CN101207206B - 一种塑壳锌锰干电池及其制造工艺和专用模具 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电池制造技术领域，具体涉及一种塑壳锌锰干电池及其制造工艺和专用模具。其电池结构在包裹电芯粉的浆层纸外侧套有一层锌皮，锌皮外设有塑壳，塑壳下部设有与锌皮相接触的负极引电体。由于电池结构的变化，使得制造工艺相应得到了简化，并改善了生产环境，正极帽与塑壳的密封只需采用ABS胶水或超声波焊接，操作方便且密封效果好；塑壳注塑模具浇口位置的合理设置，更使得在产品成型后锌负极紧贴塑壳内壁，并与负极引电体导通，使电池性能更加优良。
Description
技术领域
本发明涉及电池制造技术领域，具体涉及一种塑壳锌锰干电池及其制造工艺和专用模具。
背景技术
我国是一个电池生产大国，每年电池产量近300亿只，其中以锌锰干电池为主占电池产量的九成以上，特别是普通碳性锌锰电池更是电池生产的主要品种，每年因此消耗了大量的金属锌。由于目前所采用的电池结构，金属锌压制成锌筒不但是电池反应的活性物质，同时它也是电池的容器以及电池的负极。为了防止电池漏液，不得不使用较厚的锌筒，况且作为容器其相当一部分锌没有参与电池放电时的反应。以R20P电池为例，一般锌筒的壁厚需0.4毫米左右，一个锌筒约重20～25克，真正有效利用率不到30％。因此，非常有必要对现有锌锰电池的结构进行改进，结合专门的制造工艺和设备，以实现大规模的工业化生产。
发明内容
本发明的目的在于针对现有锌锰干电池锌原料浪费严重的问题，提供一种结构简单、制造成本低、防泄露性能好，能够显著节省锌原料用量的塑壳型锌锰干电池，同时，本发明还要提供这种塑壳型锌锰干电池的制造工艺和专用模具。
本发明的技术方案如下：一种塑壳型锌锰干电池，包括包裹在浆层纸内的电芯粉，电芯粉上部由复压圈压紧，碳棒置于电芯粉的中心位置，碳棒上端设有正极帽，其特点是，在浆层纸外侧套有一层锌皮，锌皮外设有塑壳，塑壳下部设有与锌皮接触的负极引电体。
如上所述的塑壳型锌锰干电池，其中，所述的负极引电体包括一个置于塑壳底部的底片，底片一侧设有一个纵向接触片，纵向接触片紧贴在锌皮的外侧。
一种上述塑壳型锌锰干电池的制造工艺，包括如下工艺过程：
(1)将制作好的负极引电体置于模具内进行浇注，使塑壳和负极引电体注塑成一个整体；
(2)将圆筒形锌皮置于浇注好的塑壳内；
(3)将浆层纸置于圆筒形锌皮内侧，并将底垫纸置于塑壳底部；
(4)向塑壳内注入电芯粉，在电芯粉上部加设复压圈压紧电芯粉；
(5)向电芯粉中插入碳棒；
(6)在塑壳上端部涂胶；
(7)将正极帽扣在碳棒上端，并使正极帽的周边与塑壳上端部紧密粘连在一起。
在上述塑壳型锌锰干电池的制造工艺中，步骤(6)使用的是ABS塑料胶水。
另一种塑壳型锌锰干电池的制造工艺，其步骤(1)至(5)与上述方法相同，其特点是，步骤(6)将正极帽扣在碳棒上端，并使正极帽的周边与塑壳上端部紧密接触；步骤(7)采用超声波焊接工艺将正极帽与塑壳上端部焊接在一起。
一种上述塑壳型锌锰干电池制造工艺中所用的专用模具，用于塑壳的注塑成型，其结构包括上模块和型腔板，型腔板下方设有脱模板，下模芯穿过脱模板并置于型腔板内部，模具的中间处设有上浇口块和下浇口块，其特点是，型腔板上浇注腔体的浇口位置设在负极引电体纵向接触片的上部中心位置。
如上所述的塑壳型锌锰干电池制造工艺中所用的专用模具，其中，在浇注腔体上方的上模块内设有立柱，立柱上方设有反推弹簧，立柱下端顶住负极引电体的底片中心处，在负极引电体下部设有垫片。
本发明所提供的电池采用塑料外壳结构，使金属锌仅仅作为电池的反应物质，将塑壳作为电池的容器，从而大大节省了锌原料的用量。以R20P电池为例，一个电池的金属锌用量仅需5克左右，是原有结构用锌量的25％，如果按我国每年生产100亿只R20电池为例，此项创新将可为我国每年节约金属锌用量15万吨，不但使锌资源得到了合理利用，也大大降低了生产成本。由于负极引电体合理的结构设计，使负极引电体在塑料内部穿过而不会使电池内部电解质溶液渗出到塑壳外部。另外，由于电池结构的变化，使得制造工艺相应得到了简化，并改善了生产环境，正极帽与塑壳的密封只需采用ABS胶水或超声波焊接，操作方便且密封效果好；塑壳注塑模具浇口位置的合理设置，更使得在产品成型后锌负极紧贴塑壳内壁，并与负极引电体导通，使电池性能更加优良。
附图说明
图1为发明所述电池的结构示意图。
图2为图1中A处的局部放大图。
图3为负极引电体的结构示意图。
图4为负极引电体展开后的示意图。
图5为本发明所述方法的流程图。
图6为本方法所用模具的结构示意图。
图中，1.正极帽 2.碳棒 3.塑壳 4.电芯粉 5.锌皮 6.负极引电体 7.复压圈 8.浆层纸 9.底垫纸 10.底片 11.纵向接触片12.凹槽 13.浇口位置 14.浇口套 15.上模块 16.上浇口块 17.下浇口块 18.型腔板 19.脱模板 20.下模芯 21.模脚 22.下固定板23.反推弹簧 24.立柱
具体实施方式
如图1、图2所示，塑壳型锌锰干电池包括包裹在浆层纸8内的电芯粉4，电芯粉4上部由复压圈7压紧，碳棒2置于电芯粉4的中心位置，碳棒2上端设有正极帽1，在浆层纸8外侧套有一层锌皮5，锌皮5外设有塑壳3，塑壳采用PS.ABS.材料，塑壳3下部设有与锌皮5相接触的负极引电体6。塑壳3上端与正极帽1之间通过ABS.胶水粘接在一起。由于采用了塑壳作为电池的容器，金属锌仅仅作为电池的反应物质，因此可以大幅度减小锌皮的壁厚和高度，从而在根本上节约了锌原料的用量，降低了成本。
如图3、图4所示，负极引电体6包括一个置于塑壳3底部的圆形底片10，圆形底片10一侧设有一个纵向接触片11，纵向接触片11紧贴在锌皮5的外侧。在负极引电体的圆形底片10中心处设有一个圆形凹槽12。负极引电体与塑壳注塑在一起，塑壳成形通过在负极引电体的纵向接触片中心点位置进行浇注，保证接触片紧贴锌皮，负极引电体的圆形底片从塑壳底部的塑料内部穿过而不会使电池内部电解质溶液渗出到塑壳外部，圆形凹槽的设置更便于注塑工艺时准确定位。
上述塑壳型锌锰干电池的制造工艺，包括如下工艺过程：
(1)将制作好的负极引电体置于模具内进行浇注，使塑壳和负极引电体注塑成一个整体；
(2)将圆筒形锌皮置于浇注好的塑壳内；
(3)将浆层纸置于圆筒形锌皮内侧，并将底垫纸置于塑壳底部；
(4)向塑壳内注入电芯粉，在电芯粉上部加设复压圈压紧电芯粉；
(5)向电芯粉中插入碳棒；
(6)在塑壳上端部涂ABS塑料胶水；
(7)将正极帽扣在碳棒上端，并使正极帽的周边与塑壳上端部紧密粘连在一起。
另一种塑壳型锌锰干电池的制造工艺，包括如下工艺过程：
(1)将制作好的负极引电体置于模具内进行浇注，使塑壳和负极引电体注塑成一个整体；
(2)将圆筒形锌皮置于浇注好的塑壳内；
(3)将浆层纸置于圆筒形锌皮内侧，并将底垫纸置于塑壳底部；
(4)向塑壳内注入电芯粉，在电芯粉上部加设复压圈压紧电芯粉；
(5)向电芯粉中插入碳棒；
(6)将正极帽扣在碳棒上端，并使正极帽的周边与塑壳上端部紧密接触；
(7)采用超声波焊接工艺将正极帽与塑壳上端部焊接在一起。
一种上述塑壳型锌锰干电池制造工艺中所用的专用模具，用于塑壳的注塑成型，其结构包括上模块15和型腔板18，型腔板18下方设有脱模板19，下模芯20穿过脱模板19并置于型腔板18内部，模具的中间处设有上浇口块16和下浇口块17，其特点是，型腔板18上浇注腔体的浇口位置13设在负极引电体纵向接触片的上部中心位置，使得在产品成型后锌负极紧贴塑壳内壁。在浇注腔体上方的上模块15内设有立柱24，立柱24上方设有反推弹簧23，立柱24下端顶住负极引电体的底片中心处，在负极引电体下部设有垫片，这一结构使得浇注出的塑壳更加紧凑，负极引电体与塑壳的连接更加牢固。
本发明节省了金属锌原料，简化了生产工艺，改善了生产环境，降低了制造成本，可实现大规模工业化生产。
Claims (8)
1.一种塑壳型锌锰干电池，包括包裹在浆层纸(8)内的电芯粉(4)，电芯粉(4)上部由复压圈(7)压紧，碳棒(2)置于电芯粉(4)的中心位置，碳棒(2)上端设有正极帽(1)，其特征在于：在浆层纸(8)外侧套有一层锌皮(5)，锌皮(5)外设有作为电池容器的塑壳(3)，塑壳(3)的底部设有与其注塑成一个整体的负极引电体(6)，该负极引电体(6)包括一个置于塑壳(3)底部的圆形底片(10)，圆形底片(10)一侧设有一个纵向接触片(11)，该纵向接触片(11)从塑壳(3)底部的塑料内部穿过并紧贴在锌皮(5)的外侧。
2.如权利要求1所述的塑壳型锌锰干电池，其特征在于：在负极引电体的底片(10)上设有一个起定位作用的凹槽(12)。
3.如权利要求1或2所述的塑壳型锌锰干电池，其特征在于：所述的塑壳(3)上端与正极帽(1)之间通过胶水粘接在一起。
4.一种塑壳型锌锰干电池的制造工艺，包括如下工艺过程：
(1)将制作好的负极引电体置于模具内进行浇注，使塑壳和负极引电体注塑成一个整体；
(2)将圆筒形锌皮置于浇注好的塑壳内；
(3)将浆层纸置于圆筒形锌皮内侧，并将底垫纸置于塑壳底部；
(4)向塑壳内注入电芯粉，在电芯粉上部加设复压圈压紧电芯粉；
(5)向电芯粉中插入碳棒；
(6)在塑壳上端部涂胶；
(7)将正极帽扣在碳棒上端，并使正极帽的周边与塑壳上端部紧密粘连在一起。
5.如权利要求4所述的塑壳型锌锰干电池的制造工艺，其特征在于：步骤(6)使用的是ABS塑料胶水。
6.一种塑壳型锌锰干电池的制造工艺，包括如下工艺过程：
(1)将制作好的负极引电体置于模具内进行浇注，使塑壳和负极引电体注塑成一个整体；
(2)将圆筒形锌皮置于浇注好的塑壳内；
(3)将浆层纸置于圆筒形锌皮内侧，并将底垫纸置于塑壳底部；
(4)向塑壳内注入电芯粉，在电芯粉上部加设复压圈压紧电芯粉；
(5)向电芯粉中插入碳棒；
(6)将正极帽扣在碳棒上端，并使正极帽的周边与塑壳上端部紧密接触；
(7)采用超声波焊接工艺将正极帽与塑壳上端部焊接在一起。
7.一种如权利要求4、5或6所述的塑壳型锌锰干电池制造工艺中所用的专用模具，包括上模块(15)和型腔板(18)，型腔板(18)下方设有脱模板(19)，下模芯(20)穿过脱模板(19)并置于型腔板(18)内部，模具的中间处设有上浇口块(16)和下浇口块(17)，其特征在于：型腔板(18)上浇注腔体的浇口位置(13)设在负极引电体纵向接触片的上部中心位置。
8.如权利要求7所述的塑壳型锌锰干电池制造工艺中所用的专用模具，其特征在于：在浇注腔体上方的上模块(15)内设有立柱(24)，立柱(24)上方设有反推弹簧(23)，立柱(24)下端顶住负极引电体的底片中心处，在负极引电体下部设有垫片。
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