[发明专利]将阳极帽超声波密封到电化学电池衬圈上的方法

说明书

发明领域

本发明涉及盖如电化学电池的阳极帽用超声波设备密封到衬圈上，得到特别适合于密封容器如电化学电池用容器的盖-衬圈组合件。

发明背景

电子设备的小型化需要有小型且强力的电化学电池。已知使用碱性电解质的电池每单位体积有高的能量密度，所以特别适合用于小型电子设备，如助听器、钟表和计算器。但是，碱性电解质如氢氧化钾和氢氧化钠水溶液易于润湿金属表面，并已知它们易于通过电化学电池的密封金属界面渗漏。如此的渗漏使电解质溶液从电池中损耗掉，并且还可使腐蚀性沉积物在电池表面出现，因而有损于电池的外观和销售性。这些腐蚀性盐也可损坏放有电池的设备。存在这一问题的代表性电池体系包括氧化银-锌电池、镍-镉电池、空气去极化电池和碱性二氧化锰电池。

使用电解质的电池中，如果电解质从电池中漏出，那么在原电池中使用的许多种液体电解质都会在电池的外表面上形成腐蚀性盐沉积物。这样的腐蚀性沉积物有损于电池的外观和销售性。这些腐蚀性沉积物还可损坏放有电池的电子设备以及缩短电池寿命。所以，将这样的原电池密封以防止电解质渗漏。

在先有技术中，传统的方法是在电池容器和盖之间加绝缘衬圈，以便使电池密封。通常，衬圈必须由对装在电池中的电解质和电池环境是隋性的材料制成。另外，衬圈必须是柔软的，在密封压力下抗冷流动以及保持其特性，以便确保在长期贮存过程中完全密封。已发现对于大多数应用来说，许多材料如尼龙、聚丙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物和高密度聚乙烯都适合作衬圈材料。通常，绝缘衬圈呈“J”形结构，伸长的盖壁插入其中，以致当完全挤压时，衬圈的底部对容器壁的底部形成“U”形密封。为了更好地确保良好的密封，通常将密封剂沉积在“J”形密封中，以致当盖插入衬圈时，伸长的盖壁的棱边将置于密封剂中，然后当进行完全挤压时，衬圈将对伸长的盖壁的底部产生压缩。因此密封剂将进一步对盖-衬圈组合件密封。另外，密封剂还起缝隙填充剂的作用，以弥补衬圈和盖部件制造差异。有可能衬圈和盖的理想部件尺寸的偏差可使有效的电池材料和/或电解质堵在盖壁棱边和密封剂之间。这就可能使电池渗漏。因此，因为衬圈-盖组合件各部件难以按精确的技术规格制造，以及难以将密封剂连续准确涂到衬圈上，所以组装好的电池总是有可能会渗漏。小型电池特别是这样。

本发明的一个目的是提供一种生产良好的电化学电池的衬圈-盖密封组合件的方法。

本发明的另一目的是提供一种用超声波设备生产良好的电化学电池如碱性电池的衬圈-盖密封组合件的方法。

本发明的另一目的是提供一种用超声波设备生产碱性电池的衬圈-盖密封组合件的有效且低成本方法。

本发明上述的目的以及另外一些目的从以下的说明和附图将变得十分明显。

发明内容

本发明涉及一种用超声波方法将盖密封法在衬圈上的方法，该法包括以下步骤：

(a)制得可压缩的衬圈，它有其一端有向内伸长的突边的管状壁；

(b)制得有向下伸长的壁的盖，有底部棱边；

(c)将所述的盖插到所述的衬圈中，以致盖壁的底部棱边与衬圈的突边接触；以及

(d)用超声波方法强制使盖进入衬圈的突边中，一直到衬圈壁的突边和底部对盖壁的底部形成U形包封。

用于本文中的术语管状的指圆形，椭圆形，正方形、长方形或任何多边形管状壁。

超过能听度的频率弹性波称为超声波。这些超声波通常用石英晶体振荡器产生，它用于产生200-30千周/秒或更高范围的频率。这些超声波可用来对物体产生稳定的作用力。这种力在本发明中用于使伸长的盖壁插入到衬圈的突边中，在衬圈和盖的底壁之间产生极好的密封。施加的使盖壁的底部插入衬圈突边的力必须足以使衬圈对盖壁的底部形成“U”形密封。因此，超声焊接器的设定必须视盖的材料和衬圈的组成来调节。一旦选定了这些数据，就可用传统的超声焊接器使盖的底壁插入衬圈的突边中。