CN1227755C - 密封矩形电池及其制造方法 - Google Patents

Abstract

密封矩形电池包括由外壳和密封盖组成的导电外壳。外壳包围电池单元，施加热来密封密封盖和外壳。电池包括电极端子和安全活门，端子与电池壳体极性相反。安全活门包括活门件其与电池壳体极性相同和覆盖通气孔的活门件。电极端子和安全活门位于不同位置。本结构比传统电池结构更简单。

Description

密封矩形电池及其制造方法

技术领域

本专利申请案是基于日本专利申请案平11-273933、平11-273934和平11-310084而提出的。因此这些专利申请案的内容通过引用结合在本申请案中。

背景技术

本发明涉及密封矩形电池及其制造方法。具体来说，本发明涉及密封盖和端子结构的改进。

近年来已经注意到小型电子装置的应用有快速增长，这些装置包括移动电话和个人数字助理(PDAs)，这些装置并需要能够在比较长的时间内连续使用。其结果，开展了许多研究以期开发出能够给这些装置提供能量的高能量密度电池。

小型电子装置倾向于采用密封矩形电池提供能量。与其它电池比较，矩形电池的优点在于占用空间小。容易将其置于手提电子装置的内部空间中。

图8示出作为密封矩形电池的一个示例的矩形镍-氢氧化物的电池结构的局部截面图。镍-氢氧化物电池10主要包括外壳20，电电动势发生元件200，和密封盖30。在该示例中，镍-氢氧化物电池10的高为35.5毫米，宽为17.0毫米而厚为6.1毫米。

外壳20和密封盖30都是由镀镍薄钢板经冲压而制成。意味着镍-氢氧化物电池10被金属外壳包围。电极端子31(在示例中是正极)设置于密封盖30上，是边长大约为3.5毫米的方形体。在电池的内部，一圆筒状元件313(见图9B)经垫圈312铆接在正电极端子31上。这部件在正电极端子31和密封盖30之间形成了气密的密封。在这里所谓的铆接是指将金属元件的一部分变形以将其固定到其它元件上的方法。

电动势发生元件200由正电极板201、隔板202和负电极板203构成。极板如图8所示一层一层排列。电动势发生元件200用电解液浸渍并围包在外壳内。负电极板203是通过在用镀镍薄钢板材料制成的冲压金属件表面形成氢吸附合金层(用作活化材料)制成的。相反地，正电极板201也是通过在用镀镍薄钢板材料制成的冲压金属件表面形成活化材料层制成的，该活化材料层则以氢氧化镍为其主要组分。

正电极板201经过引线板2010和正电极集电板303连接到电极端子31。

密封盖30设置在外壳20的开口15内，使绝缘板302面对间隔块21。然后用激光焊把开口15与密封盖30的周边焊接起来，以将外壳20的内部空间密封。

图9A到9C更清楚地示出密封盖的细节。图9A是密封盖的顶视图，图9B是沿图9A中A-A’线截取的密封盖的部分截面图。图9C是密封盖30的底视图。如图9B所示，由弹性橡胶制成的活门件316封闭在端子帽内部。活门件316通常压靠在通气孔315的周围，气密密封电池。但是当电池内部的压力上升到预先确定的数值或以上时，电池内部的气压迫使活门件316上升，致使电池内部累积的气体能够经通气孔311逸出。当气体逸出时，电池内部的压力下降，所以活门件316回复到它原来的位置。

除了改善电池的能量密度外，还要求密封矩形电池小型化(特别是开发薄型电池)和减少内部阻抗。目前朝着这些目标正在开展大量的研究。

在开发矩形镍-氢氧化物电池时，正电极端子的结构及其较多的零件对电池厚度的减小形成了制约。那种传统的设计给减小电池厚度带来了许多问题。正电极端子的复杂结构增加了电池的内阻抗则是该电池的另一个问题。

当电池做的更薄时，在正电极端子和密封盖的边缘之间只存在很小的距离。通常这些密封盖的边缘是用激光焊接热密密封在外壳的开口周缘上。当正电极端子的诸如垫片的树脂零件设置在接近待焊接的零件的位置时，存在着密封过程中产生的热使树脂零件变形的危险。例如，如果围绕电极端子31的圆筒状元件313暴露在热力的作用下，这将导致垫片312的变形并破坏电池的气密密封性。在传统的结构中，电极端子31经连线板2010和正集电板303与正电极板201电气连接。如此，使结构复杂和延长了电流通过的路径，因此增加了电池的内部阻抗，并导致电池性能的下降。

其结果，便需要有一种电池性能既不下降而又又要厚度更薄的密封矩形电池。

发明内容

本发明的第一个目的提供一种密封的矩形电池及其制造方法，使电池变薄而又不影响电池的密封性。本发明的第二个目标是提供一种内部阻抗小的密封的矩形电池及其制造方法。

第一个目的可通过一种具有导电的电池外壳的密封矩形电池实现，所述电池壳体由具有开口的外壳和密封盖组成，所述密封盖利用热力附装在所述外壳，以便密封所述开口，所述密封的矩形电池包括：一带有第一孔的圆筒状外突出体，其被形成所述电池壳之中；有芯轴的电极端子，其通过形成在所述电池外壳中的所述突出体中第一孔突出到所述电池外，利用一垫件与所述电池壳体绝缘；和安全活门，其包括，活门件，其覆盖住通到所述密封矩形电池内部的第二孔，和容纳所述活门件的的密封盖并带有与所述电池壳体相同的极性；其特征在于：其中所述电极端子和所述安全活门分别地设置在所述电池壳体的不同位置。

具有上述结构电极端子可以制造成比具有电极端子与安全活门形成一体的传统的电极端子更简单。这意味着电极端子可以做得更小，密封矩形电池可以做得更薄。

由于电极端子可以小型化，当密封盖通过采用例如激光焊接这样的热连接方法将密封盖附装到外壳时，传导到电极端子的热所造成的不良作用能够得到抑制。

能够将安全活门带有与电极端子极性不同的电性。当这种情况下，电极端子可以例如用作正电极端子而安全活门可以用作负电极端子。

正电极端子和安全活门可以设置于密封盖的主要表面上。以这种结构。只需连接密封矩形电池的密封盖上的电极端子和安全活门而不需以相反的方向使之邻近的电池便可以制成电池组合。这使制造电池组合的便利性得到改进。

也可将朝外圆筒状突出体形成在电池外壳的外面，而以其正电极端子的芯轴穿过定位于突出体内的绝缘垫圈。

当正电极端子具有这种结构时，垫圈的位置远离密封盖的边缘。这就防止了当密封盖附装到外壳开口时热作用造成垫圈变形的传统问题。其结果是密封矩形电池可制造得更薄而又不影响其气密密封性。

与传统的电极端子与安全活门形成一体的电池作比较，本发明的电池在连接电动势发生元件到电极端子上结构更为简单。当电极端子不与安全活门形成一体时，所要求的零配件更少，这就简化了连接方式并使电池内部阻抗相应减小。

本发明的第二方面提供一密封矩形电池的制造方法，其包括，电极端子安装步骤，用于在由外壳和密封壳组成的金属电池壳上形成带有第一孔的圆筒状外突出体，和

将一轴元件安装通过在所述突出体中的第一孔，以便采用一垫圈使其与所述电池壳绝缘，借此形成一电极端子；

安全活门安装步骤，用于将回复型安全活门安装到所述电池壳，所述安全活门所带电的极性不同于电极端子的极性；

电极端子连接步骤，用于将所述电极端子连接到电池单元；和

密封步骤，用于将所述电池单元放入所述外壳，将所述密封盖放入所述外壳的开口，和通过激光焊接所述密封盖和所述开口的边缘，将所述电池密封。

附图说明

在结合描述本发明特殊实施例的附图阅读下面叙述的说明书，将能清楚理解本发明的这些及其它的目的、优点和特点。在附图中：

图1示出本发明的第一个实施例的密封矩形镍-氢氧化物电池60的局部截面；

图2示出外壳的截面；

图3A到3C示出密封盖的结构，图3A是密封盖的顶视图，图3B是局部剖视图，图3C是密封盖的底视图；

图4是密封盖的分解图；

图5是放大的正电极端子附近区域的截面图；

图6A到图6C示出本发明第二个实施例密封盖的结构，图6A是密封盖的顶视图，图6B是局部剖视图，图6C是密封盖的底视图；

图7示出作为本发明第三个实施例的电池组合的局截面；

图8示出相关现有技术中密封矩形电池结构的局部截面；

图9A到图9C示出传统密封盖的结构，图9A是密封盖的顶视图，图9B是局部剖视图，图9C是密封盖的底视图。

具体实施方式

1.第一实施例(矩形镍-氢氧化物电池)

图1示出密封矩形镍-氢氧化物(Ni-H)电池60(以后简称为电池60)的局部截面；如图1所示，电池60有封闭在外壳50内部的电动势发生元件80。用激光焊接将密封盖40连接到围绕外壳50的开口51的边缘以密封电池60。电极端子(这里是正电极端子)41和安全活门42设置在密封盖40的上表面上。

1-1.电动势发生元件的组分

图2示出围包电动势发生元件80的外壳50的截面，该截面是在跨越电池的厚度方向截取的。如图中所示，电动势发生元件80是由多个板条状的负电极板801和正电极板803交替排列并有绝缘材料制成的隔板802放于两者之间组成的。

负电极板801是通过使用黏结剂如聚环氧乙烷(PEO)将吸氢合金粉末粘结到冲压金属制成的集电板的两个主面制成的。然后将集电板滚压到预先确定的厚度(如大约0.5毫米)形成负电极板801。

所有的负电极板801电气连接到连接板(负电极板连接器)801a。连接板由导电元件构成，且装纳在外壳50的底板处。负电极板连接器801a依次电气连接外壳50。其结果是外壳50带有负电的极性。

正电极板803是通过使用黏结剂如羟丙基纤维素(HPC)粘结正电极活性材料(由主要成分是镍-氢氧化物的粉末组成)制成的。这种材料还用来填充三维多孔镍板的孔，然后滚压到预先确定的厚度(如大约0.7毫米)以形成正的电极板803。

所有的正电极板803电气连接到位于外壳50的开口51附近的连接板(正电极板连接器)803a上。正电极板连接器803a由导电元件组成并依次电气连接到后面要叙述的正电极端子41。应注意到图2示出正电极板连接器803a连接到正电极端子41的端子铆钉411的情况。

正电极板连接器803a的表面最好有绝缘涂层以防止正电极板连接器803a与外壳50之间发生短路。

隔板802是由薄聚烯烃纤维制成的无纺布制成。这些隔板802布置在外壳50的内部，完全复盖了正电极板803，隔离了负电极板801和正电极板803。

具有上述结构的、用诸如氢氧化钾(例如，按重量计浓度为30％)的碱性电解液浸渍的电动势发生元件80围包在外壳50内部，然后周密封盖40密封外壳50的开口51。

1-2密封盖的结构

如图1所示，密封盖40是由密封板401、穿过密封板401突出于电池外的正电极端子41和设置成与正电极端子41分离开的回复型安全活门42组成的。安全活门42焊到密封盖40上，所以带有与正电极端子41相反极性(负极)的电性。

本发明的第一个实施例，其特征在于：(1)具有与电极端子(正电极端子41)分离开的安全活门42，在相关现有技术中电极端子与安全活门是形成一体的；和(2)具有兼作负电极端子的安全活门42。

密封盖40的外侧边缘用激光焊接到外壳50的开口51的边缘以密封电池的内部。

图3A到3C更详细地示出密封盖40。图3A从上方示出密封盖，图3B示出沿线B-B’的截面，而图3C从下方示出密封盖4。

如图3B所示，安全活门42由容纳在活门盖421内的活门件423组成，活门件423为(由弹性橡胶制成的)弹性体。开口402和空气出口422与电池内部连通。在正常情况下，活门件423压靠在开口402的边缘以密封电池的内部。如图3A所示，活门盖421用焊接直接附装到密封板401上。其结果，活门盖421与密封板401及外壳50有相同的极性(负极)。

图4是密封盖40的分解图，其中特别示出正电极端子41和环绕的元件。部分密封板401经由深度拉伸工艺产生带有孔412a的圆筒状突出体412。铆钉形状的元件(端子铆钉)411***孔412，端子铆钉411的芯轴411a装配入环件414中。孔410a和413a分别设置在绝缘板410和垫件413，端子铆钉411的芯轴411a在穿过这些孔后与环件414连接。

绝缘板410和垫件413是用尼龙树脂制造，而其它元件，如端子铆钉411和环件414是由镀镍薄钢板制造应要注意到“铆钉状元件”用来表示一个具有空心轴和直径比空心轴的直径要大的端头。

图5是正电极端子41极其附近区域的放大图。在正电极端子41装配结束时，端子铆钉411的轴411a的端头要变形而成形如同环件414的倾斜表面414a的形状，形成与环件414连接的变形的端头4111。变形端头4111的形成是通过将端子铆钉411的的轴端用铆接的方法连接到环件414的端部。

突出体412已事先形成，使之具有表面倾斜的顶边4121。在铆接的过程，顶边4121凿入垫件413形成有利的电池的气密密封。此外，在铆接的过程中，端子铆钉411的勾状部分4112凿入绝缘板410以气密的方式密封端子铆钉411和绝缘板410。图5中标记4113表示铆接结果在端子铆钉41上造成的凹痕。

机械加工密封板401使其形成突出体412部分的板厚度小于密封板401的其它部分的厚度。这有助于改善焊接密封盖40和开口50时的热耗散。

由于正电极端子41制成没有内部安全活门，与相关现有技术中的内部设置安全活门的电极端子相比，其结构要小很多。

如图9所示，制造如相关现有技术中内部安装有安全活门的电极端子，圆筒状元件313需要设置有联接电池内部的空气通道。这种需要保证气体能够方便地通过通道流出，对于电极端子能制造成怎样小是一种限制。但在本发明中，安全活门42与正电极端子41分离开地设置，而正电极端子不包括安全活门。其结果，正电极端子41具有比相关现有技术中的正电极端子更简单的结构。

绝缘板410用来抑制外壳50内电动势发生元件80的振动。以外形是矩形平行六面体的同时，绝缘板410有个内凹痕，如图3中沿B-B’线的截面所示。该凹痕设置成用来接纳端子铆钉411。

图5还示出端子铆钉411的端头411b如何经过正电极板连接器803a连接到正电极板803。

1-3密封盖的作用

如上面所描述的，本实施例的电池与相关现有技术中的示例比较，在端子铆钉411的结构和有关零部件的构造上更简单。其结果，正电极端子41能够进一步小型化。比较某特定数据，相关现有技术采用边长3.5毫米的方形端子，在本实施例可以做到端子直径在3.0毫米或更小。

在相关现有技术中，正电极端子铆接到电池内部的密封板401(见图9)。在本发明的实施例，铆接过程在正电极端子41的端部进行。其结果，不需要在电池的内部进行铆接。在图9中的圆筒状元件313，即在相关现有技术中用铆接工艺附装的圆筒状元件313，在本发明的第一个实施例的电池中是不再需要的。这减少了所需要的元件数目，简化了靠近密封板401处的正电极端子41的结构。

缩小正电极端子41的尺寸便增加了密封盖40焊接部分和正电极端子41之间的距离。因此，在用激光将密封盖40的边焊接到开口51时，正电极端子41的零件(具体的讲，像绝缘板410和垫件413这样的树脂零件)相对地不存受所产生热量的影响。这对像电池60那样有金属外壳(即外壳50和密封板401)和在正电极端子41附近设置有树脂零件而因受热作用易于损坏的电池是非常有效果的。

因为第一实施例的正电极端子41能够制造得比相关现有技术中的电极端子小，因此电池内部靠近密封板401的零件占用较少的空间。其结果，端子铆钉411的端头411b可以做成平的并能够连接到正电极板连接器803a。这种结构中，正电极端子41只利用正电极板连接器803a就可以直接连接到正电极板803上。这意味着进一步减少元件的数量是可能的，并相应地减少了电池的内部阻抗。在本说明书的后面还要更详细的叙述这种作用。

当正电极端子41和安全活门42以这种方式小型化时，电池60能够制造得更薄并仍有很好的气密密封性。这意味着可以制造出具有超级性能的电池。

由于安全活门42的活门盖421是直接连接到密封板401，安全活门42可以用作负电极端子。其结果，电池60的两种极性的电极端子都布置在密封盖40的表面。当将电池的极性安置成在相同方向排列时，便可方便地连接邻近电池，因此，便于将电池60用于多个电池的组合中。这样，电池60能够制造得比传统电池更薄，但性能不受损害。

2.电池的制造

2-1外壳的制造

作为一个实例，外壳50可使用冲压模对镀镍薄钢板(厚度为0.45毫米)进行深度拉伸而制成。电池60可以制成比图5中所示的相关现有技术的实例还要薄。在示例的外壳所用钢板厚度大约为0.4毫米的情况下，使得外壳50的尺寸为高35.0毫米、宽26毫米和厚4.2毫米。由于上面第1-1至1-3段所叙述的密封盖40的作用，外壳50的厚度可以减少到6.0毫米或以下。因此，本发明的第一个实施例对制造厚度在6.0毫米或以下的薄型电池有特殊的作用。

2-2密封盖的制造

密封盖40的密封板401可通过采用冲压模在镀镍薄钢板上冲压出预先制定的形状。然后通过深度拉伸工艺形成突出体412。举例来说，假定深拉工艺形成了大约1毫米高的突出体(从密封板401的表面量起)，形成突出体412的板厚度是0.2毫米，如果突出体412至少1毫米高，焊接密封电池时产生的热量将不会传导到垫件413，就可以解决垫件出现的受热变形的问题。

注意到突出体412的顶边可以研磨以形成斜面，使突出体的端部412锋利。

在以这种方式形成密封板401后，将由镀镍钢板制成的端子铆钉411经过树脂垫件413和绝缘板410穿过突出体412的内孔412a，用铆接的方法将端子铆钉411的端头再次变形并连接到环件414(也是镀镍薄钢板做的)。便完成了正电极端子41的装配工作。

接下来，放入作为活门件423的直径为2.1毫米的弹性橡胶球，材料可为三聚乙丙橡胶单体(EPDM)。将边长约为3毫米的方形的、由镀镍薄钢板制成的活门盖421附装在密封板401上，以便覆盖压靠在密封板401上的通气孔402的活门件423。这样便形成可兼作负电极端子的安全活门42。

这样就完成了密封盖40的制造。

2-3电动势发生元件的制造

正电极板803是通过在由镀镍薄钢板制成的冲压金属上涂覆一层以镍-氢氧化物为主要成分的正电极活化材料制造而成的，负电极板是在相同的冲压金属上涂覆一层吸氢合金而制成的。

将电极板交替地堆叠并在其间放置由尼龙树脂制成的多孔隔板802以形成电动势发生元件80。连接板(正电极板连接器)803a连接到每一个形成正电极板803的冲压金属以便电气连接到所有的正电极板803。在电动势发生元件80的底部，连接板(负电极板连接器)801a也连接到每一个形成负电极板801的冲压金属以便电气连接到所有的负电极板801。

在第一个实施例的结构中，外壳50带有负电的极性。这意味着负电极板801(即，一个极性与电极端子的极性相反的板)或分隔ban802可以设置在电动势发生元件80的外主表面。当将负电极板801设置在电动势发生元件80的外主表面时，负电极板801将直接接触外壳50，使得不再需要设置负电极板连接器801a。

2-4电池制造的完成

将用上面叙述的方式制造的电动势发生元件放置在外壳50的内部。从正电极板803开始延伸的连接板(正电极板连接器)803a例如用点焊连接到正电极端子41的端子铆钉411的端头411b上。以相同的方式，将从负电极板801开始延伸的连接板(负电极板连接器)801a连接到外壳50上。

应注意到，在将端子铆钉411安装到密封盖40的突出体412之前，可以先将连接板(正电极板连接器)803a连接到端子铆钉411的端头411b上。以这样的方式先将正电极板803连接到端子铆钉411的端头411b上，可使制造过程中连接电动势发生元件80和密封盖40更加容易。

第一个实施例还有另一个特征。在相关现有技术的密封矩形电池中，正电极端子是通过铆接附装在电池的内侧的密封盖上。在正电极板连接器已经连接到正电极端子后，当要将正电极端子附装在密封盖时，铆接工序需在连接处附近进行，随之带来可能破坏正电极板连接器与正电极端子之间的连接的风险。

另一方面，本发明的第一个实施例是通过在电池60的外面铆接进行装配。可以保证正电极板连接器803a和端子铆钉411之间有有效的连接，从而不会发生断开现象。因此，电池制造商可以随便选择是否在端子铆钉411放入密封盖40的突出体412之前还是之后将连接板(正电极板连接器)803a连接到端子铆钉的端头411。

将电动势发生元件放入外壳50内后，将重量浓度为30％的氢氧化钾(KOH)水溶性电解液盛入外壳50中。然后将密封盖40放置在外壳50的开口上，再将密封盖用激光焊接到开口51的边缘，以便密封电池60。

这样，便完成制造密封矩形镍-氢氧化物电池60的过程。

按照常规，正的电极板连接器不直接连接到正电极端子上，而是先经过单独的导电元件进行连接。此导电元件是其内包含安全活门(见图8和图9)的电极端子的一个零部件，且相当于图8示例中的正电极集电板303。以这种方式使用导电元件将会增加电池的内部阻抗。

本发明的第一个实施例的安全活门42与正电极端子41是分开设置的。这产生了比将这些装置组合设置的相关现有技术更简单的结构，且使得将电动势发生元件与电极端子的电气连接工序更容易进行。这主要是因为这种连接可以用比较少的零部件。

连接结构的简化的作用还在于，电池内部减少的阻抗的值相等于从结构中删除掉的零部件的阻抗的值。更详细地讲，本发明的第一个实施例使连接板(正电极板连接器803a)直接连接到端子铆钉411的端头411b。其结果，没有将非必须的元件设置在正电极板803和正电极端子41之间。这意味着电池的内部阻抗能够比常规可能的阻抗更低。

3，试验

按照本发明的第一个实施例制造一电池，测量高能量放电过程中放电效率和内部阻抗。还制造一具有如图8所示结构的电池作为对照实例。也测量对照实例在相同的高能量放电过程中的放电效率和内部阻抗。

使用频率为1千赫兹的交流电流测量内部阻抗。

高能量放电效率测试是在容抗为0.1C下，将每一个电池放电6小时，停止1小时，然后以2.0C容抗将电池放电至1.0V的终止电压，再以4.0C容抗重复将电池放电至1.0V的终止电压。

这些测试的结果示出于下表。表1示出内部阻抗的测试其结果。表2示出放电效率的测试其结果。内部阻抗是对一批以相同方式制造的30个(N＝30)的试样电池进行测量。相反地，放电阻抗的测量是对一批以相同方式制造的10个(N＝10)试样电池进行测量。表1和表2内的数值示出测试的平均值，而平均数值下方所示的范围给出测量范围。

表1

N＝30	对照实例	实施例
			内部阻抗	27.4mΩ24.8～29.5	21.3m5Ω17.7～22.4

表2

	对照实例	实施例
			2C	90.2％90.0～90.5	93.1％92.7～93.7
4C	82.7％80.4～85.2	86.4％84.5～88.4

如表1所示，本实施例的电池有比对照实例低的内部阻抗，相信这种结果是由于正电极板803通过正电极板连接器803a直接连接到正电极端子41上。所以能量供应比对照实例在能量上有较低的内部降落。

从表2可以看到第一个实施例电池还有优异的放电特性。应注意到，放电特性改善伴随内部阻抗的降低。

4.第二实施例

图6A到6c示出本发明的第二个实施例的矩形镍-氢氧化物电池的密封盖70的结构。如从图6A到6c中可看到的那样，第二个实施例第一个实施例的差异在于，在第二实施例中，正电极端子71设置在密封盖701的中间。其结果，绝缘板710和端子铆钉711定位在密封盖底面的中间。容纳活门件723的安全活门72的定位方式与安全活门42的定位方式相同。这种结构具有与第一个实施例相同的作用。当以不同的目的设计电池时，以这种方式适应电池要求的能力被认为是非常有用的。

在本发明中，正电极端子和安全活门可以设置在密封盖的主表面距密封盖中心不同距离的地方处。

5.第三实施例

图7是示出电池组合(组合的电池)900的整体结构的透视图，该电池组合900包括多个按照本发明的第一个实施例的电池。

电池组合900具有绝缘框架901，其中***多个电池60(在示例中有三个)。这便可能将多个电池可当作一个电池使用。电池60以图7中用‘W’表示的方向***绝缘框架901中。那就是说，以它们最短的边及安全活门42和正电极端子设置成一条直线彼此相连。为了防止相邻电池外壳50之间出现短路，将绝缘板902设置在绝缘框架901内相邻电池60之间。

靠近的安全活门42和正电极端子41利用经过断路器903的连接板904互相连接。断路器903设置在安全活门41和正电极端子42之间的间隔空间907内部。分别定位在电池组合900的两端的安全活门41和正电极端子42突出于形成在绝缘框架901内的端子孔905和906。突出的安全活门41和正电极端子42用作电池组合900的外部端子，并可以连接到外部的载荷。

断路器903是众所周知的元件，其作用是当相邻电池之间的电流达到或大于阈值时，切断相邻电池之间电流的流动。

上面叙述的电池组900有下列作用。

在电池组合900中，每一个电池60如第一个实施例叙述的那样，有正电极端子41和安全活门42(负电极端子)，分开地设置在电池60的密封盖40上。当这些电池60设置在绝缘框架901中时，相邻电池60可以用较短的连接板连接起来。于是，便可减少电池组900的内部阻抗。

在电池组900内，所有的电池60都是以相同的方向排列的。这可令制造电池组合时更容易地连接电池60。

在电池组900内侧，断路器可以设置在一对相邻电池上方出现的间隔空间907内。这和使电池组合900紧凑。

6.其它考虑

第一个实施例叙述了一个示例结构，其中安全活门与密封盖上正电极端子分开地设置，正电极端子的铆接是在电池外部进行的。然而在本发明不需要进行铆接，所以端子铆钉和环件可以采用例如点焊来连接。

在实施例中，密封盖上设置的电极端子已叙述为正电极端子而安全活门和外壳为负极，但是，极性可以是相反设定。

在所叙述的实施例中，所叙述的端子铆钉的端头是与正电极板连接器分离开的元件，尽管这些元件可以整体制造。当为这种情框时，就不再需要将端子铆钉连接到正电极板连接器上。这有助于电池的加工制造，还可以减少电池的内部阻抗。

实施例中叙述了安全活门和正电极端子设置在密封盖，尽管这些元件可以设置在电池外壳的任何地方(即外壳和密封盖)。例如安全活门和正电极端子可以分开地设置在外壳的侧边上。

当本发明以有关镍-氢氧化物电池的实施例进行叙述，本发明还可以应用到其它类型的密封矩形电池。

最后，实施例叙述采用激光焊接将密封盖附装到外壳开口的边缘的情况，也可以采用其它方法如电子束焊接。

虽然本发明已经通过实例和附图进行了全面的叙述，应当注意到，各种变化和改进对于本领域的普通技术人员是显然可见的。因此除非这些变化和改进脱离本发明范围，都应属于和包括在本发明范围之内。

Claims (21)

1.一密封的矩形电池，其具有导电的电池壳体，所述电池壳体由具有开口的外壳和密封盖组成，所述密封盖利用热力附装在所述外壳，以便密封所述开口，所述密封的矩形电池包括：

一带有第一孔的圆筒状外突出体，其被形成所述电池壳之中；

有芯轴的电极端子，其通过形成在所述电池外壳中的所述突出体中第一孔突出到所述电池外，利用一垫件与所述电池壳体绝缘；和

安全活门，其包括，活门件，其覆盖住通到所述密封矩形电池内部的第二孔，和容纳所述活门件的的密封盖并带有与所述电池壳体相同的极性；其特征在于：

其中所述电极端子和所述安全活门分别地设置在所述电池壳体的不同位置。

2.如权利要求1所述的密封矩形电池，其特征在于：所述密封矩形电池是碱性蓄电池。

3.如权利要求1所述的密封矩形电池，其特征在于：所述安全活门是回复型安全活门及所述活门件用弹性材料制造。

4.如权利要求1所述的密封矩形电池，其特征在于：所述外壳和所述密封盖用金属制造，所述密封盖用激光焊接联结到所述外壳。

5.如权利要求4所述的密封矩形电池，其特征在于：所述电极端子和所述安全活门设置在所述密封盖的主表面上。

6.如权利要求5所述的密封矩形电池，其特征在于：所述电极端子和所述安全活门设置在距所述密封盖主表面中心不同距离的位置处。

7.如权利要求1所述的密封矩形电池，其特征在于：所述电极端子和所述安全活门有不同的形状。

8.如权利要求1所述的密封矩形电池，其特征在于：所述电池外壳不厚于6毫米。

9.如权利要求1所述的密封矩形电池，其特征在于：所述突出体的顶面是尖锐的，所述密封盖和所述轴密封到一起随着所述突出体的所述顶边顶入所述垫件。

10.如权利要求1所述的密封矩形电池，其特征在于：通过将所述轴铆接到所述突出体的顶部，所述芯轴联接到所述突出体。

11.如权利要求1所述的密封矩形电池，其特征在于：所述突出体形成于所述密封盖的主表面，其高度由所述主面量起至少要1毫米。

12.如权利要求1所述的密封矩形电池，其特征在于：所述突出体形成于所述密封盖的主表面，构成所述密封盖的材料厚度在所述突出体处要薄于所述密封盖其它部分的厚度。

13.如权利要求1所述的密封矩形电池，其特征在于：还包括一绝缘板位于所述密封矩形电池内，所述轴是一个铆钉形状的元件，有置于所述密封矩形电池内侧的钩状端部，所述芯轴通过所述绝缘板，联接到所述突出体，所以钩状端部顶入所述绝缘板。

14.如权利要求1所述的密封矩形电池，其特征在于：所述轴有平头端，所述密封矩形电池还包括：

一电池单元，包括至少一个有第一极性的第一元件，至少一个有第二极性的第二元件，和至少一个***第一元件和第二元件之间的隔片，用电解液所述电池单元浸渍；

一连接件，用于连接所述轴的所述端头至所述至少一个第一元件。

15.一密封矩形电池的制造方法，其包括，

电极端子安装步骤，用于在由外壳和密封壳组成的金属电池壳上形成带有第一孔的圆筒状外突出体，和

将一轴元件安装通过在所述突出体中的第一孔，以便采用一垫圈使其与所述电池壳绝缘，借此形成一电极端子；

安全活门安装步骤，用于将回复型安全活门安装到所述电池壳，所述安全活门所带电的极性不同于电极端子的极性；

电极端子连接步骤，用于将所述电极端子连接到电池单元；和

密封步骤，用于将所述电池单元放入所述外壳，将所述密封盖放入所述外壳的开口，和通过激光焊接所述密封盖和所述开口的边缘，将所述电池密封。

16.如权利要求15的制造方法，其特征在于：所述电极端子连接步骤在所述电极端子安装步骤之前进行，所述电极端子安装步骤在所述密封步骤之前进行。

17.如权利要求15的制造方法，其特征在于：所述电极端子安装步骤形成了圆筒状向外的突出体，有在所述密封盖上的内孔，***垫件到所述突出体内，再将芯轴***所述垫件，然后将所述轴固定到所述突出体。

18.如权利要求17的制造方法，其特征在于：所述电极端子安装步骤通过在所述电池外面将所述轴铆接到所述突出体。

19.如权利要求18的制造方法，其特征在于：所述电极端子的制造步骤通过冲压所述密封盖的主表面，使所述突出体的顶端变尖锐，将所述电极端子的端部铆接到所述突出体的顶端，所述突出体的尖锐顶部顶入位于所述突出体和所述电极端子之间的垫件。

20.如权利要求17的制造方法，其特征在于：所述电极端子安装步骤将一具有钩形端部的铆钉状元件的轴穿过绝缘板和所述密封盖上所述突出体后，将所述轴安装到所述突出体，同时所述钩形端顶入所述绝缘板。

21.如权利要求17的制造方法，其特征在于：所述电极端子安装步骤在比密封盖的其它部分更薄的密封盖中形成所述突出体。

Images