电池和制造电池的方法

摘要

一种用于制造电池的方法，其包括：提供具有至少一个金属嵌块(22)的盖子(31)，该金属嵌块包含用于板接头的一个或多个孔(26)。在装配电池期间，将盖子(31)放置在板堆上以使电池板的板接头延伸到一个或多个孔(26)中。然后，对金属嵌块(22)的外表面进行加热以将板接头焊接到嵌块(22)上。

权利要求

1.一种制造电池的方法，其包括如下步骤：

i)对板组件进行装配，所述板组件包括至少一个具有板接头的正极板和至少一个具有板接头的负极板；

ii)将所述板组件嵌入电池容器；

iii)定位盖子，所述盖子包括具有外表面和内表面的至少一个金属嵌块，所述金属嵌块还具有用于所述一个或多个板接头的一个或多个孔，以使所述一个或多个正极板或负极板的所述一个或多个板接头延伸到所述一个或多个孔中，所述金属嵌块与所述盖子的主体的材料相接触的外围区域向外弯曲，且不具有尖锐的拐角，并且被成形为使得所述嵌块的金属与所述盖子的相邻部分的材料之间的接触面提供弯曲的路径以防止流体从所述电池中泄露；以及iv)对所述金属嵌块或每个金属嵌块的所述外表面的至少一部分进行加热，从而将延伸进入所述一个或多个孔的所述板接头与所述金属嵌块焊接到一起；

其中每个所述金属嵌块在所述电池容器的至少一个侧壁上延伸。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述盖子包括第一金属嵌块和第二金属嵌块，并且所述一个或多个正极板的所述一个或多个板接头延伸到所述第一金属嵌块的一个或多个孔中，并且所述一个或多个负极板的所述一个或多个板接头延伸到所述第二金属嵌块的所述一个或多个孔中。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤iii)之后，将所述盖子密封到所述电池容器上。

4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的方法，其中，所述一个或多个嵌块中的每一个均包括多个孔，并且每个所述孔包括单个板接头。

5.根据权利要求1至3中的任意一项所述的方法，其中，所述一个或多个嵌块中的每一个均包括用于容纳多个板接头的单个孔，并且，将具有多个孔的第二套管绕所述板接头安装到所述单个孔中。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述盖子包括不止一个具有相同设计的金属嵌块。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个孔的大小和形状被设置为使当所述板接头进入所述孔时，所述板相互齐平。

8.根据权利要求1所述的方法，其中将所述嵌块的金属熔化小于5mm的深度。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述焊接包括使用加热工具、火焰或者两者的结合。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述焊接步骤之后，将保护层应用于所述金属嵌块的所述外表面。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个孔在两端均为开口的，也就是说，在所述嵌块的所述外表面处和所述嵌块的所述内表面均为开口的。

12.根据权利要求1所述的方法，其中所述嵌块上至少形成有所述一个或多个孔的部分是由铅合金制成的。

13.根据权利要求1所述的方法，其中所述金属嵌块包括用于附接终端电缆的装置，所述装置是黄铜或紫铜构件。

14.根据权利要求1所述的方法，其中当从上方观察时，每个所述金属嵌块大致为矩形或三角形，并具有凸向弯曲的侧边。

15.根据权利要求1所述方法，其中在所述一个或多个孔的附近，所述嵌块的外表面是平面。

16.根据权利要求1所述的方法，其中所述嵌块具有多个孔。

17.根据权利要求16所述的方法，其中所述多个孔被排列为一行，所述行的长度垂直于所述孔的最长的维度。

18.根据权利要求16所述的方法，其中所述孔是槽型的。

19.根据权利要求1所述的方法，其中每个所述嵌块具有用于包含多个板接头和第二套管的单个孔。

20.根据权利要求1所述的方法，其中所述盖子包含第一嵌块和第二嵌块。

21.一种电池，其包含：

一个或多个正极板和一个或多个负极板，所述正极板和所述负极板中的每一个均具有板接头；

容器；以及

容器的盖子，其包含至少一个金属嵌块，所述金属嵌块与所述盖子的主体的材料相接触的外围区域向外弯曲并且不具有尖锐的拐角，并且所述金属嵌块被成形为使得当所述嵌块被模制到所述电池盖子中时，所述嵌块的金属与所述盖子的相邻部分的所述材料之间的接触面提供弯曲的路径，以防止流体从所述电池中泄露；

其中，所述一个或多个正极板或一个或多个负极板的所述一个或多个板接头延伸到所述盖子中并且被焊接到所述金属嵌块中，所述焊接方法是只对所述金属嵌块的所述外表面进行加热以使仅所述金属嵌块的外部被熔化，以及其中至少一个金属嵌块在所述电池容器的至少一个侧壁上延伸。

22.根据权利要求21所述的电池，其中所述盖子包括用于所述正极板的第一嵌块和用于所述负极板的第二嵌块。

23.根据权利要求21或22所述的电池，其为2V的铅酸蓄电池。

24.根据权利要求21所述的电池，其中所述板接头延伸到距离所述金属嵌块或每个金属嵌块的所述外表面5mm以内。

25.根据权利要求21所述的电池，其中所述一个或多个嵌块立于所述盖子的所述外表面上。

26.根据权利要求21所述的电池，其中所述正极板的数目等于所述负极板的数目。

27.一种制造铅酸蓄电池的方法，其包括如下步骤：

i)装配包含一个或多个正极板和一个或多个负极板的板堆，每个所述正极板和每个所述负极板均具有板接头；

ii)将所述板堆插入电池盒以使所述板接头从所述盒突出；

iii)将盖子置于所述盒上，所述盖子包括第一金属嵌块和第二金属嵌块，所述第一金属嵌块具有用于所述正极板的所述一个或多个板接头的一个或多个孔，所述第二金属嵌块具有用于所述负极板的所述一个或多个板接头的一个或多个孔，以使所述板接头进入所述孔中，所述第一金属嵌块和所述第二金属嵌块大致为矩形或三角形且具有凸向弯曲的边，并且其侧面被成形为当所述嵌块被模制到所述电池盖子中时，所述嵌块的金属与所述盖子的相邻部分的所述材料之间的接触面提供弯曲的路径，以防止流体从所述电池中泄露；

iv)将所述盖子密封到所述盒上；以及

v)将所述一个或多个正极板接头焊接到所述第一金属嵌块，并将所述一个或多个负极板接头焊接到所述第二金属嵌块，其中所述第一和第二金属嵌块中的每一个在所述盒子的至少一个侧壁上延伸。

28.一种电池，其包括：

i)电池盒；

ii)所述盒内的板堆，其包括一个或多个正极板和一个或多个负极板，每个正极板和每个负极板均具有板接头；以及iii)所述盒的盖子，其包括由不导电材料制成的主体和分别安装在所述盖子的所述主体中的第一开口和第二开口的第一金属嵌块和第二金属嵌块，所述第一金属嵌块和所述第二金属嵌块大致为矩形或三角形且具有凸向弯曲的边，并且其侧面被成形为当所述嵌块被模制到所述电池盖子中时，所述嵌块的金属与所述盖子的相邻部分的所述材料之间的接触面提供弯曲的路径，以防止流体从所述电池中泄露；

其中所述正极板的所述一个或多个板接头从所述板堆向上延伸到所述第一开口并被熔合到所述第一嵌块中，所述负极板的所述一个或多个板接头从所述板堆向上延伸到所述第二开口中并被熔合到所述第二金属嵌块中，以及其中所述第一和第二金属嵌块中的每一个在所述盒子的至少一个侧壁上延伸。

说明书

电池和制造电池的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及电池，特别是铅酸蓄电池，并且涉及制造电池的方法。

背景技术

[0002] 铅酸蓄电池特别包括一个或多个电解槽，每个电解槽具有正极板和负极板，它们由多孔绝缘材料片隔开。这种电池的制造方法通常包括下面的步骤：

[0003] 1)根据需要将正极板、负极板以及分隔板组件形成板堆。每个板均具有板接头，并且在板堆中，相同极性的板的板接头对准，从而形成两行。

[0004] 2)用沿着接头所在的行延伸的铅带将每个极性的板连接到一起。该铅带包括用于连接到相邻电解槽的接线端或铅标签。

[0005] 3)然后，将板堆插入电池容器中。

[0006] 4)当电池包括不止一个电解槽、并且因此具有不止一个板堆时，通过在容器中打的孔将相邻板堆的标签焊接在一起。

[0007] 5)将盖子熔焊到容器上。

[0008] 6)将盖子与接线端之间的缝隙密封。

[0009] 7)用酸填充电池，将通风孔置于适当的位置，并且进行其它后整理步骤。

[0010] 可改变加工步骤以适应特殊的环境。例如，在一些情况下，在形成铅带之前，将板堆插入容器中。

[0011] 传统地，板/带连接是通过首先浇铸带然后将各个板接头焊接到该带而形成，或者通过将铅带直接浇铸到板接头所在的行上。浇铸过程通常是通过使用带铸造机自动化或半自动化地实现，该铸带机收集各个板堆、将其倒转、准备板接头用于焊接、将铅浇铸到模具中并降低板堆，从而每行板接头均浸入模具中并且使带铸件位于其上。然而，带铸造机通常复杂且昂贵，并且通常在带铸造机之前和之后需要其它的电池处理设备以达到最佳生产率。

发明内容

[0012] 本发明提供了用于制造电池的方法，其包括如下步骤：

[0013] i)对板组件进行装配，所述板组件包括至少一个具有板接头的正极板和至少一个具有板接头的负极板；

[0014] ii)将所述板组件嵌入电池容器；

[0015] iii)定位盖子，所述盖子包括具有外表面和内表面的至少一个金属嵌块，所述金属嵌块还具有用于所述一个或多个板接头的一个或多个孔，以使所述一个或多个正极板或负极板的所述一个或多个板接头延伸到所述一个或多个孔中，所述金属嵌块与所述盖子的主体的材料相接触的外围区域向外弯曲，且不具有尖锐的拐角，并且被成形为使得所述嵌块的金属与所述盖子的相邻部分的材料之间的接触面提供弯曲的路径以防止流体从所述电池中泄露；以及

[0016] iv)对所述金属嵌块或每个金属嵌块的所述外表面的至少一部分进行加热，从而将延伸进入所述一个或多个孔的所述板接头与所述金属嵌块焊接到一起，其中每个所述金属嵌块在所述电池容器的至少一个侧壁上延伸。

[0017] 金属嵌块的外表面是位于成品电池的外表面上的表面。相反地，在成品电池中，金属嵌块的内表面位于电池的内部。因此，在具有盒型容器和安装于盒的顶部的盖子的传统电池中，金属嵌块的外表面将位于盖子的上表面并且嵌块的内表面将位于下面。

[0018] 将理解到，本发明的电池可被用于任何方向，并且因此本文使用的词汇“盖子”包括电池容器上的任何形式的外盖或盖子，无论方向是什么。因此，盖子可位于电池侧面或电池的地面。如下所述，这些板可在不止一侧具有接头，因此电池可具有不止一个盖子。例如，电池可具有上表面的盖子和下表面的盖子。

[0019] 本发明还提供了用于制造铅酸蓄电池的方法，其包括如下步骤：

[0020] i)装配包含一个或多个正极板和一个或多个负极板的板堆，每个所述正极板和每个所述负极板均具有板接头；

[0021] ii)将所述板堆插入电池盒以使所述板接头从所述盒突出；

[0022] iii)将盖子置于所述盒上，所述盖子包括第一金属嵌块和第二金属嵌块，所述第一金属嵌块具有用于所述正极板的所述一个或多个板接头的一个或多个孔，所述第二金属嵌块具有用于所述负极板的所述一个或多个板接头的一个或多个孔，以使所述板接头进入所述孔中，所述第一金属嵌块和所述第二金属嵌块大致为矩形或三角形且具有凸向弯曲的边，并且其侧面被成形为当所述嵌块被模制到所述电池盖子中时，所述嵌块的金属与所述盖子的相邻部分的所述材料之间的接触面提供弯曲的路径，以防止流体从所述电池中泄露；

[0023] iv)将所述盖子密封到所述盒上；以及

[0024] v)将所述一个或多个正极板接头焊接到所述第一金属嵌块，并将所述一个或多个负极板接头焊接到所述第二金属嵌块，

[0025] 其中所述第一和第二金属嵌块中的每一个在所述盒子的至少一个侧壁上延伸。

[0026] 本发明还提供了用于电池盖子的金属嵌块，其具有：

[0027] i)一个或多个孔，用于插入板组件的一个或多个正极板或者一个或多个负极板的一个或多个板接头；和

[0028] ii)用于固定终端电缆的装置。

[0029] 本发明进一步提供了包含这种嵌块的电池盖子。

[0030] 本发明进一步提供了电池，其包括：

[0031] 一个或多个正极板和一个或多个负极板，所述正极板和所述负极板中的每一个均具有板接头；

[0032] 容器；以及

[0033] 容器的盖子，其包含至少一个金属嵌块，所述金属嵌块与所述盖子的主体的材料相接触的外围区域向外弯曲并且不具有尖锐的拐角，并且所述金属嵌块被成形为使得当所述嵌块被模制到所述电池盖子中时，所述嵌块的金属与所述盖子的相邻部分的所述材料之间的接触面提供弯曲的路径，以防止流体从所述电池中泄露；

[0034] 其中，所述一个或多个正极板或一个或多个负极板的所述一个或多个板接头延伸到所述盖子中并且被焊接到所述金属嵌块中，所述焊接方法是只对所述金属嵌块的所述外表面进行加热以使仅所述金属嵌块的外部被熔化，以及其中至少一个金属嵌块在所述电池容器的至少一个侧壁上延伸。

[0035] 通过对金属嵌块的外表面进行加热，将一个或多个板接头焊接到金属嵌块。因此，板接头与嵌块之间的焊接是在该嵌块或每个嵌块的外表面的附近。

[0036] 本发明进一步提供了电池，其中盖子包括由不导电材料制成的主体，其具有第一和第二开口和分别固定在第一和第二开口中的第一金属嵌块和第二金属嵌块，并且其中正极板的板接头延伸到第一开口中并被焊接到第一嵌块中，负极板的板接头延伸到第二开口中并被焊接到第二金属嵌块中。

[0037] 本发明还提供了电池，其包括：

[0038] i)电池盒；

[0039] ii)所述盒内的板堆，其包括一个或多个正极板和一个或多个负极板，每个正极板和每个负极板均具有板接头；以及

[0040] iii)所述盒的盖子，其包括由不导电材料制成的主体和分别安装在所述盖子的所述主体中的第一开口和第二开口的第一金属嵌块和第二金属嵌块，所述第一金属嵌块和所述第二金属嵌块大致为矩形或三角形且具有凸向弯曲的边，并且其侧面被成形为当所述嵌块被模制到所述电池盖子中时，所述嵌块的金属与所述盖子的相邻部分的所述材料之间的接触面提供弯曲的路径，以防止流体从所述电池中泄露；

[0041] 其中所述正极板的所述一个或多个板接头从所述板堆向上延伸到所述第一开口并被熔合到所述第一嵌块中，所述负极板的所述一个或多个板接头从所述板堆向上延伸到所述第二开口中并被熔合到所述第二金属嵌块中，以及

[0042] 其中所述第一和第二金属嵌块中的每一个在所述盒子的至少一个侧壁上延伸。

[0043] 在本发明的方法中，金属嵌块实现传统板带的功能，并且通过焊接简单地熔合于板接头。任何适合的焊接方法均可被使用。例如，可使用如下所述的改进的后燃烧机进行焊接。后燃烧机在一些自动电池的传统制造中用于选择性地将接线端的上部与模制于盖子中的周围的铅套环熔化在一起，从而将接线端与盖子之间的缝隙密封。与铸带机相比，后燃烧机相对简单且便宜，并且更容易合并到自动生产线或半自动生产线中。因此，与形成传统制造方法的步骤的带相比，本发明的方法得以简化。此外，因为无需在电池容器内的带上进行浇注，因此，与传统的设计相比，电池的高度可在很多情况下得以减小。

具体实施方式

[0044] 本发明的方法特别适合于铅酸蓄电池的制造。这种电池被用于包括备用动力和原动力的多种应用。在优选的实施方式中，该电池是阀控铅酸(VRLA)蓄电池，但是本发明的处理同样地可应用于富液电池和动力电池。

[0045] 正极板和负极板可为任意期望的形状或大小。词汇“板”通常指任意的电池电极。本发明可应用于圆形电池、管状电池和双极电池，并可应用于具有传统的矩形平板的电池。

[0046] 板接头也可为任意期望的形状和大小，但其通常为矩形。板接头优选地比传统的稍微长一些，以便延伸到将被熔化的金属嵌块部分。板接头可至少为20mm长，优选地，至少为25mm长，例如，至少30mm长。在传统的铅酸蓄电池中，板接头通常较短，例如，小于如20mm长，以使使用的材料用量最小和/或使电池的总长度最小。

[0047] 每个正极板和/或负极板均可具有不止一个接头，例如，可具有两个接头。(每个板具有两个接头的电池被称作“双标签”设计)。“额外的”接头可位于板的顶边处、或者位于板的底边、或可预想地位于板的侧边。当板在顶边和底边上具有接头时，电池可具有两个“盖子”(顶盖和底盖)，每个盖子具有至少一个金属嵌块。当板在顶边上具有两个接头时，盖子可包括用于正极板接头的两个嵌块(每个嵌块用于一组正极接头)，或者可只包括一个具有两组孔的“正极”嵌块。将理解到，这些变化属于本发明的范围内。

[0048] 在优选的实施方式中，正极板和负极板是矩形的，每个板的板接头从一个短边开始延伸。

[0049] 板组件可为板堆。该板组件可通过使用正极板和负极板交替的传统方法装配。该板组件也可包括一个或多个分隔件。这些分隔件也可具有传统的设计。例如，板组件可在每对极性相反的板之间包括玻璃纤维分隔件。虽然板组件可能只包含一个正极板和一个负极板，但是该组件通常将包括多个正极板和多个负极板。

[0050] 在本发明的方法中，电池的盖子包括连接到板接头的至少一个金属嵌块。该电池可包括传统板带与利用根据本发明方法的嵌块形成的连接器的组合，例如，负极板上的传统板带和正极板的金属嵌块。在这种情况下，盖子可包括奇数个嵌块，例如，一个嵌块。然而，为了实现本发明的全部优点，对于电池的每个电解槽，盖子优选地包括两个嵌块，一个对应于正极板，一个对应于负极板。优选地，盖子包括第一金属嵌块和第二金属嵌块，并且一个或多个正极板的一个或多个板接头延伸到第一金属嵌块的一个或多个孔中，而一个或多个负极板的一个或多个板接头延伸到第二金属嵌块的一个或多个孔中。在优选的实施方式中，电池是单电解槽2V铅酸蓄电池，并且盖子包括两个金属嵌块。

[0051] 容器可为传统的电池盒。对于单个电解槽，电池容器可只具有单个隔室。可选择地，对于多电解槽电池，电池容器可具有多个隔室。这种多电解槽电池被称作“整体”电池。可在将盖子置于板堆上之前或之后，将板堆被插入电池容器中。在优选的实施方式中，在步骤i)之后且在步骤ii)之前，将板堆插入容器中，以使安装简单。

[0052] 优选地，电池容器具有用于将电池容器连接到一个或多个相似的电池容器的装置。这样，本发明的电池可相互连接成组，以提供更高的电压和/或更高的电流电量。例如，可将6个2V电池连接在一起以提供12V电池组。按照这种方式，在使盖子设计保持相对简单的情况下，可实现具有高电压和/或电流电量的电池。用于连接的装置可包括位于容器的一个或多个外壁上的凸出部分和/或凹进部分。

[0053] 在一个实施方式中，该容器是用于整体电池的容器，例如，该容器可具有多个隔室，从而提供更高的电压电池(例如：4V、6V、8V、10V、12V、16V、24V、48V)，每个隔室均用于额定的2V电解槽。在这种实施方式中，盖子将具有相应数目的嵌块，优选地，每个电解槽隔室两个嵌块。用于每种极性板的嵌块中的两个或更多个可连接在一起或制成单件。优选地，在将盖子放置在板组件上之前，将所需数模的板组件将相对于彼此被放置在适当的位置(并且更优选地，插入容器中的相应隔室中)，其中，每个板组件用于成品电池的一个电解槽。

[0054] 可选地，电池是单电解槽电池，特别是2V铅酸蓄电池。在该实施方式中，与整体设计相比，盖子的复杂性得以减小。

[0055] 通常，盖子包括主体，该主体通常为塑料材料，并且其中固定有一个或多个嵌块。为了制造简单，优选地，当盖子包括不止一个金属嵌块时，该不止一个嵌块都是相同的。因此，在这方面，还希望在本发明的电池中，每个电解槽中的正极板的数目等于该电解槽中的负极板的数目，以使板接头的数目相同。这与大多数传统铅酸蓄电池设计是相反的，传统的设计趋向于每个电解槽具有的正极板比负极板多一个或少一个。

[0056] 在传统的电池设计中，因为在电池的使用周期中正极板比负极板更容易被腐蚀，因此正极板的接头通常比负极板的接头厚。在本发明的方法中，正极板的接头也可比负极板的接头厚，在这种情况下，正极板的金属嵌块中具有的孔也可比负极板的金属嵌块中的孔更宽。可选择地，可减小正极板的接头的厚度，例如，通过抛光或在制造板的过程中减小，以与负极板的接头的厚度匹配。因此，在优选的实施方式中，至少进入孔的正极板接头部分具有与负极板接头的相应部分相同的大小和形状，以便可使用相同的嵌块。可选择地，电池盖子包括正极板的第一设计的嵌块和负极板的第二设计的嵌块。在该实施方式中，正极板接头无需被变薄，并且可包含不同数目的正极板和负极板。

[0057] 每个金属嵌块将具有至少一个孔，用于容纳其接头。每个孔可容纳不止一个板接头，或者可选择地，每个孔容纳单个板接头。

[0058] 在一个实施方式中，嵌块将包含用于每个板接头的孔，更确切地说，每个板接头将进入其指定孔中。将对这个孔或这些孔的大小和形状进行配置，并使其隔开，以使当盖子与板组件结合在一起时，每个板接头都将凸至孔中。优选地，孔的大小和形状被配置为使其被安装在板接头的附近，从而使其能被有效地焊接，并且不会使其太紧密而导致盖子与板组件的结合变得困难。例如，每个嵌块可具有一行孔，每个孔均为槽的形式，行的长度方向垂直于每个槽的长度方向。盖子与板组件被结合在一起以使板接头与孔配合。孔在嵌块的内表面(面向装配的电池中的板组件的表面)是开口的，以允许板接头进入。优选地，孔在嵌块的外表面也是开口的，从而允许板接头延伸到外表面。如果孔在嵌块的外表面不是开口的，那么优选地，孔延伸到嵌块的外表面附近，例如，距离嵌块的外表面5mm以内，更优选地，2mm以内，甚至更优选地，1mm以内，以便可从电池装配的外部对孔进行焊接。

[0059] 可选择地，每个孔均可容纳多个板接头。在这种情况下，可提供次级套管，其绕板接头安装到孔中。可在盖子已经被安装在板组件上之前或之后且在焊接步骤之前，将次级套管放置在适当的位置。优选地，在盖子被安装在板组件上之前，将次级套管被放置在板接头上的适当位置。优选地，次级套管与嵌块由相同的金属制成。在焊接期间，接头、套管和嵌块将全部被焊接到一起。

[0060] 在传统的电池制造过程中，通常，必须仔细地将板组件中的板对准，以使在进行带铸造之前，每种极性的板接头均排列到相应的行中，从而保证适当厚度的铅被浇注在每个接头附近。在本发明的方法中，如果孔不明显大于板接头，那么，当板接头进入孔中时将变得接近对准，并且因此不需要单独的对准步骤。有利地，孔的大小和形状被设置为使得当板接头进入孔中时，板变得相互对准。例如，孔的内壁可均在朝向嵌块的外表面的方向上逐渐变细，以使接头和板在滑到孔中时逐渐地对准，或者，嵌块的内表面上的孔的开口可具有倾斜的边缘或者将是圆形的，和/或具有小的凸棱或尖头以更好地定位接头。接头还可在其上端具有斜槽以帮助在孔中的定位。

[0061] 金属嵌块可为任何适合的大小和形状。其应该足够深，从而可将外部熔化以提供与板接头接触的期望区域，而无需熔化到嵌块的下侧，从而允许熔化的金属滴入电池的内部。它还应该足够长，以使其可容纳板堆中的正极板或负极板的所有板接头。优选地，当从电池的外部观察时，成品盖子中的嵌块的外围区域与盖子主体的材料向外弯曲地接触，而不是直线地或内弯曲地接触，并且该外围区域不具有尖锐的拐角，从而在无需集中应力的情况下，在嵌块附近模制盖子时产生的、盖子主体的材料的任何收缩使外壳的材料相对于嵌块被拉紧。优选地，该嵌块在与嵌块的主体的材料相接触的区域中不具有尖锐的拐角。在优选的形式中，从电池的外部观察，嵌块大致为具有凸形曲线侧边的矩形或三角形。

[0062] 优选地，与嵌块的主体的材料相接触的区域(通常是嵌块的侧面)被成形为当该嵌块被模制到电池盖子中时，嵌块的金属与盖子的相邻部分的材料之间的接触面提供弯曲的路径，以防止流体从电池中泄露。这有助于防止电池的内含物通过接触面泄露。

[0063] 该嵌块或每一个嵌块优选地包括用于连接终端电缆的装置。用于连接终端电缆的装置可为任意适合的形状，例如，其可为将电缆夹持与其上的简单的柱或翼，或者可为从嵌块突出且利用螺母将电缆固定于其上的螺纹构件，或者可为内部有螺纹且利用螺丝将具有螺纹的电缆连接器拧固于其上的凹槽。该嵌块可由任何适合的金属或金属的组合制成。优选地，连接终端电缆的装置是黄铜构件或紫铜构件。例如，金属嵌块可包括铅合金模具，其包括一个或多个孔，并进一步包括被模制到铅合金模具并从铅合金模具突出的黄铜构件或紫铜构件。

[0064] 这些嵌块可通过硬模铸造、重力铸造、熔模铸造、机械加工或任何其它合适的方法被制成。

[0065] 在本发明的方法的焊接步骤中，优选地从电池装配的外侧对嵌块进行加热，通常是从上方熔化嵌块的上部。优选地，位于一个或多个孔的附近区域的嵌块的上表面是平面。优选地，一个或多个嵌块中的每个都被固定在盖子的主体中的相应开口中，并且这些开口的大小和形状被配置为使特定嵌块的所有板接头延伸到开口中从而能够从电池装配的外部进行焊接。优选地，盖子的主体中的开口的大小和形状被配置为使嵌块的暴露部分延伸到所有板接头的周围，且在板接头的周围具有足够的余量，以防止在焊接期间烧到盖子的主体。

[0066] 在很多传统的电池中，板组件中的端板被压在电池容器的相邻壁上并与之非常接近。铅带的大小适于安装在容器内，从而为了在两个端板的接头周围提供足够厚度的铅带，通常必须使这些接头向内弯曲。这或者是耗时的手动操作，或者需要专用设备和加工步骤以执行该任务。在本发明的方法中，可避免该步骤。为了在板组件的极端处容纳板接头，该金属嵌块或者每个金属嵌块将优选地延伸到电池容器的至少一个侧壁上。在这种情况下，金属嵌块将被提升到盖子与容器之间的封口的上方，以使其不会妨碍该封口。可选择地，最外面的孔(即，接近电池容器的侧壁的孔)被成形为使当盖子位于板组件上时使最外面的接头向内弯曲。

[0067] 一个或多个嵌块可以任何合适的方式被固定到盖子内，例如，通过使用如环氧树脂等粘合剂。该嵌块或每个嵌块的外表面的至少一部分上可具有涂层，以帮助在模制过程中将嵌块粘结到聚合物上。优选地，盖子的主体被模制到一个或多个嵌块周围以将其固定在合适的位置。例如，对于具有两个嵌块的盖子，嵌块将被放置在模制工具中的适当位置中，工具的这些部分将绕嵌块闭合，并且将塑料材料注入以在嵌块周围形成盖子的主体。将该模具冷却然后打开以放开盖子。当盖子是用于整体电池时，盖子可包括不止两个金属嵌块，并且可进一步包括两个或更多个嵌块之间的连接，其也可被模制到盖子中。盖子的主体可由任何适合的不导电材料制成，例如，传统地用于电池盖子的塑料材料中的一种。

[0068] 除了嵌块，盖子通常还包括其它传统的特征，例如，通风孔和把手。

[0069] 尽管嵌块将通常比盖子的上部更厚并且因此可立于盖子的上表面上，但是，为了使电池的高度最小，优选地，金属嵌块大致位于盖子的主体的上表面高度。优选地，板接头与金属嵌块之间的焊接点位于嵌块与盖子的主体之间的接触面的高度(更确切地说，不高于该接触面也不低于该接触面)。

[0070] 盖子可通过传统的方法被固定到电池容器上，例如，通过粘合剂或通过加热密封。可选择地，盖子通过加热密封的方式被固定到容器上。

[0071] 在本发明的方法中，板接头被焊接到金属嵌块上(或者被焊接到前述的次级套管上，该套管也被焊接到主嵌块上)。本文使用的术语“焊接”通常是指这样的方法，即，将板接头和嵌块通过熔化的金属结合到一起。焊接可包括外部金属源，例如，焊料。焊接可包括电弧。然而，优选地，通过对嵌块的暴露上表面进行加热以熔化嵌块和/或板接头的金属以使其熔合到一起，而完成焊接步骤。可以任何合适的方式进行加热，例如，通过接触加热工具，或者通过使用火焰或者通过等离子体焊接。优选地，加热被限制到金属嵌块的期望部分，例如，通过使用屏蔽组件或冷却工具防止接近嵌块的盖子的主体部分被过度加热。可通过改进的后燃烧机完成焊接步骤，以对嵌块的期望部分进行加热。因此，当嵌块包括一行用于板接头的槽型孔时，后燃烧器将对嵌块的外表面区域进行加热，该区域包括这些孔并且围绕这些孔。

[0072] 在焊接步骤之后，优选地，使用环氧树脂等密封材料对金属嵌块的上表面进行密封从而为泄露提供次级屏障。

[0073] 本发明的方法还可包括一个或多个传统的后处理步骤，例如：填充电解液、充电和增加通风帽。

[0074] 将理解到，本文的基准量“上部”、“下部”、“上面”、“下面”、“垂直”、“水平”和关于成品电池的相似的术语将被认为是指在正常工作方向上的电池，除非根据上下文可清楚得到另一个意思。

[0075] 在一个实施方式中，盖子位于电池的顶部。在该实施方式中，金属嵌块的外表面将为其上表面，金属嵌块的内表面将为其下侧，并且板接头从板堆向上延伸到金属嵌块的孔中。

附图说明

[0076] 现在，将参考附图对本发明的实施方式进行描述以用于图解说明，其中：

[0077] 图1示出了在本发明的方法中使用的电池容器内的板堆的俯视透视图；

[0078] 图2a)和b)分别是在本发明的方法中使用的电池盖子的俯视透视图和仰视透视图；

[0079] 图3a)和b)分别是在图2a)和b)的电池盖子中使用的金属嵌块的俯视透视图和仰视透视图；

[0080] 图4是包含图1的容器和图2a)与b)的盖子的本发明的电池的透视图；

[0081] 图5是图4的电池的上部的垂直截面；

[0082] 图6示出了本发明的另一电池的一些部分；

[0083] 图7a和7b分别是另一形式的金属嵌块的俯视透视图和仰视透视图；

[0084] 图8a和8b分别是包含两个图7a和7b所示类型的金属嵌块的电池盖子的俯视透视图和仰视透视图；

[0085] 图9是包含图8a和8b中示出的盖子的电池组件的上部的垂直截面；

[0086] 图10是包含图8a和8b的盖子的成品电池装配的透视图。

[0087] 图1示出了根据本发明的部分装配的铅酸蓄电池，其包括容纳在电池容器2中的板堆1形式的板组件。板堆1包括以传统的交替方式堆叠的5个正极板和5个负极板。每个负极板均具有负极板接头3，而每个正极板均具有正极板接头4。正极板和负极板的主体(图1未示出)具有传统的矩形结构。板堆1还包括10个由玻璃棉制成的矩形分隔件5。如果需要的话，可在板堆的每端添加垫块以将板堆与电池容器的端壁隔开。

[0088] 各个负极板接头基本相同，均为矩形，并且从负极板的上边缘中的相同位置处突出以形成一行。

[0089] 正极板接头4通常与负极板接头3相似，除了每个正极板接头均具有更厚的下部4a(其对应于正极板的厚度)和被模制为具有与负极板接头3相同的厚度的上部4b。正极板接头与负极板接头中的每一个均比宽度长，并且在容器2的顶部突出。

[0090] 容器2是塑料电池盒。其在顶部是打开的，并且在其上边缘周围具有盖子2a，在热密封之后，当容器盖子位于适当的位置时，其位于上边缘上。容器2的两个长的侧面均具有水平槽和脊的形状，其被设计为与另一个相同的电池容器的相应的凹槽和突出脊互锁。按照这种方式，通过沿着水平方向将其长侧面一起滑动，可将图1中示出的电池容器2固定到另一个这样的电池容器上。容器2的每个端面也可具有用于在垂直方向上与相应的电池盒进行互锁的凹槽和突出脊7。按照这种方式，可将多个电池连接在一起以组成具有更大电压和/或电流电量的更大的电池组。

[0091] 图2a和图2b分别示出了与图1的容器一起使用的盖子8的上表面和下表面。盖子8通常是矩形的，并且包括用于正极板的第一金属嵌块9和用于负极板的第二金属嵌块10。两个嵌块9和10分别在中心电池通风孔11a的两侧模制到盖子8的塑料主体11中。
如图2a)和b)所示，嵌块9和10均稍微偏离盖子2的中心，以使第一嵌块9延伸到盖子8的一个长边缘上并且第二嵌块10延伸到盖子8的另一个长边缘上。嵌块9和10位于盖子
8的上表面8a上，且其上表面和下表面均为暴露的。

[0092] 金属嵌块9和10在设计上是相同的。图3a)和3b)分别示出了从上和从下观察的嵌块9和10。嵌块9和10具有铅合金的主体12，其通常是具有侧边的矩形，当从上方观察时，其侧边以凸出的方式稍微向外弯曲。嵌块的四个拐角是圆形的而不是尖锐的。嵌块还包括矩形的黄铜标签13，其从主体12的一个长侧边突出。在标签13中钻有圆孔13a，终端电缆可通过该圆孔栓接于标签13。

[0093] 通过将标签13定位到模具中、然后将铅主体12模制到标签13的一端上，而制成嵌块9和10。

[0094] 嵌块9和10的主体12具有5个孔14形成的行。每个孔14均为矩形槽的形式，槽的长侧边垂直于该行。槽14在嵌块9和10的上表面是开口的。如图3b所示，嵌块9和
10的下侧的中心区域是凹陷的，以减小嵌块中使用的铅合金的量，并且槽14与该凹陷区域也是相通的。槽14的大小被配置为当板接头3和4被插入凹槽时，凹槽的壁与接头之间具有约0.2mm的间隙。如图3b所示，嵌块9和10的下侧中的凹槽14周围的边缘15被稍微
倾斜以将板接头导向凹槽14。

[0095] 嵌块9和10的主体12的侧边被成形为具有3个绕嵌块的外围延伸的脊12a。

[0096] 盖子8是通过将第一金属嵌块9和第二金属嵌块10定位到模具中并在其附近注塑塑料主体11而制成的。当主体11冷却时，主体11的材料收缩，使其绕金属嵌块拉紧。嵌块的圆形拐角帮助减小塑料主体中产生的应力。

[0097] 图4示出了成品2V铅酸蓄电池。盖子8已经被热封到盒子2上，板接头3、4和嵌块9、10已经被焊接在一起，并且，环氧树脂层已经被应用于金属嵌块的上表面以形成硬涂层17，其作为用于防止泄露的次级屏障。图4中还示出了通风孔帽18，其已经被插入通风孔11a中。

[0098] 图5示出了穿过图5的电池的上部的部分横截面，其包括第二嵌块10。为了清楚起见，在图5中将嵌块10和负极板接头3示为分开的，而不是焊接在一起，并且，电解质未示出。

[0099] 如图5所示，板接头3足够长从而可向上延伸到金属嵌块10所位于的、盖子8的主体11中的开口中，并且事实上，接头3的上端与嵌块10的上表面是近似平齐的。因此，板接头3与嵌块10之间的熔化区域(未示出)也位于嵌块的上部区域。还可看出，在嵌块10的主体12的左手末端处(如图5所示)，嵌块10的主体12延伸到容器2的左手壁上。
图5还示出了负极板3a和正极板4a的配置和相对厚度。

[0100] 按照如下步骤对图1至图5的电池进行制造。

[0101] 首先，将负极板3a、正极板4a和分隔件5以传统的方式组装以形成板堆。然后，将板堆插入容器2中以形成图1所示的装配。

[0102] 将盖子8降低到容器盒2上，以使每个正极板接头4均进入第一金属嵌块9的一个槽型孔14中，并且使每个负极板接头3均进入第二金属嵌块10的槽型孔14中。当盖子8向下移动到接头3和4上时，板被对齐。然后，以传统的方式将盖子热封到容器盒2上。
然后，用改进的后燃烧机对金属嵌块9和10的上表面进行加热，以将金属嵌块9、10以及板接头3、4的上部熔化2至3mm，从而将相应的接头和嵌块焊接到一起。焊接使接头与嵌块之间的缝隙被密封，并使板相互电连接且与黄铜标签13电连接。

[0103] 然后，将如环氧树脂等密封材料应用于金属嵌块9和10的上表面并固化以形成涂层17。然后，经由通风孔11a将电解质添加到电池，并且在充电之后，将阀门、灭火器和通风孔帽18放置在适当的位置以得到成品电池。

[0104] 图6示出了板堆装配1，其包括5个负极板和5个正极板(图6未示出这些板)。每个负极板被包装在5个可弯曲的分隔件5中的相应的分隔件中。正极板接头4从每个正极板的上边缘处突出，并且负极板接头3从每个负极板的上边缘处突出。正极板4和负极板3被排列为两行。图6还示出了具有相同的设计的两个次级套管19，一个套管19略微位于正极板接头4的上方，另一个套管19位于负极板接头3上。

[0105] 每个套管19均大致为矩形，并且具有3个中心排列的孔20和位于每个末端的凹槽21，这些孔用于容纳相应行的中间3个板接头4和3，凹槽21用于容纳2个最外面的板接头4和3。3个中心孔20和凹槽21在套管19的下侧彼此间隔，且间隔距离等于板接头之间的间距，从而当套管19被降低到板接头上时，每个板接头可进入相应的孔20或凹槽21。每个凹槽21向内逐渐变细以使在套管19的上表面上每个凹槽21与其相邻的孔20之间的距离小于板接头之间的距离，从而当首先将套管19放置在板接头4和3上时，最外面的板接头的上部从凹槽21的上端突出。

[0106] 图6还示出了位于负极板接头3及其相关联的套管19上的金属嵌块10(为了清楚起见，未示出盖子的剩余部分)。嵌块10具有一个中心矩形孔14，其形状和大小大致与套管19相应。孔14的最外面的壁稍微成一定角度，从而当盖子被推到板堆1上时，最外面的板接头的上部向内弯曲，以使其与相应凹槽21的锥形面相靠(最外面的负极板接头3在图6中被示为处于该弯曲位置)。

[0107] 一旦盖子已经被放置在板堆1和容器上时(图6中未示出)，则将其热封到容器上。然后，将金属嵌块10、次级套管19和板接头3、4焊接到一起，并且如上所述参照图1至图5示出的电池，电池被完成。

[0108] 图7a和7b示出了在本发明的方法中使用的另一形式的金属嵌块22。金属嵌块22是具有圆形外围边缘的近似三角形。该外围边缘具有4个横向延伸的凸棱23，其在被模制到电池盖子的塑料材料中时提供弯曲的路径。嵌块22具有柱24，柱24具有内螺纹25，通过内螺纹25嵌块22可容易地连接到终端电缆。嵌块22还具有一行孔，具体包括5个槽型孔26，这些孔从嵌块的外表面27开始延伸到嵌块的内表面28。槽26中的每个均具有相同的形状，并且如图7a所示，具有稍微尖锐的末端。在图7b中示出的嵌块的内部的下表面处，每个槽均具有大的倾斜侧翼29，当具有嵌块的盖子位于板堆的顶部上时，侧翼29有助于将板接头定位在槽中。同样地如图7b所示，嵌块22的外壁也具有向下突出的凸棱30，当被模制到盖子的塑料中时，其提供进一步防止电解质从电池中泄露的屏障。

[0109] 图8a和8b分别示出了包含两个嵌块22的盖子31的俯视图和仰视图。如图8a所示，每个嵌块22均以这样的方式位于盖子31中，即，嵌块的外表面暴露在盖子31的上部外表面中，从而当嵌块位于具有突出至孔26中的板接头的板堆上时，通过对金属嵌块的外表面27进行加热，可将嵌块焊接到板接头。例如，可通过改进的后燃烧器进行加热。

[0110] 图9示出了穿过包括图8a和8b中示出的盖子的电池组件的上部的垂直截面。如图9所示，电池32包括板堆33，其中的每个板均具有突出至嵌块22的一个孔26中的板接头34。通过由改进的后燃烧器从上方进行加热，将板接头34焊接到金属嵌块上，并且，在冷却以后，将如环氧聚酯或热熔化粘合剂等适合的密封剂的密封层应用于金属嵌块22的上外表面27。盖子31已经被焊接到包含板堆33的电池盒36。

[0111] 图10示出了电池32的透视图，其中密封层35已经被应用于金属嵌块22的外表面。

[0112] 在可选择的实施方式中，电池的电极板是双标签板，其具有分别从板的上边缘和下边缘延伸的两个标签。在该实施方式中，电池将在底部以及顶部均具有盖子。

[0113] 上述描述仅仅是示例性的。本领域技术人员将理解到，本发明可具有多种变体，并且因此，本发明的范围应该由所附的权利要求确定。