RU2376688C2 - Способ соединения электродов химического источника тока в полублоки - Google Patents
Способ соединения электродов химического источника тока в полублоки Download PDFInfo
- Publication number
- RU2376688C2 RU2376688C2 RU2008105686/09A RU2008105686A RU2376688C2 RU 2376688 C2 RU2376688 C2 RU 2376688C2 RU 2008105686/09 A RU2008105686/09 A RU 2008105686/09A RU 2008105686 A RU2008105686 A RU 2008105686A RU 2376688 C2 RU2376688 C2 RU 2376688C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrodes
- spot welding
- current
- conductors
- current sources
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims abstract description 7
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims abstract description 38
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000712 assembly Effects 0.000 abstract 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 7
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 3
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102220504526 Dolichyl-diphosphooligosaccharide-protein glycosyltransferase subunit 4_V23K_mutation Human genes 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
- Manufacturing Of Electrical Connectors (AREA)
Abstract
Изобретение относится к химическим источникам тока и может быть использовано при изготовлении электродных блоков аккумуляторов. Техническим результатом изобретения является увеличение выхода годной продукции и снижение трудозатрат. Согласно изобретению способ включает сборку полублоков положительных и отрицательных электродов, разделенных сепарационным материалом, установку токовыводов в середину токоотводов, контактную точечную сварку. Цилиндрические выступы токоотводов имеют высоту 0,2÷2,5 мм и диаметр, составляющий 0,5÷1,0 диаметра контактной площади электродов машины точечной сварки. 4 ил.
Description
Предлагаемое изобретение относится к электротехнике, а именно к химическим источникам тока, и может быть применено при изготовлении аккумуляторов с высокими требованиями к механическим и электрическим нагрузкам.
Известен способ соединения пластин (электродов) в полублоки припаиванием токовыводов электродов к токовыводящей детали (борну) с помощью индукционного нагрева, защищенный патентом РФ №2195393 «Способ соединения пластин в полублоки химического источника тока» (дата приоритета 23.05.2001 г.).
Нагрев паяемого узла в указанном способе осуществляется в два приема, вначале нагрев производится без паяемых частей концов токовыводов, после получения расплава припоя дозированной массы заводятся паяемые части концов токовыводов в полость борна и проводится изотермическая выдержка, обеспечивающая выравнивание температур борна и концов токовыводов. Затем проводится дополнительный нагрев паяемого узла до расплавления, частично закристаллизовавшегося припоя, после чего нагрев отключается и производится интенсивное охлаждение токовыводов.
Одним из недостатков этого способа является необходимость использования сложного оборудования и технологической оснастки для обеспечения двухступенчатого нагрева паяемых элементов. Длительный нагрев, в свою очередь, может повредить электроды и тем самым привести к снижению эксплуатационных характеристик источника тока.
Кроме этого при таком способе соединения используется трудоемкая операция смазывания токоотводов электродов флюсом, а в ходе пайки флюс испаряется и попадает на поверхность электродов, что также может привести к снижению эксплуатационных характеристик источника тока.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению по технической сущности и достигаемым результатам является способ соединения токоотводов электродов в полублоки посредством точечной сварки, защищенный патентом РФ №2123742 «Аккумулятор в пластмассовом корпусе» (дата приоритета 16.07.1994 г.).
Согласно этому изобретению способ соединения заключается в том, что электроды электрически связываются между собой и с соответствующим полюсным контактом через присоединительные флажки (токоотводы), выступающие сбоку от электродов, посредством точечной сварки.
К недостаткам данного способа следует отнести необходимость выполнения подготовки (формирование изгибов) токоотводов электродов перед проведением точечной сварки при сборке полублоков.
Кроме этого указанный способ может быть применен для сборки пакета электродов в количестве не более 3…4 шт., и даже при этом количестве электродов не обеспечивается механическая прочность соединения, т.к. ядро расплава имеет максимальный размер в центре пакета токоотводов, а к краям его размер уменьшается с образованием непровара крайнего токоотвода.
Задачей заявляемого технического решения является создание такого способа, который позволяет соединять электроды в полублоки в большем количестве, увеличивает выход годной продукции при сокращении трудозатрат и времени изготовления полублоков.
Это достигается за счет того, что соединение токоотводов электродов в полублок, в отличие от известного ранее технического решения, включающего сборку электродов в количестве 3…4 шт. в полублок, формирование (изгибы) токоотводов электродов к месту сварки на полюсном контакте и проведение контактной точечной сварки с образованием одного ядра расплава, в заявляемом техническом решении в середину пакета токоотводов полублока электродов устанавливают токовывод, имеющий бобышку с выступами (рельефами), например, цилиндрической, конической, прямоугольной или другой конфигурации, высотой от 0,2 до 2,5 мм и площадью поверхности контакта от 0,5 до 1,0 площади контактной площадки электрода машины точечной сварки, а с обеих наружных сторон устанавливают и прижимают к токоотводам электродами машины точечной сварки металлические шайбы, после чего производят сварку полублока с одновременным образованием двух ядер расплава.
В этом случае ядра расплава захватывают пакет токоотводов электродов, бобышку и шайбы, что обеспечивает надежный провар токоотводов на большой площади, а также высокую механическую прочность и высокую электропроводность сварного соединения, что позволяет использовать источник тока в изделиях с высокими требованиями к механическим и электрическим нагрузкам, например в стартерных авиационных аккумуляторах.
На фиг.1 изображен блок электродов в сборе. На фиг.2 изображен разрез кондуктора, подготовленного к точечной сварке с собранным полублоком электродов, установленным токовыводом и двумя шайбами, прижатыми электродами машины точечной сварки. На фиг.3 изображен разрез токовывода с закрепленной на нем сваркопайкой бобышкой, например, с цилиндрическими выступами (рельефами). На фиг.4 изображен разрез зоны точечной сварки полублока электродов с двумя ядрами расплава, захватывающими пакет токоотводов электродов, бобышку и шайбы.
На фиг.1 изображен блок электродов в сборе, получаемый в результате использования заявляемого технического решения, который состоит из электродов (1), положительных и отрицательных, внешне отличающихся друг от друга фаской (А), разделенных полимерными сепарационными материалами (2) и приваренных к соответствующим токовыводам (3) через шайбы (4). Фаска (А) расположена на токоотводе положительного электрода. Способ соединения электродов в полублок согласно заявляемому техническому решению заключается в следующем.
Электроды (1) последовательно укладываются в кондуктор (5) токоотводами вдоль противоположных сторон, образуя при этом положительный и отрицательный полублоки. Количество электродов в каждом из полублоков (положительном и отрицательном) аккумулятора может достигать 22…25 шт. (фиг.2).
В середине пакета токоотводов электродов каждого полублока устанавливается токовывод (3), изготовленный из материала с высокой электропроводностью (например, меди), у которого в нижней части закреплена (например, сваркопайкой) металлическая бобышка (6). Установка токовыводов и закрепление их в кондукторе гайками (7) осуществляется после набора в кондукторе половины количества электродов полублоков, затем укладываются остальные электроды полублоков. При таком способе сборки токоотводы электродов (8) не требуют предварительной подготовки (формирование изгибов), т.к. их деформация на необходимую величину происходит самостоятельно в процессе проведения сварки. С двух сторон относительно блока электродов в стенках кондуктора расположены направляющие втулки (9), из диэлектрического материала, например четыре, по две с каждой стороны, в которые укладываются металлические шайбы (4). Втулки (9) расположены соосно с выступами (рельефами), например цилиндрическими, на бобышках (6). Рельефы (фиг.3), например, цилиндрической формы и в количестве, например, двух штук, имеющие площадь поверхности контакта с диаметром (D) и высоту (S), необходимы для одновременного образования двух одинаковых ядер расплава при контактной точечной сварке. Токовывод (3) соединен с бобышкой сваркопайкой и для обеспечения коррозионной стойкости в электролите имеет никелевое покрытие.
Электроды машины точечной сварки (10), имеющие штатное водяное охлаждение, вводятся в направляющие втулки (9), и производится контактная точечная сварка полублока электродов с одновременным образованием двух ядер расплава.
Для обеспечения качества контактной точечной сварки, т.е. образования одновременно двух одинаковых по величине ядер расплава (В) (фиг.4), высота рельефа (S), например цилиндрического, должна быть от 0,5 до 2,5 мм, а диаметр (D) рельефа должен быть таким, чтобы площадь поверхности контакта рельефа составляла от 0,5 до 1,0 площади контактной площадки электрода машины точечной сварки.
Высота рельефа (S) менее 0,5 мм не обеспечивает равномерного распределения тока при сварке, что может привести к разновеликости ядер расплава с обеих сторон бобышки.
Высота рельефа (S) более 2,5 мм может привести к деформации токоотводов электродов вокруг рельефа вплоть до появления трещин, а также может не обеспечить плотного прилегания токоотводов к бобышке и выплеску металла при сварке.
Площадь поверхности контакта рельефа менее 0,5 площади контактной площадки электрода машины точечной сварки приводит к значительному увеличению плотности тока, что, в свою очередь, может привести к выплеску металла при сварке. Кроме этого уменьшается диаметр ядра расплава, и снижается прочность сварного соединения.
Площадь поверхности контакта рельефа более 1,0 площади контактной площадки электрода машины точечной сварки не обеспечивает стабильности точечной сварки, не позволяет получить одинаковые ядра расплава и, в конечном счете, приводит к браку.
На фиг.4 изображен разрез зоны точечной сварки полублока электродов (1) с двумя ядрами расплава (В), захватывающими пакет токоотводов (8) электродов (1), бобышку (6) и шайбы (4). При обеспечении указанных условий сварки, как показали металлографические исследования, ядра расплава (В) с обеих сторон бобышки (6) имеют одинаковую величину, захватывают пакет токоотводов (8), шайбы (4) и бобышку токовывода (6).
При проведении сварки по заявляемому способу происходит интенсивный отвод тепла из зоны сварки в основном за счет охлаждаемых электродов машины точечной сварки (10) и дополнительно за счет теплоотвода по токовыводу (3). При этом не наблюдается сильный нагрев токоотводов (8) электродов (1), что позволяет производить сварку полублоков электродов, заранее отконвертированных в полимерные сепарационные материалы, в том числе имеющие низкую температуру плавления.
Заявляемый способ позволяет решить задачу соединения контактной точечной сваркой токоотводов электродов в полублоки в количестве до 22…25 шт. с обеспечением надежного провара токоотводов на большой площади, высокой механической прочности и высокой электропроводности сварного соединения, а также увеличения выхода годной продукции, при этом сокращаются трудозатраты и время изготовления.
Используемые источники
1. Патент РФ №2195393 «Способ соединения пластин в полублоки химического источника тока» (дата приоритета 23.05.2001 г., кл. МПК В23К 31/02, B23K 1/002, Н01М 10/02).
2. Патент РФ №2123742 «Аккумулятор в пластмассовом корпусе» (дата приоритета 16.07.1994 г., кл. МПК Н01М 10/02, Н01М 2/06, Н01М 2/04).
Claims (1)
- Способ соединения электродов химических источников тока в полублоки контактной точечной сваркой, включающий в себя сборку полублоков положительных и отрицательных электродов, разделенных сепарационными материалами, установку токовыводов в середину пакетов токоотводов электродов, отличающийся тем, что бобышки на токовыводах имеют с двух сторон, обращенных к токоотводам электродов, цилиндрические выступы (рельефы) высотой 0,2÷2,5 мм и диаметром, составляющим 0,5÷1,0 диаметра контактной площадки электродов машины точечной сварки, а между электродами машины точечной сварки и токоотводами электродов размещены металлические шайбы.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008105686/09A RU2376688C2 (ru) | 2008-02-14 | 2008-02-14 | Способ соединения электродов химического источника тока в полублоки |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008105686/09A RU2376688C2 (ru) | 2008-02-14 | 2008-02-14 | Способ соединения электродов химического источника тока в полублоки |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2008105686A RU2008105686A (ru) | 2009-08-20 |
| RU2376688C2 true RU2376688C2 (ru) | 2009-12-20 |
Family
ID=41150752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008105686/09A RU2376688C2 (ru) | 2008-02-14 | 2008-02-14 | Способ соединения электродов химического источника тока в полублоки |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2376688C2 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4573260A (en) * | 1985-06-28 | 1986-03-04 | The Taylor-Winfield Corporation | Induction heated intercell fusion for lead/acid storage battery |
| US5197994A (en) * | 1990-11-26 | 1993-03-30 | Daniell Battery Manufacturing Co., Inc. | Method of heat sealing a battery |
| RU2123742C1 (ru) * | 1993-07-29 | 1998-12-20 | Кристофор Эммерих ГмбХ унд Ко. КГ | Аккумулятор в пластмассовом корпусе |
| RU2195393C1 (ru) * | 2001-05-23 | 2002-12-27 | ОАО "Аккумуляторная компания "Ригель" | Способ соединения пластин в полублоки химического источника тока |
-
2008
- 2008-02-14 RU RU2008105686/09A patent/RU2376688C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4573260A (en) * | 1985-06-28 | 1986-03-04 | The Taylor-Winfield Corporation | Induction heated intercell fusion for lead/acid storage battery |
| US5197994A (en) * | 1990-11-26 | 1993-03-30 | Daniell Battery Manufacturing Co., Inc. | Method of heat sealing a battery |
| RU2123742C1 (ru) * | 1993-07-29 | 1998-12-20 | Кристофор Эммерих ГмбХ унд Ко. КГ | Аккумулятор в пластмассовом корпусе |
| RU2195393C1 (ru) * | 2001-05-23 | 2002-12-27 | ОАО "Аккумуляторная компания "Ригель" | Способ соединения пластин в полублоки химического источника тока |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2008105686A (ru) | 2009-08-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8574008B2 (en) | Battery cell connector | |
| US10276851B2 (en) | Battery comprising a number of individual cells connected electrically to one another and method for maintaining, repairing and/or optimizing such a battery | |
| US9627676B2 (en) | Negative electrode terminal and cover member for lithium ion battery, and lithium ion battery | |
| CN104145352B (zh) | 具有包括多个单线的连接件的电池 | |
| US20160322673A1 (en) | Method for Maintenance, Repair and/or Optimization of a Battery and Battery Having a Number of Individual Cells Connected to One Another Electrically | |
| EP2071649A1 (en) | Secondary battery and method for manufacturing secondary battery | |
| US20130189560A1 (en) | Materials And Methods For Joining Battery Cell Terminals And Interconnector Busbars | |
| US20120088143A1 (en) | Carrier Matrix for Battery Cell Connectors | |
| US20130171494A1 (en) | Contact element for diverters of electrochemical cells | |
| CN103125034A (zh) | 具有使用电阻焊接制造的单元电池极耳连接结构的电池 | |
| EP2896080A1 (de) | Batteriemodul und verfahren zu dessen herstellung | |
| CN102891278A (zh) | 铅酸蓄电池汇流排铸造和焊接方法 | |
| KR101439316B1 (ko) | 동일 부재로 이루어지는 셀 탭 연결 구조를 가지는 배터리 | |
| CN111916643A (zh) | 一种电芯组件及电池包 | |
| KR20080025431A (ko) | 균일 분배형 버스 바 및 이를 포함하는 중대형 전지팩 | |
| US11705607B2 (en) | Method for manufacturing battery module for electric vehicle and battery module manufactured by the method | |
| RU2376688C2 (ru) | Способ соединения электродов химического источника тока в полублоки | |
| CN209592106U (zh) | 具有自保护功能的圆柱型电芯电池模组 | |
| JP2014164854A (ja) | 電池用配線材及びその製造方法 | |
| US20120156525A1 (en) | Battery pack and manufacturing method thereof | |
| CN207149616U (zh) | 电池焊接装置及电池模组 | |
| CN110350137A (zh) | 一种电池模组引出结构及其制备方法、电池模组和电池包 | |
| JP2009026463A (ja) | モノブロック式鉛蓄電池用の極板群の製造方法 | |
| CN105283980B (zh) | 蓄电池和用于制造蓄电池的方法 | |
| CN110703110B (zh) | 一种电池顶盖软连接焊接面积的筛选方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100215 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20110720 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150215 |