CN1288268A

CN1288268A - 双端具有同极性导电接头的蓄电装置及其电连接器

Info

Publication number: CN1288268A
Application number: CN99119366A
Authority: CN
Inventors: 杨泰和
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-09-13
Filing date: 1999-09-13
Publication date: 2001-03-21
Also published as: CN2399831Y

Abstract

本发明涉及一种双端具有同极性导电接头的蓄电装置及其电连接器。蓄电装置是在柱型一次电池或二次电池或蓄、放电电容器的轴向两端通过设置适当绝缘结构后设置同极性的第二电极,而由导电性壳体构成第一电极形成的。当壳体为绝缘体或在导电体外加套绝缘外层时,可沿壳体轴向两端同时设置第一电极及第二电极。可有效防止置入电池时发生极性错误,并降低电池内电阻。专门设计的电连接器可配合上述蓄电装置单个或多个作串联、并联连接应用。

Description

双端具有同极性导电接头的蓄电装置及其电连接器

本发明涉及一种蓄电装置及其电连接器，更确切地说是涉及一种双端具有同极性导电接头的蓄电装置及其电连接器。

传统的小型一次电池或可充电的二次电池或蓄、放电电容器等蓄放电装置，通常为圆柱型或截面为方型或其它几何形状的柱形体，轴向的一端为第一电极，柱型壳体为第二电极，相关的现有技术如附图20、21、22中所示；或在壳体外加套绝缘外层而在轴向一端同时设置第一、第二电极，其相关的现有技术如附图23、24中所示。上述两类常用结构的缺点是：

(1)更换电池时容易放错极性；

(2)单端输入或输出内电阻较大。

本发明的目的是提供一种双端具有同极性导电接头的蓄电装置及其电连接器，可有效防止更换蓄电装置时的极性错误，并有利于降低蓄电装置的内电阻。

本发明的目的是这样实现的：一种双端具有同极性导电接头的蓄电装置，包括截面呈圆形或方形或其它几何形状的柱形壳体和第一、第二电极，其特征在于：所述的柱形壳体的轴向两端同时设置有所述的第一电极及第二电极。

所述的柱形壳体是呈双向贯通筒状的中空导电体，并构成所述的第一电极；所述的第二电极是植设在柱形导电壳体内部且双向贯通的碳棒；还包括有置入柱形导电壳体内部的酸性或碱性电化学物质及设置在柱形导电壳体两端的电极极板绝缘片。

所述的柱形壳体是呈双向贯通筒状的中空导电体，并构成所述的第一电极；所述的柱形导电壳体内部还包括有正极板、负极板、隔离材料、酸性或碱性电化学物质及设置在柱形导电壳体两端的电极极板绝缘片；所述的负极板与所述的柱形导电壳体连接，所述的正极板与设置在柱形导电壳体轴向两端的导电接头连接并构成同极性的第二电极。

所述的柱形壳体是呈双向贯通筒状的中空导电体，并构成所述的第一电极；所述的柱形导电壳体内部还包括有正极板、负极板、隔离材料、酸性或碱性电化学物质及设置在柱形导电壳体两端的电极极板绝缘片；所述的负极板与所述的柱形导电壳体连接，所述的正极板与设置在柱形导电壳体轴向两端的两个或两个以上的导电接头连接并构成同极性的第二电极。

所述的柱形壳体是呈双向贯通筒状的中空绝缘体，所述的柱形壳体轴向两端分别成对设置第一电极及第二电极，各第一、第二电极对应连接导电接头；所述的柱形壳体内部还包括有正极板、负极板、隔离材料、酸性或碱性电化学物质及设置在柱形壳体两端的电极极板绝缘片，所述的正极板与所述的柱形壳体两端第二电极上的导电接头连接，所述的负极板与所述的柱形壳体两端第一电极上的导电接头连接。

所述的柱形壳体是呈双向贯通筒状的中空绝缘体，所述的柱形壳体轴向一端成对设置所述的第一电极，所述的柱形壳体轴向另一端成对设置所述的第二电极，各第一、第二电极对应连接导电接头；所述的柱形壳体内部还包括有正极板、负极板、隔离材料、酸性或碱性电化学物质及设置在柱形壳体两端的电极极板绝缘片，所述的正极板与所述的柱形壳体一端第二电极上的导电接头连接，所述的负极板与所述的柱形壳体另一端第一电极上的导电接头连接。

所述的中空绝缘体是由绝缘材料制成的呈双向贯通筒状的绝缘柱形壳体，或由导电材料制成的呈双向贯通筒状的导电柱形壳体再外套绝缘外层构成。

所述的蓄电装置是包括铅酸电池、镍氢电池、镍络电池、锂电池、锌空气电池、燃料电池的一次或二次电池。

所述的蓄电装置是有蓄、放电功能的具有正、负极性的电容器或无极性的交流电容器。

所述的电池是包括柱形电极、平板式电极、折叠式电极及卷绕式电极的一次或二次电池。

本发明的双端具有同极性导电接头蓄电装置的电连接器，其特征在于：包括第一导电体和第二导电体；所述的第一导电体与蓄电装置双端同极性的第一电极连接，所述的第二导电体与蓄电装置双端同极性的第二电极连接。

所述的第一导电体呈Y字型，Y字型的双叉部份与所述蓄电装置轴向两端同极性的第二电极焊接，Y字型的根部冲制有输出或输入连接端；所述的第二导电体是片状导电体，与所述的构成蓄电装置第一电极的导电性外壳焊接；所述的Y字型根部冲制出的输出或输入连接端上及片状导电体上分别引出有导电线。

所述的电连接器有一个以上并成串连连接，一电连接器的Y字型根部冲制出的输出或输入连接端与另一电连接器的片状导电体焊接。

所述的第一导电体呈Y字型，Y字型的双叉部份与所述蓄电装置轴向两端同极性的第二电极呈嵌入式耦合连接，Y字型的根部冲制有输出或输入连接端；所述的第二导电体是U型体，与所述的构成蓄电装置第一电极的导电性外壳成嵌入式耦合连接。

所述的电连接器有一个以上并成串连连接，一电连接器的第一导电体是U型字体，另一电连接器的第二导电体是U型字体，两U型字体呈90°交叉连接。

所述的第一导电体断面呈U型且平行延伸，与一个以上蓄电装置的轴向两端同极性导电接头并联嵌入连接，所述的第二导电体是一条状导电体，与一个以上蓄电装置的导电壳体并联焊接。

所述的第一导电体是由一个以上断面呈U型的导电体并列延伸构成，与一个以上蓄电装置的轴向两端同极性导电接头并联嵌入连接，所述的第二导电体是由两组或两组以上的U形窝座并呈W状串列延伸构成，与一个以上蓄电装置的导电壳体并联嵌入连接。

本发明的双端具有同极性导电接头的蓄电装置是针对现有技术中常用结构的物理性缺点而设计的，主要特征是将截面为圆形或方形或其它几何形状的柱型一次电池或二次电池或蓄、放电电容器等蓄电装置，沿导电壳体轴向两端通过设置适当的绝缘结构后同时设置同极性的第二电极，而由导电壳体构成第一电极；或壳体为绝缘体或壳体由导电体制成但加套绝缘外层，沿壳体轴向两端同时设置第一电极及第二电极，即蓄电装置两端分别但同时具有第一电极及第二电极。

本发明的双端具有同极性导电接头蓄电装置的电连接器，由于蓄电装置导电接头的位置与传统结构的不同，因而在该蓄电装置单个输出及多个作串联或并联输出时就需要专门的电连接器(当然可用导线直接焊接或通过接点端子、导电簧片等耦合连接)，包括：单个焊接式电连接器、单个嵌入耦合式电连接器、多个串联焊接式电连接器、多个串联嵌入耦合式电连接器、多个并联焊接式电连接器及多个并联嵌入耦合式电连接器。

下面结合实施例及附图进一步说明本发明的技术

图1为本发明蓄电装置在轴向两端设置同极性电极时的结构示意图

图2为图1实施例的立体分解结构示意图

图3为本发明蓄电装置在轴向两端设置同极性电极时的应用例结构示意图

图4为图3实施例的组合断面立体结构示意图

图5为本发明的蓄电装置在以壳体为第一电极、轴向两端设置两个或两个以上同极性的第二电极时的结构示意图

图6为图5实施例的组合断面立体结构示意图

图7为本发明的蓄电装置在导电壳体外加套绝缘外层、轴向两端分别设置第一、第二电极时的结构示意图

图8为图7实施例的组合断面立体结构示意图

图9为本发明的蓄电装置在导电壳体外加套绝缘外层，轴向两端的其中一端具有两个或两个以上的第一电极，另一端具有两个或两个以上的第二电极时的结构示意图

图10为图9实施例的组合断面立体结构示意图

图11为配合本发明的单个蓄电装置使用的焊接式电连接器立体结构示意图

图12为配合本发明的单个蓄电装置使用的嵌入耦合式电连接器立体结构示意图

图13为配合本发明的单个蓄电装置作串联使用的焊接式电连接器结构示意图

图14为配合本发明的单个蓄电装置作串联使用的焊接式电连接器组合结构的侧面示意图

图15为实现本发明蓄电装置间串联嵌入耦合的电连接器的结构示意图

图16为用于连接图10所示蓄电装置的双U型电连接器的立体结构示意图

图17为配合本发明的单个蓄电装置作并联连接的焊接式电连接器结构示意图

图18为配合本发明的单个蓄电装置作并联连接的焊接式电连接器侧面结构示意图

图19为配合本发明的单个蓄电装置作并联耦合连接的电连接器结构示意图

图20为现有技术一次电池的外形结构示意图

图21为现有技术可充电二次电池的外形结构示意图

图22为具有杯形壳体的常用电池的外形结构示意图

图23为具有加套绝缘外层的常用电池的外形结构示意图

图24为轴向单端设有第一及第二电极的常用电池的外形结构示意图

参见图1、图2，为本发明蓄电装置的一种实施例结构，即在轴向两端同时设置同极性电极且轴向贯穿双端。

柱形蓄电装置(如蓄电池或蓄、放电电容器)设有一个双向贯通的筒状柱形壳体10，壳体10由导电材料制成，是截面可呈圆形或方形或其它几何形状的中空筒状体，作为输出或输入的第一电极组P101，在其内部植设一呈双向贯通的碳棒20，和置入酸性或碱性电化学物质30及电极极板绝缘材料40，令双向贯通的碳捧20两端形成同极性的第二电极组P102。

参见图3、图4，为本发明蓄电装置在轴向两端分别设置同极性电极组的第一种实施例应用结构。

该柱形蓄电装置(如蓄电池或蓄、放电电容器)设有一个双向贯通的筒状柱形壳体10a，壳体10a用导电材料制成，是呈圆筒或方筒或其他几何形状的中空体，与其内同极性的极板连接(或焊接)而作为输出或输入的第一电极P101，如负电极(NEGATlVE PLATE)。其内部分别设正、负极板21a、22a及隔离材料23a(SEPARATOR)，供置入酸性或碱性电化学物质及电极极板绝缘材料40a等，并在轴向两端分别设有与同极性极板21a连接(或焊接)的导电接头50a，构成第二电极P102，如正电极(POSITIVE PLATE)，导电壳体10a则与负极板22b连接。

该双端具有同极性输出输入导电接头的柱型蓄电装置除了可在轴向两端分别设置一导电接头外，还可按应用需要作成其它设计。

参见图5、图6，图中所示的本发明的蓄电装置，是由壳体构成第一电极，轴向两端设置两个(或两个以上)同极性第二电极并带有导电接头的实施例结构。

柱型蓄电装置(电池或蓄放电电容)的壳体10b，用导电材料制成并与其内同极性的极板连接形成第一电极P101，而柱型蓄电装置的轴向两端分别设有两个(或两个以上)与其内同极性的极板相连接的导电接头以构成第二电极组P102，可单独或并联作为输入、输出端。该实施例中，壳体10b用导电材料制成，是呈圆筒形或方形或其它几何形状的中空体，与其内的负极板22b连接作为输出或输入的第一电极组P101，如负电极(NEGATIVEPLATE)。其内部分别设置正、负极板21b、22b及隔离材料23b(SEPARATOR)，并置入有酸性或碱性电化学物质及电极极板绝缘材料40b等，轴向两端分别设有二个(或二个以上)与同极性极板21b连接的导电接头50b，构成第二电极组P102，如正电极组(POSITIVE PLATE)。

参见图7、图8，图中所示的本发明的蓄电装置，其壳体可用绝缘材料制成或用导电材料制成但加套绝缘外层，而壳体轴向两端分别设置第一电极及第二电极。

该柱型蓄电装置(如电池或蓄放电电容)的壳体用绝缘材料制成或用导电材料制成但加套绝缘外层100c，其轴向两端分别设有一对第一电极P101、第二电极P102，一对以上分别与第一电极P101及第二电极P102连接的电极极板21c、22c，和与电极极板21c、22c相连接的导电接头501c、502c。两不同电极极板21c、22c之间亦设有隔离材料23c(SEPARATOR)、酸性或碱性电化学物质及电极极板绝缘材料40c等。

参见图9、图10，图中所示的本发明的蓄电装置，其壳体用绝缘材料制成，或用导材料制成但加套绝缘外层100d，而柱形蓄电装置的轴向两端中的其中一端具有两个(或两个以上)的第一电极的导电接头，另一端具有两个(或两个以上)第二电极的导电接头。

该柱型蓄电装置(电池或蓄放电电容)的壳体用绝缘材料制成，或用导电材料制成但加套绝缘外层100d，而柱型蓄电装置的轴向一端设有两个(或两个以上)与第一电极P101极板21d相连接的导电接头501d，而另一端则设有两个(或两个以上)与第二电极P102极板22d相连接的导电接头502d，两不同电极极板21d、22d之间亦设有隔离材料23d(SEPARATOR)、酸性或碱性电化学物质及电极极板绝缘材料40d等。

前述图1至图10所示，即为本发明双端具有同极性输出、输入导电接头的柱形蓄电装置各实施例的应用性结构。本发明的创新设计可应用于各种一次或二次电池(含铅酸电池、镍氢电池、镍铬电池、锂电池、锌空气电池、燃料电池)或其他种类的一次或二次电池及具有蓄、放电功能的有正、负极性的电容器或无极性的交流电容器等，其所适用的电极结构包括柱形电极，平板式电极，折叠式电极及卷绕式电极等。本发明的双端具有同极性输出、入电极及导电接头结构的柱型蓄电装置，对电池或蓄、放电电容器而言是物理结构的创新，可通用于各种筒状结构的一次或二次电池或蓄、放电电容器，而不受所使用的电极材料及电化学物质性质的限制。

本发明的具有同极性输出、入导电接头的柱型蓄电装置，与传统蓄电装置的结构不同，因此在单个蓄电装置作单个输出及由多个蓄电装置作串联或并联输出时就需要配置专门的用于嵌入耦合或焊接连接的电连接器，除了用导线直接焊接或用接点端子分别与导电接头耦合或用独立导电簧片与导电接头耦合外，更可通过本发明设计的焊合或耦合式电连接器与蓄电装置的导电接头或电极相匹配，包括：

1．单个焊接式电连接器：如图11所示，为本发明的单个蓄电装置作输入、输出连接时的焊接式电连接器结构。该焊接式电连接器的第一导电体60由导电材料制成，呈Y字型，Y字型的双叉部份601与本发明蓄电装置轴向两端同极性的第二电极P102焊接，Y字型的根部602作为输出或输入端，在单个蓄电装置的导电性外壳上焊接一片状的第二导电体61，作为第一电极P101的输出或输入端，且电连接器60的根部602由冲压形成，可节省材料且方便实施制造，根部602及片状导电体61上分别连接有电线70。

2．单个嵌入耦合式电连接器：如图12所示，为本发明的单个蓄电装置作输入、输出连接时的嵌入耦合式电连接器结构。该电连接器的第一导电体60a也由导电材料制成，呈Y字型，Y字型结构的双叉部份601a间供嵌入本发明的蓄电装置并与其轴向两端的同极性导电接头耦合，而另有一呈U型的嵌入耦合式第二导电体导电体61a与本发明蓄电装置的导电壳体嵌入耦合。

3．多个串联焊接式电连接器：如图13及图14所示，为本发明的多个蓄电装置作串联连接时的焊接式电连接器结构，该串联的各焊接式电连接器的第一导电体60b呈Y字型，每一个轴向两端具有同极性导电接点的单个蓄电装置分别与一个呈Y字型的第一导电体60b作焊接，单个蓄电装置的导电壳体与第二导电体焊接，如图11中所示。一电连接器的第一导电体60b与另一电连接器的第二导电体焊接实现电连接器间的串联连接而使多个蓄电装置串联连接。

4．多个串联嵌入耦合式电连接器：如图15及图16所示，是实现本发明蓄电装置间串联的嵌入耦合式电连接器结构，电连接器60c用导电材料制成，是呈90°交叉的双U型结构，供嵌入两端具有同极性的双端导电接点的单个蓄电装置并与之耦合连接，并与另一个两端具有同极性的双端导电接点的蓄电袅置的导电壳体作串联联接。电连接器60c一侧是一呈U型的嵌入耦合式导电体601c，该导电体601c于底板的90°方向设一与之相连的延伸片，在该延伸片上冲出一连折片并与延伸片末端的折片配合而形成呈90°交叉的相连导电体602c，可节省材料及方便实施制造。

5．多个并联焊接式电连接器；如图17及图18所示，供多个本发明的蓄电装置间作并联连接的焊接式电连接器结构，该并联的焊接式电连接器包括一断面呈U型且平行延伸的导电体601d，可供多个双端具有同极性导电接点的蓄电装置的轴向两端同极性导电接头通过与导电体601d焊接而作并联连接，且该导电体601d还配合一条状导电体602d，供多个双端具有同极性导电接点的蓄电装置的导电壳体之间通过与条状导电体602d焊接作并联连接。

6．多个并联嵌入耦合式电连接器；如图19所示，是供多个本发明的蓄电装置间作并联嵌入耦合的电连接器结构。电连接器包括一断面呈U型且并列延伸的导电体191，供嵌入呈并联状态的多个轴向两端具有同极性导电接头的蓄电装置作并联连接，以及一个由两组或两组以上U形嵌入耦合窝座且呈W状串列延伸的另一导电体192，通过嵌人多个双端具有同极性导电接头的蓄电装置，使各导电壳体间作并联连接。

综上所述，本发明的双端具有同极性输出、入导电接头的柱型蓄电装置及其电连接器结构，确可有效防止置入电池时发生极性错误及可降低电池内电阻，其创意新颖、功能确切。

Claims

1．一种双端具有同极性导电接头的蓄电装置，包括截面呈圆形或方形或其它几何形状的柱形壳体和第一、第二电极，其特征在于：所述的柱形壳体的轴向两端同时设置有所述的第一电极及第二电极。

2．根据权利要求1所述的一种双端具有同极性导电接头的蓄电装置，其特征在于：所述的柱形壳体是呈双向贯通筒状的中空导电体，并构成所述的第一电极；所述的第二电极是植设在柱形导电壳体内部且双向贯通的碳棒；还包括有置入柱形导电壳体内部的酸性或碱性电化学物质及设置在柱形导电壳体两端的电极极板绝缘片。

3．根据权利要求1所述的一种双端具有同极性导电接头的蓄电装置，其特征在于：所述的柱形壳体是呈双向贯通筒状的中空导电体，并构成所述的第一电极；所述的柱形导电壳体内部还包括有正极板、负极板、隔离材料、酸性或碱性电化学物质及设置在柱形导电壳体两端的电极极板绝缘片；所述的负极板与所述的柱形导电壳体连接，所述的正极板与设置在柱形导电壳体轴向两端的导电接头连接并构成同极性的第二电极。

4．根据权利要求1所述的一种双端具有同极性导电接头的蓄电装置，其特征在于：所述的柱形壳体是呈双向贯通筒状的中空导电体，并构成所述的第一电极；所述的柱形导电壳体内部还包括有正极板、负极板、隔离材料、酸性或碱性电化学物质及设置在柱形导电壳体两端的电极极板绝缘片；所述的负极板与所述的柱形导电壳体连接，所述的正极板与设置在柱形导电壳体轴向两端的两个或两个以上的导电接头连接并构成同极性的第二电极。

5．根据权利要求1所述的一种双端具有同极性导电接头的蓄电装置，其特征在于：所述的柱形壳体是呈双向贯通筒状的中空绝缘体，所述的柱形壳体轴向两端分别成对设置第一电极及第二电极，各第一、第二电极对应连接导电接头；所述的柱形壳体内部还包括有正极板、负极板、隔离材料、酸性或碱性电化学物质及设置在柱形壳体两端的电极极板绝缘片，所述的正极板与所述的柱形壳体两端第二电极上的导电接头连接，所述的负极板与所述的柱形壳体两端第一电极上的导电接头连接。

6．根据权利要求1所述的一种双端具有同极性导电接头的蓄电装置，其特征在于：所述的柱形壳体是呈双向贯通筒状的中空绝缘体，所述的柱形壳体轴向一端成对设置所述的第一电极，所述的柱形壳体轴向另一端成对设置所述的第二电极，各第一、第二电极对应连接导电接头；所述的柱形壳体内部还包括有正极板、负极板、隔离材料、酸性或碱性电化学物质及设置在柱形壳体两端的电极极板绝缘片，所述的正极板与所述的柱形壳体一端第二电极上的导电接头连接，所述的负极板与所述的柱形壳体另一端第一电极上的导电接头连接。

7．根据权利要求5或6所述的一种双端具有同极性导电接头的蓄电装置，其特征在于：所述的中空绝缘体是由绝缘材料制成的呈双向贯通筒状的绝缘柱形壳体，或由导电材料制成的呈双向贯通筒状的导电柱形壳体再外套绝缘外层构成。

8．根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的一种双端具有同极性导电接头的蓄电装置，其特征在于：所述的蓄电装置是包括铅酸电池、镍氢电池、镍络电池、锂电池、锌空气电池、燃料电池的一次或二次电池。

9．根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的一种双端具有同极性导电接头的蓄电装置，其特征在于：所述的蓄电装置是有蓄、放电功能的具有正、负极性的电容器或无极性的交流电容器。

10．根据权利要求8所述的一种双端具有同极性导电接头的蓄电装置，其特征在于：所述的电池是包括柱形电极、平板式电极、折叠式电极及卷绕式电极的一次或二次电池。

11．一种双端具有同极性导电接头蓄电装置的电连接器，其特征在于：包括第一导电体和第二导电体；所述的第一导电体与蓄电装置双端同极性的第一电极连接，所述的第二导电体与蓄电装置双端同极性的第二电极连接。

12．根据权利要求11所述的一种双端具有同极性导电接头蓄电装置的电连接器，其特征在于：所述的第一导电体呈Y字型，Y字型的双叉部份与所述蓄电装置轴向两端同极性的第二电极焊接，Y字型的根部冲制有输出或输入连接端；所述的第二导电体是片状导电体，与所述的构成蓄电装置第一电极的导电性外壳焊接；所述的Y字型根部冲制出的输出或输入连接端上及片状导电体上分别引出有导电线。

13．根据权利要求12所述的一种双端具有同极性导电接头蓄电装置的电连接器，其特征在于：所述的电连接器有一个以上并成串连连接，一电连接器的Y字型根部冲制出的输出或输入连接端与另一电连接器的片状导电体焊接。

14．根据权利要求11所述的一种双端具有同极性导电接头蓄电装置的电连接器，其特征在于：所述的第一导电体呈Y字型，Y字型的双叉部份与所述蓄电装置轴向两端同极性的第二电极呈嵌入式耦合连接，Y字型的根部冲制有输出或输入连接端；所述的第二导电体是U型体，与所述的构成蓄电装置第一电极的导电性外壳成嵌入式耦合连接。

15．根据权利要求11所述的双端具有同极性导电接头蓄电装置的电连接器，其特征在于：所述的电连接器有一个以上并成串连连接，一电连接器的第一导电体是U型字体，另一电连接器的第二导电体是U型字体，两U型字体呈90°交叉连接。

16．根据权利要求11所述的双端具有同极性导电接头蓄电装置的电连接器，其特征在于：所述的第一导电体断面呈U型且平行延伸，与一个以上蓄电装置的轴向两端同极性导电接头并联嵌入连接，所述的第二导电体是一条状导电体，与一个以上蓄电装置的导电壳体并联焊接。

17．根据权利要求11所述的双端具有同极性导电接头蓄电装置的电连接器，其特征在于：所述的第一导电体是由一个以上断面呈U型的导电体并列延伸构成，与一个以上蓄电装置的轴向两端同极性导电接头并联嵌入连接，所述的第二导电体是由两组或两组以上的U形窝座并呈W状串列延伸构成，与一个以上蓄电装置的导电壳体并联嵌入连接。