CN102569835B - 一种碱性电池制作方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种碱性电池制作方法及装置，更具体的说是一种降低电池内压的碱性电池的制作方法及其装置。本发明采用的方法是通过将电池本体组件与电池封口组件在真空环境中进行组合，从而有效降低电池内压，本发明采用的装置，主要是将普通的真空装置进行改进，使其专门适用于碱性电池的电池本体组件和封口组件的组装过程使用，使操作变得简单方便，能有效的提高电池的组装效率。本发明的有益效果为，实施方式简单，适用性广泛，经过实践证实，本发明的方法和装置，成本低廉，操作简便，能有效降低电池内部的压力，减少电池长期存放过程中自放电和漏液的发生，提高电池的贮存性能，保证电池质量的可靠性。本发明适用于碱性电池生产使用。

Description

一种碱性电池制作方法及装置

技术领域

本发明涉及一种碱性电池制作方法及装置，更具体的说是一种降低电池内压的碱性电池制作方法及其装置。

背景技术

碱性电池是市场上普遍使用的一次性电池，随着人们对高放电性能的要求，电池长期存放后的使用性能亦即电池的贮存性能也需要随之改进和提高。一般来说，碱性电池在规定的保质期内应不出现漏液，并保持足够的电量，这样才能在用电器上正常使用。因此，漏液和容量降低就成为影响电池贮存性能、使电池失去使用价值的两个主要问题。

目前碱性电池的制作方法为先制作电池正极组件，然后在正极外壳中加注KOH电解液，再加注负极锌膏来完成电池本体的制作，随后在常压下完成电池封口体组件和电池本体组件的组合，再完成电池卷边密封和整型密封等步骤完成碱性电池的制作。这种传统工艺带来的问题是电池本体和封口组件组合后，在随后的密封过程中，电池的径向和轴向都进行了一定量的体积压缩，由此电池封口后内部气压大于外界气压，使碱性电池在生产结束时，即在其内部形成了较大压力。例如LR20(D型)电池采用传统工艺常压方式封口，封口完成后的电池内部气压即可达到2.0atm～-2.5atm，约2.04kgf/cm2～2.53kgf/cm2。这样的压力在电池长期存放过程中对电池漏液的发生和容量损失造成的不利影响是显而易见的。

首先，电池内部较大的气体压力会对电池的封口强度和封口结构造成不良影响，同时在较大的气压下，电池内部的碱性介质向封口部位和封口组件的移动速度和渗透能力会明显增强。以上因素的存在和累积都可能造成碱性电池漏液的发生。

其次，电池内压的存在特别的是氧气在电液中的溶解，能够引发电池锌负极的氧化，发生如下反应(1)，消耗电池容量。

Zn(s)+H₂O(l)+O₂(g)→Zn(OH)₂(s)     (1)

最后，在电池漏液发生后，由于电池封口结构的破坏和电池内外部的接通，外部环境中的空气会不断渗入电池内部，在锌负极上继续发生反应(1)，从而进一步加剧电池的自放电，使电池在漏液和容降的双重制约下，提前失效。

目前采用的降低碱性电池内压的方法多为通过改进生产电池的材料入手，会导致电池的生产成本增加，也有技术提出在碱性电池正极组件和封口组件组合完成后在真空环境中进行密封，该方法解决碱性电池内压的思路是在碱性电池封口过程中通过真空环境抽出电池内部气体，同时提高封口强度，经试验证明有一定效果，但并没抓住问题的根本点，碱性电池的封口组件和电池本体组合后即在内部形成了一个密闭空间，同时因为密闭过程中电池的径向和轴向都进行了一定量的体积压缩，从而导致电池封口后内部气压大于外界气压，因此此种方法没有抓住问题的根本点，效果有限。

发明内容

本发明所解决的问题，就是提出一种能够有效降低碱性电池内压的方法及其装置。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种碱性电池制作方法，包括以下步骤：

a.制作电池正极组件，将电池正极组件装入正极壳内；

b.在正极壳内加注KOH电解液；

c.在正极壳内加注负极锌膏，完成电池本体制作；

d.在真空环境中将电池封口组件和电池本体组合；

e.在常压下对电池进行卷边密封；

f.在常压下对电池进行整边密封。

本发明总的技术方案，通过在真空环境中组合电池封口组件和电池本体，使电池体内气压降低，即在组装过程中在电池内部即形成了一个低气压的密闭空间，从而在密封时电池的径向和轴向都进行了一定量的体积压缩后，也不会出现内部气压过高的问题，本方案抓住了解决碱性电池内部气压问题的关键点，既解决了问题，又没有多余的步骤，使生产成本得到控制。

具体的，所述真空环境的真空度为-0.04～-0.10Mpa。

本方案提出了一种优选的真空度范围，在该范围内完成电池封口组件和电池本体的组合，能达到较好的降低碱性电池内部气压的效果。

更具体的，所述真空环境的真空度为-0.06～-0.09Mpa。

本方案提出了一种更优选的真空度范围。

一种碱性电池制作装置，包括上冲头、下冲头、中间套筒和抽气孔，所述上冲头设置在中间套筒中，所述下冲头与中间套筒和上冲头的位置同轴，所述抽气孔与中间套筒连通，其特征在于，所述中间套筒的顶端开口部位的内壁直径与电池封口组件的直径匹配，电池封口组件进入中间套筒顶端后将中间套筒的顶端封闭，中间套筒下端的内壁直径与电池本体直径相匹配，电池本体进入中间套筒下端后将中间套筒的下端封闭。

本方案提出了一种制作碱性电池的装置，通过将普通的真空装置进行改进，使其专门适用于碱性电池的电池本体组件和封口组件的组装过程使用，具体在于将真空装置设计为上冲头加中间套筒和下冲头的组合装置，使中间套筒的顶端开口部位的内壁直径与电池封口组件的直径匹配，而中间套筒的下端内壁直接与电池本体的直径匹配，电池封口组件进入中间套筒顶端后将中间套筒的顶端封闭，电池本体进入中间套筒下端后将中间套筒的下端封闭，然后通过抽气孔抽走空气后，在电池封口组件和电池本体之间行成具有一定真空度的真空环境，该真空环境包括电池本体内部空间，然后在该真空环境中进行组合，中间套筒中间部位的内壁直径比电池封口组件的直径小，但能保证电池封口组件在中间套筒中滑动，将电池封口组件压下与电池本体组合，使操作变得简单方便，能有效的提高电池的组装效率。

具体的，所述上冲头底部设置有吸附装置。

本方案提出在上冲头底部设置吸附装置，用以吸附电池封口组件，使电池封口组件能够和上冲头底部吸附，能有效避免和电池本体组合的过程中出现问题，同时也简化了操作。

更具体的，所述吸附装置为磁性装置或负压吸附装置。

本方案提出优选的吸附装置，根据电池封口组件的特性，使用磁性装置或负压吸附装置可以更好的吸附电池封口组件。

具体的，所述下冲头顶部设置有凹槽，所述凹槽内部直径与电池本体直径相匹配。

本方案通过在下冲头顶部设置凹槽，使电池本体可直接嵌在下冲头上且固定良好，使电池组装过程更简单方便。

本发明的有益效果为，实施方式简单，适用性广泛，经过实践证实，本发明的方法和装置，成本低廉，操作简便，能有效降低电池内部的压力，减少电池长期存放过程中自放电和漏液的发生，提高电池的贮存性能，保证电池质量的可靠性。

附图说明

图1为本发明一种碱性电池制作方法的流程图；

图2为本发明一种碱性电池制作装置的剖面图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例，详细描述本发明的技术方案，以下所述实施例均以生产LR20(D型)电池为例：

如图1所示，本发明一种碱性电池制作方法的具体过程为：制作电池正极组件，将电池正极组件装入正极壳内，在正极壳内加注KOH电解液，在正极壳内加注负极锌膏制得电池本体组件，在真空环境下将电池本体组件与电池封口组件进行组合，对电池进行卷边密封，对电池进行整边密封，进行合格检测；

实施例1：

该实施例用以说明本发明提供的制作碱性电池的方法流程及其装置的使用方式。

(1)正极组件制作

按照传统方法通过压环、入环、辊槽、涂封口胶、卷插隔膜管等工序制作电池正极组件。

(2)负极装配

依照传统工艺方法在电池正极外壳中加入KOH电解液和负极锌膏。

(3)电池封口

在真空环境下，进行电池封口组件和装好负极锌膏的电池本体的组合，真空度为-0.04Mpa，然后转入常压，进行电池的卷边、整型，完成封口。

如图2所示，本发明所述的装置包括上冲头1、下冲头3、中间套筒2和抽气孔4，上冲头1设置在中间套筒2中，下冲头3与中间套筒2和上冲头1在竖直方向同轴，其中，中间套筒2的顶端开口部位的内壁直径与电池封口组件7的直径匹配，中间套筒2下端的内壁直径与电池本体6直径相匹配，其目的为使电池封口组件7进入中间套筒2顶端后将中间套筒2的顶端封闭，电池本体6进入中间套筒2下端后将中间套筒2的下端封闭，然后通过抽气孔4抽走空气后，可在电池封口组件7和电池本体6之间形成具有一定真空度的真空空间8，中间套筒2中间部位的内部直径稍微小于电池封口组件7的直径，使电池封口组件7在中间套筒2中既可滑动，又能保证真空环境，使整个组装流程简单方便。优选的，上冲头1的底部设置有吸附装置7，将电池封口组件吸附在上冲头1的底部，下冲头3的顶部设置有凹槽5，将电池本体6的下端装在凹槽5内，真空泵通过抽气孔4与中间套筒2连接。

具体组装流程为：当电池封口组件7和电池本体6组合时，上冲头1向下移动，下冲头3向上移动，中间套筒2固定不动，并通过抽气孔4向外抽气，当电池封口组件7和电池本体6移动到图1所示位置时，电池封口组件7、电池本体6和中间套筒2形成具有一定真空度的密闭的真空空间8，在真空空间8中，电池本体6固定位置不动，吸附有电池封口组件7的上冲头1持续向下移动，完成电池封口组件2和电池本体6的组合。

实施例2

该实例用于说明本发明提供的制作碱性电池的方法的一种优选方式。

按照与实施例1相同的方法，进行电池正极组件制作、负极装配和电池封口，不同的是，电池封口组件和装好负极锌膏的电池本体的组合环境的真空度为-0.06Mpa。

实施例3

该实例用于说明本发明提供的制作碱性电池的方法的一种更优选的方式。

按照与实施例1相同的方法，进行电池正极组件制作、负极装配和电池封口，不同的是，电池封口组件和装好负极锌膏的电池本体的组合环境的真空度为-0.09Mpa。

对比例1

该对比例用于说明现有技术的碱性电池的制作方法。

按照与实施例1相同的方法，进行电池正极组件制作、负极装配和电池封口，不同的是，电池封口组件和装好负极锌膏的电池本体的组合是在常压环境下完成。

性能测试

该测试例用于测定实施例1～3和对比例1制得的电池的性能。

按照IEC60086-2-2006标准中规定的方法分别测定实施例1～3制得的电池S1-S3，以及对比例1制得的电池D1的放电性能和耐漏性能，结果如表1所示。

表1：

通过实践证明，使用本发明所述的制作碱性电池的方法即在真空下组合封口组件和电池本体比在传统的常压下进行封口组件和电池本体的组合方式制成的电池明显提高了贮存性能和耐漏性能。

Claims (1)

1.一种碱性电池制作装置，包括上冲头(1)、下冲头(3)、中间套筒(2)和抽气孔(4)，所述下冲头(3)、中间套筒(2)和上冲头(1)同轴，所述抽气孔(4)与中间套筒(2)连通，其特征在于，所述中间套筒(2)的顶端开口部位的内壁直径与电池封口组件(7)的直径匹配，电池封口组件(7)进入中间套筒(2)顶端后将中间套筒(2)的顶端封闭，中间套筒(2)下端的内壁直径与电池本体(6)直径相匹配，电池本体(6)进入中间套筒(2)下端后将中间套筒(2)的下端封闭，所述上冲头(1)底部设置有吸附装置，所述吸附装置为磁性装置或负压吸附装置，所述下冲头(3)顶部设置有凹槽(5)，所述凹槽(5)内部直径与电池本体(6)直径相匹配；

制作时，通过抽气孔(4)抽走空气后，在电池封口组件(7)和电池本体(6)之间形成具有一定真空度的真空环境，该真空环境包括电池本体(6)内部空间，然后在该真空环境中进行组合，中间套筒(2)中间部位的内壁直径比电池封口组件(7)的直径小，但能保证电池封口组件(7)在中间套筒(2)中滑动，将电池封口组件(7)压下与电池本体(6)组合。