专利名称：用于铅酸电池的罩盖的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种用于铅酸电池的罩盖和包括该罩盖的铅酸电池以及衬套本身，具 体地，本发明涉及具有注射成型的罩盖的铅酸电池，其中在衬套和罩盖之间具有增强密封。
背景技术：
例如铅酸蓄电池的蓄电池通常包括具有矩形开口顶外壳的电池盒，所述矩形开口 顶外壳具有多个电池间分隔壁。多个电池板分别容纳在所述多个电池间分隔壁之间，用于 形成多个电池单元。所述多个电池间分隔壁之间的所述多个电池板通过穿过电池间分隔壁 延伸的电池间连接器互相连接。所述电池间连接器以电串联结构连接所述多个电池间分隔 壁之间的所述多个电池板。在电池盒的两个相反端，正、负电池接线柱从设在电池单元内的电池板向上延伸， 用于在电池盒的一端提供正极而在电池盒的另一端提供负极。正、负电池接线柱在电池盒 的水平高度线上方延伸。电池盒罩盖包括正、负电池衬套，其固定至电池盒罩盖的顶部。当电池盒罩盖放置 在电池盒上时，正、负电池接线柱被容纳在电池盒罩盖的正、负衬套内。电池盒罩盖用本领 域公知的技术被封接至电池盒。在铅酸电池内，正、负电池接线柱和正、负电池衬套用铅材料制成。用于将正、负电 池接线柱电连接至固定于电池盒罩盖的正、负电池衬套的多种方法在本领域已知。通过加 热终端接线柱和衬套至高于衬套的熔点但是低于接线柱的熔点而将衬套粘结至终端接线 柱。铅酸电池和蓄电池包括作为电解液的硫酸。该电解液容易弄湿蓄电池或电池的内 部铅元件的表面。因为硫酸具有很低的表面张力，它能容易地穿过小的孔和裂缝。如果在 蓄电池或电池内部和环境大气之间没有有效的密封，硫酸将轻易泄露到环境中，可能导致 外部设备或终端的腐蚀。因而最关心的是蓄电池或电池的终端处的渗漏。在那些电池和蓄电池中，如果衬 套和绝缘塑料壁之间的接触界面处没有被合适地密封，该接触界面处特别容易发生硫酸的 渗漏。由于导电衬套和绝缘基材是相异的材料，在连接器和分隔壁之间难以形成有效密 封。尤其是在一般由铅(或铅合金)构成的导电终端衬套和一般由例如聚丙烯的有机聚合 物构成的绝缘基材之间难以形成有效的密封。衬套和罩盖之间的密封通常通过在各个接线柱位置处将环形铅衬套模制到罩盖 中来完成。各衬套围绕其接线柱，电接触通过将各接线柱熔融至其衬套来完成。现今，用嵌 模的铅衬套进行密封是最广泛使用的方法。在现有技术中，已经提出多种用来增强终端衬套和罩盖之间的密封的方案。通常，衬套在其下部包括多个外部环形槽(也叫做酸环)，所述下部设置在电池的 塑料电池罩盖内以将衬套牢固地固定到罩盖中并提高罩盖和衬套之间的密封。外部环形槽
3增加了电解液从电池中渗漏的路径并因而将电解液渗漏最小化。为了进一步提高衬套和罩盖之间的密封，US 3，992，224建议用聚烯烃或聚烯 烃_聚碳酸酯混合物来对铅衬套进行粉末涂敷以在铅衬套的外部环形槽和罩盖材料之间 实现更好的接触。US 5，709，967公开了一种用于涂覆用于铅酸电池单元或电池组的导电衬套的可 固化的密封剂成分，用于在衬套和罩盖之间提供更好的密封。WO 90/10954公开了一种包括用于密封穿过罩盖的铅接线柱的装置的电池单元罩 盖，其不需要铅衬套模制到罩盖中。该装置是硬塑性或弹性体衬圈的形式，其可粘附地固定 至铅接线柱并环绕铅接线柱。具有独立终端的衬套也叫L型衬套或Ford Lug型衬套，包括平坦根部，穿过平坦 根部具有孔，这在JP2002-3133315中已经描述。穿过平坦根部中的孔的螺栓将终端连接至 用于电源接头的电缆接线头。JP2002-3133315提供一种铅酸电池，其几乎不从盖和衬套部 件之间的部件进行泄露。衬套的下半部被聚丙烯薄膜覆盖。使用密封剂的原理性缺点是当安装电池时，密封剂材料和所需的附加制造步骤的 成本较高。技术问题本发明的一个目的是提供一种铅酸电池的罩盖，其减少标准型衬套和罩盖之间的 硫酸泄露而不需要额外的密封材料。
发明内容
为了达到这个目的，本发明提出一种用于铅酸电池的用塑料制成的罩盖，该罩盖 包括至少一个具有环形主体的衬套，具有上部和下部，所述衬套具有外表面和内表面，衬套 的下部在其外表面包括用于将所述衬套机械地固定至罩盖的装置，其中衬套下部的外表面 和内表面嵌入罩盖材料内。铅酸电池被制成为具有各种不同方式的接线柱或衬套来连接至电缆。本发明优选 地涉及一种具有“圆形”接线柱的所谓的“标准型衬套”，在气动汽车的启动电池中常见，其 中电缆接线片装配于终端周围。该标准型衬套不包括如同L型或Ford Lug型衬套那样的 平坦根部。在传统的衬套中，衬套的底面和内侧是“裸”的，即暴露于含在电池中的酸液中。因 此在所述酸液接触外界之前，通过由连续的外部环形凹槽(酸环)形成的迷宫在衬套的外 表面和罩盖之间向上泄露。该连续凹槽使得衬套相当“长”且相当重。然而在本发明中，衬套的下部完全浸入或嵌入在罩盖材料中。罩盖的塑料材料不 仅覆盖衬套的外表面还包围衬套下部的底部并还覆盖衬套下部的内侧。因此，在本发明中， 衬套的下部根本不暴露于含在电池组中的酸中。渗漏路径或迷宫因而显著地延长且更复
ο本发明的一个优点是衬套能因此“更短”(具有较少凹槽)并因此更轻，即需要更 少的铅。据估计根据本发明的衬套比传统衬套需要少用达到30%最优达到35%的铅。本 发明的罩盖因此制造成本较低，同时显著地减少酸渗漏风险。JP2002-3133315中描述的L型衬套和本发明中的衬套之间主要区别是没有L型终端。实际上，在L型衬套中，衬套在罩盖中的锚固不仅通过衬套部分的浸入部而且还通过L 型终端的底部来实现。这样的L型衬套因此能更牢固地锚固在罩盖中，而且在衬套被拉出 罩盖前必须施加高扭矩。在具有标准型衬套的情况下肯定不是这样，除非衬套穿入罩盖一 定的深度。该标准型衬套因此必须具备一定的长度。L型衬套和标准型衬套之间另一个重要区别是电池单元的接线柱与衬套相连 的方式。在L型衬套中，从电池单元中浮出的接线柱仅在其顶部被固定至衬套，正如 JP2002-3133315中的例子所述。接线柱和终端的衬套部分之间具有空间或空隙，电接触仅 仅在衬套和接线柱的顶部产生。接线柱的侧壁不被连接至L型衬套的衬套部分的内侧壁。然而在标准型衬套中没有这样空隙，如同在US 5，478，981中所描述。该美国专利 描述了典型铅酸蓄电池的制造以及在一段竖直距离上接线柱和衬套具有牢固结合的重要 性。而在L型衬套中，这种在一段竖直距离上的焊接是不可能的，因为衬套部分几乎不能升 到罩盖的水平高度线之上。本领域公知的是，在接线柱焊接至衬套期间需要特别注意，以便不破坏电池罩盖 的塑料材料，因为铅合金的熔点在大约320-350°C，而用于制造罩盖的聚丙烯树脂的熔点大 约为160"C ο本发明的另一个优点是衬套的铅较少地处于电池组中的酸液中并因此被腐蚀较 少。实际上，衬套的下部的外表面、底面和内侧被罩盖的塑料材料覆盖因此不会暴露于电池 组的酸液中。在一个优选的实施例中，罩盖材料覆盖衬套的下部，在其内表面上至少覆盖达到 与其外表面上相同的高度。有益地，罩盖材料覆盖衬套材料下部，在其内表面上覆盖高于在其外表面上的高 度。换句话说，在内表面上的罩盖材料高于在外表面上罩盖材料的水平。在另一个实施例中，上部的内表面至少部分地被罩盖材料覆盖。这样进一步延长 了酸液渗漏的路径。所述衬套的上部的内径比下部的内径小，以在接线柱和衬套之间留有用于罩盖材 料的空间。所述衬套上部的内径优选地为下部内径的0.8和0.95倍之间。这里所用的内 径是指在所述上部和下部的一半高度处的内径。衬套的内表面优选为锥形形状，上部和下 部的锥形形状可以不同或相同，然而它们在一半高度处的内径可按上述比例而不同。优选地，在内表面上的脊或梯级或台肩将上部与下部分开。根据另一个实施例，该衬套包括两个或更多个位于其下部内表面上的肋。根据另一个实施例，该衬套包括两个或更多个位于其下部内表面上的凹槽。这些 肋和/或凹槽优选地在衬套下部高度的至少20 %上竖直延伸。它们优选地占据下部内表面 的至少25%。优选地，它们各自具有为衬套下部厚度的5%和35%之间，优选地在10%和 30%之间，最优选地在12%和25%之间的高度或者深度。所述凹槽和/或肋优选在衬套和罩盖材料之间形成榫槽连接的类型。该结构的稳定性因而不再单独通过铅来保证，而是由于所述罩盖材料来增加结构 的稳定性。用于将所述衬套机械地固定至罩盖的装置优选地包括至少一个环形脊和至少一 个环形槽，或任何垂直于衬套轴线的其它轮廓。所述轮廓例如可具有类似于齿轮的形式。
根据另一方面，公开了一种电池，其中包括如上所述的罩盖。根据另一方面，公开了一种制造上述用于铅酸电池的罩盖的方法，其中所述罩盖 被注射成型到衬套中。 最后，公开了 一种具有环形主体的用于铅酸电池的衬套，其具有上部和下部。所述 衬套包括外表面和内表面，衬套的下部在其外表面上包括用于将所述衬套机械地固定至铅 酸电池的罩盖的装置。衬套下部的内表面包括用于容纳罩盖材料的环形凹口。用于容纳罩盖材料的凹口包括内径比上部内径大的部分，上部的直径适合于电池 接线柱的直径，而下部的直径适合于容纳接线柱和衬套之间的罩盖材料。两个直径之间的 差异优选地在0. 8毫米和3毫米之间。
现在将结合附图以示例性的方式来描述本发明的一个优选实施例，附图中图1示出了现有技术的用于铅酸电池的衬套的剖视图；图2为使用根据本发明的衬套的电池的侧视图；图3为用于铅酸电池中的本发明衬套的例证性实施例的剖视图；图4为用于铅酸电池中的本发明衬套的另一例证性实施例的剖视图；图5为图2的部分放大图；图6a为用于铅酸电池中的本发明衬套的另一例证性实施例的剖视图；图6b和6c为图6a中衬套的透视图；图6d为电池罩盖中的图6a、6b和6c所示的衬套的剖视图；图7a为用于铅酸电池中的本发明衬套的另一例证性实施例的剖视图；图7b和7c为图7a中衬套的透视图；图8a为用于铅酸电池中的本发明衬套的另一例证性实施例的剖视图；图8b和8c为图8a中衬套的透视图；本发明更多的细节和优点通过下述具体的描述将更加明显。
具体实施例方式如取自美国专利No. 5，924，471的图1所示，现有技术的衬套30包括环形主体，其 具有下部32，下部32具有围绕该下部32的一系列周向酸环34。这些酸环34通常用于提 高塑料电池罩盖和衬套之间的密封，以及增加电解液从电池中渗漏出来的路径，以使电解 液的渗漏最小化。衬套30的上段36是衬套30的关键区域，因为它是这样的部分，即，在该 结构中其熔融至终端单元(terminal cell)内的接线柱上以形成终端。用于形成衬套的铅合金可以是用于该目的的那些常用合金中的任何一种。例如， 已知并可以使用各种具有例如锡和锑合金元素的铅基合金。图2显示了具有正终端42和通常以44表示的负终端的电池40。终端单元46中 的各负极板连接至带条48和直立接线柱50。衬套30模制在罩盖52中，一部分延伸到终端单元46中且酸环34模制到罩盖筒 54中。衬套30的直立部分36容纳接线柱50。为了形成终端44，衬套30的上部36熔融至接线柱50的上部分56。这是通过感应加热或用导致各个表面熔接在一起的其它方式来实现的。通常，熔融深度从大约0. 5延 续到大约1厘米。图3显示了用于铅酸电池中的衬套的第一例证性实施例的剖视图。衬套60包括 上部62和下部64 ；以及外表面66和内表面68。在下部的外表面上，衬套包括环形槽或酸 环70和用于机械地将所述衬套固定至罩盖的装置72。该装置优选地为齿轮的形式，其中齿 垂直于衬套的轴线。所述衬套的上部具有内径D1，其尺寸适于容纳接线柱。衬套下部的内径D2大于上 部的内径，以便在衬套的内表面和接线柱的外表面之间容纳罩盖材料。在该特定实施例中，罩盖材料覆盖下部直到在内侧上与在外侧上基本上一样的高 度。在另一个实施例中，如图4所示，罩盖材料在衬套下部的内表面上覆盖的高度大于外表 面上的高度。在图5中能更具体地看出，罩盖材料74环绕衬套60的底部76延伸并完全包围 和覆盖衬套的下部，因此无论衬套的内表面还是外表面亦或底面都不与含在电池中的酸接 触。这样使得包含在电池中的酸对衬套的腐蚀最小化。衬套牢固地锚固在罩盖中并被保持 住。另外，衬套的下部的底部76完全浸入罩盖材料内的事实使得硫酸的渗漏路径与 例如图1所示的传统衬套相比更长并且更复杂。实际上，在根据本发明的衬套60中，硫酸 必须首先在罩盖材料和接线柱之间上行，然后在罩盖材料和衬套之间下行，然后在必须再 次在衬套的外表面和罩盖材料之间上行之前环绕底面前进。与其中渗漏路径仅位于衬套外表面上的传统衬套相比，在根据本发明的衬套中硫 酸的渗漏路径因此更长且更复杂。为了使传统衬套中的渗漏路径更长，必须增加另外的酸 环从而使得衬套更长因而更昂贵。罩盖材料也覆盖衬套内侧这一事实使得衬套在罩盖内更好和更牢固地锚固。意外地，已经发现在衬套内侧的罩盖材料在接线柱的上部分熔融至衬套的上部期 间既不熔化也不被破坏。这确实让人惊奇，因为接线柱和衬套在大约1厘米的长度上被焊 接并被加热至远远高于350°C。由于接线柱和衬套中的铅是很好的热导体，本以为在衬套内 部的罩盖材料会被破坏或熔化的。此外，即使根据本发明的衬套“更短”，即，其穿入罩盖材料内较浅，在衬套被拉出 罩盖之前也必须施加高扭矩。令人惊奇的是，与没有塑料薄膜的同样衬套相比，将罩盖材 料的小薄膜置于衬套内侧这一事实使得将衬套拉出罩盖时必须施加至衬套的扭矩提高了 150% -225% ο应当指出，在衬套下部的内侧上的罩盖材料不必很厚。已经发现在0. 4毫米和1. 5 毫米之间的厚度足够了。图6a、6b、6c和6d显示了用于铅酸电池的衬套的另一例证性实施例。衬套60包 括上部62和下部64 ；外表面66和内表面68。在下部的外表面上，衬套包括环形槽或酸环 70和用于将所述衬套机械地固定至罩盖的两个装置72a、72b。下装置72b为齿轮的形式， 其中齿垂直于衬套的轴线。上装置72a为多边形形状，其下侧带有一系列凹槽，用于将衬套 更好地锚固到在铅酸电池的罩盖材料内。图6d显示了衬套锚固在其中的部分电池罩盖。下部64的内表面68包括用于将衬套更牢固地锚固至罩盖和用于提高衬套的机械稳定性的一系列凹槽78。罩盖材料围绕衬 套的底部注射成型并填充肋或凹槽78。图7a，7b，7c和图8a，8b，8c显示了用于铅酸电池的衬套的另外实施例。这些实施 例彼此不同，并且不同于图6a，6b，6c的地方在于下部的外侧的环或轮廓72a，72b以及在于 下部内表面上的凹槽78的结构和数目。从衬套的内侧上可以看到下部和上部之间的脊80 的其它形式。30 衬套32 下部34 酸环36 上段40电池组42正终端44负终端46终端单元48 带条50直立接线柱52 罩盖54罩盖筒56上部分60 衬套62 上部64 下部66夕卜表面68内表面70 酸环72，72a, 72b用于将衬套机械地固定至罩盖的装置Dl上部的内径D2下部的内径74罩盖材料76衬套底部78在下部内表面中的肋或凹槽。
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权利要求
一种用于铅酸电池的由塑料制成的罩盖，该罩盖包括至少一个具有环形主体的衬套，所述衬套具有上部和下部，所述衬套具有外表面和内表面，衬套的下部在其外表面包括用于将所述衬套机械地固定至罩盖的装置，其中衬套的所述下部的内表面和外表面嵌入罩盖材料内。
2.根据权利要求1所述的用于铅酸电池的罩盖，其特征在于，所述衬套在其下部的内 表面上包括两个或更多个肋或凹槽。
3.根据权利要求1或2所述的用于铅酸电池的罩盖，其特征在于，罩盖材料覆盖衬套的 下部，在其内表面上至少覆盖到与其外表面上相同的高度。
4.根据权利要求1-3之一所述的用于铅酸电池的罩盖，其特征在于，罩盖材料覆盖衬 套的下部，在其内表面上覆盖到高于在其外表面上的高度。
5.根据权利要求1-4之一所述的用于铅酸电池的罩盖，其特征在于，上部的内表面至 少部分地被罩盖材料覆盖。
6.根据权利要求1-5之一所述的用于铅酸电池的罩盖，其特征在于，所述衬套的上部 的内径比下部的内径小，上部的直径适合于电池接线柱的直径，而下部的直径适合于在接 线柱和衬套之间容纳罩盖材料。
7.根据权利要求1-6之一所述的用于铅酸电池的罩盖，其特征在于，用于将所述衬套 机械地固定至罩盖的装置包括至少一个环形脊和至少一个环形槽。
8.根据权利要求1-7之一所述的用于铅酸电池的罩盖，其特征在于，衬套的内表面包 括环形脊。
9.一种包括根据权利要求1-8之一所述的罩盖的电池，其特征在于，接线柱在一段竖 直距离上焊接于衬套。
10.一种制造根据权利要求1-8之一所述的用于铅酸电池的罩盖的方法，其特征在于， 所述罩盖被注射成型到衬套中。
11.一种具有环形主体并用于铅酸电池的衬套，具有上部和下部，所述衬套具有外表 面和内表面，衬套的下部在其外表面包括用于将所述衬套机械地固定至铅酸电池罩盖的装 置，其中衬套的所述下部的内表面包括用于容纳罩盖材料的环形凹口。
12.根据权利要求11所述的衬套，其特征在于，用于容纳罩盖材料的凹口包括内径比 上部内径大的部分，上部的直径适合于电池接线柱的直径。
全文摘要
本发明涉及一种用于铅酸电池的用塑料制成的罩盖，该罩盖包括至少一个具有环形主体的衬套，具有上部和下部，所述衬套具有外表面和内表面，衬套的下部在其外表面包括用于机械地固定所述衬套至罩盖的装置，其中衬套下部的内表面和外表面嵌入罩盖材料内。
文档编号H01M2/04GK101960641SQ200980107847
公开日2011年1月26日 申请日期2009年3月6日 优先权日2008年3月6日
发明者W·朗格 申请人:阿库玛鲁科斯股份公司