带防潮部件的电化学电池制造技术

按照本发明专利技术的一种电化学电池，包括一个具有一个敞开端的外壳；具有设置在外壳内的两个电极的电化学材料；一个设置在外壳的敞开端中的密封件，用于防止电化学材料从外壳中泄漏出来；一个设置在外壳的敞开端中位于密封件和带排气口的外盖之间的防潮部件，用于防止环境气体进入外壳；最好是，防潮部件包含一个具有至少一个孔的金属内盖。环境气体阻挡件可以进一步包含一个与金属内盖接触的塞子材料，用于可释放地塞住金属内盖的孔。或者，环境气体阻挡件也可以包含一个不透气的材料层，它设置在密封件外表面上，位于一个暴露给至少部分地通过内盖中的孔进入的环境气体的区域中。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及一种电化学电池，更具体地说，本专利技术涉及一种电池的机械构造。由于在回收处理电池中的环境保护问题，现在制造常规的碱性电池中不再使用汞。虽然通过除去碱性电池中的汞而消除了这种环境问题，但是，在电池的使用寿命期间，零汞型电池容易产生更大数量的气体，其中主要是氢气。这种气体生成的潜在增大会引起一些问题。首先，电化学电池内必须提供足够的空间，以容纳这些气体。由于需要更大的空间来容纳零汞型电池中产生的潜在增加的气体数量，构成阳极和阴极的活性组分的数量就必须减少。这种活性组分的减少有害地缩短了电池的使用寿命。与零汞型电池中气体生成的增加相关联的另一个问题是，在放电过程中产生的额外气体大大地增大了电池内的压力。为了防止由于这种压力的增大而造成的电池爆炸，电池结构中设置了用作保险的一些减压点。一个具有这种保险的常规电池结构的例子在下面对照附附图说明图1做了描述。如图1所示，一个常规电池10包含一个钢制外壳15，它有一个敞开端16和一个由底表面18限定的封闭端。电池10进一步包含一个第一电极材料20，它与外壳15的内侧面和底表面18电接触。一个第二电极25设置在电池10的内部中，并由一个隔离层(未示出)与第一电极20相隔开。在将电极材料插入外壳15中之后，一个密封件30插入到外壳的敞开端16中。然后插入一个基本上做成盘形的并有一个中心孔的内盖40，使得它的周边表面与密封件30的一个外侧部分31接触，而它的由中心孔限定的表面则围绕密封件30的一个内部衬套部分32装配。如图1所示，密封件30的内部衬套部分32有一个中心孔33，用于容纳一个集电钉45，集电钉45通过孔33压入，从而挤压与内盖40接触的密封件30部分。在集电钉完全45压入到位后，一个负极外盖50插入到由密封件30的外侧部分31限定的一个敞开区域中。负极盖50设置得与集电钉45的头部46电接触，而通过密封件30与外壳15之间电绝缘。一旦负极盖50到位，则将位于开端16附近的外壳15的侧壁向内弯曲，以便将负极盖50固定到位。随后，将一个可以用一种可收缩的PVC材料制作的标签65固牢在外壳15的周面上。作为防止由于气体增加造成的过高内部压力的一种保险，在密封件30的一个下侧部分中设置了一个减压点35，即在密封件30上制做的一个较薄的截面，当电池内压变得过高时，该截面可撕开。为了使气体然后排到电池外部，设置了一个或多个穿过内盖40的排气孔42和一些设置在负极盖50中的排气孔52。密封件的主要功能是防止电池内的材料泄漏出来，同时允许氢气穿透密封件并通过排气孔逸出。通过让氢气逸出，使得电池内的压力水平不可能变得过高。由于典型地用于这种碱性电池中的密封件是用一种尼龙或其它树脂材料制做的，因此，在密封件30的下侧表面的一个高应力区域上典型地设置了一个沥青层38，用于防止密封件30与电池内的活性组分接触而对它造成的损坏。虽然氢可以穿透沥青涂层，但是典型地没有将密封件30的整个下侧表面涂布沥青，以便能够逸出一个最佳数量的氢气。因此，本专利技术的一个目的是通过提供一种电化学电池来解决或至少改进上述气体生成问题，这种电化学电池具有一种机械结构，它不仅在气体生成过量的情况下提供保险，而且也能减少电池内气体生成的数量。本专利技术的另一个目的是提供一个用于电化学电池的盖组件，它阻止外部潮气进入电池的内部。本专利技术还有一个目的是提供一个盖组件，它不仅阻止潮气进入电池的内部，而且能够使内部的氢气连续地排出，并且能够在电池中的压力变得过高时排出所有内部气体。为了实现这些和其它的目的和优点，本专利技术的电化学电池包括一个具有一个敞开端的外壳；具有设置在外壳内的两个电极的电化学材料；一个设置在外壳的敞开端中的密封件，用于防止电化学材料从外壳中泄漏出来；一个设置在外壳的敞开端中的防潮部件，用于防止外部潮气接触密封件；最好是，防潮部件包含一个具有至少一个孔的内盖，用于使过高压力的气体从电池内部排出。防潮部件最好进一步包含一种防潮材料，它与内盖相配合，密封住内盖中的孔，由此阻挡任何通过内盖中的孔进入的外部潮气。本领域的技术人员通过参阅以下的说明书、权利要求书和附图将会进一步认识和理解本专利技术的这些和其它特征，优点和目的。图1是一个常规碱性电化学电池的部分截面图；图2是按照本专利技术的一个第一实施例构造的一个电化学电池的放大的部分截面图；图3是按照本专利技术的一个第二实施例构造的一个电化学电池的放大的部分截面图；图4是按照本专利技术的一个第三实施例构造的一个电化学电池的放大的部分截面图；图2示出了按照本专利技术的一个第一实施例构造的一个电化学电池100的部分截面图。电池100的结构基本上与常规电化学电池相同，不同之处在于一个改进的盖子组件117。因此在附图中只示出了涉及改进的盖子组件117的电化学电池部分。如图2所示，电池100包含一个外壳115，它有一个敞开端116，该敞开端116用本专利技术的盖子组件117封闭和密封住。在密封之前，包含一个第一电极120和一个第二电极125的电化学材料被设置到外壳115中。一个隔离件(图中未示出)最好以常规方式设置在两个电极之间。对于一个碱性电池来说，第一电极典型地由二氧化锰制成，第二电极由锌制成。一个由一种树脂材料如尼龙制成的密封件130插入外壳115的敞开端116中。密封件130具有一个独特的环形结构，它带有一个中心孔133，用于安装一个集电钉145。密封件130最好有一个减压部分135，它比密封件130的其它部分要薄很多，使得过高的电池内部压力能使减压部分135破裂，亦即撕开，并由此能使内部气体通过下面所描述的孔和气口排出电池。一个中央衬套部分132中加工有孔133，该衬套部分132最好比减压部分135厚很多，以便在集电钉145周围提供充分的密封，防止电化学材料从它们之间泄漏出去。类似地，密封件130的外周面部分131也最好更厚些，以便沿着外壳115的边缘延伸一个距离，由此提供充分的密封，防止电化学材料从密封件130和外壳115的内表面之间泄漏出去。为了给密封结构提供附加的机械强度，完整性和压缩力，一个最好用金属制做的内盖140分别插入到密封件130的厚的周面部分131和衬套部分132之间。在装配过程中，内盖140恰当地固定在密封件130的一个敞开的向外的部分中。如附图中所示，内盖140基本上是一个圆盘形状，使得它的周面边缘顶接在密封件130的周面部分131的一个内表面上。此外，密封件130的较厚的衬套部分132延伸穿过内盖140中的位于中央处的孔。结果，当集电钉145插入密封件130的孔133中后，密封件130的顶接着内盖140的部分则受到很大的挤压。随着内盖140在密封件130中被牢固地安置到位之后，一层防潮的但能让氢透过的材料被设置在密封件130的一个向外面对的、朝内盖140中的一个孔142暴露的表面上。内盖140最好包含一个或多个这样的靠近密封件130的减压部分135的孔142，以便当减压部分135由于电池内压力过高而撕开时，可以排出电池100内部的气体。防潮材料层170最好用沥青材料制做，它通常是一种由链烷烃，环烷烃，和芳香烃以及与含有硫，氮和氧的杂环族复合物一起构成的高粘性混合物。另一种适合的材料是一种清漆，它通常是一种有机保护涂层，可以由一种植物油和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电化学电池，包括，一个具有一个敞开端的外壳；含有设置在外壳内的两个电极的电化学材料；一个设置在外壳的敞开端中的密封件，用于防止电化学材料从外壳中泄漏出来；和一个设置在外壳的敞开端中的防潮部件，用于防止外部潮气接近密封件。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：TJ奥哈拉三世，吴希贤，
申请(专利权)人：永备电池有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]