碱性电池的高压密封装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于圆柱形碱性电池的密封装置，包括一金属支承件，它有一位于其外缘的环形弹簧，弹簧处于径向卷边产生的压缩下，弹簧适于扩张或收缩，由此在热交替的期间保持一个密封。还包括一个塑料密封圈，具有一个在很高的压力下打开的环形排气部分，由此，所述密封件对于含少量或不含汞而能产生一个高内压的碱性电池是特别有用的。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种适于封闭电化电池壳开口端的密封装置，更具体地说，本专利技术涉及用于能产生高内压的圆柱形碱性电池，例如具有含有少量汞或不含汞的锌阳极的电池的密封装置。一些圆柱形碱性电池的密封是通过将一个密封装置(例如美国专利4，670，362所图示和描述的)置于恰恰低于电池壳上开口端所形成的沿口上，使壳体上开口端向内卷边，位于密封装置外周边上面，将其压靠在沿口上。将一个密封装置径向卷边定位是与上述的沿口卷边方法不同的另一方案，它通常产生一个更紧的密封，在这个卷边方法中，在开口端的电池壳壁的一部分被扩张了。一个密封件紧密地装在扩张的开口中，密封件包括一个金属圆盘，它装在一个塑料密封圈的环形外壁内。使扩张的壳体部分恢复至其原始的尺寸，借此，一个径向力使金属圆盘咬入密封圈壁，美国专利3，069，489公开了一种类似于上述装置的径向卷边密封装置。该专利描述了其塑料密封圈必须由一种具有好的冷流特性的材料制成，以致在规定时间之外塑料材料由于压力而流出密封区的量能减至最少，该专利描述了其密封装置能保持其完整性超过几个月。然而，今天碱性电池必须保持其严密的密封多达五年。于是，径向卷边密封装置带来的一个问题是即使用了具有好的低流动性的材料，经过一个长时间之后，仍有一些流动发生，使密封的有效性降低了。大多数碱性电池也具有一个用于在予定压力下打开的排气口。如果排气口不能打开，也有一些高于排气口压力的压力，能使密封装置从电池壳体中移位出来，这被称之为“反卷边压力”，大多数电池被设计成使反卷边压力足够地大于排气口压力，以确保排气口最先打开。在有低的汞含量的电池中，能遇到比在当前的商业电池中高的多的内压。于是，对于低汞含量电池的设计不仅要有一个能用于高内压的排气口，而且要有能维持一个甚至更高压力的卷边设计。本专利技术的一个目的是提供一种用于径向卷边电池的可靠的密封装置，它甚至能在温度升降之后而维持一个高的内压。在一个推荐实施例中，将密封装置予组装，提供一个在组装电池时能作为一个单个元件装卸的整体部件。一个整体密封装置具有许多尚未提及的优点。例如，在该元件卷边定位后，不需加附加的加工步骤，于是，一旦形成了密封，就不会使其受到破坏。另一个优点是能在集电器和凸台之间得到一个更好的密封。根据本专利技术，能在集电器和凸台之间形成密封而不会使任何电解液被封闭在其之间，而这一问题当一个钉子型集电器插入一个密封定位的塑料密封圈时是可能发生的。任何以上述方式被封闭的电解液加强了来自电池内的电解液的毛细作用而导致泄漏。下面参照附图对本专利技术的其他目的和特征作更充分的描述，其中附图说明图1是电池壳体的侧视图;图2是根据本专利技术的整体密封装置的剖视图;图3是根据本专利技术的金属支承件的顶视图;图3A是图2中所示金属支承件沿A-A线的剖视图;图3B是图3A的剖面图的放大部分;图4是塑料密封圈的顶视图;图4A是图4所示塑料密封圈沿A-A线的剖视图;图4B是图4A包含在圆圈部分的剖面部分的放大视图;图4C是穿过具有相邻于凸台的排气膜片的塑料密封圈的一个实施例的中间部分的剖视图;图5是铆钉型集电器的剖视图;图6是通过具有钉子型集电器的整体密封装置中间部分的剖视图;图7是一个输出端件的顶视图;图7A是图7中输出端件沿A-A线的剖视图;图8是按本专利技术制造的电化电池的剖视图;图9是显示了另一实施例的密封装置组件的剖视图。现在参见图1，圆柱电池壳10具有一圆柱形壁12，它有一封闭端14和一位于其上部开口端16的扩张(或台阶)部分18。对于“AA”型电池来说，扩张部分18的直径比主壳体直径大约大0.02英寸。对于比“AA”更大的电池型号，例如“C”或“D”型电池，其扩张部分比主壳体直径大约大0.03英吋，对于更大的电池型号，例如“C”和“D”型电池，壳体10的壁厚最好是大约0.012英吋，而对于更小的电池型号，例如“AA”和“AAA”型电池，壁厚最好是大约0.01英吋，壳体10能用适当的材料制造，例如冷轧钢，不锈钢，和镀镍冷轧钢。扩张部分18的高度应足够，以致上端22能被弯折处于密封件周边之上。示于图2～8中的本专利技术的实施例是用于更大的电池型号，例如“C”或“D”型电池的较小电池型号，例如“AA”和更小的型号，只要求稍作变化，如下面参照图9所描述的。现在参照图2，整体密封装置组件24包括一个塑料密封圈30和一个金属支承件40，它们通过一个铆钉型集电器50被紧紧地固定在一起;和一个或者直接的，或者如图所示通过与金属支承件40直接接触而间接与集电器50作电气接触的负极端盖60，通过使密封圈30的上外壁39向内弯折处于端盖60周边之上而将端盖60固定在组件中。现在参见图3和图3A，金属支承件40包括一个中间圆盘部分41，它具有一在其中央形成的圆形凹下部分42和一个在中间定位的孔43，凹下部分42直径不大于圆盘部分直径的一半，凹下部分42用于加强金属支承件40，特别是在径向卷边时防止中间圆盘部分41向外偏斜。在一个推荐实施例中，一个向外延伸的环状U形槽45与中央圆盘部分41的外缘相连。槽45起一个弹簧的作用，当形成一个径向的卷边时，能使其部分地压缩。于是，当组装好的电池经受热变化时，槽45能进一步扩张或压缩，借此，在所有时间里保持一个朝外的密封压力。“U”形槽45由一内壁46和一外壁47构成。一个径向突缘48从外壁47上部向外延伸。在一个卷了边的电池中，由密封圈30的挤压在径向突缘48和壳体10部分18之间的部分而产生一个密封。最好突缘48的直径小于卷边电池的内径，以致于支承件不会切入密封圈30的插入部分。如图3B所示，“U”形槽45有一个实际半径“b”，如果“U”形槽比图示的更窄和更深，它将更容易产生永久变形，形成于腿部46和中央圆盘部分41之间的角度“a”最好在大约100°至115°之间，当施加一个朝内的径向压力时，这样的角度允许裙部44和槽内壁46向内运动，并有助于防止卷边时中央圆盘部分41向上弯曲。使槽45的深度保持在金属支承件40高度的大约一半有助于裙部44的向内运动。然而，槽的其他形状，和裙部与圆盘部分之间的其他角度也在本专利技术的范围之中，它们能提供类似的密封特性。在一个推荐实施例中，金属支承件40由厚度大约为0.02英吋的镀镍冷轧钢制造，其他合适的材料包括冷轧钢，热轧钢，不锈钢，钢合金和铜铍合金，金属支承件40最好具有一个装置，例如孔49，用于当电池排气时释放逸出的气体(下面要进一步讨论)。现在参见图4和4A，说明密封圈30的细节。图4A显示了图4中圆形塑料密封圈30沿A-A线的剖视图，密封圈30包括一个中央圆盘形部分31和在圆盘部分31中央的一个轴向延伸凸台32，凸台32有一穿过该处的轴向孔25。具有一个倒角26便于一个集电器穿过孔25插入，一个“U”形环槽33与圆盘部分31相连，槽33包括一内壁34，一外壁35和一底壁35，由此使内壁34上边缘与中央圆盘部分31的周边相连。槽33的特定形状要依据金属支承件40的槽45的形状而定，因为在组装的密封装置(看图2)中，槽45要装配在槽33中。一个朝外的台肩28与槽33外壁35的上边缘相连，一个向上延伸的周壁37与台肩28的最外部分相连。周壁37包括一个上部39和一下部38。台肩28的外径接近等于，或略小于壳体10的台阶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电化电池壳开口端的绝缘密封装置，包括：　　一个圆形塑料密封圈，具有一个上表面，一个下表面，一个在其边缘的向上延伸的周壁，和一个轴向孔，其中所述密封圈的直径应使其能紧密地配合在电池壳的开口端里：　　一个金属支承件，具有一个中央圆盘部分，位于元件周边的弹簧装置，一个轴向孔，和位于所述圆盘部分的加强装置，当所述弹簧处于朝向的径向施加的压力下时，所述加强装置适于阻止支承件中部向上运动；其中，所述金属支承件装在所述密封圈周壁之中，并与之同轴。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：马里安维塞克，罗伯特A约波罗，罗伯特J贝恩，伯里斯法尔苏克，彼特J波普，万斯R施帕德，
申请(专利权)人：杜拉塞尔公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]