[发明专利]电池外壳的密封方法

说明书

本发明一般地涉及电池外壳的密封方法。

电池通常用作电源。电池包含通常称为阳极的负极，和通常称为阴极的正极。阳极带可氧化反应的活性物质，阴极含有或消耗可被还原的活性物质。阳极活性物质可还原阴极活性物质。为防止阳极物质与阴极物质的直接反应，在阳极与阴极之间利用隔板实现电隔离。

在诸如蜂窝式电话的设备采用电池作电源时，阳极与阴极形成电接触，使电子通过该设备流动，并分别发生氧化反应和还原反应，从而提供电能。与阳极和阴极接触的电解液包含离子，它们流过电极间的隔板，维持电池在放电中的电荷平衡。

在一个金属-空气式电化学电池中，氧在阴极上还原，而金属在阳极上氧化。通过电池外壳上开设的一个或多个气孔，电池外的大气给阴极提供氧气。

通过将阴极、隔板以及阳极插入电池外壳内，来组装圆柱型金属-空气式电池。然后密封外壳端部。在密封过程中，需要对外壳施加作用力来密封端部。如果该作用力传到阴极，则会导致阴极变形。如果发生这种现象，有时会造成电解液从电池内漏出。

本发明的特征在于对阴极的损伤降低到最小的电池外壳密封方法。本发明的特征还在于，使用该方法制造电池。

根据本发明的一个方面，本发明的特征在于，一种密封电池外壳端部的方法。该方法包括：(a)在靠近外壳端部的外壳壁上设置多个支撑(support)；(b)在外壳端部与支撑之间的位置对外壳壁刻槽(score)；(c)将顶部组件插入外壳内使该顶部组件接触支撑；以及(d)在顶部组件之上对外壳边缘进行卷边。例如，通过半剪切、切割或模锻部分外壳壁，成型该支撑。

该支撑提供平坦平面，或称“架位”，它可以防止顶部组件被压入外壳内太深以致接触阴极顶端。顶部组件最好不压着阴极，因为如果发生这种情况，阴极会发生弯曲。阴极一旦弯曲或变形，电池有时会泄漏电解液。

根据本发明的另一个方面，本发明的特征在于，一种具有正端和负端的金属-空气式电池，该金属-空气式电池包括：(a)外壳，具有多个包括叶片的隔栅，其中至少3个隔栅的端部靠近电池端部；(b)阳极；(c)阴极；(d)隔板，设在阳极与阴极之间；以及(e)顶部组件，与外壳壁上的多个支撑接触。

在该电池中，隔栅增强阴极表面的空气循环；而支撑使对阴极损伤降低到最小。没有这些支撑，顶部组件就可能落位不当，进而导致损伤阴极和/或在储存与使用期间电池泄漏电解液。

“靠近”一词，此处指部件上某个位置相对于该部件上的某个给定点的距离在该部件总长度的20％以内，最好在10％或5％以内。位于“靠近”长度为10cm的外壳端部的零件就是在距离该端部2cm以内，最好距离该端部1cm或0.5cm以内。

“顶部组件”一词，此处指金属-空气式电池的任何一个部件，它包括可容纳阴极的空腔、可形成电池外壳端部的端帽、集电器以及用于连接电池外壳壁上的支撑的装置。

根据对本发明优选实施例所做的说明以及根据权利要求，本发明的其他特征和优点将变得更加明显。

图1a和1b示出具有半剪切支撑的电池外壳剖视图。

图2a和2b示出具有模锻支撑的电池外壳壁的剖视图。

图3示出包括6个支撑的电池外壳的剖视图。

图4示出隔栅的透视图。

图5示出具有隔栅的电池外壳的剖视图。

图6示出具有6排隔栅的电池外壳的剖视图。

图7a和7b示出具有刻槽壁的电池外壳的剖视图。

图8a-e示出电池顶部组件的各部件的剖视图。

图9a-c示出电池外壳剖视图。

本发明特征在于，在对电池阴极损伤最小的情况下密封电池端部的方法。

例如，可以利用如下过程制备本发明外壳。从镀镍冷轧钢板上切割圆盘，再将它们深拉成要求形状、尺寸的外壳(例如AAAA，AAA，AA，C或D型电池的圆柱型外壳)。

对外壳进行机加工以对电池顶部组件提供支撑。例如，如图1a所示，在外壳壁4靠近外壳负端部6的位置冲压出半剪切表面或切割表面2。图1b是半剪切表面的放大图。凸出到型腔(can)内的半剪切表面提供放置顶部组件的架位。该表面可以防止将顶部组件推入电池型腔内太多。对于AAA型电池外壳，支撑可以位于距离成品密封外壳端部5.5mm的位置(即距离端帽表面5.5mm)。

另一方面，还可以对型腔进行模锻(swage)以提供模锻部分10，如图2a所示。模锻部分即型腔内的凹部，可防止顶部组件被推入外壳内太多。如图2b所示，如果型腔被模锻，则可以进行二次锐化处理，以形成锐角状架位11。