CN2914336Y - 一种电池用正极盖帽及其电池 - Google Patents

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Abstract

一种电池用正极盖帽及其电池，该正极盖帽包括上帽、防爆球及底盖，防爆球位于上帽与底盖之间所形成的空间内，上帽与底盖固定连接。所述正极盖帽还包括隔离层，隔离层位于防爆球与底盖之间并固定在防爆球的底面或底盖的表面上。本实用新型提供的电池包括正极盖帽、电池壳体以及密封在电池壳体内的极芯和电解液，所述极芯包括正极片、负极片及间隔在正极片与负极片之间的隔膜，其中，所述正极盖帽为本实用新型提供的电池用正极盖帽。本实用新型的电池用正极盖帽及其电池可以阻止电解液与防爆球的接触，避免电解液泄漏现象的发生。

Description

一种电池用正极盖帽及其电池
技术领域
本实用新型是关于一种电池，具体地说是关于一种电池用正极盖帽及其电池。
背景技术
随着社会的发展，人们对便携式的轻量化电子产品需求日益增加，碱性二次电池做为其主要备用电源，得到了越来越广泛的应用。
碱性二次电池如镍氢、镍镉电池，一般由正极片、负极片及间隔在正极片与负极片之间的隔膜经卷绕形成涡状极芯，装入钢制圆柱形或方形电池壳体内，加注一定量的电解液，如30％质量浓度的KOH水溶液，将正极盖帽与电池壳体的口部密封，制成电池。
所述镍氢或镍镉电池，如果在电池短路、反充或投入火焰的极端环境下，由于电池内部气体压力的急剧上升，电池可能会发生爆炸而危及人身安全。因此，电池在封口时采用的正极盖帽，均设有一防爆结构，一般称为的安全阀。
专利JP11040123中提到，安全阀由正极盖帽的上帽1、防爆球2及底盖3组成，防爆球2一般采用三元乙丙或丁腈橡胶等高弹性物质，上帽1、防爆球2及底盖3在组装时，防爆球2受到一定程度的压缩，这样在正常情况下可使电池保持密封状态(如图1所示)。只有当电池内部压力升高到一定程度时，如2MPa以上，电池内部压力通过底盖3上的排气孔b作用于防爆球2上，使防爆球2发生形变而开启安全阀，电池内部的气体排出，避免了压力的持续上升引起的爆炸，保障了使用者的人身安全。
但是，电池在实际使用过程中，由于使用者的忽视，电池经常在所使用的电器内长期搁置而忘记给电池及时充电，一般用的电器均会存在一定程度的漏电电流，这样，电池会被持续放电直至0V。而传统技术防爆球2均采用橡胶成分如三元乙丙或丁腈橡胶，而橡胶在制造过程中，均要采用硫化交联工艺，该工艺可以使橡胶分子之间形成交联的网状结构，从而实现橡胶的高弹性。
但是，橡胶在交联工艺过程后，总是存在一部分未交联的不饱和键如双键的存在，在电池的碱性水溶液环境下，橡胶内的不饱和键会发生如下式1)的电化学反应：
1)R1-C＝C-R2+2H2O+2e＝R1-CH-CH-R2+2OH-
在碱性水溶液中，发生如下式2)的电化学反应：
2)2H2O+2e＝H2+2OH-φ2＝-0.8227V
总的反应为如下加氢反应：
3)R1-C＝C-R2+H2＝R1-CH-CH-R2且ΔG＜0
对上述反应的热力学研究表明，采用传统的正极盖帽电池，一旦电池的开路电压低于0.6V，橡胶防爆球可以发生上述电化学还原反应，而橡胶分子内的不饱和键加氢后会导致橡胶弹性的下降，这样，正极盖帽中防爆球2与底盖3的接触面会产生毛细孔微通道，电池内的碱液在表面张力的作用下，通过底盖3上的排气孔b，防爆球2与底盖3接触面c及上帽气孔a，到达电池的盖帽外表面，从而发生电解液的泄漏，如图1所示。
而当电池的电压高于0.6V时，NiOOH及CoOOH将优先于式1)而发生还原，故不会发生电解液泄漏现象。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服电池的开路电压低于0.6V左右时，电池内部的电解液会通过正极盖帽排气孔发生泄漏的缺点，提供一种电池既使在所用电器内持续小电流放电至0.6V以下，甚至0V也不会发生电池内部电解液泄漏的电池用正极盖帽，本实用新型的另外一个目的是提供包括该正极盖帽的电池。
本实用新型的电池用正极盖帽包括上帽、防爆球及底盖，防爆球位于上帽与底盖之间所形成的空间内，上帽与底盖固定连接。所述电池用正极盖帽还包括隔离层，隔离层位于防爆球与底盖之间，并固定在防爆球的底面或底盖的表面上。
本实用新型提供的电池包括正极盖帽、电池壳体以及密封在电池壳体内的极芯和电解液，所述极芯包括正极片、负极片及间隔在正极片与负极片之间的隔膜，其中，所述正极盖帽为本实用新型提供的电池用正极盖帽。
由于正极盖帽中防爆球的底面或底盖的表面上固定有一层隔离层，可以阻止电解液与防爆球的接触，因而也就可以避免正极盖帽中由于防爆球与电解液的加氢反应而导致的电解液泄漏现象。
附图说明
图1是现有电池正极盖帽结构示意图；
图2是本实用新型的电池正极盖帽结构示意图；
图3是本实用新型覆盖有隔膜层的防爆球示意图；
图4是本实用新型覆盖有隔膜层的底盖示意图。
图5是本实用新型的电池结构示意图；
附图中：1-上帽、2-防爆球、3-底盖、4-隔膜、5-负极片、6-隔膜纸、7-正极片、8-电池壳体。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的电池用正极盖帽及其电池进行详细说明。
如图2所示，本实用新型的电池用正极盖帽包括上帽1、防爆球2及底盖3，防爆球2位于上帽1与底盖3之间所形成的空间内，上帽1与底盖3固定连接。所述电池用正极盖帽还包括隔离层4，隔离层4位于防爆球2与底盖3之间，并固定在防爆球2的底面或底盖3的表面上。
按照本实用新型的一种实施方式，如图3所示，隔离层4固定在防爆球2的底面上，按照本实用新型的另一种实施方式，如图4所示，隔离层4固定在底盖3的表面上，固定可以采用粘结或热压的方式。
所述隔离层4可以是任何不与电解液发生化学和电化学反应的隔离层，如不含有不饱和键，耐碱性好，成膜致密性优良的材料，如PP膜、PE膜等。优选情况下，隔离层4为PTFE材料，隔离层4的厚度只要能隔离电解液和防爆球2即可，一般来说，隔离层4的厚度为防爆球总厚度的1％～10％，优选情况下，隔离层4的厚度为防爆球总厚度的4％～6％。
如图5所示，本实用新型提供的电池包括正极盖帽、电池壳体8以及密封在电池壳体8内的极芯和电解液，所述极芯包括正极片7、负极片5及间隔在正极片7与负极片5之间的隔膜6，其中，所述正极盖帽为本实用新型提供的电池用正极盖帽。
正极片与负极片的组成和制备方法以及隔膜的材料为本领域技术人员公知，正极片、负极片及位于正极片与负极片之间的隔膜经卷绕形成涡状极芯的方法，以及电池的制备组装方法为本领域技术人员所公知，在此不再赘述。
所以，本实用新型的电池用正极盖帽及其电池能显著地改善碱性二次电池正极盖帽的密封可靠性，可以阻止电解液与防爆球的接触，因而也就可以避免由于防爆球与电解液的加氢反应而导致的电解液泄漏现象。

Claims (3)

1、一种电池用正极盖帽，该正极盖帽包括上帽(1)、防爆球(2)及底盖(3)，防爆球(2)位于上帽(1)与底盖(3)之间所形成的空间内，上帽(1)与底盖(3)固定连接，其特征在于，电池用正极盖帽还包括隔离层(4)，隔离层(4)位于防爆球(2)与底盖(3)之间，并固定在防爆球(2)的底面或底盖(3)的表面上。
2、根据权利要求1所述的正极盖帽，其特征在于，所述隔离层(4)的厚度为防爆球总厚度的1％～10％。
3、一种电池，该电池包括正极盖帽、电池壳体(8)以及密封在电池壳体(8)内的极芯和电解液，所述极芯包括正极片(7)、负极片(5)及间隔在正极片(7)与负极片(5)之间的隔膜(6)，其特征在于，所述正极盖帽为权利要求1-2中任意一项所述的正极盖帽。
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