固定元件，蓄電池和所述蓄電池的制造方法
【專利說明】固定元件，蓄電池和所述蓄電池的制造方法
[0001]本發(fā)明涉及一種按照權(quán)利要求1的前序部分所述的用于在蓄電池的殼體的電池單元室中機(jī)械地固定電化學(xué)蓄電池的電極板組的固定元件。本發(fā)明此外涉及一種按照權(quán)利要求15所述的具有這種固定元件的蓄電池以及一種按照權(quán)利要求16所述的用于制造這種蓄電池的方法。
[0002]本發(fā)明一般地涉及電化學(xué)蓄電池的領(lǐng)域。這種蓄電池例如在機(jī)動(dòng)車領(lǐng)域中起動(dòng)器電池的形式得到廣泛應(yīng)用。本發(fā)明的領(lǐng)域不僅涉及具有液態(tài)電解質(zhì)的電化學(xué)蓄電池而且具有非液態(tài)電解質(zhì)的電化學(xué)蓄電池。
[0003]本發(fā)明尤其涉及具有正的和負(fù)的電極板的鉛酸蓄電池，這些電極板形成電極板組，電極板中的至少一個(gè)極性的電極板被密封在隔板(分隔器)中。這種蓄電池例如從EP1077496A2是已知的。
[0004]在例如在機(jī)動(dòng)車的運(yùn)行中，這種蓄電池遭受強(qiáng)烈的振動(dòng)或搖動(dòng)力。由此蓄電池的部件，尤其是電極板組會(huì)受到損壞，這可能導(dǎo)致蓄電池壽命的縮短。
[0005]本發(fā)明基于的任務(wù)是提供進(jìn)一步提高這種蓄電池的抗振動(dòng)的可能性。
[0006]這個(gè)任務(wù)按照權(quán)利要求1通過一種用于在蓄電池的殼體的電池單元室中機(jī)械地固定電化學(xué)蓄電池的電極板組的固定元件來解決，其中，殼體具有一個(gè)或多個(gè)電池單元室并且每個(gè)電池單元室被設(shè)計(jì)用于容納一個(gè)電極板組，其中，固定元件具有至少一個(gè)第一固定區(qū)，該第一固定區(qū)被設(shè)計(jì)用于通過與電極板組直接的或間接的機(jī)械接觸來機(jī)械地固定電極板組，其中，固定元件附加地被設(shè)計(jì)用于機(jī)械地固定由固定元件機(jī)械地固定的電極板組的至少一個(gè)電池單元連接元件，其中，電池單元連接元件被設(shè)置用于將電極板組與相鄰的電極板組或與蓄電池的連接端子電接觸，并且其中，固定元件具有用于固定電池單元連接元件的至少一個(gè)第二固定區(qū)，該第二固定區(qū)被設(shè)計(jì)用于通過與電池單元連接元件直接的或間接的機(jī)械接觸來機(jī)械地固定電池單元連接元件。在直接的機(jī)械接觸的情況下，第一固定區(qū)可與電極板組接觸，或第二固定區(qū)可以與電池單元連接元件接觸。在間接的機(jī)械接觸的情況下，分別可以在第一固定區(qū)和電極板組或第二固定區(qū)和電池單元連接元件之間設(shè)置傳力機(jī)構(gòu)，例如粘接劑，接合劑或彈性構(gòu)件。
[0007]本發(fā)明具有優(yōu)點(diǎn)，即通過一個(gè)且相同的固定元件能夠機(jī)械地固定電極板組和電池單元連接元件兩者，并因此布置在蓄電池的殼體的電池單元室中的主要元件已經(jīng)被固定并且因此被保護(hù)免遭關(guān)于振動(dòng)的損壞。不僅電極板組而且至少一個(gè)電池單元連接元件的機(jī)械固定可以有利地通過單個(gè)固定元件來實(shí)現(xiàn)。在尤其成批生產(chǎn)電化學(xué)蓄電池的情況下這具有顯著的優(yōu)點(diǎn)并且導(dǎo)致制造過程的合理化，因?yàn)椴辉傩枰褂枚鄠€(gè)單獨(dú)的部件并配合和固定在殼體壁上，而是每個(gè)電池單元室只需要插入一個(gè)或兩個(gè)固定元件。通過按照本發(fā)明的固定元件可以減少和吸收不僅電池單元連接器的和電池單元室的電極板組兩者的運(yùn)動(dòng)能量，該運(yùn)動(dòng)能量由蓄電池的振動(dòng)和運(yùn)動(dòng)引起，例如由于行駛的機(jī)動(dòng)車。由此能夠可靠地防止電池單元連接器和電極板組的電極板遭受不可逆的損壞。
[0008]作為電極板組是指多個(gè)電極板的某種布置，例如交替地正的和負(fù)的電極板。在此情況下例如可以至少將一個(gè)極性的電極板封裝入隔板中。作為電極板組則是指封裝的和/或未封裝的電極板的布置。如果隔板在上側(cè)突出于電極板之上，那么優(yōu)選地或僅僅通過第一固定區(qū)與突出的隔板的直接的或間接的機(jī)械接觸實(shí)現(xiàn)對電極板組的機(jī)械固定。
[0009]本發(fā)明原則上適用于所有類型的電化學(xué)蓄電池。在所謂的商用車電池，即用于商用車如卡車、公共汽車、掛車和拖車的蓄電池中使用本發(fā)明證明是特別有利的。在這些類型的機(jī)動(dòng)車中，使用的蓄電池承受特別高的振動(dòng)負(fù)荷。
[0010]可能的是將固定元件經(jīng)由第一固定區(qū)固定在電極板組上并經(jīng)由第二固定區(qū)固定在要固定的電池單元連接元件上。由此實(shí)現(xiàn)電極板組相對于電池單元連接元件的至少一個(gè)固定，這也已經(jīng)產(chǎn)生減小振動(dòng)的作用。備選地或附加地，固定元件也可以與蓄電池的殼體的部件，例如殼體壁，連接。由此可以進(jìn)一步增進(jìn)電極板組和電池單元連接元件的固定和進(jìn)一步減小作用于這些元件上的振動(dòng)負(fù)荷。
[0011]按照本發(fā)明的一個(gè)有利的擴(kuò)展方案，固定元件具有多個(gè)相互間隔的連結(jié)區(qū)，它們被設(shè)計(jì)用于將固定元件固定在蓄電池的殼體。這具有優(yōu)點(diǎn)，即固定元件能夠被安裝在蓄電池的殼體上并且由此可以防止或至少減小電極板組和電池單元連接元件相對于蓄電池的殼體的運(yùn)動(dòng)。固定元件可以尤其具有至少三個(gè)相互間隔的連結(jié)區(qū)。由此可以實(shí)現(xiàn)固定元件在蓄電池殼體上的機(jī)械地限定的、穩(wěn)固的安裝，該安裝此外是是靜定的。
[0012]按照本發(fā)明的一個(gè)有利的擴(kuò)展方案，一個(gè)、多個(gè)或全部連結(jié)區(qū)形成在從所述固定元件的中心背離的固定元件的外部區(qū)域上。這些連結(jié)區(qū)例如可以設(shè)計(jì)成外部安裝表面，例如焊接或粘接表面。
[0013]按照本發(fā)明的一個(gè)有利的擴(kuò)展方案，一個(gè)、多個(gè)或全部連結(jié)區(qū)被設(shè)計(jì)用于安裝在蓄電池的內(nèi)部殼體壁上或蓄電池的電池單元室的內(nèi)部殼體壁上。這允許將固定元件簡單并且快速地定位在蓄電池殼體中或在蓄電池殼體的電池單元室中以及快速地固定在一個(gè)或多個(gè)內(nèi)部殼體壁上。
[0014]按照本發(fā)明的一個(gè)有利的擴(kuò)展方案，一個(gè)、多個(gè)或全部連結(jié)區(qū)被設(shè)計(jì)用于借助于粘附連接安裝在蓄電池殼體上，尤其通過模制，熔化，焊接或粘接固定在蓄電池殼體上。這也允許使制造蓄電池合理化，因?yàn)楣潭ㄔ軌虮缓唵魏涂焖俚毓潭ㄔ谛铍姵貧んw上。粘附連接此外確保固定元件安裝在蓄電池殼體上的足夠的穩(wěn)固性。
[0015]按照本發(fā)明的一個(gè)有利的擴(kuò)展方案，固定元件被配置成固定橋，它被設(shè)計(jì)用于安裝在電池單元室的至少兩個(gè)相對置的壁上并且由此形成在這些壁之間的橋。這允許固定元件在蓄電池殼體上的穩(wěn)定的安裝并同時(shí)允許要固定的元件，即電極板組和電池單元連接元件，的可靠的機(jī)械固定。
[0016]按照本發(fā)明的一個(gè)有利的擴(kuò)展方案，固定元件被設(shè)計(jì)成相對于電化學(xué)蓄電池按照規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)安裝位置被布置在電池單元室中電極板組上方。在標(biāo)準(zhǔn)安裝位置上，蓄電池殼體的底部通常處于水平位置上并且位于下方。通過將固定元件布置在電極板組上方，可以在制造蓄電池期間在插入電極板組之后通過電池單元連接元件簡單地和快速地從上方定位固定元件和然后與殼體連接。電極板組和電池單元連接元件然后出于所有意圖和目的被夾持在固定元件和蓄電池殼體的底部之間并且由此被可靠地固定。
[0017]按照本發(fā)明的一個(gè)有利的擴(kuò)展方案，固定元件被設(shè)計(jì)用于同時(shí)地固定布置在電極板組的對置的末端區(qū)域處的電極板組的至少兩個(gè)電池單元連接元件并且為此具有兩個(gè)相應(yīng)的固定區(qū)。由此進(jìn)一步增進(jìn)固定元件的功能。因此，單個(gè)固定元件可以同時(shí)機(jī)械地固定電極板組和兩個(gè)電池單元連接元件并且保護(hù)它們免遭振動(dòng)負(fù)荷。
[0018]如果固定元件被設(shè)計(jì)成用于固定電極板組和僅僅一個(gè)電池單元連接元件，那么可以說該固定元件可以被配置成如前述類型的“半個(gè)”固定元件或“半個(gè)”固定橋。使用兩個(gè)固定元件以固定一個(gè)電池單元室的兩個(gè)電池單元連接元件，它們分別固定一個(gè)電池單元連接元件連同該電池單元室的電極板組。
[0019]按照本發(fā)明的一個(gè)有利的擴(kuò)展方案，固定元件是對稱設(shè)計(jì)的，尤其是關(guān)于一個(gè)對稱軸線鏡像對稱。這具有優(yōu)點(diǎn)，即簡化了固定元件配合入電池單元室中的其安裝位置，因?yàn)椴恍枰裱_定的取向。事實(shí)上，固定元件可以不僅在第一取向而且在與此被轉(zhuǎn)過180°的第二取向上安裝并且在兩種情況下都同樣地履行它的功能。
[0020]按照本發(fā)明的一個(gè)有利的擴(kuò)展方案，固定元件被設(shè)計(jì)用于分別關(guān)于電化學(xué)蓄電池按照規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)安裝位置在垂直方向上和同時(shí)在水平方向上機(jī)械地固定電極板組和/或電池單元連接元件。這種在多個(gè)空間方向上的固定可以實(shí)現(xiàn)在蓄電池的殼體中特別低負(fù)荷地設(shè)置電池單元連接元件和電極板組，由此所述的構(gòu)件被特別可靠地保護(hù)而免遭振動(dòng)力和由此導(dǎo)致的損壞。
[0021]電極板組和/或電池單元連接元件在水平方向上的固定可以通過相應(yīng)的夾持力和由此產(chǎn)生的在固定元件和電極板組或電池單元連接元件之間的摩擦力來實(shí)現(xiàn)，或者通過粘接劑或附加地或備選地通過固定元件的相應(yīng)地成形的第一和/或第二固定區(qū)，它們可以形成與電極板組/電池單元連接元件的正連接。
[0022]按照本發(fā)明的一個(gè)有利的擴(kuò)展方案，固定元件在面向要固定的電極板組的底面上具有至少一個(gè)由某種材料制成的緩沖元件，該材料具有比固定元件的材料更高的彈性。固定元件例如可以由聚丙烯(PP)制造。緩沖元件例如可以由彈性體構(gòu)成，例如以橡膠類型的元件的形式。尤其可以使用熱塑性彈性體。這具有優(yōu)點(diǎn)，即緩沖元件可以模制在固定元件上。備選地，緩沖元件也可以粘接在或螺紋擰接在固定元件上。
[0023]按照本發(fā)明的一個(gè)有利的擴(kuò)展方案，緩沖元件布置在固定元件上的第一固定區(qū)中。緩沖元件尤其可以設(shè)計(jì)成條形的緩沖元件，它基本上覆蓋固定元件