CN1521871A - 圆柱型碱性Zn电池封口结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种圆柱型碱性以Zn膏为负极的电池封口结构:插入负极锌膏(9)的铜钉(7)与下负极盖(2)焊接。上负极盖(4)与下负极盖(2)连接,其间有一防爆球(3),形成负极集电体,一起装于密封圈(5)中,形成密封体。把密封体装入钢筒(6),用滚槽(62)、卷边(63)的工序使密封圈(5)径、轴方向都受到压缩,达到电池密封目的。此封口结构适合于各种形状的圆柱型一次或二次以Zn膏为负极的电池,例如Zn-MnO2、Zn-Ni电池。

Description

圆柱型碱性Zn电池封口结构
所属技术领域
本发明涉及圆柱型一次、二次化学电源中封口结构改进。
背景技术
圆柱型碱性电池由于KOH溶液与钢筒浸湿性很好,再加上内部气体压力较大,使该电池很易爬碱漏液。目前生产的圆筒型碱性锌锰一次电池以如下方式封口:以锌膏作为负极,插一根铜钉于锌膏中作为集电体。铜钉先与负极盖焊接,再插入密封圈中孔中组装成密封体。再把它放入已装有正负极的钢筒中。密封圈外径与钢筒口部内径相匹配。负极盖外径或另一金属垫圈与密封圈密封处内径相匹配。
对钢筒滚槽(62)见图9。再对钢筒外径收缩和口部向下弯曲(63)。在钢筒轴线方向筒口向下弯曲时密封圈密封面下部顶住钢筒滚槽处(64)不能再向下移动,而轴向受到压缩。钢筒口外径受到压缩时,密封圈密封面内部被负极盖或垫圈顶住(55)见图8,密封圈径向也受到压缩。这样密封圈在轴、径向都受到压缩而使电池被封住达到不会漏液的目的。
电池内部常有气体产生,一次电池由于锌的腐蚀而产生大量的气体,或由于装配时混入空气或K2CO3。电池放置时间长或遇热空气膨胀,K2CO3分解释放出CO2等原因使电池内部气体压力增加。电池有爆炸的可能。解决的途径是在制造密封圈时,有一处厚度很薄,当电池内部气压超过一定压力时,密封圈薄弱处破裂,气体从此处再经负极盖小孔排出电池外。电池内部气压降低不会爆炸。我们称密封圈薄弱处为安全门。安全门厚度大小可控制电池内部压力大小。但密封圈安全门打开后不会复原致使电液从安全门漏出。电池再也不能使用。圆柱型正极为环型、负极为锌膏的二次碱性锌锰电池也是采用此种结构。当过充电产生O2内压增加,安全门打开,电池失效。
圆筒型镉镍、氢镍二次电池内部为卷绕式,负极引线焊于钢筒底部,正极引线焊于下正极盖。下正极盖与上正极盖连接中间有一防爆球。下正极盖中间有一气孔,当电池内部由于过充电或自放电气压增大时,气体通过下正极盖气孔使防爆球受到压缩,气体有孔道,通过上正极盖气孔排出电池外。气体排走,电池内部气压减小,防爆球恢复原来形状使电池仍然密封,不会漏液。电池恢复原状可继续使用。但以膏状为负极的电池,此种结构无法从负极引出电流。
发明内容
本发明的目的是改进以锌膏为负极圆柱型一次或二次锌电池的封口结构,电池在搁置或充电过程中产生的气体超过一定压力排出后能恢复原状继续使用而不至于报废,提高了电池的使用率和防爆能力。
本发明所涉及的技术方案是:
是把圆柱型Cd-Ni电池的封口结构经改进后用于负极为锌膏的圆筒型电池中。电池以锌膏为负极,需靠负极集电体铜钉引出电流,而且铜钉需居于锌膏正中,使锌膏反应均匀,利用率高。这样必需把铜钉(7)焊于下负极盖(2)正中(对卷绕式Cd-Ni电池是下正极盖,以Zn膏为负极的电池极性为负极,称下负极盖。)。下负极盖(2)的通气孔必须向旁移动,为保证均匀地压缩防爆塞(3),下负极盖通(2)通气孔由一个孔改为对称的两个孔,见图2(21)。上负极盖(4)平放于下负极盖(2)的边缘,见图2(22),中间放防爆球(3)。下负极盖(2)的边缘(23)向上负极盖(4)的边缘(41)处向上弯压,使上下负极盖紧密联接(81),组成负极集电体见图8。
装好的负极集电体插入密封圈(5)中孔(51)中,铜钉(7)的铜杆上部(72)与密封圈(5)的密封圈中孔(51)过盈配合。下负极盖(2)放置于密封圈(5)的(55)处紧密配合,组成密封体,见图9。把密封体插入已装入铜筒的负极锌膏中,铜钉居锌膏正中,在电池放电时电流从铜钉均匀地流向锌膏,使锌膏中的活性物质锌能充分地被利用。密封圈(5)的(56)处座于钢筒(6)上的滚槽(64)处,密封圈外径与钢筒内径紧密配合。在钢筒口部(63)处用封口设备对钢筒(6)径、轴向收缩,使密封圈(5)的密封面(52)在径、轴向受到压缩,使电池密封。
本发明的特征是:
此种封口结构当过充或自放电电池内部气压增高时,气体从密封圈的通气孔(53)跑出经过下负极盖(2)的两个孔(21)使防爆塞(3)受到压力,防爆塞(3)受压缩后气体经上负极盖(4)的孔(42)溢出电池外。电池内部气体压力减少后,防爆塞(3)又恢复原来的形状,压住下负极盖(2)的两个孔(21)使气体不能溢出。这样电池又密封住不会泄漏,仍可继续使用。
无汞锌膏,铜钉插入后,表面不可能汞齐化,Cu溶解使Zn很易自腐蚀,电池内气压增高。铜钉(7)表面(75)镀In或Sn,在In或Sn上氢过电位较高,氢气不易产生,使Zn不易自腐蚀。若铜钉(7)表面镀层受损害,使铜屑落于锌膏,或铜溶于电液,又会加速Zn的腐蚀。在整个密封体装配过程中必需使铜钉(7)表面镀层不受损害,而现市场销售的铜钉的铜杆上下直径一致,尺寸与密封圈中孔过盈配合,铜钉插入密封圈中孔时表面很易受损,而真正需要过盈配合之处仅在铜钉与密封圈接触之处约5mm。把铜钉上部5mm处直径与密封圈中孔过盈配合,而其它部位直径小于密封圈中孔,装配时就不易损害铜钉表面,又不影响与密封圈的过盈配合。
铜钉(7)比原来加长5mm。AA型电池从30mm增加至35mm,电池放电后期Zn大部转变成ZnO,ZnO不导电,充电时负极内阻增大。增加铜钉长度即增加了铜钉与负极接触的表面积,增加了导电性。
铜钉焊接处(71)为圆弧状,与下负极盖(2)焊接融化的铜流于凹处减少了焊接后的铜屑。这些铜屑落入电池会极大地加速Zn的腐蚀。
改变防爆塞(3)的厚度可以改变防爆塞(3)的承受压力的大小,按电池情况不同而要求不同,可以从2MPa到8MPa。
此种结构不单用于二次锌电池上,也可用于一次碱性锌电池。一次碱性Zn-MnO2电池原封口结构中使用的密封圈因安全阀门的厚度较难控制,塑料成型模具的价格较高,而且在装配过程中密封圈安全阀门处很易受损而失效,很难检查。产品销售过程中因安全阀门破裂漏液影响品牌声誉。本发明的封口结构在组装时防爆塞(3)较厚不会破裂和损坏。万一电池内部气体增加防爆塞(3)可起到防爆作用。电池内气体溢出后,防爆塞复原,电池仍可使用,不会报废。
Zn-Ni,Zn-MnO2二次电池在充电过程中很难控制不会过充。当过充电时电池内部产生大量O2,负极来不及复合消耗O2,电池内部气压会很高,采用本发明封口结构气体溢出后电池仍不漏可继续使用,使二次电池的损耗降低很多。
附图说明
图1是用本发明封口结构制作的Zn-Ni一次电池纵剖面结构图。
图中2下负极盖、3防爆塞、4上负极盖、5密封圈、6钢筒、7铜钉、9负极锌膏、10隔膜管、11正极环。
图2-7是上述圆柱压环式电池中使用的零部件形状图,图7铜钉、图2下负极盖、图3防爆塞、图4上负极盖、图5密封圈、图6钢筒。其中尺寸为AA尺寸圆柱式电池零部件尺寸。
图8是负极集电体剖面图,其中2下负极盖、3防爆塞、4上负极盖、7、铜钉。
图9是密封体的剖面图,其中2下负极盖、3防爆塞、4上负极盖、5密封圈、7铜钉。
具体实施方式
实施例:按此封口结构,制造了AA大小的圆柱型Zn-Ni一次电池和Zn-MnO2各五个。按图2-7的形状和尺寸制造零部件、下负极盖、防爆塞、上负极盖、密封圈、钢筒、铜钉。铜钉(7)焊于下负极盖(2)正中,垂直,不得把下负极盖(2)气孔(21)堵住。上负极盖(4)平放于下负极盖(2)上,中间放防爆塞(3)组装成负极集电体(图7)。按(81)、(82)把上负极盖(4)固定并与下负极盖(2)接触好。把它插入密封圈(5)中孔(51),外径与密封圈(5)密封面内径紧配合(55),装成密封体(图8)。把密封体垂直插入已装好正、负极的钢筒(6)中。密封圈顶部比钢筒口低0.5mm。钢筒(6)已滚槽(62)。用模具使钢筒口外径收缩至Φ13.8±0.05,筒口压曲使滚槽中心位卷边处高度为2.5mm使电池密封(见图1)。密封电池放置24h,用外电源1.5A充电至电池内产生气体使防爆塞压缩,有气体流出。除去外电源,防爆塞复原,无气体流出擦净电池,放置72h后测量开路电压为1.723V,放电容量无损失。
对比例:市售AA尺寸的碱性锌锰一次电池用外电源1.5A充电至密封圈安全阀门开启,同样擦净电池,放置72h后电池仍漏液,只能报废。

Claims (9)

1、一种用膏状Zn或ZnO作为负极的圆柱型电池的封口结构,其特征在于该结构由下负极盖(2)、防爆球(3)、上负极盖(4)、密封圈(5)、钢筒(6)和铜钉(7)组成,其中下负极盖(2)与铜钉(7)焊接,下负极盖(2)与上负极盖(4)连接,中间放置防爆球(3),铜钉(7)插入密封圈(5)中孔,下负极盖(2)同时随带固定于密封圈(5)上部,铜钉(7)插入电池负极锌膏(9)中,与此同时密封圈(5)与钢筒(6)口部紧密配合,通过在钢筒(6)上部的滚槽和卷边使密封圈(5)径、轴向受到压缩,而使电池密封。
2、根据权利要求1所述封口结构中的下负极盖(2)其特征在于中间有两个对称的气孔(21),电池内产生的气体能均匀地流进防爆塞(3)。
3、根据权利要求1所述封口结构中的防爆塞(3)其特征在于形状为梯形,有弹性,遇到压力变薄,改变防爆塞厚度可调整防爆塞耐压能力,按电池要求调整防爆塞厚度使其耐压能力控制在2-8MPa。
4、根据权利要求1所述封口结构中的上负极盖(4)其特征在于其厚度随防爆球(3)厚度的改变而改变,其边平放于下负极盖(2)边缘上,中间放防爆球(3),让下负极盖(2)边缘向上弯曲并压住上负极盖(4)边缘,使上、下负极盖接触良好,组装好的部件称负极集电体,其外径与密封圈(5)密封面内径紧密结合。
5、根据权利要求1所述封口结构中的铜钉(7)其特征在于铜钉材质为黄铜H62-68,表面镀In或Sn,形状为铁钉,钉杆直径上粗下细,上粗部分直径与密封圈(5)中孔过盈配合,铜钉平台为凹型,焊接头为圆弧形。
6、根据权利要求1所述封口结构中的密封圈(5),其特征在于其材质为聚丙稀或尼龙66,密封圈(5)的密封面外径与钢筒(6)口部内径紧密配合,密封面内径与负极集电体外径紧密配合,有2~3个透气孔,密封圈(5)中孔与铜钉(7)过盈配合。
7、根据权利要求1所述封口结构中的钢筒(6),其特征在于钢筒(6)的材料为08F碳钢镀Ni,镀Ni层厚度钢筒(6)外为2~4μm,内为1~3μm,钢筒壁厚0.2~0.35mm,钢筒口部内径与密封圈(5)密封面外径紧密结合。
8、根据权利要求1所述封口结构中在钢筒上滚槽和卷边使密封圈(5)密封面手压缩,其特征在于通过在钢筒上滚槽和卷边使密封圈(5)密封面径向压缩15~40%,轴向压缩20~50%。
9、根据权利要求1所述封口结构,其特征在于此封口结构适用于以锌膏为负极的圆柱型Zn-Ni电池、Zn-MnO2电池或Zn-Ag2O电池。
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CN108539088A (zh) * 2018-05-28 2018-09-14 浙江野马电池股份有限公司 一种碱锰电池封口结构

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102104168A (zh) * 2011-01-28 2011-06-22 福建南平南孚电池有限公司 圆柱形锂-二硫化铁电池及其制造方法
CN108539088A (zh) * 2018-05-28 2018-09-14 浙江野马电池股份有限公司 一种碱锰电池封口结构
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Assignee: Jiangsu Highstar Battery Manufacturing Co., Ltd.

Assignor: Jiangsu Haisida Group Co., Ltd.

Contract fulfillment period: 2007.5.12 to 2010.12.30 contract change

Contract record no.: 2008320000335

Denomination of invention: Cylindrical alkaline Zn battery closing arrangement

Granted publication date: 20060329

License type: Exclusive license

Record date: 2008.9.25

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Free format text: EXCLUSIVE LICENCE; TIME LIMIT OF IMPLEMENTING CONTACT: 2007.5.12 TO 2010.12.30

Name of requester: JIANGSU HAISIDA POWER CO., LTD.

Effective date: 20080925

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