CN1038457C - 层叠型干锰电池 - Google Patents

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Abstract

在层叠型锰干电池中，由于在与其结合电极相邻的正极混合剂连接的导电性碳覆膜表面由物理地施行0.05～0.15mm的凹凸加工，所以不会引起结合电极之间的压接。同时，由于备置有这样的结合电极的层叠型锰干电池导电性碳覆膜表面已施行的凸出部分凸入正极混合剂，从而降低与正极混合剂间的接触电阻，进而可维持低接触电阻。又由于增大了导电性碳覆膜与相邻正极合剂间的接触面积从而也提供了集电效果。

Description

层叠型干锰电池
本发明涉及层叠型干锰电池，更详细地说涉及其锌碳结合电极(以下称之为结合电极)导电性碳覆膜表面的物理加工，以及采用了上述表面加工电极的层叠型干锰电池。一般，以6F22型为代表的层叠型干锰电池具有图1所示结构。在把六个单元电池7和置于最上部的正极集电板5叠起来，在其外壳上涂敷黄蜡，在用聚氯乙烯(PVC)管4把上述整体加以覆盖而成的芯体的上下部，分别配置端子板3和底板9，并用外层覆盖罐10加以紧固。
单元电池7是用隔板13将锌与导电性碳覆膜一体化了的结合电极14和正极混合剂11隔开，并装入PVC管12的电池绝缘填片内。
现有的层叠型干锰电池所用的结合电极，如图6所示那样构成。图6中，15为导电性碳覆膜，16为锌板。如图所示，现有的结合电极在形成负极的锌板16的表面涂敷导电碳涂料，或者采用了使导电性碳覆膜15压在锌板16上的制造方式。特别在后者的情况下，实用的导电性碳覆膜15是以合成树脂和大量碳粉末混合，由压延滚筒加工成薄膜的柔软片状物。同时，其表面变成如由热滚筒压延成片状时的压延滚筒表面相同的平滑状态。
在这种现有技术结合电极的结构中，将导电性碳覆膜与薄锌板贴合后，用冲压机冲裁成既定形状时，为了使该经冲裁的结合电极高效率地送到下一工序，从冲压机的冲模下部安装滑槽，为使经冲裁的结合电极的正反面按一定的方向连续地定位在滑槽的中央，若连续馈给压力机的压力，结合电极之间通过柔软的导电性碳覆膜使之压住，在用力压接送下一工序时，就会存在各片分不开产生不妥之类的问题。
因此迄今为止，采用了在锌面衬纸以防止压接的方法，以及不用滑槽依靠每次击落一片而无需压力的方法。
另一方面，层叠型干锰电池在共构造方面把多个相同的单元电池叠起来而获得高电压，期望能抑低其单元电池间的接触电阻，以及在不使用电池照原样加以保存期间，和放电中始终保持低的接触电阻。另外，特别在重负荷放电情况下，有限的接触面积，必需置备有更大导电性和集电性的导电性碳覆膜。
本发明的第一目的是消除用压力机冲裁成既定形状时结合电极之间的压接现象。
本发明的第二目的是降低在层叠型干锰电池中结合电极的导电性碳覆膜和正极混合剂间的接触电阻，从而维持其低的接触电阻。
本发明的第三目的是特别在重负荷放电情况下力争提高集电效果。
为解决这样的课题，本发明是把导电性碳覆膜和锌板形成一体化，并在结合电极中与正极合剂接触的导电性碳覆膜表面施行凹凸加工，或者把预先已加工成凹凸的导电性碳覆膜和锌板形成一体化而构成的。
这些凹凸例如是用具有施行了模压加工的滚筒面，通过对导电性碳覆膜表面进行加压成型而获得的，即施行凹凸高低差为0.05～0.15mm的表面加工。
由于该凹凸的缘故，在把滑槽连接压力机的冲模上使结合电极冲裁成既定形状时，与现有技术相比减少了结合电极相互压接的面积，而且能确保在滑槽内相邻结合电极彼此之间空气流通。因此，不易引起结合电极之间的压接。
另外施行了凹凸加工的导电性碳覆膜表面，由于凸部凸进紧挨着的正极混合剂故而降低了接触电阻，从而能够降低干电池的内部电阻。而且因凸部凸进正极混合剂，即使对于正极混合剂在放电中引起的体积变化，也易于维持当初的接触电阻。
更进一步施行了凹凸加工的导电性碳覆膜表面，由于增大了与相邻单元电池的正极混合剂之间的接触面积，故而也提高了集电效果。
图1是按照本发明作成的6F22层叠型干锰电池的断面图，
图2是构成图1的层叠型干锰电池的单元电池的断面图，
图3是本发明一实施例的结合电极的断面图，
图4是图3的扩大图，
图5是从图3结合电极的导电性碳覆膜侧所见到的正面图，
图6示出现有技术的结合电极的断面图，
图7是表示根据本发明的结合电极的制造方法的概略图。
各图中标号说明：
1…正极端子，                 2…负极端子，
3…端子板，                   4…聚氯乙烯管，
5…正极集电板，               6…正极引线板，
7…单元电池，                 8…负极引线板，
9…底板，                     10…外层覆盖罐，
11…正极混合剂，              12…聚氯乙烯管，
13…隔板，                    14…结合电极，
15…导电性碳覆膜，            16…锌板
17…凸部，                    18…薄锌板，
19…导电性碳覆膜，            20…压接滚筒，
21…模压加工滚筒(凹凸加工用)，
22…压力机，                  23…滑槽。
以下，采用了根据表1示出的配合比例进行混合、成型厚度为0.20mm的导电性碳覆膜，边参照附图边对本发明的实施例加以说明。
表1
原材料    配合比例
碳粉末    75％
异丁橡胶  23％
可塑剂    2％实施例1
如图3至图5所示，为置备有施行如下表面加工的结合电极的6F22型干电池，即把导电性碳覆膜15和构成负极的锌板形成一体化，在导电性碳覆膜15表面施行了以0.5mm的间隔进行配列，得到凹凸的高低差为0.16mm直径为0.5mm的半球状突起部样式的表面加工。实施例2
为置备有就实施例1而言在其结合电极导电性碳覆膜15的表面上加工的凹凸高低差为0.14 mm的6F22型干电池。实施例3
为置备有就实施例1而言在其结合电极导电性碳覆膜15的表面上加工的凹凸高低差为0.12mm的6F22型干电池。实施例4
为置备有就实施例1而言在其结合电极导电性碳覆膜15的表面上加工的凹凸高低差为0.10mm的6F22型干电池。实施例5
为置备有就实施例1而言在其结合电极导电性碳覆膜15的表面上加工的凹凸高低差为0.08mm的6F22型干电池。实施例6
为置备有就实施例1而言在其结合电极导电性碳覆膜15的表面上加工的凹凸高低差为0.06mm的6F22型干电池。实施例7
为置备有就实施例1而言在其结合电极导电性碳覆膜15的表面上加工的凹凸高低差为0.04mm的6F22型干电池。实施例8
为置备有就实施例1而言在其结合电极导电性碳覆膜15的表面上加工的凹凸高低差为0.02mm的6F22型干电池。比较例
为置备有就实施例1而言在其结合电极导电性碳覆膜15的表面上未设置凹凸的现有技术的6F22型干电池。
在下面表2示出列举本发明实施例1～8和比较例干电池的内部电阻、及通过50mA定电流连续放电时间(终止电压5.4V)，和在45℃状态下保存三个月以后，加上620Ω的负荷，使之1天放电两小时，然后在每种各自20个干电池内，对由于单元电池间的接触不良原因而引起异常放电的干电池数分别进行比较的结果。
表2
    凹凸的 内部电阻  50 mA定电流放电  以620Ω  2小时
                                  /1日 进行放电
    高低差   (n＝20)(n＝5)        时的异常放电数实施例1 0.16mm    9.3Ω     255分           20个中0个实施例2 0.14mm    9.5Ω     252分           20个中0个实施例3 0.12mm    9.4Ω     250分           20个中0个实施例4 0.10mm    9.4Ω     248分           20个中0个实施例5 0.08mm    9.9Ω     241分           20个中0个实施例6 0.06mm    9.9Ω     223分           20个中1个实施例7  0.04mm  10.5Ω    210分    20个中2个实施例8  0.02mm  11.0Ω    195分    20个中4个比较例   0.0 mm  11.3Ω    198分    20个中5个
从表2也很显然可看到，若根据本发明时，随着正极混合剂与导电性碳覆膜之间的接触电阻降低可取得在重负荷放电时的放电性能显著提高的效果。而且，由于在导电性碳覆膜表面上施行的凸出部分凸入相邻单元电池的正极混合剂，还可在放电中也取得能够维持良好的接触电阻的效果，这在保存后放电方面效果特别显著。
这些效果在实施例1～6来说是显著的，但对于实施例7、8所示，在导电性碳覆膜的表面施行的凹凸高低差小的情况下就未能见到效果。另外，在所施行的凹凸高低差比0.16mm还大的场合，由于会引起导电性碳覆膜自身的破坏，故而对电池结构方面也产生不妥。
更进一步在采用实施例1～5作成结合电极之际用连接了滑槽的压力机冲载时，结合电极之间全然不会引起压接，每一块结合电极分开又能圆滑地执行往下一工序的输送又能圆滑地执行往下一工序操作。

Claims (1)

1.把由正极混合剂、隔板、锌一碳结合电极构成的多个单元电池叠起来构成单元组套的层叠型干锰电池，它备置有：
由二氧化锰和导电材料及电解液构成的成型为板状的正极混合剂，包围该正极混合剂由其自身吸收电解液并保持杯状的隔板，以及夹住该隔板与所述正极混合剂相对的板状锌负极和导电性碳覆膜形成一体化的锌一碳结合电极，
其特征在于，所述锌碳结合电极是在板状锌负极的外侧面所形成的导电性碳覆膜的表面上备置有凹凸而构成的，所述凹凸的高低差为0.05-0.15mm。
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