CN102484238B - 用于在能量存储装置的壁中制造充填孔的过程 - Google Patents

Abstract

一种形成能量存储装置的方法包括在该能量存储装置的壁中形成充填孔。该方法还包括使能量存储装置的壁变形，以减小充填孔的宽度。此外，该方法包括密封该充填孔。

Description

用于在能量存储装置的壁中制造充填孔的过程

技术领域

本发明总地涉及能量存储装置，且更具体地涉及用于在能量存储装置的壁中制造充填孔的过程。

背景技术

诸如电池之类的能量存储装置通常包括壳体，该壳体封装阴极、阳极以及其它部件。在制造过程中，充填孔形成在壳体中。然后，通过充填孔将电解质引到壳体中。随后，对充填孔进行密封。

如果蓄电池壳体的厚度尤其厚，则会需要相对宽直径的冲孔工具，以有效地形成通过壁的充填孔并且避免损坏冲孔工具。因此，充填孔会相对较宽，这会不利于对充填孔的密封和/或会致使电解质通过充填孔而泄漏。

发明内容

该部分提供对于本发明的总体概括，并且并非是本发明完整范围或其所有特征的全面披露。

披露一种形成能量存储装置的方法。该方法包括在该能量存储装置的壁中形成充填孔。该方法还包括使能量存储装置的壁变形，以减小充填孔的宽度。此外，该方法包括密封该充填孔。

另一方面，披露一种形成蓄电池的方法。该方法包括在该蓄电池的壁中冲孔出充填孔。该方法还包括使蓄电池的壁塑性变形，以减小充填孔的宽度。此外，该方法还包括通过充填孔将电解质引到蓄电池中。另外，该方法包括：对壁进行激光焊接以密封该充填孔，并且在激光焊接之后将额外的密封件焊接至该壁，以充分地覆盖壁的被密封区域并且对该被密封区域进行额外地密封。

在又一方面，披露一种能量存储装置。该能量存储装置包括壳体、电解质以及充填端口组件，电解质容纳在该壳体中，而充填端口组件限定在壳体中，并且电解质通过该充填端口组件引到壳体中。充填端口组件包括被密封区域，且该被密封区域包括已在宽度上减小并且被密封的充填孔。

此外，披露一种使用能量存储装置的方法。该方法包括提供具有壳体的能量存储装置，该壳体包括壁以及限定在该壁中的充填端口组件。充填端口组件包括被密封区域，且该被密封区域包括已在宽度上减小并且被密封的充填孔。该充填孔可用于将电解质引到壳体中。该方法还包括：利用该能量存储装置产生能量并且将该能量供给至医疗装置。

从这里提供的说明书中，其它应用领域也将变得显而易见。该发明内容中的描述和特定示例仅仅用于说明，而非意图限制本发明的的范围。

附图说明

这里描述的附图仅仅是为了示例目的，而不意欲以任何方式对本发明的范围进行限制。

图1是根据本发明各种教示的具有充填端口组件的蓄电池的一示例实施例的剖视图；

图2A-2D是图1所述充填端口组件在其制造过程中的各种侧视图，其中图2A说明初始制造过程，图2B说明随后的制造过程，图2C说明再随后的制造过程，而图2D说明更随后的制造过程；

图3A-3B是图1所述充填端口组件其制造过程的另一示例实施例中的侧视图，其中图3A说明初始制造过程，而图3B说明随后的制造过程；

图4A-4B是图1所述充填端口组件其制造过程的另一示例实施例中的侧视图，其中图4A说明初始制造过程，而图4B说明随后的制造过程；

图5是图1所示充填端口组件在其制造过程的另一示例实施例中的侧视图；

图6是图1所示充填端口组件在其制造过程的另一示例实施例中的侧视图；

图7是图1所示充填端口组件在其制造过程的另一示例实施例中的侧视图；

图8是图1所示充填端口组件在其制造过程的另一示例实施例中的侧视图；

图9是图1所示充填端口组件在其制造过程的另一示例实施例中的侧视图；

图10是图1所示充填端口组件在其制造过程的另一示例实施例中的侧视图；

图11是图1所示充填端口组件在其制造过程的另一示例实施例中的侧视图；以及

图12是图1所示充填端口组件在其制造过程的另一示例实施例中的侧视图。

具体实施方式

下面的描述在本质上仅仅是示例性的，但不意欲限制本发明、应用或用途。应理解的是，在全部的附图中，对应的附图标记标示相同或相应的部件和特征。

首先参见图1，示出根据本发明一示例实施例的诸如蓄电池10之类的能量存储装置。蓄电池10可用于为任何合适的装置化学地存储能量。在其中一些示例实施例中，蓄电池10可用于为诸如可植入的起搏器装置或者可植入除颤器装置之类的医疗装置(未示出)供给电力。此外，应理解的是，本发明可应用于除了蓄电池10以外的任何合适的能量存储装置。

蓄电池10可包括壳体12。壳体12可具有任何合适的形状。此外，该壳体12可封装阳极、阴极以及用于产生和传递电力的其它合适的已知蓄电池构件(未示出)。此外，壳体12可由任何合适的材料制成，例如钛、不锈钢、铝以及它们的任何合金。

附加地，壳体12可包括头部组件14，该头部组件14具有顶壁16以及电极18，且该电极18延伸通过顶壁16，以电连接于壳体12内部的阳极或阴极(未示出)。头部组件14还可包括充填端口组件20。充填端口组件20可包括完全延伸通过顶壁16的充填孔22。充填孔22由第一密封件所密封，以限定密封趋于24，这将在下文进行描述。应理解的是，除了包括在头部组件14中以外，充填端口组件20可包括在壳体12的任何其它合适区域中，只要不偏离本发明的范围即可。

将进行描述的是，充填孔22形成为通过壳体12，且任何合适类型的电解质19能通过该充填孔22引到壳体12中。充填孔22可随后气密地密封，以限定被密封区域24并且减小电解质19从蓄电池10中泄漏的可能性。

此外，蓄电池10可包括第二或额外的密封件26，该密封件26固定地联接于头部组件14，以充分地覆盖被密封区域24。该密封件26可具有任何合适的形状，例如圆盘形。应理解的是，密封件26额外地密封充填孔22，从而不会发生从充填孔22中的泄漏。

现在参见图2A至2D，将描述一种制造充填端口组件20的方法的示例实施例。如图2A至2D所示，充填端口组件20能形成在蓄电池10的顶壁16(部分示出)中。应理解的是，能以任何合适的方式来制造顶壁16，并将该顶壁联接于壳体12的其它部分。

如图2A所示，通过在顶壁16中形成充填孔22可开始执行制造方法。充填孔22可成形为具有大体圆形的横截面。可利用已知类型的往复冲孔工具28来形成充填孔22。确切地说，冲孔工具28往复运动，并且延伸通过顶壁16以形成充填孔22。应理解的是，还能以除了冲孔工艺以外的任何合适方式在顶壁16中形成充填孔22。例如，还可通过机械加工工艺来形成充填孔22。更确切地说，能以诸如激光钻孔工艺之类的钻孔工艺或者用于形成孔的任何其它合适制造方法来形成充填孔22。能够通过从顶壁16中移除材料或者通过不从顶壁16中移除材料而形成充填孔22的方式来形成充填孔22。此外，顶壁16可具有充分低的硬度，以允许在不损坏工具28的条件下形成充填孔22。

充填孔22可具有带有任何合适数值的宽度W(例如，直径)。在一些示例实施例中，宽度W大体上等于或大于顶壁16的厚度T。换言之，宽度与厚度的宽高比可以是大约1∶1。例如，在顶壁16的厚度T大约是0.032英寸厚的情形下，充填孔22的宽度是大约0.032英寸。因此，维持充填孔22的此种宽高比，可确保使充填孔22适当地形成并且可避免损坏冲孔工具28。因此，充填孔22能形成在相对较厚的顶壁16中(例如，厚度T≥0.015英寸)；然而，会难于对具有上述宽度W的充填孔22进行密封。

因此，如图2B所示，制造方法可包括：使顶壁16变形以减小充填孔22的宽度。确切地说，顶壁16可从初始宽度W(图2A)变形成减小宽度W′(图2B)。

能使用任何合适的制造方法和工具来使充填孔22在宽度上减小。例如，可使用往复工具30来模压和/或精压顶壁16，以使顶壁16塑性变形并且减小充填孔22的宽度。

应理解的是，充填孔22可减小至任何合适的宽度W′。例如，在初始宽度W(图2A)是大约0.032英寸的条件下，减小宽度W′(图2B)是最多约0.016英寸。将进行描述的是，减小充填孔22的宽度确保对充填孔22进行适当地密封。

应理解的是，当顶壁16从壳体12的其它部分中分离开时，能单独地或同时执行图2A和2B所示的过程。或者，当顶壁附连于壳体12的其它部分时，能单独地或同时执行这些过程。此外，在充填孔22如图2A所示形成之后或者在充填孔22的宽度如图2B所示减小之后，电解质19能通过充填孔22引到壳体12中。

随后，如图2C所示，使用密封工具32对充填孔22进行气密密封。应理解的是，密封工具32可具有任何合适的类型，例如是焊接工具。更确切地说，密封工具32可以是激光焊接工具或者任何其它的焊接工具。密封工具32可允许进行气焊(即，火法冶金焊接，此种火法冶金焊接是自给自足的，从而一旦开始进行焊接工艺，则其产生充足的热量来完全密封充填孔22，而无需任何附加的外部输入)。此种密封工艺在顶壁16中产生被密封区域24。因此，该被密封区域24可限制并且充分地消除电解质从蓄电池10的壳体12中的泄漏。

然后，如图2D所示，第二或额外的密封件26可大体上位于被密封区域24之上而固定地联接于顶壁16，以额外地密封充填孔22。应理解的是，额外的密封件26能以任何合适的方式固定于顶壁16。例如，额外的密封件26能经由焊接工艺固定于顶壁16。通过对充填孔22进行额外的密封，额外的密封件26进一步减小从蓄电池10的壳体12中发生电解质泄漏的可能性。

因此，在图2A至2D中示出的形成和密封充填孔22的方法使得充填孔22能形成在蓄电池10的相对较厚的顶壁16中。然而，能对充填孔22进行适当地密封。此外，额外的密封件26附加地确保不会发生从壳体12中的泄漏。还应理解的是，图2A至2D所示的过程是有效的并且节省成本的。

现在参见图3A至3B，将描述一种用于形成充填孔122的制造过程的替代示例实施例。与图1至2D所示的那些部件相对应的部件将通过使相对应附图标记加上100来识别。

如图3A所示，凹槽138可在充填孔122附近形成在顶壁116中。可使用往复的凹槽成形工具135来形成凹槽138。应理解的是，凹槽成形工具135可包含在诸如图2A所示的冲孔工具28之类的冲孔工具中，从而大体上在充填孔122成形的同时形成凹槽138。此外，凹槽成形工具135可包含在图2B所示的冲孔工具30中，从而大体上在充填孔122的宽度W′减小的同时形成凹槽138。

应理解的是，凹槽138可具有任何合适的形状，例如凹入形或碗形。此外，应理解的是，凹槽138的成形可使顶壁116的外表面140和内表面132中的一个或两个变形。例如，如图3A所示，凹槽138的成形可致使在外表面140中形成凹槽138，同时还致使内表面142凸出地突出。因此，内表面和外表面142、140在充填孔122附近都是非平面的。

接下来，如图3B所示，对充填孔122进行气密地密封以产生被密封区域124，而额外的密封件126以大体与上文类似的方式固定地联接于顶壁116。如图3B所示，额外的密封件126可具有大体与凹槽138相对应的形状，并且能在凹槽138内固定地联接于顶壁116。因此，由于额外的密封件126设置在凹槽138内，因而密封件126在顶壁116上可具有较低的型面高度。

现在参见图4A和4B，将描述一种形成和密封充填孔222的替代示例实施例。与图1至2D所示示例实施例类似的部件将通过使相对应的附图标记加上200来识别。

如图4A所示，凹槽238可具有大体上开口的矩形横截面，并且能在充填孔222上大体定心。凹槽238可具有深度D(图4A)，而额外的密封件236可具有厚度T，且厚度T大体等于或小于凹槽238的深度D(图4B)。因此，密封件236可充分地(例如，完全地)设置在凹槽238内，以相对于顶壁216具有相对较低的型面高度。

在图5所示的另一示例实施例中，密封件236的厚度T大于凹槽238的深度D。因此，密封件236部分地延伸出凹槽238。

在图4A至5所示的示例实施例中，密封件236充分地充满凹槽238。然而应理解的是，密封件236可构造成仅仅部分地充满凹槽238。

现参见图6，示出凹槽338的另一示例实施例。与图1至2D所示示例实施例的那些部件类似的部件将通过使相对应的附图标记加上300来识别。如图6所示，凹槽338可以与图3A和3B所示的示例实施例类似是大体凹入形或碗形。然而，如图6所示，凹槽338可具有围绕充填孔322的基本上平坦底面350。如上所述，凹槽338可在充填孔322形成的同时形成，在顶壁316塑性变形以减小充填孔322宽度的同时形成，或者能独立于那些过程而形成。

现参见图7，示出凹槽438的另一示例实施例。与图1至2D所示示例实施例类似的部件将通过使相对应的附图标记加上400来识别。

如图7所示，凹槽438可以是大体碗形的。此外，凹槽438可包括具有一定半径的上缘452。此外，凹槽438可包括内径454。

现参见图8，示出凹槽538的另一示例实施例。与图1至2D所示示例实施例的那些部件类似的部件将通过使相对应的附图标记加上500来识别。

如图所示，凹槽538的成形致使厚度T′在充填孔522附近、沿顶壁516的长度而变化。更确切地说，与顶壁516的其它周围区域相比，顶壁516在充填孔522附近较薄并且位于凹槽538内。

现参见图9，示出凹槽638的另一示例实施例。与图1至2D所示示例实施例相对应的部件将通过使相对应的附图标记加上600来识别。

如图9所示，凹槽638可形成在顶壁616的内表面642上。此外，外表面640可以是基本上平坦的。

现参见图10，示出凹槽738的另一示例实施例。与图1至2D所示示例实施例类似的部件将通过使相对应的附图标记加上700来识别。

如图所示，凹槽738形成在顶壁714的内表面742上。此外，凹槽738成形为使得外表面740凸起地突出。此外，凹槽738成形为使得顶壁716围绕充填孔722的区域大体比顶壁716的其它区域薄。

现参见图11，示出充填孔822的另一示例实施例。与图1至2D所示示例实施例类似的部件将通过使相对应的附图标记加上800来识别。

如图11所示，充填孔822可成形为使得充填孔822是锥形的。更确切地说，充填孔822能相对于充填孔822的轴线X以角度α成锥形。如上所述，充填孔822可以在初始形成充填孔822时在充填孔822的宽度减小时或者独立于这些过程而成锥形。在一些示例实施例中，充填孔822成锥形使得该充填孔在外表面840附近较宽；然而在其它示例实施例中，充填孔822可成锥形使得充填孔822在内表面842附近较宽。

现参见图12，示出顶壁916的另一示例实施例。与图1至2D所示示例实施例类似的部件将通过使相对应的附图标记加上900来识别。如图所示，顶壁916可成形为包括凹槽938，该凹槽938是大体碗形的并且形成在外表面940中。此外，大体与图11所示的示例实施例相类似，充填孔922能以角度α成锥形。

在此所使用的术语仅仅用于参照，因此并不意指限制。例如，诸如“上方”、“下方”、“上面”、“下面”、“顶部”、“向上”以及“向下”之类的术语指代所参照附图中的方向。诸如“正面”、“背面”、“后面”以及“侧面”之类的术语描述部件的各部分在一致的但随意的参考系中的定向，通过参照该参考系使得上下文更清除，且相关联的附图描述所讨论的部件。此种术语可包括上述特指的词语及其派生词以及同等重要的词语。诸如“第一”、“第二”以及其它数值术语之类指代结构的术语并不暗示次序或顺序，除非由上下文清楚地指出。

当引入元件或特征以及示例实施例时，不定冠词、定冠词以及所述意味着存在一个或多个此种元件或特征。术语“包括”、“包含”以及“具有”意指包含性的，并且意味着除了那些明确指出的元件或特征以外，可存在附加的元件或特征。还应理解的是，本文所描述的方法步骤、过程以及操作不必被解释成需要以所描述或所说明的特定顺序来执行该方法，除非明确指出执行顺序以外。还应理解的是，可使用附加的或替代的步骤。

本发明的描述在本质上仅仅是示意性的，因此并不偏离本发明要旨的各种变型意指在本发明的范围内。这些变型并不被认为偏离本发明的精神和范围。

Claims (7)

1.一种形成能量存储装置的方法，所述方法包括：

在所述能量存储装置的壁中形成充填孔；

使所述能量存储装置的壁塑性变形，以减小所述充填孔的宽度，使所述能量存储装置的壁塑性变形包括：对所述能量存储装置的壁进行模压和对所述能量存储装置的壁进行精压中的至少一种；以及

密封所述充填孔。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，形成所述充填孔包括：在所述能量存储装置中冲孔出所述充填孔、在所述能量存储装置的壁中机械加工出所述充填孔以及在所述能量存储装置的壁中激光钻孔出所述充填孔中的至少一种。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，密封所述充填孔包括：焊接以密封所述充填孔。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述焊接包括气焊工艺。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述焊接包括激光焊接以密封所述充填孔。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述能量存储装置的壁具有一定厚度，且形成所述充填孔包括：将所述充填孔成形为具有等于所述厚度的初始宽度。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，使所述能量存储装置的壁变形包括：使所述充填孔的壁的宽度减小至至多0.016英寸。