CN103247806B - 一种结构改良的锌锰干电池 - Google Patents

Abstract

本发明涉及干电池技术领域，尤其涉及一种结构改良的锌锰干电池，包括锌筒、浆层纸、底座、正极材料、隔离片、碳棒、密封单元、正极帽和盖帽，密封单元为密封圈，密封圈包括中心柱、外周部和连接片，中心柱设置于密封圈的中心，外周部设置于密封圈的边缘，连接片连接中心柱和外周部，中心柱开设有供碳棒穿过的通孔，通孔的下端向外逐渐胀大。本发明的通孔的下端向外逐渐胀大，使通孔下部的尺寸相对于通孔上部的尺寸稍大，以便提供密封胶在通孔内的涂拭空间，同时利于碳棒在穿设时更好对准通孔，安装更便捷，还可避免碳棒在对准穿引通孔时被刮损，利于组装；本发明的制备工艺简化了生产工序，降低了生产成本和人工成本。

Description

一种结构改良的锌锰干电池

技术领域

本发明涉及干电池技术领域，尤其涉及一种结构改良的锌锰干电池。

背景技术

随着科学技术的发展，碳性电池已经发展成为一个大的家族，到目前为止已经有很多种，常见的有普通锌-锰干电池等。锌锰干电池属于化学电源中的原电池，是一种一次性电池，它是由含有电解液的正极材料、锌筒、铜帽、碳棒等电池零部件组成，锌筒上面有盖，下面有负极铁底，正极材料里插有碳棒，碳棒上带有铜帽，正极材料与锌筒之间有浆纸隔离层，在锌筒底部放有盆型纸垫，在盖的下面装有纸垫和沥青作为封口层起防漏作用。然而，沥青受温度的影响较大，而且很容易老化，因此将沥青作为封口材料，将大大降低电池的密封性能，而且在电池储存时，有电液散失、浆层纸结晶等现象发生，使电池的容量下降、放电时间缩短，影响电池的使用寿命，因此，封口质量的好坏对于锌锰干电池的产品质量的好坏起关键性作用。

另外，在以沥青作为封口层的电池的生产工艺中，在浇铸沥青封口剂之前，还需要先铺设一层蜡纸盖作为沥青的附着支撑件，在此道工序中需要进行人工操作，同时蜡纸盖的冲制、封口剂的配制都需要大量的人工操作，材料成本和人工成本较大。

因此，以上所述锌锰干电池的封口问题及其生产工艺的工序简化问题亟待解决。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，而提供一种封口的密封性稳定的结构改良的锌锰干电池。

本发明的另一目的在于针对现有技术的不足，而提供一种工序简化、成本降低的制备具有稳定密封性的封口的结构改良的锌锰干电池的制备工艺。

本发明的目的之一是通过以下技术方案来实现的。

一种结构改良的锌锰干电池，包括锌筒、浆层纸、底座、正极材料、隔离片、碳棒、密封单元、正极帽和盖帽，所述锌筒的一端开口，所述底座设置于所述锌筒的底部，所述正极材料装设于所述锌筒内且位于所述底座上，所述浆层纸设置于所述正极材料及所述锌筒之间，所述隔离片设置于所述正极材料的上表面，所述碳棒插设于所述正极材料的中部且穿过所述隔离片，所述密封单元套装于所述碳棒外露的端部并封住所述锌筒的开口端，所述正极帽套接于所述碳棒的外端并位于所述密封单元的上方，所述盖帽套设于所述正极帽，所述盖帽的边缘与所述锌筒的开口边抵接，所述密封单元为密封圈，所述密封圈包括中心柱、外周部和连接片，所述中心柱设置于所述密封圈的中心，所述外周部设置于所述密封圈的边缘，所述连接片连接所述中心柱和外周部，所述中心柱开设有供碳棒穿过的通孔，所述通孔的下端向外逐渐胀大。

其中，所述锌筒内设置有空气室，所述空气室设置于所述隔离片和所述密封圈的下表面之间，所述空气室的高度为11.8至12.9mm。

其中，所述外周部的顶部的边缘设置有与锌筒的内壁抵接的凸台，所述凸台为环形凸台。

其中，所述锌筒与所述凸台连接处的外周设有向内凹陷的凹槽。

其中，所述外周部的底部设置有倒角。

其中，所述连接片的表面还设置有加强筋，所述加强筋连接所述中心柱和所述外周部。

其中，所述外周部、连接片和中心柱围设构成环形凹槽，所述加强筋设置于所述环形凹槽内。

本发明的另一目的是通过以下技术方案来实现的。

一种结构改良的锌锰干电池的制备工艺，它包括以下工艺步骤：

a、将锌片加工冲制成一端开口的锌筒；

b、将步骤a中的锌筒的开口端朝上固定，并通过开口往锌筒的底部压设底座；

c、往步骤b中的锌筒的内壁铺设浆层纸；

d、往步骤c中的锌筒内填设正极材料，正极材料的复压深度为13~15mm；

e、在步骤d中的正极材料的上表面铺设隔离片；

f、将碳棒穿过步骤e中的隔离片并插入正极材料中；

g、在密封圈的外周部及通孔的下端涂拭密封胶；

h、将步骤g中的密封圈通过通孔套入碳棒外露的端部并封住所述锌筒的开口端，密封圈的上表面与锌筒的开口边的距离为1.8~2.1mm；

i、将正极帽套接于步骤h中碳棒的外端；

j、将盖帽装设于步骤i中的正极帽及锌筒的开口边之间；

k、将锌筒的开口边卷入步骤j中的盖帽中，制得干电池半成品。

其中，所述步骤d中，正极材料包括以下重量份的组分：30~35份电解锰、30~35份天然锰、5~10份乙炔黑、5~10份氯化铵、5~10份氯化锌、10~20份水、0.1~0.5份氧化镁。

其中，所述步骤g具体为：先将密封胶在130~140℃下进行熔解，再喷涂于密封圈的外周部及通孔的下端，密封胶的喷涂温度为85~95℃。

本发明的有益效果为：本发明采用的密封单元为密封圈，在利用密封圈进行封口时，先在外周部的表面及通孔的下端涂拭密封胶，接着将密封圈本体插设入锌筒的顶部，外周部通过密封胶与锌筒的内壁紧密贴合，进而密封锌筒的顶部开口，同时碳棒通过与之匹配的中心孔穿设而出，且由密封胶将碳棒与通孔密封，起到彻底密封的作用，因此本发明可取代传统干电池的沥青封口层，避免了因沥青热胀冷缩导致的封口稳定性差的问题，使干电池的密封性能、牢固性和安全性得到很大的提高，还使电池容量下降率减小，提高了电池的贮电性能。而且，由于通孔的下端向外逐渐胀大，因此通孔的下端呈喇叭型，使通孔下部的尺寸相对于通孔上部的尺寸稍大，以便提供密封胶在通孔内的涂拭空间，同时利于碳棒在穿设时更好对准通孔，进而导引碳棒的穿引，安装更便捷，还可避免碳棒在对准穿引通孔时被刮损，利于组装。

本发明的结构改良的锌锰干电池的制备工艺具有以下优点：本发明的制备工艺直接将密封胶涂拭于密封圈的外周部与锌筒内表面的接合处，和通孔的下端与碳棒的外圆周表面的接合处，采用密封圈与密封胶的结合取代蜡纸盖和沥青封口层对锌筒进行封口，由于密封胶具有较强的粘附性和耐酸性、耐老化等特性，使制得的干电池的密封性能、牢固性和安全性得到很大的提高，提高了电池的贮电性能，同时减少了传统电池生产工艺中蜡纸盖的冲制、沥青封口剂的配制及喷涂的生产工序，简化了生产工序，减少了原材料的应用，同时减少了操作人员，降低了生产成本和人工成本。

附图说明

图1为本发明的实施例1的一种结构改良的锌锰干电池的结构示意图。

图2为本发明的实施例1的一种结构改良的锌锰干电池的密封单元的结构示意图。

图3为图2的密封单元的剖面示意图。

图4为本发明的实施例2的结构示意图。

附图标记包括：

    1—锌筒，2—底座，3—正极材料，4—隔离片，5—碳棒，6—密封圈，61—中心柱，62—外周部，621—凸台，622—倒角，63—连接片，64—通孔，65—加强筋，66—环形凹槽，7—空气室，8—凹槽，9—浆层纸，10—正极帽，11—盖帽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

实施例一。

如图1至图3所示，本实施例的一种结构改良的锌锰干电池，包括锌筒1、浆层纸9、底座2、正极材料3、隔离片4、碳棒5、密封单元、正极帽10和盖帽11，所述锌筒1的一端开口，所述底座2设置于所述锌筒1的底部，所述正极材料3装设于所述锌筒1内且位于所述底座2上，所述浆层纸9设置于所述正极材料3及所述锌筒1之间，所述隔离片4设置于所述正极材料3的上表面，所述碳棒5插设于所述正极材料3的中部且穿过所述隔离片4，所述密封单元套装于所述碳棒5外露的端部并封住所述锌筒1的开口端，所述正极帽10套接于所述碳棒5的端部并位于所述密封单元的上方，所述盖帽11套设于所述正极帽10，所述盖帽11的边缘和所述锌筒1的开口边抵接，所述密封单元为密封圈6，所述密封圈6包括中心柱61、外周部62和连接片63，所述中心柱61设置于所述密封圈6的中心，所述外周部62设置于所述密封圈6的边缘，所述连接片63连接所述中心柱61和外周部62，所述中心柱61开设有供碳棒5穿过的通孔64，所述通孔64的下端向外逐渐胀大。

本发明采用的密封单元为密封圈6，在利用密封圈6进行封口时，先在外周部62的表面及通孔64的下端处涂拭密封胶，接着将密封圈6插设入锌筒1的顶部，外周部62通过密封胶与锌筒1的内壁紧密贴合，进而密封锌筒1的顶部开口，同时碳棒5通过与之匹配的通孔64穿设而出，且由密封胶将碳棒5与通孔64密封，起到彻底密封的作用，因此本发明可取代传统干电池的沥青封口层，避免了因沥青热胀冷缩导致的封口稳定性差的问题，使干电池的密封性能、牢固性和安全性得到很大的提高，减小电池容量下降率，提高了电池的贮电性能。而且，由于通孔64的下端向外逐渐胀大，因此通孔64的下端呈喇叭型，使通孔64下部的尺寸相对于通孔64上部的尺寸稍大，以便提供密封胶在通孔64内的涂拭空间，同时利于碳棒5在穿设时更好对准通孔64，进而导引碳棒5的穿引，安装更便捷，还可避免碳棒5在对准穿引通孔64时被刮损，利于组装。

本实施例中，所述锌筒1内设置有空气室7，所述空气室7设置于所述隔离片4和所述密封圈6的下表面之间，所述空气室7的高度为11.8至12.9mm。空气室7可储存正极材料3与锌筒1在放电反应过程中产生的混合气体与液体，防止膨胀，且1.8至12.9mm此高度范围的空气室7的空间大，保证气体或液体具有足够的容纳空间，以避免塑壳电池气胀、漏液的问题。

本实施例中，所述外周部62的顶部的边缘设置有与锌筒1的内壁抵接的凸台621，所述凸台621为环形凸台。凸台621凸设于外周部62的顶部的边缘，因此凸台621的尺寸比外周部62的横截面尺寸稍大，且由于凸台621与锌筒1的容腔匹配，因此外周部62相对于锌筒1的内壁存在一定的间隙，以便于预留涂胶的空间，另外，本发明在安装到锌筒1时可由凸台621将其整体卡止在指定位置，起到限位的作用，避免下滑。采用环形凸台，密封效果更佳。

本实施例中，所述外周部62的底部设置有倒角622。倒角622利于导引本发明装设入锌筒1中，提高组装效率。

本实施例中，所述连接片63的表面还设置有加强筋65，所述加强筋65连接所述中心柱61和所述外周部62。加强筋65可以使中心柱61不受外周部62的形变力的影响，提高结构强度，保证密封效果。

本实施例中，所述外周部62、连接片63和中心柱61围设构成环形凹槽66，所述加强筋65设置于所述环形凹槽66内。环形凹槽66使本发明在制造时节省了用料，降低成本，同时减轻了密封圈6的重量，使最后组装制得的干电池产品更轻便易携。

实施例二。

如图4所示，本实施例与实施例一的不同之处在于：本实施例所述锌筒1与所述凸台621连接处的外周设有向内凹陷的凹槽8。凹槽8在锌筒1的表面凹陷使锌筒1内部形成凸起结构，将密封圈6卡套进锌筒1时，凸台621与凸起结构紧密贴合，更好的提高了密封圈6的封口密封性，且凸起结构对于凸台621有限位作用，对于密封圈6有更好的定位作用。

本实施例其它结构与实施例一相同，在此不再赘述。

实施例三。

一种实施例一的结构改良的锌锰干电池的制备工艺，它包括以下工艺步骤：

a、将锌片加工冲制成一端开口的锌筒1；

b、将步骤a中的锌筒1的开口端朝上固定，并通过开口往锌筒1的底部压设底座2；

c、往步骤b中的锌筒1的内壁铺设浆层纸9；

d、往步骤c中的锌筒1内填设正极材料3，正极材料3的复压深度为13~15mm；

e、在步骤d中的正极材料3的上表面铺设隔离片4；

f、将碳棒5穿过步骤e中的隔离片4并插入正极材料3中；

g、在密封圈6的外周部62及通孔64的下端涂拭密封胶；

h、将步骤g中的密封圈6通过通孔64套入碳棒5外露的端部并封住所述锌筒1的开口端，密封圈6的上表面与锌筒1的开口边的距离为1.8~2.1mm；

i、将正极帽10套接于步骤h中碳棒5的外端；

j、将盖帽11装设于步骤i中的正极帽10及锌筒1的开口边之间；

k、将锌筒1的开口边卷入步骤j中的盖帽11中，制得干电池半成品。

本发明的制备工艺直接将密封胶涂拭于密封圈6的外周部62与锌筒内表面的接合处，和通孔64的下端与碳棒的外圆周表面的接合处，采用密封圈6与密封胶的结合取代蜡纸盖和沥青封口层对锌筒进行封口，由于密封胶具有较强的粘附性和耐酸性、耐老化等特性，使制得的干电池的密封性能、牢固性和安全性得到很大的提高，提高了电池的贮电性能，同时减少了传统电池生产工艺中蜡纸盖的冲制、沥青封口剂的配制及喷涂的生产工序，简化了生产工序，减少了原材料的应用，同时减少了操作人员，降低了生产成本和人工成本。

实施例四。

一种实施例一的结构改良的锌锰干电池的制备工艺，它包括以下工艺步骤：

a、将锌片加工冲制成一端开口的锌筒1；

b、将步骤a中的锌筒1的开口端朝上固定，并通过开口往锌筒1的底部压设底座2；

c、往步骤b中的锌筒1的内壁铺设浆层纸9；

d、往步骤c中的锌筒1内填设正极材料3，正极材料3的复压深度为13~15mm；其中，正极材料包括以下重量份的组分：30~35份电解锰、30~35份天然锰、5~10份乙炔黑、5~10份氯化铵、5~10份氯化锌、10~20份水、0.1~0.5份氧化镁；

e、在步骤d中的正极材料3的上表面铺设隔离片4；

f、将碳棒5穿过步骤e中的隔离片4并插入正极材料3中；

g、在密封圈6的外周部62及通孔64的下端涂拭密封胶；

h、将步骤g中的密封圈6通过通孔64套入碳棒5外露的端部并封住所述锌筒1的开口端，密封圈6的上表面与锌筒1的开口边的距离为1.8~2.1mm；

i、将正极帽10套接于步骤h中碳棒5的外端；

j、将盖帽11装设于步骤i中的正极帽10及锌筒1的开口边之间；

k、将锌筒1的开口边卷入步骤j中的盖帽11中，制得干电池半成品。

本发明的步骤d中，在正极材料组分中，电解锰为天然锰深加工提纯制成的，纯度较高，放电效果较好，天然锰的成本较低，因此采用电解锰与天然锰混合作为放电体，同时兼顾了正极材料的放电性能及制造成本，更利于市场推广；采用氯化锌、氯化铵和水混合组成碱性电解液，便于增大电池的电容量；氧化镁取代传统的氧化锌，其活性较高，有助于抑制负极中所含有的锌的腐蚀，进而避免锌的腐蚀导致气体的产生，以便于调节电池的电压，且氧化镁成本更低廉，利于进一步降低生产成本，提高市场推广度。上述组分按照上述配比调配而成的正极材料，可使制成的干电池的续电能力强，其寿命提高，具有良好的经济效益。

实施例五。

一种实施例一的结构改良的锌锰干电池的制备工艺，它包括以下工艺步骤：

a、将锌片加工冲制成一端开口的锌筒1；

b、将步骤a中的锌筒1的开口端朝上固定，并通过开口往锌筒1的底部压设底座2；

c、往步骤b中的锌筒1的内壁铺设浆层纸9；

d、往步骤c中的锌筒1内填设正极材料3，正极材料3的复压深度为13~15mm；其中，正极材料包括以下重量份的组分：32~34份电解锰、31~33份天然锰、6~8份乙炔黑、7~9份氯化铵、5~8份氯化锌、15~18份水、0.2~0.3份氧化镁；

e、在步骤d中的正极材料3的上表面铺设隔离片4；

f、将碳棒5穿过步骤e中的隔离片4并插入正极材料3中；

g、先将密封胶在130~140℃下进行熔解，再喷涂于密封圈6的外周部62及通孔64的下端，密封胶的喷涂温度为85~95℃；

h、将步骤g中的密封圈6通过通孔64套入碳棒5外露的端部并封住所述锌筒1的开口端，密封圈6的上表面与锌筒1的开口边的距离为1.8~2.1mm；

i、将正极帽10套接于步骤h中碳棒5的外端；

j、将盖帽11装设于步骤i中的正极帽10及锌筒1的开口边之间；

k、将锌筒1的开口边卷入步骤j中的盖帽11中，制得干电池半成品。

本实施例的步骤g中，令密封胶在85~95℃的温度下进行喷涂，以使密封胶具有较好的流动性，保证密封胶从涂胶机的喷嘴中顺畅喷洒出，涂覆均匀，对密封圈6的喷涂效果好，另外，密封胶熔解后再经管道输送至喷嘴中，输送过程中会有热量流失，因此先将密封胶130~140℃下进行熔解，熔解温度较高，可保证密封胶在输送到喷嘴时温度不低于85~95℃，确保密封胶在喷涂时保持良好的流动性。

以上所述实施方式，只是本发明的较佳实施方式，并非来限制本发明实施范围，故凡依本发明申请专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括本发明专利申请范围内。

Claims (6)

1.一种结构改良的锌锰干电池，包括锌筒、浆层纸、底座、正极材料、隔离片、碳棒、密封单元、正极帽和盖帽，所述锌筒的一端开口，所述底座设置于所述锌筒的底部，所述正极材料装设于所述锌筒内且位于所述底座上，所述浆层纸设置于所述正极材料及所述锌筒之间，所述隔离片设置于所述正极材料的上表面，所述碳棒插设于所述正极材料的中部且穿过所述隔离片，所述密封单元套装于所述碳棒外露的端部并封住所述锌筒的开口端，所述正极帽套接于所述碳棒的端部并位于所述密封单元的上方，所述盖帽套设于所述正极帽，所述盖帽的边缘与所述锌筒的开口边抵接，所述密封单元为密封圈，所述密封圈包括中心柱、外周部和连接片，所述中心柱设置于所述密封圈的中心，所述外周部设置于所述密封圈的边缘，所述连接片连接所述中心柱和外周部，所述中心柱开设有供碳棒穿过的通孔，所述通孔的下端向外逐渐胀大；

其特征在于：所述锌筒内设置有空气室，所述空气室设置于所述隔离片和所述密封圈的下表面之间，所述空气室的高度为11.8至12.9mm；

所述锌锰干电池的制备工艺包括以下工艺步骤：

a、将锌片加工冲制成一端开口的锌筒；

b、将步骤a中的锌筒的开口端朝上固定，并通过开口往锌筒的底部压设底座；

c、往步骤b中的锌筒的内壁铺设浆层纸；

d、往步骤c中的锌筒内填设正极材料，正极材料的复压深度为13~15mm；

e、在步骤d中的正极材料的上表面铺设隔离片；

f、将碳棒穿过步骤e中的隔离片并插入正极材料中；

g、在密封圈的外周部及通孔的下端涂拭密封胶；

h、将步骤g中的密封圈通过通孔套入碳棒外露的端部并封住所述锌筒的开口端，密封圈的上表面与锌筒的开口边的距离为1.8~2.1mm；

i、将正极帽套接于步骤h中碳棒的外端；

j、将盖帽装设于步骤i中的正极帽及锌筒的开口边之间；

k、将锌筒的开口边卷入步骤j中的盖帽中，制得干电池半成品；

所述步骤d中，正极材料包括以下重量份的组分：30~35份电解锰、30~35份天然锰、5~10份乙炔黑、5~10份氯化铵、5~10份氯化锌、10~20份水、0.1~0.5份氧化镁；

所述步骤g具体为：先将密封胶在130~140℃下进行熔解，再喷涂于密封圈的外周部及通孔的下端，密封胶的喷涂温度为85~95℃。

2.根据权利要求1所述的一种结构改良的锌锰干电池，其特征在于：所述外周部的顶部的边缘设置有与锌筒的内壁抵接的凸台，所述凸台为环形凸台。

3.根据权利要求2所述的一种结构改良的锌锰干电池，其特征在于：所述锌筒与所述凸台连接处的外周设有向内凹陷的凹槽。

4.根据权利要求1所述的一种结构改良的锌锰干电池，其特征在于：所述外周部的底部设置有倒角。

5.根据权利要求1所述的一种结构改良的锌锰干电池，其特征在于：所述连接片的表面还设置有加强筋，所述加强筋连接所述中心柱和所述外周部。

6.根据权利要求5所述的一种结构改良的锌锰干电池，其特征在于：所述外周部、连接片和中心柱围设构成环形凹槽，所述加强筋设置于所述环形凹槽内。