专利名称：碱锰电池封口环的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种碱锰电池，尤其是一种碱锰电池所使用的封口环。
背景技术：
目前，碱锰电池主要由D/T壳体、导电涂料、正极本体、隔离管、负极锌膏、电解液、封口本体等组成。封口本体由设置有逃气沟的负极底盖、集电针、设置有逃气孔的金属支撑本体、封口环组成。负极底盖与集电针之间通过高温熔接结合成集电本体，集电本体与封口环中心孔之间通过采用紧密配合工艺技术防止中心柱爬碱或漏液。封口环直接影响电池的封口性能。
碱锰电池封口环材质一般为PA66，因PA66具有高的机械强度，耐热，耐酸，耐碱，电绝缘性好，有自熄性，无毒，无臭，耐候性好，PA66还具有高吸湿性能，在碱锰电池中吸水自涨，有利于填补电池封口环与壳体之间的空隙，提高封口耐漏液性能。现有封口环一般采用PA66材料经三点浇注工艺方法注射成型，其结构组成包括封口周边部、开设有中心孔且该中心孔与集电针密封配合的密封配合部，以及连接封口周边部和密封配合部的承力部，密封配合部和承力部之间设置有防爆膜，防爆膜上设置有逃气环。正常情况下，当电池内压力达到爆裂压力时，防爆膜动作，逃气环与“金属支撑本体”的逃气孔、负极底盖的逃气沟连通，迅速排气以防止电池发生爆炸。但由于PA66在高温高湿条件下强度降低，承力部偶尔会发生“内凹”变形，贴向金属支撑本体的表面，从而堵塞逃气孔，造成排气不畅通，防爆膜不动作，导致电池爆炸。
实用新型内容为了克服现有封口环防爆性能的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种具有更好防爆性能的碱锰电池封口环。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是碱锰电池封口环，包括封口周边部、密封配合部，以及连接封口周边部和密封配合部的承力部，密封配合部和承力部之间设置有防爆膜，防爆膜外侧为逃气环，承力部与封口周边部连接处设置有环形补强筋。
所述承力部上均布有3～5根凸筋，凸筋沿封口环本体径向布置，凸筋的一端在环形补强筋上，凸筋的另一端悬于逃气环外侧。
防爆膜与承力部之间斜面过渡，该过渡斜面与承力部之间有15°～30°的夹角。
本实用新型的有益效果是封口周边部与承力部之间设有环行补强筋，提高其机械性能，承力部上均布有3～5根凸筋，凸筋沿封口环本体径向布置，凸筋一端在环形补强筋上，另一端在悬于逃气环外侧，在压力作用下，承力部“内凹”变形转变为扭转变形，提高强度的同时，防爆膜在短时间内爆裂，气体可通过逃气环、逃气槽、金属支撑本体的逃气孔、负极底盖的逃气沟迅速排气，提高电池安全性能；同时，因强度提高，耐漏液性能也得到很大提高；本实用新型封口环可采用单点浇注工艺方法注射成型，浇道料比原封口环节省2/3，材料利用率提高10％。
图1是本实用新型的主视图。
图2是图1的俯视图。
图3是图1中K部的放大示意图。
图中标记为，1-封口周边部，2-承力部，3-密封配合部，4-防爆膜，5-环形补强筋，6-凸筋，7-逃气槽，8-逃气环，9-过渡斜面，H1-封口周边部的卷边高度，H2-封口环本体的拉延空间高度，H3-防爆膜厚度，F-电池内压力作用方向，a-过渡斜面与承力部受力面之间的夹角。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
如图1、图2和图3所示，本实用新型的碱锰电池封口环，包括封口周边部1、密封配合部3，以及连接封口周边部1和密封配合部3的承力部2，密封配合部3和承力部2之间设置有防爆膜4，防爆膜4外侧为逃气环8，逃气环8是一个环槽状的排气空间，承力部2与封口周边部1连接处设置有环形补强筋5。由于PA66材料在高温高湿条件下其拉伸率提高、强度降低，因此封口周边部1与承力部2之间设有环行补强筋5，以提高其机械性能，从而减小承力部2向金属支撑本体的变形，减少堵塞逃气孔的可能性，提高了电池的安全性能，由于强度提高其耐漏液性能也得以提高。
如图2所示，所述承力部2上均布有3～5根凸筋6，凸筋6沿封口环本体径向布置，凸筋6的一端在环形补强筋5上，凸筋6的另一端悬于逃气环8外侧，在有效的排气空间范围内，逃气环8被凸筋6分割成了3～5个扇形的逃气环，并在承力部2上形成3～5个扇形的逃气槽7，逃气环8与逃气槽7起到了充分排气的作用，且使承力部2在受拉伸应力状态下以环行补强筋5为支点、以凸筋6为杠杆转动，避免承力部2纯拉伸变形而产生超过封口环本体的拉延空间高度H2的弹性变形位移量，从而让防爆膜4有效打开动作，充分起到安全作用。
防爆膜4与承力部2之间斜面过渡，该过渡斜面9与承力部2之间有15°～30°的夹角a，由于PA66在5～9％高吸水率情况下具有很高的韧性和高伸长率，该斜面过渡的防爆膜4在内压力作用下除拉伸变形外，还受剪切力的作用变形，克服了纯拉伸应力作用下的塑性流动变形，在相同内压力作用下，该承力部2的承压面的位移量比纯拉伸应力作用下的塑性流动变形位移量低30～40％，防爆膜4能安全顺利打开，有效起到安全防爆作用。
此外，本实用新型的封口环可采用单点浇注工艺方法注射成型，浇道料比现有加工方式节省2/3，材料利用率提高10％。
实施例 一种碱锰电池封口环，包括封口周边部1、密封配合部3、承力部2，封口周边部1的卷边高度H1，0.65mm≤H1≤1.05mm，封口环本体的拉延空间高度H2，1.35≤H2≤1.85，封口周边部1与承力部2之间设有环行补强筋5，承力部2上均布有3根凸筋6，凸筋6沿封口环本体的径向布置，凸筋6的一端在防爆膜4上，凸筋6的另一端在环形补强筋5上，密封配合部3与承力部2之间设有防爆膜4，防爆膜4的厚度为H3，0.15mm≤H3≤0.28mm。防爆膜4与承力部2之间斜面过渡，过渡斜面9承力部2之间的夹角为a，15°≤a≤30°。
通过3D应力分析，封口环的吸水率为η，当η≤4％时，其爆裂压力P为70＜P≤90Kg/cm2；当η≥5％时，其爆裂压力为P≤70Kg/cm2；最大应力2.65934×108N/m2，屈服应力为1.0365×108N/m2，最大应力主要集中在防爆膜4的整个圆环面上，防爆膜4爆裂动作可靠；当产生最大应力时，最大位移量为0.180026mm，位移发生在对应于逃气槽7的承力面上，防爆膜4爆裂动作发生前，最大位移量与封口环本体的拉延空间高度H2的比值百分比≤10％。从另一个角度分析，防爆膜4爆裂动作发生前，承力部2不会发生贴边，内压力保持在安全范围内，内压力安全范围为50～80Kg/cm2。
取实施例所述电池(以下简实验电池)，进行实验，以下为实验数据。
A、取27只实验电池分3组进行爆裂压强检验 表一为所述封口环的吸水率为η＝3.4％时，封口环承力面的爆裂压强统计值。
表一 单位Kg/cm2 表二为所述封口环的吸水率为η＝10％时，封口环承力面的爆裂压强统计值。
表二 单位Kg/cm2 B、取27只实验电池分3组进行电气特性测试 C、安全性能 1)取27只实验电池分3组进行过放电耐漏液实验 将第1组、第2组、第3组电池各9只进行10Ω过放48h耐漏液实验，均无漏液现象； 将第1组、第2组、第3组电池各9只进行3.9Ω过放15天耐漏液实验，均无漏液现象。
2)取27只实验电池分3组进行高低温循环测试 3)外部短路24h实验 a、取实验电池10组(40只)进行四只串联外部短路24h实验，结果均无漏液和爆炸。
b、取实验电池10组(40只)先60℃，RH90％加湿48h，恒温后再进行四只串联外部短路24h实验，结果偶有漏液，均无爆炸。
4)三正一反实验 a、取实验电池10组(40只)进行三正一反实验，结果均无爆炸。
b、取实验电池10组(40只)先60℃，RH90％加湿48h，恒温后再进行三正一反实验，结果均无爆炸。
权利要求1.碱锰电池封口环，包括封口周边部(1)、密封配合部(3)，以及连接封口周边部(1)和密封配合部(3)的承力部(2)，密封配合部(3)和承力部(2)之间设置有防爆膜(4)，防爆膜(4)外侧为逃气环(8)，其特征是承力部(2)与封口周边部(1)连接处设置有环形补强筋(5)。
2.如权利要求1所述的碱锰电池封口环，其特征是所述承力部(2)上均布有3～5根凸筋(6)，凸筋(6)沿封口环本体径向布置，凸筋(6)的一端在环形补强筋(5)上，凸筋(6)的另一端悬于逃气环(8)外侧。
3.如权利要求1或2所述的碱锰电池封口环，其特征是防爆膜(4)与承力部(2)之间斜面过渡，该过渡斜面(9)与承力部(2)之间有15°～30°的夹角(a)。
专利摘要本实用新型公开了一种具有更好防爆性能的碱锰电池封口环。该碱锰电池封口环包括封口周边部、密封配合部，以及连接封口周边部和密封配合部的承力部，密封配合部和承力部之间设置有防爆膜，防爆膜外侧为逃气环，承力部与封口周边部连接处设置有环形补强筋，承力部上均布有3～5根凸筋，凸筋沿封口环本体径向布置，凸筋的一端在环形补强筋上，凸筋的另一端悬于逃气环外侧。防爆膜与承力部之间斜面过渡，该过渡斜面与承力部之间有15°～30°的夹角。该封口环的防爆性能和耐漏液性能得到进一步提高，适合于碱锰电池上应用。
文档编号H01M2/04GK201408790SQ20092030215
公开日2010年2月17日 申请日期2009年4月14日 优先权日2009年4月14日
发明者蔡绍雄, 王胜兵, 龙 郭, 王世福, 魏厚琼, 张新宝, 袁胜平 申请人:四川长虹电器股份有限公司