TW465135B - Sealed rectangular battery and manufacturing method for the same - Google Patents

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五、發明說明（ 沒濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此一申請案是依據向日本提出_ 山r睛之第hi 1 -2 73 93 3、 H11-273934 和 H1 1-310084 號申嗜安 _ 现甲清案’其内容於此併入參 考。 發明背景 發明領域 本發明係關於—種封閉式長方形電池及其製造方法。 本發明尤其是關於該電池密封蓋子和端子的構造之改進。 相關技藝說 近來對於小型電子電器用具的使用，已呈現級增 長。此類t器展具包含行動電話和個人數位器具㈣Μ， 同時該類電器用具需要能夠耐受担當長時間的落讀操作。 結果，許多相關研究的進行導致高能密雙霞池之發展，以 便使用該類電池供給<動肩給這些電器.用具。 小型電子電器用具傾力由封閉式長方形電池供給電 力。相較於号他電池，長方形電池有佔用空間較小的優勢。

此-優勢—使得該電池容易安置於一個手提式電子電器用具 内部之空間D 第8囷展示一個長方形的#氩氧化合物電池構造的分 截面f s作—個封閉式長方形電池的例子。該鎳氫氧化合 物電池L0主要由外包殼2〇、發電機構件2〇〇，和密封蓋子 所構成。於此例中，該鎳氩氧化合物電池10是35.5mm高、 17.0mm寬、和 6」111111厚。 外包殼20和密封蓋子3〇兩者均是由毅^鋼片壓製成。 此即表示〜鎮_氳氣t合物電池1〇由一個金屬外殼所包裹。電 本紙張尺度適”國國家標準（CNS)A4規格⑵Q χ 297公爱） 1 (、*裝·-------訂---------娘 (請先閱讀背面之;i意事項再填寫本頁) Α7 Β7 五、發明說明（2 ) {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 極端子31(於該繪示例子中之正極）設置於該密封蓋子3〇， 並且是邊長約3.5mm之正方形。在該電池之内側，一個圓 柱狀構件y3(詳第9B圖）經由墊圈3 12填塞到該正極禮子 11。此一部份於該i極蜷子該·名封蓋不3 0之間形成不 透H封隔°此處所說之填塞，是指可少許變形之金屬製 構件彼此連結固定之過程。 • 發電機構件200由安排在諸層片中之正極板2 〇1、分隔 器202和負極板203構成，如第8圖所示。該發電機構件2〇〇 谷納電解液’並包裹在外包殼20之内。該負極板2〇3經由在 受衝軋錢鎳鋼片表面形成一層集氫合金覆層（當作一種活 性材料）而生成。反觀之’該正極板2〇1經由在表面形成一 種活性材料覆層而生成’該覆層同樣以鎳氫氧化合物為主 要成分’覆蓋於受衝軋鍍鎳鋼月之表面。 經由這些垂片2010和正極集電器303連接正極板2〇1到 k電極端子31。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 安排密封蓋子30坎入外包殼20之一個開口 15 f以致使 絕緣板3 02面對分隔器2 1。然後執行雷射焊接圍繞該開口 i 5 和該密封蓋子3 0的邊緣，以封隔該外包殼2 〇的内部空間。 第9A圖至第9C圊更詳細地展示密封蓋子3〇。第9a圖係 該密封蓋子30之俯視圖。第9B圖展示沿著第9A圖所示之剖 線A-A’繪製之一個密封蓋子3〇的分截面。第9C圖係該密封 蓋子30之仰視囷。如第9B圖所示，彈性橡膠製之閥構件316 ι裹於Μ子蓋3〗〇内。此一閥構件316—般按壓於通風孔315 的外圍’以封隔電池使達到氣密。然而，當壓力在電池 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公釐） 2 311856 465l35 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（3 ) 内上昇到一個預定猶志本s，， 值或者昇到該預定壓力之上，則在該電 =内之氣體將該閥構件316向上推壓，以致那些已經累積在 電池内之氣體能經過空氣出口311逸出。當氣體逸出時，在 該電池内之屋力降低’以致 双4閥構件3丨6回歸厚來的位置。 除了改善能量密度，尚有徒y 4 β使封閉式長方形電池微型化 (特別是於薄片式電池之發圾、& 、电池之發展）和減少内電阻之需求^目前 有許多研究是朝向這些目標。 當開發-個長方形的錦氫氧化合物電池過程中，因為 正極端子的構造本身具有相當大量的零經件，而對該電池 之製作厚度產生限制。此類傳統設計對減少電池厚度是有 問題的。在該正極端子的複雜構造内有一個更深入的問題 導致該電池的内電阻上升。 當將電池製成更~篇薄式時，在正極端子和這些密封蓋 子的邊⑨之間留有微小的距離。$些密封蓋子的邊緣通常 是以熱封（例如：經由雷射焊接）連接至在外包殼上包圍該 開口之镑緣。當丟極端子的樹脂製零件，例如：墊圈，被 置於接近焊接的零件，則於密封之過程中產生熱，有導致 該接L脂製零件變形毀壞的風險。例如，如果包圍電極端子 31之圓柱構件313之區域暴露於高熱度下，則將引起墊圏 3 12的毀壞’並能摧毀該電池之一不透i的^隔。於此一傳統 的結構中，該電極端子31經由垂片201〇和正極集電器3 〇3， 得以與正極板201進行電傳導。此一設計導致構造複雜化， 並加長電流路徑’因此使得電池的内電阻升高。這些問題 造成電池能降低。 ^紙張尺度適用令囤國家標準(CNS)A4規格（2〗0 X 297公釐） 川856 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ,裝 -----訂-------- -老---- A7 A7 的 五、發明說明（4 ) 因此，需要有一種薄月式封閉式長方形電池能避免電 池性能降低》 發明概沭 】本發明之首要目的係提供一種封閉式長方形電池及其 製造方法，本電池可製成良皇ϋ影響一孩^^^乙1封。本 發明提供一種封閉式^長m生專―甚一复羞的一友立立第二目 藉由具有一個外包殼和一個密封蓋子形成電池外殼之 封閉式長方形電池能達成該第一目標。該密封蓋子蓋住一 個發電機構件，並用熱焊接密封蓋子予以封隔。該電池自 含—個以相對極性接到電池外殼之電極端子，以及一個安 二閥。該安全閥包含覆蓋連接到該電池内部之一個通風孔 之蓋子，該蓋子包含有（i)閥構件，用來蓋住連接到該封 閉式長方形電池内部之通風孔；和（11)蓋子，設置用來容納 ‘該閥構件，並以與該電池外殼相同極性之配置，使之充電。 在該電池外殼上’該電極端子和該安全閥係分開設置於不 同的位置。 以所陳述之構造，比傳統式電極端子之構造更簡單， 該電極端子可與一個安全間整合製成。此即表示該電極端 子可縮小趙積製造，以致該封閉式長方形電池能製成更扁 薄之形狀。 由於電極端子能微型化，因此當密封蓋子經由使用熱 能而附接到外包殼時（例如：經由雷射焊接），可壓制由於 •傳導到該電極端子之熱度所產生之不利效果。 本紙張尺度適財關家料（CNS)A4祕 “皮， 4 311856 裝--------訂---------線 {請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) 緩1 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 t A7 165135 -____B7__ 五、發明綱（5 ) "~~~ 女全間能夠以不同極性接上電極端子來充電。例如當 此種m ’該電極端子能使用作為正極端子，而該安全 間能使用作為負極端子。 正極端子和#全閥可設於一個密#蓋子的主要表面。 以此-構造，一個電池組不須以相對的極性安排銜接電 池’只須在封閉式長方形電池之該密封蓋子上，經由：接 電極端子與安全閥即可組配完成。此種情況可改善簡化該 電池組之组配生產。 以正極端子的軸桿旋鎖穿過置於此一突出部分内之一 個絕緣的㈣’—個圓柱形突出部分亦可形成於電洗外殼 之外表面。 當一個正極端子以此種方式建構，將墊圈置於離該密 封盍子的邊緣較遠處。由於熱能之使用，當將該密封蓋子 坎於該外包殼之開口時，此種配置情況可避免該墊圈毀損 的習知問題。結果，能在不影響不透氣的封隔情況下製成 一個扁薄的封閉式長方形電池。 當與一個傳統式電池比較時，在電極端子與一個安全 閥整合製造完成情況下，本發明的電池具有更簡單的構造 來連接發電機構件至該電極端子。當該電極端子不與一個 女全閥整合製造完成情況下，需要的零件較少’可簡化電 路連接並造成電池之内電阻相應的減低。 圖式之簡單說明 經由以下本發明的特定實施例舉例說明的描述與圖 示，本發明這些前述的和其他的諸目標、優點和特色將變 本紙張尺度適用中國國豕標準（CNS)A4規格（210 X 297公髮） -I tj ί ί . 「裝 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本買) I 111 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 311856 A7 五、發明說明（6 ) ^ 得更明顯。於這些圖式t: 第1圖展不本發明之第一實施例之一個長方形的鎳氫 氧化合物電池60的一個分截面。 2请先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 第2圖展示外包殼的剖面。 第3A圖至第3C圖展示密封蓋子的構造：第3人圖為該密 封蓋子之俯視圖、第3B圖展示一個分截面，而第3C圖為該 ^密封蓋子之仰視圖。 ~ 第4圖是密封蓋子之分解圖。 第5圖是正極端子附近之一張放大的剖面圖。 第6A圖至第6C圖展示本發明第二實施例密封蓋子的 構造：第6A圖展示該密封蓋子之俯視圖、第仙圖展示—個 分截面，而第6C圖展示該密封蓋子之仰視圖。 第7圓展示本發明第三實施例之—個電池組之分截 面。 * 第8圖顯示在該相關技藝中一個封閉式長方形電池之 構造的分截面；而 •經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第9A圖到苐9C圖展示一個傳統式密封蓋子之構造： 第9A圖為該密封蓋子之俯視圖、第9B圖為一個分截面， 而第9C圖為該密封蓋子之仰視圖。 圖號說明 10 鎳氫氧化合物電池 15 開口 20 外包殼 200 發電機構件 201 正極板 2010 垂片 202 分隔器 203 負極板 本紙張尺度適用中國國家標苹（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 6 4B5135 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（ A7 B7 21 分隔器 30 302 絕緣板 303 31 正極端子 310 311 空氣出口 312 313 圓柱狀構件 315 316 閥構件 40 401 在、封板 402 41 電極端子 401 410 隔板 410a 411 端子鉸釘 4111 4112 .釣狀部份 4113 411a 端子鉸釘411之軸桿 411b 412 圓柱形突出部分 412a 4121 表面傾斜的頂緣 413 413a 孔洞 414 414a 傾斜表面 42 421 閥帽 422 423 閥構件 50 51 開口 60 長方形的鎳氫氧化合物電池 70 密封蓋子 701 71 正極端子 710 711 端子欽釘 72 723 閥構件 80 密封板 隔板 安全閥 發電機構件 按壓之開口 密封蓋子 iE極集電器 端子蓋 墊圏 通風孔 密封蓋子 閥構件423 密封板 孔洞 缚形端 圖號數碼 端子錢釘4 11之頭部 孔洞 墊圈 圈環 安全閥 空氣出σ 外包殼 --------訂·-------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 7 311856 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（8 ) 801 長條狀負極板 分隔器 正極板連結器 絕緣框架 中斷器 端孔 空間 剖線A-A’繪製一個密封蓋子3〇的分截面 刮線B-B’繪製一個密封蓋子4〇的分載面 電池60安棑在框架9〇1内之方向 較佳實施例之詳細說明 I第一實施例（一個長方形的鎳氫氧化合物電池） 第1圖顯示一個長方形的鎳氫氧化合物（Ni_H)電池 6〇(下文中簡稱、電池60,）的—個分截面。如第ι圖所示 802 803a901903905907 A-A' B-B· W' 801a 垂片（負極板連結器） 803 長條狀正極板 900 電池組（聯合式電池） 902 絕緣片 904 連結器 906 端孔 -* f > \ VI、 7 該電池60具有一個發電機構件8〇包裹在一個外包殼“之 内。於該外包殼50之一個開口 51之邊緣，用雷射焊接密南 蓋子40以密封該電池60。—個電極端子（此處為一個正極端 子）4〗和一個安全閥42設置於該密封蓋子40的上表面。 1-1發電機構件的組成 第2圖展示以橫跨電池厚度方向剖取包袠發電機構件 80之外包殼50的剖面圖。如圖所示，該發電機構件8〇包含 複數個長條狀負極板801以及正極板803，該負極板與正極 板以一種絕緣材料製造之分隔器802插置其間呈交互排 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公芨） 8 311856 裂--------訂---------線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 4 65135 五、發明說明（9 ) 負極板801由一個集氣板的兩個主要表面所黏結吸收 氫氣的合金粉所製成，該集氣板以衝軋金屬製造，並使用 例如：聚乙稀氧化物（PE0)之黏合劑。然<，該集氣板以 預設的厚度（例如：約〇.5mm)包覆上金屬箔片形成一個負極 板 8 0 1。 全部之負極板801電連接到包含導電性構件之—塊垂 片（負極板連結器）8〇la，並且包袠於外包殼5〇的底部。負 極板連結器801 a依次電連接到該外包殼5〇。結果，該外包 殼50以負極性充電。 正極板803經由使用一種黏合劑，例如：羥丙基 (liydroxyprophyl)纖雉素（HPC)來黏結—種正極活性材料 (包含一種主要成分為錄氫氧化合物之粉末）所製成。這是 用於填滿於一個三維的鎳質多孔板内的孔洞’該多孔板以 預設厚度（例如：約〇,7mm)之包覆金屬箔片形成一個正極板 803 ° 所有正極板803電連接到於外包殼5〇内接近開口 5 j之 一塊垂片（正極板連結器）803a。包含一個導電構件之該正 極連結器803a，依序電連接到正極端子41，該狀況稍後將 作說明》應注意，第2圖展示該正極板連結器8〇3&連接到該 正極端子41之端子鉸釘411的情況。 為這些正極板表面連結器8 〇 3 a以一種絕緣構件塗附， 以防止於該正極板連結器803a和外包殼50之間發生短路， 是較有利的。 分隔器802以薄聚石蠟纖維製成之不織布組構成。在外 , 「「裝 ^---^訂-------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 9 311856 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _______B7____—_ 五、發明說明（10 ) 包殼50内安排這些分隔器802，為了完全地覆蓋正極板 803，以及分隔開那些負極板801和正極板803。 在外包殼50内，發電機構件80以此一構造，包裹容納 —些鹼性的電解液’例如：氫氧化鉀（例如，具有3 0%重量 濃度者）。然後，於該外包殼50之開口 5-1使用密封蓋子40 予密封。 <卜2密封蓋子之構造 如第1圖所示，密封蓋子40包含：密封板401，一個正 極端子4 1伸出穿過該密封板40 1到電池之外面；以及分開設 置於該正極端子41之返回式安全閥42。此一安全閥42焊接 到該密封蓋子4 0 ’並因此以相對的極性充電（即是以負極性 充電）到該正極端子41。 本發明的第一實施例所表現特徵為：（1)以安全閥4 2分 開地設置於電極端子（正極端子41)，而於相關技藝中則與 、一個安全閥整合製造；和（2)具有該安全閥42當作雙重負極 端子。 密封蓋子40的外部邊緣用雷射焊接於外包殼5〇之開口 5 1的邊緣，以密封電池之内部。 第3A圖至第3C圖更詳細地展示密封蓋子4〇。第3A圖係 該密封蓋子40之俯視圊β第3它圖展示一張沿著剖線B_B，剖 取之剖面圖，而第3C圖係該密封蓋子4〇之仰視圖。 如第3B圖所示’安全閥42包含閥構件423,該閥構件是 一種彈性趙（彈性橡穆·製品）’坐落在閥帽421之内。開口4〇2 和空氣出口 422與電池的内部連通。在正常狀態之下，該 -------------裝--------訂·--------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 10 311856 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ____B7_ 五、發明說明（11 ) 構件423按壓該開口 402的邊緣’以密封該電池之内部。如 第3 A圖所示，該閥頂帽42 1直接附接（例如以熔接方式）於該 f封板401。結果’該閥頂帽421以’與譬如封隔板4〇1和該 外包殼50相同之極性（負極性）來充電。 第4圖是一個密封蓋子40’以及特別是正極端子41和周 圍諸構件之分解圖。密封板4〇 1的部份受到拖拉過程控制， 以生產具有孔洞412a之一個圓柱形突出部分412。一個鉸釘 狀的構件（端子錢釘）4Π插入此一孔洞412a，以該端子绞釘 411之一根軸桿4 11 a套入圈環4 1 4。孔洞4 1 0a及4 1 3a分別設 置於隔板410和塾圈413a内，在附接上該圈環414之前，以 該端子敍釘411之該軸桿411 a通過這些孔洞。 隔板410和墊圈413是以一種尼龍樹脂製造，而其他零 組件，例如：端子敍釘411和圈環4 14，是以鐘錄鋼製成。 /主意此處所用之措辭"较釘狀的構件”代表具有圓柱狀的轴 桿和一個比該軸桿更大直徑的頭部之一個組件。 第5圖是正極端子41及其四周的放大圖。在該正極端子 4 1组合之後’端子般釘4 11之軸端4 11 a是按照圈環414之傾 斜表面414a而鑄造成形，以生產一個鑄形端4ηι連接到該 圈環4 14。經由配置該端子鉸釘4 11之該軸端4 U a到一個填 塞過程而產製該鑄形端41Π，該填塞過程用來附接該端部 至該圈環414。 為了有一個表面傾斜的頂緣4121而預先形成隆起 412。於填塞過程中，該頂緣4121插陷入墊圈413，並因此 為電池形成一個有幫助的不透氣的封隔。同時，於該填塞 Μ. -------------專. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 11 311856 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _ ____B7 五、發明說明（12 ) 過程中’端子鉸釘411之一個鉤狀部份4112也插陷入隔板 410，以一種不透氣的方式封隔該端子鉸釘4〗〗和該塊隔板 410。於第5圖中圖號數碼4113指示，製造於該端子鉸釘411 之刻紋為該填塞過程之結果。 密封板401用機器處理過，以致形成隆起412之該板的 厚度’小於密封板40 1的其他部分。當將密封蓋子4〇和開口 k 51焊接在一起時，此—安排可改善散熱狀況。 由於正極端子41未設内部安全閥，其構造遠比該内部 準備有一個安全閥的相關技藝之電極端子精巧。 如第9圖所示，如相關技藝中所製造包含一個安全閥之 電極端子，圓柱形構件313需準備有一個内部的氣體通道連 接到電池之内部。為要保證氣體將來可方便地流經該通 道’造成在該電極端子大小方面設限。然而，以本發明之 設計，安全閥42與不包含一個安全閥之正極端子41分開地 設置結果，相較於該相關技藝中者，該正極端子41具有 更簡單之構造。 隔板410用於停止發電機構件8〇在外包殼5〇内之振 動。如苐3圖所示，經由沿著剖線B_B，剖取之該剖面圖，當 外形呈一個長方形的平行六面體，隔板41〇有一個内部刻 紋。設置該刻紋以接應端子鉸釘4 Η。 第5圖同時也顯示端子鉸釘411之頭部4Ub經由正極板 連結器803a如何連接到正極板8〇3。 1-3密封蓋子的效用 > 述，於本實施例電池之端子鉸釘411和其周圍部 ----^---------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 297公釐） 12 311856 A7 4 65135 五、發明說明（U ) 分之構造，比該相關技藝例子中者更簡單。結果，正極端 子41可更進一步微型化.。如特別調查數據所顯示，當一個 3.5mm見方的端子用於相關技藝時，一個直徑3〇mm或者更 小直徑之端子可用於本實施例。 於相關技藝中’正極端子在電池之内部被填塞到密封 板401(詳第9圖）。在本實施例中，在該正極端子41的端部 執行該填塞的過程。結果，不需在電池内部執行填塞。於 相關技藝中執行之該填塞過程内所附接之該構件（於第9圖 中之該圓柱形構件313) ’本發明的第一實施例的電池不需 要使用。如此可減少零組件的需求，並簡化接近密封板4〇1 之該正極端子41的構造。 減少正極端子41的尺寸，以增加密封蓋子4〇的焊接零 ;件和該正極端子41間之距離。因而使得該正極端子41的零 件（尤其是該樹脂質零件，例如該個隔板4丨〇和該墊圈 4】3)’當該密封蓋子4〇的邊緣雷射焊接上開口 51時，相對 地未受所產生熱度之影響。當一個電池（就像電池6〇)有金 屬護殼（亦即’具有外包殼5〇和密封板4〇1)，並且接近該 正極端子41設置該樹脂質零件，以致對熱損害敏感的情況 下，是特別有效的。 相較於相關技藝’由於第一實施例可製成體積缩小之 正極端子41’因此接近密封板401設置之零件在電池之内佔 據的空間較少。結果，端子鉸釘411之頭部4Ub可形成扁平 狀’並可連接到正極板連結器803a。於此一構造中，該正 極端子41只須使用正極板連結器8〇3a即可直接地連接到正 ί I -----—Ί 1 I ---------- ! --(請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員x消費合作社印製 本紙張尺中國國家標準（〜S)A4規格（7i〇 X 297公餐） 13 311856 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ___JB7__ 五、發明說明（14 ) 極板803。此即表示更進一步減少零組件的數目是可能的 該零組件的減少使該電池的内電阻相應的減少。此種效果 稍後將更詳細描述於此說明書中。 當正極端子41和安全閥42製成較小體積情況下，電池 60 Ht製成更扁薄狀，然而仍然具有一個有用的不透氣封 隔。此即表示可製造出性能優越的電池fl κ 由於安全閥42之閥頂帽421是直接附接上密封板401， 該安全閥42可用作負極端子^結果，電池6〇之密封蓋子4〇 上安排有因應兩種極性之電極端子。當將複數個電池安排 成相同方向時’此種安排可容易地連接上附近的電池，因 此有助於該電池60使用於多重電池包之内。以此方式，筚 電池6 0可製成比傳統式電池更扁薄狀，而且無損於電池性 能。 2.製造電池 _ 2-1製造外包殼 如某一個例子所顯示，使用一個按圖形切割的模子， 外包殼50可使用衝壓鍍鎳鋼片（具有厚度〇45jnm)加以製 作。如第5圖所示，此電池6〇能製成比相關技藝例子之外形 更扁薄狀’以致一個約〇.4mm厚之鍍鎳鋼片製造之外殼例 子所示該外包殼50之大小尺度是35 0mm高，26mm寬和 4‘2mm厚。如上面13節所述，由於密封蓋子4〇之種種效 果’該外包殼50的厚度可降至6.〇mm或者更低《當所製造 之爲薄的電池厚度為6.〇mm或者更低時，本發明的第一實 施例是因該理由而特別地有效。 裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度剌中g ®冢標準（CNS)A4規格(21。X 297公爱) 14 311856 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -〇 5 1 3 5 Α7 ______Β7_____ 五、發明說明（15 ) 2-2製造密封蓋子 經由使用一個圖形切割模子按圖形切割一個預設外形 之鍍鎳鋼片’可製成該密封蓋子40之密封板401。然後，突 出部分412由衝壓過程製成。如一個例子所示，假設該衝麼 過程產製一個突出部分412約1mm高（從該密封板401的表 面量測）以及形成該突出部分412之該板的厚度是〇.2mm。 如果該突出部分412至少是lmm高，產生於雷射焊接用來執 行封隔該電池60之熱度，將不會傳送到墊圈413，因而解決 墊圈413受到此一熱度而變形的問題。 應注意突出部分的頂緣4 1 2可接地產生一個傾斜面，並 造成該突出部分412的末端呈尖銳狀。 形成密封板401之後，鍍鎳鋼製之一個端子鉸釘411經 由樹脂墊圈413和隔板410,旋鎖穿過於突出部分412内之孔 洞412a’並經由改造該端子鼓釘411末端形狀的一個填塞過 程’附接於圈環414(同樣也是鍍鎳鋼製）。這樣完成該正極 端子41的構造。 接著’插入彈性橡膠製之一個球體（直徑2.1mm)，例 如：乙烯丙烯diene單體（EPDM)，之一個閥構件423。一個 邊長約3mm正方形鍍鎳鋼製的閥帽421，附接於密封板 401 ’以便覆蓋閥構件423，以該閥構件423於該密封板401 内按壓通風孔402。如此形成一個安全閥42，當作雙重負極 端子。 如此完成該密封蓋子40之製造。 2-3發電機構件的製造 ------„---^ · I I I ί I---- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用甲國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） 15 311856 •經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 -五、發明說明（16 ) 正極板S03係用鍍鎳鋼片製之衝軋金屬包覆上_種含 有錄氫氧化合物為主要成分之正極活性材料而製成。負極 板801係用一種吸收氫氣的合金包覆同樣之衝軋金屬而製 成。 以由多孔隙的尼龍樹脂板形成之分隔器8〇2交錯地堆 疊於電極板材之間’而形成發電機構件8〇。一塊垂片（正極 k板連結器）803a連接到每個正極板803的衝軋金屬，以電連 接所有的正極板803。在該發電機構件80的底部，一塊垂片 (負極板連結器）80 la同樣也連接到每個負極板8〇1的衝軋 金屬，以電連接所有的負極板8〇】。 此第一實施例具有使外包殼5 〇以負極性充電之構造。 此即表示一個負極板801(亦即一個與該電極端子呈相對極 性之電極板）或者分隔器802可置於發電機構件80的該外部 主要表面。當負極板801是在發電機構件80的該外部主要表 •面上’該負極板801將直接接觸該外包殼50,以致可不必設 有負極板連結器801a。 2-4電池的完成 如上述所製成之發電機構件80,插入外包殼50 〇然後， 從正極板803延伸之垂片（正極板連結器）803a連接（例如： 經由點焊）到正極端子41之端子鉸釘411之頭部411b。同樣 地，該塊垂片（負極扳連結器）80la從負極板801延伸連接到 外包殼5 0。 應注意’在端子鉸釘411設定於密封蓋子40之突出部分 412之前’垂片（正極板連結器）803a連接到該端子鉸釘411 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 16 311856 . 裝---------灯---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 65 ? 35 A7 -----B7 五、發明說明（17 ) 之頭部41Ib。以此一方式預先連接正極板8〇3到該端子鉸钉 411之該頭部411b’使得於製造期間更容易連接發電機構件 80和該密封蓋子4〇 ^ 這個情況同樣也是第一實施例之一個特徵。於相關技 藝的一個封閉式長方形電池中，正極端子經由填塞該電池 之内部而附接上密封板。在正極板連結器已連接到該正極 端子之後，當該正極端子附接上該密封蓋子時，於接近該 連接處執行填塞，而引致破壞該正極板連結器和該正極端 子之連結的風險。 在另一方面，本發明的第一實施例經由執行填塞電池 60之外面而予組合β於正極板連結器8〇3a和端子鉸釘4ιι 之間，一個有幫助的連結能夠因此得以維持，以致不發生 斷路電池製造廠商因而隨意願’在端子敍釘411設定於密 封蓋子40之該突出部分412之前或之後，選擇連接或不連接 該塊垂片（正極板連結器）8〇3a到端子鉸釘之該頭部4nb。 在發電機構件已插入外包殼50之後，一些電解液，亦 即氫氧化鉀（KOH)的30wt%水溶液引進入該外包殼50。然 後’將密封蓋子40放置覆蓋於該外包殼50之開口，益以雷 射焊接於該開口的邊緣51>以封隔電池6〇。 此一動作完成長方形的鎳氫氧化合物電池6〇之製造程 序。 」 2-5電池的内電阻 照慣例，正極板連結器並非連接到正極端子，而是直 接經由一锢分開的導電構件連接。該導電構件是一個電極 f請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 壯衣'----,,---訂--------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本纸張尺度適用中國囷家標準（CNS)A4規格（21〇 x 297公髮） 17 311856 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 Γ______Β7 .五、發明說明（μ ) 缟子的組件’該導電構件内部包含一個安全閥（詳第8圖及 第9圖）’並相當於該正極集電器3〇3，如繪示於第8圖之例 子。以此方式使用一個導電構件，傾向增加該電池的内電 阻。 本發明的第一實施例具有與安全閥4 2分開地設置之正 極端子41。如此導致一個比相關技藝之這些構件結合更簡 —單的結構，並使之更易於電連接發電機構件到該電極端 子這疋因為能以更少的零件達成此一連接。 連接結構的簡化，在電池的内電阻有一個更進一步的 政果’即是經由從該構造務去一個數量的零件，使該電池 的内電阻得以減除相當於由該零件產生之電阻。更詳細來 說’本發明的第一實施例有垂片（正極板連結器8 〇3 a)直接 地連接到端子较釘411之頭部411b。結果，沒有不必要的零 組件配置於正極板803和正極端子41之間。此即表示電池的 产内電阻可低於傳統式電池的内電阻。 3..實驗 根據本發明的第一實施例製造之—個電池，已經量測 到該電池於高速放電之放電效率及其内電阻。同時也製造 一個如第8圖所展示構造之電池當作對照例。此一對照例也 同樣受到向逮放電下放電效率和内電阻測試。 内電阻的量測是使用1kHz頻率之交流電。 經由一個0.1 C之電容充電入每個電池達十六小時之 久，來量測南速放零效率，停止對這些電池充電達—小時 之久’然後，以一個2.0C之電容以1.0 V之終端電壓讓這此 裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國S家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 18 311856 〇5135 A7 B7 五、發明說明（19 ) 電池放電。然後以一個4 〇(：之電容以丨〇v之終端電壓重複 此一程序’讓這些電池放電β 量測的數據結果如以下諸表所示。第1表展示内電阻的 量測值而笫2表展示放電效率的量測值。内電阻諸量測值 來自批量為三十個（Ny〇)，以同樣方法製成之電池的一個 樣本。相對地，放電電阻諸量測值來自批量為十個（Ν=ι〇)， 以同樣方法製成之電池的一個樣本。苐丨表及第2表所示諸 數值顯不該量測值的平均值，而那些顯示在平均值之下者 為該量測值之值域。 第1表 N=3〇 ^對照例 實施例 内電阻 ―---- 2 7.4 m Ω 24.8至 29.5 21.3m Ω 17.7至22.4 第2表 對照例 實施例 2C 90.2% 90‘0至90.5 93.1% 92.7至 93.7 4C 82.7% 80,4至 85.2 86.4% 84-5至 88.4 如第Ϊ表所示’相較於該對照例，本實施例電池的内電 阻較低。一般認為此一效果是由於正極板803經由正極板連 結器8 0 3 a直接連接到正極端子4 1，以致相較於該對照例， 其供應電能所產生的内電壓降較低。 從第2表可見第一實施例的電池同時也有優越的放電 特性。應注意，放電特性配合内電阻之減少而改善。 4.第二實施例 第6A圖至第6C圖展示一個長方形的錄氫氧化合物電 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •V- -----^---J5T·—---I I I 1 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 19 311856 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消’ 費 合 作 社 印 製 A7 --- -_____B7__ 五、發明說明（2〇 ) 池之一個密封蓋子70的構造，亦即本發明之笫二實施例。 如第9A圖到第9C圖所示，該第二實施例與第一實施例之不 同處’在於正極端子71安排於密封板7〇1之中央位 社 果’隔板710和端子鉸釘711配置於密封板7〇1的底側中央。 容納閥構件723之安全閥72,以如同安全閥42之方式配置β 如同該第一實施例，此一構造具有相同效果。當為不同目 的設計電池時’以此方式去適應該電池之能力被認為是特 別有幫助的。 在本發明中，正極端子和安全閥以與密封板的令心相 距不同距離安排在該密封板的主要表面。 5.第三實施例 第7圖是根據本發明之第一實施例，展示包含複數個電 池60之一個電池組（聯合式電池）9〇〇之全部構造的一張透 視圖。 電池組900具有絕緣框架9(Η，其中插入複數個（於該綠 示例子中顯示三個）電-池+6 〇。如此使得將複數個電池用作如 同單一個電池成為可能。如第7圖所示之评，方向，該電池 60安排在框架901内，亦即，以其最狹窄側聚攏，以及該安 全閥42和正極端子41排在一起成一條直線。為防止於鄰接 的外包殼50間發生短路’於該框架901中，絕緣片902被放 置於鄰接的電池60之間。 使用連結器904(中途通過中斷器903)使鄰接的安全閥 42和正極端子41彼此連接》將這些令斷器903安排在安全閥 42和正極端子4 1間之這些空間907内》分別配置在電池組的 ^-----------------線 f請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中圈®家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐> 20 311856 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 A7 B7 五、發明說明（21 ) 每個端部900之該安全閥42和正極端子4卜伸出穿過形成於 框架901之端孔905及906。該伸出的安全閥42和正極端子4 用作電池組900的外端子，並能連通一個外部電路。 申斷903是一種熟知的蚯構件’當電流等於或者大於 一個閾值時’用於中斷鄰接電池之電流。 上述之電池組900具有以下諸效果。 於電池組9 0 0甲，每個單一的電池6 〇有—個正極端子4 ^ 和一個安全閥42(負極端子），分開地設於該電池6〇之該密 封蓋子40上，如於該苐一實施例中所說明者。當這些電池 6〇配置於框架90 1内，鄰接的電池6〇能由相對較短的連結器 所連接。如此之配置可減少該電池組9〇〇的内電阻。 所有這些電池60以相同方向配置於電池組9〇〇之内。當 製造該電池組900時，此種設計使得這些電池6〇容易連接: 電池組900内，在成對的鄰接電池上之空間9〇7内能設 置攻些中斷器903。如此而使得該電池組9〇〇精簡結實。 6.其他考慮 一 第一實施例敘述一個構造例子，其中在密封蓋子上之 安全閥與正極端子分離，而且在電池外部為該正極端子執 行填塞。然而，本發明不須使用填塞’以致該端子鉸釘； 圈環可由’例如：點焊方式連接。 於這些實施例中，設於密封蓋子之電極端子·，被描ϋ 為具有安全閥之該正極端子，並且外包殼以負極性充電< 然而’這些極性可予反轉配置。 I 於所敘述的實施例中’雖然這些零件可整合地製成， 本紙張尺度國國家標準（CNS)A4規格χ 297公士 )- ^ίί μ ----訂---------年， f請先閱璜背面之注意事項再填寫本頁} 311856 22 A7 .五、發明說明（22 ) 然端子较釘的頭部對於正極板連結器，被描述為一個分開 的組件。當此一情況下，不再需要連接該端子鉸釘到該正 {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 極板連結器。如此將有助於電池的製造，並且亦可減少該 電池的該内電阻。 雖然這些零組件可設於電池外殼之任何位置（亦即，該 外包殼與密封蓋子上）’這些實施例是在敘述一個安全閥和 • 一個正極端子設置於該密封蓋子上之情況。就如某一個例 子’安全閥和一個正極端子分開地設置於該外包殼的侧 面。 …：而，本發明以關於鎳氫氧化合物電池之諸實施例描 述，亦可應用於其他形式的封閉式長方形電池。 取後，這些實施例描述經由雷射焊接使密封蓋子附接 上外包殼之開口邊緣之情況，亦可使用於其他的方法，例 如：電子束烊接密封方法。 .㈣'本發明已經由諸例子並參考所附諸圖式充分地敘 述’對於那ώ上熟a太姑菽太&二 “，—热心本技勢者而吕’應注意本發明多樣的變 化和修正將是明顯可箱宜 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ^ b 預期的。因此，除非該類變化和修正 超出本發明的範圍，該類變 圍中。 貝雯化和修正應包含於本發明的範 k紙張尺度適用 χ 297公釐） 22

Claims (1)

1. 5 3 H 5 6 4 A8B8C8D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印- 六、申請專利範圍 1 ·-種封閉式長方形電池’具有導電性的電池外殼，包 含* (1)一個外包殼該外包殼有一個開口，以及（2)一 個雄封蓋子，該密封蓋子靠著使用熱度使本身附接上該 外包殼，以密封該開口，該封閉式長方形電池包含： 一個電極端子，該電極端子具有一個軸桿構件，該 軸桿構件（i)伸出穿過—個形成於該電池外殼之第—孔 洞，並且（ii)與該電池外殼絕緣隔開；和 一個安全閥，該安全閥包含⑴—個閥構件，該間 構件覆蓋-個第二孔洞H孔洞連接到該封閉式長 方形電池之内部，以及（π)一個蓋子’該蓋子容納該閥 構件，並以與該電池外殼相同的極性被充電， 其中該電極端子和該安全閥在該電池外殼是分離 地设置在不同的位置。 2_如申請專利範圍第1項之封閉式長方形電池，其中該封 閉式長方形電池是一個鹼性蓄電池組。 3.如令請專利範圍第〗項之封閉式長方形電池，其中該安 全閥是一個返回式I安全閥和該閥構件是以一種有彈性 的材料製造成。 4‘如申請專利範圍第1項之封閉式長方形電池，其中該外 包殼和該密封蓋子是以金屬製造，並且該密封蓋子是經 由雷射焊燒附接上該外包殼。 5. 如申請專利範圍第4項之封閉式長方形電池，其中該電 極端子和該安全閥設置於一個密封蓋子的主要表面。 6. 如申諳專利範圍第5項之封閉式長方形電池’其中該電 L尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格⑵D χ 297公楚)--------- __ 23 311856 <請先閱tt背面之注意事項再填窝本頁) .裝------.--訂---------線！ Λ 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消. 費 合 作 社 印 製 AS Ba C8 D8 •申請專利範圍 極端子和該安全閥是配置於與—個密封蓋子的主要表 面的中心相距不同距離之位置c 如申請專利範圍第1項之封閉式基士 ^ L 4阳武長方形電池’其中該電 極端子和該安全閥外形不同β 8·如申請專利範圍第1項之封閉放具士 r + L J闲式長方形電池，其中該電 池外殼不厚於六公釐。 9. 如申請專利範圍第丨項之封閉式長方形電池， 其中具有該第一孔洞之—個圓柱突出部分形成於 該電池外殼：， 冑封閉式長方形電池更進—步包含一個絕緣的墊 圏，並且 該電端子之該軸桿構件於該突出部分内穿過該第 —孔洞伸出，並經由該塾圈與該電池外殼絕緣隔離。 10. 如申請專利範圍第9項之封閉式長方形電池，其中一個 突出部分的頂緣是尖削形的，並且該密封蓋子和該軸桿 隨同插Μ該墊圈之該突出部分之該頂緣被密封。 U ‘如申β專利範圍第9項之封閉式長方形電池，其申經由 填塞該軸桿在一個突出部分的頂端，使該軸桿附接上該 突出部分。 12. 如申請專利範圍第9項之封閉式長方形電池，其中該突 出部分形成於一個密封蓋子的主要表面，並至少距離該 主要表面一公愛。 13. 如申請專利範圍第9項之封閉式長方形電池，其中該突 __一出部分形成於一個密封蓋子的主要表面，並且形成該密 本紙張尺度適財闕家標準（CNS)A4规格⑽：297公^·· 7 Μ--------IT---------^ (請先Mtt背面之注意事項再填窝本頁) 24 311856 六、申請專利範圍 封蓋子的材料的厚度’在該突出部分較 他部位更薄。 莕封蓋子的其 14.如令請專利範圍第9項之封閉式長方形電池 含配置於該封閉式長方形電池 步包 —± 邵之—個絕緣板，苴中 該軸桿是-個敍釘狀的構件，具有—個頭右二 式長方形電池之内部有一個鉤子 在該封閉 ^個鉤子狀的部份，該軸捍通過 該絕緣板並附接上該突出部分， 入該絕緣板。 料子㈣部份插陷 15.如_請專利範圍第以之封閉式長方形電池，其中該輕 桿更進一步具有一個爲平端’並且該封閉式長方形電池 進一步包含： 一個發電機構件，該發電機構件包含至少具有第一 極性之一個第一構件’至少具有第二極性之一個第二構 件，和至少一個插置於每個第—構件和第二構件間之分 隔器’該發電機構件用電解液浸潰；以及 一個連接構件’該連接構件用於將該軸捍之該扁平 端’連接到至少一個第一構件。 iTi,濟部智慧財產局員工消費合作社印製 16.—種製造封閉式長方形電池的方法，包含·· 電極端子附接步驟，用來附接電極端子到由外包殼 和密封盍子構成之一個金屬電池外殼，並使該電極端子 與該電池外殼呈絕緣隔離狀態； 安全閥附接步驟，用於附接一個返回式安全間於該 電池外殼，以致該安全閥以不同極性充電到該電極端 子； 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 25 311856

   六、申請專利範圍 電極端子連接步驟，用於電連接該電極端子至—個 發電機構件；以及 密封步驟，用來放亶該發電機構件進入該外包殼， 配置該密封蓋子坎入該外包殼之一個開口，和經由雷射 烊接該密封蓋子和一個開口的邊緣來密封該電池。 17. 如申請專利範圍第16項之製造的方法，其中該電極端子 連接步驟在該電極端子附接步驟之前執行，而該電極端 子附接步驟執行在該密封步騍之前。 18. 如申請專利範圍第16項之製造的方法’其中該電極端子 附接步驟形成在該密封蓋子内具有一個中心孔之一個 圓柱狀突出部分，插入一個墊圈進入該突出部分並且插 入一個轴桿進入該墊圈，同時固定該軸桿於該突出部 分。 19_如申請專利範圍第18項之製造的方法，其令該電極端子 附接步驟經由填塞該電池的外部來附接該軸桿於該突 出部分。 20.如申請專利範圍第19項之製造的方法，其中該電極端子 生產步驟經由按壓一個密封蓋子的主要表面以形成該 突出部分，使一個突出部分的頂端呈尖削狀，並以突出 部插陷在放置於該突出部分和該電極端子間之一個墊 圈方式，填塞該電極端子的一端至突出部分呈尖削狀的 頂端。 21_如申請專利範圍第18項之製造的方法其中該電極端子 ι生產步驟使於該密封蓋子之該突出部分厚度比密封蓋 ίϋ尺度適用中國國家標準（CNS)A4規^^1〇 χ挪） 311856 , . 1 --------^---------線 {靖先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 h 社 印 製 26 AS Β8 C8 D8 4 65 ί 35 六、申清專利範圍 子的其他部分更薄。 2 2 ·如申請專利截圖& 圍第18項之製造的方法，其中 生產步驟，使且有如—人 ^ X電極端·? 之/、有—個包含一個鉤狀部份的碩部之鉸食 形構件的一個轴桿被刻上螺紋’穿過該密封蓋子内之- 個絕緣板和該犬出部分，然後以該夠狀部份插陷入該擴 板内方式附接該軸桿到該突出部分。 J·裝·-------訂··--------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 x 297公釐） 27 311856