CN105206842A - 一种碱性干电池用负极平板及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种碱性干电池用负极平板及其应用。该负极平板包括水平部，水平部一端向下延伸连接有用于支撑的肩部，肩部包括连接部和工作部，连接部的一端与水平部连接，工作部与连接部的另一端连接形成“V”型夹角。该负极平板用于组装碱性干电池的集流体，集流体包括负极平板、铜针、辅助铁块和封口板，其中，负极平板固连在铜针上，在铜针上安装有封口板，封口板罩设在负极平板外，封口板与负极平板之间插设有辅助铁板。本发明通过将肩部中的连接部与工作部形成“V”型夹角，从而使工作部与封口板呈点与平面相接触的方式，而且，工作部还对封口板形成一定的支撑作用，加强封口板与正极壳体的配合，提升防漏性能。

Description

一种碱性干电池用负极平板及其应用

技术领域

本发明涉及一种平板及其应用，尤其涉及一种碱性干电池用负极平板及其应用。

背景技术

碱性电池是最成功的高容量干电池，也是目前最具性价比的电池之一。碱性电池是以二氧化锰为正极，锌为负极，且负极锌也由片状改变成粒状，增大了负极的反应面积，氢氧化钾为电解液。所以电性能得以很大提高，一般的同等型号的碱性电池是普通电池的容量和放电时间的3-7倍，低温性能两者差距更大。碱性电池更适用于大电流连续放电和要求高的工作电压的用电场合，特别适用于照相机、闪光灯、剃须刀、电动玩具、CD机、大功率遥控器、无线鼠标、键盘等。

但是，由于各地区气温差异大，电池的储存环境各异，例如俄罗斯西伯利亚地区、一些非洲地区等，碱性干电池容易出现漏液现象。而由于电解液是带有腐蚀性的碱性物质氢氧化钾溶液，对眼睛、呼吸道及皮肤会有刺激作用。而且，电解液也会侵蚀金属、破坏电子零件，因此电池漏出的电解液也会破坏使用该电池的产品，特别是电子产品。

关于碱性干电池容易出现漏液的问题，主要原因之一就是碱性干电池的负极平板与正极壳体配合存在缺陷。图1为现有技术中碱性干电池用负极平板的半剖截面图，如图1所示，现有技术中的负极平板包括水平部，水平部一端向下延伸连接有用于支撑的肩部，肩部包括与水平部连接的连接部以及工作部，工作部垂直于水平部。而图2为应用图1所示的负极平板组装成的碱性干电池的集流体的半剖截面图，如图2所示，该负极平板用于组装碱性干电池的集流体时，负极平板固连在铜针上，在铜针上安装有封口板，封口板罩设在负极平板外，封口板与负极平板之间插设有辅助铁板。从图2中可知，负极平板的工作部与封口板通过两个平面相接触，而面与面的接触方式，由于接触面积大，导致各点支撑力很难保持一致。因此，各点支撑力的不均匀导致了有点会被突破，而在密封圈效果上，一旦有点被突破，就失去了密封作用，所以容易出现漏液的问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提出了一种与正极壳体配合较好，能提升防漏性能的碱性干电池用负极平板。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种碱性干电池用负极平板，包括水平部，水平部一端向下延伸连接有用于支撑的肩部，肩部包括连接部和工作部，连接部的一端与水平部连接，工作部与连接部的另一端连接形成“V”型夹角。

与现有技术相比，本发明将负极平板中的肩部的形状进行了改进，使肩部中的连接部与工作部形成“V”型夹角，从而使工作部与封口板的接触从原来的以两个平面相接触的方式变成了点与平面相接触的方式，而且，改进后的工作部还对封口板形成一定的支撑作用。而封口板外侧则是与正极壳体直接接触形成密封圈结构，因此，本发明将肩部中的工作部进行改进，使其与连接部与形成“V”型夹角，可以加强封口板与正极壳体的配合，提升防漏性能。

在上述的一种碱性干电池用负极平板中，肩部中连接部与工作部的垂直高度比H：h为(1.5-2.5)：1。

在上述的一种碱性干电池用负极平板中，工作部与连接部的连接处成弧形连接，弧形的半径R1为0.5-0.6mm。

由于本发明负极平板实际上是一个圆形结构，而且，实际工作中测试尺寸比测试角度更加方便和准确，因此，本发明通过控制肩部中的连接部与工作部的垂直高度比H：h，和工作部与连接部的弧形连接处的弧形的半径R1来控制工作部的倾斜角度。

作为优选，本发明中连接部的垂直高度H为2.8±0.05mm，工作部的垂直高度h为1.3±0.05mm。

在上述的一种碱性干电池用负极平板中，水平部包括有“V”型槽。由于负极平板的水平部是一个正圆平面结构，受力容易变形，因此本发明水平部的“V”型槽可以起到加固作用，保证强度。

作为优选，“V”型槽的宽度为3-4mm，“V”型槽的连接处成弧形连接，弧形的半径R2为0.5-0.6mm。

作为优选，“V”型槽的开口方向与“V”型夹角的开口方向一致。

在上述的一种碱性干电池用负极平板中，负极平板由SPCE材料制成。SPCE是一种深冲用冷轧碳素钢板及钢带(卷)，其机械性能优异，具有良好的延展性，适宜深冲、深冲压、拉伸、超拉伸等；经电镀后效果细腻、光泽度亮、平整、尺寸精度高；而且表面质量好、无严重的划伤、无凹面不平、无腐蚀点、砂眼等缺陷。所以，本发明采用SPCE材料制备成负极平板，具有强度高、抗形变能力好、电镀效果好、耐腐蚀能力强、焊接强度高、增加集流子点焊强度等优点。

在上述的一种碱性干电池用负极平板中，负极平板的厚度为0.3-0.35mm。负极平板越薄，成本越低，但是，负极平板的机械性能以及碱性干电池的安全性能、耐漏液性能就会降低。因此，结合实际加工成本与性能符合度的统一平衡，本发明将负极平板的厚度控制在上述范围内。

本发明的另一个目的在于提供上述碱性干电池用负极平板的应用，该负极平板用于组装碱性干电池的集流体。

在上述的一种碱性干电池用负极平板的应用中，集流体包括负极平板、铜针、辅助铁块和封口板；负极平板固连在铜针上，在铜针上安装有封口板，封口板罩设在负极平板外，封口板与负极平板之间插设有辅助铁板。

在上述的一种碱性干电池用负极平板的应用中，集流体的组装方式为：将负极平板和铜针焊接形成集流子，辅助铁块和封口板进行嵌合，然后集流子插入封口板进行嵌合，组装成集流体。

本发明负极平板用于组装碱性干电池的集流体的组装工艺简单，便于工业化生产。

与现有技术相比，本发明具有以下几个优点：

1.本发明肩部中的连接部与工作部形成“V”型夹角，从而使工作部与封口板呈点与平面相接触的方式，而且，工作部还对封口板形成一定的支撑作用，加强封口板与正极壳体的配合，提升防漏性能。

2.本发明负极平板水平部包括有“V”型槽，可以起到加固作用，保证强度。

3.本发明通过控制肩部中的连接部与工作部的垂直高度比H：h和工作部与连接部的弧形连接处的弧形的半径R1来控制工作部的倾斜角度。

4.本发明采用SPCE材料制备成负极平板，具有强度高、抗形变能力好、电镀效果好、耐腐蚀能力强、焊接强度高、增加集流子点焊强度等优点。

5.本发明负极平板用于组装碱性干电池的集流体的组装工艺简单，便于工业化生产。

附图说明

图1为现有技术中碱性干电池用负极平板的半剖截面图；

图2为应用图1所示的负极平板组装成的碱性干电池的集流体的结构的半剖截面图；

图3为本发明中碱性干电池用负极平板的半剖截面图；

图4为应用图3所示的负极平板组装成的碱性干电池的集流体的结构的半剖截面图；

图中：1、负极平板；2、封口板；3、辅助铁块；4、铜针；11、水平部；12、连接部；13、工作部；14、气孔；15、“V”型槽。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例，并结合附图说明对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例：

如图1所示，本发明碱性干电池用负极平板1包括水平部11，水平部11一端向下延伸连接有用于支撑的肩部，肩部部包括连接部12和工作部13，连接部12的一端与水平部11连接，工作部13与连接部12的另一端连接形成“V”型夹角。从而使工作部13与封口板2的接触从原来的以两个平面相接触的方式变成了点与平面相接触的方式，而且，改进后的工作部12还对封口板2形成一定的支撑作用。而封口板2外侧则是与正极壳体直接接触形成密封圈结构，因此，可以加强封口板2与正极壳体的配合，提升防漏性能。

进一步地，连接部12的垂直高度H为2.8mm，工作部13的垂直高度h为1.3mm。该垂直高度均以A为基准面进行测量。

进一步地，工作部13与连接部12的连接处成弧形连接，弧形的半径R1为0.6mm。

本发明通过控制肩部中的连接部12与工作部13的垂直高度和工作部13与连接部12的连接处形成的R1弧度来控制工作部的倾斜角度，既准确又方便。

进一步地，连接部12包括有气孔14，用于电池内部排气所用。

进一步地，水平部11包括有“V”型槽15，起到加固作用，保证强度。

进一步地，“V”型槽15的宽度为4mm，“V”型槽15的连接处成弧形连接，弧形的半径R2为0.5mm。

进一步地，“V”型槽15的开口方向与“V”型夹角的开口方向一致。

进一步地，负极平板1由SPCE材料制成。SPCE是一种深冲用冷轧碳素钢板及钢带(卷)，其机械性能优异，具有良好的延展性，适宜深冲、深冲压、拉伸、超拉伸等；经电镀后效果细腻、光泽度亮、平整、尺寸精度高；而且表面质量好、无严重的划伤、无凹面不平、无腐蚀点、砂眼等缺陷。所以，本发明采用SPCE材料制备成负极平板1，具有强度高、抗形变能力好、电镀效果好、耐腐蚀能力强、焊接强度高、增加集流子点焊强度等优点。

进一步地，负极平板1的厚度为0.35mm，使负极平板1的实际加工成本与性能符合度统一平衡。

在上述碱性干电池用负极平板的实施例及其替换方案中，肩部中连接部12与工作部13的垂直高度比H：h还可以为1.5:1、1.6:1、1.7:1、1.8:1、1.9:1、2.0:1、2.1:1、2.2:1、2.3:1、2.4:1、2.5:1。

在上述碱性干电池用负极平板的实施例及其替换方案中，工作部13与连接部12成弧形连接，弧形的半径R1为还可以为0.5mm、0.51mm、0.52mm、0.53mm、0.54mm、0.55mm、0.56mm、0.57mm、0.58mm、0.59mm。

在上述碱性干电池用负极平板的实施例及其替换方案中，“V”型槽15的宽度还可以为3mm、3.1mm、3.2mm、3.3mm、3.4mm、3.5mm、3.6mm、3.7mm、3.8mm、3.9mm。

在上述碱性干电池用负极平板的实施例及其替换方案中，“V”型槽15的连接处成弧形连接，弧形的半径R2还可以为0.51mm、0.52mm、0.53mm、0.54mm、0.55mm、0.56mm、0.57mm、0.58mm、0.59mm、0.6mm。

在上述碱性干电池用负极平板的实施例及其替换方案中，负极平板的厚度还可以为0.3mm、0.31mm、0.32mm、0.33mm、0.34mm。

应用实施例：

如图2所示，上述碱性干电池用负极平板用于组装碱性干电池的集流体。集流体包括负极平板1、铜针4、辅助铁块3和封口板2。负极平板1固连在铜针4上，在铜针4上安装有封口板2，封口板2罩设在负极平板1外，封口板2与负极平板1之间插设有辅助铁板3。

进一步地，集流体通过以下方法组装而成：先将负极平板1和铜针4焊接形成集流子，辅助铁块3和封口板2进行嵌合，然后集流子插入封口板2进行嵌合，组装得到集流体。工艺简单，便于工业化生产。

进一步地，封口板2为的材料为尼龙。

将本发明应用实施例制得的集流体代替现有技术中LR14碱性干电池的集流体，制备得到新的碱性干电池，然后与市售LR14碱性干电池进行耐漏性能测试。

测试方法为：70度高温储存24h，转为-30℃低温保存24h，此为一个循环，共测试12个循环，测试结果如表1所示。

表1

表1中，本发明制备得到的20节碱性干电池均没有出现漏液现象，而20节市售LR14碱性干电池有12节出现漏液现象。因此，应用本发明负极平板制备得到的碱性干电池的耐高低温冲击能力强，提升了碱性干电池的耐漏性能。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管对本发明已作出了详细的说明并引证了一些具体实施例，但是对本领域熟练技术人员来说，只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的。

Claims (9)

1.一种碱性干电池用负极平板，其特征在于，包括水平部，水平部一端向下延伸连接有用于支撑的肩部，所述肩部包括连接部和工作部，所述连接部的一端与水平部连接，所述工作部与连接部的另一端连接形成“V”型夹角。

2.根据权利要求1所述的一种碱性干电池用负极平板，其特征在于，所述的肩部中连接部与工作部的垂直高度比H：h为(1.5-2.5)：1。

3.根据权利要求1所述的一种碱性干电池用负极平板，其特征在于，所述工作部与连接部的连接处成弧形连接，所述弧形的半径R1为0.5-0.6mm。

4.根据权利要求1所述的一种碱性干电池用负极平板，其特征在于，所述水平部包括有“V”型槽。

5.根据权利要求1所述的一种碱性干电池用负极平板，其特征在于，所述负极平板由SPCE材料制成。

6.根据权利要求1所述的一种碱性干电池用负极平板，其特征在于，所述负极平板的厚度为0.3-0.35mm。

7.一种碱性干电池用负极平板的应用，其特征在于，所述负极平板用于组装碱性干电池的集流体。

8.根据权利要求7所述的一种碱性干电池用负极平板的应用，其特征在于，所述集流体包括负极平板、铜针、辅助铁块和封口板；所述负极平板固连在铜针上，在铜针上安装有封口板，所述封口板罩设在负极平板外，所述封口板与负极平板之间插设有辅助铁板。

9.根据权利要求7或8所述的一种碱性干电池用负极平板的应用，其特征在于，所述集流体的组装方式为：将负极平板和铜针焊接形成集流子，辅助铁块和封口板进行嵌合，然后集流子插入封口板进行嵌合，组装成集流体。