[发明专利]具有十字形孔和盖体的电池容器

说明书

【背景技术】

本发明大体上涉及电化学电池(电池)，尤其涉及电池容器内形成有卸压 排气孔以在过度压力下能有效排气的碱性电化学电池。

碱性电化学电池使用的容器的通常形式是具有封闭底端、开放顶端以及 在顶端和底端之间延伸的圆柱侧壁的圆柱形钢罐。罐内设有正电极，也被称 为阴极，典型的包括有二氧化锰。罐内还设有负电极，也被称为阳极，典型 的包括有锌。在线轴型电池结构中，阴极可能是通过瓶颈模或冲压成型紧靠 于钢罐内表面，而阳极通常置于罐内的中央。隔板位于阳极和阴极之间，且 碱性电解质溶液与阳极、阴极和隔板接触。传导集电器插入于阳极活性物质 内。集电器和密封组件，典型的包括有环状聚合物密封体、内金属盖体、集 电器和外盖体，为钢罐的开放顶端提供封闭以密封钢罐。

常规的碱性电化学电池通常是通过将具有环状聚合物(例如尼龙)的集 电器和密封组件置于钢罐的开放端，并将罐的较高端沿径向向内卷曲并越过 密封体的外围从而压紧密封体抵靠于罐上的方式密封。电化学活性物质，如 锌，可能会产生氢气和其它气体。随着密封罐的封闭，密封罐内高压气体的 过度累积可能导致电池和/或使用该电池的设备毁坏。因此，需要提供一种可 控制的排气装置，将罐内的高压气体排出以防止加压气体达到过度水平而导 致罐伸平并释放过多的电解质溶液和颗粒物质。

排出电化学电池内过多加压气体的常见方法包括有利用形成于集电器和 密封组件的环状聚合物密封体上的排气孔，当其承受电池密封空间内的过度 压力时会破裂。专利号为5,667,912的美国专利揭示了一种排气孔为形成于 环状聚合物密封体内的薄的部分的例子，当压力超过预定的压力极限时排气 孔会破裂。这种利用密封结构中排气孔的常规做法要求的组件通常会占用电 池罐内大量的可用容积。这样的结果是可用于电化学学活性物质的空间更少， 如此将限制电池的使用寿命。

为了尽量减少集电器和密封组件占用的空间，有人建议在金属罐封闭的 底壁设置卸压排气孔装置，并用正极接触端子覆盖排气孔。专利号为 6,620,543的美国专利和公开号为2004/0157115 A1的美国专利申请揭示了设 置在电池罐封闭的底壁的排气孔和接触端子的例子，整个的揭示内容在此并 入以供参考。根据这些方法，作为金属罐底壁的厚度缩减槽形式的卸压排气 孔被加工成一般以罐封闭底端的中央位置为中心的一个或两个半圆的C形 状。当内部的压力超过预定的极限(相对于外部大气压力)，排气孔破裂以将 电池罐内部的压力释放到外部大气中。前面提到的C形排气孔在某些情况下 可能要求模压成薄的厚度，如2.0密耳(mil)，以产生可接受的排气压力。这 样的薄排气孔可能容易受损，例如在电池制造过程中(如冲压成型)，因此可 能为某些电池所不能接受。

典型的，焊接到常规电池罐封闭底壁上的是正极接触端子或包括有向外 突出的片体的盖体，该片体具有自焊接于罐封闭底壁的外围凸缘延伸的竖直 壁。按照惯例，外围凸缘通过3个对称焊点焊于钢罐，3个焊点彼此相隔同 样的距离，即按顺序以一百二十度(120°)的角度排列。在一些提及的电池 中，正极接触端子应该允许气体在接触端子的外围凸缘和两相邻焊点间的罐 的底壁之间排出。然而，由于罐的膨胀及由此产生的底壁的弯曲，以及进一 步由于改进的底侧壁和相邻焊点(如120°)的对称排布，叠加盖体的外围凸 缘可能紧靠于罐的底壁形成密封并且阻止向外部环境适当排气。因此，过多 气体的适当排出可能会受到抑制而导致卷曲的解除。

因此，需要提供一种具有形成于电池罐内的有效排气孔的电化学电池。 更需要提供一种能排出过多的气体并具有使过多的气体有效地释放到外部环 境的盖体的电池罐。

【发明内容】

本发明改进电化学电池的防护设施，电化学电池具有形成于电池容器的 封闭底壁上的增压排气孔，能够允许使用外形不引人注目的密封组件并实现 从容器的封闭端壁有效排气。要实现这一点及其它益处，依照本发明所体现 和说明的意图，本发明提供一种电化学电池，其包括容器，所述容器具有第 一端、第二端、延伸于所述第一端和第二端之间的侧壁及延伸于所述第一端 上的端壁。所述电池具有正极、负极和碱性电解质溶液，所述三者皆设于所 述容器内。所述电池还包括卸压排气孔，其具有形成于容器端壁的厚度缩减 的槽。所述厚度缩减的槽具有至少5个自中央位置辐射延伸出的片段。