-
Die
Erfindung betrifft ein Batteriegehäuse einer sekundären Batterie,
insbesondere einen Aufbau zum Verschließen der Öffnung des Batteriegehäuses einer
sekundären
Batterie sowie ihren Montageaufbau.
-
Stand der Technik
-
Eine
herkömmliche
sekundäre
Batterie ist, wie aus
1 ersichtlich, aus der
US 5,849,431 bekannt, die
ein Gehäuse
10 aufweist,
in dem hauptsächlich
ein spiral gewickelter Elektrodenaufbau
11, der im folgenden
Text auch als Polbördel
bezeichnet ist), ein Zentralstab
12, mehrere Leiterstifte
13,
zwei Batterieklemmen
14, zwei Muttern
15 sowie
zwei Endkappen
16 vorgesehen sind. Der Polbördel
11 ist um
den Zentralstab
12 konzentrisch gewickelt. Die Leiterstifte
13 des
Polbördels
11 sind
an der Außenkante
der Batterieklemme
14 geschweißt, wobei ein am Ende der Batterieklemme
14 ausgebildeter
Gewindeabschnitt
141 durch eine Durchbohrung
161 der
Endkappe
16 hindurch in die Muttern
15 eingeschraubt
ist, damit die Endkappe
16 zur Auflage auf die Batterieklemme
14 gebracht
wird. Nachdem die beiden Endkappen
16 an der Stelle einer
oberen bzw. einer unteren Öffnung
des Gehäuses
10 angebracht sind,
werden dann die beiden Endkappen
16 und das Gehäuse
10 unter
Verwendung von Laserschweißen zusammengefügt.
-
Es
ist zu beachten, dass die Verbindung der beiden Endkappen 16 mit
dem Gehäuse
durch Laserschweißen
zustande kommt. Die Laserschweißanlage
sowie der Verarbeitungsprozess müssen
aber sehr genau gesteuert werden, da sonst zwischen beiden Endkappen
und dem Gehäuse 10 die
mit bloßen Augen
nicht erkennbaren Spalten leicht entstehen, die zum Ausströmen von
Elektrolyt innerhalb der Batterie führen und somit schlimme Störungen an
der Batterie verursachen können.
-
Wird
das herkömmliche
Laserschweißen
zur Verbindung des Gehäuses 10 mit
den Endkappen 16 eingesetzt, kann eine lösbare Verbindung
zwischen ihnen nach dem Laserschweißen nicht mehr möglich sein.
Dies führt
dazu, dass das Gehäuse 10 und
die Endkappen 16 kaputt gemacht werden, wenn die inneren
Batterieteile bei der Reparatur oder beim Recycling zur Wiederverwertung
herausgenommen werden müssen,
was offensichtlich die Durchführung der
Batteriereparaturarbeit in der Batterieindustrie ungünstig macht.
-
Aufgabenstellung
-
Durch
die Erfindung wird ein Batteriegehäuse einer sekundären Batterie
geschaffen, in dessen Flansch sich mehrere Gewindelöcher befinden,
wobei eine Dichtkappe über
entsprechende Durchgangslöcher
verfügt.
Beim Anbringen der Dichtkappe an einer der Öffnung des Gehäuses entsprechenden Stelle
kann die Dichtkappe unmittelbar im Bereich der Öffnung des Gehäuses vorgesehen
sein, und zwar derart, dass die Gewindelöcher nach den jeweiligen Durchgangslöchern ausgerichtet
sind. Auf diese Weise können
Schrauben unmittelbar durch die Durchgangslöcher der Dichtkappe in die
jeweiligen Gewindelöcher
eingeschraubt werden. So kann die Öffnung des Gehäuses mit
der Dichtkappe verschlossen werden. Dabei erübrigt sich der herkömmliche
Laserschweißvorgang,
wodurch eine erhebliche Herabsetzung von Herstellungskosten gewährleistet ist.
-
Außerdem wird
durch die Erfindung ein Batteriegehäuse einer sekundären Batterie
geschaffen, durch das sich die inneren Bauteile der Batterie bei der
Reparatur oder dem Recycling einfach herausnehmen lassen, indem
die Schrauben losgedreht werden. Auf diese Weise kann die Reparatur
oder das Herausnehmen von inneren Bauteilen zur Wiederverwendung
durchgeführt
werden, ohne irgendein Bauteil zu beschädigen.
-
Wie
aus
3 ersichtlich, ist eine Konstruktion einer sekundären Lithium-Batterie
aus der
US 6,447,946 bekannt,
bei der mehrere Leiterstifte
111a,
131a zuerst
an einer Seite eines Polbördels
angeschweißt
und dann mit einem Seitenrahmen
161 verschweißt sind,
welcher sich von einer Seite der Leiterstifte
111a,
131a und
einer Batterieanschlussklemme
16 erstreckt.
-
In
den beiden vorgenannten herkömmlichen Konstruktionen
der Lithium-Batterie werden zuerst mehrere Leiterstifte am Polbördel ausgeformt
oder angeschweißt.
Die Leiterstifte dienen zum Anschweißen an der Batterieklemme oder
am Stromableiter. Auf diese Weise kann die elektrische Energie des Polbördels aus
der Batterie abgeleitet. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Anzahl
der Leiterstifte für
die Konstruktion der Hochkapazitätsbatterie
im Vergleich mit denjenigen der Batterie mit normaler Kapazität gesteigert
wird. Sonst wird die Effizienz der Aufladung bzw. Entladung beim
Aufladen bzw. Entladen der Batterie mit starkem Storm wegen der
Erhöhung der
inneren Impedanz stark reduziert. Es kann sogar die Batterie total
funktionsunfähig.
Für die
herkömmliche
Konstruktion wird die Anzahl der Leiterstifte auf die Schweißtechnik
sowie die Schneidetechnik beschränkt
und lässt
sich nicht effektiv erhöhen.
-
Wie
oben bezüglich
der Batteriekonstruktion erläutert,
kann die Innenimpedanz in der Batterie durch Zunahme der Anzahl
der Leiterstifte verringert werden, was der Anforderung an die hohe
Kapazität der
Batterie entspricht. Die große
Anzahl von Leiterstiften macht jedoch nicht nur den Vorgang der Schweißarbeit
zeit- und kraftaufwendig, sondern wird die Schwierigkeit und Komplizierung
der Herstellung auch erhöht.
-
Aufgabenstellung
-
Durch
die Erfindung wird ein Batteriegehäuse einer sekundären Batterie
geschaffen, in dessen Flansch sich mehrere Gewindelöcher befinden,
wobei eine Dichtkappe über
entsprechende Durchgangslöcher
verfügt.
Beim Anbringen der Dichtkappe an einer der Öffnung des Gehäuses entsprechenden Stelle
kann die Dichtkappe unmittelbar im Bereich der Öffnung des Gehäuses vorgesehen
sein, und zwar derart, dass die Gewindelöcher nach den jeweiligen Durchgangslöchern ausgerichtet
sind. Auf diese Weise können
Schrauben unmittelbar durch die Durchgangslöcher der Dichtkappe in die
jeweiligen Gewindelöcher
eingeschraubt werden. So kann die Öffnung des Gehäuses mit
der Dichtkappe verschlossen werden. Dabei erübrigt sich der herkömmliche
Laserschweißvorgang,
wodurch eine erhebliche Herabsetzung von Herstellungskosten gewährleistet ist.
-
Außerdem wird
durch die Erfindung ein Batteriegehäuse einer sekundären Batterie
geschaffen, durch das sich die inneren Batterieteile bei der Reparatur
oder dem Recycling einfach herausnehmen lassen, indem die Schrauben
losgedreht werden. Auf diese Weise kann die Reparatur oder das Herausnehmen
der Batterieteile zur Wiederverwendung durchgeführt werden, ohne irgendein
Bauteil zu beschädigen.
-
Die
Erfindung weist insbesondere die in den Ansprüchen 1, 3 und 4 angegebenen
Merkmale auf. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den
Unteransprüchen
angegeben.
-
Ausführungsbeispiel
-
Im
Folgenden werden die Erfindung und deren Ausgestaltungen im Zusammenhang
mit den Figuren näher
erläutert.
Es zeigen:
-
1 einen
Teilschnitt durch eine herkömmliche
Konstruktion aus der
US 5,849,431 ;
-
2 eine
perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Konstruktion;
-
3 einen
Schnitt durch die erfindungsgemäße Konstruktion
in montiertem Zustand;
-
4 einen
Schnitt durch die erfindungsgemäße Konstruktion
in montiertem Zustand, die mit einer einen Flansch aufweisenden
Dichtkappe versehen ist; und
-
5 einen
Schnitt durch die erfindungsgemäße Konstruktion
in montiertem Zustand, die mit zwei Dichtkappen versehen ist.
-
Bezugnehmend
auf die 2 und 3 dient
ein erfindungsgemäßes Batteriegehäuse einer sekundären Batterie
zur Aufnahme von Batterieteilen, wobei ein Gehäuse 20 an seinem Ende
mit einer Öffnung
versehen ist, die mit einer Dichtkappe verschlossen ist, indem die
Dichtkappe an einer der Öffnung
entsprechenden Stelle angeschraubt ist.
-
Das
Gehäuse 20 ist
innen als Hohlkörper ausgebildet,
wobei das Gehäuse 20 an
seinem einen Ende mit einer Öffnung 21 und
an seinem anderen Ende mit einem Boden 22 versehen ist.
Der Boden 22 eine Durchgangsbohrung 221 aufweist.
während das
Gehäuse 20 an
der Begrenzungsfläche
seiner Öffnung 21 über einen
Flansch 23 verfügt,
in dem sich eine Mehrzahl von Gewindelöchern 231 befindet.
-
An
der Endfläche
einer Dichtkappe 30 ist eine Durchgangsbohrung 31 ausgebildet,
aus der eine Batterieanschlussklemme 14 der Batterieteile herausragt.
Mit Schraubenmuttern 15 lassen sich die Batterieanschlussklemme 14 und
die Dichtkappe 30 festklemmen. Im Randabschnitt der Dichtkappe 30 befindet
sich eine Mehrzahl von Durchgangslöchern 32. Die Dichtkappe 30 ist
im Bereich der Öffnung 21 des
Gehäuses 20 derart
vorgesehen, dass die Durchgangslöcher 32 der
Dichtkappe 30 nach den jeweiligen Gewindelöchern 231 des
Gehäuses 20 ausgerichtet
sind.
-
Es
liegen Schrauben 40 vor, die durch die Durchgangslöcher 32 der
Dichtkappe 30 hindurch in die jeweiligen Gewindelöcher 231 des
Gehäuses 20 einschraubbar
sind, wodurch die Dichtkappe 30 und das Gehäuse 20 zu
einem Batteriegehäuse
zusammenfügbar
sind.
-
Die
erfindungsgemäße Konstruktion
ist sehr einfach. Beim Anbringen der Dichtkappe 30 am Gehäuse 20 erübrigt sich
ein präziser
Laserschweißvorgang.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Konstruktion
werden im folgenden Text beschrieben.
-
Wie
aus den 2 und 3 ersichtlich, sind
die Gewindelöcher 231 um
den Flansch 23 des Gehäuses 20 herum
ausgebildet, wobei die Dichtkappe 30 mehrere entsprechende
Durchgangslöcher 32 aufweist.
Beim Einbauen der Batterieteile sowie beim Anbringen der Dichtkappe 30 an
einer der Öffnung 21 des
Gehäuses 20 entsprechenden
Stelle kann ein fertig montierter, spiral gewickelter Elektrodenaufbau
durch die Öffnung 21 hindurch
in das Innere des Gehäuses 20 eingeführt werden,
und zwar derart, dass die Batterieanschlussklemme 14 aus
der Durchgangsbohrung 221 des Gehäuses 20 herausragt.
Dann kann die Dichtkappe 30 unmittelbar an einer der Öffnung 21 des Gehäuses 20 entsprechenden
Stelle so angebracht sein, dass die Gewindelöcher 231 nach den
jeweiligen Durchgangslöchern 32 ausgerichtet
sind. So können
die Schrauben 40 durch die Durchgangslöcher 32 der Dichtkappe 30 hindurch
in die jeweiligen Gewindelöcher 231 eingeschraubt.
Hierdurch ergibt sich das Verschließen der Öffnung 21 des Gehäuses 20 mit
der Dichtkappe 30. Die Batterieanschlussklemme 14 am
anderen Ende der Batterie ragt hingegen aus der Durchgangsbohrung 31 der
Dichtkappe 30, wobei sich der herkömmliche Laserschweißvorgang
oder weitere Präzisionsverfahren
erübrigen,
wodurch eine erhebliche Herabsetzung von Herstellungskosten gewährleistet
ist.
-
Um
eine ausgezeichnete Dichtigkeit nach der Befestigung der Dichtkappe 30 am
Gehäuses 20 mit
den Schrauben 40 zu gewährleisten,
ist eine Dichtscheibe 501 an der Endfläche des Flansches 23 angebracht.
Auf diese Weise liegt der Flansch 23 des Gehäuses 20 fest
gegen die Dichtscheibe 501 und die Innenfläche der
Dichtkappe 30 an, was eine zuverlässige Abdichtung bewirkt. Außerdem kann
zwischen der Schraubenmutter 15 und der Durchgangsbohrung 31 der
Dichtkappe 30 sowie zwischen der Schraubenmutter 15 und
der Durchgangsbohrung 221 des Bodens 22 jeweils
eine Dichtscheibe 502 vorgesehen sein, die eine Luftdichtigkeit
zwischen der Schraubenmutter 15 und der Durchgangsbohrung 31 der
Dichtkappe 30 sowie zwischen der Schraubenmutter 15 und
der Durchgangsbohrung 221 des Bodens 22 ermöglicht,
wenn die Schraubenmuttern 15 im Bereich der Dichtkappe 30 und
des Bodens 22 angezogen werden. Als Alternative dazu kann
Dichtungsmittel auf den Flansch 23 aufgetragen, wodurch
eine zuverlässige
Dichtwirkung zwischen der Dichtkappe 30 und dem Gehäuse 20 erzielt
wird, wenn die Dichtkappe 30 und das Gehäuse 20 miteinander
verbunden sind.
-
In 4 ist
ein weiteres Batteriegehäuse
gezeigt, das aus einem in 3 dargestellten
Gehäuse und
einer die Ringwand 33 aufweisenden Dichtkappe 30 besteht.
Das Gehäuse 20a ist
innen als Hohlkörper
ausgebildet und zur Unterbringung von Batterieteilen bestimmt, wobei
das Gehäuse 20a an
seinem einen Ende mit einer Öffnung 21a und
an seinem anderen Ende mit einem Boden 22a versehen ist.
Der Boden 22a weist eine Durchgangsbohrung 221a auf, aus
der eine Batterieanschlussklemme 14 herausragt. Das Gehäuse 20a verfügt an der
Begrenzungsfläche
seiner Öffnung 21a über einen
Flansch 23a, in dem sich eine Mehrzahl von gleichmäßig beabstandeten
Gewindelöchern 231a befindet.
Eine Ringwand 33 erstreckt sich vom Umfang des Oberabschnitts
in axialer Richtung, wobei die Ringwand 33 an ihrem Randabschnitt
mit einem radial verlaufenden Verbindungsflansch 34 versehen
ist, in dem sich eine Mehrzahl von Durchgangslöchern 32a befindet, und
wobei die Dichtkappe 30a im Bereich der Öffnung 21a des
Gehäuses 20a derart
vorgesehen ist, dass die Durchgangslöcher 32a der Dichtkappe 30a nach
den jeweiligen Gewindelöchern 231a des
Gehäuses 20a ausgerichtet
sind, sodass Schrauben 40a durch die Durchgangslöcher 32a der
Dichtkappe 30a in die Gewindelöcher 231a des Gehäuses 20a einschraubbar
sind. Auf diese Weise können
die Dichtkappe 30a und das Gehäuse 20a zu einem erfindungsgemäßen Batteriegehäuse zusammengefügt werden.
Außerdem
können
die Batterieteile aus die Durchgangsbohrungen 221a, 30a des
Bodens 22a bzw. der Dichtkappe 30a herausragen.
-
Gegenüber den
oben zwei beschriebenen Ausführungsbeispielen,
bei denen eine Dichtkappe mit dem Gehäuse verbunden ist, können aber
auch zwei Dichtkappen zum Einsatz kommen. Ein Gehäuse 20b ist
an seinen beiden Enden mit je einer Öffnung 21b versehen,
wobei das Gehäuse 20b an
der Begrenzungsfläche
seiner beiden Öffnungen 21b über je einen
Flansch 23b verfügt,
in dem sich eine Mehrzahl von Gewindelöchern 231b befindet.
Es liegen zwei Dichtkappen 30b vor, in deren Oberabschnitt
sich jeweils eine Durchgangsbohrung 31b befindet, aus der
die Batterieteile wie Batterieanschlussklemme 14 herausragen.
Mit den Schraubenmuttern 15 lassen sich die Batterieanschlussklemmen 14 und
die Dichtkappen 30b miteinander verbinden. Im äußeren Randabschnitt
befindet sich eine Mehrzahl von Durchgangslöchern 32b. Auf diese Weise
können
die beiden Dichtkappen 30b im Bereich der jeweiligen Öffnungen 21b des
Gehäuses 20b derart
vorgesehen sein, dass die Durchgangslöcher 32b der Dichtkappen 30b nach
den jeweiligen Gewindelöchern 231b des
Gehäuses 20b ausgerichtet
sind, sodass Schrauben 40b durch die Durchgangslöcher 32b der
Dichtkappe 30b in die Gewindelöcher 231b des Gehäuses 20b einschraubbar
sind. Auf diese Weise können
die Dichtkappe 30b und das Gehäuse 20b zu einem erfindungsgemäßen Batteriegehäuse zusammengefügt werden.
Außerdem können die
Batterieteile aus die Durchgangsbohrungen 221b, 30b des
Bodens 22b bzw. der Dichtkappe 30b herausragen.
-
Durch
die oben erwähnte
Gestaltung lassen sich die inneren Bauteile der Batterie bei der
Reparatur oder dem Recycling einfach herausnehmen, indem die Schrauben
losgedreht werden. Auf diese Weise kann die Reparatur oder das Herausnehmen von
inneren Bauteilen zur Wiederverwendung durchgeführt werden, ohne irgendein
Bauteil zu beschädigen.
Sogar kann das Gehäuse
selbst zur Wiederverwendung gebracht werden. Daher bedeutet die
erfindungsgemäße Konstruktion
für die
Hersteller einen richtigen Durchbruch.
-
- 10
- Gehäuse
- 11
- spiral
gewickelter Elektrodenaufbau
- 12
- Zentralstab
- 13
- Leiterstift
- 14
- Batterieklemme
- 141
- Gewindeabschnitt
- 15
- Mutter
- 16
- Endkappe
- 161
- Durchbohrung
- 20
- Gehäuse
- 20a
- Gehäuse
- 20b
- Gehäuse
- 21
- Öffnung
- 21a
- Öffnung
- 21b
- Öffnung
- 22
- Boden
- 22a
- Boden
- 221
- Durchgangsbohrung
- 221a
- Durchgangsbohrung
- 23
- Flansch
- 23a
- Flansch
- 23b
- Flansch
- 231
- Gewindeloch
- 231a
- Gewindeloch
- 231b
- Gewindeloch
- 30
- Dichtkappe
- 30a
- Dichtkappe
- 30b
- Dichtkappe
- 31
- Durchgangsbohrung
- 31a
- Durchgangsbohrung
- 31b
- Durchgangsbohrung
- 32
- Durchgangsloch
- 32a
- Durchgangsloch
- 32b
- Durchgangsloch
- 33
- Ringwand
- 34
- Verbindungsflansch
- 40
- Schraube
- 40a
- Schraube
- 40b
- Schraube
- 501
- Dichtscheibe
- 502
- Dichtscheibe