一種堿性電池密封圈的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種堿性電池密封圈，所述密封圈位于電池底蓋、中心柱和電池殼體之間，用于封閉堿性電池，所述中心柱位于密封圈的中心位置，所述密封圈上布置有防爆閥；所述防爆閥為密封圈上沿中心柱方向的薄弱溝槽，所述薄弱溝槽開口于密封圈靠近電池底蓋的一側；所述防爆閥均勻或非均勻地布置在密封圈上；所述薄弱溝槽的形狀是“一”字形或“V”字形或“U”字形或“Y”字形。
【專利說明】
-種堿性電池密封圈
技術領域
[0001] 本實用新型設及一種堿性電池，具體設及一種堿性電池密封圈。
【背景技術】
[0002] 隨著我們國家的發展，人民的生活水平不斷提高，人們的環境保護意識不斷增強， 人們越來越多的使用綠色無污染的堿性電池。堿性電池相對于傳統的碳性電池有下面幾大 優勢：（1)高功率放電性能好，堿性電池使用時間是碳性電池的5倍W上；（2)低溫放電性能 好，在零下20度堿性電池還能工作，而碳性電池在零度左右就幾乎放不出電；（3)堿性電池 中活性物質的利用率大于碳性電池，有利于資源的合理利用；（4)堿性電池不含有任何重金 屬，是綠色無污染電池，而碳性電池則有加入少量的氯化隸作為緩蝕劑，因而對環境有一定 的污染；（5)電池自放電小，20度的條件下膽存一年容量損失小于5%，Ξ年容量損失小于 10%。
[0003] 雖然堿性電池銷量增加了，但暴露出一些問題，如：電池漏液問題，電池的爆炸問 題等。另外，消費者對堿性電池的要求也越來越高，例如:要求電池放電性能不斷提高，要求 電池價格降低等等。
[0004] 對于堿性電池的漏液問題，各電池廠家情況都不同，好的廠家在電池保質期內是 不會出現漏液的。雖然漏液不會對消費者造成大的傷害，但會影響消費者的再次購買。在一 些特殊場合下電池漏液是充許的，如電池不正確安裝、電池充電、新舊電池混合使用，但是 在任何條件下電池是不應該發生爆炸的。正常情況下堿性電池的密封圈上都有防爆閥，對 于防爆閥的形狀和位置各廠家也不一定相同，但是防爆閥是密封圈最薄弱的地方。之所W 堿性電池要有防爆閥是為了防止有些消費者不正確的使用電池，會使電池內部壓力增大， 運時電池密封圈上的防爆閥就會首先被沖破，電池內部氣體得到釋放，從而避免電池發生 爆炸。
[0005] 由于電池漏液發生的概率遠大于爆炸，因而有些廠家更多關注電池的漏液問題， 電池密封圈設計時沒有加上防爆閥，或者防爆閥設計不合理，在防爆閥需要打開時，而沒有 正常打開。運樣的電池耐漏液性能好了，但是防爆性能沒有保障。有些廠家有關注電池的防 爆性，但是可能電池的耐漏液性能又很差。
[0006] 因此針對堿性電池的上述問題和消費者的需求，需要一種能夠提高的防漏液性能 和防爆性能的堿性電池。 【實用新型內容】
[0007] 本實用新型提供了一種堿性電池密封圈，所述密封圈位于電池底蓋、中屯、柱和電 池殼體之間，用于封閉堿性電池，所述中屯、柱位于密封圈的中屯、位置，所述密封圈上布置有 防爆閥；所述防爆閥為密封圈上沿中屯、柱方向的薄弱溝槽，所述薄弱溝槽開口于密封圈靠 近電池底蓋的一側;所述防爆閥均勻或非均勻地布置在密封圈上;所述薄弱溝槽的形狀是 "一"字形或?'字形或"IT字形或?'字形。
[000引優選地，所述薄弱溝槽橫為切面形狀為?'形或"If形的盲孔。
[0009]優選地，所述防爆閥的數目為1-5。
[0010]更優選地，所述防爆閥的數目為2-5。
[0011] 優選地，所述密封圈在無薄弱溝槽位置的厚度范圍為〇.3mm-l.0mm，在有薄弱溝 槽位置的厚度為0.05-0.25mm。
[0012] 更優選地，所述密封圈在無薄弱溝槽位置的厚度范圍為0.4mm-0.8mm，在有薄弱 溝槽位置的厚度為0.05-0.15mm。
[0013] 優選地，所述密封圈的注塑材料選自：尼龍66、尼龍610、尼龍612或PP。
[0014] 優選地，所述密封圈的注塑溫度為200-320°C
[0015] 優選地，所述密封圈位于電池底蓋和電池殼體之間，用于封閉堿性電池，所述負極 封口體還包括電池殼體的開口部、電池負極端、負極集流體。
[0016] 優選地，所述密封圈位于電池底蓋和電池殼體之間，用于封閉堿性電池，所述堿 性電池還包括：電池底蓋、電池鋼殼、電池隔離層、電池負極集流體、電池正極、電池負極、電 解液。
【附圖說明】
[0017] 參考隨附的附圖，本實用新型更多的目的、功能和優點將通過本實用新型實施方 式的如下描述得W闡明，其中：
[0018] 圖1為現有技術中的堿性電池的結構示意圖；
[0019] 圖2(a)為現有技術中電池負極封口體的剖面圖；
[0020] 圖2(b)為圖2(a)中的密封圈及防爆閥所受的應力示意圖；
[0021] 圖2(c)為現有技術中電池密封圈的俯視圖；
[0022] 圖2(d)為現有技術中電池密封圈的仰視圖；
[0023] 圖3(a)為本實用新型的堿性電池負極封口體的剖面圖；
[0024] 圖3(b)為圖3(a)中密封圈的俯視圖；
[0025] 圖3(c)為本實用新型的堿性電池密封圈的一個具體實施例的仰視圖。
[0026] 圖4為本實用新型第一實施例的密封圈的俯視圖。
[0027] 圖5為本實用新型第二實施例的密封圈的俯視圖。
[0028] 圖6為本實用新型第Ξ實施例的密封圈的俯視圖。
[0029] 圖7為本實用新型第四實施例的密封圈的俯視圖。
【具體實施方式】
[0030] 通過參考示范性實施例，本實用新型的目的和功能W及用于實現運些目的和功能 的方法將得W闡明。然而，本實用新型并不受限于W下所公開的示范性實施例;可W通過不 同形式來對其加 W實現。說明書的實質僅僅是幫助相關領域技術人員綜合理解本實用新型 的具體細節。
[0031] 應當理解，前述大體的描述和后續詳盡的描述均為示例性說明和解釋，并不應當 用作對本實用新型所要求保護內容的限制。
[0032] 在下文中，將參考附圖描述本實用新型的實施例。在附圖中，相同的附圖標記代表 相同或類似的部件，或者相同或類似的步驟。
[0033] 堿性電池的殼體在封口前，開口部外徑都比電池其它部位大，電池密封圈又比電 池開口部的內徑稍大，運樣密封圈插入電池殼體的開口部就不會彈出，之后對電池進行卷 邊，把電池開口部邊緣的向電池殼體中屯、折彎，被折彎的開口部邊緣殼體把電池密封圈固 定在電池里面。卷邊后的電池下一道工序是拉伸，由于電池開口部的外徑大于電池外徑，通 過拉伸把電池開口部縮小到與電池外徑一樣大，密封圈的外徑大于電池內徑，所W拉伸后 密封圈受到壓縮從而實現對電池的密封。目前各大電池廠家的堿性電池生產線生產堿性電 池的速度都很快，通常是300只/分鐘-700只/分鐘，那么每個電池實現拉伸的過程是很短 的，只需要1秒到2秒的時間就能完成，密封圈在拉伸過程受到的一定的沖擊力。很多廠家的 密封圈的防爆閥位于電池中屯、柱的外圈，當電池拉伸時密封圈受力變形，密封于中屯、柱外 圈的防爆閥也相應受到一定的沖擊力，運個沖擊力會使密封圈的防爆閥受損，損傷的程度 大，電池生產出來很容易就出現漏液情況，損傷程度小，可能電池膽存一段時間后才出現漏 液。另外，由于電池封口后密封圈受到一定壓縮，壓縮的密封會使防爆閥受到一定的應力， 電池在膽存過程中，一直受到應力的防爆閥更容易因老化而斷裂，從而使電池發生電解液 從防爆閥斷裂位置泄漏。
[0034] 堿性電池的電解液是強堿性水溶液，堿性電池的密封圈主要是PP(polypropylene 聚丙締)和尼龍66、尼龍610、尼龍1010。由于堿性電池原材料不完全純凈，電池鋼殼電鍛層 不夠致密，此外，生產的環境也會引入一些雜質，運些雜質主要是鐵、銅、儀、鋼等，氨氣容易 在運些雜質表面析出，從而使電池內的氣壓增加。另外，運些雜質還會和電池正極和負極的 活性物組成一個微電池，也會生成氨氣。不同的電池廠家生產的堿性電池內部生成的氣量 不一樣，好的廠家，原材料純度經過嚴格控制，生產過程嚴格把關，電池內產生的氣量會小 很多，但不可能杜絕。由于堿性電池內部不可避免地會生成氣體，電池內部的壓力會大于大 氣壓力，電池的密封圈，時刻承受一個向外的應力;此外，密封圈防爆閥還受到電池拉伸后 電池變形受到的應力，損傷密封圈防爆閥會加速老化，當密封圈不能承受電池內部壓力后， 密封圈就會破開，電池內部氣體和電池的電解液就會從電池內釋放出來，運樣電池就出現 漏液。另一方面，密封圈材料尼龍和PP在強堿性條件下也會緩慢地發生反應，使材料的強度 變弱變脆，再加上電池內的氣體壓力比較大和密封圈防爆閥還受到電池拉申后密封圈變 形受到的應力和損傷，電池就更容量出現漏液。
[0035] 本實用新型通過大量試驗，對密封圈結構進行了重新設計，避免密封圈防爆閥在 拉伸過程受到損傷W及電池拉伸后防爆閥不會受到密封圈變形產生的應力，從而提高堿性 電池的防漏液性能。
[0036] 現有技術中的堿性電池結構如圖1所示，主要包括：（1)電池底蓋101，即電池的負 極端。用于和外部用電器相連接，導通電池內部電子；（2)電池密封圈102，位于電池底蓋和 電池殼體之間，用于密封電池，防止電池內部強堿性電解液液漏出，同時起到絕緣作用，防 止電池正極和負極短路。（3)電池殼體103,即電池的容器兼電池的正極端。（4)電池隔離層 104,用于隔離電池正極和負極的活性物，防止電池內部短路。（5)電池負極集流體105,用于 收集電池負極產生的電子，并把收集的電子導通電池的負極端。（6)電池正極106,主要是電 池的正極活性物質和導電材料，活性物質主要是Μη化、Ni00H、Ag0或者是上述氧化物的混合 物。（7)電池負極107,主要是負極活性物質、粘結劑、保液劑和K0H電解液。負極活性物主要 是合金鋒粉，和鋒形成合金的物質有銅、祕、侶、巧等元素中的一種或幾種。（8)電解液。電解 液分布在電池的正極、負極和電池的隔離層中，在電池內部起到離子導電作用，主要物質是 濃度是29 %到40 %KOH水溶液，同時含有少量的防止鋒粉腐蝕的緩蝕劑。
[0037] 現有技術中，堿性電池負極封口體的結構如圖2(a)所示，圖2(a)為現有技術中電 池負極封口體的剖面圖，堿性電池負極封口體包括：電池殼體的開口部201、電池負極端 202、密封圈203、中屯、柱204、負極集流體205、防爆閥206。其中，中屯、柱204位于密封圈的中 屯、部位，防爆閥206位于緊挨著中屯、柱的外圈。圖2(b)為圖2(a)中密封圈及防爆閥所受的應 力示意圖，從圖2(b)中可W看到，在電池密封的過程中首先會對電池開口部邊緣進行卷邊， 密封圈203便會受到a方向壓縮的力。卷邊之后的下一道工序是拉伸，由于電池開口部的外 徑大于電池外徑，通過拉伸把電池開口部縮小到與電池外徑一樣大，在上述過程中，防爆閥 206會受到向下（b方向）或向上（C方向）的應力。圖2(c)為現有技術中電池密封圈的俯視 圖；圖2(d)為現有技術中電池密封圈的仰視圖，其中d位置為防爆閥的位置。由圖2(a)-圖2 (d)可知，現有技術中堿性電池的防爆閥的開口部位于遠離電池負極端的一側。
[0038] 本實用新型的一個具體實施例的堿性電池負極封口體的剖面圖如圖3(a)所示，包 括：電池底蓋301、密封圈302、中屯、柱303、負極集流體304、防爆閥305、電池殼體的開口部 306。密封圈302位于電池底蓋301、中屯、柱303和電池殼體的開口部306之間，用于封閉堿性 電池，中屯、柱303位于密封圈302的中屯、位置。密封圈的注塑材料為:尼龍66、尼龍610、尼龍 612或PP。密封圈302上布置有防爆閥305。密封圈302的厚度為0.3mm-1.0mm，優選0.4mm- 0.8mm。防爆閥305為密封圈302上沿中屯、柱303方向的薄弱溝槽，本實施例中防爆閥為開口 ?'字形的薄弱溝槽(如圖3(b)所示），開口于密封圈302靠近電池底蓋301的一側。防爆閥 305的數量為至少一個，優選2-5個，可W均勻或非均勻地布置在密封圈302上。薄弱溝槽的 形狀還可W是"一"字形或"U"字形或?'字形。薄弱溝槽橫切面形狀為?'形或"U"形的盲 孔，厚度范圍為0.05-0.25mm，優選0.05-0.15mm。圖3(b)為圖3(a)中密封圈的俯視圖。圖3 (C)為圖3(a)中密封圈的仰視圖。由圖3(b)、3(c)可知，本實用新型的堿性電池密封圈的防 爆閥開口于靠近電池負極端(電池底蓋)的一側，運與現有技術的防爆閥的位置是相反的。
[0039] W下由具體實施例來說明本實用新型的堿性電池密封圈的位置結構。
[0040] 實施例1
[0041] 本實施例中電池密封圈材料選用尼龍66,注塑溫度控制為200-320°C。密封圈防爆 閥采用一條Τ'形狀防爆閥密封圈，防爆閥的厚度為0.1mm。用該密封圈組裝成LR6電池，電 池編為1#。圖4為本實用新型第一實施例的密封圈的俯視圖。
[0042] 實施例2
[0043] 本實施例中電池密封圈材料選用尼龍66,注塑溫度控制為200-320°C。密封圈防爆 閥采用兩條T形狀防爆閥密封圈，防爆閥的厚度為0.1mm。用該密封圈組裝成LR6電池，電 池編為2#。圖5為本實用新型第二實施例的密封圈的俯視圖。
[0044] 實施例3
[0045] 本實施例中電池密封圈材料選用尼龍66,注塑溫度控制為200-320°C。密封圈防爆 閥采用立條"1"形狀防爆閥密封圈，防爆閥的厚度為0.1mm。用該密封圈組裝成LR6電池，電 池編為3#。圖6為本實用新型第Ξ實施例的密封圈的俯視圖。
[0046] 實施例4
[0047] 本實施例中電池密封圈材料選用尼龍66,注塑溫度控制為200-320°C。密封圈防爆 閥采用四條Τ'形狀防爆閥密封圈，防爆閥的厚度為0.1mm。用該密封圈組裝成LR6電池，電 池編為4#。圖7為本實用新型第四實施例的密封圈的俯視圖。
[004引實施例5
[0049] 本實施例中電池密封圈材料選用尼龍66,注塑溫度控制為200-320°C。密封圈防爆 閥采用兩個?'字形結構的防爆閥密封圈，防爆閥的厚度為0.1mm。用該密封圈組裝成LR6電 池，電池編為6#。圖3(b)為本實用新型第五實施例的密封圈的俯視圖。其中?'字形結構的 開口角度范圍為20-150度，優選為45-90度。
[00加]實施例6
[0051 ] 本實施例中電池密封圈材料選用尼龍66,注塑溫度控制為200-320°C。密封圈防爆 閥采用老的密封圈結構，防爆閥結構是形，防爆閥位于緊挨著密封圈中屯、柱的外圍，防 爆閥的厚度為0.1mm。用該密封圈組裝成LR6電池，電池編為6#。圖2(d)為本實用新型第六實 施例的密封圈的仰視圖。
[0052] 取100只各實施例電池，將電池放置在60°C，90%濕度的烘箱中進行考核，記錄漏 液電池的數量和時間。
[0化3]
[0055] 從電池存儲條件為60°C ,90%濕度的條件下進行試驗，考核結果可W看出：采用新 設計的密封圈（實施例1-5)改變了原有密封圈防爆閥的結構和位置，防爆閥位置朝密封圈 中屯、的方向，并分布在密封圈中屯、和密封圈邊緣之間，電池封口和拉伸時的沖擊力就不會 對防爆閥造成損傷，電池封口完成后密封圈受到壓縮，壓縮的密封圈會產生應力，該應力對 防爆閥的作用也是降到最低，因此新結構的密封圈能夠很好地保護密封圈的防爆閥，能延 長防爆閥的老化時間，能有效提高電池膽存期的耐漏液性能。電池60°C，90%濕度，考核40 天，采用1#-5#新結構的密封圈沒有出現漏液電池，而采用老結構密封圈的電池卻有18只出 現漏液。60天，1#-5#電池的漏液率都在3% W內，而采用老結構的密封圈的電池漏液率達到 了45%，遠高于新結構的密封圈。所W新結構的密封圈能有效提高電池膽存期的耐漏液性 能，從而使電池防漏液性能提高40%W上。新密封圈用于其它的堿性電池如LR20、LR4、LR03 等也有同等效果。
[0056] 結合運里披露的本實用新型的說明和實踐，本實用新型的其他實施例對于本領域 技術人員都是易于想到和理解的。說明和實施例僅被認為是示例性的，本實用新型的真正 范圍和主旨均由權利要求所限定。
【主權項】
1. 一種堿性電池密封圈，所述密封圈位于電池底蓋、中心柱和電池殼體之間，用于封閉 堿性電池，所述中心柱位于密封圈的中心位置，所述密封圈上布置有防爆閥； 所述防爆閥為密封圈上沿中心柱方向的薄弱溝槽， 所述薄弱溝槽開口于密封圈靠近電池底蓋的一側； 所述防爆閥均勻或非均勻地布置在密封圈上； 所述薄弱溝槽的形狀是"一"字形或"V"字形或"U"字形或?'字形。2. 如權利要求1所述的電池密封圈，所述薄弱溝槽橫為切面形狀為"V"形或"U"形的盲 孔。3. 如權利要求1所述的電池密封圈，所述防爆閥的數目為1一5。4. 如權利要求3所述的電池密封圈，所述防爆閥的數目為2-5。5. 如權利要求1所述的電池密封圈，所述密封圈在無薄弱溝槽位置的厚度范圍為 0.3mm一1.0mm，在有薄弱溝槽位置的厚度為0.05-0.25mm。6. 如權利要求5所述的電池密封圈，所述密封圈在無薄弱溝槽位置的厚度范圍為 0.4mm-0.8mm，在有薄弱溝槽位置的厚度為0.05-0.15mm。7. 如權利要求1所述的電池密封圈，所述密封圈的注塑材料選自：尼龍66、尼龍610、尼 龍612或PP。8. 如權利要求1所述的電池密封圈，所述密封圈的注塑溫度為200-320°C。9. 一種包含如權利要求1所述的電池密封圈的負極封口體，所述密封圈位于電池底蓋 和電池殼體之間，用于封閉堿性電池，所述負極封口體還包括電池殼體的開口部、電池負極 端、負極集流體。10. -種包含如權利要求1所述的電池密封圈的堿性電池，所述密封圈位于電池底蓋和 電池殼體之間，用于封閉堿性電池，所述堿性電池還包括：電池底蓋、電池鋼殼、電池隔離 層、電池負極集流體、電池正極、電池負極、電解液。
【文檔編號】H01M2/12GK205666264SQ201620358224
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年4月26日
【發明人】常海濤, 林建興, 嚴瑞興, 陳娟
【申請人】福建南平南孚電池有限公司