CN100375321C - 具有扁平外壳的碱性电池组 - Google Patents

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Abstract

一种包括外金属壳和在其中装入多个分立的碱性电池的扁平伸长的碱性电池组。外壳具有呈扁平多边形的主表面。最好是外金属壳为长方体。各个电池包括：包括锌的阳极板，包括二氧化锰的阴极板和处在其中的隔离物。通过将阳极，隔离物，和阴极主体对主体堆叠设置每个电池。每个电池具有至少一个呈多边形的表面。最好将各个电池边缘对边缘排成一行，以形成具有同单个电池相同厚度的电池堆层。将电池堆层插入到普通的可允许氢透过的塑料容器中并将电池堆层封装在其中。封装在塑料容器中的电池装在金属外壳的内部中。电池并联电连接于电池组的正极和负极端子。在可选实施例中，伸长的碱性电池组仅包括单个碱性电池，单个碱性电池装在可允许氢透过的塑料容器内，塑料容器装在外金属壳的内部中。外金属壳最好呈长方体。

Description

具有扁平外壳的碱性电池组
技术领域
本发明涉及基本扁平外壳的碱性电池组(alkaline battery)。本发明涉及具有包括锌的阳极，包括二氧化锰的阴极，以及包括氢氧化钾水溶液的电解质的碱性电池组。
背景技术
传统碱性电化学电池单元具有包括锌的阳极和包括二氧化锰的阴极。电池单元通常制成圆柱形的外壳(壳体)。新电池单元的开路电压(EMF)约为1.5伏，对于中等耗电(100至300毫安培)情形，平均电压约在1.0至2.0伏之间。圆柱形外壳最初形成有扩张的开口端和对面的封闭端。在提供电池单元内容物之后，将具有绝缘插头的端冒插入到开口端以形成负极端子。通过将外壳边缘卷曲在绝缘插头的边缘上，并迅速挤压环绕绝缘插头的外壳以获得紧封，由此来封闭电池单元开口端。处在对面封闭端的一部分电池单元外壳形成正极端子。
一次碱性电化学电池单元(primary alkaline electrochemicalcell)通常包括锌阳极活性物质，碱性电解质，二氧化锰阴极活性物质，和电解质可透过隔离膜，该隔离膜通常为纤维素或纤维质以及聚乙烯醇纤维。阳极活性物质可包括例如，混合有常规胶凝剂(如羧甲基纤维素钠或丙烯酸共聚物钠盐)的锌颗粒和电解质。胶凝剂用于悬浮锌颗粒并使它们相互保持接触。通常，将插入到阳极活性物质的导电金属钉作为阳极集流体，它与负极端子的端冒电连接。电解质可为碱金属氢氧化物的水溶液，如氢氧化钾，氢氧化钠或氢氧化锂。阴极通常包括作为电化学活性物质与导电添加剂混合的颗粒状二氧化锰，典型的石墨材料，以增强导电性。或者，可向阴极添加少量的聚合物粘合剂，如聚乙烯粘合剂，及其他添加剂，如含钛的化合物。
用于阴极中的二氧化锰最好为电解的二氧化锰(EMD)，EMD通过硫酸锰和硫酸的浴直接电解制成。EMD因其高密度以及高纯度而成为优选形式。EMD的导电性(电导率)极低。向阴极混合物添加导电性物质，以提高各个二氧化锰颗粒之间的导电性。这种导电添加剂还提高了二氧化锰颗粒与电池单元壳体之间的导电性，在传统圆柱形碱性电池单元中，它还用作阴极集流器。可适用的导电添加剂可包括，例如，石墨，石墨材料，导电碳粉，如炭黑(包括乙炔黑)。最好是导电材料包括片状结晶天然石墨，或片状结晶多孔石墨(包括多孔或片状石墨或石墨碳纳纤维以及它们的混合物)。
目前已能够获得小尺寸矩形可再充电电池组，它用于向小型电子设备如MP3音频播放器和迷你盘(MD)播放器供电。这些电池组的形状通常为类似口香糖盒大小的小型长方体(矩形体)。这样的电池组采用例如可与可再充电镍金属氢化物(NiMH)尺寸F6或7/5F6尺寸长方体互换的形式，其中，尺寸F6或7/5F6是按照国际电工技术委员会(IEC)所制定这种电池单元的标准尺寸。F6尺寸的厚度为6.1mm，宽度为17.3mm，长度为35.7mm。在F6尺寸版本中，长度可大致与48.0mm同样大。对于7/5F6尺寸而言，厚度为6.1mm，宽度为17.3mm，长度为67.3mm。根据IEC标准，对于7/5F6尺寸允许的偏差为，在厚度上+0mm，-0.7mm，在宽度上+0mm，-1mm，在长度上+0mm，-1.5mm。当用于向微型MP3音频或迷你盘(MD)播放器供电时，F6或7/5F6 NiMH可再充电电池组的平均工作电压约在1.1伏和1.4伏之间，通常约为1.12伏。
当用于向迷你盘(MD)播放器供电时，电池组以约在200毫安培和250毫安培之间的电流耗电。当用于向MP3播放器供电时，电池组以约在100毫安培的电流耗电。
需要一种大小和形状与小尺寸长方体形状(矩形体)镍金属氢化物电池组相同的小型扁平碱性电池组，以便能够使用小尺寸碱性电池组与镍金属氢化物电池组互换使用，用于向小型电子设备如迷你盘或MP3播放器供电。
需要使用一次(不可再充电)碱性电池组替代小型矩形可再充电电池组，尤其是小尺寸镍金属氢化物可再充电电池组。
发明内容
在本发明的一个方面，目的在于提供外壳伸长且基本扁平，并在其中具有多个分立碱性电池单元的一次(不可再充电)碱性电池组。在电池组内的电池单元数量通常约在2和5个电池单元之间，或更多，最好在3和5个电池单元之间。外金属壳包括伸长的金属主体表面，其主要部分具有至少一个扁平多边形。主体表面定义封装各个电池单元的内部空间。外金属壳包括一对相对端，相对端接近于主体表面相对边缘。负极端子最好处在金属壳的一端，正极端子处在另一端，但最好不与金属主体表面接触。每个电池单元具有包括锌的阳极，包括二氧化锰的阴极，和最好为氢氧化钾水溶液的电解质。阳极和阴极最好采用其主要部分为扁平表面的板的形式。各个电池单元具有至少一个基本扁平的表面。各个电池单元最好是多面体。期望是，电池单元大致呈厚度相对较薄的多边形。电池单元具有两个相对的主表面和位于其中的外围边缘表面。电池单元厚度定义了电池单元边缘表面。期望是，在电池组内的各个电池单元具有相同的外形和尺寸。将电池单元插入到可透过氢的塑料盒体中。在普通塑料容器内将各个电池单元按边缘接边缘的设置排成一行，形成电池单元的积层，从而排好的电池单元积层的厚度与单个电池单元的厚度相同。将塑料盒体密封，然后插入到外金属壳的内部。将电池单元以与电池组正极和负极端子并联的方式电连接。
每个电池单元的阳极最好与外金属壳电连接，外金属壳再与电池组负极端子相连。最好是，使用从塑料壳中孔径突出的穿过式导体尖端(pass thru conductor tip)，将每个电池单元的阳极与外金属壳连接。每个电池单元的阴极和与外壳绝缘的电池组正极端子电连接。最好是，使用从塑料壳中孔径突出的穿过式导体尖端，将每个电池单元的阴极与正极端子连接。
在本发明的另一方面，目的在于提供外壳伸长且基本扁平，并在其中具有单个碱性电池单元的碱性电池组。外金属壳包括伸长的金属主体表面，其主要部分具有至少一个扁平多边形。主体表面定义封装单个电池单元的内部空间。外金属壳包括一对相对端，相对端接近于主体表面相对边缘。电池组的正极端子最好处在一端，负极端子处在另一端。单个电池单元具有包括锌的阳极，包括二氧化锰的阴极，和最好为氢氧化钾水溶液的电解质。单个电池单元具有至少一个基本扁平的表面。电池单元最好是多面体。期望是，电池单元大致呈厚度相对较薄的多边形。电池单元具有两个相对的主表面和位于其中的外围边缘表面。电池单元厚度定义了电池单元边缘表面。将电池单元插入到可透过氢的塑料盒体中。将塑料盒体密封，然后插入到外金属壳的内部。将电池单元以与电池组阳极和负极端子并联的方式电连接。电池单元的阳极期望与外金属壳电连接，外金属壳再与电池组负极端子相连。最好是，使用从塑料壳中孔径突出的穿过式导体尖端，将阳极与外金属壳连接。最好是，使用从塑料壳中孔径突出的穿过式导体尖端，将阴极与正极端子连接。正极端子与外金属壳绝缘。
在本发明电池组的基本方面，其整体呈长方体(矩形体)形状。单个电池单元或多个电池单元最好同样呈长方体形状。在这种实施例中，外金属壳具有主表面，主表面包括两对相对的矩形侧面和一对相对的端，端为矩形。可易于将这种配置内的电池组尺寸调整以形成较小尺寸以及更大尺寸的扁平电池组。在所需实施例中，本发明电池组的整体长方体尺寸具有等于对可替换的F6或7/5F6尺寸镍金属氢化物电池组而言由国际电工技术委员会制定的较小尺寸的尺寸。本发明的电池组具有与镍金属氢化物可再充电电池组大致相同的工作电压，并能用于替换这种可再充电电池组，具体用于为小型电子设备如MP3播放器和迷你盘(MD)音频播放器供电。
附图说明
图1的分解图显示出根据本发明第一实施例的，具有单个电池单元的扁平碱性电池组的元件；
图1A表示包括有如图1所示元件的电池组的透视图；
图2的分解图显示出根据本发明第二实施例的，其中并联有三个电池单元的扁平碱性电池组的元件；
图2A表示包括有如图2所示元件的电池组的透视图；
图2B表示如图2A所示电池组的纵向剖面图；
图2C表示三个电池单元中其中一个电池单元的放大纵向剖面图；
图3的分解图显示出根据本发明第三实施例的，其中并联有三个电池单元的扁平碱性电池组的元件；
图3A表示包括有如图3所示元件的电池组的透视图；
图3B表示如图3A所示电池组的纵向剖面图；以及
图3C表示在图3A中的电池组内的三个电池单元中其中一个电池单元的放大纵向剖面图。
具体实施方式
第一实施例(图1-1A)
本发明的扁平碱性一次电池组的实施例如图1-1A中所示。在优选实施例中，制成的电池组100具有同7/5F6尺寸(IEC标准)可再充电电池组相同的长方体(矩形体)整体形状。这种电池组具有如图1A所示的整体长方体形状，其中，长度约为67mm，宽度为17mm，厚度为6mm。例如，本发明的电池组100可用于替换7/5F6尺寸镍金属氢化物可再充电电池组，作为电子设备如索尼公司的迷你盘(MD)播放器型号MZ-9000的电源。给出这样的替换应用是出于举例描述，并不意在进行限制。可将如图1-1A所示电池组的实施例制作成更大或更小的尺寸。
图1的实施例显示出装配成如图1A所示电池组100的单个电池单元的元件。单个电池单元具有与外金属壳105上的负极端子107电连接的阳极140和与正极端子124电连接的阴极160。
在图1的分解图中，极好地显示出该实施例的元件。外壳105呈一端106开口的长方体形状。对面封闭的端107形成负极端子。从而当装配好电池组后，在放电期间，外壳105呈电负性。装配好的电池组如图1A所示。外壳105期望由能够轧制成如图1所示所需形状的镀镍冷轧钢或不锈钢片制成。外壳105的壁厚期望约在10mil至15mil(0.25mm至0.38mm)之间。可使用耐用的塑料材料代替用作外壳105的金属。不过，这种塑料外壳105通常比金属壳105更厚，这将减小在电池组100内用于阳极和阴极活性物质的可用内部体积。在装配期间，将如图1所示的元件装配成部件并插入到外壳105的开口端106。
内部电池单元的元件如图1所示。制成的电池组100(图1A)包括一个电池单元。电池单元具有两个相对的主表面和在其中的外围边缘表面。电池单元最好为长方体形状，最好较薄，以便其能够适合进入外壳105。在这种形状中，两个相对主表面为长方体的相对较大正面，外围边缘表面为处在其中的沿电池单元厚度伸展的表面。电池单元包括，包括MnO2的阴极160，包括锌的阳极140，和处在其中的隔离物150。隔离物150可允许碱性电解液(最好是氢氧化钾水溶液)透过。阳极140和阴极160基本为厚度较薄的矩形板。将阳极板140，隔离物150和阴极板160按如图1所示主体对主体堆叠(如硬币的叠放)。应该理解，此处关于所有实施例所用的语句阳极和阴极板“主体对主体”堆叠表示，将阳极和阴极按一个在另一个的顶部堆叠(间隔物处在中间)，以便阳极的主表面和阴极的主表面相邻且彼此面对面(如同硬币的叠放)。阴极160本身便于由多个较薄的包括MnO2的矩形或方形板制造。将MnO2板，如四个板160a-160d，边缘对边缘排成一行(如同地面砖一样)，并将它们横向压在一起形成最终的阴极160，从而阴极160的厚度同每单个块的厚度相同。经确定，采用由多个分立MnO2板的方式制造来代替制造单个伸长的MnO2板是有益的。制造长度近似等于外壳105长度的单个MnO2板在制造过程期间更易于遭破坏。应该理解，尽管阴极160由单个MnO2板制造，当将MnO2板横向压在一起时，如图1A所示，形成了单个阴极160。阳极140最好为包括颗粒锌的矩形板。隔离物150具有扁平矩形表面以及其边缘向上伸展。隔离物足够大，从而当将阴极160放置到隔离物150上时，隔离物表面接触阴极的下表面，且隔离物向上伸展的边缘152覆盖阴极边缘162。
用于单个电池单元的塑料容器包括矩形塑料盒体120，矩形盒体120装备有塑料盒体盖180。当将电池单元元件插入到盒体120后，可将塑料盒体盖180溶剂粘合或超声焊接或胶水粘接到盒体120的边缘。塑料盒体120和盒体盖180由能透过氢气但阻止电解液溢到盒体外部环境的塑料材料制成。这防止电解液从电池组泄漏。用于盒体120和盒体盖180的优选塑料材料为可允许气体透过的聚乙烯，聚丙烯，尼龙，聚砜。外壳105在端部106并不气密密封。在正极端子盖126周围具有微小的通道(未示出)，自这些通道，由电池单元内部积累的氢气通过塑料盒体120和盒体盖180释放到外部环境。
阴极160到正极端子124的电连接按以下方式制成：塑料盒体盖180具有一个通过其中的孔径182。孔径182对准阴极160的中心。可在隔离物150内密封阴极160。可将金属片170排在塑料盒体盖180下。在金属片170的顶面可设置密封环186，通常为橡胶，并使其调准，从而它正好在孔径182之下。然后可设置金属片170与塑料盒体180的下表面接触，以便密封环正好在孔径182之下并将其环绕。可将锥子或冲头按压金属片170的下侧以形成穿过式导体尖端173，穿过式导体尖端173通过孔径182并从塑料盒体盖180的顶面稍稍突出。由于导体尖端173通过导电金属条(通常由铜或黄铜制成)190提供从阴极160到正极端子124的导电通道，导体尖端173用作阳极穿过式导体。将金属条190(阳极导体条)在一端192与穿过式导体尖端173焊接，在另一端194与正极端子124焊接。具体是，如图1所示，导体条190在一端可设置有完整形成的扁平园形或半圆形表面192，在另一端形成有朝下伸展的完整形成的表面194。可将端192点焊到从塑料盒体盖180的孔径182突出的穿过式导体尖端173。可将导体条190的相对端114焊接到正极端子尖端124。当将导体条190的端192焊接到穿过式尖端173之后，金属片170会牢固固定于塑料盒体盖180。此时，可按压附着于塑料盒体盖180的金属片170使其与阴极160的顶面接触，从而金属片170的底面与阴极160的顶面接触。在该组件中，金属片170成为阴极集流器。然后设置绝缘片198以盖住金属条190。当将电池单元插入到外壳105中时，绝缘片198阻止阴极160和外壳105之间的电接触。
可设置阳极板140，将其压在隔离物150的下侧，从而阳极140面对阴极160，且隔离物150处在它们之间。可将作为阳极集流器的金属片130设置成紧靠阳极板140的底面。采用具有两个平行横档(rung)134和135的单个导体片的形式，能够方便地制造如图1所示具体实施例中的阳极集流器130。平行横档134和135在空间分隔开，并在它们中心通过整体形成的连接片133将它们整体连接，其中，在连接片133中具有实心中心部分132。连接片133最好稍有些弯曲，以便其在朝向塑料盒体120底面123的侧面上向外突出。在塑料盒体120的中心处，塑料盒体120的底面123具有孔径122。
在装配电池单元元件中，将密封环(通常由橡胶制成)插入到塑料盒体120内，从而它正好处于在盒体底面123中的孔径122之上。可将阳极集流器130插入到塑料盒体120中，从而，阳极集流器130的横档134和135沿盒体内部的长度方向。安置阳极集流器130，以便将在阳极集流器130中心处的弯曲连接结片133调整到正处在塑料盒体120底面123内的孔径122的上方。密封环136处在盒体的孔径122与阳极集流器的弯曲连接片133之间。然后，可使用锥子或冲头通过密封环136和孔径122按压连接片133的中心部分132。在盒体120的底面123处，形成从孔径122突出的穿过式尖端132a。设置导体条110(阴极导体)，以将阳极集流器130的突出尖端132与外壳105的负极端子107连接。导体条(通常由黄铜或铜制成)110在一端具有圆形或半圆形整体形成的扁平部分112，在另一端具有朝下伸展的整体形成的表面144。在塑料盒体120底面123外侧上安置导体条110，以便扁平端112朝向孔径122，如图1所示。然后，将导体条110的扁平端112焊到从孔径122突出的穿过式尖端132a。当将具有内部电池单元元件的塑料盒体插入到外壳105之后，将导体条110的另一端焊到外壳105封闭端处的负极端子107。
在进一步将电池平元元件装配到盒体120期间，可再将阳极板140放置在盒体120中并处在阳极集流器130之上。可将包含有阴极160的隔离器150放置在塑料盒体120内的阳极板140之上，从而，隔离器150处在阳极140和阴极160之间。通过焊到阳极导体条190一端192的阴极集流器170的穿过式导体尖端173，按如上方式将塑料盒体盖180固定到阴极集流器170。然后将包括固定到盒体盖180的阴极集流器金属片170插入并处在阴极160之上，以便阴极集流器金属片170接触阴极160的顶面。然后可将盒体盖180的边缘超声焊接或粘接到塑料盒体120的边缘，以形成用于封装电流元件的牢固密封的塑料容器。
通过外壳开口端106将其中具有电池单元元件的封闭塑料盒体120插入到外壳105之后，可进行在外壳105封闭端处阳极140与负极端子107的电连接。这通过如上所述的将导体条110的端114焊接到处在外金属壳105封闭端处的负极端子107来实现。使用塑料正极端子盖126密封外壳105的开口端106，塑料正极端子盖126可通过超声焊接到外壳105。进而，将正极端子124焊接或粘接到塑料正极端子盖126的外部。通过在不熔化周围塑料的前提下将导体条190的端194焊接到正极端子124，制成在阴极160与正极端子124之间的正极电连接。在导体条190上的绝缘片198阻止在阴极160和负极外壳105之间的电接触。外金属壳105并不气密密封。因此，在正极端子端124处，例如在塑料正极端子盖126周围，具有非常微小的通道或开口(未示出)，通过它们，由电池单元内部积累的氢气，一旦透过塑料盒体120和盒体盖180，就释放到外部环境。
第二实施例(图2-2C)
在图2-2C中显示出本发明扁平碱性一次电池组的另一实施例。在优选实施例中，如图2-2C中所示电池组具有同F6尺寸(IEC标准)可再充电电池组类似的长方体(矩形体)整体形状。这种电池单元具有如图2A所示的整体长方体形状，其中，长度约为67mm，宽度为17mm，厚度为6mm。具体而言，在图2-2C中所示本发明的电池组可用于直接替换7/5F6尺寸镍金属氢化物可再充电电池组，作为电子设备如索尼公司的迷你盘Walkman播放器型号MZ-9000的电源。给出这样的替换应用是出于举例描述，并不意在进行限制。可将如图2-2C所示电池组的实施例制作成更大或更小的尺寸。
图2-2C的实施例显示出电路上并联以形成电池组200的三个电池单元的元件。不过应该理解，可以有更少(例如2个)或更多(例如4个或5个)数量的电池单元，它们都按照对于图2-2C所示实施例所示出和描述同样内部元件的方式制造。
在图2的分解图中，极好地显示出该实施例的元件。外壳290由顶部291和底部210构成。顶部291由伸长的扁平金属板294构成，在所述金属板294相对的长边上具有一对整体形成的朝下弯曲的边缘296。沿金属板294的一端朝下弯曲有较小的整体形成的部分292，在相对的一端形成开口。将形成电池组正极端子的端子尖端295焊接到板292。顶部291期望由镀镍的冷轧钢或不锈钢制成，厚度期望约在10mil和20mil之间(0.254mm和0.508mm之间)，最好约在15mil(0.037mm)。
同样，外壳290的底部210由伸长的扁平金属板212构成，在所述金属板294相对的长边上具有一对整体形成的朝下弯曲的边缘216。沿金属板212的一端朝下弯曲有较小的整体形成的部分214。朝下弯曲的整体形成的部分214形成电池组的负极端子。底部210期望由镀镍的冷轧钢或不锈钢制成。使外金属壳290的顶部291和底部210取向成，以便正极端子尖端295和负极端子整体形成部分214处在电池组200的相对端。
应该注意，当沿顶部291的宽度取剖面观察时，顶部291呈C形状。同样，当沿底部210的宽度取剖面观察时，底部210也呈C形状。从而，因部件291和210可夹在内部电池单元元件的周围以形成外壳290，可将这两个部件简便地称为形成外壳290的C夹子部件。将顶部291的边缘296与底部210的边缘216之间的界面297(图2A)进行焊接，以提供在内部电池单元元件周围的牢固永久外元290。
在图2中很好地显示出内部电池单元的元件，而在图2A中显示出装配好的电池组，以及在图2B和2C中显示出其剖面图。电池组200包括在电路上并联的三个分立的碱性电池单元A，B，和C(图2，2B和2C)。每个电池单元具有两个相对的主表面和处在其中的外围边缘表面。每单个电池单元包括，包括MnO2的阴极280，包括锌的阳极260，和处在其中的隔离物270。隔离物270可允许碱性电解质(最好是氢氧化钾水溶液)透过。在每单个电池单元中的阴极280和阳极260最好采用具有至少其扁平表面为主要部分的板的形式。将每个电池单元的阳极板260，隔离物270和阴极板280按如图2所示主体对主体堆叠(如硬币的叠放)。应该理解，此处关于所有实施例所用的语句阳极和阴极板“主体对主体”堆叠表示，将阳极和阴极按一个在另一个的顶部堆叠(间隔物处在中间)，以便阳极的主表面和阴极的主表面相邻且彼此面对面(如同硬币的叠放)。每个电池单元最好为长方体形状，且最好较薄。在这样的形状中，两个相对的主表面为长方体相对的较大正面，外围边缘表面为处在中间的沿点池厚度展开的表面。阳极260和阴极280形状为厚度较薄的矩形板。隔离物270(图2)具有朝上伸展的边缘272，从而当将阴极280设置在隔离物270上时，隔离物270表面接触阴极的底面，隔离物边缘272朝上伸展以覆盖阴极的边缘282。三个电池单元A，B，和C均具有相同的元件，并按相同的方式制造。图2的分解图显示出代表性电池单元“A”的元件，不过应该理解，此处关于电池单元“A”的电池单元元件的描述同样应用于其他两个电池单元。
已知，在碱性电池单元放电期间会释放出氢气。在具有包括锌的阳极，包括MnO2的阴极，和氢氧化钾电解质水溶液的传统圆柱形电池单元中，根据电池单元的尺寸以及在阳极/阴极中所采用的添加剂，压力积累可达到约在800和1500表压的量级。所示在本发明电池组(图2A)中的较小扁平外科形状还必须承受在正常电池单元放电期间可出现的较大气压。压力通常在500和1000表压之间的范围内。这种压力能导致电解液紧压金属外壳290的内壁。由于外壳290厚度为15mil(0.037mm)，其厚度较薄，气体以及电解液对壳壁的压力能导致外壳鼓起或破裂，使电解质释放到外部环境。这会导致不期望的情形出现。为避免电解质的这种泄漏，将图2，2B和2C所示分立的电池单元A，B，和C装在塑料盒体220内。
用于装载分立电池单元的塑料盒体包括矩形的塑料盒体220，塑料盒体220具有从盒体底面向上伸展并进入盒体内部空间的肋226(图2B和2C)。肋226贯穿塑料盒体220内部的宽度。从而肋226形成分别用于装入三个电池单元中各自一个电池单元的三个分开的室。这样，在塑料盒体220内将三个电池单元边缘对边缘排成一行(如同地砖一样)，各自以肋226相间隔。
盒体220装配有塑料盒体盖250，可将塑料盒体盖250溶剂粘合或超声焊接或胶水粘接到盒体220的上边缘。盒体220和盒体盖250由期望能透过氢气但阻止电解液溢到盒体边界以外环境的塑料材料制成。这防止电解液从电池组泄漏。用于盒体220和盒体盖250的优选塑料材料为可允许气体透过的聚乙烯，聚丙烯，尼龙，聚砜。外壳290并不气密密封。因此，在正极端子端295或负极端子端214处(或在两者处)具有微小的通道或开口(未示出)，自这些通道，由电池单元内部积累的氢气，一旦透过塑料盒体220和盒体盖250，就释放到外部环境。
每个电池单元阴极280到正极端子294的电连接按以下方式制成：对于每个电池单元，塑料盒体盖250具有一个通过其中的孔径252。孔径252对准阴极280的中心。靠近塑料盒体盖250的下侧设置具有突出尖端242的盘形金属穿过式导体240。在盘240的顶面上安置密封环(O形密封圈)243。导体盘240的尖端242通过密封环243突出。通过孔径252按压导体盘240的尖端242，以便使尖端242从塑料盒体盖250的顶面突出，如图2B或图2C清楚地显示。导体盘240最初可为扁平，可使用锥子或冲头通过孔径252按压盘240的顶面形成尖端242。在此过程中形成的尖端242完全通过孔径252，以便尖端242从盒体盖250的顶面突出。通过处在其中的密封环243，盘的主体仍然压靠在盒体盖250的底面，如图2B或2C中很好地显示出。密封环243可为在盘240和塑料盒体盖250之间提供严密密封的弹性橡胶材料。在图2C中极好地显示出具有代表性的装配好的电池单元的剖面图。为提高阴极和穿过式导体盘240之间的导电性，可对阴极在其侧面上设置金属薄片284(图2B和2C)与导体盘240接触。如图2C所示，导体盘240的尖端242与外壳290物理接触，盘240的基底紧靠阴极280设置，最好设置在阴极280顶面内的凹入区286(图2)内。将外壳290按前述方式与正极端子295电连接，如图2C很好地显示。因此，由于导体盘240与阴极280和外壳290都接触(图2C)，阴极280还与正极端子295电连接。将所有电池单元，即电池单元A，B，和C(图2A)按上述代表性电池单元的方式连接。因此，每个电池单元的阴极280均与正极端子295电连接。
在分解图(图2)中示出的代表性电池单元的阳极260与外壳290的底部210电连接。连接采用类似于阴极导体盘240的穿过式导体盘230形成。塑料盒体220对每个电池单元提供有一个通过其的孔径237。孔径237对准阴极260的中心。安置具有突出尖端232的盘形金属穿过式导体230，并使其与塑料盒体220基底上的孔径237对准，且处在孔径237之上，如图2所示。在孔径237周围安置密封环(O形密封圈)233，且密封环233朝向导体盘230。尖端232从导体盘230向下突出。通过孔径237按压导体盘230的尖端232，以便尖端232通过密封环233，且完全通过塑料盒体220上的孔径237，如图2B或2C很好地显示出。导体盘230最初可为扁平，可使用锥子或冲头通过孔径237按压盘230的底面形成尖端232。在此过程中形成的尖端232完全通过孔径237，以便尖端232从塑料盒体220的底部突出。通过处在其中的密封环233，盘的主体仍然压靠在盒体220的底部，如图2B或2C中很好地显示出。密封环233可为在盘230和塑料盒体220之间提供严密密封的弹性橡胶材料。这是当将塑料盖250密封到塑料盒体220，使电池单元严密密封在塑料盒体220中时会发生。
将外壳290的底部210按前述方式与负极端子214电连接，如图2C很好地显示出。因此，由于导体盘230与阳极260和外壳底部210都接触(图2B)，阳极260还与负极端子214电连接。将所有电池单元，即电池单元A，B，和C(图2A)按上述代表性电池单元的方式连接。因此，每个电池单元的阳极260均与电池组的负极端子214电连接。将阴极280按如上方式均与电池组的正极端子295电连接。从而，每个电池单元以并联电连接。
第三实施例(图3-3C)
在图3-3C中显示出本发明扁平碱性一次电池组的再一实施例。在优选实施例中，如图3-3C中所示电池组具有同F6尺寸(IEC标准)可再充电电池组类似的长方体(矩形体)整体形状。这种电池组具有如图3A所示的整体长方体形状，其中，长度约为67mm，宽度为17mm，厚度为6mm。具体而言，在图3-3C中所示本发明的电池组可用于直接替换7/5F6尺寸镍金属氢化物可再充电电池组，作为索尼公司的迷你盘(MD)播放器型号MZ-9000的电源。给出这样的替换应用是出于举例描述，并不意在进行限制。可将如图3-3C所示电池组的实施例制作成更大或更小的尺寸。
图3-3C的实施例显示出电路上并联以形成电池组300的三个电池单元的元件。不过应该理解，可以有更少(例如2个)或更多(例如4个或5个)数量的电池单元，它们都按照对于图3-3C所示实施例所示出和描述同样内部元件的方式制造。
在图3的分解图中，极好地显示出该实施例的元件。外壳305由薄金属片307(最好为镀镍冷轧钢构成，且厚度最好约在5mil到6mil(0.125mm到0.15mm)之间)构成。片307卷在电池单元内部元件的周围，以形成如图3A所示电池组的外壳305。在经卷曲以形成制好的外壳305之后，可将金属片的自由边缘308和309点焊焊接或粘接。外壳305本身在两端开口。每个电池单元的阳极360与外壳305电接触。从而，外壳305呈电负性。将如图3B所示的负极端子板398焊接到外壳305，以封闭其中一个开口端。外壳305的相对一端通过正极端子394封闭，正极端子394通过绝缘材料(最好以绝缘板392的形式，其边缘处在正极端子394和外壳305之间)与外壳305不会发生物理接触，如图3C所示。可将正极端子394焊接或粘接到绝缘板392的中心部分。
在图3中很好地显示出内部电池单元的元件，而在图3A中显示出装配好的电池组，以及在图3B和3C中显示出其剖面图。电池组300包括在电路上并联的三个分立的碱性电池单元A，B，和C(3B和3C)。每个电池单元具有两个相对的主表面和处在其中的外围边缘表面。每单个电池单元包括，包括MnO2的阴极380，包括锌的阳极360，和处在其中的隔离物370。隔离物370可允许碱性电解液(最好是氢氧化钾水溶液)透过。在每单个电池单元中的阴极380和阳极360最好采用具有至少其扁平表面为主要部分的板的形式。将每个电池单元的阳极360，隔离物370和阴极380按如图3所示主体对主体堆叠(如硬币的叠放)。应该理解，此处关于所有实施例所用的语句阳极和阴极板“主体对主体”堆叠表示将阳极和阴极按一个在另一个的顶部堆叠(间隔物处在中间)，以便阳极的主表面和阴极的主表面相邻且彼此面对面(如同硬币的叠放)。每个电池单元期望为长方体(矩形体)形状，且最好较薄。在这样的形状中，两个相对的主表面为长方体相对的较大正面，外围边缘表面为处在中间的沿点池厚度展开的表面。阳极360和阴极380形状为厚度较薄的矩形板。隔离物370(图3)具有朝上伸展的边缘372，从而当将阴极380设置在隔离物370上时，隔离物表面接触阴极的底面，隔离物边缘372朝上伸展以覆盖阴极的边缘382。三个电池单元A，B，和C均具有相同的元件，并按相同的方式制造。图3的分解图显示出代表性电池单元“A”的元件，不过应该理解，此处关于电池单元“A”的电池单元元件的描述同样应用于其他两个电池单元。
用于装载分立电池单元的塑料盒体包括矩形的塑料盒体320(图3B和3C)，塑料盒体320具有从盒体底面向上伸展并进入盒体内部空间的肋326。肋326贯穿塑料盒体320内部的宽度。从而肋326形成分别用于装入三个电池单元中各自一个电池单元的三个分开的室。这样，在塑料盒体320内将三个电池单元边缘对边缘排成一行(如同地砖一样)，各自以肋326相间隔。
塑料盒体320装配有塑料盒体盖390，可将塑料盒体盖390溶剂粘合或超声焊接或胶水粘接到盒体320的上边缘。塑料盒体320和盒体盖390由期望能透过氢气但阻止电解液溢到盒体边界以外环境的塑料材料制成。这防止电解液从电池组泄漏。用于盒体320和盒体盖390的优选塑料材料为可允许气体透过的聚乙烯，聚丙烯，尼龙，聚砜。外壳305并不气密密封。因此，在正极端子支撑板392处具有微小的通道(未示出)，自这些通道，由电池单元内部积累的氢气，一旦透过塑料盒体320和盒体盖390，就释放到外部环境。
每个电池单元阴极380到正极端子394的电连接按以下方式制成：对于每个电池单元，塑料盒体盖390具有一个通过其中的孔径395。孔径395对准阴极380的中心。阴极380可设置在隔离物370内。靠近塑料盒体盖390的下侧设置具有突出尖端342的盘形金属穿过式导体340。在盘340的顶面上安置密封环(O形密封圈)343。导体盘340的尖端342通过密封环343突出。通过孔径395按压导体盘340的尖端342，以便使尖端342从塑料盒体盖390的顶面突出，如图3B或图3C清楚地显示。导体盘340最初可为扁平，可使用锥子或冲头通过孔径395按压盘340的顶面形成尖端342。在此过程中形成的尖端342完全通过孔径395，以便尖端342从盒体盖390的顶面突出。通过处在其中的密封环343，盘的主体仍然压靠在盒体盖390的底面，如图3B或3C中很好地显示出。密封环343可为在导体盘340和塑料盒体盖390之间提供严密密封的弹性橡胶材料。当导体盘340的尖端342穿过孔径395后，将从孔径395突出的尖端342焊接到垫圈344从而将其固定，如图3B和3C所示。参照图3，然后，将凹入区386内的阴极380的顶面按压在导体盘340的底部，从而完全装配好电池单元时(图3B和3C)，阴极380与导体盘340物理接触。
在装配好的代表性电池单元中(图3C)，在垫圈344和外壳305之间插入有绝缘条350。这阻止阴极380与呈负性的金属壳305出现电接触。垫圈344和正极端子394之间的电连接是通过导电性元件363(如金属线或金属条)将这两个元件连接(图3C)。金属导体条363可在朝下伸展的表面362终结，表面362用于附着或焊接到距正极端子394最近的端。金属条363可为在绝缘条350朝向电池单元内部的内表面上的金属涂层。当将绝缘条350按到外部垫圈344上时，金属条363的一端与垫圈344接触，可将另一端与正极端子394焊接。或者，可将独立的金属线或金属条363在一端与垫圈344焊接，另一端与正极端子394焊接。正如如上所述，通过在端子394和外壳305之间的绝缘板或盘392，正极端子394不与负极外壳305接触。
如分解图(图3)所示的代表性电池单元的阳极360与外壳305电连接，从而，外壳305呈电负性。采用类似于阴极导体盘340的穿过式导体盘330来形成连接。塑料盒体320对每个电池单元提供有一个通过其的孔径337。孔径337对准阳极360的中心。安置具有突出尖端332的盘形金属穿过式导体330，并使其与塑料盒体320基底上的孔径337对准，且处在孔径337之上，如图3所示。在孔径337周围安置密封环(O形密封圈)333，且密封环333朝向导体盘330。尖端332从导体盘330向下突出。通过孔径337按压导体盘320的尖端332，以便尖端332通过密封环333，且完全通过塑料盒体320基底上的孔径337(图3B或图3C)。导体盘330最初可为扁平，可使用锥子或冲头通过孔径337按压盘330的底面形成尖端332。在此过程中形成的尖端332完全通过孔径337，以便尖端332从塑料盒体320的底部突出。通过处在其中的密封环333，盘的主体仍然压靠在盒体320的底部，如图3B或3C中很好地显示出。密封环333可为在导体盘330和塑料盒体320之间提供严密密封的弹性橡胶材料。在突出尖端332上安置外部垫圈334(图3B和3C)，并将其焊接到突出尖端332。从而外部垫圈阻止尖端332滑脱到盒体孔径337之外。当将电池单元装配好且将外金属片305卷在各个电池单元周围后，外部垫圈334与片305物理接触。从而，通过穿过式导体盘330和外部垫圈334之间的接触，形成阳极360和外壳305之间的电接触。从而与外壳305接触的端子398成为电池单元的负极端子。
将所有电池单元，即电池单元A，B，和C(图2A)按上述代表性电池单元的方式连接。代表性的装配好的电池单元如图3C中很好的显示出。因此，每个电池单元的阳极360均与外壳305电连接，进而再与电池组的负极端子398电连接。使阴极380与外壳305绝缘，且将所有阴极380与正极端子394电连接。从而，将每个电池单元以并联电连接。
代表性电池单元的化学成分
下面，将描述电池单元的成分，即可应用于在以上所批露具体实施例中所述每个电池单元的阳极，阴极和隔离物的化学成分。具体而言，以下关于电池单元成分的描述应用于，第一实施例(图1-1A)的单个电池单元，电池单元包括阳极140，阴极160和处在其中的隔离物150；具有同样的电池单元的第二实施例(图2-2C)，每个电池单元包括阳极260，阴极280处在其中的隔离物270；和具有同样的电池单元的第三实施例(图3-3C)，每个电池单元包括阳极360，阴极380处在其中的隔离物370。
每个电池单元填充以包括二氧化锰的阴极，包括锌的阳极和电解液。电解质水溶液包括KOH，氧化锌，和胶凝剂的传统混合物。阳极材料(140，260，和360)可采用包含无汞(不加汞)的锌合金粉的胶凝混合剂。即，每个电池单元的汞总含量约少于总电池单元重量的百万分之五十，最好少于总电池单元重量的百万分之二十。电池单元最好还不包含任何增加量的铅，从而基本无铅，也就是，铅总含量少于阳极总金属含量的30ppm，期望是少于15ppm。这样的混合物通常包含KOH电解质水溶液，胶凝剂(例如，可从来自B.F.Goodrich的商品名CARBOPOL C940下获得的丙烯酸共聚物)，和表面活性剂(例如，可从来自Rhne Poulenc的商品名GAFAC RA600获得的磷酸酯酯基表面活性剂)。这样的混合物仅作为示例给出，并不意在限制本发明。在美国专利No.4 563 404中披露了用于锌阳极的其他代表性胶凝剂。
阴极(160，280，和380)期望具有以下成分：87-93wt％的电解二氧化锰(例如，来自Kerr-McGee的Trona D)，2-6wt％(总共)的石墨，5-7wt％的7-10标准KOH水溶液，且其中KOH浓度约为30-40wt％；以及0.1-0.5wt％的可选聚乙烯粘合剂。电解的二氧化锰的平均颗粒尺寸通常约在1至100微米之间，期望约在20至60微米之间。石墨通常以天然石墨，或多孔石墨，或者它们的混合物。石墨还可包括仅石墨碳钠纤维，或与天然或多孔石墨的混合物。这样的阴极混合物意在用于说明目的，而并非要限制本发明。
阳极材料(140，260，360)包括：锌合金粉62至69wt％(99.9wt％的含铟的锌)，包括30wt％KOH的KOH水溶液和约为2wt％的ZnO；商业上可从来自B.F.Goodrich的商品名“CARBOPOL C940”下的交联丙烯酸聚合物胶凝剂(例如0.5至2wt％)和商业上可来自GrainProcessing公司的商品名“Waterlock A-221”获得的接枝(grafted)到淀粉主链的水解聚丙烯腈(介于0.01和0.5wt％之间)；商业上可来自Phone-Poulenc的商品名“RM-510”获得的二紫罗兰苯酚磷酸盐脂(dionyl phenol phosphate ester surfactant)表面活性剂(50ppm)；锌合金平均颗粒尺寸期望约在30和350微米之间。在阳极中锌的块体密度(阳极孔隙率)约在每立方厘米阳极1.75和2.2克锌之间。阳极中电解质水溶液的体积百分比大约为阳极体积的百分之69.2至75.5之间。
以传统方式对电池单元进行平衡考虑，从而使MnO2的容量(mAmp-hr capacity)(基于308MnO2比容量(mAmp-hr per gram))除以锌合金的容量(基于820MnO2的比容量)约为1。
隔离物(150，270，和370)可为由纤维素(嫘萦)和聚乙烯醇纤维的无纺材料内层和赛璐玢外层组成的传统离子多孔隔离物。这种材料仅出于说明目的，并不意在限制本发明。
总计阳极/阴极体积作为外壳的外部体积百分比。
在以具体非限制性示例说明的第一具体实施例(图1-1A)中，将电池组100制造成外壳105具有以下整体尺寸：长67mm；宽17mm；厚6mm，从而外部体积为6.834cm3。阳极140的厚度为1.77mm，且体积为1.480cm3。阳极140包括约占外壳105外部体积百分之21.7的最终体积。阴极160由沿边缘对边缘对齐(如同地砖一样)的四个室(160a-160d)组成，并压成一个阴极，如图1所示。阴极160的最终厚度为3.05mm，最终体积约2.484cm3。因此，阴极160包括约占外壳105外部体积百分之36.3的最终体积。总计阴极和阳极的组合最终体积占外壳105外部体积的百分之58.0。
在以具体非限制性示例说明的第二具体实施例(图2-2C)中，将电池组200制造成外壳105具有以下整体尺寸：长67mm；宽17mm；厚6mm，从而外部体积为6.834cm3。电池组200包括在电路上并联的三个电池单元，A，B，和C。包括并联的三个阳极室260的总计阳极的厚度为1.77mm，总计体积为1.324cm3。阳极包括约占外壳290外部体积百分之19.4的最终体积。包括三个阴极室280的总计阴极的最终厚度为2.30mm，最终体积约2.217cm3。因此，总计阴极包括约占外壳290外部体积百分之32.4的最终体积。总计阴极和阳极的组合最终体积占外壳290外部体积的百分之51.8。
在以具体非限制性示例说明的第三具体实施例(图3-3C)中，将电池组300制造成外壳305具有以下整体尺寸：长67mm；宽17mm；厚6mm，从而外部体积为6.834cm3。电池组300包括在电路上并联的三个电池单元，A，B，和C。包括并联的三个阳极室360的总计阳极的厚度为1.47mm，总计体积为1.430cm3。阳极包括约占外壳305外部体积百分之20.9的最终体积。包括三个阴极室380的总计阴极的最终厚度为2.45mm，最终体积约2.410cm3。因此，总计阴极包括约占外壳305外部体积百分之35.3的最终体积。总计阴极和阳极的组合最终体积占外壳305外部体积的百分之56.2。
将上述关于本发明扁平碱性电池组的三个具体实施例的特征进行比较，应该看到，电池组100(图1-1A)具有总计活性物质(总计阳极和阴极)包括更高所占电池组体积百分比的优点。因此，电池组100与在正常从低到高流耗范围中的电池组200或电池组300相比具有更高容量。特别是，电池组100将具有MP3或微盘播放器所需从100到300mAmp流耗的更高容量。另一方面，电池组200(图2-2C)或电池组300(图3-3C)的分段电池单元设计具有更好的结构整体性，其中，与电池组100的单个电池单元设计相比，在装配过程期间或搬运期间，各个电池单元的阳极和阴极不易破裂。电池组200更接近阳极和阴极的总体积，从而更接近在电池组100中所反映出的单个电池单元设计的总容量。
应该理解，对于阳极和阴极总计体积所占外金属壳外部体积百分比的上述值是非常保守的，这是由于这并没有根据最优化的设计。相信可能会使总计阳极和阴极的百分比体积可增至约外金属壳外部体积的75％，甚至高达约80％。从而，总计阳极和阴极体积可包括约介于外金属壳外部体积的50％和75％之间，甚至约在50％和80％之间。可以确信，通过小型化电池单元元件使其更紧凑，以及通过降低塑料壳厚度(120和180；220和250；320和390)以及金属集流器(例如阴极集流器170)和导体条(例如190，130，363)和绝缘物(例如198和350)，可以达到上述目标。
对于上述具体实施例的再一可选设计，应该理解，在图2-2C或图3-3C中所示各个电池单元A，B，或C均可被封装在分立的塑料盒体中。从而，在这种实施例中不再具有单个塑料盒体，例如，装载三个电池单元的塑料盒体220(图2)或塑料盒体320将每个电池单元可代之以装载到它们自身的塑料盒体中。这种塑料盒体期望属于多孔的可透过氢的聚乙烯，聚丙烯，尼龙，聚砜制成之类的塑料材料。采用类似于如图2所示的盒体220和盖250的设计，将每个电池单元装入紧密配套的塑料容器中，对塑料容器加盖独立的塑料盖，以此可形成对每个电池单元的分立塑料盒体。通过超声焊接，红外焊接，通过溶剂粘合或使用粘合剂，可将塑料盖焊接到容器的外围边缘。在将塑料盖密封到塑料盒体之前，可对每个电池单元提供以与阴极接触的正极穿过式导体(如同在图2中的导体240)和与阳极接触的负极穿过式导体(如同在图2中的导体230)。对每个电池单元的塑料盒体的顶盖可提供用于突出正极穿过式导体以与正极端子电连接的孔径，诸如孔径252(图2)。同样，对每个电池单元的塑料容器(盒体)可提供用于突出负极穿过式导体以与负极端子电连接的孔径，诸如孔径237(图2)。此可选电池组实施例的其余元件可与参照图1，2或3所示实施例所披露和所描述的相同或相似。主要区别在于，可选电池组实施例包括多个分立的碱性电池单元，例如，介于两个和四个之间的分立电池单元，其中，将每个电池单元装入其自己可透过氢的塑料容器。
后者的可选实施例具有易于制造不同尺寸的扁平碱性电池组的优点，这是通过在其中插入任何数量的所预期制造尺寸部件的电池单元，每个电池单元被装入其自己的保护塑料盒体中。从而，通过预制数个装入其自己的保护塑料容器中的不同尺寸的分立电池单元，并将所需数量的这种电池单元插入到外壳中以获得所需的电池组长度，可易于改变电池组的尺寸。
尽管依据整体形状为长方体(矩形体)的扁平碱性电池组描述了本发明的优选实施例，应该理解，可能会存在对这种外形的多种变化，且本发明的原理意在包括这些变化。例如，可将本发明的矩形体电池组的端子端稍稍向外或向内弯曲。这种变化形状的整体外观仍基本属于长方体形状，且本发明关于长方体或合理等效的内涵意在包括这样的长方体。对于整体形状的其他变化，如电池组的端与平行六面体的任何一面(包括电池组的主体)所成的角度有些改变，从而平行六面体不是严格矩形体，此处所述以及权利要求中的长方体(矩形正六面体)也意在包括这样的变化。
本发明意在扩展到扁平的整体电池组形状，其中，电池组外壳主要部分包括至少一个基本扁平的表面。与电池组的长度相比，电池组外壳的厚度通常较薄。特别是，本发明的原理意在扩展到基本扁平的电池组，其中，电池组外壳主要部分包括扁平多边形表面。本发明还意在扩展到电池组外壳主要部分具有扁平表面的电池组，具中，扁平表面为平行四边形，且其中，电池组的整体形状为棱柱形。
从而，本发明并不意在被限制在此处所描述的具体实施例，而是通过权利要求以及其等效方面进行更好的限定。

Claims (45)

1.一种一次碱性电池组，包括伸长的金属壳，正极和负极端子，和多个分立的碱性电池单元；其中，所述碱性电池单元装在可透过氢的盒体中，并且并联电连接于所述正极和负极端子；其中，所述电池单元和所述盒体装在所述伸长金属壳的内部。
2.根据权利要求1的碱性电池组，其中，所述可透过氢的盒体包括塑料。
3.根据权利要求1的碱性电池组，其中，每个电池单元包括：包括锌的阳极，包括二氧化锰的阴极，处在其中的隔离物和包括氢氧化钾水溶液的电解质。
4.根据权利要求1的碱性电池组，其中，所有所述电池单元均为长方体形状。
5.根据权利要求1的碱性电池组，其中，所述伸长金属壳为长方体形状。
6.一种包括有多个分立的碱性电池单元的碱性电池组，所述电池组包括：表面主要部分基本扁平的伸长金属壳；其中所述碱性电池单元包含在所述伸长金属壳的内部；其中每个所述电池单元包括阳极板，阴极板和处在其中的隔离物；所述阳极和阴极以主体对主体的方式堆叠，所述隔离物处于其间；其中每个所述电池单元具有一对相对的主外部表面，至少其中一个为多边形；其中所述相对主外部表面的其中一个表面形成阳极的一部分，另一个表面形成阴极的一部分；其中每个所述电池单元的外围边缘表面处在所述相对的主外部表面对之间；其中在每个所述电池单元的所述相对的主外部表面对之间的矩离分别定义每个所述电池单元的厚度，其中将所述电池单元装入一个盒体中并在其中对齐，从而一个电池单元的一部分外围边缘与下一个电池单元的一部分外围边缘相邻以形成电池单元的堆层；其中所述电池单元的堆层和所述盒体装在所述伸长金属壳的内部。
7.根据权利要求6的碱性电池组，其中，每个电池单元的所述外围边缘表面横跨在电池单元的厚度之间。
8.根据权利要求6的碱性电池组，其中，所述电池单元的形状和尺寸近乎相同，且将电池单元对齐，从而电池单元的堆层的厚度与每个电池单元的厚度近乎相同。
9.根据权利要求6的碱性电池组，其中，所述电池单元装在普通塑料盒体中，所述塑料盒体可透过氢。
10.根据权利要求9的碱性电池组，其中，在所述塑料盒体内具有肋，分隔对齐相邻电池单元的所述外围边缘表面。
11.根据权利要求6的碱性电池组，其中，每个电池单元包括：包含锌的阳极和包含二氧化锰的阴极。
12.根据权利要求6的碱性电池组，其中，在电路上电池单元并联连接。
13.根据权利要求6的碱性电池组，其中，伸长金属壳呈多面体形状。
14.根据权利要求13的碱性电池组，其中，每个所述电池单元呈多面体形状。
15.根据权利要求6的碱性电池组，其中，金属壳包括伸长的主体表面和两个相对的端表面；其中所述主体表面的主要部分呈扁平多边形。
16.根据权利要求6的碱性电池组，其中，金属壳包括伸长的主体表面和两个相对的端表面；其中所述金属壳呈长方体形状。
17.根据权利要求6的碱性电池组，其中，每个所述电池单元的所述相对的主表面对呈扁平多边形。
18.根据权利要求6的碱性电池组，其中，每个所述电池单元的所述相对的主表面对呈扁平矩形。
19.根据权利要求6的碱性电池组，其中，每个所述电池单元呈长方体形。
20.根据权利要求19的碱性电池组，其中，在每个所述电池单元中的阳极和阴极呈长方体形。
21.根据权利要求9的碱性电池组，其中，包含在所述普通塑料盒体中的电池单元的数量介于3和5之间。
22.根据权利要求6的碱性电池组，其中，在所述伸长金属壳内所有电池单元中阳极和阴极材料的体积所占所述伸长金属壳外部体积百分比介于50％和75％之间。
23.根据权利要求16的碱性电池组，其中，电池组的总体尺寸为：厚度6mm；宽度17mm；以及长度67mm。
24.根据权利要求6的碱性电池组，其中，伸长的金属壳包括两个部分，其中一个用于沿所述盒体的长度覆盖所述盒体的顶部，第二个用于沿所述盒体的长度覆盖所述盒体的底部，两个部分的边缘彼此密封，以便将所述盒体封装在所述金属壳中。
25.根据权利要求6的碱性电池组，其中，伸长的金属壳包括卷在所述盒体周围的金属片。
26.根据权利要求6的碱性电池组，其中，形成伸长金属壳的金属材料从由镀镍冷轧钢和不锈钢组成的组中选出。
27.根据权利要求9的碱性电池组，其中，所述塑料盒体可允许氢透过，且从由多孔的聚乙烯，多孔的聚丙烯，尼龙和聚砜组成的组中选出。
28.根据权利要求6的碱性电池组，其中，所述电池组为一次不可再充电电池组。
29.一种包括有仅一个碱性电池单元的碱性电池组，所述电池组包括：表面主要部分基本扁平的伸长金属壳；其中所述碱性电池单元包含在所述伸长金属壳的内部；其中所述电池单元包括阳极板，阴极板和处在其中的隔离物；所述阳极和阴极以主体对主体的方式堆叠，所述隔离物处于其间；其中所述电池单元具有一对相对的主外部表面，至少其中一个所述主外部表面为多边形；其中，所述相对主外部表面的其中一个表面形成一部分阳极，另一个表面形成一部分阴极；其中所述电池单元的外围边缘表面处在所述相对的主外部表面对之间；其中所述电池单元装在盒体中；其中所述电池单元和所述盒体装在所述伸长金属壳的内部。
30.根据权利要求29的碱性电池组，其中，所述盒体为可透过氢的塑料盒体。
31.根据权利要求29的碱性电池组，其中，阳极包括锌，阴极包括二氧化锰。
32.根据权利要求29的碱性电池组，还包括，在所述金属壳的一端并与所述金属壳和所述阳极电接触的负极端子，和在所述金属壳的相对端的正极端子，其中，所述正极端子与所述金属壳绝缘，阴极与所述正极端子电接触。
33.根据权利要求29的碱性电池组，其中，金属壳呈多面体形状。
34.根据权利要求29的碱性电池组，其中，所述电池单元呈多面体形状。
35.根据权利要求29的碱性电池组，其中，金属壳包括伸长的主体表面和两个相对的端表面；其中所述主体表面的主要部分呈扁平多边形。
36.根据权利要求29的碱性电池组，其中，所述电池单元的所述相对的主外部表面对呈扁平多边形。
37.根据权利要求29的碱性电池组，其中，所述电池单元的所述相对的主外部表面对呈扁平矩形。
38.根据权利要求29的碱性电池组，其中，金属壳包括伸长的主体表面和两个相对端，其中所述金属壳呈长方体形状。
39.根据权利要求38的碱性电池组，其中，所述电池单元呈长方体形状。
40.根据权利要求39的碱性电池组，其中，所述电池单元的阳极和阴极均呈长方形。
41.根据权利要求29的碱性电池组，其中，阳极和阴极的体积所占所述金属壳外部体积的百分比介于50％和75％之间。
42.根据权利要求38的碱性电池组，其中，电池组的总体尺寸为：厚度6mm；宽度17mm；以及长度67mm。
43.根据权利要求29的碱性电池组，其中，形成所述伸长金属壳的金属从由镀镍冷轧钢和不锈钢组成的组中选出。
44.根据权利要求29的碱性电池组，其中，所述盒体可允许氢透过，且包括由多孔的聚乙烯，多孔的聚丙烯，尼龙和聚砜组成的组中选出的塑料。
45.根据权利要求29的碱性电池组，其中，所述电池组为一次不可再充电电池组。
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