專利名稱：具有聚合物隔濕層的電化學(xué)電池的制作方法
具有聚合物隔濕層的電化學(xué)電池
背景技術(shù)：
總體而言，本發(fā)明涉及電化學(xué)電池(即電池)，更具體而言，涉及一種防止過多濕 氣進(jìn)入的電池結(jié)構(gòu)。 常規(guī)堿性電化學(xué)電池通常包括圓柱形鋼罐形式的電池容器，所述電池容器具有封 閉的底端、圓柱形側(cè)壁和開放的頂端。鋼罐內(nèi)布置有正極(亦稱陰極)和負(fù)極(亦稱陽極)。 陰極通常采用二氧化鎂作為活性材料，而負(fù)極通常采用鋅粉作為活性材料。陽極和陰極之 間置有隔離物，堿性電解質(zhì)水溶液將同時(shí)接觸陽極、陰極和隔離物。罐的開放端裝配有集電 器組件以密封開放端。集電器組件包括環(huán)形聚合物(例如尼龍)密封、集電器和與集電器 電接觸的外蓋。在一些電池中，集電器組件還包括進(jìn)一步徑向支承所述密封的墊環(huán)或中內(nèi) 蓋(i皿er neutralcover)。 常規(guī)堿性電化學(xué)電池通常具有排氣機(jī)構(gòu)，所述排氣機(jī)構(gòu)通常呈環(huán)形聚合物密封的 減厚部分的形式。作為預(yù)期的電池安全措施，該減厚的排氣機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)為在預(yù)定壓差下破裂 以釋放高壓氣體。外蓋和中內(nèi)蓋各自具有可讓排出的氣體進(jìn)入外部大氣的開口。常規(guī)的環(huán) 形聚合物密封(特別是在減厚的排氣機(jī)構(gòu)處)是可透過濕氣的，因此水蒸汽形式的濕氣能 滲透并穿過聚合物(例如尼龍)密封。所述密封起到防止電池內(nèi)所含電化學(xué)材料滲漏到罐 外的作用。 在高濕度存放條件下，濕氣通過聚合物(例如尼龍)密封的進(jìn)入將導(dǎo)致堿性電池 吸濕。相反，在低濕度存放條件下，濕氣通過尼龍密封的外出將導(dǎo)致堿性電池失水。濕氣進(jìn) 出堿性電池均可導(dǎo)致質(zhì)量問題。例如，過多濕氣通過密封的進(jìn)入將增大電池的內(nèi)部壓力，內(nèi) 部壓力的增大將加速電解質(zhì)的滲漏，特別是沿密封表面的滲漏。使用者可認(rèn)識(shí)到電解質(zhì)從 罐中的滲漏是不希望有的，例如當(dāng)標(biāo)簽因電解質(zhì)滲漏引起的腐蝕而去金屬化時(shí)。
現(xiàn)已有人提出減少水蒸汽滲入電化學(xué)電池中的技術(shù)。例如，題為 "ELECTROCHEMICAL CELL HAVING A MOISTURE BARRIER(具有隔濕層的電化學(xué)電池)"的美 國專利6， 022， 635公開了由瀝青或清漆制成的不透過濕氣的材料在密封上或在外蓋表面 上的應(yīng)用。前述美國專利通過引用結(jié)合到本文中。已有人提出在電化學(xué)電池中使用這些及 其他常規(guī)的不透過濕氣的材料來限制濕氣進(jìn)入。通常公開的用于電池中的一些材料提供的 水蒸汽阻隔層具有一定的水蒸汽傳輸速率(WVTR)并需要最小厚度的材料來適當(dāng)防止過多 濕氣進(jìn)入，而其他材料如金屬箔則可能易于為氫氧化鉀(KOH)所腐蝕并可能有其他缺點(diǎn)。
因此存在對有效地、最大限度地減少濕氣進(jìn)出從而減少電池滲漏可能性的電化學(xué) 電池的需要。還存在對可采用廉價(jià)的、薄的水蒸汽阻隔材料來減少水蒸汽滲透從而防止過 多濕氣進(jìn)入電池的堿性電化學(xué)電池的需要，特別是當(dāng)遇到高濕度條件時(shí)。
發(fā)明概述 本發(fā)明提供了電化學(xué)電池中一種節(jié)省成本、抗腐蝕、體積小且易于裝配的隔濕層 以防止過多濕氣進(jìn)出及減少潛在的電池滲漏。為取得這些及其他優(yōu)勢且按如本文中具體 說明和描述的本發(fā)明的目的，提供了一種根據(jù)本發(fā)明的電化學(xué)電池。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方 面，所述電化學(xué)電池包括具有開放端的罐和提供在所述罐內(nèi)的包含第一電極和第二電極的電化學(xué)材料。所述電池提供在所述罐的開放端中的密封以防止電化學(xué)材料從罐內(nèi)滲漏。所
述電池還包括以預(yù)成型片材施加到布置在罐的開放端中的部件上的隔濕材料以防止潮濕
的環(huán)境空氣到達(dá)罐的密封容積。所述隔濕材料包含聚合物材料，且所述隔濕材料在100。 F
和100% RH下的水蒸汽傳輸速率低于1.0(克*密耳)/(100英寸2*天)。 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述電化學(xué)電池包括具有開放端的罐和提供在所述罐內(nèi)
的包括第一電極和第二電極的電化學(xué)材料。所述電池提供在所述罐的開放端中的密封以防
止電化學(xué)材料從罐內(nèi)滲漏。所述電池還包括粘附于布置在罐的開放端中的部件上的隔濕材
料預(yù)成型片材以防止潮濕的環(huán)境空氣到達(dá)罐的密封容積。 根據(jù)本發(fā)明的再一方面，所述電化學(xué)電池包括具有開放端的罐和提供在所述罐內(nèi) 的包括第一電極和第二電極的電化學(xué)材料。所述電池提供在所述罐的開放端中的密封以防 止電化學(xué)材料從罐內(nèi)滲漏。所述電池還包括施加到布置在罐的開放端中的部件上的隔濕材 料以防止潮濕的環(huán)境空氣到達(dá)罐的密封容積。所述隔濕材料包含聚偏二氯乙烯，且所述隔 濕材料在100° F和100% RH下的水蒸汽傳輸速率低于1. 0 (克*密耳)/ (100英寸2*天)。
參考下面的詳細(xì)描述、權(quán)利要求及附圖，本領(lǐng)域技術(shù)人員將進(jìn)一步理解本發(fā)明的 這些及其他特征、優(yōu)勢和目的。
附圖簡述
在附圖中

圖1為根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施方案采用聚合物隔濕材料的電化學(xué)電池的縱向 剖視圖； 圖2為圖1中所示電池的頂部放大剖視圖，該圖還示意了施加到外蓋內(nèi)的聚合物 隔濕材料； 圖3為根據(jù)第二個(gè)實(shí)施方案在外蓋外采用聚合物隔濕材料的另一電化學(xué)電池的 頂部剖視圖； 圖4為根據(jù)第三個(gè)實(shí)施方案在外蓋的內(nèi)表面上采用聚合物隔濕層材料的電化學(xué) 電池的頂部剖視圖； 圖5為根據(jù)第四個(gè)實(shí)施方案在中內(nèi)蓋的內(nèi)表面上采用聚合物隔濕材料的電化學(xué) 電池的頂部縱向剖視圖； 圖6為根據(jù)第五個(gè)實(shí)施方案在外蓋的外表面上采用聚合物隔濕材料的電化學(xué)電 池的頂部縱向剖視圖； 圖7為根據(jù)第六個(gè)實(shí)施方案在環(huán)形尼龍密封之上采用聚合物隔濕層的電化學(xué)電
池的頂部縱向剖視圖。 優(yōu)選實(shí)施方案詳述 看圖1和2，其中示出了根據(jù)第一個(gè)實(shí)施方案具有施用于電池10的聚合物隔濕材 料50的圓柱形堿性電化學(xué)電池10。電化學(xué)電池10通常包括圓柱形鋼罐12 (也稱容器)， 罐12具有封閉的底端14、開放的頂端16和在所述底端和頂端之間延伸的圓柱形側(cè)壁。罐 12的封閉的底端14具有焊接或以其他方式加到其上并由鍍鋼制成的正接觸端子18，正接 觸端子18的中心區(qū)域處具有向外突出的小節(jié)，其形成電池10的正接觸端子。鋼罐12的開 放的頂端16裝配有集電器和密封組件30，密封組件用來密封罐12的開放端14并用來收集 電流。
電化學(xué)電池10還包括正極22 (也稱陰極)和負(fù)極26 (也稱陽極)，二者均布置在 鋼罐12的密閉容積內(nèi)。在所公開的實(shí)施方案中，電極通常形成為線軸型構(gòu)造，陰極22形成 通常為管狀的繞鋼罐12的內(nèi)表面的外電極。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，陰極22可由二氧化錳、石墨、 氫氧化鉀(KOH)、溶液和添加劑的混合物形成。陰極22可用環(huán)形模塑或沖擊模塑陰極成型 組裝技術(shù)形成。 根據(jù)一個(gè)示例性的實(shí)施方案，隔離物24繞陰極22的內(nèi)表面布置，并可為具有側(cè) 壁、封閉的底壁和開放的頂端的杯形。隔離物24可由非織造織物形成，其防止固體顆粒在 陽極26和陰極22之間遷移，這對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說應(yīng)是顯而易見的。
陽極26居中布置在鋼罐12內(nèi)隔離物24內(nèi)部以形成內(nèi)電極。陽極26可為凝膠型 陽極并通常呈圓柱形。陽極26可與電解質(zhì)一起布置，電解質(zhì)可包括含氫氧化鉀(K0H)的堿 性電解質(zhì)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，陽極26可由鋅粉、膠凝劑和添加劑形成。在所公開的線軸型電 池構(gòu)造中，陰極22構(gòu)造為用作電池正極的外電極，陽極26構(gòu)造為用作電池負(fù)極的內(nèi)電極。 在所公開的特定實(shí)施例中，陰極22和陽極26中分別采用的二氧化錳和鋅是電化學(xué)活性的 電池材料。應(yīng)理解，在根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方案采用隔濕材料50的電化學(xué)電池10中可 采用其他電極構(gòu)造及電化學(xué)活性電池材料和添加劑。 集電器和密封組件30 (本文中也稱集電器組件)在圖1和2中示意為由導(dǎo)電的集 電器28、環(huán)形密封(墊片)32、墊環(huán)46和導(dǎo)電的外蓋42組成。集電器28可包括焊接或者 以其他方式壓配合到外蓋42的內(nèi)表面上的黃銅釘以在外蓋42和集電器28間提供電接觸。 外蓋42因此用作負(fù)接觸端子。 聚合物環(huán)形密封32呈墊片形式，可由合成的熱塑性樹脂如聚酰胺66(也稱尼龍 66樹脂)形成。密封32具有限定中心開口的中心轂(hub)34，細(xì)長的集電器釘延伸通過所 述中心開口。密封32還具有在罐的封閉巻曲工藝過程中壓在外蓋42的圍緣上的外圍部分 38。密封32的中段36在中心轂34和外圍部分38之間延伸，中段36具有減厚的排氣機(jī)構(gòu) 40。減厚的排氣機(jī)構(gòu)40預(yù)期將在遭遇足夠的壓差時(shí)破裂。尼龍密封32在100° F和100% 相對濕度(RH)下的水蒸汽傳輸速率通常高于5.0(克*密耳)/(100英寸2*天)。由于其 滲透性，密封32也允許一些濕氣滲透通過。在一個(gè)AA尺寸電池的實(shí)例中，密封32由可從 DuPont公司購得的Zytd⑧尼龍66制成，其平均中段厚度約為20密耳，在排氣機(jī)構(gòu)40處厚 度減為約7. 5密耳，且在77。 F和100% RH下具有為約16 (克*密耳)/ (100英寸2*天) 的較高的水蒸汽傳輸速率。 墊環(huán)46繞密封32的中心直立轂34布置。密封32的轂部分34基本上擠壓在集
電器釘28和墊環(huán)46之間以最大限度地減少集電器28和密封32之間的滲漏。 外蓋42通常具有中心部分中所示的用作電池10的負(fù)接觸端子的平整外接觸表
面。在負(fù)接觸端子的徑向向外是外蓋42的折疊的外圍部分，其密封地接合密封32的外圍
部分38。外蓋42由導(dǎo)電材料如銅合金(鍍/提供了錫或銦的黃銅或青銅)制成。外蓋42
還包括一個(gè)或多個(gè)排氣孔開口 44，開口 44使通過排氣機(jī)構(gòu)40釋放的氣體可離開電池10進(jìn)
入外部環(huán)境。 電化學(xué)電池IO還包括繞鋼罐12的外表面形成的金屬化塑料膜標(biāo)簽20。膜標(biāo)簽20 可形成在罐12的封閉端14處的正極蓋(positivecover) 18的圍緣上并還示意為在相反端 16處的外蓋42的圍緣上延伸。在所公開的實(shí)施方案中，標(biāo)簽20是電絕緣的(即介電的)。
電化學(xué)電池10還具有阻礙濕氣如蒸汽形式的濕氣進(jìn)出電池10的密封容積的聚合 物型隔濕或水蒸汽阻隔材料50。在圖1和2中所示的實(shí)施方案中，聚合物隔濕材料50示意 為薄片材，該薄片材施加到外蓋42的內(nèi)表面上而蓋住一個(gè)或多個(gè)排氣孔44。根據(jù)一個(gè)實(shí)施 方案，聚合物片材50可通過粘合劑粘附到外蓋42的內(nèi)表面，或者根據(jù)其他實(shí)施方案，聚合 物片材50可超聲焊接或熱封。薄片材50可呈成角度的環(huán)形或可包括用來阻斷各個(gè)排氣口 44的單獨(dú)的片材。雖然薄片材50示意為基本平整(成一定角度)，但應(yīng)理解，片材50的形 狀可與外蓋42的內(nèi)表面輪廓相契合。 聚合物隔濕材料50最好通過防止?jié)駳饨?jīng)密封32從外部環(huán)境進(jìn)入電池10的內(nèi)部 密封容積來阻止?jié)駳膺M(jìn)出電池10。聚合物隔濕材料50由水蒸汽傳輸速率非常低的聚合物 材料制成。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，聚合物材料50由聚偏二氯乙烯(PVDC)制成。聚偏二氯乙 烯可以預(yù)成型片材以商標(biāo)SaranTM 520蒸汽阻滯帶從Dow Chemical Company購得。在此實(shí) 施方案中，SaranTM可以預(yù)制片材形式獲得，預(yù)制片材可例如通過粘合劑或以超聲方式粘附 到布置在罐12的開放端16中的組件上。在所示實(shí)施方案中，隔濕材料50被施加到電池10 的集電器組件30的部件上。聚偏二氯乙烯在IOO。 F和100XRH下的水蒸汽傳輸速率非 常低，低于1. 0 (克*密耳)/ (100英寸2*天)。根據(jù)一個(gè)實(shí)例，Saran 片材50的PVDC厚 度可為約2. 0密耳、丙烯酸類粘合劑為約1. 5密耳，總厚度為約3. 5密耳。
根據(jù)另一實(shí)施方案，聚合物隔濕材料50可包括基于聚氯三氟乙烯(PCTFE)的聚
合物膜的預(yù)成型片材，其以商標(biāo)名Clarus⑧出售，具體是指可從Honeywell購得的Clarus⑧ P2000TR膜。Clarus⑧P2000TR帶或膜可例如通過粘合劑或超聲焊接方式連接到集電器
組件30的部件上。在一個(gè)實(shí)施例中，Glarus⑧P2000TR膜片材的厚度為約2.o密耳，用
Dielectric Polymers Inc.供應(yīng)的NT-989-2粘合劑施加，在100° F和100XRH下的水蒸 汽傳輸速率為約0. 016 (克*密耳)/ (100英寸2*天)。 根據(jù)再一實(shí)施方案，聚合物材料50可包括聚偏二氯乙烯的水基乳膠制劑，其可以
商標(biāo)名Diofan⑧XB201從Solvay購得。在此實(shí)施例中，D^fan⑧XB201 pvdc的施加厚度
可為約2. 0密耳，其可作為液體涂料施加到集電器組件30的部件上以阻止?jié)駳膺M(jìn)出電池 10。 Diofan XB201 PVDC在100° F和90% RH下的水蒸汽傳輸速率為約0. 028 (克*密 耳)/(100英寸2*天)。 因此，聚合物隔濕材料50的薄層即可具有非常低的水蒸汽傳輸速率，這將有利地 阻止?jié)駳獾膫鬏斖ㄟ^并因構(gòu)成材料薄而占據(jù)非常小的體積。片材形式的聚合物隔濕材料50 的厚度優(yōu)選在0. 5到5. 0密耳范圍內(nèi)，但可因材料的類型而異。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，隔濕材 料特別是聚合物隔濕材料50在100° F和100%相對濕度(RH)下的水蒸汽傳輸速率低于 1.0(克*密耳)/(100英寸2*天)。根據(jù)另一實(shí)施方案，聚合物隔濕材料50在100° F和 100% RH下的水蒸汽傳輸速率低于O. 1(克*密耳)/(100英寸2*天)。根據(jù)再一實(shí)施方 案，聚合物隔濕材料50在100° F和100%朋下的水蒸汽傳輸速率低于0.05(克*密耳)/ (100英寸2*天)。本文中公開的水蒸汽傳輸速率值可基于對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說應(yīng)是顯 而易見的熟知的試驗(yàn)程序測定。 看圖3，其中示出了根據(jù)第二個(gè)實(shí)施方案采用交替的集電器組件30和聚合物隔濕 材料50的電化學(xué)電池10。在本實(shí)施方案中，集電器組件30采用了細(xì)長的集電器釘28、環(huán) 形(墊片)密封32、中內(nèi)蓋60和外蓋42。相比于第一個(gè)實(shí)施方案，中內(nèi)蓋60提供徑向結(jié)
8構(gòu)支承以支承密封32處于居中布置的細(xì)長黃銅釘28和靠著鋼罐12的密封的外圍部分38 之間。中內(nèi)蓋60可包括具有一個(gè)或多個(gè)形成于其中的排氣孔62的墊圈，排氣孔62大致與 密封32中形成的減厚的排氣機(jī)構(gòu)40對齊。如上面所討論的，外蓋42也具有一個(gè)或多個(gè)形 成于其中的排氣孔44。排氣孔44和66使通過密封排氣機(jī)構(gòu)40釋放的氣體進(jìn)入外部環(huán)境。
在圖3所示的實(shí)施方案中，示出了施加在外蓋42之上、覆蓋鋼罐12的開放端16 和標(biāo)簽20之上的薄片材形式的聚合物隔濕材料50。聚合物隔濕材料50可通過粘合劑粘 附或以其他方式如超聲焊連接到所述兩個(gè)表面。通過這種布置，聚合物隔濕材料50在外蓋 42中提供的一個(gè)或多個(gè)排氣孔44上方形成蓋。結(jié)果，聚合物材料50將阻止?jié)駳?包括蒸 汽)從外部環(huán)境通過排氣孔44，從而防止?jié)駳膺M(jìn)入電池10。 看圖4，其中示出了根據(jù)第三個(gè)實(shí)施方案具有施加在集電器30的外蓋42上的聚 合物隔濕材料50的薄片材的電化學(xué)電池10。在本實(shí)施方案中，聚合物隔濕材料50以與外 蓋42的內(nèi)表面適形的方式施加在外蓋42的下側(cè)以覆蓋外蓋42中形成的一個(gè)或多個(gè)排氣 孔44。聚合物隔濕材料50可通過粘合劑粘附、超聲焊接或以其他方式連接到外蓋42的內(nèi) 表面。在本實(shí)施方案中，濕氣如蒸汽基本被阻止通過外蓋42中的一個(gè)或多個(gè)排氣孔44。
看圖5，其中示出了施加在中內(nèi)蓋60的下側(cè)以覆蓋內(nèi)蓋60中形成的一個(gè)或多個(gè)排 氣孔62的聚合物隔濕材料50的薄片材。聚合物隔濕材料50可通過粘合劑、超聲焊接或其 他方式連接到中內(nèi)蓋60的下側(cè)。在本實(shí)施方案中，濕氣基本被阻止通過蓋60中的一個(gè)或 多個(gè)排氣孔62。 看圖6，聚合物隔濕材料50被施加到外蓋42的外表面以覆蓋外蓋42的外側(cè)，外蓋 42的外側(cè)提供有一個(gè)或多個(gè)排氣孔44。在本實(shí)施方案中，可施加聚合物隔濕材料的厚層以 基本阻斷濕氣通過外蓋42中的一個(gè)或多個(gè)排氣孔44。在本實(shí)施方案中，聚合物隔濕材料 50可包括基于乙烯-醋酸乙烯酯的熱熔性粘合劑，例如可從BostikFindley， Inc.購得的 Bostik Thermogrip 2103。熱熔性粘合劑可用噴膠槍施加以形成覆蓋所述一個(gè)或多個(gè) 排氣孔44的固化材料。根據(jù)其他實(shí)施方案，其他可流動(dòng)材料如環(huán)氧樹脂或UV固化丙烯酸 類樹脂可用作材料50。 看圖7，其中示出了具有布置在密封32的中段36的外側(cè)或頂面上的聚合物隔濕材 料50的電化學(xué)電池10。這樣做時(shí)，聚合物隔濕材料50覆蓋密封32中形成了減厚的排氣機(jī) 構(gòu)40的較薄部分。此外，阻隔材料還可如所示覆蓋中內(nèi)蓋60的底面及其中形成的所述一 個(gè)或多個(gè)排氣孔62。因此，濕氣如蒸汽基本被阻止通過排氣孔62并因此不能順利地滲透通 過密封32。 雖然聚合物隔濕材料50在本文中示意和描述為施加在罐12的開放端內(nèi)集流器組 件的部件上，但應(yīng)理解隔濕材料50可施加在其他位置處，例如直接施加在內(nèi)蓋60之上，還 可施加在多個(gè)表面上。例如，聚合物隔濕材料50可施加到內(nèi)蓋60的頂面和底面上以阻斷 所述一個(gè)或多個(gè)排氣口 62。此外，應(yīng)理解，雖然在若干實(shí)施方案中隔濕材料50包括聚合物 材料，但其他材料也可與所述聚合物材料結(jié)合使用。隔濕材料50可包括其他材料，所述其 他材料包括金屬和陶瓷材料。例如，隔濕材料50可采用鋁、硅石或鎳箔。采用聚合物隔濕 材料50所得的電化學(xué)電池IO將有利地降低濕氣進(jìn)入速率，這樣的降低將使電池10內(nèi)積聚 的壓力較低。聚合物隔濕材料50的使用將減少標(biāo)簽去金屬化的問題并可使?jié)駳膺M(jìn)入速率 比無隔濕材料50時(shí)減慢至少五倍，而且還可施加得相當(dāng)薄。
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因此，根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方案的電化學(xué)電池10最好采用水蒸汽傳輸速率非 常低的聚合物隔濕材料50。聚合物隔濕材料50可以薄片材形式提供給布置在鋼罐12的開 放端16中的集電器組件30的部件。此外，聚合物隔濕材料50不易為堿性電解質(zhì)特別是氫 氧化鉀所腐蝕。應(yīng)理解，聚合物隔濕材料50可施加得非常薄而僅占據(jù)集電器組件30的小 容積，從而在電池10內(nèi)留下更多可用的容積以容納電化學(xué)活性材料。 以上描述僅應(yīng)視為對優(yōu)選實(shí)施方案的描述。本領(lǐng)域技術(shù)人員及發(fā)明或使用本發(fā)明 的人員會(huì)想到本發(fā)明的變體。因此應(yīng)理解，附圖中所示及以上描述的實(shí)施方案僅用作示意 目的而非意在限制本發(fā)明的范圍。本發(fā)明的范圍由附隨的權(quán)利要求書限定，權(quán)利要求書應(yīng) 根據(jù)專利法的原則(包括等同原則)來解釋。
權(quán)利要求
一種電化學(xué)電池，所述電化學(xué)電池包含具有開放端的罐；提供在所述罐內(nèi)的包含第一電極和第二電極的電化學(xué)材料；提供在所述罐的開放端中的密封以防止電化學(xué)材料從罐內(nèi)滲漏；以預(yù)成型片材形式施加到布置在罐的開放端中的部件上的隔濕材料以防止潮濕的環(huán)境空氣到達(dá)罐的密封容積，其中所述隔濕材料包含聚合物材料且所述隔濕材料在100°F和100％RH下的水蒸汽傳輸速率低于1.0(克*密耳)/(100英寸2*天)。
2. 按照權(quán)利要求1中所定義的電化學(xué)電池，其中所述隔濕材料在100° F和100XRH 下的水蒸汽傳輸速率低于0. 1 (克*密耳)/ (100英寸2*天)。
3. 按照權(quán)利要求1中所定義的電化學(xué)電池，其中所述隔濕材料在100° F和100XRH 下的水蒸汽傳輸速率低于0. 05 (克*密耳)/ (100英寸2*天)。
4. 按照權(quán)利要求1中所定義的電化學(xué)電池，其中所述隔濕材料的厚度在0. 5到5. 0密 耳范圍內(nèi)。
5. 按照權(quán)利要求1中所定義的電化學(xué)電池，其中所述聚合物隔濕材料包含聚偏二氯乙烯。
6. 按照權(quán)利要求5中所定義的電化學(xué)電池，其中所述聚合物隔濕材料包含施加到所述 部件上的聚偏二氯乙烯片材。
7. 按照權(quán)利要求6中所定義的電化學(xué)電池，其中所述片材通過超聲焊接粘附到所述部 件上。
8. 按照權(quán)利要求6中所定義的電化學(xué)電池，其中所述片材通過粘合劑粘附到所述部件上。
9. 按照權(quán)利要求1中所定義的電化學(xué)電池，其中所述密封在100° F和100XRH下的 水蒸汽傳輸速率高于5. 0 (克*密耳)/ (100英寸2*天)。
10. 按照權(quán)利要求9中所定義的電化學(xué)電池，其中所述密封包含尼龍墊片。
11. 按照權(quán)利要求l中所定義的電化學(xué)電池，所述電化學(xué)電池還包含形成在所述密封 中的泄壓排氣機(jī)構(gòu)以便內(nèi)部生成的氣體在當(dāng)所述罐內(nèi)的壓力過大時(shí)可排出。
12. 按照權(quán)利要求l中所定義的電化學(xué)電池，所述電化學(xué)電池還包含提供在所述罐的 開放端中的蓋，其中所述蓋包含至少一個(gè)孔，且其中所述隔濕材料防止潮濕的環(huán)境空氣通 過所述至少一個(gè)孔。
13. 按照權(quán)利要求l中所定義的電化學(xué)電池，所述電化學(xué)電池還包含提供在所述罐的 開放端中的外蓋和提供在所述外蓋與所述密封之間的內(nèi)蓋，其中所述外蓋和所述內(nèi)蓋均包 含至少一個(gè)孔，且其中所述隔濕材料防止潮濕的環(huán)境空氣通過所述內(nèi)蓋的所述至少一個(gè) 孔。
14. 按照權(quán)利要求1中所定義的電化學(xué)電池，其中所述電池包含堿性電化學(xué)電池。
15. —種電化學(xué)電池，所述電化學(xué)電池包含 具有開放端的罐；提供在所述罐內(nèi)的包括第一電極和第二電極的電化學(xué)材料； 提供在所述罐的開放端中的密封以防止電化學(xué)材料從罐內(nèi)滲漏；粘附于布置在罐的開放端中的部件上的隔濕材料的預(yù)成型片材以防止潮濕的環(huán)境空氣到達(dá)罐的密封容積。
16. 按照權(quán)利要求15中所定義的電化學(xué)電池，其中所述隔濕材料的預(yù)成型片材包含聚 合物隔濕材料。
17. 按照權(quán)利要求16中所定義的電化學(xué)電池，其中所述聚合物隔濕材料的片材包含聚 偏二氯乙烯。
18. 按照權(quán)利要求16中所定義的電化學(xué)電池，其中所述聚合物隔濕材料的片材包含聚 氯三氟乙烯(PCTFE)。
19. 按照權(quán)利要求15中所定義的電化學(xué)電池，其中所述隔濕材料的片材通過超聲焊接 粘附到所述部件上。
20. 按照權(quán)利要求15中所定義的電化學(xué)電池，其中所述隔濕材料的片材通過粘合劑粘 附到所述部件上。
21. 按照權(quán)利要求15中所定義的電化學(xué)電池，其中所述隔濕材料的片材的厚度范圍在 0. 5到5. 0密耳范圍內(nèi)。
22. 按照權(quán)利要求15中所定義的電化學(xué)電池，其中所述隔濕材料的片材在100。 F和 100% RH下的水蒸汽傳輸速率低于1.0(克*密耳)/(100英寸2*天)。
23. 按照權(quán)利要求15中所定義的電化學(xué)電池，其中所述隔濕材料的片材在100。 F和 100% RH下的水蒸汽傳輸速率低于O. 1(克*密耳)/(100英寸2*天)。
24. 按照權(quán)利要求15中所定義的電化學(xué)電池，其中所述隔濕材料的片材在100。 F和 100% RH下的水蒸汽傳輸速率低于0. 05 (克*密耳)/ (100英寸2*天)。
25. 按照權(quán)利要求15中所定義的電化學(xué)電池，其中所述密封在100° F和100XRH下 的水蒸汽傳輸速率高于5. 0 (克*密耳)/ (100英寸2*天)。
26. 按照權(quán)利要求25中所定義的電化學(xué)電池，其中所述密封包含尼龍墊片。
27. 按照權(quán)利要求15中所定義的電化學(xué)電池，其中在所述密封中形成泄壓排氣機(jī)構(gòu)以 便內(nèi)部生成的氣體在當(dāng)所述罐內(nèi)的壓力過大時(shí)可排出。
28. 按照權(quán)利要求15中所定義的電化學(xué)電池，所述電化學(xué)電池還包含提供在所述罐的 開放端中的蓋，其中所述蓋包含至少一個(gè)孔，且其中所述隔濕材料的預(yù)成型片材施加到所 述蓋上以阻斷所述至少一個(gè)孔。
29. 按照權(quán)利要求15中所定義的電化學(xué)電池，所述電化學(xué)電池還包含提供在所述罐的 開放端中的外蓋和提供在所述外蓋與所述密封之間的內(nèi)蓋，其中所述外蓋和所述內(nèi)蓋均包 含至少一個(gè)孔，且其中所述隔濕材料的預(yù)成型片材施加到所述內(nèi)蓋上以阻斷所述內(nèi)蓋中的 所述至少一個(gè)孔。
30. 按照權(quán)利要求15中所定義的電化學(xué)電池，其中所述電池包含堿性電化學(xué)電池。
31. —種電化學(xué)電池，所述電化學(xué)電池包含 具有開放端的罐；提供在所述罐內(nèi)的包括第一電極和第二電極的電化學(xué)材料； 提供在所述罐的開放端中的密封以防止電化學(xué)材料從罐內(nèi)滲漏；禾口 施加到布置在罐的開放端中的部件上的隔濕材料以防止潮濕的環(huán)境空氣到達(dá)罐的密封容積，其中所述隔濕材料包含聚偏二氯乙烯材料，且所述隔濕材料在100° F和100% RH下的水蒸汽傳輸速率低于1. 0 (克*密耳)/ (100英寸2*天)。
32. 按照權(quán)利要求31中所定義的電化學(xué)電池，其中所述隔濕材料在100° F和100% RH下的水蒸汽傳輸速率低于0. 1 (克*密耳)/ (100英寸2*天)。
33. 按照權(quán)利要求31中所定義的電化學(xué)電池，其中所述隔濕材料在100° F和100% RH下的水蒸汽傳輸速率低于0. 05 (克*密耳)/ (100英寸2*天)。
34. 按照權(quán)利要求31中所定義的電化學(xué)電池，其中所述隔濕材料的厚度在0. 5到5. 0 密耳范圍內(nèi)。
35. 按照權(quán)利要求31中所定義的電化學(xué)電池，其中所述聚合物隔濕材料包含施加到所 述部件上的聚偏二氯乙烯的片材。
36. 按照權(quán)利要求31中所定義的電化學(xué)電池，其中所述片材粘附到所述部件上。
37. 按照權(quán)利要求31中所定義的電化學(xué)電池，其中所述聚偏二氯乙烯以水基乳膠形式 施加。
38. 按照權(quán)利要求31中所定義的電化學(xué)電池，所述電化學(xué)電池還包含提供在所述罐的 開放端中的蓋，其中所述蓋包含至少一個(gè)孔，且其中所述隔濕材料防止潮濕的環(huán)境空氣通 過所述至少一個(gè)孔。
39. 按照權(quán)利要求31中所定義的電化學(xué)電池，所述電化學(xué)電池還包含提供在所述罐 的開放端中的外蓋和提供在所述外蓋與所述密封之間的內(nèi)蓋，其中所述外蓋和所述內(nèi)蓋均 包含至少一個(gè)孔，且其中所述隔濕材料防止潮濕的環(huán)境空氣通過所述內(nèi)蓋的所述至少一個(gè) 孔。
40. 按照權(quán)利要求31中所定義的電化學(xué)電池，其中所述電池包含堿性電化學(xué)電池。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種堿性電化學(xué)電池(10)，所述電池(10)采用布置在集電器組件(30)中的聚合物隔濕材料(50)來基本防止?jié)駳膺M(jìn)入電池。所述聚合物隔濕材料可包括施加在外蓋或中內(nèi)蓋或密封的頂側(cè)的聚偏二氯乙烯以防止?jié)駳膺M(jìn)出。聚偏二氯乙烯可以預(yù)成型薄板形式施加。所述聚合物隔濕材料的水蒸汽傳輸速率非常低，低于1.0(克*密耳)/(100英寸2*天)。
文檔編號(hào)H01M2/02GK101772849SQ200880100600
公開日2010年7月7日 申請日期2008年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月25日
發(fā)明者M·A·舒伯特, M·P·克萊門 申請人:永備電池有限公司