[发明专利]棱柱形电化学电池与电池组

说明书

发明背景

本发明一般地涉及电化学电池与电池组，具体地说，涉及电化学电池与在矩形机壳电池组中的多电池组件。

传统的碱性电池组一般采用圆柱形电池，各圆柱形电池一般具有分别在其两端配备了正极盖与负极盖的钢壳。此圆柱形电池通常包括最好由二氧化锰、石墨、氢氧化钾溶液、去离子水与TEFLON溶液形成的阴极，此阴极环绕柱形钢壳的内周面形成。围绕此阴极的内表面通常设置一杯形分隔件。阳极典型地由锌粉、胶凝剂和其他的添加剂形成，由电解质溶液分配到上述分隔件内。

标准的碱性电池有市售的产品，可用来提供的约1．5伏的开路电压。当需要较高的电压时，一般的作法是，组合多个电池形成具有所需电压的电池组。这时，通常是将多个电池装放到一容器中并加以串联，以其外部接线端接附到容器上而与此串联电池组相接触。普遍用于火烟探测器和便携式电子装置的标准矩形机壳的9V电池组，具体包括六个串联的1．5伏电池。矩形电池组的一例是采用相互平行配置的两组各三个圆柱形电池，如在美国专利No．4，959，280中以“电池组”为题所公开的，该项专利的内容已综合于此供参考。还知道可将六个1．5V圆柱形电池相互并联排成2×3阵列。但是，应用多个设于矩形容器内的平行配置的圆柱形电池会在相邻电池之间以及各个电池与电池组容器内壁之间形成未被利用的空间。

设计碱性电池组的主要目的在于提高电池的使用性能。使用性能是指电池在一定负载下放到电池不能再用于其预定目的单位电压时的时间。市售的碱性电池与电池组通常具有为工业标准规定的外部尺寸，因而限制了在一定电池内增加活化材料量的能力同时限制了在多电池的电池组内可资利用的容积。为此，需要探寻新路来提高使用性能，而这仍然是电池与电池组设计的主要目的。

发明概述

本发明通过为电池提供棱柱形的外壳，最好是矩形构型的外壳，且具有圆柱形端部，而改进了电池和矩形机壳的多电池电池组的性能。为了达到所述改进性能和取得其他优点的目的，同时依据本发明的在此具体化和描述的目标，本发明提供了具有棱柱段例如矩形段和圆柱形端部构型的电池。此矩形棱柱段具有大致棱形的径向横剖面并装放着包括阴极和阳极的电池的活性材料以及分隔件。阳极最好设在电池的圆柱形内部空间中。电池可以装配上设在所述圆柱形端部上的圆盖与密封组件。

本发明还提供了组装到多个电池的电池组矩形机壳中的许多棱柱形电池如矩形电池。这些电池各构造成具有矩形剖面，允许多个电池紧密地装配到一起而于电池组机壳内使空间的利用最佳化。

通过阅读下面的说明书和权利要求书同时参看附图，那些实施本发明的人以及内行的人当可认识到本发明上述的和其他的特点、目的和优点。

附图简述

图1是依据本发明装配的具有六个带圆柱形端部的矩形电化学电池的矩形电池组的局部透视图；

图2是图1中电池组的顶部平面图，示明组装到电池组机壳中的电池；

图3是图1中电池组的局部的部件分解图；

图4是本发明的具有圆柱形端部的矩形电化学电池的正视图；

图5是图4中电化学电池的顶视图；

图6是沿图5中Ⅵ-Ⅵ线截取的此电化学电池的横剖图；

图7是沿图5中Ⅶ-Ⅶ线截取的此电化学电池的横剖图；而

图8是沿图5中Ⅷ-Ⅷ线截取的此电化学电池的横剖图。

最佳实施例的详述

参看图1，所示的多电池电池组10具有最好包括一金属套的矩形机壳12，有不导电的涂层，确定出四个侧壁以及顶部接线端子板14与底部接线端子板16，而这两个端子板分别限定出顶面与底面。电池组10具有通过铆钉(未图示)组装到顶部接线端子板16上的正与负接触端点18与20。根据这里图示和所述的实施例，机壳12的形状与尺寸，同样，此正与负接触端点18与20的位置，即是按现行工业标准的市售标准9V矩形电池提供的。这种规格与形状的9V矩形机壳电池可以广泛购到，特别适用于大烟探测器和便携式电池装置。

在此，矩形构型电池与矩形电池组所收纳的多个电池是根据最佳实施例图示和说明的，但应认识到本发明的原理则不局限于所示实施例。本发明的原理可以适用于具有一般棱柱形的各种多电池的电池组以及各种电化学电池构型。此外，本发明不限于具有二氧化锰／锌的碱性电池，而是可以用于各种其他电池如碳／锌、镍／氢化物、镍／镉、镍／锌、锂／碳／锌以及其他的电化学电池。