CN203631667U - 一种无汞钮扣电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无汞钮扣电池，包括电池外壳、负极、正极、密封圈和电解液，其中电池外壳由负极盖和正极壳体构成，所述负极盖的边缘设置有翻边部，其特征在于：所述的负极盖由内盖和外盖组成，其中，所述负极盖的翻边部位于内盖的边缘，在内盖表面上电镀有防腐蚀镀层，在外盖表面上电镀镍镀层，且所述外盖的内壁形状与所述内盖的外壁形状相适配，所述外盖叠合在内盖外，使外盖的内壁与内盖的外壁贴合，并且外盖的边缘夹装在所述内盖的翻边部中。本实用新型具有贮存寿命长、合格率高的特点，并且其负极盖制备方法简单、效率高、成本低。

Description

一种无汞钮扣电池

技术领域

本实用新型涉及一种无汞钮扣电池。

背景技术

钮扣型碱性锌-二氧化锰电池简称钮扣电池，它是缪尔·鲁本在1942年实用新型的，至今，钮扣电池的机械结构仍未发生太大的变化。如图1所示，常规的钮扣电池包括电池外壳、负极4、正极5、密封圈3和电解液，其中，电池外壳由负极盖1和正极壳体2构成，密封圈3设置在负极盖1和正极壳体2之间，负极盖1的边缘设置有翻边部11，该翻边部与密封圈3过盈配合，使负极盖1紧固在正极壳体2上，负极4、正极5和电解液设置在电池外壳内。

钮扣电池的负极原料中含锌，锌易腐蚀作为钮扣电池负极盖基材的金属而析出氢气体，使钮扣电池气胀、漏液甚至爆炸。以往，常在负极中添加汞来减少锌对负极盖基材的腐蚀，但基于环保原因，该方法已渐渐被禁止使用，无汞钮扣电池成为钮扣电池发展的主流。无汞钮扣电池受限于体积较小而无法设置容纳氢气的气室，而其负极盖又直接罩覆在负极上，使负极盖的内壁与含锌负极相接触，因此，无汞钮扣电池常通过在负极盖内壁电镀铟、铜锡合金或者锌锡合金等镀层，防止锌对负极盖金属基材的腐蚀。

另外，钮扣电池的负极盖选用成本较低的铁作为基材，负极盖的外壁还需要电镀镍镀层，以防止负极盖的金属基材裸露在空气中而氧化，导致钮扣电池与用电器之间接触不良。

现有技术中，上述钮扣电池的负极盖主要通过以下两种方法进行制备：

方法一：首先，对作为负极盖基材的铁片的两面分别进行单面电镀，例如采用喷射电镀的方式，分两次在负极盖的两个面上电镀上不同的材料，一面镀镍，另一面镀铟、铜锡合金或者锌锡合金等防腐蚀镀层；然后，将电镀好的铁片冲压成型为负极盖；最后，经过清洗除油得到负极盖成品。

方法二：参见中国实用新型专利ZL200710030744.8中公开的方式，首先，将作为负极盖基材的铁片冲压成型为负极盖半成品；然后，对负极盖半成品的外壁和内壁都先电镀上镍镀层，再电镀上铟、铜锡合金或者锌锡合金等防腐蚀镀层，之后再用化学药剂洗去负极盖半成品外壁的防腐蚀镀层，使镍镀层在外壁露出，而负极盖半成品的内壁仍附着有防腐蚀镀层；最后，经过清洗除油得到负极盖成品。

使用上述方法制备的钮扣电池负极盖存在以下缺点：

第一，对于使用上述方法一制备的钮扣电池负极盖，由于钮扣电池负极盖基材的厚度一般仅有0.25mm左右，采用常规设备对其冲压后其厚度减少约10%，负极盖基材在冲压时拉伸延展程度较大，而镍镀层和防腐蚀镀层的厚度一般在0.001mm到0.02mm之间，它们在冲压过程中受到较强的撕扯力，因此，附着在负极盖上特别是负极盖弯折部位上的镀层极易产生断裂，使得负极盖基材在内壁和外壁露出，成为最容易腐蚀的薄弱点，令镍镀层和防腐蚀镀层的作用减弱甚至失效，钮扣电池因使用该方法制备的负极盖产生3%～30%的不良率；

第二，对于使用上述方法一制备的钮扣电池负极盖，若采用现有国际上最先进的设备进行冲压成型，冲压后其厚度减少约5%，钮扣电池因使用该方法制备的负极盖产生的不良率相比常规设备制备有所降低但仍未完全杜绝，而该先进设备价格昂贵，且负极盖在钮扣电池中的成本占比极小，因此，引入先进设备的成本与其为钮扣电池带来的改善效果不成正比，钮扣电池生产成本升高；

第三，对于使用上述方法一制备的钮扣电池负极盖，由于铁片两面分别电镀不同材料，其工艺要求和废品率较高，且每次只能电镀负极盖的其中一面，电镀耗时较长。因此，负极盖生产成本高；

第四，对于使用上述方法二制备的钮扣电池负极盖，其半成品先后电镀镍镀层和防腐蚀镀层后，还需要用化学药剂将外壁的防腐蚀镀层洗去，由于此时负极盖半成品已经冲压成型，该镀层洗去过程需要避免将外壁的镍镀层同时洗去，以及避免化学药剂溅入内壁中，使内壁的防腐蚀镀层受损，因此，该镀层洗去过程工艺要求高，电镀耗时长，工序复杂，生产效率低，并且现有工艺难以保证外壁的镍镀层和内壁的防腐蚀镀层完全不受损伤，造成良品率偏低。负极盖外壁的镍镀层常因清洗受损而在三个月到五个月之间的时间内氧化，在外观上明显逐渐变黑，内壁的防腐蚀镀层因此受损而对负极中锌的抗腐蚀性能降低，造成使用该方法制备的负极盖的钮扣电池贮存寿命大大缩短以及合格率降低。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种贮存寿命长、合格率高的无汞钮扣电池，其负极盖制备方法简单、工艺性好、效率高、成本低。

本实用新型的目的是通过以下的技术措施来实现的：

一种无汞钮扣电池，包括电池外壳、负极、正极、密封圈和电解液，其中电池外壳由负极盖和正极壳体构成，所述负极盖的边缘设置有翻边部，其特征在于：所述的负极盖由内盖和外盖组成，其中，所述负极盖的翻边部位于内盖的边缘，在内盖表面上电镀有防腐蚀镀层，在外盖表面上电镀镍镀层，且所述外盖的内壁形状与所述内盖的外壁形状相适配，所述外盖叠合在内盖外，使外盖的内壁与内盖的外壁贴合，并且外盖的边缘夹装在所述内盖的翻边部中。

本实用新型所述的内盖具有现有负极盖相同的形状结构，由盖体和翻边部组成，但所述的外盖则只具有盖体结构，不具有翻边部。

本实用新型所述的防腐蚀镀层可以为铟镀层、或者为铜锡合金镀层，或者为锌锡合金镀层，所述内盖和外盖的基材可采用铁板。

以下是本实用新型推荐的实施方式，所述内盖和外盖的基材优选厚度均在0.1mm～0.2mm之间。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

第一，由于本实用新型的钮扣电池负极盖由内盖和外盖组成，在制备时先将内盖和外盖分别冲压成型，再用常规的电镀工艺在内盖全表面电镀防腐蚀镀层，在外盖全表面电镀镍镀层，最后组装成完整的钮扣电池负极盖，从而避免了现有技术中先电镀后冲压造成镀层断裂的不足，也避免了现有技术中先冲压后电镀时需要用化学药剂洗去盖体外壁防腐蚀镀层而造成需保留的镀层容易受损的不足，因此，本实用新型钮扣电池负极盖的镍镀层和防腐蚀镀层无工艺制备造成的损伤，负极盖外壁由镍镀层保护而不易氧化，同时，负极盖内壁由防腐蚀镀层保护而不受负极中的锌腐蚀，不但能提高钮扣电池的合格率和生产效率，而且还能延长钮扣电池的贮存寿命和使用寿命；

第二，由于本实用新型的外盖通过内盖的翻边部夹紧，使外盖固定在内盖上并且外盖的内壁与内盖的外壁紧密贴合，因此，本实用新型外盖的增加对常用钮扣电池的结构影响很小，使用本实用新型负极盖的钮扣电池与常用钮扣电池的电学性能相同，使用本实用新型的负极盖不影响钮扣电池的正常使用；

第三，由于本实用新型的内盖和外盖全表面电镀，该电镀工艺成熟度和效率高而难度低，避免了现有技术中负极盖双面电镀不同材料或者需要洗去镀层的复杂工序，因此，本实用新型的负极盖制备方法简单、效率高、成本低。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明：

图1为现有技术中无汞钮扣电池的半剖结构示意图；

图2为本实用新型无汞钮扣电池的半剖结构示意图；

图3为本实用新型钮扣电池负极盖的半剖结构放大示意图。

具体实施方式

如图2和图3所示的无汞钮扣电池是本实用新型的实施例之一，该无汞钮扣电池包括电池外壳、负极4、正极5、密封圈3和电解液，电池外壳由负极盖1和正极壳体2构成。其中，负极盖1由内盖1a和外盖1c组成，内盖1a和外盖1c的基材均为铁板，其厚度是：内盖1a为0.15mm，外盖1c为0.12mm，它们分别通过两套相适配的模具：内盖模具和外盖模具冲压制成，使得内盖1a形状为常规钮扣电池负极盖体形状，即所述的内盖1a具有盖体11和翻边部1b，但所述的外盖1c则只具有盖体11结构，没有翻边部1b，所述外盖1c的内壁形状与内盖1a的盖体部分的外壁形状相适配，并叠合在内盖1a外，使外盖1c的内壁与内盖1a的外壁贴合，并且外盖1c的边缘夹装在所述内盖1a的翻边部1b与内盖侧壁之间的夹缝中；外盖1c的表面电镀有镍镀层1e，内盖1a的表面电镀有防腐蚀镀层1d，该防腐蚀镀层1d为铟镀层，由于外盖1c和内盖1a均为全表面电镀，因此它们采用现有技术中常规的电镀工艺即可。负极盖1盖合在正极壳体2的开口上，密封圈3设置在负极盖1和正极壳体2之间，内盖1a的翻边部1b与密封圈3过盈配合，使负极盖1紧固在正极壳体2上，负极4、正极5和电解液设置在电池负极盖1与正极壳体2围括而成的外壳内。

本实用新型无汞钮扣电池的制备方法，包括常规无汞钮扣电池的正极壳体2、负极4、正极5、密封圈3和电解液的制备与组装步骤，在此不再赘述，下面仅说明本实用新型中负极盖1的制备步骤：

（S1）将作为负极盖基材的铁片分别通过前述的两套相适配的模具冲压制成内盖1a和外盖1c，使得外盖1c的内壁形状与内盖1a的外壁形状相适配，并且内盖1a的边缘形成有翻边部1b；

（S2）在步骤（S1）制成的内盖1a全表面电镀防腐蚀镀层1d，外盖1c全表面电镀镍镀层1e；

（S3）将步骤（S2）中完成电镀的内盖1a和外盖1c组装成负极盖1，其中外盖1c叠合在内盖1a外，使外盖1c的内壁与内盖1a的外壁贴合，并且外盖1c的边缘夹装在内盖1a的翻边部1b中。

本实用新型实施例二，与上述实施例之一不同之处是所述的内盖1a厚度是0.15mm，外盖1c厚度是0.18mm，所述的内盖1a的表面电镀的防腐蚀镀层1d为锌锡合金镀层。

本实用新型实施例三，与上述实施例之一不同之处是所述的内盖1a厚度是0.2mm，外盖1c厚度是0.15mm，所述的内盖1a的表面电镀的防腐蚀镀层1d为铜锡合金镀层。

本实用新型实施例四，与上述实施例之一不同之处是所述的内盖1a和外盖1c的厚度均是0.2mm，所述的内盖1a的表面电镀的防腐蚀镀层1d为锌锡合金镀层。

本实用新型不局限与上述具体实施方式，根据上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，本实用新型还可以做出其它多种形式的等效修改、替换或变更，均落在本实用新型的保护范围之中。

Claims (3)

1.一种无汞钮扣电池，包括电池外壳、负极（4）、正极（5）、密封圈（3）和电解液，其中电池外壳由负极盖（1）和正极壳体（2）构成，所述负极盖（1）的边缘设置有翻边部，其特征在于：所述的负极盖（1）由内盖（1a）和外盖（1c）组成，其中，所述负极盖（1）的翻边部（1b）位于内盖（1a）的边缘，在内盖（1a）表面上电镀有防腐蚀镀层（1d），在外盖（1c）表面上电镀有镍镀层（1e），且所述外盖（1c）的内壁形状与所述内盖（1a）的外壁形状相适配，所述外盖（1c）叠合在内盖（1a）外，使外盖（1c）的内壁与内盖（1a）的外壁贴合，并且外盖（1c）的边缘夹装在所述内盖（1a）的翻边部（1b）中。

2.根据权利要求1所述的无汞钮扣电池，其特征在于：所述内盖（1a）和外盖（1c）的基材为铁板；所述的防腐蚀镀层（1d）为铟镀层、或者为铜锡合金镀层，或者为锌锡合金镀层。

3.根据权利要求1或2所述的无汞钮扣电池，其特征在于：所述内盖（1a）和外盖（1c）的基材厚度均在0.1mm～0.2mm之间。

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