CN210006822U - 一种能够提高碱锰电池放电性能的补水装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种能够提高碱锰电池放电性能的补水装置，所述补水装置设置在负极材料注入机与封口机之间，其包括注液泵，注液泵的入口与水样储存装置连通、出口连接有出水管，出水管的前端延伸至电池钢壳与隔离管之间的正极环的正上方。本实用新型能够有效提高碱锰电池的放电性能。

Description

一种能够提高碱锰电池放电性能的补水装置

技术领域

本实用新型涉及电池制造领域，尤其是一种能够提高碱锰电池放电性能的补水装置。

背景技术

随着近年来各项技术的突飞猛进，各种用电器具应运而生，用电器具对碱锰电池的放电性能提出了越来越高的要求。碱锰电池在大电流或高功率脉冲的放电模式下，会出现活性材料本身的电化学极化和电液体系的浓差极化，使得活性材料的利用率低，电池的容量发挥有限；同时随着物联网的迅猛发展，对电池的小电流深放电的电池性能要求也越来越高。因此，提升碱锰电池的放电性能，成为各个电池厂家研究的方向。目前，提升碱锰电池的放电性能主要采用增加电池内部活性物质（即“正极环”）的填充量来实现。

现有的碱锰电池生产工艺，包括以下生产工序：打制正极环→插正极环→插隔离管→注电解液→注负极材料（即锌膏）→封口。其中，所述打制正极环步骤是采用正极材料浆料经压环、干燥等工序制成正极环；所述插正极环步骤是通过正极环插入机将正极环插入电池钢壳内；所述插隔离管步骤是通过隔离管插入机将隔离管贴近正极环的内壁同轴插入正极环的内腔中；所述注电解液步骤是采用电解液注入机向隔离管的内腔中注入电解液；所述注负极材料步骤是待电解液完全被隔离管和正极环吸收后，再通过负极材料注入机向隔离管内注入负极材料；所述封口步骤是通过封口机将装配好的负极集电体和密封圈（负极集电体外部套装密封圈）封装入隔离管的上端开口处，该负极集电体插入负极材料内，同时，密封圈向外延伸封闭隔离管与电池钢壳之间环形空腔的上端开口，从而将正极环与负极材料和负极集电体隔离开来。鉴于对于各种型号的碱锰电池来说，其电池钢壳和隔离管的尺寸都是有要求的，因此，电池内部活性物质（即“正极环”）的填充量的提高以及由此带来的碱锰电池放电性能的提升均是十分有限的。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种能够提高碱锰电池放电性能的补水装置。

一种能够提高碱锰电池放电性能的补水装置，该补水装置设置在负极材料注入机与封口机之间，其包括注液泵，注液泵的入口通过进水管与水样储存装置连通、注液泵出口连接有出水管，出水管的前端延伸至电池钢壳与隔离管之间的正极环的正上方，工作时，电池钢壳依次经过负极材料注入机、补水装置、封口机进行注负极材料、补水、封口作业。

本实用新型通过在负极材料注入机与封口机之间增设补水装置，起到了提高碱锰电池放电性能的作用，同时，采用本实用新型的补水装置还能够提高补水效率。

优选的，所述注液泵优选采用气动式的定量注液泵，并且，定量注液泵的进气口与压缩空气产生器通过进气管连接，所述进气管上设置有电磁阀。

附图说明

图1为本实用新型的能够提高碱锰电池放电性能的补水装置的结构示意图，其中箭头指示的方向为液体或气体的流动方向；

图2为本实用新型的碱性电池在进行封口步骤后的剖面图。

具体实施方式

现结合附图具体说明本实用新型的实施方式：

如图1所示，一种能够提高碱锰电池放电性能的补水装置，该补水装置设置在负极材料注入机与封口机之间（负极材料注入机和封口机均为现常见的、现有设备，并且，负极材料注入机、补水装置、封口机三者为常规的顺次设置关系，因此，负极材料注入机与封口机在图中未示出），其包括注液泵10，注液泵10的入口通过进水管20与水样储存装置30连通、注液泵10的出口连接有出水管40，出水管40的前端延伸至电池50的电池钢壳51与隔离管52之间的正极环53的正上方，工作时，电池钢壳51依次经过负极材料注入机、补水装置、封口机进行注负极材料54、补水、封口作业。

本实用新型通过在负极材料注入机与封口机之间增设补水装置，起到了提高碱锰电池放电性能的作用，同时，采用本实用新型的补水装置还能够提高补水效率。

本实用新型的一种能够提高碱锰电池放电性能的补水装置的应用方法（结合图1和图2），具体为：

在碱锰电池生产工艺步骤：打制正极环53→插正极环53→插隔离管52→注电解液→注负极材料54（即锌膏）→封口的流程中，在通过负极材料注入机向隔离管52内注入负极材料的注负极材料54步骤后，先采用上述一种能够提高碱锰电池放电性能补水装置从电池钢壳51与隔离管52之间的环形空腔57的上端开口571处向环形空腔57内注入水样100，所述水样100为纯水或溶剂不会影响碱锰电池正负极反应的水溶液，然后再进行封口步骤，封口步骤是通过封口机将外部套装有密封圈56的负极集电体56封装入隔离管52的上端开口处，此时负极集电体55插入负极材料54内，同时，密封圈56向外延伸封闭隔离管52与电池钢壳51之间环形空腔57的上端开口571，从而将正极环53与负极材料54和负极集电体55隔离开；所述水样100的添加量以封口时不会出现液体溅出为限。

本申请人以型号为LR6的碱锰电池（即5号碱锰电池）为例，根据本实用新型的一种能够提高碱锰电池放电性能的补水装置的应用方法进行了8个实施例（实施例1-实施例8）和1个对比例（对比例1），并对这8个实施例和1个对比例所制得的碱锰电池分别进行1.5W间放、1000mA脉冲、3.9Ω间放、10Ω连放的性能测试，该8个实施例和1个对比例中补水步骤的参数和测试结果见下表1：

表1

<u>LR6</u>	水样	水样的添加量（占正极重量的百分比）	1.5W 间放（次）	1000mA脉冲（次）	3.9Ω间放）（h）	10Ω连放（h）
							实施例1	纯水	0.40%	105	450	7.89	19.5
实施例2	纯水	0.9%	112	462	7.92	19.68
							实施例3	纯水	1.36%	118	468	8.16	19.86
实施例4	纯水	1.82%	122	478	8.28	20.15
							实施例5	纯水	2.27%	128	495	8.51	20.68
实施例6	纯水	2.73%	127	492	8.58	20.75
							实施例7	现有的碱锰电池用电解液	2.27%	100	455	8.10	19.70
实施例8	用纯水稀释3倍的现有的碱锰电池用电解液	2.27%	115	471	8.23	20.02
							对比例1	-	0	100	442	7.80	19.2

同时，本申请人以型号为LR03的碱锰电池（即7号碱锰电池）为例，根据本实用新型的一种能够提高碱锰电池放电性能的补水装置的应用方法进行了4个实施例（实施例9-实施例12）和1个对比例（对比例2），并对这4个实施例和1个对比例所制得的碱锰电池分别进行1.5W 间放、1000mA脉冲、3.9Ω间放、10Ω连放的性能测试，该4个实施例和1个对比例中补水步骤的参数和测试结果见下表2：

表2

根据表1和表2可看出：采用本实用新型的能够提高碱锰电池放电性能的补水装置的应用方法所制得的7号碱锰电池和5号碱锰电池的各种放电模式均有不同高程度的提升，并且水样选择纯水效果优于溶剂不会影响碱锰电池正负极反应的水溶液（现有的碱锰电池用电解液或其稀释液等）。并且，本实用新型的水样添加量控制在正极环重量的0.4~2.73%时，既能提高碱锰电池的1.5W 间放、1000mA脉冲、3.9Ω间放、10Ω连放的性能，同时，又能避免封口时水样溢出。

由表1可看出：对于5号碱锰电池来说，采用本实用新型的能够提高碱锰电池放电性能的补水装置的应用方法所制得的电池在1.5W 间放、1000mA脉冲、3.9Ω间放、10Ω连放的性能分别最高可提高28%、12%、9.1%、7.7%；对于7号碱锰电池的600mA间放、5.1间放,24欧间放, 20欧连放连放的性能分别最高可提高12.53%、4.18%、4.2%、6.52%。

优选的，所述注液泵10优选采用气动式的定量注液泵（例如海霸泵），并且，定量注液泵10的进气口与压缩空气产生器60通过进气管70连接，所述进气管70上设置有电磁阀80。

需要说明的是，本实用新型的碱性电池的密封圈形状并不限于附图2中的具体形状，其可以为现有的、常见的碱性电池密封圈的形状均可，并且，在封口步骤后，碱性电池通常还需要进行盖设负极盖以及电池钢壳压边的步骤，但是，盖设负极盖以及电池钢壳压边也都属于现有的碱性电池制作工艺的常规步骤。

Claims (2)

1.一种能够提高碱锰电池放电性能的补水装置，其特征在于：该补水装置设置在负极材料注入机与封口机之间，其包括注液泵，注液泵的入口通过进水管与水样储存装置连通、注液泵出口连接有出水管，出水管的前端延伸至电池钢壳与隔离管之间的正极环的正上方，工作时，电池钢壳依次经过负极材料注入机、补水装置、封口机进行注负极材料、补水、封口作业。

2.根据权利要求1所述的一种能够提高碱锰电池放电性能的补水装置，其特征在于：所述注液泵采用气动式的定量注液泵，且定量注液泵的进气口与压缩空气产生器通过进气管连接，所述进气管上设置有电磁阀。

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