[发明专利]碱性电池的高压密封装置

说明书

本发明涉及一种适于封闭电化电池壳开口端的密封装置，更具体地说，本发明涉及用于能产生高内压的圆柱形碱性电池，例如具有含有少量汞或不含汞的锌阳极的电池的密封装置。

一些圆柱形碱性电池的密封是通过将一个密封装置(例如美国专利4,670,362所图示和描述的)置于恰恰低于电池壳上开口端所形成的沿口上，使壳体上开口端向内卷边，位于密封装置外周边上面，将其压靠在沿口上。

将一个密封装置径向卷边定位是与上述的沿口卷边方法不同的另一方案，它通常产生一个更紧的密封，在这个卷边方法中，在开口端的电池壳壁的一部分被扩张了。一个密封件紧密的装在扩张的开口中，密封件包括一个金属圆盘，它装在一个塑料密封圈的环形外壁内。使扩张的壳体部分恢复至其原始的尺寸，借此，一个径向力使金属圆盘咬入密封圈壁，美国专利3,069,489公开了一种类似于上述装置的径向卷边密封装置。该专利描述了其塑料密封圈必须由一种具有好的冷流特性的材料制成，以致在规定时间之外塑料材料由于压力而流出密封区的量能减至最少，该专利描述了其密封装置能保持其完整性超过几个月。然而，今天碱性电池必须保持其严密的密封多达五年。于是，径向卷边密封装置带来的一个问题是即使用了具有好的低流动性的材料，经过一个长时间之后，仍有一些流动发生，使密封的有效性降低了。

大多数碱性电池也具有一个用于在预定压力下打开的排气口。如果排气口不能打开，也有一些高于排气口压力的压力，能使密封装置从电池壳体中移位出来，这被称之为“反卷边压力”，大多数电池被设计成使反卷边压力足够地大于排气口压力，以确保排气口最先打开。在有低的汞含量的电池中，能遇到比在当前的商业电池中高的多的内压。于是，对于低汞含量电池的设计不仅要有一个能用于高内压的排气口，而且要有能维持一个甚至更高压力的卷边设计。

本发明的一个目的是提供一种用于径向卷边电池的可靠的密封装置，它甚至能在温度升降之后而维持一个高的内压。

在一个推荐实施例中，将密封装置预组装，提供一个在组装电池时能作为一个单个元件装卸的整体部件。一个整体密封装置具有许多尚未提及的优点。例如，在该元件卷边定位后，不需加附加的加工步骤，于是，一旦形成了密封，就不会使其受到破坏。另一个优点是能在集电器和凸台之间得到一个更好的密封。根据本发明，能在集电器和凸台之间形成密封而不会使任何电解液被封闭在其之间，而这一问题当一个钉子型集电器插入一个密封定位的塑料密封圈时是可能发生的。任何以上述方式被封闭的电解液加强了来自电池内的电解液的毛细作用而导致泄漏。

下面参照附图对本发明的其他目的和特征作更充分的描述，其中：

图1是电池壳体的侧视图；

图2是根据本发明的整体密封装置的剖视图；

图3是根据本发明的金属支承件的顶视图；

图3A是图2中所示金属支承件沿A-A线的剖视图；

图3B是图3A的剖面图的放大部分；

图4是塑料密封圈的顶视图；

图4A是图4所示塑料密封圈沿A-A线的剖视图；

图4B是图4A包含在圆圈部分的剖面部分的放大视图；

图4C是穿过具有相邻于凸台的排气膜片的塑料密封圈的一个实施例的中间部分的剖视图；

图5是铆钉型集电器的剖视图；

图6是通过具有钉子型集电器的整体密封装置中间部分的剖视图；

图7是一个输出端件的顶视图；

图7A是图7中输出端件沿A-A线的剖视图；

图8是按本发明制造的电化电池的剖视图；

图9是显示了另一实施例的密封装置组件的剖视图。

现在参见图1，圆柱电池壳10具有一圆柱形壁12，它有一封闭端14和一位于其上部开口端16的扩张(或台阶)部分18。对于“AA”型电池来说，扩张部分18的直径比主壳体直径大约大0.02英寸。对于比“AA”更大的电池型号，例如“C”或“D”型电池，其扩张部分比主壳体直径大约大0.03英寸，对于更大的电池型号，例如“C”和“D”型电池，壳体10的壁厚最好是大约0.012英寸，而对于更小的电池型号，例如“AA”和“AAA”型电池，壁厚最好是大约0.01英寸，壳体10能用适当的材料制造，例如冷轧钢，不锈钢，和镀镍冷轧钢。扩张部分18的高度应足够，以致上端22能被弯折处于密封件周边之上。