用于电化学电池的端盖密封组件制造技术

用于电化学电池例如碱性电池（８）的端盖密封组件（１０）包括也可起电池端子作用的端盖盘（４０）和也具有盘旋面的底部绝缘盘（２０）。盘旋状端盖盘（４０）具有存在至少一个孔口（４８）的向下延伸壁（４５），优选孔口（４８）面对周围环境。绝缘盘（２０）具有形成可断裂隔膜（２３）的向下延伸壁（２６），可断裂隔膜（２３）位于端盖的向下延伸壁的内表面之下并紧靠端盖的向下延伸壁的内表面。可断裂隔膜位于端盖的向下延伸壁（４５）的孔口（４８）之下并紧靠孔口（４８）。当电池内的气体压力超过预定水平时，可断裂隔膜（２３）经所述孔口（４８）挤出并断裂，气体直接逸出到环境中。分开的端子板（１２０）可焊接到盘旋面端盖（４０）的顶面部分上。膜叠层条件检验器（１５５）的导电层可与端子板（１２０）连接。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于密封电化学电池特别是碱性电池的端盖组件。本专利技术涉及端盖组件内的可断裂装置，它可使气体从电池内部逸出，并且本专利技术涉及端盖组件，它可给集成到电池标签中的条件检验器提供良好接触表面。传统电化学电池例如碱性电池由具有开口端的圆柱形外壳形成。在供给电池成分之后，通过在端盖组件上卷边外壳边缘来封闭电池，给电池提供密封。端盖组件包括外露的端盖板和通常是塑料的绝缘元件，端盖板起电池端子的作用，而塑料绝缘元件将端盖板与电池外壳绝缘。与各种电化学电池特别是碱性电池的设计有关的问题是随着电池连续在一定点之外放电，该点通常是完全耗尽电池有用容量的点周围，电池易于产生气体。电化学电池特别是碱性电池传统上在用于电池外壳的端盖组件内提供有可断裂的隔膜或薄膜。可断裂的隔膜或薄膜可形成在塑料绝缘元件内，例如U.S.专利3617386所述。该薄膜设计成当电池内的气体压力超过预定水平时可断裂。端盖组件可提供有排气孔，用于当隔膜或薄膜断裂时逸出气体。该参考文献公开的端盖组件利用了可断裂的薄膜之上的极大空间，这降低用于活性材料的电池内有用空间量。此外，该参考文献公开的端盖组件并未设计成可承受径向压力，当电池处于极热和极冷气候下易于泄漏。为提供紧密密封，现有技术公开了端盖组件，包括插在端盖板与例如塑料垫圈的绝缘元件之间的金属支撑盘，绝缘元件将金属支撑盘与电池外壳电绝缘。金属支撑盘可具有盘旋表面，如U.S.专利5532081或5080985所示，确保端盖组件在沿端盖组件卷边电池外壳边缘的期间可承受高径向压力。该支撑盘使得径向力得以保持。这导致端盖组件周围的一直紧密机械密封。此外，现有技术公开了可断裂的排气隔膜，作为绝缘元件的一部分整体形成在端盖组件内。该排气隔膜一般呈可断裂盘的形式，位于垂直电池纵向轴的平面上，如U.S.专利4537841所示。如该参考文献所示，可断裂盘状隔膜作为形成绝缘垫圈的一部分的薄部分整体形成。此外，如该参考文献所示，在可断裂盘之上有足够的自由空间，从而可干净地让盘断裂并使气体从中逸出。绝缘元件内的可断裂薄部分也呈圆形排气隔膜形式，在绝缘垫圈内整体形成，如U.S.专利5080985所公开。圆形隔膜形成绝缘垫圈的薄部分。该隔膜可具有槽状边缘，当电池内的气体压力超过预定值时，促进隔膜断裂。该可断裂的排气隔膜无论盘状或圆形或槽状薄部分形式，特征在于由较重、较厚结构的绝缘垫圈所支撑，紧密围绕可断裂隔膜部分。近来对电化学电池例如碱性电池的条件检验器已集成到电池的标签中，形成附着于电池外壳的标签/检验器组合。条件检验器一般是热色检验器，另一方面可以是附着于标签内表面的电色检验器、电化学检验器、库仑检验器或同等物。条件检验器在其中可具有导电层。当导电层的末端受压与电池端子接触时，导电层达到是电池电压函数的平衡温度。如果导电层变得足够热时，导致检验器的热色层外观改变，从而给观察者产生电池是强或弱的视觉指示。在U.S.专利5612151和5614333中描述采用了附着于电池外壳的热色型检验器的标签/检验器组合。当标签/检验器组合应用于传统的碱性电池时，导电层的一端必须持久与端子端盖电接触或手工加压与端盖电接触。在U.S.专利5614333中，示出了标签/检验器的实施例，其中手工加压导电层的一端以与端子端盖接触。通过具有孔口的电绝缘层将导电端与端子端盖分离。为激活检验器，通过将手指压力加在标签部分上，手工加压导电端经这些孔口与端子端盖接触。环作为分离件插在端子端盖的圆周边缘与电池外壳之间，提供接触平台用于从中引出的导电层或引线，如U.S.专利5491038所述。另一方面，利用导电粘合剂可将检验器的导电层一端持久与电池端子端盖固定，如U.S.专利5543246所述。1997年7月21日提出的常规已转让的U.S.专利申请No.08/897918公开了具有不均匀表面的端子端板，并具有与条件检验器的导电层连接的平面部分，条件检验器集成到电池标签中。因此，希望具有端盖组件，提供电池的紧密密封，即使电池曝露在极热和极冷气候下，其中端盖组件占据电池内的少量空间，从而附加的活性材料可加入电池中以增加容量。也希望具有可断裂的排气机构，排气机构占据电池内的少量空间，并可容易制备，从而在所希望的预定压力下发生排气。希望具有端子端盖，无论持久或手工接触，都希望其结构表面部分提供与标签/检验器组合的导电部分的良好电接触。本专利技术致力于电化学电池例如碱性电池，包括插入电池圆柱形外壳的开口端中的端盖密封组件。一方面，端盖组件包括端盖盘和位于端盖盘之下的绝缘盘元件(绝缘垫圈)。绝缘盘将端子端盖与电池外壳电绝缘。端盖盘由具有盘旋表面的单片金属结构组成。可曝露端盖盘，端盖盘起电池端子的作用。端盖盘具有向下延伸壁，它从端盖表面上的高点朝更接近电池内部的所述表面上的较低点向下延伸。绝缘盘具有盘旋表面。中心附近具有形成突起部的厚区，也具有向下延伸壁，它从绝缘盘表面上的高点朝更接近电池内部的所述表面上的较低点向下延伸。绝缘盘的向下延伸壁位于所述端子端盖的向下延伸壁的内表面部分之下，优选与之紧靠和接触。所述端盖盘的向下延伸壁具有至少一个孔口，绝缘盘的向下延伸壁部分形成紧靠端盖盘的孔口的可断裂隔膜。优选可断裂隔膜接触邻接孔口的端盖盘的内表面部分。可从电池外面观察到孔口和底层可断裂隔膜。当电池内的气体压力达到预定水平时，位于孔口下面的可断裂隔膜经孔口挤出并断裂，从而经所述孔口将气体直接释放到周边环境中。优选可断裂隔膜位于绝缘盘的向下延伸壁上。然而，可断裂隔膜也可位于绝缘盘表面的另一部分上，例如，在与电池纵向轴垂直或成任何其它角度的盘表面部分内，只要当隔膜断裂时，气体可顺利地从电池内部通到环境中。端盖盘具有凹下中心部分，优选具有中心孔口。优选端盖表面具有两个相对的弧形部分，在端盖盘的所述向下延伸壁的任一端上形成一对相对弧形肋。更接近绝缘盘中心的肋向外弯曲，即凸状，另一肋向内弯曲，即中凹。另一方面，端盖组件具有类似结构，但包括上述盘旋端盖盘之上的分离的端子板。端子板可焊接到所述盘旋端盖的表面部分。希望端子板具有平面环形部分，用于连接集成到电池标签中的条件检验器的导电层。在端子板的周边与电池外壳的周边之间具有绝缘衬垫。如上所述，盘旋端盖盘具有向下延伸壁，其具有至少一个孔口，而绝缘盘具有至少一个紧靠端盖盘的向下延伸壁内表面部分的向下延伸壁。绝缘盘的向下延伸壁部分形成紧靠端盖盘的孔口的可断裂隔膜。优选可断裂隔膜与邻接孔口的端盖盘的内表面部分接触。当电池内的气体压力达到预定水平时，位于孔口下面的可断裂隔膜经孔口挤出并断裂，从而经所述孔口将气体直接释放到周边环境中。优选可断裂隔膜位于绝缘盘的向下延伸壁上。然而，可断裂隔膜也可位于绝缘盘表面的另一部分上，例如，在与电池纵向轴垂直或成任何其它角度的盘表面部分内，只要当隔膜断裂时，气体可顺利地从电池内部通到环境中。参考附图，将更好地理解本专利技术，其中附图说明图1是本专利技术的端盖组件的截面透视图。图2是表示端盖组件的部件的优选实施例的分解图。图3是含有本专利技术的端盖组件的碱性电池的横截面图。图4是本专利技术的端盖组件的另一实施例的横截面图。图1说明了本专利技术的端盖组件10的优选结构。图3说明了集成到碱性电池8中的端盖组件10的特定实施例。端盖本文档来自技高网...

【技术保护点】
电化学电池，具有开口端的圆柱体外壳和用于封闭所述外壳的插在其中的端盖组件，所述电池具有正和负极端，所述端盖组件包括端盖和电绝缘密封元件，所述密封元件具有通过其中的延长的导电集电体，集电体与端盖电接触，所述绝缘密封元件将端盖与所述外壳电绝缘，而在所述端盖的周边边缘上卷边所述外壳的边缘，沿卷边线形成电池肩部，改进包括： 端盖组件，包括端盖和绝缘密封元件，当垂直位置观察绝缘元件时，绝缘密封元件位于所述端盖下面，端盖组件在顶面，其中绝缘元件将端盖与电池外壳电绝缘；所述端盖由单片金属结构的盘组成，单片金属结构具有盘旋状表面和经其表面的至少一个孔口；所述绝缘元件包括具有盘旋状表面的绝缘盘，其中当垂直位置观察绝缘元件时，表面部分位于所述端盖盘的所述孔口下面，端盖组件在顶面，位于所述孔口下面的所述绝缘盘的所述部分形成可断裂隔膜，从而当电池内的气体压力达到预定水平时，所述可断裂隔膜穿过所述孔口并断裂，从而经所述孔口将气体直接释放到周围环境中。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：肖恩A萨基恩特，威廉H加德纳，约翰希森，
申请(专利权)人：杜拉塞尔公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]