[发明专利]原电池的凹入电极杯形座

说明书

本发明涉及原电池(尤其是微型原电池)及制造这种原电池的工艺。

电器的微型化要求采用小型而高能的电化学电池。公知采用碱性电解质的电池具有高的单位体积的能量密度，因此很适用于微型电器如：助听器、照相机、手表和计算器。但是，碱性电解质例如氢氧化钾水溶液和氢氧化钠溶液对于润湿金属表面具有亲合性，因此都知道这种电解质会通过电化学电池的密封金属界面渗漏出来。这种方式的漏泄会消耗电池中的电解液，并导致电池表面产生腐蚀性沉积物，因而有损电池的外观、降低其商品价值。这些腐蚀性的盐也可损害放置电池的电器。会出现上述问题的典型电池有：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。

在现有技术中，通常在电池的杯形座与外罩之间加入绝缘的密封垫圈，以便形成电池的密封。一般说来，上述的密封垫圈必须用对电池中所装的电解质以及电池环境不活泼的材料制成。另外，这种密封垫圈还必须是柔性的而且抗冷变形，并在密封压力下保持上述特性，以便在长期的存放过程中保证有良好的密封。业已发现，诸如尼龙、聚丙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物和高密度聚乙烯之类的材料都适合用作大多数用途的密封垫圈的材料。

绝缘垫圈通常在杯形座的延伸壁插入其中时呈“丁”字形，所以在受径向挤压时，垫圈底部与杯形座壁的底部形成一种密封。

为了更好地保证良好的密封，通常在垫圈(包括基“U”形槽)上涂上密封剂，所以，在杯形座插入垫圈时，杯形座的延伸壁的边缘就座落在密封剂上，然后在加压时，垫圈的壁就被压到杯形座延伸壁的边缘上。

美国专利No.A-4302517公开了一种在电池的杯形座与外罩之间加入绝缘垫圈的密封的原电池，该原电池含有一个置于并且被压在外罩的边缘与杯形座的边缘之间的第一密封段和一个在杯形座内大致平行于杯形座壁延伸并形成多个互相隔开的容纳电池的电解质和/或电池反应产物的开口的第二外罩支承段。

常规电池中的密封垫圈通常延伸过电池内壁的整个长度。垫圈的体积可能超过电池内部体积的20％，因此，占据了电池中可用于容纳活性元件的很大的空间。

在普通类型的微型原电池中，密封垫圈的直立圆周壁的高度通常延伸过外罩的直立圆周壁的整个高度，这种类型的普通原电池的外壳要求外壳的厚度是一种由(1)外罩壁、(2)垫圈壁和(3)杯形座壁构成的三壁组件，因此，尺寸固定的电池的普通类型的外壳的内部体积便由于上述三壁组件而减小，这样就减小了可用于电池活性元件的空间。

于是，仍然需要有一种其外壳占据尽可能最小的体积从而使电池的电解质和/或反应产物占据最大体积的电池。

现在我们意外地发现，通过在杯形座壁上做出一个凹入区，可使密封垫圈座落在该凹入区上，从而尽量减少浪费的空间，使电池的内部空间最大限度地用于活性元件。

因此，本发明的第一方面是提出一种具有包含一个杯形座和一个外罩的电池外壳的原电池，上述的杯形座和外罩通过一个密封垫圈形成互相间的电绝缘，而所述垫圈装在外罩内并带有一个承接杯形座的凹槽，其特征在于，上述杯形座具有一个在其开口端附近带有一个向内凹入区的直立圆周壁，上述垫圈的壁向上延伸到不超过上述的凹入区之处。所述的电池最好是微型电池。

本发明还有利地提出一种微型电池结构，该结构采用了带有凹入区的杯形座和占据电池最小内部体积的外罩。

本发明还有利地提出一种用于采用低齿型“J”型垫圈的圆柱形微型电池的带有凹入区的杯形座和一种外罩，所以该电池具有大的可供其活性元件用的内部容积。

本发明的另一个优点是容易制成合适的带有凹入区的杯形座和外罩，并且制造成本低且容易组装。

本发明还有利地提出一种制造具有一个新颖的带凹入区的杯形座和一个占据电池最小内部容积的外罩的微型电池的方法。

因此，本发明总体上涉及一种使用占据较小体积从而将电池的内部容积主要留给电池的活性元件的带有凹入区的杯形座与外罩组件的微型原电池。本发明还涉及一种制造具有可用于电池的活性元件的最佳内部容积的微型原电池的方法。