一种用于碱性电池的密封结构的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种密封结构，特别涉及一种用于碱性电池的密封结构。
【背景技术】
[0002] 通常，碱性电池的密封圈主要是PP(p〇lypropylene聚丙稀）和尼龙（包括尼龙 66、尼龙610、尼龙612、尼龙1010下面都简称尼龙）。由于碱性电池原材料不完全纯净，电 池钢壳电镀层不够致密，此外，生产的环境也会引入一些杂质，氢气容易在这些杂质表面析 出，从而使电池内的气压增加并有可能发生爆炸。不同的电池厂家生产的碱性电池内部生 成的气量不一样，有的厂家的原材料纯度经过严格控制，生产过程严格把关，电池内产生的 气量会小很多，但一般不可能杜绝。由于碱性电池内部不可避免地会生成气体，电池内部的 压力会大于大气压力，电池的密封圈，时刻承受一个向外的应力，密封圈会加速老化，当密 封圈不能承受电池内部压力后，密封圈就会破开，电池内部气体和电池的电解液就会从电 池内释放出来，这样电池就出现漏液。然而一次碱性电池的密封不但要有防爆阀，还需要密 封圈防爆阀变形空间。密封圈防爆阀变形空间大小非常重要，如果密封圈防爆阀变形空间 偏小了，电池的防爆性能不能得到保障；由于电池的总高和外径必须在国家标准范围内，如 果密封圈防爆阀变形空间太大，电池内用装电池活性物质的空间就会减少，电池的放电性 能也会相应降低。
[0003] 因此，需要选择一种同时能够满足防爆性能和电池放电性能的密封圈结构。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种用于碱性电池的密封结构，包括电池底盖、位于电池 底盖内侧并带有防爆阀的密封圈、与所述底盖为一体且穿过密封圈的中心柱的负极集流体 以及电池的外表面钢壳，且所述钢壳利用其边沿的卷边力将所述底盖和所述密封圈的边沿 封合在一起；
[0005] 所述密封圈与所述底盖之间的间隙构成所述密封圈防爆阀的变形空间S2值范围 为：
[0006] 0? 3S〈S2〈S
[0007] 其中S= [(187489+112. 6F)°_5-433]/56. 3,单位为毫米，F为所述密封圈的防爆压 力，单位为牛；
[0008] 所述密封圈的防爆压力F值范围为：240(0/14)$〈0.9￥，其中0为所述电池的外 径，单位为毫米；Y为所述钢壳的卷边力，单位为牛；
[0009] 所述钢壳的卷边力Y值为：Y = -879X+36037X2,其中X为所述密封圈卷边处对应 的钢壳的厚度，单位为毫米。
[0010] 优选地，所述密封圈采用尼龙材料注塑而成。
[0011] 优选地，所述负极集流体为针状结构，其材质为黄铜。
[0012] 优选地，所述黄铜的表面镀有锡或铟。
[0013] 优选地，所述负极集流体通过焊接的方式连接到电池底盖的中心处。
[0014] 优选地，所述密封圈卷边处对应的钢壳的厚度X的范围为0. 18~0. 35毫米。
[0015] 优选地，所述碱性电池的外径D为10毫米、14毫米、25. 5毫米和33. 2毫米中的任 一种。
[0016] 优选地，所述密封圈的防爆阀为环形结构且靠近所述密封圈的中心柱。
[0017] 根据本发明提供的密封圈防爆阀变形空间105距离S2值制造的不同类型的一次 碱性电池具有在连续放电时间相差不大的情况下明显有效降低了电池的爆炸率漏电率，从 而提尚了喊性电池的综合性能。
[0018] 应当理解，前述大体的描述和后续详尽的描述均为示例性说明和解释，并不应当 用作对本发明所要求保护内容的限制。
【附图说明】
[0019] 参考随附的附图，本发明更多的目的、功能和优点将通过本发明实施方式的如下 描述得以阐明，其中：
[0020] 图1示意性示出一次碱性电池的主要结构示意图；
[0021] 图2示意性示出一次碱性电池密封圈的结构示意图。
【具体实施方式】
[0022] 通过参考示范性实施例，本发明的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方 法将得以阐明。然而，本发明并不受限于以下所公开的示范性实施例；可以通过不同形式来 对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本发明的具体细节。
[0023] 在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同 或类似的部件，或者相同或类似的步骤。
[0024] 如图1和图2所示，本发明所述的一次碱性电池的密封结构包括电池底盖101 (即 电池的负极端）、位于电池底盖内侧的密封圈102、与底盖101为一体且穿过密封圈102的 中心柱102a的负极集流体103、电池外表面的钢壳104 (即电池的容器兼电池的正极端）。
[0025] 一次碱性电池的密封圈102的材料一般采用尼龙材料注塑而成，该密封圈102中 心柱102a的周边为密封圈防爆阀102b。一次碱性电池的负极集流体103为针状结构，其材 质为黄铜或者表面镀有锡或铟的黄铜，负极集流体103的铜针通过焊接的方式连接到电池 底盖的中心处。进一步将负极集流体103插入到密封圈102的中心柱102a中，中心柱102a 与底盖101和负极集流体103之间完全密封，从而组装成一次碱性电池100的负极集电体。
[0026] 一次碱性电池100通常有LR03、LR6、LR14和LR20等几中型号电池，分别对应的外 径D为10毫米、14毫米、25. 5毫米和33. 2毫米中的任一种，不同型号碱性电池100选用钢 壳104的厚度一般是不一样的，一般LR03型号碱性电池100的钢壳104厚度会比LR6薄， LR6碱性电池100的钢壳104厚度会比LR14薄，LR14碱性电池100的钢壳104厚度会比 LR20薄。然而不同厂家用的钢壳的厚度也是有区别的，例如LR6碱性电池100有的厂家用 的钢壳厚度可能是〇. 20或0. 25毫米、有的厂家用的钢壳104厚度只有0. 18毫米，常见钢 壳的厚度X的范围为0. 18~0. 35毫米。较厚钢壳104的封口力大，相应密封圈102的防 爆压力F也较高，电池的耐漏液性能也会提高。但是电池的外径和电池的总高不能超过国 家标准，所以较厚钢壳104碱性电池100内填装的活性物就会减少，碱性电池100的放电性 能也会相应降低。
[0027] 所述密封圈防爆阀102a作为密封圈102最薄弱的地方，其形状多样，一般为环形 结构且靠近所述密封圈的中心柱，其主要用于释放电池内部压力，防止电池发生爆炸。防爆 阀102a的防爆压力F不能过高，防爆压力F过高会导致电池发生爆炸；防爆压力F也不能 过低，否则电池的耐漏液性能不好，容易导致电池漏液。
[0028] 由于底盖101和密封圈102的边沿利用钢壳104的卷边力封合在一起，且钢壳104 的卷边力与钢壳的厚度存在一定的关系。此外一次碱性电池100的密封不但要有防爆阀 102b，还需要有一定的密封圈防爆阀变形空间105。密封圈防爆阀变形空间105大小非常重 要，如果密封圈防爆阀变形空间105偏小了，则电池的防爆性能不能得到保障；如果密封圈 防爆阀变形空间105太大，电池内用装电池活性物质的空间就会减少，电池的放电性能也 会相应降低。所述防爆阀变形空间105中密封圈102与底盖101之间的垂直距离S应大小 合适，并能够同时满足电池防爆性能和放电性能。
[0029] 本发明一种用于一次碱性电池的密封结构中钢壳104的卷边力与电池钢壳104厚 度的关系符合下面公式：
[0030] Y = -879X+36037X2 (1)
[0031] 其中Y是钢壳104的卷边力，单位是牛顿；X为所述密封圈卷边处对应的钢壳的厚 度，单位是毫米。
[0032] 根据公式（1)可以进一步得出一次碱性电池100密封圈的防爆压力F的优选数值 范围为：
[0033] 240 (D/14) <F<0. 9Y (2)
[0034] 其中D为一次碱性电池100的外径、单位是毫米，Y为钢壳104的卷边力、单位是 牛顿。
[0035] 根据一次碱性电池100密封圈的防爆压力F的优选数值范围还可以得出密封圈 102防爆阀变形空间105的距离S值：
[0036] S= [(187489+112.6F)°-5-433]/56. 3 (3)
[0037] 根据公式（3)所确定的S值，本发明进一步得出最佳的优选值S2，该优选值&数 值范围为：
[0038] 0? 3S〈S2〈S (4)
[0039] 根据上述公式（1)至（4)可以得出常见型号和不同钢壳104厚度的一次碱性电池 100的优选F和&值，具体值如表1所示。
[0040] 表1常见型号一次碱性电池的优选F和32值
[0041]
【主权项】
1. 一种用于碱性电池的密封结构，包括电池底盖、位于电池底盖内侧并带有防爆阀的 密封圈、与所述底盖为一体且穿过密封圈的中心柱的负极集流体以及电池的外表面钢壳， 且所述钢壳利用其边沿的卷边力将所述底盖和所述密封圈的边沿封合在一起； 所述密封圈与所述底盖之间的间隙构成所述密封圈防爆阀的变形空间&值范围为： 0· 3S〈S2〈S 其中S = [(187489+112.6F)°_5-433]/56.3,单位为毫米，F为所述密封圈的防爆压力， 单位为牛； 所述密封圈的防爆压力F值范围为：240(D/14)〈F〈0. 9Y，其中D为所述电池的外径，单 位为毫米；Y为所述钢壳的卷边力，单位为牛； 所述钢壳的卷边力Y值为：Y = -879X+36037X2,其中X为所述密封圈卷边处对应的钢 壳的厚度，单位为毫米。
2. 根据权利要求1所述的密封结构，其特征在于：所述密封圈采用尼龙材料注塑而成。
3. 根据权利要求1所述的密封结构，其特征在于：所述负极集流体为针状结构，其材质 为黄铜。
4. 根据权利要求3所述的密封结构，其特征在于：所述黄铜的表面镀有锡或铟。
5. 根据权利要求1或3所述的密封结构，其特征在于：所述负极集流体通过焊接的方 式连接到电池底盖的中心处。
6. 根据权利要求1所述的密封结构，其特征在于：所述密封圈卷边处对应的钢壳的厚 度X的范围为0. 18~0. 35毫米。
7. 根据权利要求1所述的密封结构，其特征在于：所述碱性电池的外径D为10毫米、 14毫米、25. 5毫米和33. 2毫米中的任一种。
8. 根据权利要求1所述的密封结构，其特征在于：所述密封圈的防爆阀为环形结构且 靠近所述密封圈的中心柱。
【专利摘要】本发明提供了一种用于碱性电池的密封结构，包括电池底盖、位于电池底盖内侧并带有防爆阀的密封圈、与底盖为一体且穿过密封圈的中心柱的负极集流体以及电池的外表面钢壳，且钢壳利用其边沿的卷边力将所述底盖和所述密封圈的边沿封合在一起。根据本发明提供的密封圈防爆阀变形空间的距离制造的碱性电池具有较好的综合性能。
【IPC分类】H01M2-08
【公开号】CN104835926
【申请号】CN201510257534
【发明人】常海涛, 林建兴
【申请人】福建南平南孚电池有限公司
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年5月20日