Überdies kann der Wulst durch einfache Bearbeitung eines Teils hergestellt werden, wie nachfolgend beschrieben wird. This annular protruding bead, which is provided on a surface for exerting pressure on an insulating layer, is either sharp-edged or rounded. The height of the bead is precisely dimensioned so that its thickness is less than the insulating layer into which it penetrates. Furthermore, the bead can be made by simply machining a part as described below.

Ein typischer Aufbau der Batterie gemäss der Erfindung zeigt ein Batteriegehäuse, bei der der ringförmige Wulst an zwei Partien von drei Bestandteilen angeordnet ist, und bei einer Ausführungsform befindet sich der ringförmige Wulst sowohl an einem Flansch des Anschlussstiftes und an der Kante der Öffnung im Deckel. Die beiden Wülste sind gegeneinander gerichtet, wie Fig. 3 zeigt, und der Anschlussstift ist in Fig. 4 dargestellt. In diesen beiden Figuren 3 und 4 kann der Gehäusetopf 1 als der eine Batterieanschluss dienen, die aus einem Batterieelement 2 besteht, und der Gehäusetopf 1 ist mit einem blechartigen Metalldeckel 3 verschlossen. In diesem Fall sind die Randkante des Gehäusetopfes 1 und die periphere Randpartie des Deckels 3 miteinander verschweisst, beispielsweise durch eine Laserschweissung. Der Deckel 3 hat eine Öffnung 4 in seinem Zentrum, und die innere Kante der Öffnung ist nach oben gebördelt und bildet einen ringförmigen Wulst 5. Der Anschlussstift 8 ist in die Öffnung 4 durch eine obere und eine untere Isolation 6 und 7 eingesetzt. Der Anschlussstift 8 besitzt einen Flansch 9 und ist in diesem Fall in der Weise in den Deckel eingesetzt, dass der breite Flansch aussen liegt. Eine metallische Unterschlagscheibe 11 ist auf den Stift 10 des Anschlussstiftes 8 aufgesetzt, der sich von der Öffnung 4 in das Batterieelement hineinerstreckt. Wenn die Endpartie des Stiftes 10 durch Pressen verbreitert wird, sind die Dichtungen 6 und 7 über und unter einer zentralen Partie 12 des Deckels 3 angeordnet. Ferner wird der Deckel 3 an seiner zentralen Partie durch den Flansch 9 und die Unterlagscheibe 11 gehaltert. A typical construction of the battery according to the invention shows a battery case in which the annular bead is arranged on two parts of three components, and in one embodiment the annular bead is located both on a flange of the connecting pin and on the edge of the opening in the lid. The two beads are directed towards each other, as shown in FIG. 3, and the connecting pin is shown in FIG. 4. In these two FIGS. 3 and 4, the housing pot 1 can serve as the one battery connection, which consists of a battery element 2, and the housing pot 1 is closed with a sheet-like metal cover 3. In this case, the edge of the housing pot 1 and the peripheral edge of the cover 3 are welded to one another, for example by laser welding. The lid 3 has an opening 4 at its center, and the inner edge of the opening is flanged upward and forms an annular bead 5. The connecting pin 8 is inserted into the opening 4 through an upper and a lower insulation 6 and 7. The connecting pin 8 has a flange 9 and in this case is inserted into the cover in such a way that the wide flange is on the outside. A metallic washer 11 is placed on the pin 10 of the connecting pin 8, which extends from the opening 4 into the battery element. When the end part of the pin 10 is widened by pressing, the seals 6 and 7 are arranged above and below a central part 12 of the cover 3. Furthermore, the lid 3 is held at its central part by the flange 9 and the washer 11.

In dieser Ausführungsform besitzt der Flansch 9 einen ringförmigen Wulst 13, wie Fig. 4 zeigt, der in die Isolationsschicht 6 eindringt. Damit wird eine Partie 14 (Fig. 3) der Isolierschicht 6 durch diesen Wulst 13 zusammengepresst und drückt an dieser Stelle stärker auf den Deckel 3 als an den übrigen Stellen. Dadurch wird eine Leckage aus dem Batterieelement 2 an der Partie 14 verhindert. Indem beide ringförmigen Wülste 5 und 13 in die Isolierschicht 6 eindringen, wird die Leckage an zwei Stellen verhindert, wodurch die Dichtungseigenschaft stark verbessert wird. Anstelle des beschriebenen Anschlussstiftes 8 könnte auch ein Anschlussstift g, wie er in Fig. 1 und 2 dargestellt ist, verwendet werden. In this embodiment, the flange 9 has an annular bead 13, as shown in FIG. 4, which penetrates into the insulation layer 6. A portion 14 (FIG. 3) of the insulating layer 6 is thus pressed together by this bead 13 and presses more strongly on the cover 3 at this point than at the other points. Leakage from the battery element 2 at the part 14 is thereby prevented. By penetrating both annular beads 5 and 13 into the insulating layer 6, the leakage is prevented at two points, as a result of which the sealing property is greatly improved. Instead of the connection pin 8 described, a connection pin g, as shown in FIGS. 1 and 2, could also be used.

Anstelle der ringförmigen Wülste 5 und 13 gemäss der obenstehenden Beschreibung könnte selbstverständlich auch ein Wulst 5 nach unten gebördelt sein, und ein weiterer Wulst könnte an der Unterlagscheibe 11 angeordnet sein. Auch wäre es denkbar, zusätzlich zu der Anordnung gemäss Fig. 3 noch ei5 Instead of the annular beads 5 and 13 according to the description above, a bead 5 could of course also be flanged downwards, and a further bead could be arranged on the washer 11. It would also be conceivable to add ei5 in addition to the arrangement according to FIG. 3

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

658 547 658 547

nen weiteren Wulst an der Unterlagscheibe 11 anzubringen, wodurch dann eine dreifache Dichtung erzielt werden könnte. NEN another bead to attach to the washer 11, which could then achieve a triple seal.

Die Isolierschichten 6 und 7 bestehen aus Polyäthylen, Polypropylen, Polyimid, Silikon-Kautschuk, Fluor-Kautschuk oder dgl., die gegenüber den verwendeten Elektrolyten als Dichtungsmaterial verwendet werden können, aber auch gute physikalische Eigenschaften bezüglich Elastizität und Härte aufweisen. Solche Isolierschichten können auch in allen nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen verwendet sein. The insulating layers 6 and 7 consist of polyethylene, polypropylene, polyimide, silicone rubber, fluorine rubber or the like, which can be used as a sealing material compared to the electrolytes used, but also have good physical properties with regard to elasticity and hardness. Such insulating layers can also be used in all of the exemplary embodiments described below.

Als Batterien mit einem Gehäuse gemäss der vorliegenden Erfindung, bei denen ein ringförmiger vorstehender Wulst vorhanden ist, der sich bei oder nahe der Kante der Öffnung im Deckel befindet, werden nachfolgend anhand der Fig. 5 bis 7 erläutert. As batteries with a housing according to the present invention, in which an annular protruding bead is present, which is located at or near the edge of the opening in the cover, are explained below with reference to FIGS. 5 to 7.

In Fig. 5 ist eine nach unten gerichtete Bördelung 30a an der Öffnung 23b des Deckels 23 gebildet. Wenn ein Stift 28 des Anschlussstiftes 27 ausgeweitet und gebördelt wird, schneidet der Wulst 30a in die untere Isolierschicht 25 und verhindert eine Leckage des Elektrolyten aus dem Batterieelement 21 durch die Öffnung 24 hindurch. In Fig. 5, a downward flange 30a is formed at the opening 23b of the lid 23. When a pin 28 of the connector pin 27 is expanded and crimped, the bead 30a cuts into the lower insulating layer 25 and prevents leakage of the electrolyte from the battery element 21 through the opening 24.

Eine Batterie gemäss Fig. 6 weist einen ringförmigen Wulst 40a auf, der an der Kante 33b der Öffnung angebracht ist, wobei zum Unterschied gegenüber Fig. 5 die Bördelung einen nach unten gerichteten Wulst schafft. Der damit gebildete ringförmige Wulst 40a schneidet in die obere Isolierschicht 36 ein, wenn der Anschlussstift 37 vernietet wird und verhindert dadurch eine Leckage des Elektrolyten. A battery according to FIG. 6 has an annular bead 40a which is attached to the edge 33b of the opening, the flare creating a downward bead in contrast to FIG. 5. The annular bead 40a thus formed cuts into the upper insulating layer 36 when the connecting pin 37 is riveted and thereby prevents leakage of the electrolyte.

In einer Batterie gemäss Fig. 7 befindet sich ein ringförmiger Wulst 50c an einer Partie 43a nahe bei der Öffnung 44 des Deckels 43. Der ringförmige Wulst 50c schneidet in eine Isolierschicht 45 ein, wenn der Anschlussstift 47 vernietet wird, um so eine Leckage des Elektrolyten zu verhindern. In a battery according to FIG. 7 there is an annular bead 50c at a part 43a close to the opening 44 of the cover 43. The annular bead 50c cuts into an insulating layer 45 when the connecting pin 47 is riveted, so as to leak the electrolyte to prevent.

Die Batterien gemäss diesen Ausführungsformen haben den Vorteil, dass die mechanische Festigkeit der verwendeten Deckel 23, 33 oder 43 durch die Wülste 30a, 40a oder 50a vergrössert wird, wobei diese Wülste durch einen einfachen Arbeitsvorgang gebildet werden können. Es können auch mehrere ringförmige Wülste am Deckel gebildet werden, wie dies beispielsweise in Fig. 7 dargestellt ist. The batteries according to these embodiments have the advantage that the mechanical strength of the covers 23, 33 or 43 used is increased by the beads 30a, 40a or 50a, these beads being able to be formed by a simple operation. A plurality of annular beads can also be formed on the cover, as is shown, for example, in FIG. 7.

5 In einer weiteren Ausführungsform befindet sich der ringförmige Wulst lediglich am Flansch des Anschlussstiftes oder an der Unterlagscheibe. 5 In a further embodiment, the annular bead is only on the flange of the connecting pin or on the washer.

In Fig. 8 weist der Flansch 59 des Anschlussstiftes 58 einen ringförmigen Wulst 63 auf, der in die Dichtungsschicht 56 ein-io schneidet, wenn der Anschlussstift vernietet wird. Damit wird eine Partie 64 der Isolierschicht 56, die sich unterhalb des Wulstes 63 befindet, stärker gegen den Deckel 53 gepresst als an andern Partien, so dass eine Leckage des Elektrolyten aus dem Batterieelement 52 an der Partie 64 verhindert wird. Zusätzlich 15 könnte auch noch ein Wulst an der Unterlagscheibe 61 angebracht sein, die gegen die Isolationsschicht 57 presst. In FIG. 8, the flange 59 of the connecting pin 58 has an annular bead 63 which cuts into the sealing layer 56 when the connecting pin is riveted. A portion 64 of the insulating layer 56, which is located below the bead 63, is thus pressed more strongly against the cover 53 than at other portions, so that leakage of the electrolyte from the battery element 52 at the portion 64 is prevented. In addition 15, a bead could also be attached to the washer 61, which presses against the insulation layer 57.

Fig. 9 zeigt eine Schnittansicht einer Partie eines Batteriegehäuses im Bereich des Anschlussstiftes 78, bei der ein ringförmiger Wulst 83 an der Unterlagscheibe 81 angeformt ist. 20 Es könnten auch eine oder mehrere Wülste am Flansch des Anschlussstiftes angeformt werden. FIG. 9 shows a sectional view of a part of a battery housing in the region of the connecting pin 78, in which an annular bead 83 is formed on the washer 81. 20 One or more beads could also be formed on the flange of the connecting pin.

Gemäss der vorliegenden Erfindung befindet sich der ringförmige Wulst wenigstens am Deckel, am Flansch des Anschlussstiftes und/oder an der Unterlagscheibe. Dadurch wer-25 den der Deckel und die Dichtschichten stark gegeneinander gepresst, indem die Wülste in diese Isolationsschicht einschneiden und verhindern dadurch eine Leckage des Elektrolyten. Als Folge davon können Batterien mit gut gedichteten Anschlussstiften hergestellt werden. Insbesondere können solche gut gedichteten 30 Batterien in elektrische Geräte eingebaut werden. Als weiteren Vorteil dieser Erfindung kann noch angeführt werden, dass infolge der unterbrochenen Leckage des Elektrolyten die Lebensdauer solcher Batterien verlängert werden kann, und zudem können Kontaktfehler zwischen den Batterien und den An-35 schlussteilen der elektrischen Geräte infolge Korrosion vermieden werden. According to the present invention, the annular bead is located at least on the cover, on the flange of the connecting pin and / or on the washer. As a result, the lid and the sealing layers are pressed strongly against one another by cutting the beads into this insulation layer and thereby preventing leakage of the electrolyte. As a result, batteries can be manufactured with well-sealed pins. In particular, such well-sealed batteries can be installed in electrical devices. A further advantage of this invention can be stated that the life of such batteries can be extended due to the intermittent leakage of the electrolyte, and contact errors between the batteries and the connection parts of the electrical devices due to corrosion can also be avoided.

v v

2 Blätter Zeichnungen 2 sheets of drawings

Claims

658 547

1. battery housing, consisting of a housing pot (1, b) with the battery element (2, a), which serves as an electrode with one polarity and a metallic cover (3, c) for covering the housing pot (1, b), with a connecting pin (8, g) as an electrode with the other polarity, which is inserted with the interposition of insulating layers (6, 7, e, f) in an opening (4, d) of the cover (3, c), the insulating layers (6, 7, e, f) and the cover (3, c) are held together by a flange (11, j) formed on the connecting pin (8, g), characterized by at least one annular layer against at least one insulating layer (6, 7; 25, 26; 35, 36; 45, 46; 56, 57; 76, 77) protruding bead (5, 13; 30a; 40a; 43a; 63; 83) on at least one of the pins (8, 28, 38 , 48, 58, 78) held together metallic elements (3, 9; 23; 33; 43; 59, 81).

2. Battery housing according to claim 1, characterized in that the bead (13, 43a, 63, 83) by an elevation (83) on a surface of a metallic washer (84) between the rivet head (10) of the connecting pin (78) and an insulating layer (77) is formed (Fig. 9).

2nd

PATENT CLAIMS

3. Battery housing according to claim 1, characterized in that the bead (5, 30a, 40a) is formed by flanging the edge around the opening (4, 24) in the cover (3, 23) (Fig. 3, 5, 6) .

4. Battery housing according to one of the claims 1 to 3, characterized in that a first bead (13) on the connecting pin (8) and a second bead (5) are formed as a beading of the edge around the opening (4) in the cover (3) , both of which are directed exactly against the same insulation layer (6) and are arranged at a distance from one another (FIG. 3).

5. Battery housing according to claim 1, characterized in that the annular bead (50c) is arranged on a part (43a) close to the opening (44) of the cover (43).