CN1336015A - 电化学电池封装 - Google Patents

电化学电池封装 Download PDF

Info

Publication number
CN1336015A
CN1336015A CN99815568A CN99815568A CN1336015A CN 1336015 A CN1336015 A CN 1336015A CN 99815568 A CN99815568 A CN 99815568A CN 99815568 A CN99815568 A CN 99815568A CN 1336015 A CN1336015 A CN 1336015A
Authority
CN
China
Prior art keywords
volume
battery
ratio
log
outer volume
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN99815568A
Other languages
English (en)
Inventor
肖恩·A·桑格安特
特里·L·汉密尔顿
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gillette Co LLC
Original Assignee
Duracell Inc USA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=22788249&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=CN1336015(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Duracell Inc USA filed Critical Duracell Inc USA
Publication of CN1336015A publication Critical patent/CN1336015A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/04—Cells with aqueous electrolyte
    • H01M6/06—Dry cells, i.e. cells wherein the electrolyte is rendered non-fluid
    • H01M6/08—Dry cells, i.e. cells wherein the electrolyte is rendered non-fluid with cup-shaped electrodes
    • H01M6/085—Dry cells, i.e. cells wherein the electrolyte is rendered non-fluid with cup-shaped electrodes of the reversed type, i.e. anode in the centre
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/147—Lids or covers
    • H01M50/148—Lids or covers characterised by their shape
    • H01M50/154—Lid or cover comprising an axial bore for receiving a central current collector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/04—Cells with aqueous electrolyte
    • H01M6/06—Dry cells, i.e. cells wherein the electrolyte is rendered non-fluid
    • H01M6/08—Dry cells, i.e. cells wherein the electrolyte is rendered non-fluid with cup-shaped electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/50—Methods or arrangements for servicing or maintenance, e.g. for maintaining operating temperature
    • H01M2006/5094—Aspects relating to capacity ratio of electrolyte/electrodes or anode/cathode
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/107—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure having curved cross-section, e.g. round or elliptic
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49108—Electric battery cell making
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49108—Electric battery cell making
    • Y10T29/4911—Electric battery cell making including sealing

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Gas Exhaust Devices For Batteries (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

本文描述一种高容量电化学电池(8)。通过选择电池组件而在电池内达到特定容积比的方法增加电池(8)的容量。导致容量提高的特定容积比包括内电池容积与外容积之比、封装容积与外容积之比、封装容积与内电池容积之比、密封容积与内电池容积之比、以及密封容积与外容积之比。

Description

电化学电池封装
本发明涉及电化学电池。
诸如碱性电池的电化学电池一般用作能源。一般而言，碱性电池具有阴极、阳极、分隔器以及碱性电解质溶液。阴极一般由诸如二氧化锰的阴极材料、碳粒、碱性电解质溶液及粘合剂形成。阳极可由包含碱性电解质溶液的凝胶和诸如锌粒的阳极材料形成。分隔器置于阴极和阳极之间。弥散在电池内的电解质溶液可以是氢氧化物溶液，如氢氧化钾水溶液。在电池的物理和化学限制范围以及电化学性能参数之内，电化学电池的容量与阳极材料和阴极材料在电池中所占的含量有关。
概括地说，本发明特征在于具有高容量的电化学电池。通过选择电池组件以在电池内达到特定容积比的方法可以增加电池容量。导致电池高容量的容积比包括：内电池容积与外容积之比、封装容积与外容积之比、封装容积与内电池容积之比、密封容积与内电池容积之比、以及密封容积与外容积之比。使用此方法能制备具有改进容量且同时保持安全特征的电池。另外，此方法可导致电池所用的壳体、帽及密封材料的减少。
在一方面，本发明特征在于一种制造包括壳体、绝缘密封及端帽的电化学电池的方法。壳体包括内径、具有内封闭端表面的封闭端以及开口端。绝缘密封具有密封容积。绝缘密封和端帽一起形成具有内封装表面的电池封装。电池封装具有封装容积。壳体和电池封装在壳体的开口端处用位于壳体和端帽之间的绝缘密封组装形成电池。此电池具有由内封装表面、内封闭端表面以及壳体内径确定的内电池容积。另外，此电池具有在电池尺寸边界内的外径和外部高度。此电池尺寸边界具有外容积。
内电池容积与外容积之比可以为，例如大于约0.83，优选大于约0.86，更优选大于0.90，并最优选大于0.92。封装容积与外容积之比可以为，例如小于约0.07，优选小于约0.05，更优选小于0.045。封装容积与内电池容积之比可以为例如小于约0.06。密封容积与内电池容积之比可以为例如小于约0.02。密封容积与外容积之比可以为例如小于约0.02。
封装容积与外容积之比小于约0.175－0.393×{Log10(外容积)}＋0.386×{Log10(外容积)}2－0.113×{Log10(外容积)}3。密封容积与外容积之比小于0.02－0.0065×{Log10(外容积)}。内电池容积与外容积之比大于0.16×{Log10(外容积)}3－0.55×{Log10(外容积)}2＋0.55×{Log10(外容积)}＋0.58。优选Log10(外容积)小于1。
电池外径可以为约10mm(例如10.2mm；AAA电池)、约14mm(例如14.5mm；AA电池)、约8mm(例如8.3mm；AAAA电池)、约27mm(例如26.6mm；C电池)、或约34mm(例如34.2mm；D电池)。优选电池外径为约10mm、约14mm、或约8mm。
在另一方面，本发明特征在于一种电化学电池。此电池包括壳体、绝缘密封、以及端帽，而壳体包括内径、具有内封闭端表面的封闭端以及开口端。壳体和端帽在开口端处用位于壳体和端帽之间的绝缘密封接合在一起而形成电池。绝缘密封具有密封容积。绝缘密封和端帽一起形成具有内封装表面的电池封装。电池封装具有封装容积。电池具有由内封装表面、内封闭端表面和内径确定的内电池容积。电池具有在电池尺寸边界之内的外径和外部高度，此电池尺寸边界具有外容积。电池特征在于封装容积与外容积之比小于约0.175－0.393×{Log10(外容积)}＋0.386×{Log10(外容积)}2－0.113×{Log10(外容积)}3。电池尺寸边界例如包括在大约13.5和14.5mm之间的直径以及在大约49.0和50.5mm之间的长度；在大约9.5和10.5mm之间的直径以及在大约42.5和44.5mm之间的长度；或者在大约7.7和8.3mm之间的直径以及在大约41.5和42.5mm之间的长度。
从以下对本发明的描述以及从权利要求中可看出，本发明的其它特征和优势是显而易见的。
图1为描绘电化学电池横截面的示意图。
图2示出对于每个电池尺寸的密封容积与外容积之比。
图3示出对于每个电池尺寸的封装容积与外容积之比。
图4示出对于每个电池尺寸的内电池容积与外容积之比。
参照图1，电化学电池8包括端帽10和电池壳体20。电池壳体20包括开口端22和封闭端24以及内径D1。封闭端24有内表面26。电池8的尺寸在总电池高度和宽度尺寸的范围之内，如国际电气工程委员会(IEC)所规定的，总电池高度和宽度尺寸一起形成电池尺寸边界，对于各种电池尺寸，AAAA、AAA、AA、C和D尺寸电池。例如，AAAA尺寸电池(IEC代号“LR61”电池)的电池尺寸边界包括在大约7.7和8.3mm之间的直径且在大约41.5和42.5mm之间的长度；AAA尺寸电池(IEC代号“LR03”电池)的电池尺寸边界包括在大约9.5和10.5mm之间的直径且在大约42.5和44.5mm之间的长度；AA尺寸电池(IEC代号“LR06”电池)的电池尺寸边界包括在大约13.5和14.5mm之间的直径且在大约49.0和50.5mm之间的长度；C尺寸电池(IEC代号“LR14”电池)的电池尺寸边界包括在大约26.2和28.7mm之间的直径且在大约48.5和50.5mm之间的长度；D尺寸电池(IEC代号“LR20”电池)的电池尺寸边界包括在大约32.2和34.2mm之间的直径且在大约59.5和61.5mm之间的长度。基于IEC总电池高度和宽度尺寸、或电池尺寸边界的相应理想圆柱体积，形成对于具体电池尺寸的外容积200。电池8具有外径D2和外部高度H2。对于具体电池尺寸，选择外径D2和高度H2在电池尺寸边界之内。壳体20可由镀镍钢构造。
绝缘密封30在开口端22和端帽10之间提供密封。绝缘密封30和端帽10一起形成电池封装32。电池封装32具有内表面35。绝缘密封30具有密封容积36，容积36可由此密封的质量除以此密封制造材料的密度而确定。电池封装32具有封装容积38。封装容积38是密封容积36、穿过封装32到凸面39的部分集电器容积37、以及端帽10所占的容积之和。凸面39贯穿集电器60，作为封装内表面35的虚拟延伸(电池中的水平表面在图1所示的横截面中用直线表示)。因而，封装容积38包括集电器容积37。可通过减小密封容积36或另外通过改变密封30的几何形状和端帽10的设计而减小封装容积38。端帽10可由具有良好机械强度和抗腐蚀性的导电金属构成，此金属例如为镀镍冷轧钢或不锈钢，优选为镀镍低碳钢。
端帽10可设计成具有起到径向弹簧作用的结构，如美国专利5759713或5532081所述，这些专利在此引作参考。当壳体20绕着端帽10和密封30卷边以提供紧密密封时，即使电池暴露在极限环境温度下径向弹簧设计也允许端帽10能承受较高的径向压力。
绝缘密封30可以是绝缘盘或垫圈。绝缘密封30可由塑性绝缘材料如注模塑料的单片结构形成。绝缘密封30可由耐久的抗腐蚀性塑料组成，如聚酰胺(例如尼龙，如尼龙6，6)，聚丙烯、填充滑石的聚丙烯、磺化聚乙烯或其它聚酰胺类聚合物。绝缘密封30对氢是可渗透的。合适的绝缘密封材料和结构例如在美国专利5080985、美国专利5750283或1998年3月24日申请的美国申请编号09/047264有叙述，这些文件在此引作参考。
端帽10包括开孔12，开孔12可为各种形状，包括圆形、椭圆形、矩形或平行六面体。绝缘密封30包括位于开孔12之下的可破裂的小膜片部分34。开孔12的尺寸和下面可破裂的膜片34的厚度可相互调整，以便膜片34会挤压通过开孔12并当电池8内的气压达到预定水平时就破裂。例如，膜片34的厚度在大约0.05mm和0.40mm之间(例如在0.20mm和0.40mm之间)是有利的，并且开孔12的面积在大约3mm2和50mm2之间。对于AAAA、AAA、AA、C和D尺寸电池，密封30的厚度可在大约0.30mm和0.80mm之间。
端帽10与细长集电器60电接触。集电器60延伸进内电池容积100，与电池8内的阴极材料110接触。集电器60可从各种有助于作为集电器材料的已知导电材料中选择，例如黄铜、镀锡黄铜、青铜、铜或镀铟黄铜。端帽10可用作电池的电接线端(例如碱性电池的负接线端)。壳体20在电池8中与阳极材料120接触，封闭端24可用作电池的另一电接线端。在碱性电池中，阳极材料120包含锌金属，阴极材料110包含二氧化锰。合适的锌和二氧化锰材料在本领域中是众所周知的，或者例如在美国专利4585716、5277890、5348726、5482796、或5391365中所描述的。内电池容积100还包含氢氧化钾电解质。合适的电解质在本领域中是众所周知的。分隔器材料130，例如人造纤维或纤维素，位于阳极材料和阴极材料之间。
一旦选择端帽10、壳体20和密封30，并且壳体用阳极材料和阴极材料填充，通过把电池封装32插入到壳体20的开口端22中并密封电池就可封闭此电池。例如通过径向卷边，可把开口端22密封到端帽10，这在美国专利5150602中有描述，此专利在此引作参考。
电化学电池可包括电池的状态测试器，例如：美国专利5612151或5614333所述的用于电池的热变色测试器、美国专利5339024所述的电化学测试器、或美国专利5627472所述的电量计测试器，这些专利在此都引作参考。
由于电池非活性因素所占的电池容积的大量减少，从而获得电池的容积效率。这些非活性因素主要是电池内的结构性因素，例如总电池高度、壳体外径、电池封装高度、外壳壁厚、筒(pip)厚(如IEC出版号86-2图1A中的尺寸F和G确定的)以及阴极高度。这些组件的尺寸可在电池尺寸外容积的限制范围内选择，以增加电池容量。这些选择可导致更高的内电池容积。例如，端帽10在电池8内所占的空间小于碱性电池的常规高压端帽所占的空间。另外，密封30在电池8内占据更小的内容积。这两个组件的结构可增加电池的总容量。在另一实例中，绝缘密封30和端帽10可全面接触，不留下任何容积间隙，由此使封装容积36最小化。通过在电池内占据更小的空间，内电池容积100在外容积200的限制范围内得到增加，由此增加可包括在电池内的额外阳极和阴极活性材料的量，并增加电池容量。
以下实例是本发明中有代表性的但并不是限制性的。
实例1-5
表1列出用于制备五个不同电池尺寸的电池组件的部分尺寸。实例1是D尺寸电池，实例2是C尺寸电池，实例3是AA尺寸电池，实例4是AAA尺寸电池，而实例5是AAAA尺寸电池。
                      表1
  实例1   实例2   实例3   实例4   实例5
    内容积(cc)   42.36   19.68   6.28   2.89   1.65
    总高度(mm)   60.38   49.37   50.15   44.2   42
    壳体外径(mm)   32.92   25.21   13.92   10.16   7.85
    电池封装高度(mm)1   7.99   7.62   4.57   4.25   4.15
    外壳壁厚(mm)   0.25   0.25   0.23   0.203   0.203
    筒厚(mm)   0.25   0.25   0.25   0.203   0.203
    阴极高度(mm)   47.8   41.35   42.6   38.42   34.65
    外部电池容积(cc)   56.495   26.956   8.339   3.853   2.299
    Log10(外容积)   1.7520   1.4306   0.9211   0.5858   0.3615
    电池直径(mm)   34.2   26.6   14.5   10.2   8.3
    封装容积(cc)   3.605   1.973   0.432   0.218   0.18
    密封容积(cc)   1.056   0.662   0.118   0.060   0.041
    密封容积/外容积(％)   1.87   2.46   1.42   1.57   1.79
    封装容积/外容积(％)   6.38   7.32   5.18   5.66   7.83
    内容积/外容积(％)   74.98   73.01   75.31   75.01   71.77
1：从帽到底边进行测量。
表1A和1B分别列出符合实例1A-5A和实例1B-4B的外容积限制的比较电池的部分尺寸。
                              表1A
    实例1A   实例2A    实例3A   实例4A   实例5A
  内容积(cc)     42.01   18.87    5.91   2.7   1.41
  外部电池容积(cc)     56.495   26.956    8.339   3.853   2.299
  Log10(外容积)     1.7520   1.4306    0.9211   0.5858   0.3615
  电池直径(mm)     34.2   26.6    14.5   10.2   8.3
  封装容积(cc)     4.613   2.759    0.651   0.329   0.329
  密封容积(cc)     0.9737   0.6404    0.2193   0.1140   0.0614
  密封容积/外容积(％)     1.72   2.38    2.63   2.96   2.67
  封装容积/外容积(％)     8.17   10.24    7.81   8.54   14.31
  内容积/外容积(％)     74.36   70.00    70.87   70.08   61.53
                              表1B
  实例1B   实例2B   实例3B   实例4B
  内容积(cc)   42.87   19.77   6.09   2.75
  外部电池容积(cc)   56.495   26.956   8.339   3.853
  Log10(外容积)   1.7520   1.4306   0.9211   0.5858
  电池直径(mm)   34.2   26.6   14.5   10.2
  封装容积(cc)   3.764   2.083   0.532   0.241
  密封容积(cc)   1.500   0.8596   0.2456   0.1140
  密封容积/外容积(％)   2.66   3.19   2.95   2.96
  封装容积/外容积(％)   6.66   7.73   6.38   6.25
  内容积/外容积(％)   75.88   73.34   73.03   71.37
每个电池的密封容积/外容积比(百分比)之间的关系如图2所示。图2示出对于每个电池尺寸的用Log10(外容积)来表达的密封容积/外容积之比。曲线X1表示实例1-5的电池；曲线A1表示实例1A-5A的电池；曲线B1表示实例1B-4B的电池。用最小二乘法分析由实例1-5得到的曲线X1的数据，对于Log10(外容积)有以下公式：
100×(密封容积)/(外容积)＝
－0.6489×{Log10(外容积)}＋1.9976
以及相关性(R2)为0.9453。当此比例不用百分比表示时，公式两边就除以100。
每个电池的封装容积/外容积比(百分比)之间的关系如图3所示。图3示出对于每个电池尺寸的用Log10(外容积)来表达的封装容积/外容积之比。曲线X2表示实例1-5的电池；曲线A2表示实例1A-5A的电池；曲线B2表示实例1B-4B的电池。用最小二乘法分析由实例1-5得到的曲线X2的数据，对于Log10(外容积)有以下公式：
100×(封装容积)/(外容积)＝
-11.312×{Log10(外容积)}3＋38.603×{Log10(外容积)}2－39.283×{Log10(外容积)}＋17.571
以及相关性(R2)为0.9925。
进一步地，每个电池的内电池容积/外容积比(百分比)之间的关系如图4所示。图4示出对于每个电池尺寸的用Log10(外容积)来表达的内电池容积/外容积之比。曲线X3表示实例1-5的电池；曲线A3表示实例1A-5A的电池；曲线B3表示实例1B-4B的电池。用最小二乘法分析由实例1-5得到的曲线X3的数据，对于Log10(外容积)有以下公式：
100×(内容积)/(外容积)＝
16.53×{Log10(外容积)}3－55.00×{Log10(外容积)}2
＋55.18×{Log10(外容积)}＋58.23
以及相关性(R2)为1.0。
实例6-11
选择容积比实例1-5中更小的电池封装和绝缘密封制备一组电池。例如，AA尺寸电池密封的容积从0.432cm3变小到0.120cm3。在实例6和7中，更大容积的密封具有如美国专利5080985和5750283所述的结构。在实例8-11中，更小容积的密封具有如1998年3月24日申请的美国申请编号09/047264所述的结构。一般而言，通过把密封对着端帽调整可减小密封容积，如图1所示，从而此帽可支撑并替代先前密封设计的厚结构区域。图1所示的密封代表实例8-11所用密封系列的一般设计。
实例6和7的外壳为0.010英寸厚。实例8-11的外壳为0.008英寸厚。在AA型电池(实例8和10)中，外壳为0.203mm厚。在AAA型电池(实例9和11)中，外壳为0.150mm厚。在实例6-11中外壳的形状是相同的。
把实例10和11中的外壳尺寸最大化，达到IEC规定的上限。在实例10中，电池尺寸边界用在制造偏差范围之内的高度10.5mm和长度44.5mm来描述。在实例11中，电池尺寸边界用在制造偏差范围之内的高度14.5mm和长度50.5mm来描述。
对于实例6-11的电池，相应的容积比在表2中列出。
                              表2
  实例6   实例7     实例8     实例9     实例10     实例11
外部电池容积(cc)   8.339   3.853     8.339     3.853     8.339     3.853
Log10(外容积)   0.9211   0.5858     0.9211     0.5858     0.9211     0.5858
电池直径(mm)   14.5   10.2     14.5     10.2     14.5     10.2
密封容积/外容积(cc)   1.58   1.68     1.60     1.71     1.60     1.71
密封容积/内容积(％)   1.89   1.94     1.84     4.70     1.73     1.83
封装容积/内容积(％)   6.88   7.54     4.70     5.15     4.42     4.97
封装容积/外容积(％)   5.76   6.54     4.09     4.65     4.09     4.65
内容积/外容积(％)   83.68   86.68     87.01     90.28     92.60     93.56
实例6-11具有改进的内容积，并且相应的容量增加，这从电池尺寸的内容积/外容积之比更高可看出。实例6包括3.76Ah的锌。与实例6的容量相比，实例8和10的容量与内容积的增加成线性比例。实例7包括1.80Ah的锌。与实例7的容量相比，实例9和11的容量与内容积的增加成线性比例。

Claims (35)

1.一种制造电化学电池的方法，其中包括：
组装壳体和电池封装，所述壳体包括内径、具有内封闭端表面的封闭端以及开口端，所述电池封装包括具有密封容积的绝缘密封以及端帽，绝缘密封和端帽一起形成电池封装；
壳体和电池封装在壳体的开口端处用位于壳体和端帽之间的绝缘密封进行接合而形成电池，电池封装具有内封装表面和封装容积，电池具有由内封装表面、内封闭端表面和内径确定的内电池容积，电池具有在电池尺寸边界之内的外径和外部高度，此电池尺寸边界具有外容积。
其中，内电池容积与外容积之比大于约0.83。
2.如权利要求1所述的方法，其中，内电池容积与外容积之比大于约0.86。
3.如权利要求1所述的方法，其中，内电池容积与外容积之比大于0.90。
4.如权利要求1所述的方法，其中，内电池容积与外容积之比大于0.92。
5.如权利要求1所述的方法，其中，外径为约10mm。
6.如权利要求1所述的方法，其中，外径为约14mm。
7.如权利要求1所述的方法，其中，封装容积与外容积之比小于约0.07。
8.如权利要求7所述的方法，其中，封装容积与外容积之比小于约0.05。
9.如权利要求7所述的方法，其中，封装容积与外容积之比小于约0.045。
10.如权利要求8所述的方法，其中，外径为约10mm。
11.如权利要求8所述的方法，其中，外径为约14mm。
12.如权利要求1所述的方法，其中，封装容积与内电池容积之比小于约0.06。
13.如权利要求1所述的方法，其中，密封容积与内电池容积之比小于约0.02。
14.如权利要求1所述的方法，其中，密封容积与外容积之比小于约0.02。
15.如权利要求1所述的方法，其中，内电池容积与外容积之比大于0.90，密封容积与内电池容积之比小于约0.02，密封容积与外容积之比小于约0.02，封装容积与内电池容积之比小于约0.06，封装容积与外容积之比小于约0.05。
16.如权利要求15所述的方法，其中，外径为约10mm。
17.如权利要求15所述的方法，其中，外径为约14mm。
18.如权利要求1所述的方法，其中，端帽包括开孔，绝缘密封包括可破裂的膜片。
19.一种制造电化学电池的方法，其中包括：
组装壳体和电池封装，所述壳体包括内径、具有内封闭端表面的封闭端以及开口端，所述电池封装包括具有密封容积的绝缘密封以及端帽，绝缘密封和端帽一起形成电池封装；
壳体和电池封装在壳体的开口端处用位于壳体和端帽之间的绝缘密封进行接合而形成电池，电池封装具有内封装表面和封装容积，电池具有由内封装表面、内封闭端表面和内径确定的内电池容积，电池具有在电池尺寸边界之内的外径和外部高度，此电池尺寸边界具有外容积。
其中，封装容积与外容积之比小于约0.175－0.393×{Log10(外容积)}＋0.386×{Log10(外容积)}2－0.113×{Log10(外容积)}3。
20.如权利要求19所述的方法，其中，Log10(外容积)小于1。
21.如权利要求20所述的方法，其中，密封容积与外容积之比小于0.02－0.0065×{Log10(外容积)}。
22.如权利要求19所述的方法，其中，内电池容积与外容积之比大于0.16×{Log10(外容积)}3－0.55×{Log10(外容积)}2＋0.55×{Log10(外容积)}＋0.58。
23.如权利要求19所述的方法，其中，内电池容积与外容积之比大于0.90；密封容积与内电池容积之比小于约0.02；密封容积与外容积之比小于约0.02；封装容积与内电池容积之比小于约0.06；封装容积与外容积之比小于约0.05。
24.如权利要求23所述的方法，其中，外径为约10mm。
25.如权利要求23所述的方法，其中，外径为约14mm。
26.一种电化学电池，其中包括：
包括内径、具有内封闭端表面的封闭端以及开口端的壳体；绝缘密封；和端帽；
壳体和端帽在开口端处用位于壳体和端帽之间的绝缘密封接合在一起而形成电池；
绝缘密封具有绝缘容积；
绝缘密封和端帽一起形成具有内封装表面的电池封装，电池封装具有封装容积；
所述电池具有由内封装表面、内封闭端表面和内径确定的内电池容积，所述电池具有在电池尺寸边界之内的外径和外部高度，此电池尺寸边界具有外容积。
其中，封装容积与外容积之比小于约0.175－0.393×{Log10(外容积)}＋0.386×{Log10(外容积)}2－0.113×{Log10(外容积)}3。
27.如权利要求26所述的电化学电池，其中，Log10(外容积)小于1。
28.如权利要求27所述的电化学电池，其中，密封容积与外容积之比小于0.02－0.0065×{Log10(外容积)}。
29.如权利要求27所述的电化学电池，其中，内电池容积与外容积之比大于0.16×{Log10(外容积)}3－0.55×{Log10(外容积)}2＋0.55×{Log10(外容积)}＋0.58。
30.如权利要求26所述的电化学电池，其中，内电池容积与外容积之比大于0.90；密封容积与内电池容积之比小于约0.02；密封容积与外容积之比小于约0.02；封装容积与内电池容积之比小于约0.06；封装容积与外容积之比小于约0.05。
31.如权利要求30所述的电化学电池，其中，外径为约10mm。
32.如权利要求30所述的电化学电池，其中，外径为约14mm。
33.一种电化学电池，其中包括：
包括内径、具有内封闭端表面的封闭端以及开口端的壳体；绝缘密封；和端帽；
壳体和端帽在开口端处用位于壳体和端帽之间的绝缘密封接合在一起而形成电池；
绝缘密封具有绝缘容积；
绝缘密封和端帽一起形成具有内封装表面的电池封装，电池封装具有封装容积；
所述电池具有由内封装表面、内封闭端表面和内径确定的内电池容积，所述电池具有在电池尺寸边界之内的外径和外部高度，此电池尺寸边界具有外容积，电池尺寸边界包括在大约13.5mm和14.5mm之间的直径与在大约49.0mm和50.5mm之间的长度。
其中，封装容积与外容积之比小于约0.175－0.393×{Log10(外容积)}＋0.386×{Log10(外容积)}2－0.113×{Log10(外容积)}3。
34.一种电化学电池，其中包括：
包括内径、具有内封闭端表面的封闭端以及开口端的壳体；绝缘密封；和端帽；
壳体和端帽在开口端处用位于壳体和端帽之间的绝缘密封接合在一起而形成电池；
绝缘密封具有绝缘容积；
绝缘密封和端帽一起形成具有内封装表面的电池封装，电池封装具有封装容积；
所述电池具有由内封装表面、内封闭端表面和内径确定的内电池容积，所述电池具有在电池尺寸边界之内的外径和外部高度，此电池尺寸边界具有外容积，电池尺寸边界包括在大约9.5mm和10.5mm之间的直径与在大约42.5mm和44.5mm之间的长度。
其中，封装容积与外容积之比小于约0.175－0.393×{Log10(外容积)}＋0.386×{Log10(外容积)}2－0.113×{Log10(外容积)}3。
35.一种电化学电池，其中包括：
包括内径、具有内封闭端表面的封闭端以及开口端的壳体；绝缘密封；和端帽；
壳体和端帽在开口端处用位于壳体和端帽之间的绝缘密封接合在一起而形成电池；
绝缘密封具有绝缘容积；
绝缘密封和端帽一起形成具有内封装表面的电池封装，电池封装具有封装容积；
所述电池具有由内封装表面、内封闭端表面和内径确定的内电池容积，所述电池具有在电池尺寸边界之内的外径和外部高度，此电池尺寸边界具有外容积，电池尺寸边界包括在大约7.7mm和8.3mm之间的直径与在大约41.5mm和42.5mm之间的长度。
其中，封装容积与外容积之比小于约0.175－0.393×{Log10(外容积)}＋0.386×{Log10(外容积)}2－0.113×{Log10(外容积)}3。
CN99815568A 1998-12-15 1999-12-09 电化学电池封装 Pending CN1336015A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US21175898A 1998-12-15 1998-12-15
US09/211,758 1998-12-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN1336015A true CN1336015A (zh) 2002-02-13

Family

ID=22788249

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN99815568A Pending CN1336015A (zh) 1998-12-15 1999-12-09 电化学电池封装

Country Status (10)

Country Link
US (2) US20040029002A1 (zh)
EP (1) EP1142043B1 (zh)
JP (1) JP2002532851A (zh)
CN (1) CN1336015A (zh)
AR (1) AR021644A1 (zh)
AT (1) ATE273567T1 (zh)
AU (1) AU2045700A (zh)
CA (1) CA2353931A1 (zh)
DE (1) DE69919401T2 (zh)
WO (1) WO2000036667A2 (zh)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6127062A (en) * 1998-03-24 2000-10-03 Duracell Inc End cap seal assembly for an electrochemical cell
JP4853935B2 (ja) * 2000-09-01 2012-01-11 日立マクセルエナジー株式会社 アルカリ乾電池
JP4126684B2 (ja) * 2001-05-11 2008-07-30 松下電器産業株式会社 ニッケル水素二次電池
EP1474837A4 (en) * 2002-02-15 2006-09-13 Eveready Battery Inc CYLINDRICAL ALKALINE CELLS WITH INCREASED DISCHARGE PERFORMANCE
US7869500B2 (en) * 2004-04-27 2011-01-11 Broadcom Corporation Video encoder and method for detecting and encoding noise
US7949051B2 (en) * 2004-05-26 2011-05-24 Broadcom Corporation Mosquito noise detection and reduction
KR100839374B1 (ko) * 2007-04-27 2008-06-19 삼성에스디아이 주식회사 전지 모듈
JP4789914B2 (ja) 2007-12-26 2011-10-12 パナソニック株式会社 単３形のアルカリ電池
JP5693462B2 (ja) 2008-11-25 2015-04-01 エー１２３ システムズ， インコーポレイテッド 電気化学セル、及び電気化学セルの内部部品を外部的に接続する方法
WO2011004522A1 (ja) * 2009-07-08 2011-01-13 パナソニック株式会社 単３形電池

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6136070Y2 (zh) * 1980-10-24 1986-10-20
US4401732A (en) * 1982-01-26 1983-08-30 Duracell Inc. Fluid cathode depolarized cell
EP0114884A4 (en) * 1982-07-27 1985-02-28 Gould Inc SEALED NICKEL-ZINC BATTERY.
JPS6065976U (ja) * 1983-10-14 1985-05-10 富士電気化学株式会社 アルカリ電池
JPH02117063A (ja) * 1988-10-25 1990-05-01 Hitachi Maxell Ltd 筒形アルカリ電池
JPH0729572Y2 (ja) * 1989-05-24 1995-07-05 富士電気化学株式会社 筒形電池
JPH0384851A (ja) * 1989-08-29 1991-04-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd 筒型リチウム電池の製造法
US5080985A (en) * 1989-12-07 1992-01-14 Duracell Inc. High pressure seal for alkaline cells
US5300371A (en) * 1990-03-23 1994-04-05 Battery Technologies Inc. Manganese dioxide positive electrode for rechargeable cells, and cells containing the same
US5150602A (en) * 1990-09-10 1992-09-29 Duracell Inc. Crimping method for electrochemical cells
US5424145A (en) * 1992-03-18 1995-06-13 Battery Technologies Inc. High capacity rechargeable cell having manganese dioxide electrode
US5372897A (en) * 1992-07-24 1994-12-13 Toshiba Battery Co., Ltd. Rectangular nickel-metal hydride secondary cell
ATE167670T1 (de) * 1993-05-26 1998-07-15 Merrell Pharma Inc N-alkylthiopolyaminderivate als radioprotektive mittel
US5532081A (en) * 1994-08-24 1996-07-02 Duracell Inc. Upward deflecting support disk for electrochemical cell seal
IL114881A (en) * 1994-08-24 1998-01-04 Duracell Inc Electrochemical cell gasket support disc
IL114880A (en) * 1994-08-24 1998-09-24 Duracell Inc Electrochemical cell gasket
US5591541A (en) * 1995-05-05 1997-01-07 Rayovac Corporation High steel content thin walled anode can
US5582932A (en) * 1995-05-05 1996-12-10 Rayovac Corporation Tempered thin-walled cathode can
KR100405873B1 (ko) * 1995-07-28 2004-03-30 산요덴키가부시키가이샤 레이저밀봉전지
JP3612931B2 (ja) * 1996-10-31 2005-01-26 松下電器産業株式会社 円筒型アルカリ電池
US6127062A (en) * 1998-03-24 2000-10-03 Duracell Inc End cap seal assembly for an electrochemical cell
US6265101B1 (en) * 1998-08-21 2001-07-24 Eveready Battery Company, Inc. Battery constructions having increased internal volume for active components

Also Published As

Publication number Publication date
AR021644A1 (es) 2002-07-31
ATE273567T1 (de) 2004-08-15
US20040029002A1 (en) 2004-02-12
US20050147879A1 (en) 2005-07-07
DE69919401T2 (de) 2005-07-14
AU2045700A (en) 2000-07-03
JP2002532851A (ja) 2002-10-02
DE69919401D1 (de) 2004-09-16
EP1142043A2 (en) 2001-10-10
CA2353931A1 (en) 2000-06-22
WO2000036667A3 (en) 2000-10-26
EP1142043B1 (en) 2004-08-11
WO2000036667A2 (en) 2000-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8133606B2 (en) Battery employing an electrode pellet having an inner electrode embedded therein
US4623599A (en) Double-grooved gasket for galvanic cells
CN1179425C (zh) 棱柱形电化学电池与电池组
US5869205A (en) Electrochemical cell having multiple anode compartments
CN101405896A (zh) 锌/空气电池
CN1133227C (zh) 非水电解质溶液二次电池
CN1153309C (zh) 电化学电池及其制造方法
CA2566658A1 (en) Embedded electrode conformations for balanced energy, power, and cost in an alkaline cell
CA2311320A1 (en) Gasket for miniature galvanic cells
CN1604356A (zh) 密封型电池
CN1190861C (zh) 电池
CN1336015A (zh) 电化学电池封装
CN1366720A (zh) 空气再生式电池
CN1720629A (zh) 具有扁平外壳的碱性电池组
CN101297435A (zh) 锌/空气电池
CN1285083A (zh) 原电池的凹入电极杯形座
JP4749333B2 (ja) 改善したパワー特性を有するバッテリセル及びその製造方法
US8236444B2 (en) Electrochemical cell having low volume collector assembly
CN1151564C (zh) 具有小表面积导电集电件的微型原电池
CN1174506C (zh) 具有多个阳极空间的电化学电池
CN1370336A (zh) 金属－空气电池的密封
JP4268851B2 (ja) アルカリ乾電池
CN214477731U (zh) 支撑环及碱性锌锰扣式电池
US8673484B2 (en) Electrochemical element with a reduced internal resistance
US20040072068A1 (en) Battery cell and batteries including same

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
C10 Entry into substantive examination
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: THE GILLETTE COMPANY

Free format text: FORMER OWNER: DURACELL CO., LTD.

Effective date: 20081107

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20081107

Address after: Massachusetts, USA

Applicant after: THE GILLETTE Co.

Address before: Connecticut, USA

Applicant before: Duracell Inc.

C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication