TW501298B - Bottom cover design for battery with reverse protection - Google Patents

Description

501298 A7 B7 經濟部中央榡準局員工消費合作杜印製 五、發明説明（ 本發明有關電化電池，特別有關具有至少一個端子可防 止電流通過以端點對端點方式對準且互呈反向之此電化電 池與另一相鄰電化電池之間之電化電池。 ^ ^ 大邵份的電化電池爲圓柱形，且在圓柱形殼體的一端具 有正端子而在另-端具有負端子。譬如手電筒等許多裝置 均需使用直列狀構造的多個電池，其中一電化電池的負端 子與另-電化電池的正端子相接觸。即使大部份習知的; 性裝置具有如何將電化電池插入裝置中的使用說明，偶2 仍會以預足適罝方向相反的方向插入電化電池，這種現象 通常稱爲電池反向。電池反向的主要危險在於：可能藉由 兩個或更多個電池的放電對於反向電池進行充電，此^充 電可產生氫氣而使内壓力增大，且可能導致電化電池的安 全通風部的活化而漏出電化電池的電解質或其他内部組份 〇 已經致力各種方式來降低或消除電池反向的負面影響， 其中一種途徑係揭露於頒予祺多夫（Huhndorff)等人之美國 專利5，173，371號，此洪多夫等人的專利案揭露一種具有一 不導電邵之端子，此不導電部係以配合方式位於一導電部 的上方，不導電部可罩覆有一不導電樹脂，但已發現在不 導電材料施用至端子的程序中，將在端子與施用滾子之間 產生眞空，此眞空將使不導電材料朝向端子中心移徙，.而 對於美觀及功能均有不良的影響。 用於防止電池反向的負面影響之另一種方式係揭露於富 士 電化有限公司（Fuji Electrochemical Company Ltd·)之曰 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨OX297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) b Γ 501298 A7 B7 五、發明説明（2 ) 本專利申請案09 16 1762號，此申請案顯示一種具有平坦表 面的電池，其中具有三個絕緣的突部以在平坦表面與另一 電池的負電極之間提供間隙，但在此日本申請案所顯示的 三個小突部中，兩個電池只要彼此略微傾斜就可能造成端 子的導電部產生碰觸，並在製程中難以控制絕緣突部的高 度，若製造時沿著皮帶進行傳送，則突部可能部份受到刮V 除。 需要一種製造具有電池反向保護的電化電池之方法，其 中具有一種可使電化電池端子上之不導電材料減少移徙的 構件。 發明概論 本發明之一型態係爲一種包含一殼體之電化電池，此殼 體具有一第一端及一第二端、位於殼體第一端上之一第一 端子、及位於殼體第二端上之一第二端子。第二端子具有 一大致平坦部及一凸部，此凸部的最上方部份可絕緣，並 具有位於凸部上或其徑向内#之一通路，其可在放置一種 平坦結構抵住與平坦部相平行的第二端子時讓空氣進入第 二端子的徑向中心。 / 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明的另一型態係爲一種含有一殼體之電化電池，此 殼體具有一第一端及一第二端、位於殼體第一端上之一第 一端子、及位於殼體第二端上之一第二端子。第二端子具 有一大致平坦部及一凸部，此凸部的最上方部份可絕緣， 並具有一空氣進入構件讓足夠的空氣進入，而在施用不導 電材料期間避免一不導電塗層從凸部朝向第二端子中心移 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐） 501298 A7 B7 五、發明説明（3 ) 徙。 本發明的另一型態係爲一種含有一殼體之電化電池，此 殼體具有一第一端及一第二端、位於殼體第一端上之一第 一端子、及位於殼體第二端上之一第二端子。第二端子具 有一外表面，此外表面具有一不導電凸部，不導電凸部中 具有至少一個凹口。 、 本發明的另一型態係爲一種含有一殼體之電化電池，此 殼體具有一第一端及一第二端、位於殼體第一端上之一第 一端子、及位於殼體第二端上之一第二端子。第二端子具 有一外表面，此外表面具有一不導電凸部以及位於凸部與 第二端子的徑向中心之間的至少一個孔。本發明的另一型 態爲一種製造電化電池之方法，此方法包含以下步驟： 提供一殼體，此殼體具有一第一端及一第二端、一第一 端子、及一第二端子，此第二端子具有一凸部；在凸部 Λ 中提供至少一個凹口；以一電性絕緣材料塗覆此凸部； 將第一端子連接至殼體的策一端；及將第二端子連接至 殼體的第二端。 經濟部中夬標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明的另一型態爲一種製造電化電池之方法，此方法 包含以下步驟：提供一殼體，此殼體具有一第一端及一第 二端、一第一端子、及一第二端子，此第二端子具有一凸 部；於凸部與第二端子徑向中心之間徑向處或在徑向中心 處在第二端子中提供至少一個孔；以一電性絕緣材料塗覆 凸部的至少最上方部份；將第一端子連接至殼體的第一端 ，·及將第二端子連接至殼體的第二端。 -6- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2丨0X29?公釐） 501298 五、發明説明（4 ) 本發明的另一型態係爲一種電化電池，其包本— 殼體，此殼體具有-第-端及—第二端；内部^2形 括-陽極物質、一陰極物質、及殼體中的一驗性^二包 一正端子，其位於殼體第一端上；一畲端 貝， 弟二端上’此負端子具有一外表面，外表面具 部，此凸部中具有複數個凹口， 7凸 所覆蓋。 门又到*導電材料 熟悉此技藝者參照説明書、申請專利範圍及圖式 步認識及瞭解本發明的上述及其他特徵、優點及目的 圖1爲-電化電池之剖視圖，此電化電池在負端子 形脊中具有凹口； 勺圓 圖1A爲圖工的電化電池之一部份的片斷剖視圖； 圖2爲圖1的電化電池之俯視圖,； 圖3爲-電化電池之剖視圖‘，此電化電池在 附近具有一孔； : 、现宁心 圖4爲圖3的電化電池之俯視圖；及 圖5爲四個電化電池以端點對端點方式 反向電池之正視圖。 ’、有一個 例的詳纟 本發明的電化電池在負端子蓋上且 ^ ^ ，、有一電性絕緣部，並 在兩或更多個電化電池以端點對端點 /、 々八對準且兩個s端 子互相接觸時可防止電流通過。但 a 八场 々t ^ 疋奇本發明的兩或更 多個電化黾池以端點對端點方式放置 式万文置且一電池的一正端子 -7- 本紙杀尺度適用中國國家梂準（CNS ) A4規格（刀0^7;么、釐 訂 t 經 濟 部 中 央 榡 準 員 X 消 費 合 η 衽 印 製 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 501298 A7 B7 五、發明説明（5 ) ^ 〜 與另一電池的負端子相接觸時，可讓電流通過電池。在本 發明的電化電池可使用的端子上，端子的外表面應包含至 少一個導電部及至少一個不導電部。 較佳，端子的大部份外表面爲導電性，使得適當定向的 相鄰電池具有充分機會可與端子導電部相接觸，將端子的 導電邵界定爲端子外表面未受不導電材料所罩覆的部份，、' 端子的不導電部份則界定爲端子外表面包含一不導電材料 或受到其罩覆之部份。本發明的電池可爲一次（priinary)電 池或可充電電池且具有任意的電化系統，且此電化系統較 佳具有鹼性電解質。具有鹼性電解質之電化系統的範例包 括：鋅/二氧化鎂、鎳/鎘、及鎳/金屬氫化物。電池可具有 任意形狀’譬如圓柱形或多角形的徑向剖面，但較佳爲圓 柱形。 可由不導電材料製成任何構意的不導電部，以防止與相， 鄰電池產生不良的電性接觸。，不導電材料較佳係爲胺基甲 酸酯、丙晞酸酯、或可固化“環氧樹脂。不導電材料最佳 係爲100%的紫外線（UV)可固化的環氧樹脂，100%的UV可 固化的環氧樹脂之範例係爲購自應用聚合物> 系統公司 (Applied Polymer SyStemS，Inc·)之亞波斯嬌（Apscure)2〇〇8· 195。不導電材料較佳係覆蓋住負端子的一凸部，其中凸部 爲圓形且如下述具有凹口。導電部及不導電部具有相配合 的配置而使得不導電部在導電部上方延伸（譬如以圖i的定 向）。因此將不導電邵界定爲在導電部上方延伸，所以僅有 不導電部可接觸到已與端子外表面呈平行且接觸之一平坦 -8 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2 Η) X 29*7公釐] -----一 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 裝 .¾ 501298 A7 ____B7 五、發明説明（6 ) 表面。較佳，端子外表面的中心區域係爲導電性且構成下 區的一部份，而不導電部份則構成端子的一凸部的一部份 且從導電性下區徑向朝外。“凸部，，代表位於端子的大致平 坦邵上方之部份，而此端子具有圖1的定向。較佳，凸部的 控向寬度係比凸邵與端子徑向中心之間距更小。一項實施 例中，爲了具有最大的可靠度，端子的中心導電部除了凸 部中的任何凹口以外均完全受到凸部所圍繞，因此，需要 盡量減小凹口的尺寸，以使得最上方部份的總長度（亦即凹 陷的杈向部在垂直方向頂部的約〗0%)不會超過包括凹口之 凸邵最上方部份總長度的50%。 圖1中顯示本發明的一項較佳實施例，圖丨顯示一電化電 池10，其具有一圓柱形殼體12、一負端子14、及一正端子 16。負端子14具有在圖i中朝上之一外表面18，負端子14的 中心區20略微凹入端子14其餘部份底下並由一溝槽22所圍 繞。負端子14進一步包括一脊24以作爲負端子14的凸部。 脊24的外表面塗覆有一不導電材料％，此不導電材料％係 永久性固走至端子（見圖i A)。端子的中心區域並未塗覆有 不導電材料因而爲導電區，絕緣材料的厚度爲約>〇•⑽丨吋至 經濟部中央櫺準局員工消費合作社印製 約0.005吋、較佳約0·001吋至約〇 〇〇3吋。如上述，凸部除 了凸部中的凹口以外均包圍住端子的中心部，凸部的徑向 剖面可具有任何形狀但較佳具有與電池徑向剖面相同的形 狀。 電化電池的内部組份係容納在殼體12内，殼體12爲密封 的圓柱形殼體，較佳爲金屬的杯形容器且在一端開啓並在 -9- A7 —____ B7 五、發明説明（7 ) 另崎閉合。内邵組份包括一陽極（負極）3〇，此陽極較佳爲 鋅合金與其他添加物之一混合物。電池的内部組份亦包括 陰極（正極）32 ’並包括一黃銅鉚釘電流集極34及位於陽極 3〇與陰極32足間的一分離器36，此陰極較佳由二氧化鎂及 添加物所製成。在殼體12開端附近設有_耐綸封件38及一 風40。炀子1 6較佳由一種鍍鎳鋼或鍍錫鋼所製成且電性連 接至陰極32。端子16整體均爲導電性且包括一突件42，端 子16係作爲電池的正端子。 圖2顯示電化電池10的負端子，並顯示在圓形凸部24中具 有二個間隙或凹口 25。凹口係爲可在不導電材料26塗覆在 端子14上的程序期間讓空氣進入前往端子蓋“中心之通路 ，藉以防止眞空並防止不導電材料26的移徙。亦可採用更 多或更少的凹口來使空氣進入。 圖1及2所示的凹b係從脊24頂部開始往下延伸至端子14 的平坦部份，凹口可望具有能夠在塗覆程序期間讓充分空 氣進入且不會使不導電材料谷生明顯移徙之任何形狀或尺 寸。 圖3顯示本發明的另一項實施例，此項實施例中，凸部24 並不具有凹口，但具有位於負端子14的溝槽22中之一孔5〇 以作爲塗覆程序中讓空氣進入之通路。此孔5〇在身爲負端 子與電流集極之間的主要接觸點時較佳並不位於端子14中 心處0 圖4爲其中設有孔50之負端子的平面圖，圖4顯示孔在溝 槽22中之放置方式。與凸部或平坦表面不同，孔5〇在溝槽 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 經濟部中央橾準局員工消費合作社印裝 501298 A7 ________ B7 五、發明説明（8 ) 22中的放置方式將會有利地略爲妨礙看見此孔。 圖5顯示以端點對端點方式對準之四個圓柱形電化電池， 其中具有一個反向的電池60，使得電池60的正端子62與電 池66的負端子64相接觸，而電池6〇的負端子68抵靠住電池 72的負端子70,因爲已經將不導電材料施用至端子68的凸 部及端子70的凸邵，所以負端子68及7〇不能夠在電池6〇及、. 72之間導通電流。 可以下列方式製備可用於本發明的電化電池之端子，首 先，將一種上述金屬進行加工以製備端子蓋。再者，將端 子蓋放在一傳送帶上使各端子外表面朝上，然後，傳送帶 將端子載到一輥塗覆裝置底下，此輥塗覆裝置預定可將一 薄層的亞波斯嬌（ApSCure)2008-195環氧樹脂塗層僅施加至 端子的凸部。然後可在紫外線下由傳送帶運送端子，應選 擇傳送帶的速度利用600瓦的燈具讓各端子暴露於27〇〇毫焦 耳/平方公分的紫外線能量。，當端子從紫外線底下離開時 ，環氧樹脂將成爲不可導電並穩固地附接至端子表面。 或者，可在端子附接至電池之後，再將不導電塗層施用 至端子。 爲了製ie電池，陰極3 2在周邊附近插入殼體12中，然後 將分離器36插在陰極32内部上，並將陽極混合物3〇插入殼 體12中心。加入電解質，然後將封件38、蓋4〇、及黃銅釘 電流集極34插過殼體12中的開口。然後，將負端子蓋4〇附 接至设體，並連接端子14及16，且將一標籤44黏附至殼體 12 〇 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉以規格（21()>< 297公竣^- --— f請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} -裝· 五、 發明説明（9 曰上文的描述僅針對較佳實施例，熟悉此技藝者以及本發 2創造人與使用者可對於本發明作出修改。因此已知上 k實施例僅爲示範性質， 立 而播思限制依據專利法原理及其 寺原則在申請專利範圍中所 /、 界疋（本發明的範圍。 ——^— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂^----- 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. 501298 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1. 一種電化電池，其包含： 一殼體，其具有一第一端及一第二端； (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 一第一端子，其位於該殼體的第一端上； 一第二端子，其位於該殼體的第二端上，該第二端子具 有一大致平坦部以及一凸部，該凸部的最上方部份可絕 緣，並具有一通路，該通路位於該凸部上或其徑向内部、' ，以在放置一平坦結構抵住與該大致平坦部平行之該第 二端子時讓空氣進入該第二端子的徑向中心。 2. 如申請專利範圍第1項之電化電池，其中該通路爲位於該 凸部中之至少一個凹口。 3. 如申請專利範圍第1項之電化電池，其中該通路爲位於該 第二端子中之至少一個孔。 4. 如申請專利範圍第1項之電化電池，其中該電化電池爲一 驗性電池。 5. 如申請專利範圍第1項之電化電池，其中該第二端子爲一 負端子。 f 6. 如申請專利範圍第1項之電化電池，其中該電化電池爲圓 柱形。 7. 一種電化電池，其包含： / 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 一殼體，其具有一第一端及一第二端； 一第一端子，其位於該殼體的第一端上； 一第二端子，其位於該殼體的第二端上，該第二端子具 有一大致平坦部以及一凸部，該凸部的最上方部份可絕 緣，並具有空氣進入構件，其可使充分空氣進入，以免 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 >< 297公釐） "" 501298 8. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 申請專利範圍 在施用該不導電材料期間讓一不導電’塗層從該 該第二端子中心產切徙。 ★氣進入構件 如申請專利範圍第7項之電化電池，其中該玉孔 爲位於該凸部中之至少一個凹口。 r x播址 其中該空氣進入構件 凸部朝向 如申請專利範圍第7,之電化電池 爲位於該第二端子中之至少/個孔 10·如申請專利範圍第7項之電化電池 鹼性電池。 11 ·如申請專利範圍第7項之電化電池' 負端子。 12·如申請專利範圍第7項之電化電池’ 柱形。 13· —種電化電池，其包含： 一殼體，其具有一第一端及 9. 其中該電化電池爲一 其中該第二端子爲一 其中該電化電池爲圓 一第一端子，其位於該殼體的第 一第二端子，其位於該殼體的第/ 有一外表面，該第二端子的外表面 該凸部中具有至少一個凹口 及 端上； 端上，該第二端子具 具有 不導電凸部 ，其中該至少一個 14. 如申請專利範圍第13項之電化電；=之最上方部份 • IIS) 口係包含該凸部中包括該至少 總長度的50%或更小。 15. 如申請專利範圍第14項之電化 口係爲三個凹口 電池，典中該至少一個 凹 凹 16 口係為二個凹口。 也，其中該電性絕緣凸 •如申請專利範圍第15項之電化通7 -14 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 公爱） 501298 A8 B8 C8

   /、、申δ青專利範圍 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 邵係包括一塗層以對於該凸部提供絕緣。 1?·如申請專利範圍第16項之電化電池，其中該第二端子爲 一負端子。 ' 18.如申請專利範圍第17項之電化電池，其中該電化電池爲 一鹼性圓柱形電池。 如申請專利範圍第"項之電化電池’其中該電性絕緣凸 部係包括一塗層以對於該凸部提供絕緣。 如申請專利範圍第19項之電化電池，其中該絕緣塗層係 爲100%的紫外線固化環氧樹脂。 〃 如申請專利範圍第20項之電化電池，其中該絕緣塗層具 有約0.001忖至約〇·〇〇5叶的厚度。 22·如申μ專利範圍第21項之電化電池，其中該絕緣塗層具 有約0.001吋至約0.003吋的厚度。 23· —種電化電池，其包含： 一殼體，其具有一第一端及一第二端； 一第一端子，其位於該殼體的第一端上；及 一第二端子，其位於該殼/體的第二端上，該第二端子具 有外表面’ 4弟《一 子的外表面具有一電性絕緣凸部 ，該第二端子中在該第二端子徑向中心與該凸部之間具 有至少一個孔。 24·如申請專利範圍第23項之電化電池，其中該凸部爲圓 形〇 25·如申請專利範圍第24項之電化電池，其中該第二端子包 括一中心溝槽，而該至少一個孔係位於該中心溝槽中。 -15- 19· 20. 21· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） f請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

   -I n ϋ n · 501298 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 26·如申請專利範圍第25項之電化電池，其中該電性絕緣凸 部包含100%的UV固化環氧樹脂。 27·如申請專利範圍第26項之電化電池，其中該電性絕緣塗 層具有約0·001吋至約0.005吋的厚度。 28. 如申請專利範圍第27項之電化電池，其中該絕緣塗層具 有約0.001吋至約0.003吋的厚度。 29. —種用於製造電化電池之方法，此方法包含以下步驟·· (a) 提供一殼體，該殼體具有一第一端及一第二端、一第 一端子、及一具有一凸部之第二端子； (b) 在該凸部中提供至少一個凹口； (c) 以一電性絕緣材料塗覆該凸部； (d) 將該第一端子連接至該殼體的第一端；及 (e) 將該第二端子連接至該殼體的第二端。 30·如申請專利範圍第29項之方法，其中該第二端子爲該電 化電池的負端子。 3 1.如申請專利範圍第30項之方法，其中該電性絕緣材料爲 一種100%的UV可固化的環!氧樹脂。 32·如申請專利範圍第3 1項之方法，其中塗覆在該凸部上之 該電性絕緣材料係具有約0.001吋至約0.005吋的厚度。 33.如申誇專利範圍第32項之方法，其中塗覆在該凸部上之 該電性絕緣材料係具有約0.001吋至約0.003吋的厚度。 34· —種用於製造電化電池之方法，此方法包含以下步驟 (a)提供一殼體，該殼體具有一第一端及一第二端、一第 一端子、及一具有一凸部與一徑向中心之第二端子； -16- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ---------.---- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1訂---------線j 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 川 1298 A8 B8 C8 D8 力、申請專利範圍 (b) 在該第二端子中於該凸部與該徑向中心之間提供至少 一個孔； (c) 以一電性絕緣材料塗覆該凸部的至少最上方部份； (d) 將該第一端子連接至該殼體的第一端；及 (e) 將該第二端子連接至該殼體的第二端。 35·如申請專利範圍第34項之方法，其中該第二端子係包括、 沿著該第二端子徑向中心之一溝槽，而該至少一個孔係 設置於該溝槽中。 36.如申請專利範圍第35項之方法，其中該第二端子爲該電 4匕％池的負端子。 37·如申請專利範圍第36項之方法，其中該電性絕緣材料爲 一種100%的UV可固化的環氧樹脂。 3 8 · —種電化電池，其包含： 一圓柱狀殼體，其具有一第一端及一第二端； 内邵組份’其包括一陽極物質、一陰極物質、及該殼體 中之一鹼性電解質； / 一正端子，其位於該殼體岛第一端上；及 一負端子，其位於該殼體的第二端上，該負端子具有一 外表面，該外表面具有一圓形凸部，該凸部中具有複數 個凹口’該圓形凸部係由一種不導電材料所覆蓋。 39.如申請專利範圍第38項之電化電池，其中唯一受到一 種不導電材料所覆蓋之該負端子外表面之部份係爲該 凸部。 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ^ -----^----------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -