CN1455465A - 电池极板 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电池极板，其中不需要任何单独的布线就可以使多个电池串联连接。本发明提出一种设置在电池盒(10)内部的电池极板，该电池极板包括正极连接件(12)和负极连接件(14)，它们由导电弹性材料构成，并且彼此间隔开设置，以确保电绝缘，在正极连接件(12)的相对端部处设有一对正极板(16)，在负极连接件(14)的相对端部处并在正极板(16)的内部位置处设有一对负极板(18)，在正极板(16)和负极板(18)之间设有一个固定部件(20)，用来使在电学上相反的极板(16，18)固定和相互绝缘，其中负极板(18)和固定板(20)形成有开口(22和23)，用来容纳电池(1)的正极(26)，以使得电池(1)的正极(26)能够通过开口(22，23)与正极板(16)接触。

Description

电池极板
技术领域
本发明涉及单个或多个电池极板，更具体地说，涉及具有新结构的电池极板，其中多个电池在没有任何单独电线的情况下串联连接，以能够提高生产率并防止电池的正极板与负极板出现短路。
背景技术
一般来说，用于电器中的电池呈现出圆柱体的形式，并且设有呈凸起形式的正极和呈平面形式的负极。用来容纳这种电池的电池盒通常在内部设有与电器连接的相对设置的正极板和负极板，从而当将电池插入在电器的电池盒中时，该电池的正极板和负极板与上述极板接触，以向该电器提供直流电流。另外，在这些电器的情况下，更多的情况是多个电池串联连接，以产生比使用单个电池的情况更高的电压。在那种情况下，如图1中所示，在电池盒内部的相对侧面上设有许多极板2，以用来容纳彼此反向插入的电池1，从而实现串联连接。
但是，在此时，如果这些电池相反或不正确连接的话，则该电流将反向输送，从而导致该电器可能不工作或者甚至出现问题。因此，在这种电器的电池盒上具有用来指示电池的正确连接的引导词语或简图，以便帮助使用者找到正确的布置。但是，沿着正确方向插入电池往往是乏味或不方便的，并且对于小孩或那些不懂电的人而言，该工作会比较困难。
具体地说，在这些电池盒的情况下，针对可能出现的电池1相反取向，在电路的中间连接有二极管，由此防止反向电流通过电器。因此，这些电器的成本由于这些二极管而变高，并且还导致这些二极管消耗电能。
另一方面，为了解决上述问题，如图2中所示，一些专利申请例如韩国专利申请20-1992-9034、10-1992-3649、20-1992-10441等披露了在电池盒内部的相对侧面上设置正极板4，并且在这些正极板周围的内部位置处设置负极板6，然后通过使用单独的电线将具有相同极性的极板相互连接，以能够相互电导通，由此导致无极性电池盒。因此，当将电池1插入在位于相对侧面处的这些极板之间时，电池1的凸起正极与正极板4接触，而该电池的平坦负极与负极板6接触，从而总是确保电力向前输出，且与电池1的取向无关。
但是，这种电池盒存在的问题在于，因为极板4和6的结构复杂并且需要进行单独布线以连接相应的极板4和6，所以制造工艺非常复杂，因此导致成本增加。
此外，另一个问题在于，这些电池盒只能用于其长度与电池盒相同的电池。即，即使在相同规格等级下，电池的各个部分的尺寸随着这些电池的制造商的不同而存在小的差异。因此，例如当插入稍小的电池1时，该电池的正极或负极没有与正极板4或负极板6紧密接触，而当插入稍长一些的电池1时，电池的正极的根部开始与负极板6接触，从而产生短路。在后面的情况下，正极板4可以固定在正确的位置处，以避免该情况发生，但是在将该电池插入到相对设置的极板4和6之间和从中拆除它们方面仍然存在困难。
另外，用于电池的这些极板的串联连接需要单独的布线，以使这些电极相互连接，由于布置和工艺复杂，所以这会带来另一个问题，即使得成本增加。
发明概述
为了解决上述问题，本发明目的在于提供具有新结构的电池极板，其结构简单，并允许使用具有不同长度的各种电池，而且还使得这些电池能够在不用任何单独布线的情况下串联连接，由此可提高生产率。
附图说明
图1显示出用于普通电池盒的电路布置；
图2显示出作为参考的普通无极性电池盒；
图3显示出根据本发明第一实施例的电池极板；
图4显示出根据本发明正在操作中的电池极板；
图5显示出根据本发明第二实施例的电池极板的立体图；
图6显示出用于本发明的电池极板的装配过程；
图7显示出根据本发明第三实施例的电池极板的立体图；
图8显示出与图7对应的横断面的正视图；
图9显示出根据本发明第四实施例的电池极板的立体图。
优选实施例的详细说明
根据本发明的一个方面，上述目的是通过一种设置在电池盒10内部的电池极板来实现的，该电池极板包括正极连接件12和负极连接件14，它们由导电弹性材料构成，并且彼此间隔开设置，以确保电绝缘，在正极连接件12的相对端部处设有一对正极板16，在负极连接件14的相对端部处并且在正极板16的内部位置处设有一对负极板18，并在正极板16和负极板18之间设有一个固定部件20，用来使在电学上相反的极板16，18固定和相互绝缘，其中负极板18和固定板20形成有开口22、23，用来容纳电池1的正极26，以使得电池1的正极26能够通过开口22、23与正极板16接触。
根据本发明的另一个方面，上述目的还可以通过一种设置在电池盒10内部的电池极板来实现，该电池极板包括由导电材料构成的电极连接板30、一对正极板16和一对负极板18，每对极板在每块电极连接板30的相对端部处竖立延伸，并且使设置在正极板16内部或负极板18外部的固定部件20绝缘，其中所述负极板18和固定板20形成有用来容纳电池1的正极26的开口22、23，所述正极板和负极板16、18相互成横向地设置在电极连接板30的相对端部处，从而具有相同极性16、18的极板彼此相对。
在本发明的另一个方面中，可以在每个固定部件20的至少一个侧面上形成多个凸起32，并且在正极板16和/或负极板18中形成与这些凸起32相对应的插入孔34，以便通过将这些凸起34插入到插入孔34中的方式将固定部件20固定在正极板16和/或负极板18上。
根据本发明的另一种变型，这些固定部件20以盖子的形式形成，它具有插入部分40，极板16和极板18装配在每个插入部分40中，其中在插入部分40内部形成有凸起壁42，用来使正极板16和负极板18以预定的间隔独立地设置，从而通过将正极板16和负极板18装配进固定部件20的方式使该正极板16和负极板18固定并且彼此绝缘。
下面将参照附图对本发明的一些优选实施例进行详细说明。
图3和4显示出用于容纳单个电池的本发明的电池极板的第一实施例。如在常规情况下那样，电池1可以紧紧插入在电池盒10中。
电池极板包括：正极连接件12和负极连接件14，它们间隔开设置，以便彼此电绝缘；位于正极连接件12的相对端部处的一对正极板16；位于负极连接件14的相对端部处并且位于正极板16内部的位置处的一对负极板18；以及一对固定部件20，它们设置在相邻的正极板16和负极板18之间，用来使正极板16和负极板18固定和彼此绝缘。
由导电性和弹性优良的铜板等以细长板形式形成的正极连接件12和负极连接件14彼此平行且以预定间隔地设置在电池盒10的内部底面上。上述正极板16和负极板18与电极连接件12、14一体地形成，从而它们在电极连接件12和14的相对端部处以90°向上弯曲。极板16和18的宽度比正极连接件12或负极连接件14的宽度大两倍，并且如此形成，从而这些电极连接件12和14设置成向一侧和另一侧偏置，以便使得正极连接件12和负极连接件14在正极板16和负极板18被装配或重叠时沿着侧面接触，如在图3中所看到的一样。
固定部件20是通过将热熔融材料(该材料在熔融时施加粘接力)形成为片状形式而制成的。在将固定部件20插入在正极板16和负极板18之间之后，将热量施加在其上，以安装正极板16和负极板，并且同时使夹在中间的板16和18彼此绝缘。优选的是，固定部件20的厚度大约为0.5mm。
另外，这些负极板18和固定部件在它们的中心区域处形成有开口22和23，以容纳电池1的正极26。将这些开口22和23的尺寸确定为比电池的正极26大但比电池1的负极28小，从而只有电池1的正极26可以通过这些开口以接触负极板16。此时，负极连接件14在其中点处形成有电触点24，以穿过电池盒底部与电器的电源端子连接。要注意的是，如图4中所示，固定部件20的开口23的优选尺寸设定为在宽度或直径上小于负极板19的开口22，从而即使在这些电池1左右移动时这些电池1的正极26也不会与负极板18接触。
因此，当将如上所述这样构成的电极板安装在电池盒10中并将电池1插入在电极板之间时，如图4中所示，在该电池盒的一个端部处，电池1的正极26通过负极板18和固定部件20的开口22和23与正极板16接触，而电池1的负极28在该电池盒的另一个端部处与负极板18接触。由于正极板16和位于相对端部的正极板16以及负极板18和位于相对端部的负极板18均通过基于原始结构的正极连接件12和负极连接件14电连接，所以不论电池可能沿着哪个方向插入，都总是能够确保电源向前输出给电器的电源端子。
在如上构成的这种电池极板中，这些正极板16和负极板18分别与正极连接件12和负极连接件16一体形成，并且沿着向内方向受到弹性偏压，以及通过固定部件20连接在一起。因此，当将电池1装配在这些极板之间时，正极板16和负极板18被向外推，从而使电池1的正极26和负极28紧密接触，因此可以使用具有各种长度的电池，且不会有在这些电池1的正极26和负极板18之间出现短路的危险。另外，因为根据上述事实不需要单独的布线，且正极板16和负极板18即使与具有相同极性的极板分开，也可最初通过正极连接件12和负极连接件14分别电连接，所以可以获得降低成本的优点。
对于当前实施例而言，虽然由热熔融材料制成的固定部件20有利于用来通过加热安装正极板16和负极板18，但是这些固定部件20可以由普通但是非导电的合成树脂制成，同时使用单独的粘合剂，以使这些正极板16和负极板18相互粘接。
图5显示出本发明的另一个实施例，其中作为一例子，有4对极板相互电连接，从而插入在极板之间的4节电池1可以串联连接。
根据该实施例，一组电池极板包括由导电材料形成的电极连接板30、通过使这些电极连接板30的相对端部向上弯曲而形成的正极板16和负极板18、以及在一个侧面上设置在正极板16内部或者在另一个侧面上设置在负极28外面的固定部件20。
上述电极连接板30中的每一个都形成为如从导电性和弹性优良的大块铜板中切割出的长板形式，如在第一实施例中的正极连接件12或负极连接件14一样。这些正极板16和负极板18在它们的相对端部处与电极连接板30形成为一体，并且在这种成型之后，以直角向上弯曲，其中具有相同极性的电极板设置成在电极连接板30的相对端部处彼此相对。当根据将在后面所述的装配程序将负极板18设置在正极板16内时，这些固定部件20位于正极板16和负极板18之间，以便作为绝缘件和固定件。如前面的情况一样，在负极板18和固定部件20的中间部分中形成有开口22和23，以使得电池1的凸起正极26能够从中穿过。
图6显示出用于装配这种电池极板的装配方法。该装配方法包括(a)初始成型步骤，其中对由导电且有弹性的材料形成的板进行机加工，以形成包括有电极连接板30的初始极板36(对应于前面所称的电池极板)，其与位于电极连接板30的相对端部处的一对正极板16和一对负极板18形成为一体；(b)固定或粘接步骤，其中将已经经过初始成型步骤的初始极板36如此布置，从而将一块初始极板36的负极板18设置在另一块初始极板36的正极板16内侧，并且将固定部件20插入在这些正极板16和负极板18之间，以便固定这两种极板；(c)电极切割步骤，其中对初始极板36进行纵向切割或者重复该步骤，以产生所要求的数量；以及(d)安装步骤，用来将如此加工和完成的初始极板36安装在电池盒10中。
此时，在上述固定步骤(b)中，负极板18或正极板16可以固定在固定部件20上，以便在预先将固定部件20保持在凸起正极26内部或负极28外面之后，使得正极板16和负极板18重叠，并且可以将固定部件20插入在其间，以固定这些极板16和18，视情况而定。另外，可以通过重复上述固定步骤(b)使许多电池极板36串联连接。在电极分开步骤(c)中，在中心位置处纵向剪切电极连接板30，以使位于相对端部处的正极板16与位于相对端部处的负极板16分开，从而如在第一实施例中所述的正极连接件12和负极连接件14可以由分开的电极连接板30形成。当通过沿着中间部分切割电极连接板30来形成正极连接件12和负极连接件14时，可以留下小的连接件，并使该连接件向下弯曲，以形成如上所述的电触点24。
通过进行步骤(a)、重复进行步骤(b)，然后插入电池1，从而可以通过正电板16和负电板18的顺序电连通来实现电池的串联连接。因此，这样的优点在于，无须单独的布线就可以使许多电池1串联连接。
在当前实施例中，虽然省却了使一体形成在电极连接板30的相对端部处的正极板16和负极板18向上弯曲，但是优选在初始成型步骤(a)之后进行正极板16和负极板18的这种弯曲。
由于这种制造方法能够使所要求数目的电池极板与它们的串联连接的电极分开，所以不必根据所要串联连接的电池1的数量来进行不同的制造工艺。换句话说，这样的优点在于，单一的方法就能够生产出用来保持各种数量的串联连接电池1的各种类型的电池盒。另外，由于没有使用任何单独的布线，所以结构非常简单。
参照显示出本发明第三实施例的图7和8，在固定部件20的前后表面上形成有多个凸起32，并且在正极板16和负极板18中形成有与上述凸起32相对应的插孔34，从而将这些凸起32插进孔34中可以将固定部件20固定在正极板16和负极板18之间。
如上所述，与使用如热熔融性的粘合板等相比，固定部件20在正极板16和负极板18之间的机械固定确保了极板16和18的固定更牢固以及装配工艺更加简单。
图9显示出本发明的第四实施例，其中固定部件20以适用于正极板16和负极板18在其中装配接合的盖子形式形成。即，该固定部件20包括插入部分40，正极板16和负极板18可以从下侧或上侧穿过该插入部分，并且如在图9中所示一样，由于在插入部分40中形成有凸起壁部分42，以限定出用于保持正极板16和负极板18的腔室，所以正极板16和负极板18在其中紧密配合。因此，可以通过将正极板16和负极板18装配在固定部件20的插入部分40中使正极板16和负极板18固定并且彼此绝缘。
其中正极板16和负极板18与固定部件20装配接合的这些电池盒10有利于装配工作以及包括正极板16和负极板18的结构刚性。
如上所述，根据本发明，正极板16和负极板18以重叠的关系设置在电池盒的内部相对端部处，通过使用插入在这些正极板16和负极板18之间的固定部件20使这些正极板16和负极板18固定和相互绝缘，并且这些极板16和18相互电连接，并同时可以在使用电极连接件12和14以及电极连接板30的情况下受到弹性偏压，从而不仅可以使用长度稍微不同的电池，还可以不用单独布线地串联连接多个电池极板或电池，因而导致了生产率的提高。

Claims (4)

1.一种设置在电池盒(10)内部的电池极板，该电池极板包括正极连接件(12)和负极连接件(14)，它们由导电弹性材料构成，并且彼此间隔开设置，以确保电绝缘，在正极连接件(12)的相对端部处设有一对正极板(16)，在负极连接件(14)的相对端部处并在正极板(16)的内部位置处设有一对负极板(18)，并且在正极板(16)和负极板(18)之间设有一个固定部件(20)，用来使具有相反极性的极板(16，18)固定和相互绝缘，其中，负极板(18)和固定板(20)形成有开口(22和23)，用来容纳电池(1)的正极(26)，以使得电池(1)的正极(26)能够通过开口(22，23)与正极板(16)接触。
2.一种设置在电池盒(10)内部的电池极板，该电池极板包括由导电材料构成的电极连接板(30)、一对正极板(16)和一对负极板(18)，每对极板在每块电极连接板(30)的相对端部处竖立延伸，并且使设置在正极板(16)内部或负极板(18)外部的固定部件(20)绝缘，其中，所述负极板(18)和固定板(20)形成有用来容纳电池(1)的正极(26)的开口(22和23)，所述正极板和负极板(16和18)相互成横向地设置在电极连接板(30)的相对端部处，从而具有相同极性(16，18)的极板彼此相对。
3.如权利要求1或2所述的电池极板，其特征在于，每个固定部件(20)的至少一个侧面上形成有多个凸起(32)，并且在正极板(16)和/或负极板(18)中形成有与这些凸起(32)相对应的插孔(34)，用来通过将凸起(32)插入到插孔(34)中来将固定部件(20)固定在正极板(16)和/或负极板(18)上。
4.如权利要求1或2所述的电池极板，其特征在于，所述固定部件20以盖子的形式形成，它具有插入部分(40)，极板(16)和极板(18)装配在每个插入部分(40)中，其中在插入部分(40)内部形成有凸起壁(42)，用来使正极板(16)和负极板(18)以预定的间隔独立地设置，从而通过将正极板(16)和负极板(18)装配进固定部件(20)来使该正极板(16)和负极板(18)固定并彼此绝缘。
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