[发明专利]具有偏离中心的C形排气孔的电池壳体

说明书

背景技术

本发明涉及一种电化学电池(电池组)，和更具体地说，涉及一种在电池 容器内形成的在压力过大时释放压力的压力释放排气装置的碱性电化学电 池。

碱性电化学电池使用的容器典型地采用圆柱形钢壳形式，具有封闭的底 端、开口的顶端以及在顶端和底端之间延伸的圆柱形侧壁。壳内容纳有正电 极，也称为阴极，典型地包括二氧化锰。壳内部还容纳有负电极，也常为阳 极，典型地包括锌。在柱式电池结构中，阴极可模压为环状或冲击模压至钢 壳的内侧表面上，而阳极通常置于壳的中心。隔膜介于阳极和阴极之间，碱 性电解质溶液与阳极、阴极和隔膜接触。导电集流体插入阳极活性物质中。 集流体和封口部件，典型地包括环形聚合物密封垫、金属内盖、集流体以及 外盖，将钢壳的开口端闭合以密封钢壳。

传统的碱性电化学电池通常通过将集流体和具有环形聚合物(如：尼龙) 封口部件以及密封垫放入钢壳的开口端，将壳的上端在密封垫的外周上向内 卷边成辐射状褶皱以将密封垫紧压到壳上，密封得到封闭壳。电化学活性物 质，如锌，可能产生氢气和其他的气体。由于壳密封封闭，密闭壳内高压气 体的过多累积将导致电池和/或使用电池的设备损坏。这样，需要提供一种有 控制的减压部件，可从电池内释放高压气体，防止受压气体达到过高压力引 起电池卷边失效，从而释放出过多的电解质溶液和微粒物质。

从电化学电池中释放出过多受压气体的一种常用方法包括在集流体和封口 部件的聚合物环形密封垫上形成压力释放排气装置，当电池密封体内压力过高 时，压力释放排气装置破裂。一个实例为美国专利No.5667912公开了作为聚合 物环形密封垫上薄的部分而形成的压力释放排气装置，当压力超过预定压力限 值时，压力释放排气装置破裂。传统的在密封结构中采用压力释放排气装置的 方法需要的部件占用了电池壳内相当大的可用体积。导致可供给电化学活性物 质的空间减小，进而限制了电池工作寿命容量。

为了减小集流体和封口部件所占的体积，设想在金属壳的底端壳壁上形成 压力释放排气装置装置，并用正电极接触端子覆盖压力释放排气装置。美国专 利No.6620543和美国专利申请No.2004/0157115A1公开了在电池壳的密封底部 提供压力释放排气装置和接触端子的实例。此处引入公开文本 No.2004/0157115A1全部内容作为参考。按照这些方法，形成作为金属壳底部壁 上厚度减小槽的压力释放排气装置大致位于壳封闭端的底部中心位置，呈一个 或两个半圆形C形。当内部压力超过预定限值(相对于外部大气压力)，压力释放 排气装置破裂，将电池壳内压力向外部大气释放。在一些情况下，前述C形口 需要薄的铸造厚度，如2.0密耳，以获得适宜的排放压力。这样的薄壁压力释放 排气装置在生产(如冲压法)中对压力敏感，因此可能不适于一些电池。

此外，焊接到传统电池壳的密封底部是正电极接触端子或盖，其中盖包括 向外突出的小块，其具有焊接到壳底部封闭端的从外周凸缘延伸的直立的壁。 典型的，外周凸缘通过三个均衡的焊点点焊到钢壳上，焊点彼此之间等距，如 间隔120°分布。在一些建议的电池中，正电极接触端子被期望允许气体从接触 端子外周凸缘和底部端壳壁之间的邻近焊缝之间排出。但是，由于壳鼓胀和鼓 胀导致的底部壳壁弯曲，进一步地由于经过改进的低剖面轮廓壁和均衡分布(如 120°)的相邻焊点，叠置的盖的外周凸缘可能在底部壳壁上形成密封，阻碍适时 向外部环境排出气体。这样，多余气体的适时释放可能被抑制，导致可能卷边 褶皱松开。

据此，期望提供一种形成在电池外壳内部的有效的压力释放排气装置的电 化学电池。进一步，期望提供一种电池壳，其排出多余气体并且适时地允许向 外部环境有效的排出多余气体。

发明内容