[发明专利]电池端盖

说明书

本发明涉及电池及其端盖。

碱性电池的典型结构如图1和2所示。具体来说，碱电池10包括一个钢质外壳15，形状为圆筒状，一端敞开。沿钢壳15的外表面有一个镀金属塑料薄膜标签(未示)，但壳体15两端没有。在钢壳15的封闭端14是一个正极盖17，最好由电镀钢片来做。

绕钢壳15的内侧面是阴极，最好由二氧化锰，石墨，溶于去离子水的氢氧化钾溶液，和TEFLON(商标)溶液的的混合物制成。阴极的内表面有一个隔离层30，最好是用无纺布做的，以防电池内任何固体颗粒的迁移。隔离层30内部是由氢氧化钾构成的电解液。

电解液内部与电流收集极60(可由黄钢制成)相接触的是一个阳极50，它最好由锌粉，凝胶剂和其它一些添加剂制成。电流收集极60与一个铜铆钉70相接触，铆钉穿过钢壳15敞开端的一个尼龙密封垫71，以防止钢壳15中的反应物质泄漏。尼龙密封垫71同金属垫片72和电池内盖74接触，内盖最好用钢做。负极盖75(最好用电镀钢片做)与电池内盖74和黄铜铆钉75相接触。铆钉70通过尼龙密封垫71的孔与电流收集极60接触。负极盖75通过尼龙密封垫71与钢壳15电绝缘。

正极盖17中央有一个凸起的小块18，用作电池的正接触端子。如图1所示，正极盖17的直径基本上与圆筒钢壳15的直径相等。正极盖17沿周边与钢壳15的封闭端14相接触。由于电池在贮存和使用中可能会膨胀，而正极盖17是坚固不易弯曲的，因此在正极盖17内表面的和封闭端14外表面之间要有约0.022英寸(0.56mm)的间隙，以容许这种膨胀发生。正极盖17可以在将阴极塞进去以后用焊接片42固牢在壳体上。

如图2所示，正极盖17还包含一个沿周边向外突起的加强筋16。在目前的一种结构中，这个加强筋从外壳15封闭端14的外表面突出0.042英寸(1.07mm)多一点。此外，在该结构中，正接触端子18的外表面从加强筋16的外表面再延伸0.090英寸(2.3mm)。

设计碱电池时，一个主要目标是增加电池的使用效能。所谓使用效能，是指电池在一定负荷下放电至它不能再去原来打算的场合下使用的特定电压这一段时间长度。增加使用效能的一个可行途径是增大电池的内部体积，以增加电池内的反应材料量。但是电池在商业上的外形尺寸是固定的，这就限制了电池内反应材料量的增加。例如，从正极接触端子18的端部至负极盖75外表面的电池长度，以及形成正极接触端子18的凸起高度，都有标准规定。

为了去保持电池外形尺寸的条件下，把更多的反应材料装入电池内，原来碱电池的钢标签和绝缘纸筒一般都已被更薄的涂金属塑料薄膜所代替。因而钢外壳可以增大以提供更大的内部体积。改用更薄的塑料薄膜标签后，典型的碱电池的使用效能增加了很多。

另一种用来增加电池使用效能的途径是更好地利用电极材料。这是在Wendi Swierbut等人的美国专利US-A-5,501,924中采用的方法，他们采用二氧化锡作为阴极的添加剂。

尽管电池使用效能在过去有所增加，寻找新的增加使用效能的方法仍然是电池设计者的主要目标。

现在我们惊奇地发现，通过减小壳体封闭端的端盖直径，可以改善碱电池的使用效能。这样可以减小盖和壳体之间的间隙，从而进一步增加电池的内部体积。

因此，首先本发明提供一种电化学电池，它包括具有一个敞开端和一个封闭端的外壳，一个位于封闭端的接触端子；这种电池的特征在于所述端子只盖住外壳封闭端的一部分。

其次，本发明提供一种电化学电池圆筒形外壳封闭端的组合式端盖，其导电接触端子的直径比圆外壳的直径小得多。建议采用一种柔性盘状标签来盖住外壳封闭端未被接触端子盖住的那部分表面。

通过采用较小的接触端子或盖，在普通结构中用来让电池膨胀的、处于正极盖17和外壳15封闭端14之间的间隙19(参见图1)基本上可以不要。因此，外壳的长度可以增加而不会超出电池总长应满足的标准。另外，正极盖上的加强筋也可以取消，以进一步增大电池内部体积，而同时保持正极接触端子能突出0.09英寸(2.3mm)的距离。

一般而言，本发明的电池包括一个圆筒形外壳，它至少包含一个阳极和一个阴极，且具有一个敞开端和一个封闭端。通常一个第一接触端子装在圆筒外壳的敞开端内并与外壳绝缘，而一个突出的第二接触端子安置得与圆筒外壳封闭端作电接触。在本发明中，此第二接触端子来将圆筒外壳封闭端的外表面全部盖住。

下面是本发明的一些优选实施例。其中的一种电化学电池包括：

一个圆筒外壳，它包含至少一个阳极和一个阴极，且有一个敞开端和一个封闭端；