CN202019003U - 电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种包括金属筒及藏于金属筒内的电极板组的电池。金属筒包括一个在第一筒端与第二筒端之间形成的中介屏障，其中，该电极板组被夹于屏障与第一筒端或第二筒端其中一个之间，使该电极板组与第一筒端或第二筒端余下一个之间保持距离。此“双车坑”电池有好处，因为即使电极板组的实质体积远小于电池容器的内部空间，也可以稳妥地放在容器内，保持适当的电极板宽紧或电极板之间的距离，及避免电极板组在金属筒内纵向移动。

Description

电池

技术领域

本实用新型关于电池，更具体地是关于棱柱形电池。更具体而言，本实用新型关于(但不独限于)标准尺寸的棱柱形电池，例如符合ANSI、IEC或DIN标准的筒形标准尺寸电池。

背景技术

电池是很多手提或无线器材(例如电子产品)的方便电力来源。玩具火车、音乐手机及洋娃娃等玩具，以及数码相机、电筒及音乐播放器等电器，都使用电池为电力来源。很多消费者产品均使用标准尺寸的电池供应电力，方便更换。电池尺寸的通用标准包括ANSI、DIN及IEC，而标准尺寸电池的例子包括AAA、AA、A、C、D尺寸的电池。虽然这些标准规定了电池的实体尺寸，但标准尺寸电池的电能容量仍可以不同。例如，一枚典型AAA尺寸的镍氢电池的电能容量通常是800mAH至1000mAH，而一枚典型AA镍氢电池通常是1700mAH至2700mAH。

一枚典型的电池包括电池外壳，内藏电极板组，而电池的电能容量主要取决于电极板的总有效或活性表面面积。每个电极板组包括正电极及负电极，两者之间以绝缘分隔物分隔，包在一起藏于电池外壳内。一枚标准尺寸的金属外壳电池，其尺寸取决于标准尺寸的金属电池外壳。

在某些用途上，可能只需要使用比标准尺寸电池的典型电能容量较低的标准电池。这种电池的电极板组的有效电极板表面面积通常较小、尺寸较小及电极物料较少。电极板组较小，就表示电极板组在电池壳内有多余空间，在电池壳内有不良的移动。

为清楚起见，“棱柱”是指整个长度的横切面一致的物品，而“棱柱形” 亦作相应解释。此外，在本说明书中，“棱柱形电池”是指电极板整个长度的横切面大致一致的电池，因此同时包括圆柱形及方柱状的棱柱形电池。然而，由于本领域技术人员倾向将圆柱形及非圆柱形电池区分开来，在本说明书中，“棱柱形”电池可以指圆柱形电池、非圆柱形电池，及在适当情况下同时指圆柱形及非圆柱形电池。

实用新型内容

本实用新型提供了一种包括金属筒及藏于金属筒内的电极板组的电池，其中，该金属筒包括一个在第一筒端与第二筒端之间形成的中介屏障，其中，该电极板组被夹于屏障与第一筒端或第二筒端其中一个之间，使该电极板组与第一筒端或第二筒端的另外一个之间保持距离。

此设计的电池有好处，因为即使电极板组的实质有效体积小于电池容器的内部空间，也可以稳妥地放在容器内，保持适当的电极板宽紧或电极板之间的距离，及避免电极板组在金属筒内纵向移动。

在一个实施例中，电极板组包括第一电极板及第二电极板，而其中一块电极板透过摩擦接触或焊接而接电到金属筒。

若电极板的表面部分用作电流输出表面或集电器(正如典型的圆柱形AAA、AA、A、C或D电池一样)，经调整尺寸的内电极板组，与标准尺寸金属筒内经调整尺寸的内电极板组隔层配合，可确保电极板组的电流输出表面与金属筒内壁保持稳定接触，而金属筒本身是电池端子，例如是负极端子。

此电池设计的另一好处是可以大幅节省成本，因为需要较少电能容量的标准尺寸电池可以采用较少的昂贵电极板组材料，而不必降低电极板组的接触稳定性及位置稳定性。

中介屏障可以与金属筒形成一体。中介屏障与金属筒形成一体，即表示电池筒只需要很少的额外加工，而且能提供更可靠的屏障。

中介屏障在金属筒内径向凸出，亦在金属筒外形成圆周槽。

径向凸出物围绕金属筒的内圆周延伸，在金属筒的内圆周形成圆形车坑或环圈。

中介屏障由分布于金属筒圆周的多个不相连坑纹或凹痕组成。

中介屏障可以包括一个绝缘介子，为电极板组提供分布式承托，而绝缘介子的平面与电池筒的纵轴成一直角。

第一筒端与所述屏障之间的金属筒是棱柱形及长条形的。

在一个实施例中，电极板组与第一筒端或第二筒端的另外一个之间形成电解液储藏格，而电解液储藏格至少局部注入了电解液。此储藏格能提供电解液储备，补充流失的电解液，以延长电池寿命。

附图说明

本实用新型的具体实施方式，将透过例子及参考附图在下文解释，其中：

图1是标准AAA尺寸电池的侧视图，以供说明根据本实用新型制造的电池；

图2是图1的电池的横切面立体图；

图3是图1的电池的解构图；

图4是根据本实用新型另一个具体实施方式制造的标准C尺寸电池的侧视图；

图5是图4的电池的纵向切面图；及

图6是图4的电池的解构图。

附图标记：

100	AAA尺寸电池
		110	正电极板
120	负电极板
		130	位于筒开口端与筒闭口端之间的圆周车坑
140	金属筒
		150	最接近筒开口端的圆周车坑
160	筒开口端
		170	筒闭口端
180	绝缘体
		190	绝缘分隔物
200	第二个具体实施方式的C尺寸电池
		210	正电极板
220	负电极板

230	位于筒开口端与筒闭口端之间的圆周车坑
		240	金属筒
250	最接近筒开口端的圆周车坑
		260	筒开口端
270	筒闭口端
		280	绝缘体
290	绝缘分隔物

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本实用新型实施例做进一步详细说明。在此，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

图1至图3所示的标准AAA尺寸电池100，说明了一种根据本实用新型制造的圆柱形电池的非限制性例子。电池100包括镍氢化物(NiMH)电极板组，电极板组藏于标准AAA尺寸的金属筒140内。电极板组包括正电极板110、负电极板120及绝缘分隔物190，卷成一卷状电极板组。绝缘分隔物190放在正电极板及负电极板110、120之间，在相反极性的电极板110、120之间提供适当绝缘。

各电极板包括一个活性部分及一个导电部分。电极板的活性部分涂上活性物质，而正电极板及负电极板110、120的活性部分重叠而相反面向，被分隔物分隔。在电池充电或放电时，相应的活性部分会发生电化学反应。

典型的镍氢充电池，电极板包括镍泡沫基板。此外，正电极板的活性区域涂上主要活性物质，氢化镍，负电极板的活性部分涂上活性物质，吸氢合金，而分隔物通常为聚丙烯薄片。

更具体而言，图1的电池100的正电极板110的活性区域，是以氢化镍的镍泡沫金属制造的，而负电极板120的活性范围是以镍或镀镍的穿孔金属薄片，涂上负电极的组成材料形成，是吸氢合金的例子之一。电极板110、120通常很薄，以减低材料成本及重量，因为电池充电和/或放电操作涉及的电化学反应，基本上是在表面发生的。同样，活性物质只涂于活性范围，以达到最大的成本效益。电极板的活性范围，主要是电极板与相邻而极性相反的电极板大致重叠的区域。

正电极板及负电极板110、120的导电部分，分别连接到正极及负极的集电器。每集电器均以良好的传导体制造，通常以镍或镀镍的铜或钢制造，以提供良好的导热性及导电性。正极及负极的集电器再连接到电池的正极及负极端子。

如图1及图2所示，在金属筒140的筒开口端160与筒闭口端170之间形成一个圆周车坑130。该圆周车坑130完全界定了一个与金属筒140底部平面平行或大致平行的平面。更具体而言，车坑130通常包括从圆周延伸的部分，从金属筒140的内壁径向往内凸出，悬于金属筒140的内壁。车坑130沿着圆周径向延伸的凸出物，是与金属筒140外形成的圆周槽互补的部分。悬垂的部分界定了一个将于下文详细解释的一种屏障方法和/或一个定位架。

如图2所示，电池100包括一个卷曲的电极板组，放在及藏于金属筒140内，位于车坑130与筒开口端160之间的空间。车坑130将电极板组的位置固定，避免纵向移动向下往筒闭口端170，以致金属筒140形成一个瓶颈部位。 为了给电极板组提供更佳及更均匀的承托，车坑130上面放置承托物，为电极板组提供承托平台及分布式承托。承托物是一枚塑料介子，与车坑130配合形成平面定位架，为电极板组提供绝缘及分布式承托。此外，介子不单是平面定位架，亦提供一个孔径，让电解液在电极板组隔层及隔层下的空间之间流动。这个安排有好处，因为隔层下的空间也用作电解液隔层或电解液储藏格，以提供储备电解液，补充在电极板组流失的电解液。此外，贴近筒开口端160亦形成另一个的圆周车坑150，以限制电极板组纵向移动向筒开口端160，而现有的电池已有此上圆周车坑150。绝缘体180，例如是绝缘介子，装配到上车坑150，在电极板组与筒顶端160之间提供绝缘。

在上车坑150的底下加入定位车坑后，本实用新型的电池100的一项显著特点是纵向隔开的两个圆周车坑130、150。因此，此电池100亦称为“双车坑”电池。圆周车坑130、150亦界定了一对平行的屏障面，每个屏障面均与电池100的纵轴成一直角。

图4至图6所示的标准C尺寸电池200，说明了另一个根据本实用新型制造的圆柱形电池的非限制性例子。电池200亦包括一个卷曲的镍氢化物(NiMH)电极板组，放在金属筒240内。电池200的结构与图1相同，但卷曲的电极板组是放在定位车坑与筒底端或闭口端270之间的电极组板隔层内。为清楚起见，具有与图1至图3所示相同或类似功能的部位，将以同一数字加100表示。在此安排下，筒顶端260与上车坑230之间的空间也可以用作电解液储藏格，以提供电解液储备。

由于电池的电量主要取决于相应的正、负电极板的总活性面积，而电极板的总活性面积又决定电极板组的实质有效体积，利用车坑为定位方法以减少电极板组隔层的实质有效体积，即表示即使电极板组的实质有效体积较小，也可以放在尺寸较小的电极板组隔层，保持适当的宽紧及电极板之间的距离。

图1的电池100的典型制造方法如下。第一，在AAA尺寸金属筒140靠近底部闭口端170处，形成定位圆周车坑130。定位圆周车坑130的位置，应 该令车坑130与金属筒140的顶端或开口端160之间的距离，刚刚足够在上圆周车坑150形成后放入电极板组。两个圆周车坑130、150之间的空间，界定了电极板组隔层。第二，放入塑料介子，使定位车坑夹着介子，而介子的平面与电池纵轴成一直角或大致成一直角。第三，将卷曲电极板组放入电极板组隔层。卷曲电极板组放入金属筒140时，已形成集电器。第四，压下电极板组，直至电极板组接触到定位介子为止。第五，形成上圆周车坑150，使电极板组在两个圆周车坑130、150之间。第六，将正极集电器焊接到正极端子。正极端子已安装于筒顶端160，而正极端子与筒顶端160之间有绝缘。第七，在金属筒注入电解液。第八，放入顶部绝缘介子180，覆盖电极板组的顶部，使卷曲电极板组与筒顶端160之间绝缘。第九，将筒顶端160密封，电池100可供使用。

图3的电池100的典型制造方法与图6的电池200大致相同，但定位圆周车坑是在卷曲电极板组放入电极板组隔层之后才形成的，而电极板组隔层在定位车坑与筒底端270之间。虽然本实用新型是透过上述具体实施方式解释，但本领域技术人员明白，具体实施方式是用于说明本实用新型的非限制性例子，不应用于限制本实用新型的范围。例如，虽然上文描述一个包括圆形槽的圆周车坑，但车坑不必连续，例如车坑可以由分布于金属筒圆周的多个不相连坑纹或凹痕组成。例如，虽然上文以镍氢电池为例，但本实用新型同样适用于其它种类的电池，例如碱锰电池、碳锌电池、镍镉电池、锂电池，不论是否充电池。同样，虽然上文以圆柱形电池为具体实施方式，但本实用新型亦适用于其它棱柱形电池，例如方形9伏电池，而无损一般原则。此外，虽然上文以卷曲电极板组为例，但本实用新型亦适用于其它电极板组种类的电池，例如堆栈电极板组。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原 则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种包括金属筒及藏于金属筒内的电极板组的电池，其特征在于，所述金属筒包括一个在第一筒端与第二筒端之间形成的中介屏障，所述电极板组被夹于屏障与第一筒端或第二筒端其中一个之间，使所述电极板组与第一筒端或第二筒端余下一个之间保持距离。

2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述中介屏障与金属筒形成一体。

3.根据权利要求1或2所述的电池，其特征在于，所述中介屏障在金属筒内径向凸出，而所述中介屏障在金属筒外形成圆周槽。

4.根据权利要求3所述的电池，其特征在于，所述径向凸出物围绕金属筒内圆周延伸。

5.根据权利要求4所述的电池，其特征在于，所述径向凸出物在金属筒的内圆周形成圆形车坑。

6.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述中介屏障由分布于金属筒圆周的多个不相连坑纹或凹痕组成。

7.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述中介屏障包括一个绝缘介子，为电极板组提供分布式承托，而绝缘介子的平面与电池筒的纵轴成一直角。

8.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，第一筒端与所述屏障之间的金属筒是棱柱形及长条形的。

9.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述电极板组是卷曲的。

10.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述电池是一种符合IEC、ANSI或DIN标准的标准尺寸电池。

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