电化学电池隔离板制造技术

通过将由连续隔离板片形成的隔离板并入电化学电池的阴极和阳极之间，连续的隔离板片限定了两层圆柱形侧壁和封闭的底端，可改善梭芯式一次电化学电池的放电性能。通过将连续隔离板片的第一端卷绕成具有与连续隔离板片的纵轴平行的中心轴的圆柱体可以形成圆柱形隔离板的第一层，然后将连续隔离板片的第二端围绕圆柱形第一层的外部卷绕形成第二圆柱层。封闭的底端由位于第一端的卷绕部和第二端的卷绕部之间的部分连续隔离板片形成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电化学电池隔离板相关申请的交叉引用本申请要求2018年6月20日提交的美国临时申请62/687,509的优先权，其全部内容通过引用合并于本申请。
技术介绍
碱性电化学电池在市场上可以买到，常用规格为LR6(AA)、LR03(AAA)、LR14(C)和LR20(D)。电池为圆柱形，必须符合国际电工委员会等组织制定的尺寸标准。消费者利用电化学电池为多种电子设备供电，如时钟、收音机、玩具、电子游戏、通常包括闪光灯组件的胶卷相机和数码相机。电池制造商在提高电池容量方面取得了长足的进步，以提高电子设备可以供电的时间，同时符合每种电池尺寸的适用尺寸标准。电池的形状和尺寸通常是固定的，因此电池制造商必须变更电池特性，以提供更高的性能。例如，电池制造商通常寻求使包括正极(阴极)材料和负极(阳极)材料在内的活性物质的总量最大化，并提供不易于发生内部电池短路的可靠的电池构造。消费者对提供最大运行时间的高容量电化学电池的需求不断增长，因此，不断需要提供改进型电化学电池结构，以改进放电性能。
技术实现思路
为了提供改善的电化学电池放电性能，本专利技术的各种实施例涉及电化学电池的结构，包括中空的容器，中空容器具有围绕中空容器内部的阴极环且其中设有阳极。阳极和阴极由连续隔离板隔开，折叠形成在阴极和阳极之间的两层隔离板。隔离板包括单个细长隔离板片，隔离板片垂直于纸的纵轴折叠，以在折痕的相对侧形成两个片材端部。每个片的端部卷成同心圆柱体，同心圆柱体的中心轴与细长的隔离板片的纵向轴线平行，每个片的端部的相对边缘(平行于片的纵向轴线)汇合不重叠。所得的管状隔离板包括两层圆柱形侧壁和单层底壁(由在片的端部之间延伸的片材形成)。本专利技术的一些实施例涉及电化学电池的制造方法。在一些实施方案中，制造方法包括：提供圆柱形电化学电容器，其具有设置在电池容器的内表面附近的活性材料环；形成圆柱形隔离板，包括连续隔离板片，限定封闭的底端和两层圆柱形侧壁；将圆柱形隔离板端插入活性材料环的内部；将第二活性材料设置在隔离板的内部；以及密封电化学电池容器。此外，形成圆柱形隔离板可以包括：在圆柱形侧壁的两层中的每层内形成接缝，其中，接缝与圆柱形侧壁的直径对齐。形成圆柱形隔离板可以进一步包括：将连续隔离板片的第一端形成第一圆柱层；以及将连续隔板片的与第一端相对的第二端围绕第一圆柱层的外部形成第二圆柱层。在一些实施例中，将连续隔离板片的第一端形成为第一圆柱层包括：卷绕连续隔离板片的第一端的相对的纵向边缘以在第一接缝处相遇；将连续隔离板片的第二端形成第二圆柱层包括：卷绕连续隔离板片的第二端的相对的纵向边缘，以在第二接缝处汇合。此外，该方法可以进一步包括：将隔离板加强层定位在圆柱形隔离板的封闭底端附近。将隔离板加强层定位在封闭底端附近可包括：将加强杯定位在封闭底端的底部外表面附近。在一些实施例中，将隔离板加强层放置在封闭的底端附近包括：将加强垫放置在封闭的底端的底部外表面附近。本专利技术的各种实施例涉及一种电化学电池，其包括：容器；环形阴极，设置在容器内，阴极包括与容器接触的外表面和围绕中空内部的内表面；阳极，设置在阴极的中空内部中；以及隔离板，隔离板位于阴极和阳极之间，隔离板包括连续的隔离板片，隔离板片限定了封闭的底端和两层圆柱形侧壁。此外，圆柱形隔离板可包括在圆柱形侧壁的两层中的每层内的接缝，接缝与圆柱形侧壁的直径对齐。在本专利技术的各种实施例中，圆柱形隔离板的第一层由连续隔离板片的第一端形成，圆柱形隔离板的第二层由连续隔离板片的第二端围绕圆柱形隔离板片的第一层的外表面卷绕形成。连续隔离板片的第一端可以被卷成第一圆柱层，使得连续隔离板片的第一端的相对的纵向边缘在第一接缝处汇合；连续隔离板片的第二端围绕第一圆柱层卷绕，使得连续隔离板片的第二端的相对的纵向边缘在第二接缝处汇合。此外，连续隔离板片可限定垂直于连续隔离板片的纵轴的横向缝，横向缝将连续隔离板片的第一端和第二端分开。在一些实施例中，连续隔离板片的第一端比第二端长。此外，第一端和第二端的长度都可以大于环形阴极的高度。在一些实施例中，第一端的长度大于环形阴极的高度和环形阴极的中空内部的直径的组合。在本专利技术的各种实施例中，电化学电池还包括位于圆柱形隔离板的封闭底端附近的隔离板加强层。隔离板加强层可以是加强杯或加强垫。此外，隔离板可以包括3mil的隔离纸。附图说明以下将参考附图详细描述本专利技术，附图不一定按比例绘制，其中：图1A-1B示出了本领域已知的卷绕式隔离板的形成。图2A-2C示出了本领域中已知的交叉带式隔离板的形成。图3是根据本专利技术的一个实施例的梭芯型电化学电池的剖视示意图。图4A-4D示出了根据本专利技术的一个实施例的用于形成隔离板的步骤。图5是根据本专利技术一个实施例的梭芯型电化学电池的分解示意图。具体实施方式本申请参考附图更全面地描述了各种实施例。应当理解的是，本申请示出和描述了部分并非全部实施例。实际上，实施例可以采用许多不同的形式，因此，本申请不应被解释为局限于本申请描述的实施例。本申请中提供的实施例是为了使得本申请的公开满足适用的法律要求。本说明书中，相同的附图标记始终表示相同的元件。本申请的专利技术人发现，将位于电化学电池的活性材料之间的电化学电池隔离板的厚度增加到超过避免通过隔离板的短路所必需的厚度，会有害地增加电化学电池的电阻，从而降低电化学电池的性能。即使位于电化学电池内的隔离板的一部分过厚，也会出现过厚的隔离板的负面性能特征，这可能是由隔离板片的重叠部分所致，重叠部分是为了避免因为较薄部分的隔离板可能导致短路。因此，在卷绕式隔离板122构造和交叉带状隔离板222构造中都存在包括过厚的隔离板部分的问题。卷绕式隔离板122构造体现为：具有单个重叠部分的卷绕式隔离板133，其中，隔离板133的相对端部部分重叠，如图1A-1B所示。交叉带状隔离板222构造体现为：两个垂直的隔离板片233a，233b在隔离板片233a，233b的中央部分重叠，每个隔离板片233a，233b的端部向上折叠，以共同形成圆柱形隔离板222，如图2A-2C所示。本申请的专利技术人发现，交叉带状隔离板222的交叉部分的数量(以过厚的隔离板部分为特征的隔离板的总百分比)大于卷绕式隔离板133的交叉部分的数量，因此使用交叉带状隔离板222使内部电池电阻增加的问题更加突出。此外，由于交叉带状隔离板222利用了两个分离的组件(例如，两个分离的隔离板材料带233a，233b)，所以隔离板的制造难度也增加了。本申请的专利技术人发现，通过将隔离板片的第一端卷绕成第一隔离板层，然后将隔离板片的第二端折叠成与第一隔离板层相切，并围绕第一隔离板层卷绕隔离板的第二端以形成第二隔离板层，可以由单个连续的隔离板层形成圆柱形隔离板，使得连续的隔离板片在侧壁层和封闭的底端之间保持连续性(如保持连接)，以过厚的重叠部分为特征的隔离板的总百分比可以被最小化。在一些实施例中，隔离板片的第一端和第二端可以被分开卷绕，使得隔离板片的相对纵向边缘部分汇合而不重叠，以形成第一隔离板本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电化学电池的制造方法，包括：/n提供圆柱形电化学电池容器，其具有设置在电池容器的内表面附近的活性材料环；/n形成包括连续隔离板片的圆柱形隔离板，连续隔离板片限定(a)封闭的底端和(b)两层圆柱形侧壁；/n将圆柱形隔离板端插入活性材料环的内部；/n将第二活性材料设置在隔离板的内部；以及/n密封电化学电池容器。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180620 US 62/687,5091.一种电化学电池的制造方法，包括：
提供圆柱形电化学电池容器，其具有设置在电池容器的内表面附近的活性材料环；
形成包括连续隔离板片的圆柱形隔离板，连续隔离板片限定(a)封闭的底端和(b)两层圆柱形侧壁；
将圆柱形隔离板端插入活性材料环的内部；
将第二活性材料设置在隔离板的内部；以及
密封电化学电池容器。


2.根据权利要求1所述的电化学电池的制造方法，其中，形成所述圆柱形隔离板包括：为所述圆柱形侧壁的两层中的每一层形成接缝，所述接缝与所述圆柱形侧壁的直径对齐。


3.根据权利要求2所述的电化学电池的制造方法，其中，形成所述圆柱形隔离板包括：
将连续隔离板片的第一端形成第一圆柱层；以及
将连续隔离板片的与第一端相对的第二端形成围绕第一圆柱层的外部的第二圆柱层。


4.根据权利要求3所述的电化学电池的制造方法，其中，
将连续隔离板片的第一端形成第一圆柱层包括：卷绕连续隔离板片的第一端的相对的纵向边缘，以在第一接缝汇合；以及
将连续隔离板片的第二端形成第二圆柱层包括：卷绕连续隔离板片的第二端的相对的纵向边缘，以在第二接缝汇合。


5.根据权利要求4所述的电化学电池的制造方法，其中，所述第一接缝和第二接缝在所述圆柱形隔离板的中心轴线的相对侧对齐。


6.根据权利要求1所述的电化学电池的制造方法，还包括：在所述圆柱形隔离板的封闭的底端附近设置隔离板加强层。


7.根据权利要求6所述的电化学电池的制造方法，其中，在所述封闭的底端附近设置隔离板加强层包括：在所述封闭的底端的底部外表面附近设置加强杯。


8.一种电化学电池，包括：
容器；
环形阴极，设置在容器内，其中，阴极包括与容器接触的外表面和围绕中空内部的内表面；
阳极，设置在阴极的中空内部中；以及
隔离板，位于阴极和阳极之间，隔离板包括一个连续的隔离板片，连续的隔离板片限定了(a)一个封闭的底端和(b)一个两层的圆柱形侧壁。

...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴维德·沃特·卡利斯，玛丽亚格·维里卡基斯，克里斯托弗·S·布利奥斯，
申请(专利权)人：劲量品牌有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US