CN1264925A - 盒式电池 - Google Patents

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Abstract

一种盒式电池,是在基本电池上连结有端子固定具,且将基本电池的外装罐的开口部以封口板气密封闭,而于封口板表面具有突出的电极端子。又该端子固定具是由绝缘材料成型而成,且在其与封口板间设置保护元件的收纳空间以将保护元件配设在端子固定具及封口板间的收纳空间。该保护元件即设于端子固定具及封口板间的收纳空间,且是位于电极端子以外的部分,又其下部是配设于较电极端子的上端面为低的下方。

Description

盒式电池
本发明涉及内附有温度熔丝或PTC等保护元件的盒式电池。
为防止盒式电池于异常状态下使用，有内附保护元件者。保护元件是在电池温度异常升高，或在电流过大时，中断电流。此种用途的保护元件，有使用温度熔丝或PTC者。温度熔丝在电池温度高于设定温度时熔断，以将流过的电流中断。PTC则在流过大电流而温度升高时，急剧变化为高阻值以使电流几乎停止。
内具多个圆筒电池的盒式电池，如图1所示，在电池124间的谷部附设保护元件103，而收容于盒体125内。上述圆筒电池可有效地利用电池间的谷部空间附设保护元件103。然而，内具方型电池的盒式电池，在其电池间的谷部无法具有谷部空间，故如图2所示，须于电池224与盒体225间设一空间配设印刷基板226，以在该印刷基板226上设置上述电池224的保护元件203。
图2所示构造的盒式电池，是在电池224及盒体225间设有用以配设保护元件203的空间，故其外形较大。又，于盒体225与电池224间的既定位置，较难以不动状态固定其印刷基板226及保护元件203。若该印刷基板226及保护元件203是在盒体225内部移动，则振动成为故障原因，致使可靠性下降。又如图2，在电池224侧部与盒体225间配设保护元件203的盒式电池，其封口板205的电极端子208与保护元件203分离，因此，连接保护元件203及封口板205的电极端子208较麻烦，且有导板227较长的缺点。
本发明是为解决上述缺点而开发者。因此，本发明的第1目的在于提供内附保护元件且能使全体精巧化的内附保护元件的盒式电池。
同时，本发明的另一重要目的在于提供一种配设保护元件于固定位置，而能予以不移动地固装的内附保护元件的盒式电池。
本发明的又一主要目的在于提供以短引线连接保护元件及封口板端子的内附保护元件的盒式电池。
又，如锂离子(Lithium ion)二次电池、镍·氢电池、镍·镉电池等二次电池，若是在异常状态下使用，为防止外装罐破裂须具备安全阀。安全阀是在电池内压异常高时，自动开阀排出电池内的气体者。因电池若有过电流流过、或在过充电时，通常会在内部产生气体而使电池内压异常升高。若该气压升高，将破坏外装罐而变为危险状态，故以安全阀排出气体。
当安全阀开阀时，充填于电池内部的气体排出，有时也将电解液一齐排出。由于电池排出的电解液对盛装电池的充电器及电子机器具有不良影响。例如，电解液附着于接点，即可能将接点腐蚀而成为接触不良的原因。若电解液附着于印刷基板时，必腐蚀导电部，因移动(migration)而使导电部发生短路故障。
为防止上述弊害的产生，有于充电器设置得以顺畅排出电解液的排液路径者。充电器的排液路径虽可防止多量的泄漏电解液留存于盒体内部，但不能将电解液完全排出，故由电池漏出的电解液将附着于充电器接点或盒体内面而成为故障的原因。且于盒体内部附设电池的电子机器通常难以设置电解液的顺畅排出路径。因此，由电池泄漏的电解液留存于盒体内成为故障的原因。
本发明径为解决该缺点而开发，是故，本发明的第2目的在于提供一种能吸取由电池漏出的电解液，有效地防止由电解液造成的危害的电池。
本发明的上述效果及特征，将参考附图予以详述于后：
本发明的内附保护元件的盒式电池包括：基本电池、端子固定具及电池的保护元件。基本电池是以具有电极端子突出于表面的封口板，将其外装罐开口部予以气密式封闭。端子固定具配设于覆盖元件电池的封口板的位置，且与封口板间设有用以装设保护元件的收纳空间。该端子固定具是由绝缘材料成型。保护元件是设于端子固定具与封口板间的收纳空间的电极端子的以外部分，且将其下部配置于较电极端子的上端面为下方的位置上。
此种构造的内附保护元件的盒式电池，可内附保护元件而得以将全体精巧化，同时，具有将保护元件配设于固定位置而不移动的优点。此乃因盒式电池是在封口板与端子固定具间设收纳空间，同时，将保护元件置于电极端子以外的部分，且将下部配置于较电极端子的上端面为下方之故。将电极端子由封口板突出的基本电池，若以覆盖封口板的状态设置端子固定具，则可藉由突出的电极端子在电极端子以外的部分形成收纳空间。本发明的盒式电池即将保护元件收容于该收纳空间。此种构造的盒式电池，其基本电池与端子固定具皆具有独特构造，可有效地利用其间的空间，故能极省空间地内附保护元件，而使全体精巧化。
上述盒式电池是将基本电池的封口板周缘及端子固定具作成独特构造，以设保护元件的收纳空间，因此，具有与电池形状无关而将保护元件以理想状态配设于固定位置固定的优点。又因本发明的盒式电池可于封口板的电极近傍固定保护元件，得以短导线予以简单连接。
盒式电池是以例如温度熔丝或PTC的任何一种作为保护元件，且以使保护元件接近基板电池的封口板，而配设于端子固定具下面的收纳空间为宜。
又，本发明的盒式电池是在端子固定具及封口板间设有保持空间，可将吸湿材配设于此，以防止电解液弊害。
此种构造的盒式电池是将电池泄漏的电解液予以吸取，可有效地防止由电解液造成的危害。又，此种构造的盒式电池，在基本电池封口板及端子固定具间设保持空间以配置吸湿材，可有效率地吸取电池漏液，以防止因电解液而造成的对电子机器的危害。该盒式电池且使基本电池封口板周缘及端子固定具形成独特构造，设有吸湿材的保持空间，可有效地利用该空间配设吸湿材，同时，得将该吸湿材简单且正确地配置于预定位置。
附图图面简单说明如下：
图1表示常用内附保护元件的盒式电池例的分解斜视图。
图2为表示常用内附保护元件的盒式电池另例的分解斜视图。
图3为本发明实施例的内附保护元件的盒式电池的分解斜视图。
图4为本发明实施例的内附保护元件的盒式电池的平面图。
图5为图4所示盒式电池的A-A线剖视图。
图6为图4所示盒式电池的B-B线剖视图。
图7为图4所示盒式电池的C-C线剖视图。
图8为图4所示盒式电池的D-D线剖视图。
标号的说明如下：
1      基本电池      2      端子固定具
3      保护元件      4      外装罐
5      封口板        6      凸条
7      凹部          8      电极端子
9      绝缘垫        10     漏液口
11     安全阀        12     嵌合凸部
13     取纳空间      14     端子板
15     引线          16     贯通孔
17     凸部          18     连接孔
19     保持空间      20     吸湿材
21     分离壁        22     切口部
23     薄膜          224    电池
225    盒体          226    印刷电路板
227    导板
图3的分解斜视图所示的盒式电池，具备：基本电池1、端子固定具2、吸湿材20及保护元件3。基本电池1是将外装罐4的开口部以封口板5予以气密封闭。该基本电池1是在封口板5周缘突出凸条6，于凸条6内侧设凹部7。图中的基本电池1是使外装罐4的开口端缘由封口板5突出，且以外装罐4的开口端缘作为凸条6。该基本电池1是在外装罐4的开口部嵌入封口板5，将封口板5与外装罐4以激光焊接而将外装罐4作成气密封闭状。
外装罐4是以Al及Al合金，或于铁板表面镀金属的金属板，由冲床加工成底部封闭的筒状物。图中外装罐4是将圆柱或椭圆筒压扁成其预定厚度的形状。该外装罐也可作成图中未示的四方状筒或圆柱或椭圆筒状。
封口板5的中心固定有电极端子8。该电极端子8是介由绝缘垫(packing)9与金属制的封口板5绝缘，且以气密状态固定。该电极端子8突出于封口板5表面。上图中的基本电池1，封口板5的电极端子8内部虽未内附安全阀，但也可于电极端子8内部内附安全阀。内附安全阀的电极端子8，设有用于排出外装罐内部气体的贯通孔。电极端子处设有安全阀的盒式电池，是以吸湿材吸取由该贯通孔泄漏的电解液。
图中的封口板5是在异于电极端子8的另一位置开设漏液孔10以设安全阀11。安全阀11是以电池内压可破损的薄膜形成，该薄膜紧密地以气密方式固定于漏液孔10内面。作为安全阀11的薄膜，是在电池内压较设定压力为低时，以气密状紧闭漏液孔10，而在电池内压高于设定压力时破裂，将电池内的气体泄于外部。
端子固定具2下面突设有可嵌入基本电池1的凹部7的嵌合凸部12。其下面另设有用以装设保护元件3的收纳空间13及用以装设吸湿材20的保持空间19。该端子固定具2是以塑胶等绝缘材料成型而成，且其上面固定有端子板14。塑胶制的端子固定具2，可将金属板的端子板14以嵌入式成型大量生产。该端子板14是如图3及4所示，是以覆盖端子固定具2的上面除周缘部分以外的全部为其外形。
图3中的端子固定具2是在周缘下面设有突出肋部(rib)，以该肋部成形为嵌合凸部12。该肋部外周面设沟部，该沟部可供设于基本电池1周缘的凸条6嵌合于其上。图5至6显示端子固定具2的肋部嵌定于元件电池1的凸条6的状态。在端子固定具2的肋部内侧则设有用以装设保护元件3的收纳空间13及用以装设吸湿材20的保持空间19。
内附于收纳空间13的保护元件3是将一方的导线15连接于封口板5的电极端子8前端面，又将另一方的导线15连接于端子板14，且于导线下面连接保护元件的本体部分，以将该本体部配设于收纳空间13。保护元件3是由封口板5及端子固定具2夹持，配设在除电极端子8以外的部分，即在图3中较电极端子8为右方的收纳空间13内。又，该保护元件3是将其下部配设于较电极端子8上端面为下方位置。又，为了将内附于端子固定具2的保护元件3的导线15，由端子固定具2下侧导出上侧，在端子固定具2的端部，即图5中的右端部开设贯通孔16。
图5中的端子固定具2下面一体成型地突设有凸部17，以插入开设于保护元件3的导线15的小孔15A，保持保护元件3于固定位置。此种构造的端子固定具2具有可收纳保护元件3于收纳空间13中正确位置的优点。其是在设于保护元件3的导线15的小孔15A内，插入端子固定具2的凸部17，可使保护元件3得以定位的故。又可将插入小孔15A内的凸部17加热压扁，以使保护元件3连结于端子固定具2。
图中，端子固定具2在其中心贯通及开口有用于将保护元件3的导线15连接于封口板5的电极端子8的连接孔18。该连接孔18还贯通固定于端子固定具2的端子板14而开口。可于连接孔18插入点焊用电极棒，将保护元件3的导线15焊接在电极端子8上。
图5中所示的端子固定具2，是在图中右方设有收纳空间13，而于左方设用以装设吸湿材的保持空间19。保持空间19是以肋部围绕周围，而其上面是以插入端子固定具2固定的端子板14封闭。保持空间19与收纳空间13的分界处，设有连结于周围肋部的分隔壁21。分隔壁21区隔保持空间19及收纳空间13，以防止吸收于吸湿材20的漏液外漏。图中的分隔壁21是2列构造，以确实阻止吸湿材20的漏液由保持空间19外漏。设于端子固定具2周围而形成保持空间19的肋部是如图3及图4所示，为将通过安全阀11的气体排于外部，而设有切口部22。
吸湿材料20是用于吸取由电池泄漏的电解液并予以保持者。吸湿材料20为细纤维予以立体集合的不织布及滤纸，或具有微细连续气泡的塑胶发泡体。吸湿材料20是可嵌合于保持空间19的大小，換言之，是略等于保持空间19的内形，或较小于该外形，且其相对于空全阀11的漏液口10部分开设有吸入孔20A。吸湿材料20的厚度略等于保持空间19的高度，或以被压扁状收纳于保持空间19，而其未被压扁状态则较保持空间19略高。该吸湿材料20是以下面密贴于封口板5，以有效率地吸收由安全阀11排出的电解液。又于安全阀11的漏液口10部分开设有吸入孔20A的吸湿材料20，并不封闭漏液口10开口部。因此，安全阀11可顺畅地由漏液口10排出气体及电解液。由漏液口10排出的气体经吸入孔20A导引，透过吸湿材20而排出。电解液即由吸入孔20A被吸湿材料20吸取。图中的吸湿材料20是开设有贯通上下的吸入孔20A。但吸湿材料的吸入孔可不必贯通至上方，得以闭锁上方状态仅于下方设开口。
保护元件3是一种于设定温度时熔断的温度熔丝。温度熔丝是在基本电池1的温度高于设定温度时自动熔断以中断基本电池1的电流。但本发明的盒式电池，不限定保护元件3为温度熔丝。保护元件3也可使用PTC以代替温度熔丝。PTC是在设定温度时，电阻值急速增加，以使流于基本电池1的电流剧减，实质上是中断电流者。
保护元件3是在两端连接引线15。引线15是用点焊连接于电极端子8及端子板14的薄金属板。插入端子固定具2贯通孔16的引线15，沿端子固定具2折曲，而如图4所示熔接连接于端子板14上面。
上述构造的盒式电池，按下述方式制成：
①将端子板14插入成形的端子固定具2以塑胶制造。
②于端子固定具2的收纳空间13安装保护元件3，将保护元件3的引线15连接于端子板14，此时，将设于端子固定具2的凸部17插入保护元件3的引线15的小孔15A内，压扁凸部17可将保护元件3假固定于端子固定具2。
③在端子固定具2的保持空间19内安装吸湿材料20。吸湿材料20嵌合于保持空间19而保持于预定位置。该吸湿材料也可贴于端子固定具内面。
④将端子固定具2的嵌合凸部12嵌入基本电池1的凹部7，将端子固定具2配装于元件电池1的固定位置。此时，可于保护元件3下面涂上接着剂使其粘贴于封口板5表面。也可于吸湿材料下面涂上接着剂而将之粘贴于封口板5表面。
⑤在将端子固定具2装设于基本电池1的固定位置的状态下，于端子固定具2的连接孔18中插入电极棒，将保护元件3的引线15焊接于电极端子8上。
⑥如图3及图4所示，在端子固定具2与基本电池1的外装罐4附着薄膜23，将端子固定具2连结于基本电池1。图中所示的盒式电池，是以粘着薄膜将端子固定具2附着于外装罐4。但端子固定具与基本电池得使用热收縮薄膜连结。
之后，可在外装罐4及端子板14焊接引线用导引板后，收纳于盒子，或以热收纳套管被覆成盒式电池。
上述实施形态仅是用于详细说明本发明的特征及其效果者。并不用以限定本发明的实施范围，因而，在未脱离本发明揭示的精神及技术范围，以任何运用本发明的上述内容完成的改变及修饰，应为下述权利要求范围所涵盖。

Claims (21)

1.一种盒式电池，包括：
以具有由表面突出的电极端子(8)的封口板(5)气密地封闭外装罐(4)的开口部而成的基本电池(1)；
配设于覆盖该基本电池(1)的封口板(5)的位置，同时其与封口板(5)间具有用以装设保护元件(3)的收纳空间(13)，且以绝缘材料成型而成的端子固定具(2)；以及
设于该端子固定具(2)及封口板(5)间的收纳空间(13)，且位于电极端子(8)以外部分的位置，而将其下部配设于较电极端子(8)上端面为下方的电池保护元件。
2.如权利要求1所述的盒式电池，其特征在于，基本电池(1)具有由封口板(5)周缘突出的凸条(6)，而将嵌合于该凸条(6)内侧的嵌合凸部(12)配设于端子固定具(2)，将嵌合凸部(12)嵌入基本电池(1)的凹部(7)，以在端子固定具(2)与封口板(5)间设置收纳空间(13)。
3.如权利要求1所述的盒式电池，其特征在于，保护元件(3)的引线(15)连接于电极端子(8)的前端面，而于引线(15)下面连结着保护元件的本体部，以将本体部配设于收纳空间(13)。
4.如权利要求1所述的盒式电池，其特征在于，保护元件(3)由封口板(5)及端子固定具(2)夹持，而配设于收纳空间(13)。
5.如权利要求4所述的盒式电池，其特征在于，保护元件(3)粘着于封口板(5)表面。
6.如权利要求3所述的盒式电池，其特征在于，保护元件(3)的一方的引线(15)连接于设在封口板(5)的电极端子(8)，而另一方的引线(15)，贯通端子固定具(2)而连接于固定在端子固定具(2)上面的端子板(14)。
7.如权利要求1所述的盒式电池，其特征在于，在保护元件(3)的引线(15)上开设有小孔(15A)，而端子固定具下面突设有凸部(17)，以插入小孔(15A)，而将保护元件(3)保持在端子固定具的固定位置。
8.如权利要求7所述的盒式电池，其特征在于，上述凸部(17)被压扁而将保护元件连结于端子固定具。
9.如权利要求1所述的盒式电池，其特征在于，端子固定具开设有贯通其中心的连接孔(18)，用于保护元件(3)的引线(15)连接于封口板(5)的电极端子(8)。
10.如权利要求1所述的盒式电池，其特征在于，外装罐(4)的开口端缘凸出于封口板(5)，且以外装罐(4)的开口端缘作为凸条(6)。
11.如权利要求1所述的盒式电池，其特征在于，端子固定具(2)介由薄膜(23)而连结于外装罐(4)。
12.如权利要求1所述的盒式电池，其特征在于，该基本电池的外装罐是由圆柱或椭圆筒压扁成预定厚度的形状、方形筒状、圆柱或椭圆筒状的任一形状。
13.如权利要求1所述的盒式电池，其特征在于，金属板的端子板(14)在塑胶制端子固定具(2)上插入成形而进行固定。
14.如权利要求1所述的盒式电池，其特征在于，在封口板(5)及端子固定具(2)间的除电极端子(8)以外的部分，设置保持空间(19)，且于该保持空间(19)内装设用以吸取由封口板(5)漏出的电解液的吸湿材料(20)。
15.如权利要求14所述的盒式电池，其特征在于，基本电池在封口板(5)上开设有漏液口(10)，且该漏液口(10)离开电极端子(8)而开设，同时，设置能以电池内压使的破损的薄膜作为安全阀(11)。
16.如权利要求14所述的盒式电池，其特征在于，端子固定具在收纳保护元件的收纳空间(13)，及用以装设吸湿材料(20)的保持空间(19)的分界处设有分隔壁(21)。
17.如权利要求14所述的盒式电池，其特征在于，保持空间(19)以肋部围绕，并于端子固定具(2)上面固定端子板(14)，而以该端子板(14)封闭保持空间(19)的上面。
18.如权利要求17所述的盒式电池，其特征在于，设于端子固定具周围而形成保持空间(19)的肋部是设有用以将通过基本电池的安全阀(11)的气体排至外部的切口部。
19.如权利要求14所述的盒式电池，其特征在于，吸湿材料(20)是由细纤维予以立体集合的不织布及滤纸，或具有微细连续气泡的塑胶发泡体的任何一种构成。
20.如权利要求14所述的盒式电池，其特征在于，吸湿材料(20)具有略等于保持空间(19)的内形，或较的略小的外形，且相对于安全阀(11)的漏液口(10)的部分开设有吸入孔(20A)。
21.如权利要求14所述的盒式电池，其特征在于，吸湿材料(20)的下面紧贴于封口板(5)。
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