[发明专利]用于电化学电池的端盖密封组件

说明书

本发明涉及用于密封电化学电池特别是碱性电池的端盖组件。本发明涉及端盖组件内的可断裂装置，它可使气体从电池内部逸出，并且本发明涉及端盖组件，它可给集成到电池标签中的条件检验器提供良好接触表面。

传统电化学电池例如碱性电池由具有开口端的圆柱形外壳形成。在供给电池成分之后，通过在端盖组件上卷边外壳边缘来封闭电池，给电池提供密封。端盖组件包括外露的端盖板和通常是塑料的绝缘元件，端盖板起电池端子的作用，而塑料绝缘元件将端盖板与电池外壳绝缘。与各种电化学电池特别是碱性电池的设计有关的问题是随着电池连续在一定点之外放电，该点通常是完全耗尽电池有用容量的点周围，电池易于产生气体。电化学电池特别是碱性电池传统上在用于电池外壳的端盖组件内提供有可断裂的隔膜或薄膜。可断裂的隔膜或薄膜可形成在塑料绝缘元件内，例如U.S.专利3617386所述。该薄膜设计成当电池内的气体压力超过预定水平时可断裂。端盖组件可提供有排气孔，用于当隔膜或薄膜断裂时逸出气体。该参考文献公开的端盖组件利用了可断裂的薄膜之上的极大空间，这降低用于活性材料的电池内有用空间量。此外，该参考文献公开的端盖组件并未设计成可承受径向压力，当电池处于极热和极冷气候下易于泄漏。

为提供紧密密封，现有技术公开了端盖组件，包括插在端盖板与例如塑料垫圈的绝缘元件之间的金属支撑盘，绝缘元件将金属支撑盘与电池外壳电绝缘。金属支撑盘可具有盘旋表面，如U.S.专利5532081或5080985所示，确保端盖组件在沿端盖组件卷边电池外壳边缘的期间可承受高径向压力。该支撑盘使得径向力得以保持。这导致端盖组件周围的一直紧密机械密封。

此外，现有技术公开了可断裂的排气隔膜，作为绝缘元件的一部分整体形成在端盖组件内。该排气隔膜一般呈可断裂盘的形式，位于垂直电池纵向轴的平面上，如U.S.专利4537841所示。如该参考文献所示，可断裂盘状隔膜作为形成绝缘垫圈的一部分的薄部分整体形成。此外，如该参考文献所示，在可断裂盘之上有足够的自由空间，从而可干净地让盘断裂并使气体从中逸出。绝缘元件内的可断裂薄部分也呈圆形排气隔膜形式，在绝缘垫圈内整体形成，如U.S.专利5080985所公开。圆形隔膜形成绝缘垫圈的薄部分。该隔膜可具有槽状边缘，当电池内的气体压力超过预定值时，促进隔膜断裂。该可断裂的排气隔膜无论盘状或圆形或槽状薄部分形式，特征在于由较重、较厚结构的绝缘垫圈所支撑，紧密围绕可断裂隔膜部分。

近来对电化学电池例如碱性电池的条件检验器已集成到电池的标签中，形成附着于电池外壳的标签/检验器组合。条件检验器一般是热色检验器，另一方面可以是附着于标签内表面的电色检验器、电化学检验器、库仑检验器或同等物。条件检验器在其中可具有导电层。当导电层的末端受压与电池端子接触时，导电层达到是电池电压函数的平衡温度。如果导电层变得足够热时，导致检验器的热色层外观改变，从而给观察者产生电池是强或弱的视觉指示。在U.S.专利5612151和5614333中描述采用了附着于电池外壳的热色型检验器的标签/检验器组合。    

当标签/检验器组合应用于传统的碱性电池时，导电层的一端必须持久与端子端盖电接触或手工加压与端盖电接触。在U.S.专利5614333中，示出了标签/检验器的实施例，其中手工加压导电层的一端以与端子端盖接触。通过具有孔口的电绝缘层将导电端与端子端盖分离。为激活检验器，通过将手指压力加在标签部分上，手工加压导电端经这些孔口与端子端盖接触。环作为分离件插在端子端盖的圆周边缘与电池外壳之间，提供接触平台用于从中引出的导电层或引线，如U.S.专利5491038所述。另一方面，利用导电粘合剂可将检验器的导电层一端持久与电池端子端盖固定，如U.S.专利5543246所述。1997年7月21日提出的常规已转让的U.S.专利申请No.08/897918公开了具有不均匀表面的端子端板，并具有与条件检验器的导电层连接的平面部分，条件检验器集成到电池标签中。

因此，希望具有端盖组件，提供电池的紧密密封，即使电池曝露在极热和极冷气候下，其中端盖组件占据电池内的少量空间，从而附加的活性材料可加入电池中以增加容量。

也希望具有可断裂的排气机构，排气机构占据电池内的少量空间，并可容易制备，从而在所希望的预定压力下发生排气。

希望具有端子端盖，无论持久或手工接触，都希望其结构表面部分提供与标签/检验器组合的导电部分的良好电接触。