一種提高一次堿性電池密封性、安全性和儲存壽命的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種提高一次堿性電池密封性、安全性和儲存壽命的方法，特別涉及 通過對一次堿性電池密封圈材質(zhì)含水量控制，從而提高一次堿性電池的密封性、安全性和 儲存壽命的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 通常，密封性、安全性和儲存壽命是衡量一次堿性電池好壞的三個重要指標，密封 圈在很大程度上決定了這三個指標的性能。然而目前很多一次堿性電池生產(chǎn)廠家對一次堿 性電池的研宄都只停留在對電池密封圈的結(jié)構(gòu)設(shè)計和密封圈材料的選擇上，而沒有深入對 密封圈材質(zhì)水份含量的研宄。
[0003] -次堿性電池密封圈材質(zhì)的含水量與密封圈的尺寸大小和材質(zhì)的應(yīng)力大小相關(guān)， 而密封圈的尺寸大小和密封圈的應(yīng)力又與電池的密封性能有直接的關(guān)系。且密封圈材質(zhì)的 應(yīng)力還決定了設(shè)置在密封圈上的防爆閥能承受的防爆壓力的大小，因此密封圈材質(zhì)的含水 量在一定程度上決定了電池密封性能、安全性能和儲存壽命。本發(fā)明人通過對密封圈材質(zhì) 水份含量的控制，從而提高了一次堿性電池的密封性、安全性和儲存壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種提高一次堿性電池密封性、安全性和儲存壽命的方 法。
[0005] 優(yōu)選地，本發(fā)明的目的在于通過對一次堿性電池密封圈材質(zhì)含水量控制，從而提 高一次堿性電池的密封性、安全性和儲存壽命的方法。所述電池包含：由鋼帶或鍍鎳鋼帶 制成的負極端，位于負極端上的1個以上的小孔，由高分子絕緣材料注塑而成的密封圈，連 接在負極端上的電池負極（陽極）的集流體，電池負極（陽極）的活性物質(zhì)，電池的隔膜， 電池正極（陰極）的活性物質(zhì)，承載電池物質(zhì)、充當電池極集流體和電池正極端的電池的鋼 殼。其特征在于：所述密封圈在組裝成電池前的含水量為1% -3. 5%。所述的密封圈，其高 分子絕緣材料通常為尼龍66,尼龍610、尼龍612。絕緣材料為尼龍610和尼龍612時，密封 圈的含水量優(yōu)選1. 5% -2. 5%，絕緣材料為尼龍66時，含水量優(yōu)選2% -3. 5%。
[0006] 對于LR03 (AAA型）電池，密封圈在滿足水份要求的前提下，密封圈防爆閥的爆破 壓力為35-120kg/cm2,優(yōu)選為60-90kg/cm2;對LR6電池（AA型），密封圈在滿足水份要求的 前提下，密封圈防爆閥的爆破壓力為30-1101^/〇]12，優(yōu)選為50-851^/〇]1 2;對于1^14((]型） 電池，密封圈在滿足水份要求的前提下，密封圈防爆閥的爆破壓力為20-50kg/cm2,優(yōu)選為 25-40kg/cm2;對于LR20(D型）電池，尼龍密封圈在滿足水份要求的前提下，密封圈防爆閥 的爆破壓力為10-40kg/cm2,優(yōu)選為15_35kg/cm2。
[0007] 應(yīng)當理解，前述大體的描述和后續(xù)詳盡的描述均為示例性說明和解釋，并不應(yīng)當 用作對本發(fā)明所要求保護內(nèi)容的限制。
【附圖說明】
[0008] 參考隨附的附圖，本發(fā)明更多的目的、功能和優(yōu)點將通過本發(fā)明實施方式的如下 描述得以闡明，其中：
[0009] 圖1示意性示出一次堿性電池的剖面圖。 圖2為電池不正確安裝示意圖。
【具體實施方式】
[0010] 通過參考示范性實施例，本發(fā)明的目的和功能以及用于實現(xiàn)這些目的和功能的方 法將得以闡明。然而，本發(fā)明并不受限于以下所公開的示范性實施例，可以通過不同形式來 對其加以實現(xiàn)。說明書的實質(zhì)僅僅是幫助相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員綜合理解本發(fā)明的具體細節(jié)。
[0011] -次堿性電池密封圈材質(zhì)的含水量與密封圈的尺寸大小和材質(zhì)的應(yīng)力大小相關(guān)， 而密封圈的尺寸大小和密封圈的應(yīng)力又與電池的密封性能有直接的關(guān)系，因此密封圈材質(zhì) 的含水量在一定程度上決定了電池密封性能的好壞。
[0012] 實驗表明，使用同一模具生產(chǎn)的密封圈，也會因密封圈材質(zhì)的含水量不同而尺寸 不同。若密封圈材質(zhì)含水量偏低，制成的密封圈會因尺寸偏小而無法與電池的外殼緊密接 觸，導(dǎo)致電池密封性不好而發(fā)生漏液現(xiàn)象；若密封圈材質(zhì)含水量偏高，則密封圈會因尺寸偏 大而無法放入電池殼內(nèi)，或即使放入電池殼內(nèi)，也會因擠壓變形而無法與電池外殼緊密接 觸，從而不能很好地起到密封的作用。
[0013] 且若密封圈材質(zhì)含水量偏低，密封圈封口后，由于密封圈材質(zhì)應(yīng)力較大，密封圈和 電池外殼不能緊密接觸，仍無法起到良好的密封作用。在生產(chǎn)過程中進行外殼將密封圈卷 邊處理的程序時難度也大幅提高。
[0014] 此外，由于一次堿性電池密封圈材質(zhì)的含水量與其應(yīng)力密切相關(guān)，而密封圈材質(zhì) 的應(yīng)力又決定了設(shè)置在密封圈上的防爆閥能承受的防爆壓力的大小。若防爆閥可承受的防 爆壓力偏大，當電池內(nèi)部壓力快速增大時，防爆閥可能會因無法正常打開而發(fā)生爆炸，給消 費者帶來人身傷害和財產(chǎn)損失。若防爆閥可承受的防爆壓力偏小，電池內(nèi)較小的壓力即可 沖破防爆閥，從而導(dǎo)致電池漏液，將會損傷電器，且將導(dǎo)致電池壽命終結(jié)。故電池密封圈材 質(zhì)的含水量關(guān)系著電池的安全性能和使用壽命。
[0015] 實驗結(jié)果顯示，使用同一模具生產(chǎn)的密封圈，防爆閥能承受的防爆壓力也會因密 封圈材質(zhì)含水量的不同而不同。若密封圈材質(zhì)的含水量偏低，則由于應(yīng)力較大，防爆閥能承 受的防爆壓力偏大；若密封圈材質(zhì)的含水量偏高，雖然解決了應(yīng)力過大、不均衡的問題，但 又會由于過軟而使得防爆閥能承受的防爆壓力偏小，無法滿足對于防爆壓力的要求。
[0016] 因此，將密封圈的含水量控制在一個適當?shù)姆秶瑢τ谥圃斐龀叽绱笮『头辣瑝?力均滿足要求的密封圈來說至關(guān)重要。
[0017] 在下文中，將參考附圖詳細描述本發(fā)明的各個實施例。在附圖中，相同的附圖標記 代表相同或類似的部件，或者相同或類似的步驟。
[0018] 圖1是堿性電池的剖面圖。如圖1所示，1是堿性電池的負極端，由鋼帶或鍍鎳鋼 帶沖制而成，主要起支撐電池密封圈和導(dǎo)電的作用。負極端包含1個以上的小孔，用于排放 電池內(nèi)部產(chǎn)生的氣體，避免電池內(nèi)部壓力太大而造成電池爆炸。2是電池的密封圈，它是由 具有穩(wěn)定的化學(xué)性能和一定的耐高溫性能的高分子絕緣材料注塑而成，高分子材料通常有 尼龍66,尼龍610、尼龍612。密封圈的作用主要有：（1)在正常情況下，由于電池內(nèi)的強堿 性電解液具有很強的擴散性，密封圈可防止電池內(nèi)物質(zhì)漏到電池外面；（2)在電池內(nèi)壓力 達到一定量的時候，通過及時打開設(shè)置在密封圈上的防爆閥，釋放電池內(nèi)壓力，以防止電池 爆炸。此外，密封圈還用于隔離電池的正極和負極，因而它必須具有絕緣性。3是電池負極 (陽極）的集流體，電池負極放出的電池能通過集流體傳導(dǎo)到電池的負極端。4是電池的負 極（陽極）的活性物質(zhì)，它主要成分是鋅粉。鋅粉的粒度通常選D5tl為100-200微米，鋅粉 中鋅的純度大于99%，同時添加銦、鉍、鋁等元素的一種或幾種，以增加電池內(nèi)鋅粉顆粒的 穩(wěn)定性，發(fā)揮良好的放電性能。電池負極的制造是通過把粘結(jié)劑、吸水劑、緩蝕劑、35-40% 的KOH電解液和鋅粉混合成膏狀物而制得。5是電池的隔膜，具有電子絕緣作用，防止電池 正極和負極內(nèi)部短路，同時它還具有離子導(dǎo)通作用，防止電池正、負極極化。6是電池的正 極（陰極）的活性物質(zhì)，包含：在正極中的質(zhì)量比為85-95%電解MnO2，質(zhì)量比為5-10%的 石墨，質(zhì)量比為2-5 %的濃度為35 % -40 %的K0H，質(zhì)量比為0. 2-0. 5 %的粘接劑。電池正極 的制造是把把電解MnO2、石墨、KOH和粘結(jié)劑混和均勾，把混合物壓片、造粒和壓制成形，最 后裝入到電池的鋼殼中。7是電池的鋼殼，通常是鋼帶或鍍鎳鋼帶沖制而成。電池鋼殼的主 要作用是承載電池物質(zhì)、充當電極集流體和充當電池正極端。
[0019] 實施例1
[0020] 本實施以LR6電池為例。密封圈材料選用從廈門市嘉能科技有限公司購買的尼龍 610,密封圈的注塑機采用住友SUMIT0M0-SE50注塑機。密封圈注塑前先對尼龍材料進行 烘干，使尼龍610原料的水份小于0. 5%。注塑機加熱溫度設(shè)為250°C_330°C，注塑壓力為 1200-1600kgf/cm2,模具冷卻時間為8-12秒，模具冷卻溫度為50-80°C。生產(chǎn)出無缺陷的密 封圈。密封圈的處理方法：密封圈在濕度為75%，室溫條件下，放置4小時，測量密封圈的 水份，檢測結(jié)果如下表一。用該密封圈組裝電池，檢測電池密封性和電池封口缺陷，用酚酞 試劑檢驗電池密封性能（測試方法：用1克酚酞、900毫升99. 5%濃度的酒精和100毫升水 組成酚酞試劑。把酚酞試劑滴到電池密封部，如果酚酞試劑變色說明電池沒有密封好。）， 檢測結(jié)果如下表一。裸眼檢驗電池封口缺陷（封口缺陷主要指電池封口部的是否有傷痕）， 檢測結(jié)果如下表一。
[0021] 實施例2
[0022] 本實施以LR6電池為例。密封圈材料選用從廈門市嘉能科技有限公司購買的尼龍 610,密封圈的注塑機采用住友SUMIT0M0-SE50注塑機。密封圈注塑前先對尼龍材料進行 烘干，使尼龍610原料的水份小于0. 5%。注塑機加熱溫度設(shè)為250°C_330°C，注塑壓力為 1200-1600kgf/cm2,模具冷卻時間為8-12秒，模具冷卻溫度為50-80°C，生產(chǎn)出無缺陷的密 封圈。密封圈的處理方法：密封圈在室溫條件下，空氣濕度75%，放置12小時，測量密封圈 的水份，檢測結(jié)果如下表一。用該密封圈組裝電池，檢測電池密封性和電池封口缺陷（同實 施例1中的檢測方法），檢測結(jié)果如下表一。
[0023] 實施例3
[0024]本實施以LR6電池為例。密封圈材料選用從廈門市嘉能科技有限公司購買的尼龍 610,密封圈的注塑機采用住友SUMIT0M0-SE50注塑機。密封圈注塑前先對尼龍材料進行 烘干，使尼龍610原料的水份小于0. 5%。注塑機加熱溫度設(shè)為250°C_330°C，注塑壓力為 1200-1600kgf/cm2,模具冷卻時間為8-12秒，模具冷卻溫度為50-80°C，生產(chǎn)出無缺陷的密 封圈。密封圈的處理方法：使用ESPEC愛斯佩克烘箱，烘箱的設(shè)制為：（1)以每分鐘0.5°C的升溫速度，從20°C加熱到40°C，烘箱的濕度控制在75% -85%。（2)40°C恒溫持續(xù)3小 時，烘箱的濕度控制在75% -85%。（3)以每分鐘0. 5°C的升溫速度，從40°C加熱到60°C。 ⑷60°C恒溫持續(xù)4小時，烘箱的濕度控制在80% -90%。（5)以每分鐘0. 5°C的降溫速度， 從60°C降至40°C。（6)40°C恒溫持續(xù)3小時，烘箱的濕度控制在75%-85%。（7)以每分鐘 0. 5°C的降溫速度，從40°C降至20°C，烘箱的濕度控制在75% -85%。取出密封圈，測量密 封圈水份，檢測結(jié)果如下表一。用該密封圈組裝電池，檢測電池密封性和電池封口缺陷（同 實施例1中的檢測方法），檢測結(jié)果如下表一。
[0025] 實施例4
[0026] 本實施以LR6電池為例。密封圈材料選用從廈門市嘉能科技有限公司購買的尼龍 610,密封圈的注塑機采用住友SUMIT0M0-SE50注塑機。密封圈注塑前先對尼龍材料進行 烘干，使尼龍610原料的水份小于0. 5%。注塑機加熱溫度設(shè)為250°C_330°C，注塑壓力為 1200-1600kgf/cm2,模具冷卻時間為8-12秒，模具冷卻溫度為50-80°C，生產(chǎn)出無缺陷的密 封圈。密封圈的處理方法：使用ESPEC愛斯佩克烘箱，烘箱的設(shè)制為：（1)以每分鐘0.5°C