CN103560214A - 一种无汞无铅环保钮扣电池及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种无汞无铅环保钮扣电池及其制作方法，它包括有正极壳、正极材料、密封胶圈、负极盖、负极材料以及隔离正极材料和负极材料的隔膜，其中，正极材料置于正极壳内底部，在正极材料上方放置隔膜，负极盖与正极壳扣合连接，在负极盖和正极壳之间装设有隔离负极盖和正极壳的密封胶圈，负极材料装设在负极盖和隔膜之间，其特征在于：所述的负极盖由负极外盖和与负极内盖匹配扣合而成，其中，负极内盖表面电镀有与负极材料不发生析氢反应的金属材料。本发明能避免了电池出现气胀、漏液的情况，增大了产品的合格率，同时，将负极盖分为负极内盖和负极外盖，且分开电镀，更能降低电镀难度，有效降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及电池制作的技术领域，尤其是指一种无汞无铅环保钮扣电池及其制作方法。
背景技术
传统的钮扣电池使用带有汞元素的材料来作为负极材料，当此类电池废弃后，有毒的汞必然会对环境造成严重污染，随着世界各国对环保的重视，各个国家和地区都相继提出了电池无汞无铅化的要求，而传统的钮扣电池如果不加入汞，电池内的负极材料与电池负极盖的基体金属之间的接触会产生电池内发生气胀和漏液的问题，而人们解决这个问题的方法是在钮扣电池的内凹面上电镀铟层或铜锡合金层，由于铟层或铜锡层能有效地阻隔负极材料与负极盖的基体金属接触，从而可解决气胀和漏液的问题，现有技术中，一般采用下列几种方法来制作无汞钮扣电池的负极盖。
第一种方法是将铁片或铁基金属片的两面分别电镀，一面镀镍，一面镀铟、铜锡或铟锡等合金，然后通过五金冲压成型，清洗除油后制得负极盖成品。
第二种方法是将铁片或铁基金属片冲压成型，然后将冲压成型的负极盖整体表面直接电镀上一层铟、铜锡或铟锡等合金。
第三种方法是将铁片或铁基金属片冲压成型，然后将冲压成型的负极盖整体表面电镀上一层镍，再在镍层表面上电镀上一层铟、铜锡或铟锡等合金，接着用化学方法洗去负极盖外表面的铟、铜锡或铟锡等合金，使该负极盖的外表面有抗氧化能力强的镍层，内凹面为铟、铜锡或铟锡等合金层，最后清洗干燥制得负极盖成品。
虽然上述制作的钮扣电池负极盖在一定程度上可以负极材料与负极盖的基体金属阻隔开，但是由于制作工艺和使用性能上的不足，造成上述方法制得的钮扣电池在实际应用中存在各种缺陷。
在第一种方法中，实际冲压成型时，容易对带有电镀层的金属片造成拉伸或刮损，使得其两面的电镀层出现断裂的情况，镀有镍层的一面刮损后，基体金属裸露在外容易氧化生锈，影响电池正常使用，而镀有铟、铜锡或铟锡等合金的一面镀层断裂后，裸露的基体金属会引起锌粉腐蚀而析氢，从而造成电池漏液、气胀甚至爆炸。
在第二种方法中，由于铟、铜锡或铟锡等合金容易受环境影响，一段时间后其表面形成氧化膜，该氧化膜不导电，造成该电池的用电回路断路，导致电池无法使用。
在第三种方法中，无法保证负极盖外表面的铟、铜锡或铟锡等合金被完全洗除，而残留的铟、铜锡或铟锡等合金会生成氧化膜而导致电池用电回路断路，缩短了电池保质期，同时，化学方法的处理会产生大量的有害物质，对环境造成污染。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理、能有效解决负极盖电镀不良而造成电池气胀和漏液问题的无汞无铅环保钮扣电池。
为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种无汞无铅环保钮扣电池，它包括有正极壳、正极材料、密封胶圈、负极盖、负极材料以及隔离正极材料和负极材料的隔膜，其中，正极材料置于正极壳内底部，在正极材料上方放置隔膜，负极盖与正极壳扣合连接，在负极盖和正极壳之间装设有隔离负极盖和正极壳的密封胶圈，负极材料装设在负极盖和隔膜之间，所述的负极盖由负极外盖和与负极内盖匹配扣合而成，其中，负极内盖表面电镀有与负极材料不发生析氢反应的金属材料。
所述的负极外盖采用铁片或铁基金属片冲压成型，且在该负极外盖表面电镀有镍层。
所述的负极内盖采用铁片或铁基金属片冲压成型，且在该负极内盖表面电镀铟层、锡层、铜锡合金层或铟锡合金层。
所述的负极内盖采用一面预镀铜、一面预镀镍的金属片进行冲压成型，再在该负极内盖表面电镀铟层、锡层、铜锡合金层或铟锡合金层。
所述的负极内盖的形状为凹型、其周边有U型回折部，负极内盖与密封胶圈紧密结合，负极外盖的两端插入负极内盖的反边位且与负极内盖匹配贴合。
所述的负极外盖的形状为凹型、其周边有U型回折部，负极外盖与密封胶圈紧密结合，且将负极内盖从负极外盖凹面端插入并与负极外盖紧密相贴。
为实现上述目的，本发明还提供一种无汞无铅环保钮扣电池的制作方法：
步骤一：选取两片铁片或铁基金属片，将其中一铁片或铁基金属片冲压成型为负极内盖，该负极内盖的形状为凹型、周边有U型回折部，将另一铁片或铁基金属片冲压成型为能与负极内盖紧密扣合的负极外盖；或者将其中一铁片或铁基金属片冲压成型为负极外盖，该负极外盖的形状为凹型，周边有U型回折部，将另一铁片或铁基金属片冲压成型为与负极外盖紧密扣合的负极内盖。
步骤二：对步骤一中已加工成型的负极内盖和负极外盖进行清洗、除油，并分别对负极内盖与负极外盖进行电镀，在负极内盖表面镀上防析氢的铟层、锡层、铜锡合金层或铟锡合金层，在负极外盖表面镀上镍层。
步骤三：对步骤二中完成电镀工序的负极内盖、负极外盖进行清洗、干燥。
步骤四：将负极内盖与负极外盖匹配紧密扣合组装，制成钮扣电池重叠式负极盖。
步骤五：将正极壳、正极材料、隔膜、密封胶圈、负极材料和上述步骤制得的重叠式负极盖按常规方式进行组装、封口，制成无汞无铅环保钮扣电池。
本发明在采用了上述方案后，其最大优点在于通过将负极盖设计为负极内盖和负极外盖扣合组成重叠组合负极盖，在负极外盖上镀镍，在负极内盖上镀铟、铜锡或铟锡层，保证成品电池盖面不被氧化变色，保证电池在使用过程中不会因为产生氧化膜而导致断路，同时也避免了用化学方法清洗外盖面的铟、铜锡或铟锡镀层时对环境造成污染，而跟负极材料接触的负极内盖表面的铟、铜锡或铟锡层能有效阻隔负极材料与负极内盖的基材金属接触，从而避免了电池出现气胀、漏液的情况，增大了产品的合格率，同时，将负极盖分为负极内盖和负极外盖，且分开电镀，更能降低电镀难度，有效降低成本。
附图说明
图1为实施例1中无汞无铅钮扣电池的截面图。
图2为实施例1中负极外盖和负极内盖组合前的结构示意图。
图3为实施例1中负极外盖和负极内盖组合后的结构示意图。
图4为实施例2中无汞无铅钮扣电池的截面图。
图5为实施例2中负极外盖和负极内盖组合前的结构示意图。
图6为实施例2中负极外盖和负极内盖组合后的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明：
实施例1：参见附图1至附图3所示，本实施例所述的无汞无铅环保钮扣电池，它包括有正极壳1、正极材料2、密封胶圈3、负极盖4、负极材料5和隔膜6，所述负极材料5为无汞无铅锌粉与电解液混合而成的锌膏，正极材料2为电解二氧化锰与石墨混合并啤压成型的粉饼，正极壳1为表面覆盖有镍的金属壳体，其中，正极材料2放置在正极壳1的内底部，约占正极壳1壳内容积的一半，隔膜6平整放置在正极材料2上方，负极盖4由负极外盖401和负极内盖402匹配扣合连接，负极外盖401由铁片或铁基金属片冲压成型而成，且形状为凹型、周边有U型回折部，负极内盖402由另一铁片或铁基金属片冲压成型，且形状能与负极外盖401紧密扣合，在加工成型的负极外盖401和负极内盖402进行清洗、除油，然后再将该负极外盖401的表面电镀镍层7，该负极内盖402的表面电镀有电镀有铟层、锡层、铜锡合金层或铟锡合金层8（所述负极内盖402还可以采用一面预镀铜，一面预镀镍的金属片来进行冲压成型，然后再在其表面电镀铟层、锡层、铜锡合金层或铟锡合金层8），对完成电镀工序的负极外盖401和负极内盖402进行清洗、干燥，在负极外盖401和负极内盖402扣合时，负极外盖401先与密封胶圈3相结合，再将负极内盖402从负极外盖401的凹面端插入，使负极外盖401与负极内盖402紧密相贴，由负极外盖401和负极内盖402组成的负极盖4与正极壳1扣合连接，且密封胶圈3刚好夹设在负极盖4与正极壳1之间，该密封胶圈3用于隔离负极盖4和正极壳1，防止电池外部短路，同时使负极盖4与正极壳1扣合时保证密封性，防止电池漏液，所述负极材料5装设在负极盖4和隔膜6之间，按上述步骤将正极壳1、正极材料2、隔膜6、密封胶圈3、负极材料5、负极外盖401以及负极内盖402组装封口，制得无汞无铅环保钮扣电池。
实施例2：参考附图4至附图6所示，与实施例1不同的是本实施例中，所述的负极内盖402由铁片或铁基金属片冲压成型，且形状为凹型、周边有U型回折部，负极外盖401将另一铁片或铁基金属片冲压成型，其形状能为负极内盖402紧密相贴，负极内盖402与负极外盖401扣合时，负极内盖402与密封胶圈3紧密结合，负极外盖401的两端插入负极内盖402的反边位且与负极内盖402匹配贴合。
综上所述，该无汞无铅环保钮扣电池，负极外盖401表面电镀有镍层7，有效保障该钮扣电池的电池盖面不被氧化变色，保证了电池在使用过程中不会因为氧化膜不导电而造成断路，同时在负极内盖402表面电镀铟层、锡层、铜锡合金层或铟锡合金层8，有效阻隔负极材料5与负极盖4的基体金属接触，从而避免了电池气胀、漏液或爆炸的问题，同时也杜绝了电池使用安全隐患，大大提高了产品的合格率，而由负极外盖401和负极内盖402匹配扣合而制成的负极盖4，避免了现有生产钮扣电池负极盖时要用化学物质清洗外层镀铟、铜铟等合金而造成环境的污染，有效减轻企业生产成本，同时符合当今环保要求。该无汞无铅环保钮扣电池结构简单，生产工艺简便，易于工业化生产，在生产方式过程中也容易控制，同时电池的安全性极佳，电池使用寿命能得到延长。
以上所述之实施例子只为本发明之较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，故凡依本发明之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.一种无汞无铅环保钮扣电池，它包括有正极壳（1）、正极材料（2）、密封胶圈（3）、负极盖（4）、负极材料（5）以及隔离正极材料（2）和负极材料（5）的隔膜（6），其中，正极材料（2）置于正极壳（1）内底部，在正极材料（2）上方放置隔膜（6），负极盖（4）与正极壳（1）扣合连接，在负极盖（4）和正极壳（1）之间装设有隔离负极盖（4）和正极壳（1）的密封胶圈（3），负极材料（5）装设在负极盖（4）和隔膜（6）之间，其特征在于：所述的负极盖（4）由负极外盖（401）和与负极内盖（402）匹配扣合而成，其中，负极内盖（402）表面电镀有与负极材料（5）不发生析氢反应的金属材料。
2.根据权利要求1所述的一种无汞无铅环保钮扣电池，其特征在于：所述的负极外盖（401）采用铁片或铁基金属片冲压成型，且在该负极外盖（401）表面电镀有镍层（7）。
3.根据权利要求1所述的一种无汞无铅环保钮扣电池，其特征在于：所述的负极内盖（402）采用铁片或铁基金属片冲压成型，且在该负极内盖（402）表面电镀有铟层、锡层、铜锡合金层或铟锡合金层（8）。
4.根据权利要求1所述的一种无汞无铅环保钮扣电池，其特征在于：所述的负极内盖（402）采用一面预镀铜、一面预镀镍的金属片进行冲压成型，再在该负极内盖（402）表面电镀铟层、锡层、铜锡合金层或铟锡合金层（8）。
5.根据权利要求1所述的一种无汞无铅环保钮扣电池，其特征在于：所述的负极内盖（402）的形状为凹型、其周边有U型回折部，负极内盖（402）与密封胶圈（3）紧密结合，负极外盖（401）的两端插入负极内盖（402）的反边位且与负极内盖（402）匹配贴合。
6.根据权利要求1所述的一种无汞无铅环保钮扣电池，其特征在于：所述的负极外盖（401）的形状为凹型、其周边有U型回折部，负极外盖（401）与密封胶圈（3）紧密结合，且将负极内盖（402）从负极外盖（401）凹面端插入并与负极外盖（401）紧密相贴。
7.根据权利要求1所述的一种无汞无铅环保钮扣电池的制作方法，其特征在于：
步骤一：选取两片铁片或铁基金属片，将其中一铁片或铁基金属片冲压成型为负极内盖，该负极内盖的形状为凹型、周边有U型回折部，将另一铁片或铁基金属片冲压成型为能与负极内盖紧密扣合的负极外盖；或者将其中一铁片或铁基金属片冲压成型为负极外盖，该负极外盖的形状为凹型，周边有U型回折部，将另一铁片或铁基金属片冲压成型为与负极外盖紧密扣合的负极内盖：
步骤二：对步骤一中已加工成型的负极内盖和负极外盖进行清洗、除油，并分别对负极内盖与负极外盖进行电镀，在负极内盖表面镀上防析氢的铟层、锡层、铜锡合金层或铟锡合金层，在负极外盖表面镀上镍层；
步骤三：对步骤二中完成电镀工序的负极内盖、负极外盖进行清洗、干燥；
步骤四：将负极内盖与负极外盖匹配紧密扣合组装，制成钮扣电池重叠式负极盖；
步骤五：将正极壳、正极材料、隔膜、密封胶圈、负极材料和上述步骤制得的重叠式负极盖按常规方式进行组装、封口，制成无汞无铅环保钮扣电池。
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