一種堿性電池密封圈的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種堿性電池密封圈，所述密封圈位于電池底蓋、中心柱和電池殼體之間，用于封閉堿性電池，所述中心柱位于密封圈的中心位置，所述密封圈上布置有防爆閥；所述防爆閥為密封圈上沿中心柱方向的薄弱溝槽，所述薄弱溝槽開口于密封圈靠近電池底蓋的一側(cè)；所述防爆閥均勻或非均勻地布置在密封圈上；所述薄弱溝槽的形狀是“一”字形或“V”字形或“U”字形或“Y”字形。
【專利說明】
-種堿性電池密封圈
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及一種堿性電池，具體設(shè)及一種堿性電池密封圈。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我們國家的發(fā)展，人民的生活水平不斷提高，人們的環(huán)境保護(hù)意識不斷增強(qiáng)， 人們越來越多的使用綠色無污染的堿性電池。堿性電池相對于傳統(tǒng)的碳性電池有下面幾大 優(yōu)勢：（1)高功率放電性能好，堿性電池使用時(shí)間是碳性電池的5倍W上；（2)低溫放電性能 好，在零下20度堿性電池還能工作，而碳性電池在零度左右就幾乎放不出電；（3)堿性電池 中活性物質(zhì)的利用率大于碳性電池，有利于資源的合理利用；（4)堿性電池不含有任何重金 屬，是綠色無污染電池，而碳性電池則有加入少量的氯化隸作為緩蝕劑，因而對環(huán)境有一定 的污染；（5)電池自放電小，20度的條件下膽存一年容量損失小于5%，Ξ年容量損失小于 10%。
[0003] 雖然堿性電池銷量增加了，但暴露出一些問題，如：電池漏液問題，電池的爆炸問 題等。另外，消費(fèi)者對堿性電池的要求也越來越高，例如:要求電池放電性能不斷提高，要求 電池價(jià)格降低等等。
[0004] 對于堿性電池的漏液問題，各電池廠家情況都不同，好的廠家在電池保質(zhì)期內(nèi)是 不會出現(xiàn)漏液的。雖然漏液不會對消費(fèi)者造成大的傷害，但會影響消費(fèi)者的再次購買。在一 些特殊場合下電池漏液是充許的，如電池不正確安裝、電池充電、新舊電池混合使用，但是 在任何條件下電池是不應(yīng)該發(fā)生爆炸的。正常情況下堿性電池的密封圈上都有防爆閥，對 于防爆閥的形狀和位置各廠家也不一定相同，但是防爆閥是密封圈最薄弱的地方。之所W 堿性電池要有防爆閥是為了防止有些消費(fèi)者不正確的使用電池，會使電池內(nèi)部壓力增大， 運(yùn)時(shí)電池密封圈上的防爆閥就會首先被沖破，電池內(nèi)部氣體得到釋放，從而避免電池發(fā)生 爆炸。
[0005] 由于電池漏液發(fā)生的概率遠(yuǎn)大于爆炸，因而有些廠家更多關(guān)注電池的漏液問題， 電池密封圈設(shè)計(jì)時(shí)沒有加上防爆閥，或者防爆閥設(shè)計(jì)不合理，在防爆閥需要打開時(shí)，而沒有 正常打開。運(yùn)樣的電池耐漏液性能好了，但是防爆性能沒有保障。有些廠家有關(guān)注電池的防 爆性，但是可能電池的耐漏液性能又很差。
[0006] 因此針對堿性電池的上述問題和消費(fèi)者的需求，需要一種能夠提高的防漏液性能 和防爆性能的堿性電池。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007] 本實(shí)用新型提供了一種堿性電池密封圈，所述密封圈位于電池底蓋、中屯、柱和電 池殼體之間，用于封閉堿性電池，所述中屯、柱位于密封圈的中屯、位置，所述密封圈上布置有 防爆閥；所述防爆閥為密封圈上沿中屯、柱方向的薄弱溝槽，所述薄弱溝槽開口于密封圈靠 近電池底蓋的一側(cè);所述防爆閥均勻或非均勻地布置在密封圈上;所述薄弱溝槽的形狀是 "一"字形或?'字形或"IT字形或?'字形。
[000引優(yōu)選地，所述薄弱溝槽橫為切面形狀為?'形或"If形的盲孔。
[0009]優(yōu)選地，所述防爆閥的數(shù)目為1-5。
[0010]更優(yōu)選地，所述防爆閥的數(shù)目為2-5。
[0011] 優(yōu)選地，所述密封圈在無薄弱溝槽位置的厚度范圍為〇.3mm-l.0mm，在有薄弱溝 槽位置的厚度為0.05-0.25mm。
[0012] 更優(yōu)選地，所述密封圈在無薄弱溝槽位置的厚度范圍為0.4mm-0.8mm，在有薄弱 溝槽位置的厚度為0.05-0.15mm。
[0013] 優(yōu)選地，所述密封圈的注塑材料選自：尼龍66、尼龍610、尼龍612或PP。
[0014] 優(yōu)選地，所述密封圈的注塑溫度為200-320°C
[0015] 優(yōu)選地，所述密封圈位于電池底蓋和電池殼體之間，用于封閉堿性電池，所述負(fù)極 封口體還包括電池殼體的開口部、電池負(fù)極端、負(fù)極集流體。
[0016] 優(yōu)選地，所述密封圈位于電池底蓋和電池殼體之間，用于封閉堿性電池，所述堿 性電池還包括：電池底蓋、電池鋼殼、電池隔離層、電池負(fù)極集流體、電池正極、電池負(fù)極、電 解液。
【附圖說明】
[0017] 參考隨附的附圖，本實(shí)用新型更多的目的、功能和優(yōu)點(diǎn)將通過本實(shí)用新型實(shí)施方 式的如下描述得W闡明，其中：
[0018] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的堿性電池的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019] 圖2(a)為現(xiàn)有技術(shù)中電池負(fù)極封口體的剖面圖；
[0020] 圖2(b)為圖2(a)中的密封圈及防爆閥所受的應(yīng)力示意圖；
[0021] 圖2(c)為現(xiàn)有技術(shù)中電池密封圈的俯視圖；
[0022] 圖2(d)為現(xiàn)有技術(shù)中電池密封圈的仰視圖；
[0023] 圖3(a)為本實(shí)用新型的堿性電池負(fù)極封口體的剖面圖；
[0024] 圖3(b)為圖3(a)中密封圈的俯視圖；
[0025] 圖3(c)為本實(shí)用新型的堿性電池密封圈的一個(gè)具體實(shí)施例的仰視圖。
[0026] 圖4為本實(shí)用新型第一實(shí)施例的密封圈的俯視圖。
[0027] 圖5為本實(shí)用新型第二實(shí)施例的密封圈的俯視圖。
[0028] 圖6為本實(shí)用新型第Ξ實(shí)施例的密封圈的俯視圖。
[0029] 圖7為本實(shí)用新型第四實(shí)施例的密封圈的俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 通過參考示范性實(shí)施例，本實(shí)用新型的目的和功能W及用于實(shí)現(xiàn)運(yùn)些目的和功能 的方法將得W闡明。然而，本實(shí)用新型并不受限于W下所公開的示范性實(shí)施例;可W通過不 同形式來對其加 W實(shí)現(xiàn)。說明書的實(shí)質(zhì)僅僅是幫助相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員綜合理解本實(shí)用新型 的具體細(xì)節(jié)。
[0031] 應(yīng)當(dāng)理解，前述大體的描述和后續(xù)詳盡的描述均為示例性說明和解釋，并不應(yīng)當(dāng) 用作對本實(shí)用新型所要求保護(hù)內(nèi)容的限制。
[0032] 在下文中，將參考附圖描述本實(shí)用新型的實(shí)施例。在附圖中，相同的附圖標(biāo)記代表 相同或類似的部件，或者相同或類似的步驟。
[0033] 堿性電池的殼體在封口前，開口部外徑都比電池其它部位大，電池密封圈又比電 池開口部的內(nèi)徑稍大，運(yùn)樣密封圈插入電池殼體的開口部就不會彈出，之后對電池進(jìn)行卷 邊，把電池開口部邊緣的向電池殼體中屯、折彎，被折彎的開口部邊緣殼體把電池密封圈固 定在電池里面。卷邊后的電池下一道工序是拉伸，由于電池開口部的外徑大于電池外徑，通 過拉伸把電池開口部縮小到與電池外徑一樣大，密封圈的外徑大于電池內(nèi)徑，所W拉伸后 密封圈受到壓縮從而實(shí)現(xiàn)對電池的密封。目前各大電池廠家的堿性電池生產(chǎn)線生產(chǎn)堿性電 池的速度都很快，通常是300只/分鐘-700只/分鐘，那么每個(gè)電池實(shí)現(xiàn)拉伸的過程是很短 的，只需要1秒到2秒的時(shí)間就能完成，密封圈在拉伸過程受到的一定的沖擊力。很多廠家的 密封圈的防爆閥位于電池中屯、柱的外圈，當(dāng)電池拉伸時(shí)密封圈受力變形，密封于中屯、柱外 圈的防爆閥也相應(yīng)受到一定的沖擊力，運(yùn)個(gè)沖擊力會使密封圈的防爆閥受損，損傷的程度 大，電池生產(chǎn)出來很容易就出現(xiàn)漏液情況，損傷程度小，可能電池膽存一段時(shí)間后才出現(xiàn)漏 液。另外，由于電池封口后密封圈受到一定壓縮，壓縮的密封會使防爆閥受到一定的應(yīng)力， 電池在膽存過程中，一直受到應(yīng)力的防爆閥更容易因老化而斷裂，從而使電池發(fā)生電解液 從防爆閥斷裂位置泄漏。
[0034] 堿性電池的電解液是強(qiáng)堿性水溶液，堿性電池的密封圈主要是PP(polypropylene 聚丙締)和尼龍66、尼龍610、尼龍1010。由于堿性電池原材料不完全純凈，電池鋼殼電鍛層 不夠致密，此外，生產(chǎn)的環(huán)境也會引入一些雜質(zhì)，運(yùn)些雜質(zhì)主要是鐵、銅、儀、鋼等，氨氣容易 在運(yùn)些雜質(zhì)表面析出，從而使電池內(nèi)的氣壓增加。另外，運(yùn)些雜質(zhì)還會和電池正極和負(fù)極的 活性物組成一個(gè)微電池，也會生成氨氣。不同的電池廠家生產(chǎn)的堿性電池內(nèi)部生成的氣量 不一樣，好的廠家，原材料純度經(jīng)過嚴(yán)格控制，生產(chǎn)過程嚴(yán)格把關(guān)，電池內(nèi)產(chǎn)生的氣量會小 很多，但不可能杜絕。由于堿性電池內(nèi)部不可避免地會生成氣體，電池內(nèi)部的壓力會大于大 氣壓力，電池的密封圈，時(shí)刻承受一個(gè)向外的應(yīng)力;此外，密封圈防爆閥還受到電池拉伸后 電池變形受到的應(yīng)力，損傷密封圈防爆閥會加速老化，當(dāng)密封圈不能承受電池內(nèi)部壓力后， 密封圈就會破開，電池內(nèi)部氣體和電池的電解液就會從電池內(nèi)釋放出來，運(yùn)樣電池就出現(xiàn) 漏液。另一方面，密封圈材料尼龍和PP在強(qiáng)堿性條件下也會緩慢地發(fā)生反應(yīng)，使材料的強(qiáng)度 變?nèi)踝兇?，再加上電池?nèi)的氣體壓力比較大和密封圈防爆閥還受到電池拉申后密封圈變 形受到的應(yīng)力和損傷，電池就更容量出現(xiàn)漏液。
[0035] 本實(shí)用新型通過大量試驗(yàn)，對密封圈結(jié)構(gòu)進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)，避免密封圈防爆閥在 拉伸過程受到損傷W及電池拉伸后防爆閥不會受到密封圈變形產(chǎn)生的應(yīng)力，從而提高堿性 電池的防漏液性能。
[0036] 現(xiàn)有技術(shù)中的堿性電池結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要包括：（1)電池底蓋101，即電池的負(fù) 極端。用于和外部用電器相連接，導(dǎo)通電池內(nèi)部電子；（2)電池密封圈102，位于電池底蓋和 電池殼體之間，用于密封電池，防止電池內(nèi)部強(qiáng)堿性電解液液漏出，同時(shí)起到絕緣作用，防 止電池正極和負(fù)極短路。（3)電池殼體103,即電池的容器兼電池的正極端。（4)電池隔離層 104,用于隔離電池正極和負(fù)極的活性物，防止電池內(nèi)部短路。（5)電池負(fù)極集流體105,用于 收集電池負(fù)極產(chǎn)生的電子，并把收集的電子導(dǎo)通電池的負(fù)極端。（6)電池正極106,主要是電 池的正極活性物質(zhì)和導(dǎo)電材料，活性物質(zhì)主要是Μη化、Ni00H、Ag0或者是上述氧化物的混合 物。（7)電池負(fù)極107,主要是負(fù)極活性物質(zhì)、粘結(jié)劑、保液劑和K0H電解液。負(fù)極活性物主要 是合金鋒粉，和鋒形成合金的物質(zhì)有銅、祕、侶、巧等元素中的一種或幾種。（8)電解液。電解 液分布在電池的正極、負(fù)極和電池的隔離層中，在電池內(nèi)部起到離子導(dǎo)電作用，主要物質(zhì)是 濃度是29 %到40 %KOH水溶液，同時(shí)含有少量的防止鋒粉腐蝕的緩蝕劑。
[0037] 現(xiàn)有技術(shù)中，堿性電池負(fù)極封口體的結(jié)構(gòu)如圖2(a)所示，圖2(a)為現(xiàn)有技術(shù)中電 池負(fù)極封口體的剖面圖，堿性電池負(fù)極封口體包括：電池殼體的開口部201、電池負(fù)極端 202、密封圈203、中屯、柱204、負(fù)極集流體205、防爆閥206。其中，中屯、柱204位于密封圈的中 屯、部位，防爆閥206位于緊挨著中屯、柱的外圈。圖2(b)為圖2(a)中密封圈及防爆閥所受的應(yīng) 力示意圖，從圖2(b)中可W看到，在電池密封的過程中首先會對電池開口部邊緣進(jìn)行卷邊， 密封圈203便會受到a方向壓縮的力。卷邊之后的下一道工序是拉伸，由于電池開口部的外 徑大于電池外徑，通過拉伸把電池開口部縮小到與電池外徑一樣大，在上述過程中，防爆閥 206會受到向下（b方向）或向上（C方向）的應(yīng)力。圖2(c)為現(xiàn)有技術(shù)中電池密封圈的俯視 圖；圖2(d)為現(xiàn)有技術(shù)中電池密封圈的仰視圖，其中d位置為防爆閥的位置。由圖2(a)-圖2 (d)可知，現(xiàn)有技術(shù)中堿性電池的防爆閥的開口部位于遠(yuǎn)離電池負(fù)極端的一側(cè)。
[0038] 本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施例的堿性電池負(fù)極封口體的剖面圖如圖3(a)所示，包 括：電池底蓋301、密封圈302、中屯、柱303、負(fù)極集流體304、防爆閥305、電池殼體的開口部 306。密封圈302位于電池底蓋301、中屯、柱303和電池殼體的開口部306之間，用于封閉堿性 電池，中屯、柱303位于密封圈302的中屯、位置。密封圈的注塑材料為:尼龍66、尼龍610、尼龍 612或PP。密封圈302上布置有防爆閥305。密封圈302的厚度為0.3mm-1.0mm，優(yōu)選0.4mm- 0.8mm。防爆閥305為密封圈302上沿中屯、柱303方向的薄弱溝槽，本實(shí)施例中防爆閥為開口 ?'字形的薄弱溝槽(如圖3(b)所示），開口于密封圈302靠近電池底蓋301的一側(cè)。防爆閥 305的數(shù)量為至少一個(gè)，優(yōu)選2-5個(gè)，可W均勻或非均勻地布置在密封圈302上。薄弱溝槽的 形狀還可W是"一"字形或"U"字形或?'字形。薄弱溝槽橫切面形狀為?'形或"U"形的盲 孔，厚度范圍為0.05-0.25mm，優(yōu)選0.05-0.15mm。圖3(b)為圖3(a)中密封圈的俯視圖。圖3 (C)為圖3(a)中密封圈的仰視圖。由圖3(b)、3(c)可知，本實(shí)用新型的堿性電池密封圈的防 爆閥開口于靠近電池負(fù)極端(電池底蓋)的一側(cè)，運(yùn)與現(xiàn)有技術(shù)的防爆閥的位置是相反的。
[0039] W下由具體實(shí)施例來說明本實(shí)用新型的堿性電池密封圈的位置結(jié)構(gòu)。
[0040] 實(shí)施例1
[0041] 本實(shí)施例中電池密封圈材料選用尼龍66,注塑溫度控制為200-320°C。密封圈防爆 閥采用一條Τ'形狀防爆閥密封圈，防爆閥的厚度為0.1mm。用該密封圈組裝成LR6電池，電 池編為1#。圖4為本實(shí)用新型第一實(shí)施例的密封圈的俯視圖。
[0042] 實(shí)施例2
[0043] 本實(shí)施例中電池密封圈材料選用尼龍66,注塑溫度控制為200-320°C。密封圈防爆 閥采用兩條T形狀防爆閥密封圈，防爆閥的厚度為0.1mm。用該密封圈組裝成LR6電池，電 池編為2#。圖5為本實(shí)用新型第二實(shí)施例的密封圈的俯視圖。
[0044] 實(shí)施例3
[0045] 本實(shí)施例中電池密封圈材料選用尼龍66,注塑溫度控制為200-320°C。密封圈防爆 閥采用立條"1"形狀防爆閥密封圈，防爆閥的厚度為0.1mm。用該密封圈組裝成LR6電池，電 池編為3#。圖6為本實(shí)用新型第Ξ實(shí)施例的密封圈的俯視圖。
[0046] 實(shí)施例4
[0047] 本實(shí)施例中電池密封圈材料選用尼龍66,注塑溫度控制為200-320°C。密封圈防爆 閥采用四條Τ'形狀防爆閥密封圈，防爆閥的厚度為0.1mm。用該密封圈組裝成LR6電池，電 池編為4#。圖7為本實(shí)用新型第四實(shí)施例的密封圈的俯視圖。
[004引實(shí)施例5
[0049] 本實(shí)施例中電池密封圈材料選用尼龍66,注塑溫度控制為200-320°C。密封圈防爆 閥采用兩個(gè)?'字形結(jié)構(gòu)的防爆閥密封圈，防爆閥的厚度為0.1mm。用該密封圈組裝成LR6電 池，電池編為6#。圖3(b)為本實(shí)用新型第五實(shí)施例的密封圈的俯視圖。其中?'字形結(jié)構(gòu)的 開口角度范圍為20-150度，優(yōu)選為45-90度。
[00加]實(shí)施例6
[0051 ] 本實(shí)施例中電池密封圈材料選用尼龍66,注塑溫度控制為200-320°C。密封圈防爆 閥采用老的密封圈結(jié)構(gòu)，防爆閥結(jié)構(gòu)是形，防爆閥位于緊挨著密封圈中屯、柱的外圍，防 爆閥的厚度為0.1mm。用該密封圈組裝成LR6電池，電池編為6#。圖2(d)為本實(shí)用新型第六實(shí) 施例的密封圈的仰視圖。
[0052] 取100只各實(shí)施例電池，將電池放置在60°C，90%濕度的烘箱中進(jìn)行考核，記錄漏 液電池的數(shù)量和時(shí)間。
[0化3]
[0055] 從電池存儲條件為60°C ,90%濕度的條件下進(jìn)行試驗(yàn)，考核結(jié)果可W看出：采用新 設(shè)計(jì)的密封圈（實(shí)施例1-5)改變了原有密封圈防爆閥的結(jié)構(gòu)和位置，防爆閥位置朝密封圈 中屯、的方向，并分布在密封圈中屯、和密封圈邊緣之間，電池封口和拉伸時(shí)的沖擊力就不會 對防爆閥造成損傷，電池封口完成后密封圈受到壓縮，壓縮的密封圈會產(chǎn)生應(yīng)力，該應(yīng)力對 防爆閥的作用也是降到最低，因此新結(jié)構(gòu)的密封圈能夠很好地保護(hù)密封圈的防爆閥，能延 長防爆閥的老化時(shí)間，能有效提高電池膽存期的耐漏液性能。電池60°C，90%濕度，考核40 天，采用1#-5#新結(jié)構(gòu)的密封圈沒有出現(xiàn)漏液電池，而采用老結(jié)構(gòu)密封圈的電池卻有18只出 現(xiàn)漏液。60天，1#-5#電池的漏液率都在3% W內(nèi)，而采用老結(jié)構(gòu)的密封圈的電池漏液率達(dá)到 了45%，遠(yuǎn)高于新結(jié)構(gòu)的密封圈。所W新結(jié)構(gòu)的密封圈能有效提高電池膽存期的耐漏液性 能，從而使電池防漏液性能提高40%W上。新密封圈用于其它的堿性電池如LR20、LR4、LR03 等也有同等效果。
[0056] 結(jié)合運(yùn)里披露的本實(shí)用新型的說明和實(shí)踐，本實(shí)用新型的其他實(shí)施例對于本領(lǐng)域 技術(shù)人員都是易于想到和理解的。說明和實(shí)施例僅被認(rèn)為是示例性的，本實(shí)用新型的真正 范圍和主旨均由權(quán)利要求所限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種堿性電池密封圈，所述密封圈位于電池底蓋、中心柱和電池殼體之間，用于封閉 堿性電池，所述中心柱位于密封圈的中心位置，所述密封圈上布置有防爆閥； 所述防爆閥為密封圈上沿中心柱方向的薄弱溝槽， 所述薄弱溝槽開口于密封圈靠近電池底蓋的一側(cè)； 所述防爆閥均勻或非均勻地布置在密封圈上； 所述薄弱溝槽的形狀是"一"字形或"V"字形或"U"字形或?'字形。2. 如權(quán)利要求1所述的電池密封圈，所述薄弱溝槽橫為切面形狀為"V"形或"U"形的盲 孔。3. 如權(quán)利要求1所述的電池密封圈，所述防爆閥的數(shù)目為1一5。4. 如權(quán)利要求3所述的電池密封圈，所述防爆閥的數(shù)目為2-5。5. 如權(quán)利要求1所述的電池密封圈，所述密封圈在無薄弱溝槽位置的厚度范圍為 0.3mm一1.0mm，在有薄弱溝槽位置的厚度為0.05-0.25mm。6. 如權(quán)利要求5所述的電池密封圈，所述密封圈在無薄弱溝槽位置的厚度范圍為 0.4mm-0.8mm，在有薄弱溝槽位置的厚度為0.05-0.15mm。7. 如權(quán)利要求1所述的電池密封圈，所述密封圈的注塑材料選自：尼龍66、尼龍610、尼 龍612或PP。8. 如權(quán)利要求1所述的電池密封圈，所述密封圈的注塑溫度為200-320°C。9. 一種包含如權(quán)利要求1所述的電池密封圈的負(fù)極封口體，所述密封圈位于電池底蓋 和電池殼體之間，用于封閉堿性電池，所述負(fù)極封口體還包括電池殼體的開口部、電池負(fù)極 端、負(fù)極集流體。10. -種包含如權(quán)利要求1所述的電池密封圈的堿性電池，所述密封圈位于電池底蓋和 電池殼體之間，用于封閉堿性電池，所述堿性電池還包括：電池底蓋、電池鋼殼、電池隔離 層、電池負(fù)極集流體、電池正極、電池負(fù)極、電解液。
【文檔編號】H01M2/12GK205666264SQ201620358224
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年4月26日
【發(fā)明人】常海濤, 林建興, 嚴(yán)瑞興, 陳娟
【申請人】福建南平南孚電池有限公司