[实用新型]电池集电体和可自我控制过放电深度的碱性锌锰电池

说明书

技术领域

本实用新型涉及化学电源领域，尤其电池集电体及制备方法和可自我控制过放电深度的碱性锌锰电池。

背景技术

锌锰电池在电池市场上具有巨大的份额与其广泛的用途是分不开的，它是民用一次电池的主导产品，几乎所有的低压直流电器都可以使用碱锰电池作为电源。碱性锌锰电池具有优良的电化学性能和较高的性价比，一直受到广大消费者的欢迎，自从无汞碱性锌锰电池投入市场后，安全、环保高性能碱性锌锰电池更加收到市场的好评，现在以及未来几十年将以碱性锌锰电池为主导。

为了大电流性能，制备碱性锌锰电池时，负极锌膏一般为过量，过放电之后，正极消耗殆尽，负极还有剩余，且锌粉经反应，颗粒变细，活性变高，自放电析氢反应加剧导致电池内部气压增大，而导致电池漏液，漏液会腐蚀电器，漏出的液体会腐蚀电器电路板上的元件、铜箔以及焊点，造成电器报废，造成比电池本身价值高很多的损失，给消费者带来极大的损失，严重影响客户的信心。消费者还担心电池的漏液会对人体有害，特别是对特殊人群，例如小孩子或孕妇。因此消费者希望有一款过放电不漏液的电池出现，环保安全，同时还能延长用电器的使用寿命，即使价格贵点也可接受。而碱锰电池过放电漏液问题是该产品的世界性技术难题，一直困扰生产厂家。

实用新型人通过大量的实验探索与分析得知，由于电池在生产过程中，要经历很多道工序，即使经过严格的检测程序，使每只电池的开压、内阻、容量一致，但是贮存一段时间后也会产生这样或那样的差异。如同一位母亲生的双胞胎，刚生下来可能长得一模一样，作为目前都很难分辨，然而，在两个孩子不断成长时，就会产生这样或那样的差异，碱性锌锰电池也是这样；当电池多节串联使用时，目前用电器普遍采用的整体电压控制的方式是难以适用于碱性锌锰电池的，无法控制每节电池的过放电深度：例如两节碱锰电池串联使用形成3V，在放电初期两节电池电压接近，当放电继续进行时，容量稍高的电池未放完电，而容量低的则被过放电，用电器例如遥控器，收音机、石英钟表等无过放电控制装置或者采用整体电压控制，仅当两节串联电池的整体电压小于1V时，用电器才会无法使用甚至勉强仍可使用，可是此时两节电池极有可能出现0.9V+0.1V的情况，对于0.9V的电池，0.1V的那节碱锰电池过放电深度过高，是当消费者将电池遗忘在用电器中时，漏液几率相当高。

碱锰电池的这种串联使用过放电漏液是不可避免的，有些厂商通过调整碱锰电池的正负极比例参数可以一定程度上降低单节电池过放电的漏液率，但是由于用电器多种多样，而且消费者的使用习惯千差万别，几乎无法根据所有需求设计出最佳的防漏参数。

实用新型人在通过大量的过放电实验与探索下发现碱性锌锰电池的负极反应是由外向内逐渐进行的，采用表面镀有金属锌或锌合金的绝缘主体作为碱性锌锰电池的集流体时，当碱性锌锰电池的放电深度刚达到过放电深度后，也即负极放电反应由外向内达到集电体的表面时，集电体表面的金属镀/涂层随之发生氧化反应而脱落，逐渐裸露出内部的绝缘主体，电池内阻将显著增大，过放电电流逐渐降低，直到集电体与锌膏间完全绝缘，电池内部自动断开，过放电被彻底自动遏制，获得可控制放电深度的集电体。利用金属镀/涂层的材质以及厚度可以调控每只碱性锌锰电池在放电过程中的电压下限，从根本上全面降低电池的过放电深度进而过放电漏液率。本实用新型制备工艺简单，可以获得自我控制过放电深度的碱性锌锰电池，而常规的黄铜钉基集电体完全没有类似功能；除此之外，该技术绝大数原材料为绝缘主体，较常规的黄铜钉制品成本低、实现简便，不改变常规的碱性锌锰电池的生产制备工艺，只需在集电体原有生产工艺上稍作改变，可获得全面提高的碱性锌锰电池过放电防漏性能。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种防止过放电漏液的碱性锌锰电池，将常规的黄铜钉集电体优化为可控制放电深度的集电体，通过新型集电体的内部绝缘主体绝缘、表面镀(涂)层导电的巧妙新型复合结构以及表面(镀)涂层会在过放电时参与反应而脱落的性质，充分限制每节电池在放电过程中的电压下限或深度，从根本上全面降低电池的过放电深度进而过放电漏液率。本实用新型克服现有碱性锌锰电池串联使用或者单节使用时，因过放电深度不受控制，不可预料的发生过放电深度过高导致电池析气量大而漏液。本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：电池集电体，电池集电体的竖向端用于伸入电池的锌膏中，电池集电体的宽头端用于焊接电池的负极底盖，其特征在于包括T字型绝缘主体，T字形绝缘主体的外表面设置有金属镀/涂层。

本实用新型进一步优选方案为:所述的绝缘主体的材质为不导电高分子聚合物或陶瓷。