在碱性电池壳体上形成端子凸部的方法技术

一种在电化学电池（最好是具有含锌的阳极、含二氧化锰的阴极和碱性电解质的碱性电池）的圆筒形壳体（１０）的封闭端（１１）上形成一个端子凸部（１５）的方法。在壳体（１０）的封闭端（１１）上形成端子凸部（１５）使该凸部（１５）成为壳体（１０）的一个整体部分。通过壳体（１０）的开口端（１２）将阴极材料（２０）装入壳体（１０）内，然后用力将一个直径小于壳体（１０）的内径的长形柱塞（３４）压入阴极材料（２０）中，与此同时，设置一种防止阴极材料（２０）上升至高于预定高度的机构（４７），柱塞（３４）所加的力使阴极材料（２０）被压实，与此同时，在壳体（１０）的封闭端（１１）上形成一个端子凸部（１５）。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种在电化学电池(具体地说是具有含锌的阳极和含二氧化锰的阴极的碱性电池)的圆筒形壳体上形成一个端子凸部的方法。本专利技术还涉及在电池装上阴极活性材料的同时在电池壳体上形成端子凸部的方法。普通的碱性电池通常用带有封闭端和开口端的钢制圆筒形壳体制成。碱性电池一般具有一个含锌的阳极和一个含有二氧化锰的阴极。阴极活性材料一般是颗粒状MnO2、石墨和KOH电解液的混合物，阳极材料一般含有颗粒状锌、KOH电解液和胶凝剂，阴极材料一般与电池壳体的内表面相接触，而阳极材料则置于壳体的心部内。在阴极与阳极之间放置一种离子可渗透的隔离材料(通常是人造丝或纤维素材料)。在电池壳体的端部上通常有一个与电池壳体和阴极电连通的金属端子凸部，该端子凸部通常是电池的正极端子。在电池装入阳极、阴极、隔离件和电解质之后，用一种端盖组件将壳体的开口端密封，该端盖组件具有一个绝缘件、一个金属端盖和一个长形集流件。上述端盖通过集流件与阳极材料电连通，通常构成电池的负极端子。上述的与电池壳体电连通的端子凸部(正极端子)通常由一种带有一个凸部的独立板件制成，再将这种板件焊接到壳体的平底(也就是壳体的封闭端)上。将上述板件焊接到电池壳体上使其凸部与壳体电连通，并构成电池的正极端子。将独立的板件焊接到电池壳体的平底上制成正极端子凸部的方法的缺点是需要一种独立的工艺步骤，还需要附加的材料。或者，端子凸部也可以在制造电池壳体的深冲压工艺过程中形成。碱性电池的圆筒形的电池壳体通常用深冲压法制造，其中，在一系列的冲压步骤中用多个直径一个比一个小的冲头使壳体的直径逐步减小。端子凸部可以在该工艺过程的后几道工序中形成，但在至少几个直径越来越小的冲头上做出端子凸部模型所需的附加工具要花去费用。这种冲头常常会磨损而不得不更换。另外，在壳体上形成的端子凸部常常会在后来运输和处理过程中受损坏。将阴极材料压入带有预制凸部的壳体内的过程也可能引起凸部的变形。另外，端子凸部也可以在平底的圆筒形壳体做好后在独立的工步中形成。因此，可在壳体装上活性材料之前将一种柱塞或者说心轴推入壳体的内部，使壳体的封闭端(平底)的中央被推出而形成所需的端子凸部。采用这种方法形成端子凸部的缺点是需要独立的工艺步骤、附加的设备以及与这种工艺相关的增加成本和装配工时。因此，本专利技术的目的是提供一种可在碱性电池上形成正极端子凸部的方法，这种方法不需附加的材料和单独的工步，从而减少了装配电池的总工时。本专利技术旨在建立一种可在电化学电池的圆筒形壳体的封闭端上形成一个端子凸部的方法。所述壳体最好是最初就是具有一个封闭端和一个开口端的圆筒形壳体。电池最好是一种具有一个含锌的阳极、一个含有二氧化锰的阴极和一种碱性电解质的碱性电池。本专利技术的方法旨在形成上述端子凸部从而使该凸部成为壳体的一个整体部分，而无需将任何导电板件焊接或者粘接到电池壳体的封闭端上。在碱性电池中，上述的端子凸部成为电池的正极端子。一方面，本专利技术的方法包含这样的工步首先将阴极材料通过壳体的开口端装入壳体内。然后在壳体内压实阴极材料。在阴极材料在壳体内被压实的同时形成上述的端子凸部。壳体的封闭端最初可以是平的或者是局部凸起的，这就是说，壳体最初可以是平的，或者是具有一个直径和/或高度小于最终端子凸部的凸部。实施本专利技术方法时，首先将阴极材料装入电池壳体中，并将该壳体置入一种固定的夹持件(铁砧座)的通道内。上述夹持件的取向最好能使壳体处于上述通道内的垂直位置，并使壳体的开口端位于上部，上述夹持件也可以具有使壳体处于水平位置或处于颠倒位置即开口端在下部的取向。上述壳体借助于一个具有插入通道底部的长形本体的铁砧保持在上述通道内。上述铁砧的尖端推压壳体的封闭端。推压电池壳体的封闭端的铁砧(尖端)表面上具有一个形状和尺寸与所需端子凸部相符的凹部。在使电池保持在其开口端位于上部的垂直位置上的同时将一个长形柱塞插入阴极材料内。上述柱塞的直径小于电池壳体的内径。在用力插入柱塞的同时，采用一种机构防止阴极材料沿电池壳体的长度方向上升到超过预定的高度之外。通过将一个腔体插入壳体的开口端并使其保持在固定的位置上而防止阴极材料在壳体内上升至超过所需的高度。上述的腔体具有一个穿透的内腔。上述的柱塞通过上述腔体的内腔插入阴极材料内。当上述柱塞被推入阴极材料内时，该阴极材料被压成电池壳体内的一个环形区，该环形区就是位于柱塞表面与壳体的内表面之间的区域。上述的插入壳体开口端的腔体可防止阴极材料沿壳体长度方向上升至超过所需的高度或从壳体逸出外面。当柱塞被推入阴极材料内时，阴极材料被压缩成上述的环形区，与此同时迫使壳体的平底(或局部凸出的部分)进入铁砧表面上的凹部内。这就在壳体的封闭端上完全形成一个端子凸部。令人惊奇的是，在壳体上形成端子凸部时，柱塞的任何部位都不必与铁砧表面的任何部位或者说铁砧表面上的凹部的任何部位相接触。在阴极材料被压实且在壳体的封闭端上形成端子凸部之后，将柱塞取出，并从夹持件中取出壳体。然后插入一个隔离片将压实的阴极材料的裸露表面盖住。再将阳极材料注入壳体的中央区，将一个端盖组件插入电池壳体的开口端，上述端盖组件含有一个塑料绝缘盘和一个位于绝缘盘上面的端子盖。然后使电池壳体的周边卷绕在端盖组件的周边上，以使壳体的开口端完全密封。在碱性电池中，端子盖构成电池的负极端子，而绝缘盘使端子盖与电池壳体绝缘。下面结合附图详细说明本专利技术，附图中，附图说明图1是内部装有阴极材料的电池壳体的示意的剖视图；图2是示出电池壳体、插塞组件、铁砧和铁砧座的分解剖视图；图3是示出安置在铁砧座内的电池壳体的分解剖视图4是示出与壳体相接触的插塞组件腔体的分解剖视图；图5是示出正在插入电池壳体并对阴极材料加压的柱塞的剖视图；图6是示出在阴极材料受压过程中形成正极端子凸部的剖视图；图7是示出在阴极材料受到压缩并在壳体上形成端子凸部之后从电池壳体中取出柱塞的剖视图；图8是示出从电池壳体中取出插塞组件的腔体的剖视图；图9是示出测针将电池壳体推出铁砧座的剖视图；图10是示出从铁砧座取出的电池壳体的剖视图；图11是示出准备插入电池阳极空腔内的隔离件的分解剖视图；图12是示出准备注入阳极空腔内的阳极材料的示意的分解剖视图；图13是示出装有阴极、隔离件和阳极材料的电池壳体的剖视图；图14是电池元件已装配好且端盖组件已经插入而使壳体开口端密封之后的电池的剖视图。本专利技术的作为具体实例的方法可用于在电化学电池的圆筒形壳体的封闭端上形成一个正极端子凸部。本专利技术的方法特别适用于碱性电池，这种电池具有一个原先制成带有封闭端和开口端的壳体，并且具有一个含锌的阳极、一个含二氧化锰的阴极和一种碱性电解质。本专利技术的方法可用于任何具体的电池尺寸。本专利技术的作为具体实例的方法可用于压实一种AAAA(4A)碱性电池100的阴极材料并同时在这种电池的圆筒形壳体的封闭端上形成一个正极端子凸部。(上述的AAAA电池被美国国家标准研究院(ANSI)又称为“25A”电池，而在欧洲则由国际电化学委员会(IEC)命名为“LR61”电池)。AAAA(LR61)碱性电池100(见图14)是一种带有圆筒形壳体10的圆筒形电池，其壳体10的长度约为41.5～42.5mm，其外径约为7.7～8.3mm。壳体10的壁厚约为0.1～0.25本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在碱性电化学电池的圆筒形壳体上形成一个端子凸部的方法，所述的电池具有包括二氧化锰的阴极，该方法包含如下步骤：提供一种内部装有阴极材料的圆筒形壳体，并将长形件的一部分推入上述阴极材料中，在进行上述作业时，上述壳体与一个具有在其上形成的 凹部的相邻表面相接触；因此，当上述的长形件推压上述的阴极材料时，该阴极材料便被压实，同时将上述壳体的外表面的一部分推入上述的凹部内，而在上述壳体上形成一个端子凸部。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：威廉H加德纳，
申请(专利权)人：杜拉塞尔公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]