密封引线端子部件及其制造方法

本杰明·鲍斯基, 格伦·安东尼·杭康普, 拉里·吉恩·伯罗斯, 爱德华·尤金·威尔逊

1988年5月4日

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端子 引线 密封 部件 制造

1.一种密封引线端子部件的引线柱和端盖结构，其特征在于所述结构包括一个端盖，它包括开有一孔的主体部分以及与所述主体部分成一整体延伸出去的围壁部分，所述围壁部分围绕所述孔、并以与所述主体部分形成一选定的角度延伸出去一选定的距离；封接装置，它按与所述延伸的围壁封接在一起的关系制成一定的尺寸和形状，使之和所述端盖中所述孔相适合并覆盖于其上，所述封接装置具有正反相对的两个端面以及穿通所述两个端面的一个孔；一个引线柱，它封接在所述封接装置的所述孔内2.根据权利要求1的引线柱和端盖结构，所述围壁部分垂直于所述主体部分而延伸3.根据权利要求1的引线柱和端盖结构，所述封接装置在它的所述两正反相对的面上的对称情况大体上是相同的4.根据权利要求1的引线柱和端盖结构，所述封接装置有至少大体上等于所述延伸壁部分的所述延伸距离的厚度，并且有在所述两正反相对的面之间的外周壁，所述外周壁与所述延伸壁部分的内壁面相封接5.根据权利1的引线柱和端盖结构，所述引线柱以大体上垂直于于所述端盖的所述主体部分的方向延伸6.根据权利要求1的引线柱和端盖结构，所述端盖和所述封接装置所用的材料是能在两者之间形成熔封的易熔材料7.根据权利要求1的引线柱和端盖结构，所述封接装置包括一个小环，小环至少在与所述延伸部分有着封接关系的一面的外周边要有倒角，所述倒角面靠在所述延伸壁部分的一条悬空的边缘上8.根据权利要求7的引线柱和端盖结构，所述端盖和所述小环的材料是能在两者之间形成起熔焊封接的易熔金属材料9.根据权利要求7的引线柱和端盖结构，所述小环在它的至少一面上有着供抓夹的一些凹口，以便啮合而加以驱动，从而进行惰性气体焊接10.一种密封引线端子部件的引线柱和端盖结构，其特征在于所述结构包括一个易熔金属端盖，它包括一个主体部分，所述主体部分有着两个大体上平行而正反相对的平面以及一个穿出所述两平面的圆孔，所述端盖还包括与所述主体部分成一整体延伸出去的围壁部分，所述围壁部分围绕在所述孔的周围，从所述两平面之一延伸出去一选定的距离;一个金属小环部分，它按一定尺寸制造，使之与所述端盖中的所述孔相适合并覆盖于其上，所述小环被熔焊在所述延伸围壁部分上，所述小环有着大体上相同、正反相对且对称的上平面和下平面，所述小环还有一中心孔;一个引线柱，它封接在所述小环孔中，按大体上垂直于所述小环和端盖的平面的方向伸出去11.根据权利要求10的引线柱和端盖结构，所述小环按圆形制成一定尺寸，其厚度等于它的两个正反相对平面之间的距离，所述小环的外围从而嵌合在穿过所述端盖的所述主体部分的孔和所述围壁部分的内壁里，并与之熔焊在一起12.根据权利要求10的引线柱和端盖结构，所述小环的上周边和下周边处都有一倒角，所述小环有足够大的直径，以便允许一个倒角面与欲熔焊上去的所述围壁部分的内壁边缘相接触13.一种制造密封引线端子部件的含有一引线柱的端盖方法，其特征在于所述方法包括在端盖中形成一孔，并在孔邻近具有成一整体的围壁部分;把一个含有引线柱的封接装置放在适当的位置上(所述引线柱穿过所述封接装置延伸出去，并与之封接在一起)，以致所述封接装置盖住所述端盖中的所述孔，所述封接装置的外侧部分的表面与所述端盖的围壁部分相邻接;把所述封接装置的所述外侧部分的表面接合到所述围壁部分上，随即形成一均匀的封接部14.根据权利要求13的方法，其中，带有所述围壁部分的所述孔是在所述端盖中冲制出来的15.根据权利要求13的方法，其中，带有所述围壁部分的所述孔是在所述端盖中挤压出来的16.根据权利要求13的方法，其中，所述封接装置的所述外侧部分是一个用电阻焊连接到所述端盖壁部分上去的小环17.根据权利要求13的方法，其中，所述封接装置的所述外侧部分是一个用激光焊连接到所述端盖壁部分上去的小环18.根据权利要求13的方法，其中，所述封接装置是一个在其上具有供抓夹的装置的小环，而所述小环的外周是用惰性气体焊连结到所述端盖壁部分上去的

内的专业人员来说，在读了本发明所披露的内容后，将变得显而易见更具体地说，本发明提供一种用于密封引线端子部件的引线柱和端盖的结构，它包括一个端盖，该端盖包括开有一孔的主体部分以及与该主体部分连成一整体、延伸出去的围壁部分，该围壁部分围绕着该孔并以与该主体部分成一选定的角度延伸出去一选定的距离;此结构还包括封接装置，它按与该延伸的围壁部分封接在一起的关系制成一定的尺寸和形状，使之和该端盖中的孔相适合并覆盖于其上，该封接装置具有正反相对的两个端面以及通过此两面的一个孔，一个引线柱穿过此孔并与之封接在一起此外，本发明提供一种制造含有一引线柱的端盖，在端盖上形成密封引线部件的新方法，此方法包括在端盖中形成一孔，靠近该孔周围具有成整体的围壁部分;把一个含有引线柱的封接装置放在适当的位置上(该引线柱穿过并被封接在该封接装置上)，致使该封接装置盖住端盖中的孔，该封接装置的外周面与端盖的围壁部分相接触;把该封接装置的外周面接合到该围壁部分上，随即形成一均匀的封接部可以认为，所属技术领域内的专业人员在不偏离本发明的范围和精神的情况下，对此处披露的结构部件的一些零件以及方法中的一些步骤，都可作各种各样的改变参阅下面这些揭示本发明一些实施方案的附图图1是用于密封引线端子部件的带孔端盖的顶视图，它示出了本发明的主体部分;图2是通过图1中的线2-2的图1端盖的断面图;图3类似于图2，示出了成形工具在工作时嵌合在端盖主体部分的孔内，使其形成一个突部，突部成围绕孔的延伸围壁形式;图4是类似于图3的放大断面示意图，它示出了带小环引线柱的封接部件，该小环与孔相适合并覆盖于其上，小环以其倒角面靠在延伸围壁的一圈边缘上，电阻焊工具接近此接缝，来把小环封接于该壁上;图4a是图4结构的一个部分的放大图，它示出了靠在延伸围壁上的小环倒角面的细节;图5是类似于图4的局部断面图，它示出了无倒角面的小环以其外周面靠贴在延伸围壁的内表面上，以激光来将它们焊接;图6是类似于图5的局部断面图，它示出了激光焊接设备接近小环的倒角面和与其相靠的延伸围壁部分的边缘，来把小环封接于壁上;图7是类似于图4的局部断面图，它示出了可转动的惰性气体焊接设备被放置在适当的位置上，与适当开槽的小环咬合，小环的倒角面靠在延伸围壁部分的边缘上，以备使用惰性气体焊接;图8a和8b到图10a和10b示出了为了与惰性气体焊接设备中合适的套爪作驱动连接，在小环上的各种开槽和抓夹方案;图11是类似于图4、6和7的端盖和小环部件方案的断面图，图中示出了连接后的部件象可以从图1-4中所看到的那样，所示新型端盖2包括一个圆形主体部分3，圆形主体部分3具有垂直延伸出去的外周缘4以及一个位于中心的圆形开口或孔6要知道，也可以用其它形状的端盖和孔，以及每一端盖可以有不同数目的孔，这取决于与端盖相关联的密封部件外壳(未示出)的形状和结构根据本发明，端盖是用适当的易熔坯材料制成，而且当端盖准备用于锂电池的部件时，用适当的金属薄板材，例如厚度约为0.010±0.001英寸、商品型号为304LSS的不锈钢带材是有好处的端盖2的主体部分3有着实质上正反相对的平面7和8取决于端盖与外壳的装配的情况，两平面之一用作内表面，另一个面用作外表面详细地参阅图3，图中示出了端盖2的表面7停靠在环形支座9的上端面上，在端盖主体部分3上环绕孔6周围的金属部分，被圆柱形成形工具11的作用所移位而向孔内延伸，从而形成一个垂直于平面8、围绕孔6、成一整体的突部或围壁部分12，围壁部分12延伸出去的距离取决于孔6直径的大小，重要的是，应预先适当地选取延伸距离，以提供适量的金属部分以便如后文所述与小环相封接要明白，不应把本发明考虑成只限于上述这种形成突部或围壁12的特定方法例如，也有可能用材料挤压的方法来形成围壁12，或在主体部分上冲出孔6，并把在冲压工序中产生的金属移位所造成的悬垂部分(arras)去除至剩下一预定量，以给出围绕孔6的、所希尺寸的围壁12参阅图4，图中示出了一个带有成小环形的封接部件13的引线柱象端盖2那样，小环13可以用与端盖2的材料相容的易熔材料构成，而对用于锂电池的部件，则用象端盖2那样的不锈钢坯料是有好处的小环13有着基本上平的、相互平行的平面14和16，小环13为圆形，其尺寸与端盖2中小孔6的尺寸相适合小环13有一由其圆柱形内壁18限定的中心孔17，借助于适当的封接部21，把引线柱19连结到内壁18上，该封接部21的成分是一种经过选择的玻璃小环13的边界是由垂直于平行平面型小环13的表面14和16的外壁22以及倒角面23和24所限定的，而23和24是在从外壁22的相对着的周边(Opposite Perimetricedges)处以镜象角(mirror-image angles)分别延伸到小环13的表面14和16而成的所述两倒角面的角度可以是相同的，而且两倒角面是对称的，所以小环对称于这两个平面在图4中，要注意的是，倒角面23是靠在围壁12的悬空的内边缘上的当然，也可能是把倒角面24这样靠在围壁12的悬空内边缘上在两种场合的任一种下，这种靠贴在倒角面和围壁边缘之间形成线状接触为了把安置在确定位置上的小环13封接到靠贴着的围壁12上去，可以利用几种连接工艺中的任一种在图4中示出了分别位于装配好的小环和端盖上方和下方的荷电电极26和27这些电极的一些部分经适当的阳极氧化处理，来把电极之间的打火尽可能地减至最小，围壁12还用作电极分隔器，使打火减至最小当加上适当的电阻焊所需电流时，壁12用以保证有一条把小环13和端盖2的主体部分3熔接在一起的焊缝因为通过适当选择突部或围壁12能提供足够量的熔融金属，所以即使必须选用非常薄的端盖2的主体部分3，也有可能沿着整个区域制成一均匀、牢固封焊的接合部围壁12的内侧面用以提供高阻焊区，从而在局部的高电流密度情况下，有可能使焊接快速、结实而不会损坏小环13的封接部21在对多个小环13的封接的过程中，这些小环13放在夹具的一些模槽中，每一小环的两个平面中的任一个面搁在模槽的底面上，一个环状玻璃珠21插入小环的孔17中，而引线柱19插过玻璃珠21的窗孔，向表面14和16各伸出一预定的距离装载好的夹具在加热室或炉子中加热，把玻璃珠21熔合到柱19和小环的内壁18上在柱19从表面14和16伸出的距离相等的情况下，则小环13的哪一面靠在壁12的边缘都没有什么差别参阅图5可以看出，根据本发明在平面14和16之间延展的小环13的周壁，可以如28那样，是平直面没有倒角的，且平面14和16之间的距离等于壁12部分的高度，所以小环13的厚度实质上等于延伸壁部分12内壁的延伸距离，并且壁28靠贴着壁12，从而可用接合或焊接工序把贴合处封接起来图5示意地表答出了适用的激光枪29，用以熔焊小环13和壁12的贴合面参阅图6，图中示出了一个有倒角的小环13，它的倒角面23靠在端盖2的围壁12的悬空边缘上为了接合互相邻接的小环与壁，激光枪聚焦于邻接线上，沿着邻接线把整个区域熔化并牢固地封接参阅图7，图中示出了与图6中相似的一种形式，只是激光枪29被所示带有若干个驱动杆32的可转动的套爪31所代替，这些驱动杆32被配置在适当的位置上，以便和小环13中成凹口形的抓夹装置相啮合来带动小环13旋转，从而沿邻接线可靠地熔封整个区域，按照邻接线用惰性气体焊把小环13焊于围壁12上正如可从图8a和8b到图10a和10b中所看到的那样，为了与驱动杆装置32啮合，可以在小环13中设计各种各样供抓夹凹口的方案在图8a和8b中，在小环13的每一面设置有四个等间距的沟槽33和34，在环绕小环中心的圆周上沟槽34和33错开45°在图9a和9b中，供抓夹的凹口是在小环13每一面分别设置的三个等间距的凹坑36和37，在围绕小环中心的圆周上凹坑36和37错开60°在图10a和10b中，在小环13的两面均设置有台阶形状的、供抓夹的凸缘38，它本身又可被装于可转动套爪31上的、有着合适式样的卡具(未示出)所咬合在这方面，如果希望抓夹方便而使用一种装于套爪31上的多边形套筒卡具，则供夹持的凸缘38可以是多边形的从上述对图8a和8b到图10a和10b可以看出，小环13的任一面都能用一合适的套爪来驱动，使有可能沿着小环13和围壁部分12之间的接触区域进行均匀而高效的惰性气体焊接要知道，为了以套爪驱动，小环上也可有其它各种供卡夹的设计样式例如，可以在小环的任一面与套爪之间应用一种有着啮合城齿(meshing merlon)和凹口的多孔系统，以保证无滑动地准确驱动参阅图11，图中示出了一个最终形式的端盖2，它具有穿过围壁12形成的孔而固定在盖2上的小环13，壁12已几乎完全经过熔化，从而沿着壁和小环之间的整个接触区提供均匀和牢固封焊连接从上面所作的叙述可以明白，虽然本发明适于十分薄的厚度的端盖结构的有效利用，但是只要盖板孔和围壁依一定尺寸制造，使得有可能如前所述那样把封接件，例如小环，牢固地焊上，则别样的盖板几何形状、尺寸无关紧要如同倒角面的角度以及围壁部分12相对端盖2主体部分3的角度可以改变那样，相似地，小环和引线柱的尺寸也可改变如上所述，以性能相容的不锈钢来制作端盖是有好处的，但也可用其它类型的金属，甚至可想象采用易熔的塑料鉴于此处所披露的内容，所属技术领域内的专业人员，在不偏离本发明的范围和精神的情况下，将能在端盖和小环的结构和装置方法上作出改动