CN110767869A - 一种免焊接蓄电池汇流排结构及制造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种免焊接蓄电池汇流排结构及制造工艺，涉及铅酸蓄电池领域，包括极群组和冷拼接件，所述冷拼接件采用电阻率高于铅的电阻率的金属制造，极群组的极耳设有通孔或开口的凹槽，冷拼接件嵌入极耳的通孔中或与极耳的凹槽进行挤压嵌合形成汇流排；或者冷拼接件设有通孔或开口的凹槽，极耳嵌入冷拼接件的通孔中或与极耳的凹槽进行挤压嵌合形成汇流排，汇流排成型后采用胶水进行密封。本发明采用电阻率高于铅的电阻率的高导电金属替代铅及铅基合金作为铅酸蓄电池的汇流排，提高了铅酸蓄电池的重量比能量，降低了铅酸蓄电池的材料成本，采用机械挤压嵌接的方式替代热熔的制造方式，实现了清洁生产，避免了传统生产过程中的铅污染。
Description
技术领域
本发明涉及铅酸蓄电池领域，特别是涉及一种免焊接蓄电池汇流排结构及制造工艺。
背景技术
铅酸电池大多以12V为一只电池，内部由6个单体组成，每单格各有正负极板群组成，正负极板群需要通过并联的方法将极耳熔接起来，熔接后的集流体统称为汇流排，为保证铅酸蓄电池的使用寿命和高倍率放电特性，普遍采用的汇流排合金主要采用铅锡合金通过热熔的方式进行焊接，因铅的电阻率较高，汇流排设计往往都要消耗更多的铅来确保截面积。
传统的铅酸蓄电池汇流排早期是通过氧气-乙炔热熔模式将包好的极群组将正负极群组极耳用铅及铅合金焊接(熔接)到一起，构成集群，形成的集流体即是汇流排。2010年后逐步切换到机器铸焊的方式进行生产。
中国专利申请公布号：CN103817311A提供了一种蓄电池汇流排的铸焊模具，成型单元由正极凹道与负极凹道构成，正极凹道和/或负极凹道的部分外轮廓设置，主模板内设有沿各成型单元分布方向设置的冷却通道。该发明虽然取代了手工氧气-乙炔火焰焊接手工模具，但采用的是电加热高温炉将铅熔化进行模具加热，然后把模腔内的铅液刮平，再把极耳插入模腔来熔接极耳，生产过程依然存在铅烟铅尘的环境污染和大量铅渣产生，铅耗用量大。
中国申请公布号：CN102891278A公开了一种铅酸蓄电池汇流排铸造和焊接方法，将电池极板按宽度方向垂直于地面，并将位于同一侧的极耳依次放入汇流排夹具的齿槽中；由供铅泵将熔铅锅中的熔铅注入汇流排夹具，并保温，再用加热棒依次对极耳融合焊接。该发明虽然取代了手工火焰焊接，但依然是高温炉将铅熔化进行模具加热来熔接极耳，生产工艺同样无法解决铅烟铅尘的环境污染和铅渣产生，不属于绿色的生产技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种免焊接蓄电池汇流排结构，采用电阻率高于铅的电阻率的金属替代铅作为汇流排的材质，实现了清洁生产，避免了传统生产过程中铅熔化生成的铅烟、铅尘导致的环境污染。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种免焊接蓄电池汇流排结构，包括极群组和冷拼接件，所述冷拼接件采用电阻率高于铅的电阻率的金属制造，极群组的极耳设有通孔或开口的凹槽，冷拼接件嵌入极耳的通孔中或与极耳的凹槽进行挤压嵌合形成汇流排；或者冷拼接件设有通孔或开口的凹槽，极耳嵌入冷拼接件的通孔中或与冷拼接件的凹槽进行挤压嵌合形成汇流排，汇流排成型后采用胶水对其进行密封。
进一步的，所述极群组的极耳设有圆形通孔，所述冷拼接件为齿状圆柱棒，冷拼接件贯穿极耳上的通孔，并且冷拼接件的齿状部分挤压入极耳的通孔中。
进一步的，所述极群组的极耳顶部开设有V型凹槽，冷拼接件为V型棒，将V型棒压入V型凹槽中以实现冷拼接件和极耳的嵌合。
进一步的，所述冷拼接件环包极耳的顶部，极耳顶部开设有凹槽，所述冷拼接件的底部向下延伸出与极耳的凹槽相配合的凸棱，凸棱嵌入极耳上的凹槽中。
进一步的，所述冷拼接件为U型材，U型材的凹槽内部两侧具有夹齿，该U型材的凹槽环包极耳顶部，并且夹齿嵌压入极耳侧面。
进一步的，所述极群组的极耳设有倒角，所述冷拼件上设有与各极耳一一对应的通孔，通孔与极耳相适配，极耳嵌入冷拼接件的通孔中。
进一步的，所述冷拼接件呈梳齿状，梳齿的相邻两齿之间形成凹槽，极群组的极耳一一对应嵌压入凹槽中。
进一步的，所述冷拼接件采用银、铜、铝、钙、铍、镁、锌、镍之一或其合金制造而成。
本发明的目的还在于提供一种免焊接蓄电池汇流排制造工艺，采用电阻率高于铅的电阻率的金属作为冷拼接件，通过机械挤压将该冷拼接件与蓄电池的极群组的极耳嵌接结合形成汇流排，最后采用胶水对汇流排进行密封。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
采用电阻率高于铅的电阻率的高导电金属替代铅及铅基合金作为铅酸蓄电池的汇流排，提高了铅酸蓄电池的重量比能量，降低了铅酸蓄电池的材料成本。采用机械挤压嵌接的制造方式替代热熔的制造方式，实现了清洁生产，避免了传统生产过程中铅熔化生成的铅烟、铅尘导致的环境污染。
附图说明
图1是本发明实施例一的将齿状圆柱棒冷拼接件嵌入极耳群的极耳中的立体图；
图2是将图1中的冷拼接件的多余部位裁掉后形成的免焊接蓄电池汇流排结构的立体图；
图3是本发明免焊接蓄电池汇流排结构的实施例二立体图；
图4是本发明免焊接蓄电池汇流排结构的实施例三的立体图；
图5是图4的免焊接蓄电池汇流排结构的局部右视图；
图6是本发明免焊接蓄电池汇流排结构的实施例四的立体图；
图7是图6的免焊接蓄电池汇流排结构的局部右视图；
图8是本发明免焊接蓄电池汇流排结构的实施例五的立体图；
图9是本发明免焊接蓄电池汇流排结构的实施例六的立体图。
具体实施方式
为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
如图1至图9所示的蓄电池包括多个极群组，每个极群组具有正极耳1、负极耳2和隔板3，蓄电池还包括正极柱4、负极柱5、电池槽6和汇流排7。本实施例提供的一种免焊接蓄电池汇流排结构，包括极群组和冷拼接件，冷拼接件采用电阻率高于铅的电阻率的金属制造，极群组的极耳设有通孔或开口的凹槽，冷拼接件嵌入极耳的通孔中或与极耳的凹槽进行挤压嵌合形成汇流排7；或者冷拼接件设有通孔或开口的凹槽，极耳嵌入冷拼接件的通孔中或与冷拼接件的凹槽进行挤压嵌合形成汇流排7，汇流排7成型后采用胶水对其进行密封。
本文所述的蓄电池具有多个极群组，在某些实施例中，采用机械挤压方式将冷拼接件与所有的极耳嵌接结合，之后需要裁掉冷拼接件上多余的部位(相对每个极群组前后两端凸出的多余部位)构成汇流排7，或者，也可以将冷拼接件裁切成与各极群组相适配的几段，然后将各段冷拼接件与各极群组的极耳一一嵌合形成汇流排7。该汇流排7冷拼接成型后采用胶水对其进行密封，以抗氧化和抗腐蚀，胶水包括但不限于环氧树脂胶和热熔胶。
极耳上开设的通孔或凹槽可以为圆形、方形、椭圆形和棱形等，相应地，冷拼接件设置成圆柱体、方形体、椭圆体和棱形体等结构。
实施例一，如图1和图2所示，极群组的极耳设有圆形通孔，冷拼接件为齿状圆柱棒8，冷拼接件贯穿极耳上的通孔，并且冷拼接件的齿状部分压入极耳的通孔中。优选地，如图1所示，冷拼接件的一端设为锥形以便将冷拼接件插入极耳的通孔中，冷拼接件与极耳安装到位后，如图2所示，裁掉冷拼接件的多余的部位即构成汇流排7。
实施例二，如图3所示，极群组的极耳顶部开设有V型凹槽，冷拼接件为V型棒，将V型棒压入V型凹槽中以实现冷拼接件和极耳的嵌合，之后裁掉冷拼接件的多余的部位即构成汇流排7。
实施例三，如图4和图5所示，冷拼接件为U型材，U型材的凹槽内部两侧具有夹齿，该U型材的凹槽环包极耳顶部，并且夹齿嵌压入极耳侧面。
实施例四，如图6和图7所示，冷拼接件环包极耳的顶部，极耳顶部开设有凹槽，冷拼接件的底部向下延伸出与极耳的凹槽相配合的凸棱，凸棱嵌入极耳上的凹槽中。优选地，在极耳上开设两个凹槽，以形成“W”型凹槽，冷拼接件设置成“M”型型材并嵌压入极耳的“W”型凹槽中，形成汇流排7。
实施例五，如图8所示，极群组的极耳设有倒角，冷拼件上设有与各极耳一一对应的通孔，通孔与极耳相适配，极耳嵌入冷拼接件的通孔中。
实施例六，如图9所示，冷拼接件呈梳齿状，梳齿的相邻两齿之间形成凹槽，极群组的极耳一一对应嵌压入凹槽中。
为提高铅酸蓄电池的重量比能量和提高汇流排7的导电性，可优先选用铝、铜、钙、铍、镁、锌、镍、银等金属或其合金来替代铅作为冷拼接件的材料，冷拼接件与极耳构成非焊接制作的汇流排7。
在温度为20摄氏度时，铝的电阻率是0.0283欧·平方毫米/米，铅的电阻率是0.222欧·平方毫米/米，同长度同截面积的铅丝的电阻是铝丝的7.84倍。采用铝及铝合金等高导电金属替代铅及铅基合金作为铅酸蓄电池的汇流排7，提高了铅酸蓄电池的重量比能量，降低了铅酸蓄电池的材料成本。采用机械冷接的制造方式替代热熔的制造方式，实现了清洁生产，避免了传统生产过程中铅熔化生成的铅烟、铅尘导致的环境污染。
本发明还提供一种免焊接蓄电池汇流排制造工艺，采用电阻率高于铅的电阻率的金属作为冷拼接件，通过机械挤压将该冷拼接件与蓄电池的极群组的极耳嵌接结合形成汇流排7，最后采用胶水对汇流排7进行密封以用来抗氧化和腐蚀。胶水包括但不限于环氧树脂胶和热熔胶。
凡是采用上述方式或者在此方案上进行改良、变化的免焊接模式生产的铅酸蓄电池汇流排7，均属于本专利权利要求保护的范畴。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种免焊接蓄电池汇流排结构，其特征在于：包括极群组和冷拼接件，所述冷拼接件采用电阻率高于铅的电阻率的金属制造，极群组的极耳设有通孔或开口的凹槽，冷拼接件嵌入极耳的通孔中或与极耳的凹槽进行挤压嵌合形成汇流排；或者冷拼接件设有通孔或开口的凹槽，极耳嵌入冷拼接件的通孔中或与冷拼接件的凹槽进行挤压嵌合形成汇流排，汇流排成型后采用胶水对其进行密封。
2.根据权利要求1所述的免焊接蓄电池汇流排结构，其特征在于：所述极群组的极耳设有圆形通孔，所述冷拼接件为齿状圆柱棒，冷拼接件贯穿极耳上的通孔，并且冷拼接件的齿状部分挤压入极耳的通孔中。
3.根据权利要求1所述的免焊接蓄电池汇流排结构，其特征在于：所述极群组的极耳顶部开设有V型凹槽，冷拼接件为V型棒，将V型棒压入V型凹槽中以实现冷拼接件和极耳的嵌合。
4.根据权利要求1所述的免焊接蓄电池汇流排结构，其特征在于：所述冷拼接件环包极耳的顶部，极耳顶部开设有凹槽，所述冷拼接件的底部向下延伸出与极耳的凹槽相配合的凸棱，凸棱嵌入极耳上的凹槽中。
5.根据权利要求1所述的免焊接蓄电池汇流排结构，其特征在于：所述冷拼接件为U型材，U型材的凹槽内部两侧具有夹齿，该U型材的凹槽环包极耳顶部，并且夹齿嵌压入极耳侧面。
6.根据权利要求1所述的免焊接蓄电池汇流排结构，其特征在于：所述极群组的极耳设有倒角，所述冷拼件上设有与各极耳一一对应的通孔，通孔与极耳相适配，极耳嵌入冷拼接件的通孔中。
7.根据权利要求1所述的免焊接蓄电池汇流排结构，其特征在于：所述冷拼接件呈梳齿状，梳齿的相邻两齿之间形成凹槽，极群组的极耳一一对应嵌压入凹槽中。
8.根据权利要求1至7之一所述的免焊接蓄电池汇流排结构，其特征在于：所述冷拼接件采用银、铜、铝、钙、铍、镁、锌、镍之一或其合金制造而成。
9.一种免焊接蓄电池汇流排制造工艺，其特征在于：采用电阻率高于铅的电阻率的金属作为冷拼接件，通过机械挤压将该冷拼接件与蓄电池的极群组的极耳嵌接结合形成汇流排，最后采用胶水对汇流排进行密封。
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| CN112350032B (zh) * | 2020-09-21 | 2022-10-18 | 湖州海悦智能科技有限公司 | 一种汇流排制作设备及其制作方法 |
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