CN1636285A - 具有可排气的集电器和密封件组件的电化学电池单元 - Google Patents

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Abstract

一种用于密封电化学电池单元的容器的开放端、并能排出加压气体的低型面集电器和密封件组件。电化学电池单元具有底端封闭、顶端开放的罐、布置在罐内的正负电极、以及布置在罐的开放顶端、用于封闭罐的开放顶端的集电器和密封件组件。集电器和密封件组件包括集电器和环形密封件，当电池单元的内部压力达到压力阈值时，它们可相对彼此从密封位置移到排气位置，以便排出加压气体。

Description

具有可排气的集电器和密封件组件的电化学电池单元
概括而言，本发明总体涉及电化学电池单元(即电池)，具体涉及一种用于密封电池容器的开放端、并能在受到过压时为排出气体提供压力释放通道的集电器和密封件组件。
传统的碱性电化学电池单元一般包括圆柱形钢罐，该圆柱形罐具有被称为阴极的正电极，其一般包括二氧化镁作为活性材料。电化学电池单元还包括被称为阳极的负电极，其一般包括锌粉作为活性材料。在绕线筒型电池单元中，阴极一般设置在钢罐的内表面上，而阳极一般设置在罐中央。阳极和阴极之间有间隔件，碱性电解质溶液同时与阳极、阴极和间隔件接触。在阳极的活性材料中插有导电的集电器，用以提供通向外部负极端子的电路。一环形的聚合物(例如尼龙)密封件为钢罐的开放端提供罩，以将活性电化学材料密封在罐的密闭体积中。一内盖径向地支撑着这个密封件。集电器、内盖、和密封件一般组装在一起，以构成集电器和密封件组件。
圆柱形碱性电池单元一般是通过将集电器和密封件组件放置在钢罐的开放端、并将罐的上端向内弯到密封件的外围周边上以压住密封件来封闭的。但是，电化学电池单元一般采用锌之类的电化学活性材料，这些活性材料尤其在遇到诸如电池倒置之类的误用放电条件时、以及在存储过程中、有时也在使用过程中或者使用后产生氢气。当罐密闭时，密封罐内形成的过高压力的气体迫使弯曲的罩打开，从而给该电池单元和/或使采用该电池单元的装置损坏。
避免电池单元内形成潜在过高压力的一个方法是采用可再密封的阀系统，它能周期性地释放活性电池单元体积内的压力过高的气体。但是，在某些情形下，加压气体的连续周期性释放使得含盐或者其它颗粒物质的电解质溶液释放出来，这会拥塞可再密封的阀，并且该系统一般需要额外的昂贵部件。避免形成过高内压的另一方法包括采用一密封薄膜，它能在受到过压时，试图通过刺破或撕裂薄膜本身来放气。一旦内部压力达到预定量，就采用尖钉状部件之类的刺破机构在密封薄膜上刺一个孔。
另一种排出过压气体的方法包括利用密封件中形成的排气孔，其试图在受到电池单元的密封内部体积内形成的过高压力时破裂。例如，US专利NO.5667912公开了一种带密封件的集电器组件，所述密封件具有形成于围绕电池单元的中央纵向旋转轴轴对称的密封件隔膜中的薄部。当内部压力超过预定压力阈值时，密封件的薄部试图切断，由此产生压力释放排气通道。
虽然前述传统方法可用于排出商用电池单元内的高压气体，但这些方法中有许多都涉及可耗占大量体积的复杂的密封设计。集电器和密封组件体积的增加通常导致电化学活性材料所能使用的内部体积的缩小，于是就限制了电池单元的使用性能能力。此外，由于在注射模塑密封件的薄部方面存在困难，因此排气压力一般要受传统破裂型排气密封的限制。于是，理想的是为电化学电池单元提供一种简单的、型面高度低的集电器和密封件组件，它们能有效排出预定压力的加压气体，能够实现低排气压力，并具有得到增强的防泄漏性能。
本发明利用容易制造、型面高度低的用于密封电化学电池单元容器的开放端并提供可控制地排放加压气体的集电器和密封组件改善了电化学电池单元的安全保护。为了实现这个和其它优点，并依照此处具体表达和描述的本发明目的，本发明的一个方面提供了一种集电器和密封件组件，其包括用于密封电化学电池单元容器的开放端的密封件和集电器。密封件适合布置在容器的开放端上，为该容器的开放端提供密封罩。密封件中有一开口，集电器的轴从中穿过。当处在密封位置时，集电器过盈装配在所述开口中，这样密封件与集电器的轴密封地接合。当密封件和集电器中受到预定压力时，它们中的至少一个可相对密封件和集电器中的另一个轴向移到排气位置，以便为排出加压气体而提供压力释放通道。本发明的另一方面是一种包含该集电器和密封件组件的电化学电池单元。
本发明的一个实施例是一种电化学电池单元，当其中的集电器受到电池单元内的预定压力时，该集电器在密封件的开口内从密封位置轴向移到排气位置，以便为排出加压气体提供压力释放通道。电池单元具有将集电器与外盖耦合的导电连接器(例如螺旋弹簧或者碗形盘)，该连接器可将集电器朝密封件偏压。在排出了电池单元内的加压气体后，集电器和密封件能够重新彼此密封地接合。
本发明的另一实施例是一种电化学电池，其中，当密封件受到电池单元内的预定压力时，密封件沿集电器的轴从密封位置轴向移到排气位置，以便为排出加压气体形成压力释放通道。集电器具有第一直径和小于第一直径的第二直径，密封件在沿着轴从它的第一直径处移动到第二直径处，以提供压力释放通道。第一直径可以是将密封件保持在密封位置上的大直径台阶，密封件的中心毂沿着轴移到大直径台阶上方，到达排气位置。集电器内形成了一条或多条用于形成压力释放通道的凹槽。密封件还包括位于其顶表面上的排气通道，以防止处于排气位置时集电器和密封件再密封。
参照附图对本发明作进一步说明，附图中：
图1是依照本发明第一实施例的带有处在密封(不排气)位置的集电器和密封件组件的电化学电池单元的切开视图；
图2是集电器和密封件组件处在排气位置的图1电化学电池单元的切开视图；
图3是依照本发明第二实施例的带有处在密封(不排气)位置的集电器和密封件组件的电化学电池单元的切开视图；
图4是集电器和密封件组件处在排气位置的图3的电化学电池单元的切开视图；
图5是依照本发明第三实施例的带有处在密封(不排气)位置的集电器和密封件组件的电化学电池单元的局部切开视图；
图6是集电器和密封件组件处在排气位置的图5的电化学电池单元的切开视图；
图7是图5的实施例中所示的集电器连接器的正视透视图；
图8是依照本发明第四实施例的带有处在密封(不排气)位置的集电器和密封件组件的电化学电池单元的局部切开视图；
图9是集电器和密封件组件处在排气位置的图8的电化学电池单元的局部切开视图；
图10是集电器和密封件组件从排气位置局部回缩的图8的电化学电池单元的局部切开视图；
图11是图8的实施例所示的环形密封件的正视透视图；
图12是依照本发明第五实施例的带有处在密封(不排气)位置的集电器和密封件组件的电化学电池单元的局部切开视图；
图13是集电器和密封件组件处在排气位置的图12的电化学电池单元的切开视图；
参照图1，其示出了依照本发明第一实施例的带有集电器和密封件组件30的圆柱形碱性电化学电池单元10。电化学电池单元10包括一圆柱形钢罐12，它具有封闭的底端14、开放的顶端16和在底端和顶端之间延伸的圆柱形侧壁。罐12的封闭底端14具有通过焊接或其它方式与之结合、并由平板钢制成的正极盖，在该盖的中央区域有一突起块18，它构成了电池单元10的正极接触端子。在钢罐12的开放顶端16组装了集电器和密封件组件30、优选由平板钢制成的外部负极盖50，所述负极盖构成了电池单元10的负极接触端子。在钢罐12的外表面上，除了钢罐12的端部外都设置了喷涂金属的塑料薄膜标签20。薄膜标签20设置在正极盖的周边边缘上，并部分地延伸到负极盖50的周边边缘上。
围绕钢罐12的内表面形成了正电极22(在此也被称为阴极)。依照一个例子，阴极22由二氧化镁、石墨、氢氧化钾溶液和添加剂的混合物构成。围绕阴极22的内表面布置了间隔件24，它优选由能防止电池单元中的任何固体颗粒迁移的无纺织物构成。在间隔件24的内部与电解质一起布置了负电极26(在此也被称为阳极26)，它与集电器32接触。电解质可包括含有氢氧化钾(KOH)的碱性电解质。依照一个例子，阳极26由锌粉、胶凝剂和添加剂构成。阴极22和阳极26中分别采用的二氧化镁和锌是电化学活性材料。于是，阴极22构成电池单元的正电极，阳极26构成电池单元的负电极。
集电器32与构成电池单元10的负极接触端子的外部负极盖50接触。集电器32一般被构造成钉子形，它有一细长的圆柱形轴34，底端是一斜截锥形的尖端35，上端是扩大的头部36。细长的轴34被布置成与阳极26接触，该实施例中，轴的直径基本上均匀。集电器32通过可压缩的螺旋导电连接件38与外部负极端子50相连。螺旋连接件38可焊接到外部负极盖50的底表面上，和/或焊接到集电器32的扩大的头部36的上表面上，或者可选择的是，可通过压力接触使它们保持接触。集电器32和连接器38用作电流流路以便在该外部负极盖50处提供负极性。
在钢罐12的开放端布置了环形聚合物密封件40，用以防止钢罐12内装着的电化学活性电池单元材料泄漏出来。聚合物密封件40包括尼龙之类的合成热塑性树脂。密封件40的可选择材料包括NorylExtend(可从通用电气公司商业得到)之类的聚丙烯和被认为适合用于密封件40的其它材料。
密封件40有一中心毂42，该毂42的内部直立圆柱形侧壁44限定了用于容纳集电器32的中央开口(即孔)。一般将毂42定义为包括压在集电器32上的直立侧壁44的密封件40的中央部分。集电器32的扩大头部36一般比毂开口的尺寸大，于是可将密封件40压到集电器32上，使其与限定毂开口的直立内壁44形成过盈配合的接合。中心毂42的直立侧壁44被构造成可与处在密封(不排气)位置时的集电器32的扩大头部36密封接合。中心毂42还有一图1所示的上缘43，它位于放大头部36的上部外围表面上，用以进一步阻止集流器32向上移动。设置一优选由刚性金属构成的内盖46，用以提高环形密封件40的刚度，并支撑环形密封件40的径向压缩，由此提高密封效力。将内盖46构造成可与中心毂42的外部直立侧壁和密封件40的外围部分45上的直立侧壁接触。虽然采用了过大尺寸的集电器32和内盖46将密封件40压到集电器32上，但也可以采用压缩环之类的其它施压技术来提供集电器32和密封件40之间的密封过盈配合的接合。密封件40、内盖46和外部负极盖50为罐12的开放端16提供了低型面的罩。此外，外部负极盖50还包括一个或多个可用于将电池单元10的未密封体积暴露给周围外部气氛的排气口52。一旦集电器和密封件组件30排气，排气口52就用于向外部大气排出从电池单元10内释放的压力增大。
集电器32、环形密封件40和内盖46一起构成集电器和密封件组件30，它们被组装在一起，作为一个单元插到钢罐12的开放端16中。集电器和密封件组件30与罐12的开放端16的罩的装配包括：将环形聚合物密封件40布置到罐12的开放端16中，它可具有喇叭形开口或者在罐12的内壁上径向向内设置的卷边；将罐12的上端向内卷到密封件40的外围45上，以将密封件40压到内盖46上。还应当理解的是，外部负极盖50通过环形聚合物密封件40与钢罐12电绝缘。
依照本发明，集电器和密封件组件30密封了罐12的开放端16，提供了向外部负极端子50的电流流路，当它受到过大压差时还用作压力释放机构。将集电器和密封件组件30设计成可在组件30受到预定的压差时从电池单元10的密封有效体积内释放出加压气体。所述压差是密封件40下方的内部压力与密封件40上方的大气压力之差。排出加压气体通常可通过集电器32和环形聚合物密封件40之间作轴向(即平行于集电器32的纵轴)的相对移动来实现。从内部体积内释放的加压气体借助外部负极盖50上设置的开口52从电池单元10内排出。
依照第一实施例，集电器32在处于图1所示的密封(不排气)位置时与环形密封件40过盈配合，并与之密封接合。密封接合形成于集电器32的头部36与形成密封件40的毂42的直立侧壁之间。当密封体积(通常位于密封件40的底表面下方)内的压力增大时(例如发生在误用条件下)，内部压力向集电器32施加一个力，该力倾向于迫使集电器32向上移动，并移出与环形密封件40形成的密封接合之外。当内部密封体积的压力与外部大气压相比的压差超过了预定的压力阈值时，迫使集电器32不再受与密封件40的毂42形成的密封接合的约束，而移到图2所示的排气位置。该强制性地脱离接合使得毂42的上部折叠端43向上弯曲，让集电器头部36向上移动。当这一切发生时，迫使集电器32相对位置基本固定不动的密封件40的整个毂42向上移动。应当理解的是，与集电器32的移动相比，密封件40的毂42一般不会上移超过很小距离，因此认为它基本上是固定的。在排气位置，压力释放通道48设置在密封毂42和集电器32之间，用以允许加压气体从电池单元10的内部体积内释放出来。此外，当集电器32从密封位置移到排气位置时，将螺旋的导电连接器38压在集电器头部36的顶面和外部负极端子50的底面之间。当螺旋导电连接器38受压时，它向下施加一反向弹簧偏置力，这样当压差降低到减小的压力阈值时，集电器32向下偏置，使得集电器头部36与密封件毂42密封接合。重新密封后在内部压力增大的情况下，集电器32再次被迫上移，打开压力释放通道，以便再排出加压气体。
图3和4示出了一种电化学电池单元10’，它具有替换结构的集电器32’作为集电器和密封件组件30’的一部分。集电器32’包括伸到最上端的主轴34，但它没有上面所述的扩大的头部。相反，集电器32’包括多条朝最上端延伸的纵向凹槽(即沟槽)。优选的是，构成密封件40的毂的内部直立侧壁不高于凹槽62的长度。如图3所示，集电器32’位于密封位置，使得多条凹槽62位于密封件40下方。集电器32’与构成密封件40的毂42的开口的内部直立侧壁过盈配合并密封接合。在排气操作过程中，集电器32’被迫相对密封件40的整个毂42上移，而所述毂42象上面所讨论的那样位置基本保持固定。如图4所示，当足够大的内部压力迫使集电器32’上移时，纵向凹槽62在构成密封件40的毂的内部直立侧壁周围形成压力释放通道。虽然示出了多条凹槽62，但应当理解的是依照该实施例可以采用任意的一条或多条凹槽。
参照图5-7，其示出了与图1的电池单元10相类似的依照第三实施例的电化学电池单元10’，但除了它具有替换结构的导电连接器38’，用以提供集电器32和外部负极盖50之间的电流流路。图7示出了导电连接器38’，它一般被构造成由钢之类的导电材料制成的碗形盘。具体参照图5，上部外周边边缘与外部负极盖50的底表面接合，而底部拱面与集电器头部36的上表面接触。在处于密封(不排气)位置时，导电连接器38’优选向集电器32施加向下偏压的力，以维持其与环形密封件40的密封接合。如图6所示，当密封的内部压力相对大气压达到预定压力时，集电器32移到排气位置，在此期间，导电连接器38’纵向压缩成压力释放通道48。如前面结合第一实施例所讨论的，一旦内部压力降到较低压力，导电连接器38’迫使集电器32回到与密封件40形成密封接合的状态。
图8-10示出了依照本发明第四实施例的具有集电器和密封件组件130的电化学电池单元110。与前面结合第一和第二实施例描述的类似，电化学电池单元110包括钢罐12、标签20、阴极22、间隔件24和阳极26。依照第四实施例，电化学电池单元110包括集电器和密封件组件130，用以密封罐12的开放端16、提供通向外部负极盖150的电流流路、并提供可排出加压气体的压力释放机构。集电器和密封件组件130包括环形的聚合物密封件140和集电器132。第四实施例的集电器和密封件组件130不需要前面所述第一、第二、第三实施例的集电器和密封件组件中使用的内盖。
集电器132包括下部圆柱形轴134、大直径台阶139、小直径圆柱形轴137、以及位于上端的扩大头部136。集电器132的下部轴134伸到阳极26内，并与之接触。小直径的轴137位于大直径的台阶139和扩大的头部136之间，其直径优选小于下部轴134的直径。扩大头部136的上表面焊接到外部负极盖150上，或者与之形成压力接触。
环形密封件140包括中心毂142，该毂具有限定出可容纳集电器132的中央开口的内部直立侧壁144。密封件140的外周部分145靠在罐12上形成密封罩，同时提供了钢罐12和外部负极盖150之间的电绝缘。应当理解的是，罐12的开放端16、密封件140和外部盖150都弯边，以便向密封件140施压，并提供一密封的罩。集电器132在密封件140的内部直立侧壁144形成的开口内形成过盈配合。当密封件140处于图8所示的密封(不排气)位置时，密封件140的内部直立侧壁144压在集电器132上，并与集电器132密封接合。
参照图9，其示出了具有处于排气位置的集电器和密封件组件130的电化学电池单元110。当电化学电池单元110的密封体积内的内部压力相对大气压超过预定的压力阈值时，密封件140的中心毂142因施加到密封件140上的压差而被迫上移。当压差超过预定压力阈值时，迫使毂142移到大直径的台阶139上面，到达台阶139上方的位置，从而在密封件140和集电器132上方形成压力释放通道148。当这一切发生时，迫使整个毂142相对位置基本保持固定不变的集电器132上移。应当理解的是，集电器132可上移很小距离，但是，这是相对密封件140的整个毂142的移动而言的较小距离。通过提供小直径部分137，就可在不让小直径部分137和密封件140之间再次密封的情况下提供压力释放通道148。外盖150包括一个或多个排气口152，用于将电池单元110内释放的压力增大排到外部大气中。
一旦压差已降低到低压，如图10所示，密封件140的毂142就下滑(缩回)到位于大直径台阶139上侧的密封接合位置。密封件140的中心毂142具有设置在直立侧壁144下部的成型表面凹槽(斜面)141，它基本上与大直径台阶139的上表面形状相符。一旦密封件140下缩，密封件140就再次与集电器132密封接合，以防气体和其它材料进一步排出。应当理解的是，一旦压差增大，就会另外排出加压气体。
具体参照图11，其示出了一环形的聚合物密封件140，该装置具有设置于上表面上的多条槽道160。应当理解的是，通过在密封件140的上表面上采用槽道160之类的一个或多个间隙部件，槽道160提供了可防止密封件140在处于排气位置时与该集电器132再次密封的排气通道。还应当理解的是，作为槽道的替换，还可在密封件140的上表面或者在集电器130的表面上设置肋或者其它表面突起之类的其它间隔部件，用以防止排气操作过程中的再次密封。在1999年4月27日申请的、发明名称为“具有带有防再密封排气孔的低型面密封组件的电化学电池单元”的美国申请No.09/300413中公开了防再密封的组件的例子，在此将其结合进来作为参考。
参照图12和13，其示出了带有依照本发明第五实施例的集电器和密封件组件130’的电化学电池单元110’。电化学电池单元110同样包括钢罐12、标签20、阴极22、间隔件24、阳极26和上面所讨论的其它部件。第五实施例的集电器和密封件组件130’包括具有下轴134、大直径台阶139、以及多条从大直径台阶139开始向上朝扩大头部136延伸的纵向凹槽(即槽道)162的集电器132’。集电器132’同样与外部负极盖150相连。多条凹槽162提供了以可控的操作方式释放来自电池单元110’的内部体积的加压气体的压力释放通道148。如图12所示，在不排气位置上，密封件140的毂142提供了直立侧壁144与集电器132’的轴134和台阶139中每一个的密封接合。集电器132’的轴134在密封件140的毂142的内壁构成的开口内形成过盈配合。如图13所示，当电池单元110’的密闭体积内的内部压力增大到预定的压力阈值之外时，中心毂142沿集电器132’上滑，直到通过凹槽162形成了一条或多条压力释放通道148，以释放出密闭体积内的高压气体。应当理解的是，如上所述，集电器132’相对密封件140的整个毂142的移动而言基本保持固定。通过提供多条凹槽162用作压力释放通道，可实现依照该实施例的气体的可控低压释放。
密封件140由聚合材料制成，例如可从纽约Selkirk的通用电器公司商业得到的NorylExtend。NorylExtend是其中含聚乙烯的聚丙烯基质，所述聚乙烯用作聚合物硬化剂。NorylExtend提供了低吸水性，它不会在存在KOH的情况下水解，并且具有很低的应力松弛。这些特性使得本发明的密封设计变得切实可行，而将尼龙之类的材料用于本发明的密封件140需要使用支撑件。这是因为尼龙在存在KOH、并伴随因钉排气孔设计导致密封件产生应力(在环向上)的情况下裂化。
应当理解的是，虽然NorylExtend是可抵御裂化的密封件140(尤其是中心毂中)的优选材料，但也可采用其它密封材料。例如，密封件40和140可包括尼龙，例如可从E.I.杜邦deNemours andCo.Inc.商业得到的Zytel101F。密封件40和140可利用传统的注射模塑工艺整体制造。另外，密封件40和140的底表面可涂覆一层沥青(未示出)或者其它适宜材料，用以防止密封件由于电解质的存在而化学降解。
虽然此处描述的各个实施例都提供了通过集电器和密封件之间的相对轴向运动而实现的压力释放通道，但应当理解的是，也可提供其它排气通道。例如，可将密封件和集电器之间的相对运动设计成能引起密封件毂裂开，由此通过裂开的开口进一步形成压力释放通道。
于是，本发明方便地提供了一种用于密封电化学电池单元的开放端并实现排出高压气体的可控排气操作的集电器和密封件组件，尤其在电池单元遇到误用条件时。本发明的集电器和密封件组件每个都以低型面组件的方式提供了简化的密封设计，这导致活性的电池材料能获得较大的体积。本发明的密封件由于没有传统上排气膜所需要的薄部，因此容易模制。另外，通过调节钉台阶直径与密封件毂内径、密封件毂外径以及位于大直径台阶下方的钉直径的关系，可实现宽范围的排出压力。利用本申请的集电器和密封件组件容易调节排气速率。一般而言，如果钉形件的排气区域和密封件之间的直径差做得较大，并且如果密封件顶部的排气槽道横截面积较大，那么电池单元内的加压气体将散逸得较快。与之类似，如果直径公隙减小或者排气槽道减小，可将密封件设计成使其排气较为缓慢，从而形成较小的释放喷射。通过提供能缩回不排气位置的密封件，在密封件排气后能够实现减少或防止电解质泄漏。此外，应当理解的是，本发明的集电器和密封件组件与传统密封件组件相比，前者采用较少的部件，占用体积更少。
虽然在此已结合了圆柱形的绕线筒型电化学电池单元描述了集电器和密封件组件，但应当理解的是，本发明的原理同样适用于其它各类电池单元结构，它们包括卷绕式电池单元、棱柱形电池单元、采用多个阳极和多个集电器的电池单元、以及其中的罐和集电器分别与负电极和正电极电连接的电池单元。此外，还应当理解的是，此处描述的集电器和密封件组件可密封到采用了各种不同罐罩的钢罐上。
实践本发明的人和本领域普通技术人员要理解的是，在不脱离本发明所公开原理的精神的情况下可对本发明作出各种改进和变型。
权利要求书
(按照条约第19条的修改)
1.一种用于密封电化学电池单元的容器的开放端的集电器和密封件组件，所述集电器和密封件组件包括：
适合布置到容器开放端上的密封件，用以为容器的开放端提供一密封罩，该密封件中有一开口；以及
集电器，它具有穿过该密封件的开口的轴，其中集电器在该开口内是过盈配合，这样密封件处在密封位置时与集电器的轴密封接合，密封件和集电器中的至少一个在受到预定压力时就相对密封件和集电器中的另一个轴向移动到排气位置，以便为排出加压气体在密封件和集电器之间提供一压力释放通道。
2.根据权利要求1所述的集电器和密封件组件，其中密封件中的开口由中心毂限定。
3.根据权利要求2所述的集电器和密封件组件，其中中心毂在密封位置上与集电器的轴接合，毂和集电器中的一个可相对毂和集电器中的另一个轴向移到排气位置。
4.一种电化学电池单元，它包括：
带有底端和开放顶端的容器；
布置在容器内的正电极；
布置在容器内的负电极；以及
根据在前任一项权利要求所述的集电器和密封件组件。
5.根据权利要求4所述的电化学电池单元，它还包括外盖。
6.根据权利要求4或5所述的电化学电池单元，该电池单元还包括内盖，其中内盖与外盖电绝缘。
7.根据权利要求4到6中任一项所述的电化学电池单元，其中，密封件开口内的集电器在受到电池单元内的预定压力时就从密封位置轴向移到排气位置，以便为排出加压气体提供一压力释放通道。
8.根据权利要求5到7中任一项所述的电化学电池单元，该电池单元还包括与外盖和集电器电耦合的导电连接器，其中导电连接器将集电器朝密封件偏压。
9.根据权利要求8所述的电化学电池单元，其中导电连接器包括可压缩的弹簧。
10.根据权利要求9所述的电化学电池单元，其中该弹簧包括螺

Claims (20)

1.一种用于密封电化学电池单元的容器的开放端的集电器和密封件组件，所述集电器和密封件组件包括：
适合布置到容器开放端上的密封件，用以为容器的开放端提供一密封罩，该密封件中有一开口；以及
集电器，它具有穿过该密封件的开口的轴，其中集电器在该开口内是过盈配合，由此密封件处在密封位置时与集电器的轴密封接合，密封件和集电器中的至少一个在受到预定压力时就会相对密封件和集电器中的另一个轴向移到排气位置，以便为排出加压气体提供一压力释放通道。
2.根据权利要求1所述的集电器和密封件组件，其中密封件中的开口由中心毂限定。
3.根据权利要求2所述的集电器和密封件组件，其中中心毂在密封位置上与集电器的轴接合，毂和集电器中的一个可相对毂和集电器中的另一个轴向移到排气位置。
4.一种电化学电池单元，它包括：
带有底端和开放顶端的容器；
布置在容器内的正电极；
布置在容器内的负电极；以及
根据在前任一项权利要求所述的集电器和密封件组件。
5.根据权利要求4所述的电化学电池单元，它还包括外盖。
6.根据权利要求4或5所述的电化学电池单元，该电池单元还包括内盖，其中内盖与外盖电绝缘。
7.根据权利要求4到6中任一项所述的电化学电池单元，其中，密封件开口内的集电器在受到电池单元内的预定压力时就从密封位置轴向移到排气位置，以便为排出加压气体提供一压力释放通道。
8.根据权利要求5到7中任一项所述的电化学电池单元，该电池单元还包括与外盖和集电器电耦合的导电连接器，其中导电连接器将集电器朝密封件偏压。
9.根据权利要求8所述的电化学电池单元，其中导电连接器包括可压缩的弹簧。
10.根据权利要求9所述的电化学电池单元，其中该弹簧包括螺旋弹簧。
11.根据权利要求8所述的电化学电池单元，其中导电连接器包括碗形盘。
12.根据权利要求4-11中任一项所述的电化学电池单元，其中集电器和密封件组件能够在初次压力排放后再次彼此密封接合。
13.根据权利要求4-11中任一项所述的电化学电池单元，其中密封件在受到电池单元内的预定压力，就沿集电器的轴从密封位置轴向移到排气位置，以便为排出加压气体提供压力释放通道。
14.根据权利要求13所述的电化学电池单元，其中集电器包括一轴，该轴具有在密封位置与密封件密封接合的第一直径和小于该第一直径的第二直径，其中密封件沿着从第一直径到第二直径的轴移动，用以在密封件位于排气位置时提供一压力释放通道。
15.根据权利要求14所述的电化学电池单元，其中集电器包括设置在该轴上的大直径台阶，其中密封件被大直径台阶保持在密封位置上，其中密封件的中心毂可沿轴移到大直径台阶上方，到达排气位置。
16.根据权利要求13-15中任一项所述的电化学电池单元，其中该集电器中形成了一条或多条凹槽，用以在位于排气位置时提供一压力释放通道。
17.根据权利要求13-16中任一项所述的电化学电池单元，其中该密封件包括设置在该密封件顶面上的排气通道，用以在位于排气位置时防止集电器和密封件再次密封。
18.根据权利要求4-17中任一项所述的电化学电池单元，它还包括碱性电解质。
19.根据权利要求4-18中任一项所述的电化学电池单元，其中该密封件包括聚合物材料。
20.根据权利要求19所述的电化学电池单元，其中该聚合物材料包括聚丙烯。
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