CN1085416C - 筒形碱性电池 - Google Patents

Abstract

一种筒形电池，包括：一绝缘环12被装在一电池盒1的开口部封闭处外部，向下凹的负极板9的端面低于覆盖绝缘环12的面蚀标记层10，在该负极板9上的一排气孔8该绝缘环12所遮盖。本构造可以阻断该电池的电流流向毗邻电池从而不被其充电。即使误将部分电池与其它电池的极向接反，也可排除该反向连接电池被后者充电的可能性。

Description

筒形碱性电池

本发明涉及筒形碱性电池的封口结构。

筒形碱性电池(例如碱性干电池)使用高浓度苛性碱溶液作电解液。如果这种电池出现裂缝，即使很小，电解液也会由于所谓漏电即渗漏而从裂缝漏出。因此，碱性干电池配有一个甚能将其外壳紧紧封住的封口结构。

例如有一个使用多节以串联方式连接起来的电池的装置，如果它在其中一节电池与其它电池反向连接的情况下工作，则这节反向连接的电池可能会发生爆裂。这是因为此时这节电池会被其它电池充电，使其内部引发产生气体的强烈反应，结果造成电池内部压力超出其封口结构本身的承受能力，使其不能以良好的密封性封住电池的外壳。因而要防止这种事故发生。

为了解决这个问题，人们提出了具有防爆装置的各种用于碱性干电池的封口结构(如JP-A-59-98，452所述)。

以下参考附图具体描述一典型封口结构。

图4表示常规碱性干电池的半剖面图。

在电池盒1内，插有一种由二氧化锰和石墨组成的圆筒形正极反应介质2。在由这种反应介质所形成的圆筒中装满了主要由氢氧化钾组成的碱性电解液和一种由胶化材料和锌合金粉组成的负极凝胶物质3。后者用作穿过隔离器4介质的主要组分。碱性干电池还有一负极集电器5和用来封闭电池盒1的开口处的树脂质密封层6。密封层有一薄壁部分(即图中所示环状薄壁部分)7，它在气体的压力下会发生断裂。一块又作为负极终端又具有一排气孔8的负极端板9嵌于树脂密封层6上。它被焊接在负极集电器5的顶部，且插入电池盒1的开口处，通过把其开口部分向内弯折，将电池外盒1紧紧封住。在电池盒1的外侧面及电池盒1的其开口部分已向内弯折的封闭部分的连续外表面处，由一热缩绝缘标记外层10包着。正极终端11与电池盒1的底面相接触。

按如上所述构造的碱性干电池可以防止上述意外爆炸的发生。这是因为当电池内部产生的气体使电池盒1内的压力超出规定水平时，树脂密封层6的薄壁部分7会像安全阀一样断开，电池中的气体会经由裂口从负极端板9上的排气孔8逸出，从而降低电池盒1中的内部压力。

例如，有一个串联使用多节上述结构干电池的装置，如果它在误将其中部分电池的极性方向放反的情况下工作，则这些反向连接的电池会被其它电池电。

图5为4节串联起来的常规构造的碱性干电池，其中四节电池中的一节电池按与其余电池的极性相反的方向连接，它的正极端面触及邻近电池的正极端面，它的负极端面触及邻近电池的负极端面。在这种情况下，其它电池会向该反向连接的电池充电，并在其内部引发产生气体的强烈反应。如果随之增加的电池盒内部的压力超出了规定限度，则作为防止电池爆炸的防爆装置的树脂密封层的环形薄壁部分会断裂，电池盒中的气体会经由负极端板上的排气孔从电池逸出。

在电池内部压力异常上升的情况下，这种防爆装置的启动的确可以防止电池发生爆炸。然而，排出的气体可能会夹带电解液，并使其从电池中漏出和喷出。

用于碱性干电池(例如筒形碱性电池)中的电解液是一种高浓度的苛性碱溶液。为了保护使用电池的设备，使其在防爆装置启动时不受电解液的损害，要求碱性干电池的结构能够保证即使在气体从负极端板的排气孔中排出时，也可使电解液既不泄漏又不大面积浸染。

在一个用上述热缩层作外表的干电池中，覆盖电池盒开口处端面侧的面饰标记收缩层面可能会在电池的运输过程，或在将电池放入、取出的过程中，由于摩擦或碰撞而造成脱落、划破或断裂。此外，由于同时作为相互毗邻的正极和负极终端的电池盒开口部分是由金属材料制成的，所以设备上的环状弹簧终端的引导端部导体有可能在装入电池时使电池的正负两极发生短路，且可能引起电池升温和电解液泄漏。因此需要避免这种问题的发生。

本发明的目的在于解决上述现有技术中所存在的问题。当多个干电池以串联方式配置且误将其中部分干电池与其它电池的极性反向连接时，本发明可保护反向连接的电池不会由于不间断的电流流动而被其它电池充电。由于以热缩绝缘层作为筒形干电池外表的可靠性比以金属作为干电池外层的可靠性要差，本以明还增强了由热缩绝缘层作为外表的筒形干电池的可靠性。因此对于需要使用干电池的设备来说，它的安全性和可用性方面是优越的。

图1表示本发明的一个实施例中的碱性干电池的半剖视图。

图2说明本发明实施例中碱性干电池的排列情况：部分干电池与其它干电池反向连接。

图3表示本发明的另一个实施例中碱性干电池的半剖视图。

图4为一常规碱性干电池的半剖视图。

图5说明常规碱性干电池的排列情况：部分干电池与其它干电池反向连接。

为了完成上述目的，本发明提供的筒形碱性电池有一绝缘环，它装在向内弯折以封闭电池盒开口部分的封闭处的外部。一绝缘表层包住绝缘环并且其外表面压在负极端板的端面之上，该绝缘环遮住负极端板上的排气孔，即将该绝缘环用接触粘结剂固定在封闭部分的外表面。

当多个上述构造的干电池串联配置时，即使误将部分干电池与其他干电池反向连接，反向连接干电池的负极面和相邻于干电池的负极面既不会在它们之间建立电路的连续性也不会使它们之间有电流通过。这是因为电池间直接相互接触的是其外表层标签，即包着绝缘环的绝缘表层，而不是电池负极板的端面。这样，反向连接的干电池就不会被充电，也不会在干电池中引起产生气体的反应，因而不会启动干电池的防爆装置，电池的电解液也不会外泄。

本发明的碱性干电池让覆盖电池盒开口部封闭处外侧的绝缘层外面同时用作从负极端面凸出的正极终端。这样，即使在使用中装、取电池时凸出的绝缘层面可能会剥落、撕开或断裂，或者在电池盒开口部附近的绝缘层面被撕开或断裂，也由于在电池盒的开口部封闭处外侧与绝缘贴面构件之间插有一绝缘环，从而可保证这种干电池的绝缘性。此外，绝缘环被牢牢固定，不会发生意外脱落，进一步保证了干电池的绝缘性。

下文通过工作案例对本发明进行具体描述。

图1表示本发明工作案例中的一种碱性电池的半剖面图。

参看图1，绝缘环12被装在电池盒1开口部的封闭处之外。负极板9的端面被压在面饰标记层10的外表面(即包着绝缘环12的热缩绝缘表层)以下约1毫米处。这个凹陷的深度不必很大，只需要当反向干电池的诸负极端面彼此相连的时候，其负极端板9的端面不致相互接触即可。绝缘环12的使用，是要使其内径侧端面紧挨着具有排气孔8的负极端板9的侧壁面，以遮住排气孔8。本碱性干电池在其它方面与图4所示常规碱性干电池一样。

至于绝缘环12所用具体材料，可以用塑料材料，如聚乙烯、聚丙烯、苯乙烯树脂、以及尿烷树脂、橡胶、纸，也可以用合成纤维的非机织材料，如维尼纶和人造纤维等。

图2为一个使用四节串联起来的本发明中本工作案例的碱性干电池的装置，其中一节干电池与其它的反向连接。在种情况下，由于反向连接的干电池的负极端板的端面与相邻干电池的负极端板的端面，都低于包着位于各自电池盒内开口部封闭处外面的绝缘环的面饰标记层的外表面，相互接触的是包着绝缘环的面饰标记层的外表面，而负极端板的端面却相互碰不着。因此，反向连接的干电池既不会有电流持续通过，也不会被其它干电池充电。这节干电池既不会启动防爆装置，也不会有电解液泄漏或浸染干电池的外部。因而不会弄脏或损坏该设备。

在除了这种反向连接所致的不需要的充电以外，其它一些原因也可加大干电池的内部压力，从而启动防爆装置，如负极胶质材料中的杂质会造成负极的锌腐蚀而产生氢气。即使在这种情况下，由于在电池的构造中，绝缘环遮住了负极端板上的排气孔，因而随着气体一同从负极端板上的排气孔流出的电解液能由绝缘环阻断，而浸染电池外部的可能性也被降低到最小。

由于同时用作正极终端的包在电池盒的开口部封闭处外侧的绝缘涂料层的外表面是从负极端板上凸起的，所以在使用中将电池装入或取出设备时，外层凸面易于剥落、撕裂或被划伤。即使这种情况发生在电池盒的开口部附近，也由于在电池盒开口部封闭处外面与绝缘外层之间插入绝缘环，仍可保证电池的绝缘性质。

在图3所示的干电池中，绝缘环12借助粘合剂13而与电池盒1的开口部封闭处外面相连接，其它部分与图1所示本发明的优选实施例相同。这种干电池的绝缘性会得到更好的保证。即使在电池盒的开口部附近发生绝缘层面剥落或被划破，绝缘环也不会意外脱落。

这种粘合剂13可以是环氧树脂或热熔粘合剂，只要它能通过接触粘合剂而把绝缘环粘在电池盒开口部封闭处外部即可。

如上所述，本发明可实现一种性能优越的筒形碱性电池。尽管筒形碱性电池的表面是一种在可靠性上不及相应电池所用金属层面的热缩绝缘层面，但本发明改进了其外表层的可靠性。如果串联多个这样的电池，且其中部分电池偶尔误与其它电池反向连接，则由于在反向连接的电池与其它电池之间没有电流通过，且前者不会被后者充电，所以排除了因启动电池的防爆装置而使电池中的电解液漏出和浸染设备的可能性。

Claims (2)

1.一种筒形碱性电池，包括：装满可产生电能的物质的筒形电池盒、用于通过借助树脂垫圈将之固定在所述电池盒的开口部来密封所述电池盒的负极端板、以及用以面对所述电池盒外表面的热缩绝缘面饰部件，在所述负极端板上形成有排气孔，其特征在于：为了密闭所述开口部，在所述电池盒向内弯折的封闭处的外面装有一绝缘环，该绝缘环遮盖所述负极端板上的所述排气孔；且所述负极端板的端面呈凹形，它低于覆盖所述绝缘环的所述绝缘面饰部件的外表面。

2.根据权利要求1所述的筒形碱性电池，其中：为了密闭所述开口部，把所述绝缘环粘附到所述电池盒向内弯折的封闭处外部。

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