DE69626504T2

DE69626504T2 - Verschlossener Akkumulator mit Sicherheitsventil und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE69626504T2
Application number: DE69626504T
Authority: DE
Inventors: Shinji Hamada; Munehisa Ikoma; Hiroshi Inoue; Shuhei Marukawa
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 1996-07-02
Filing date: 1996-12-09
Publication date: 2003-12-11
Anticipated expiration: 2016-12-10
Also published as: JPH1021893A; DE69626504D1; US6255013B1; JP3351243B2; CN1082260C; EP1241717B1; EP1241717A2; EP1241717A3; EP0817289A2; EP0817289B1; CN1169596A; EP0817289A3; EP1241717B8; US6235419B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine dicht verschlossene Speicherbatterie mit Sicherheitsventil.

BESCHREIBUNG DER VERWANDTEN TECHNIK

In letzter Zeit wurden Speicherbatterien oder -zellen für zahlreiche Geräte verwendet, einschließlich elektrischen Haushaltsgeräten und einem Elektroauto, und vor allem bestand ein starker Bedarf nach Zellen mittlerer und hoher Größe (üblicherweise beträgt die Kapazität einer Zelle mittlerer Größe 10 bis 100 Ah und die Kapazität einer Zelle hoher Größe 100 Ah oder mehr) von hoher Energiedichte und hoher Zuverlässigkeit, die als Fahrantrieb-Stromquelle zum Antrieb eines Elektroautos oder dergleichen verwendet wird. Eine Nickel-Cadmium-Speicherbatterie vom Typ mit Entlüftungsöffnung und eine Blei-Speicherbatterie vom Typ mit Entlüftungsöffnung wurden bisher für derartige Zellen mittlerer oder hoher Größe für Energiespeicherzwecke und Zwecke der unterbrechungsfreien Stromversorgung verwendet. Jedoch ist es wichtig, dass eine Fahrantriebs-Stromquelle eine hohe Energiedichte aufweist.
Um diese Anforderung zu erfüllen und insbesondere, um die Energiedichte und die Betriebslebensdauer zu verbessern, wurde die Aufmerksamkeit, anstatt auf eine Nickel-Cadmium-Speicherbatterie und eine Blei-Speicherbatterie, auf eine Nickel- Wasserstoff-Speicherbatterie gerichtet. Ein Merkmal dieser Nickel-Wasserstoff- Speicherbatterie besteht darin, dass beim Laden und Entladen der Batterie Gas im Batteriegehäuse erzeugt wird, und daher wird die Batterie dicht verschlossen, um ein Austreten des Gases aus der Batterie zu verhindern, wodurch das Austrocknen des Elektrolyten verhindert wird.
Um eine Zelle mittlerer oder hoher Größe von hoher Energiedichte und langer Betriebslebensdauer, die durch eine Nickel-Wasserstoff-Speicherbatterie repräsentiert wird, als dicht verschlossene Konstruktion auszubilden, ist es erforderlich, das während des Ladens und Entladens erzeugte Gas im Inneren der Zelle einzuschließen, und es ist ebenfalls erforderlich, den Betätigungsdruck eines Sicherheitsventils, das dazu dient, dieses Gas im Fall eines abnormalen Zustands abzuführen, genau auf 19,6 · 10&sup4; Pa bis 78,45 · 10&sup4; Pa (2 bis 8 kg/cm²) festzulegen. Der Betätigungsdruck dieses Sicherheitsventils vom einfachen Typ, z. B. Kappentyp, unterlag großen Schwankungen, so dass die volle Leistungsfähigkeit der Batterie nicht erzielt werden konnte. Und im Übrigen musste, da sich ein derart hoher Druck im Inneren der Batterie entwickelt, die Montagefestigkeit eines Befestigungsabschnittes zwischen Sicherheitsventil und Batteriegehäusedeckel, sowie die hermetische Abdichtung dieses Befestigungsabschnittes verbessert werden.
Wenn weiter der Betätigungsdruck des Sicherheitsventils weniger als 19,6 · 10&sup4; Pa (2 kg/cm²) beträgt, wird das Ventil sogar in normalem Zustand betätigt, so dass die Batterie nicht im dicht verschlossenen Zustand gehalten werden kann, und wenn im Gegensatz dazu der Betätigungsdruck mehr als 78,45 · 10&sup4; Pa (8 kg/cm²) beträgt, besteht die Möglichkeit, dass ein Bruch des Batteriegehäuses auftritt. Daher ist es wichtig, dass der Betätigungsdruck des Sicherheitsventils genau auf den vorbestimmten Bereich festgelegt ist, und es war dabei von entscheidender Bedeutung, den Betätigungsdruck des Sicherheitsventils vor dessen Anbringen am Batteriegehäuse zu überprüfen.
Jedoch besteht beim Konstruktionstyp, bei welchem das Sicherheitsventil vom zusammengesetzten Typ durch eine Schraubverbindung am Batteriegehäuse angebracht ist, die Möglichkeit, dass sich die verschraubten Abschnitte lockern, bedingt durch Vibrationen des sich bewegenden Körpers (z. B. Fahrzeug) und das Ausdehnen und Zusammenziehen des Deckels, das auf einer Änderung des Innendruckes während des Ladens und Entladens der Batterie beruht, so dass die Möglichkeit besteht, dass Gas und Elektrolyt in die Umgebung auslaufen. Wenn das Sicherheitsventil am Batteriegehäuse mittels eines aus Gummi oder dergleichen bestehenden Abdichtungsmaterial angebracht ist, um die hermetische Abdichtung zu verbessern, unterliegt das Abdichtungsmaterial, das für einen langen Zeitraum fest eingespannt ist, Alterung und thermischer Schädigung, was möglicherweise zu einem Verlust des hermetischen Abdichtungseffektes führt, so dass das im Inneren der Batterie erzeugte Gas sowie der Elektrolyt in die Umgebung austritt.
Bei dem Konstruktionstyp, bei welchem das Sicherheitsventil vom zusammengesetzten Typ fest in das Batteriegehäuse eingebaut ist, sind die Montagefestigkeit und der hermetische Abdichtungseffekt geringer als bei der zuvor beschriebenen Konstruktion, bei welcher das Sicherheitsventil am Batteriegehäuse durch eine Schraubverbindung befestigt ist, und daher besteht die Möglichkeit, dass das im Inneren der Batterie erzeugte Gas sowie der Elektrolyt in die Umgebung austritt.
Gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 geht die Erfindung von einem Stand der Technik aus, der von EP 0 692 829 A1 bekannt ist.
US-A-5 356 733 beschreibt eine Mehrzellen-Blei-Säurebatterie, welche für jede Zelle eine Ablenk-Bettungsplatte aufweist, die mit deren Deckel integral ist und deren Ablenkfläche sich zwischen einer Einfüllöffnung und der Zellpackung jeder Batteriezelle befindet, wobei sich die Ablenkfläche in einer Ebene befindet, welche die Seitenwand der Batterie schneidet, ohne durch die Zellpackung hindurch zu verlaufen, wodurch beim Befüllen der Batterie mit Elektrolyt mittels Aufbringen eines Hochvakuums auf eine oder mehrere der Zellen der Elektrolyt auf die Ablenkfläche auftrifft und seitlich abgelenkt wird, um ein direktes Aufprallen auf die Zellpackung zu vermeiden, wodurch eine Beschädigung der Zellpackung und insbesondere eines porösen, relativ bruchempfindlichen Mikrofaser-Glasmatten- Separators der Zellpackung ausgeschlossen ist.
Angesichts der zuvor beschriebenen Probleme ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine dicht verschlossene Speicherbatterie bereitzustellen, bei welcher die Montagefestigkeit eines Befestigungsabschnittes zwischen Sicherheitsventil und Batteriegehäuse, sowie der hermetische Abdichtungseffekt verbessert ist.
Gemäß der Erfindung wird das zuvor beschriebene Ziel durch eine dicht verschlossene Speicherbatterie gemäß Anspruch 1 erreicht. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen beansprucht.
Das heißt mit anderen Worten ist ein Sicherheitsventil vom zusammengesetzten Typ mit einem Batteriegehäusedeckel einer dicht verschlossenen Speicherbatterie verschweißt. Mit diesem Aufbau treten, sogar wenn der Innendruck der Batterie als Ergebnis der Gaserzeugung während des Überladens und Tiefentladens ansteigt, so dass der Batteriegehäusedeckel verformt wird, keine nachteiligen Effekte auf, und der am Batteriegehäusedeckel befestigte Abschnitt des Sicherheitsventils wird nicht beschädigt, wodurch für ein korrektes Arbeiten des Sicherheitsventils gesorgt wird.
Eine Gruppe von Stromerzeugungselementen wird in das Batteriegehäuse eingesetzt, und das Batteriegehäuse und der Batteriegehäusedeckel werden miteinander verschweißt, und Elektrolyt wird durch eine im Bätteriegehäusedeckel ausgebildete Flüssigkeitseinfüllöffnung eingefüllt. Danach wird das vormontierte Sicherheitsventil mit dem Batteriegehäusedeckel verschweißt, derart, dass das Sicherheitsventil in die Flüssigkeitseinfüllöffnung eingesetzt wird. Bei diesem Verfahren wird der Betätigungsdruck des Sicherheitsventils überprüft, bevor es am Batteriegehäusedeckel befestigt wird, und daher kommt ein Sicherheitsventil, welches einen inkorrekten Betätigungsdruck aufweist, nicht zum Einsatz, und außerdem wird die Flüssigkeitseinfüllöffnung nicht nur zum Einfüllen des Elektrolyten, sondern auch zur Befestigung des Sicherheitsventils am Batteriegehäusedeckel verwendet, und daher wird die Anzahl der im Batteriegehäuse und im Batteriegehäusedeckel ausgebildeten Löcher reduziert, wodurch die Anzahl solcher Abschnitte vermindert wird, bei denen die Flüssigkeit (Elektrolyt) auslaufen kann, wodurch die Flüssigkeitsauslaufbeständigkeit verbessert wird.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein partieller Querschnitt eines Batteriegehäuses einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2 ist ein Querschnitt eines Sicherheitsventils vom zusammengesetzten Typ, das in der Ausführungsform der Erfindung verwendet wird;
Fig. 3 ist ein Querschnitt, welcher das Hochfrequenz-Schweißverfahren von Beispiel 1 der Erfindung zeigt;
Fig. 4 ist ein Querschnitt, welcher das Hitzeschweißververfahren von Beispiel 2 der Erfindung zeigt;
Fig. 5 ist ein Querschnitt, welcher das Rotationschweißverfahren von Beispiel 3 der Erfindung zeigt;
Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht, welche das Rotationsschweißverfahren von Beispiel 3 der Erfindung zeigt;
Fig. 7 ist ein Querschnitt, welcher einen Aufbau mit Schraubverbindung des Vergleichsbeispiels 1 zeigt; und
Fig. 8 ist ein Querschnitt, weicher eine Einsteck-Montagekonstruktion des Vergleichsbeispiels 2 zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Wie in Fig. 1 dargestellt, sind bei einer Batterie der Erfindung eine Gruppe von Stromerzeugungselementen 12, von denen jede eine positive Elektrode, eine negative Elektrode und einen Separator beinhaltet, in einem aus Kunstharz bestehenden Batteriegehäuse 13 enthalten Die positiven Elektroden sind über jeweilige Leiter 11 mit dem einen Anschlusspfosten 10 verbunden, hingegen sind die negativen Elektroden mit dem anderen Anschlusspfosten 10 über jeweilige Leiter 11 verbunden. Die offene Oberseite des Batteriegehäuses 13 ist durch einen Batteriegehäusedeckel 14 verschlossen, und die Anschlusspfosten 10 sind am Batteriegehäusedeckel 14 angebracht, und ebenso ist eine durch den Batteriegehäusedeckel 14 hindurch verlaufende Flüssigkeitseinfüllöffnung 9 ausgebildet. Der Batteriegehäusedeckel 14 weist einen ringförmigen Verschweißabschnitt 15 und einen ringförmigen Bankabschnitt (Steg) 16 auf, welche um die Flüssigkeitseinfüllöffnung 9 herum ausgebildet sind. Ein in Fig. 2 dargestelltes Sicherheitsventil vom zusammengesetzten Typ ist am Batteriegehäusedeckel 14 angebracht und mit diesem fest verbunden, wobei ein unterer Abschnitt 7 des Sicherheitsventils in die Flüssigkeitseinfüllöffnung 9 eingesteckt ist.
Bezug nehmend auf die Konstruktion des Sicherheitsventils sind ein Gummiventil 5 und eine Sicherheitsventilfeder 4 innerhalb eines Sicherheitsventilkörpers 3 angebracht, und diese Elemente 5 und 4 werden durch einen Sicherventildeckel 1 in Position gehalten. Bezüglich der Funktionsweise des Sicherheitsventils wirkt der Druck im Inneren der Batterie auf das Gummiventil 5 über eine Entlüfungsöffnung 6, die im unteren Abschnitt 7 des Sicherheitsventils ausgebildet ist, um das Gummiventil 5 nach oben zu drücken. Das Gummiventil 5 ist durch die Sicherheitsventilfeder 4 beweglich gehaltert, und wenn der Innendruck der Batterie ansteigt, so dass es auf das Gummiventil 5 einen Druck nach oben ausübt, bewegt sich das Gummiventil 5 von einem Ventilsitz des Sicherheitsventilkörpers 3 weg nach oben, so das im Inneren der Batterie erzeugtes Gas durch diesen Ventilsitz und eine Entlüfungsöffnung 2 fließt und zum Äußeren der Batterie abströmt. Ein ringförmiger Verschweißabschnitt 8 ist auf einer Außenumfangsfläche des Sicherheitsventilkörpers 3 bei einem mittigen Abschnitt von diesem ausgebildet und steht über diesen vor, und dieser Verschweißabschnitt 8 ist mit demjenigen Abschnitt der Oberseite des Batteriegehäusedeckels 14 verschweißt, der vom ringförmigen Bankabschnitt 16 umgeben ist.

BEISPIEL 1

Wie in Fig. 3 gezeigt ist in diesem Beispiel einer Batterie von der zuvor beschriebenen Konstruktion eine Flüssigkeitseinfüllöffnung 9 durch einen mittigen Abschnitt eines Batteriegehäusedeckel 14 hindurch ausgebildet, und ein Sicherheitsventil ist am Batteriegehäusedeckel 14 fest angebracht, derart, dass ein unterer Abschnitt 7 des eine Entlüfungsöffnung 6 aufweisenden Sicherheitsventils in die Flüssigkeitseinfüllöffnung 9 eingesetzt ist. Zu diesem Zeitpunkt wird ein Wärme erzeugender Ring 17, der aus SUS304 (nicht rostender Austenitstahl, der C, Si, Mn, Ni und Cr enthält) zwischen einen Verschweißabschnitt 8 des Sicherheitsventils und einen Verschweißabschnitt 15 des Batteriegehäusedeckel 14 eingelegt. In diesem Zustand ist das Sicherheitsventil 18 mit einer Spule 18 bedeckt, und elektrischer Strom wird durch die Spule 18 geschickt, wodurch ein Magnetfeld erzeugt wird. Aufgrund dieses Magnetfeldes fließt elektrischer Strom durch den Wärme erzeugenden Ring 17, und der Wärme erzeugende Ring 17 wird aufgrund seines spezifischen elektrischen Widerstands aufgeheizt, und die beiden Verschweißabschnitte 15 und 8 werden durch dieses Erhitzen geschmolzen und miteinander durch Verschweißen (oder Schmelzverbinden) verbunden. Da die zwei Verschweißabschnitte 15 und 8 eine kreisförmige oder ringförmige Form haben, werden dabei die zwei Verschweißabschnitte 15 und 8 gleichmäßig über ihren gesamten Umfang geschmolzen, so dass ein gleichmäßig verschweißter Abschnitt von kreisförmiger Form gebildet wird. Da der Verschweißabschnitt 8 des Sicherheitsventils von einer Vertiefung aufgenommen wird, die durch die Oberseite des Batteriegehäusedeckel 14 und einen ringförmigen Bankabschnitt 16 begrenzt ist wird verhindert, dass das geschmolzene Harz sich verteilt oder über den Bankabschnitt 16 nach außen herausfließt, so dass diese beiden Verschweißabschnitte 15 und 8 miteinander in zufriedenstellender Weise verbunden oder verschweißt werden. Ein Metalldeckel 19 ist am Sicherheitsventil befestigt, um dessen oberen Abschnitt zu abzudecken und schirmt eine Feder 4 des Sicherheitsventils vom Magnetfeld ab, und mit dieser Anordnung fließt kein elektrischer Strom durch die Feder 4 des Sicherheitsventils, und daher wird die Sicherheitsventilfeder 4 nicht aufgeheizt, wodurch ein Schmelzen des Sicherheitsventilkörpers 3 verhindert wird. Vor dem Verschweißen des Sicherheitsventils mit dem Batteriegehäusedeckel 14 wurde dessen Betätigungsdruck überprüft, und es wurden lediglich solche Sicherheitsventile verwendet, die einen korrekten Betätigungsdruck aufwiesen.

BEISPIEL 2

In diesem Beispiel wurde eine Wärmeplatte verwendet, um die Verschweißabschnitte 58 eines Sicherheitsventilkörpers 3 und eines Batteriegehäusedeckel 14 zu schmelzen, und dann wurden die beiden Verschweißabschnitte 8 und 15 miteinander verschweißt. Wie in Fig. 4 dargestellt, hat eine Batterie dieses Beispiels im Wesentlichen ähnlichen Aufbau wie die Batterie von Beispiel 1. Die zu verschweißenden Abschnitte, d. h. die Verschweißabschnitte 8 und 15 des Sicherheitsventilkörpers 3 und des Batteriegehäusedeckel 14 wurden gegen die auf ca. 270ºC erhitzte Wärmeplatte 20 anliegend gehalten und geschmolzen, und anschließend wurden der Verschweißabschnitt 15 des Batteriegehäusedeckel 14 und der Verschweißabschnitt 8 des Sicherheitsventilkörpers 3 durch Druckausübung in engen Kontakt miteinander gebracht und miteinander verschweißt.

BEISPIEL 3

In diesem Beispiel wurden die Verschweißabschnitte 8 und 1 S eines Sicherheitsventilkörpers 3 und eines Batteriegehäusedeckels 14 durch Reibungswärme geschmolzen und miteinander verschweißt. Wie in Fig. 5 dargestellt hat eine Batterie dieses Beispiels im Wesentlichen ähnlichen Aufbau wie die Batterie von Beispiel 1. Der Sicherheitsventilkörper 3 wurde durch eine Drehaufspannvorrichtung 22 gehaltert und wurde mit einer hohen Drehzahl von 3800 Umdrehungen in einer durch den Pfeil R. D. in Fig. 6 angegebenen Richtung angetrieben. In diesem Zustand wurde der Verschweißabschnitt 8 des Sicherheitsventilkörpers 3 gegen den Verschweißabschnitt 15 des Batteriegehäusedeckels 14 unter einem Druck von 37,27 · 10&sup4; Pa (3,5 kgf/cm²) für eine Sekunde in einer durch den Pfeil L. D. in Fig. 6 angegebenen Richtung gedrückt, so dass die beiden Verschweißabschnitte 8 und 15 durch Reibung bei einer zwischen diesen befindlichen Kontaktzone 21 aufgeheizt wurden, und wurden für fünf Minuten gegeneinander gedrückt gehalten, um miteinander verschweißt zu werden. Auf diese Weise wurden der Sicherheitsventilkörper 3 und der Batteriegehäusedeckel 14 miteinander durch dieses Rotationsschweißverfahren verschweißt. Dabei wurde, da der Verschweißabschnitt 8 des Sicherheitsventils von einer Vertiefung aufgenommen wurde, die durch die Oberseite des Batteriegehäusedeckels 14 und einen ringförmigen Bankabschnitt 16 begrenzt ist, verhindert, dass sich das geschmolzene Harz verteilt oder über den Bankabschnitt 16 hinaus nach außen fließt.
In den zuvor beschriebenen Beispielen der Erfindung bestehen das Sicherheitsventil und der Batteriegehäusedeckel vorzugsweise aus dem gleichen Material, und bei diesem Material handelt es sich hauptsächlich um eine von modifizierten PPE, PP, ABS und PPE/PP-Legierungen (PPE = Polyphenylenether; PP = Polypropylen ABS = Acrylonitril-Butadien-Styrol).
Der Betätigungsdruck des Sicherheitsventils beträgt 19,6 · 10&sup4; Pa bis 78,45 · 10&sup4; Pa (2 bis 8 kgf/cm²).
Die Verschweißfestigkeit zwischen Sicherheitsventil und Batteriegehäusedeckel beträgt 98 N bis 1470 N (10 bis 150 kgf).
Die Fläche des verschweißten Abschnitts, auf welcher das Sicherheitsventil und der Batteriegehäusedeckel miteinander verschweißt sind, beträgt 200 bis 450 mm².
Die Verschweißtiefe des verschweißten Abschnitts, bei der das Sicherheitsventil und der Batteriegehäusedeckel miteinander verschweißt sind, beträgt 0,2 bis 2 mm.
Vorzugsweise wird der Elektrolyt über die Flüssigkeitseinfüllöffnung in das Batteriegehäuse eingefüllt, und dabei wird das Innere des Batteriegehäuses unter Vakuum gehalten. Alternativ wird der Elektrolyt eingefüllt während das Batteriegehäuse einer Zentrifugalwirkung unterzogen wird.
Wenn das Sicherheitsventil mit dem Batteriegehäusedeckel verschweißt ist, werden das Sicherheitsventil und der Batteriegehäusedeckel mit einem Druck von 30 bis 110 kgf gegeneinander gedrückt.

VERGLEICHSBEISPIEL 1

Als Vergleichsbeispiel 1 wurde ein Befestigungsverfahren verwendet, bei dem eine Verschraubungsbefestigung zum Einsatz kommt. Wie in Fig. 7 dargestellt wurden ein mit einem Innengewinde versehener Abschnitt und ein mit einem Außengewinde versehener Abschnitt jeweils auf einem Batteriegehäusedeckel 14 und einem Sicherheitsventilkörper 3 ausgebildet, und zwar jeweils beim einstückigen Formgießen von Batteriegehäusedeckel 14 und Sicherheitsventilkörper 3. Der Sicherheitsventilkörper 3 wurde am Batteriegehäusedeckel 14 durch Einschrauben des Außengewindeabschnittes in den Innengewindeabschnitt wie bei 24 befestigt. Dabei wurde ein O- Ring 23 zwischen den Batteriegehäusedeckel 14 und den Sicherheitsventilkörper 3 eingelegt, um für einen verbesserten Abdichtungseffekt zu sorgen.

VERGLEICHSBEISPIEL 2

In diesem Vergleichsbeispiel 2 wurde ein Befestigungsvorsprung 25 auf einer Außenumfangsfläche eines unteren Abschnitts 7 eines Sicherheitsventils ausgebildet, und beim Einsetzen des unteren Abschnittes 7 des Sicherheitsventils in eine Flüssigkeitseinfüllöffnung 9 wurde der Befestigungsvorsprung 225 durch die Flüssigkeitseinfüllöffnung 9 hindurch eingepresst, wodurch das Sicherheitsventil an einem Batteriegehäusedeckel 14 befestigt wurde. In diesem Vergleichsbeispiel wurde auch ein O-Ring zwischen den Batteriegehäusedeckel 14 und einen Sicherheitsventilkörper 3 eingelegt, um einen verbesserten Abdichtungseffekt zu erzielen.
Die Bewertungsergebnisse der zuvor beschriebenen Beispiele 1 bis 3 und der Vergleichsbeispiele 1 und 2 sind in Tabelle 1 dargestellt. Die Bewertung erfolgte bezüglich der hermetischen Wirkung (Abdichtungswirkung) und bezüglich der Vibrationsbeständigkeit. Bezüglich der hermetischen Wirkung wurde jedes der Beispiele und Vergleichsbeispiele im Zellzustand in ein Behandlungsgefäß eingesetzt, und es wurde bewertet, wie viele Tage es dauerte, bis am verschweißten Abschnitt eine alkalische Reaktion auftrat. Bezüglich der Vibrationsbeständigkeit wurde die Batterie mit einer Frequenz von 33,3 Hz und einer Beschleunigung von 53,94 m/s2 (5,5 G) zwei Stunden lang in Schwingung versetzt und dann wurde der Innenraum der Batterie auf einen Druck von 9,81 · 10&sup4; Pa bis 78,45 · 10&sup4; Pa (1 bis 8 kgf/cm²) gebracht, und dann wurde unter Verwendung einer Leckage-Testflüssigkeit überprüft, ob Luft durch den verschweißten Abschnitt austrat oder nicht. Tabelle 1
Wie in Tabelle 1 dargestellt, wurden durch den Aufbau der Beispiele 1, 2 und 3 die hermetische Wirkung und die Flüssigkeitsaustritt-(Leckage)-Beständigkeit im Vergleich zu den Vergleichsbeispielen 1 und 2 verbessert.
In den Beispielen der Erfindung können die Verschweißabschnitte mit einem organischen Lösungsmittel beschichtet werden, in welchem Fall die Befestigungsabschnitte des Sicherheitsventils und des Batteriegehäusedeckels aufgelöst wurden, und deren Trägerstücke wurden miteinander durch Schmelzen verbunden, wodurch eine mangelhafte hermetische Abdichtung, die von nadelförmigen Lunkern oder dergleichen herrührt, beseitigt wird.
Wie zuvor beschrieben werden bei der vorliegenden Erfindung das Sicherheitsventil vom zusammengesetzten Typ und der Batteriegehäusedeckel miteinander verbunden, indem ihre Kontaktflächen miteinander verschweißt werden, so dass ihre Trägerelemente durch Verschmelzen verbunden werden Mit diesem Aufbau tritt keine Beeinträchtigung des Abdichtungseffektes durch Alterung oder thermische Schädigung eines Gummi-Abdichtungselements auf, und im Übrigen wird das Sicherheitsventil am Batteriegehäusedeckel fest angebracht, nachdem der Betätigungsdruck des Sicherheitsventils überprüft wurde, und daher wird keine Batterie hergestellt, in die ein Sicherheitsventil mit nicht korrektem Betätigungsdruck eingebaut ist, und es kann eine abgedichtete Speicherbatterie bereitgestellt werden, die für einen langen Zeitraum hervorragende Zuverlässigkeit aufweist.
Die Gruppe von Stromerzeugungselementen wird in das Batteriegehäuse eingesetzt und der Batteriegehäusedeckel mit dem Batteriegehäuse verschweißt, und der Elektrolyt wird durch die im Batteriegehäusedeckel ausgebildete Flüssigkeitseinfüllöffnung in das Batteriegehäuse eingefüllt. Dann wird, nachdem die Funktion des Sicherheitsventils überprüft wurde, das Sicherheitsventil fest in die Flüssigkeitseinfüllöffnung eingefügt, durch die der Elektrolyt in das Batteriegehäuse eingefüllt wurde. Mit diesem Aufbau lässt sich die Anzahl der im Batteriegehäuse und dem Batteriegehäusedeckel ausgebildeten Löcher verringern, und daher kann eine dicht verschlossene Speicherbatterie bereitgestellt werden, die zufriedenstellende Beständigkeit gegenüber einer Änderung des Innendrucks der Batterie aufweist.

Claims

1. Dicht verschlossene Speicherbatterie, welche aufweist:

ein Batteriegehäuse (13), das eine Gruppe von Stromerzeugungselementen (12) beinhaltet, von denen jedes eine positive Elektrode, eine negative Elektrode und einen Separator beinhaltet;

einen Batteriegehäusedeckel (14), der eine Öffnung im Batteriegehäuse (13) verschließt, um das Batteriegehäuse (13) dicht zu verschließen; und

ein Sicherheitsventil (1 bis 8) vom zusammengesetzten Typ, das am Batteriegehäusedeckel (14) befestigt ist;

wobei das Sicherheitsventil (1 bis 8) mit dem Batteriegehäusedeckel (14) verschweißt ist,

dadurch gekennzeichnet, dass

ein kreisförmiger Bankabschnitt (16) auf einem Schweißverbindungsabschnitt (15) des Batteriegehäusedeckels (14) ausgebildet ist, der mit einem Schweißverbindungsabschnitt (8) des Sicherheitsventils (1 bis 8) verschweißt ist.

2. Batterie nach Anspruch 1, bei welcher zumindest das Sicherheitsventil (1 bis 8) und der Batteriegehäusedeckel (14) aus dem gleichen Material hergestellt sind, wobei dieses Material hauptsächlich aus einer von modifizierten PPE-, PP-, ABS- und PPE/PP-Legierungen besteht.

3. Batterie nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher der Arbeitsdruck des Sicherheitsventils (1 bis 8) 19,6 · 10&sup4; Pa bis 78,45 · 10&sup4; Pa (2 bis 8 kgf/cm²) beträgt.

4. Batterie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die Festigkeit der Schweißverbindung zwischen Sicherheitsventil (1 bis 8) und Batteriegehäusedeckel (14) 98 N bis 1470 N (10 bis 150 kgf) beträgt.

5. Batterie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher ein Schweißverbindungsabschnitt (8; 15), bei dem das Sicherheitsventil (1 bis 8) mit dem Batteriegehäusedeckel (14) verschweißt ist, kreisförmig ausgebildet ist.

6. Batterie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die Fläche des Schweißverbindungsabschnitts (8; 15), bei dem das Sicherheitsventil (1 bis 8) mit dem Batteriegehäusedeckel (14) verschweißt ist, 200 bis 450 mm² beträgt.

7. Batterie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die Verschweißtiefe des Schweißverbindungsabschnitts (8; 15), bei dem das Sicherheitsventil (1 bis 8) mit dem Batteriegehäusedeckel (14) verschweißt ist, 0,5 bis 2 mm beträgt.