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CN1084933C - 钮扣式碱性电池 - Google Patents

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CN1084933C
CN1084933C CN95107039A CN95107039A CN1084933C CN 1084933 C CN1084933 C CN 1084933C CN 95107039 A CN95107039 A CN 95107039A CN 95107039 A CN95107039 A CN 95107039A CN 1084933 C CN1084933 C CN 1084933C
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projecting portion
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Abstract

可以提供一种钮扣式碱性电池，其中提高了对电解溶液泄漏的阻力。一种钮扣式碱性电池包括一个正电极外壳(1)、一个负电极盖(3)和一个垫圈(6)。该负电机盖(3)有一个翻边部(7)。该翻边部(7)以5°至20°的角度向电池的中心倾斜。

Description

钮扣式碱性电池
本发明涉及用于诸如电子手表、电子台式计算器之类小型电子设备的钮扣式碱性电池。
近来，随着诸如电子手表、电子台式计算器之类小型电子设备的发展，对钮扣式碱性电池的要求越来越高。在这种情况下，根据钮扣式碱性电池的效率，由于这些小型电子设备具有更小的消耗功率而要求钮扣式碱性电池具有更长的寿命期，并且由于这些小型电子设备具有更强的功能而要求钮扣式碱性电池提供更大的电流。
如图1、2和3中所示，钮扣式碱性电池有一个用作正电极端的正电极外壳1和一个用作负电极端的负电极盖3。在正电极外壳1充满正电极混合料2而负电极盖3充满负电极混合料4和碱性电解溶液之后，把负电极盖3经其间的隔板5和环绕负电极盖3的垫圈6保持在正电极外壳1上。在这种状态下，沿朝负电极盖3的方向弯曲正电极外壳1的敞口边缘部以形成钮扣式碱性电池。
在图1中所示的配置中，垫圈6有一个突出部9，该突出部被垂直牵引或挤压并且仅其上缘角部与负电极盖3的内表面接触。在图2中所示的配置中，垫圈6的突出部9垂直弯曲且其上侧表面与负电极盖3的内表面接触。在图3中所示的配置中，垫圈6没有突出部9且不与负电极盖3的内表面接触。
在以上向内挤压电池正电极外壳1的敞口边缘部的加工中，当通过沿电池半径方向弯曲正电极外壳1的敞口边缘部来进一步增加垫圈6的压缩以便保持对电解溶液泄漏的满意的阻力时，垫圈6朝负电极盖3的压缩力也增加。经常观察到，负电极盖3的翻边(cuff)底部7a朝电池中心变形。由于负电极盖3的翻边底部7a朝电池中心变形，不可能获得为保持对电解溶液泄漏的满意的阻力所需的垫圈6的压缩，而电池的对电解溶液泄漏的阻力减小。
在向内弯曲正电极外壳1的敞口边缘部的加工中，除非使负电极混合料4的体积比负电极盖3的容积小该容积的5-15％，则存在着负电极活性材料颗粒进入负电极盖3与垫圈6之间且电解溶液渗透其间部分而减小电池的对电解溶液泄漏的阻力的缺点。另一方面，如果把负电极混合料4的体积相对于负电极盖3的容积减小，则存在着降低电池的电流特性的缺点。
为了避免这些缺点，采取了某些对策，例如如图1和2中所示把突出部9设置成使垫圈6的内缘表面与负电极盖3的阶梯部内侧接触，或者把负电极盖3与垫圈6做成一体等。
在图1和2中所示的配置中，如果垫圈6的突出部9与负电极盖3内表面紧密接触，则防止负电极活性材料颗粒及电解溶液渗透负电极盖3与垫圈6之间部分，从而增加电池的对电解溶液泄漏的阻力，然而，当突出部9与负电极盖3的内表面紧密接触时，突出部9向外推负电极盖3，妨碍负电极与正电极互相间满意的接触。因而，降低了钮扣式碱性电池的电流特性。
如果垫圈6的突出部9与负电极盖3内表面松懈接触，虽然不降低电流特性，但降低了防止负电极活性材料颗粒及电解溶液渗透负电极盖3与垫圈6之间部分的效率，从而减小电池的对电解溶液泄漏的阻力。因而，垫圈6突出部9与负电极盖3内表面之间的接触必须不紧不松。然而，很难设计这样的电池结构。
在其中负电极盖3与垫圈6做成一体的配置中，当向内弯曲钮扣式碱性电池正电极外壳1的敞口边缘部时，沿电池径向施加一个由弯曲加工所产生的力，在做成一体的负电极盖3与垫圈6之间产生一个间隙。因而，存在着负电极活性材料颗粒和电解溶液渗透该间隙从而减小对电解溶液泄漏的阻力的缺点。
鉴于这些方面，本发明的一个目的在于提供一种钮扣式碱性电池，该电池具有优异的对电解溶液泄漏的阻力和优异的电流特性。
根据本发明的第一方面，一种钮扣式碱性电池包括一个负电极盖、一个正电极外壳和一个垫圈。该负电极盖带有一个翻边部。该翻边部向该电池中心倾斜5°至20°角。
根据本发明的第二方面，该负电极盖翻边底部的两端具有各带0.03mm至0.10mm半径的弧形。
根据本发明的第三方面，该负电极盖翻边部的一个头端处于比负电极盖内侧阶梯部更高的位置。
根据本发明的第四方面，把该电池沿其径向的压缩量设于0.05mm至0.30mm的范围。
根据本发明的第五方面，一种钮扣式碱性电池包括该负电极盖和该垫圈。该负电极盖有一个翻边部。该垫圈有一个J形截面并有一个突出部，该突出部突出地弯曲成该垫圈的一个内端表面被带进与该负电极盖的内表面接触。该突出部的一个上端部与该负电极盖的内表面接触。
根据本发明的第六方面，该垫圈突出部的该上端部的一个外侧部有弧形截面并且有弧形截面的该外侧部与该负电极盖内表面接触。
根据本发明的第七方面，该垫圈突出部向该负电极盖的中心倾斜1°至20°角。
根据本发明的第八方面，该垫圈的底面的位于该负电极盖中心侧的一部分制成一个对水平面倾斜5°至30°角的表面。
根据本发明的第九方面，该垫圈有一个J形截面并有一个突出地弯曲成该垫圈的内端表面被带进与该负电极盖的内表面接触的突出部，而且该突出部的上端部与该负电极盖的内表面接触。
图1是表示一种钮扣式碱性电池的一个剖视图；
图2是表示另一种钮扣式碱性电池的一个剖视图；
图3是表示又一种钮扣式碱性电池的一个剖视图；
图4是表示根据本发明一个实施例的一种钮扣式碱性电池的一个剖视图；
图5是表示根据本发明该实施例的该钮扣式碱性电池的一个主要部分的一个局部放大剖视图；
图6是表示根据本发明该实施例的该钮扣式碱性电池的该主要部分的一个剖视图；
图7是表示根据本发明该实施例的该钮扣式碱性电池的该主要部分的一个剖视图；
图8是表示根据本发明该实施例的该钮扣式碱性电池的该主要部分的一个剖视图；
图9是表示根据本发明该实施例的该钮扣式碱性电池的该主要部分的一个剖视图；
图10是表示根据本发明该实施例的该钮扣式碱性电池的该主要部分的一个剖视图；
图11是表示根据本发明该实施例的一种钮扣式碱性电池的另一种配置的一个剖视图；及
图12是表示根据本发明该实施例的一种钮扣式碱性电池的又一种配置的一个剖视图。
下面对照图4至图7描述根据本发明一个实施例的一种钮扣式碱性电池。图4至图7表示一种配置，其中本发明运用于一种外径6.8mm和高度2.1mm的氧化银电池。
图4中所示的正电极外壳1用作正电极端并通过在预定厚度的不锈钢板上镀镍来制作。正电极外壳1充满压力形成一种以氧化银为主要成分的混合料而制成的正电极混合料2。
在图4中，标号3代表一个用作负电极端的负电极盖，它由具有由铜、不锈钢和镍制成的三层结构的预定厚度的包层薄板形成。在此实施例中，如图4中所示，沿负电极盖3的外缘部形成一个阶梯部并沿其外缘部设置一个翻边部7。
负电极盖3充满通过在由汞汞齐化的锌粉末中添加碱性电解溶液和胶凝剂而制成的负电极混合料4。
在正电极混合料2与负电极混合料4之间放置隔板5，而负电极盖3的外缘放置具有J形截面的例如用尼龙制成的垫圈6，使它包住翻边部7。在负电极盖3经垫圈6保持在正电极外壳1上的状态下，向内弯曲正电极外壳1的敞口边缘部，以便把正电极外壳1与负电极盖3经垫圈6互相连成一体。
隔板5是用通过接枝共聚由无纺织物、赛璐玢及聚乙烯制成的一种三层薄膜形成的。
在本实施例中，如图4和5中所示负电极盖3的翻边部7向电池中心倾斜的角度θ设在5°至20°的范围内。把θ角设在5°至20°范围内的原因将由以下试验和测量来说明。
通过把负电极盖3的翻边部7的θ角设成0°(它类似于图1、2和3中所示的负电极盖3的角度)、1°、5°、10°、15°、20°和25°，类似于上述电池分别制造了各包括50个氧化银电池的七组氧化银电池。试验它们对电解溶液泄漏的阻力。
在试验对电解溶液泄漏的阻力时，在制作之后，把电池在温度为45℃和湿度为93％的条件下放置100天、120天、140天和160天。就电解溶液的泄漏对七组中每一组的50个氧化银电池加以评价。通过在放大10倍的显微镜下用眼睛检查电池来进行就电解溶液泄漏的评价。
对电解溶液泄漏的阻力的评价结果示于表1。
                  表1
          对电解溶液泄漏的阻力的
                评价结果
        (对每个角度测量n＝50个电池)
翻边部的倾斜角度(度) 50个电池在45℃和93％的湿度下停放之后引起电解溶液泄漏的个数
  100天   120天   140天   160天
25°20° 00 00 00 20
 15°10°5°1°0°(在图1至3中所示的配置中的形状)     00000     00002     00019     000321
对表1的研究揭示出，当负电极盖3的翻边部7向电池中心倾斜的θ角设在5°至20°范围内时电池有对电解溶液泄漏的满意的阻力。
为了检查负电极盖3的翻边部7处的强度，通过在弯曲正电极外壳1的敞口边缘部的加工之前和之后测量负电极盖3的外径而得到该外径的变形量。测量结果示于表2。该外径变形量定义成通过从弯曲加工之前测得的该外径减去弯曲加工之后测得的该外径而得到的值。50个电池的该变形量的测量值的平均值示于表2。
                     表2
         通过在弯曲加工之前和之后测量该外
         径而得到的负电极盖外径的变形量的
         测量结果(对每个角度测量n＝50个电池)
翻边部的倾斜角度(度)   盖外径的变形量(mm)
25°(盖板厚度020mm)25°(盖板厚度0.18mm)20°(盖板厚度0.20mm)    0-0.020
20°(盖板厚度0.18mm)15°(盖板厚度0.20mm)15°(盖板厚度0.18mm)10°(盖板厚度0.20mm)10°(盖板厚度0.18mm)5°(盖板厚度0.20mm)5°(盖板厚度0.18mm)1°(盖板厚度0.20mm)1°(盖板厚度0.18mm)0°(盖板厚度0.20mm)     00000000.010.030.05
对表2的研究揭示出，负电极盖3的翻边部7的θ角设在5°至20°范围内的电池具有满意的抗变形性，并揭示出在这样一个电池里，即使负电极盖3的板厚度很薄，在电池的弯曲加工之后测得的负电极盖3外径变形量也肯定很小。
在本实施例中，负电极盖3翻边底部7a的两端7a1、7a2(图4和6中所示)各有半径为0.03至0.10mm的弧形。使两端7a1、7a2各有半径为0.03至0.10mm的弧形的原因将由以下试验来说明。
通过使翻边底部7a两端7a1、7a2的弧形部其半径为0.03mm、0.05mm、0.10mm和0.15mm，类似于上项试验中所用者分别制造了各包括50个氧化银电池的四组氧化银电池。试验它们对电解溶液泄漏的阻力。
在试验对电解溶液泄漏的阻力时，在制作之后，把电池在温度为45℃和湿度为93％的条件下停放100天、120天、140天和160天。就电解溶液的泄漏对四组中每一组的50个氧化银电池加以评价。通过在放大10倍的显微镜下用眼睛检查电池来进行就电解溶液泄漏的评价。
在用于该试验的每个电池中，负电极盖3的翻边部7向电池中心倾斜的角度θ设成10°。对电解溶液泄漏的阻力的评价结果示于表3。
                         表3
                对电解溶液泄漏的阻力的
                      评价结果
               (对每个半径测量n＝50个电池)
圆弧半径(mm)     50个电池在45℃和93％的湿度下停放之后引起电解溶液泄漏的个数
100天    120天   140天    160天
 0.030.050.100.15  0000     0000     0002     0007
对表3的研究揭示出，当负电极盖3翻边底部7a的两端7a1、7a2有小圆弧形时，提高了对电解溶液泄漏的阻力。当两端7a1、7a2处弧形部的半径为0.03mm以下时，在垫圈6处产生毛刺。
在本实施例中，如图4和7中所示，负电极盖3翻边部7的头端7b处于比负电极盖3的内阶梯部8更高的位置。把翻边部7的头端7b设在比负电极盖3的内阶梯部8更高的位置的原因将由以下试验来说明。
通过把负电极盖3翻边部7的头端7b设在比负电极盖3的内阶梯部8更高、更低及与之平齐的位置，类似于上项试验中所用者分别制造了各包括50个氧化银电池的三组氧银电池。试验它们对电解溶液泄漏的阻力。
在试验对电解溶液泄漏的阻力时，在制作之后，把电池在温度为45℃和湿度为93％的条件下停放100天、120天、140天和160天。就泄漏对三组中每一组的50个氧化银电池加以评价。通过在放大10倍的显微镜下用眼睛检查电池来进行就电解溶液泄漏的评价。
在用于该试验的每个电池中，负电极盖3的翻边部7向电池中心倾斜的角度θ设成10°。对电解溶液泄漏的阻力的评价结果示于表4。
                       表4
               对电解溶液泄漏的阻力的
                    评价结果
              (对每个位置测量n＝50个电池)
翻边部7头端7b的位置     50个电池在45℃和93％的湿度下停放之后引起电解溶液泄漏的个数
   100天  120天   140天   160天
高于内阶梯部8与内阶梯部8平齐低于内阶梯部8     000     000     001     025
对表4的研究揭示出，当负电极盖3翻边部7的头端7b处于比内阶梯部8更高的位置时，提高了对电解溶液泄漏的阻力。
在本实施例中，当沿电池的半径方向弯曲电池的正电极外壳1的敞口边缘部时所得到的弯曲量设成在0.05mm至0.30mm的范围内。把径向弯曲量设成在0.05mm至0.30mm范围内的原因将由以下试验来说明。
通过把径向弯曲量设成0.03mm、0.05mm、0.10mm、0.20mm、0.30mm和0.40mm，类似于上项试验中所用者分别制造了各包括50个氧化银电池的六组氧化银电池。试验它们对电解溶液泄漏的阻力。
在试验对电解溶液泄漏的阻力时，在制作之后，把电池在温度为45℃和湿度为93％的条件下停放100天、120天，140天和160天。就泄漏对六组中每一组的50个氧化银电池加以评价。通过在放大10倍的显微镜下用眼睛检查电池来进行就电解溶液泄漏的评价。
在用于该试验的每个电池中，负电极盖3的翻边部7向电池中心倾斜的角度θ设成10°。对电解溶液泄漏的阻力的评价结果示于表5。
                       表5
              对电解溶液泄漏的阻力的
                    评价结果
           (对每个弯曲量测量n＝50个电池)
沿电池径向的弯曲量(mm)     50个电池在45℃和93％的湿度下停放之后引起电解溶液泄漏的个数
100天 120天    140天    160天
0.03 0 1 7 11
 0.050.100.200.300.40     00000     00000     00003     20009
对表5的研究揭示出，当沿电池径向的弯曲量设成在0.05mm至0.30mm的范围内时，提高了对电解溶液泄漏的阻力。具体地说，当沿电池径向的弯曲量为0.05mm以下时，不可能得到对垫片6的足够的径向压缩率去提高对电解溶液泄漏的阻力。当沿电池径向的弯曲量为0.30mm以上时，有时观察到负电极盖3的翻边部7变形，因而减小了垫圈6的压缩率。
在本实施例中，图4中所示的钮扣式碱性电池的垫圈6配置如下。
在本实施例中，如图4和8中所示，垫圈6由例如尼龙制成，并有J形截面。垫圈6有突出部9，该突出部突出地弯曲成其上内端表面6a被带进与负电极盖3的内表面3a接触。突出部9的上端表面(内端表面)6a被带进与负电极盖3的内表面3a接触。垫圈6的以上配置的原因将由以下试验来说明。
就对电解溶液泄漏的阻力对比了图4中所示采用根据本实施例的垫圈6的一种氧化银电池和采用图1、2和3中所示垫圈6的氧化银电池。对比结果示于表6和7。
在试验对电解溶液泄漏的阻力时，在制作之后，把电池在温度为45℃和湿度为93％的条件下停放80天、100天、120天、140天和160天。就电解溶液的泄漏对四种电池中每一种的50个氧化银电池加以评价。通过在放大10倍的显微镜下用眼睛检查电池来进行就电解溶液泄漏的评价。对电解溶液泄漏的阻力的评价结果示于表6。
                       表6
               对电解溶液泄漏的阻力的
                     评价结果
                  (每种n＝50个电池)
  50个电池在45℃和93％的湿度下停放之后引起电解溶液泄漏的个数
 80天   100天   120天   140天   160天
  本实施例的电池图1中所示的电池图2中所示的电池图3中所示的电池   0000     0000     0003     00110     00524
对表6的研究揭示出，采用根据本实施例的垫圈的氧化银电池与图2和3中所示的氧化银电池相比具有对电解溶液泄漏的满意的阻力。
在试验电池的电流特性时，针对每个放电深度测量当负载电阻为2KΩ和温度为-10℃时得到的5秒内最低电压(闭路电压)。
测量结果示于表7。所测电池数为20而20个电池的闭路电压的平均值示于表7。
                              表7
                        闭路电压的测量结果
                        (对每种n＝20个电池)
    闭路电压(V)
    放电深度
  0％   40％     80％
本实施例的电池图1中所示的电池图2中所示的电池图3中所示的电池   1.3981.3651.3971.315     1.3881.3151.3861.284     1.3821.3281.3801.304
对表7的研究揭示出，采用根据本实施例的垫圈的氧化银电池与图1和3中所示的氧化银电池相比具有满意的电流特性。
表6和7上所示的测量结果表明，由于垫圈6突出部9的上端表面6a与负电极盖3的内表面3a接触，垫圈6突出部9的上端表面6a与负电极盖3的内表面3a之间的接触不紧也不松。因而，对于采用根据本实施例的垫圈6的氧化银电池来说，可能具有优异的对电解溶液泄漏的阻力和优异的电流特性。
根据本实施例，由于垫圈6突出部9的上端表面6a与负电极盖3的内表面3a接触，即使突出部9的高度因电池的不同是不均匀的，也可能在突出部9的上端部6a与负电极盖3的内表面3a之间保持恒定的接触紧密度。
在本实施例中，垫圈6突出部9的上端表面6a的外侧部有图4和8中所示的弧形截面且该有弧形截面的外侧部6a被带进与负电极盖3的内表面3a接触。形成有弧形截面的外侧部6a的原因将由以下试验来说明。
就对电解溶液泄漏的阻力和电流特性对比了带有该具有如图8中实线所示弧形截面的外侧部6a的一种氧化银电池和带有一个具有如图8中虚线所示的角形截面的外侧部的一种氧化银电池。对比结果示于表8和9。
在试验对电解溶液泄漏的阻力时，在制作之后，把电池在温度为45℃和湿度为93％的条件下停放80天、100天、120天、140天和160天。就电解溶液的泄漏对两种电池中每一种的50个氧化银电池加以评价。通过在放大10倍的显微镜下用眼睛检查电池来进行就电解溶液泄漏的评价。对电解溶液泄漏的阻力的评价结果示于表8。
                      表8
              对电解溶液泄漏的阻力的
                   评价结果
                (每种n＝50个电池)
    50个电池在45℃和93％的湿度下停放之后引起电解溶液泄漏的个数
  80天   100天   120天   140天   160天
弧形截面角形截面 00 00 00 00 00
在试验电流特性时，针对每个放电深度测量当负载电阻为2kΩ和温度为-10℃时得到的5秒内最低电压(闭路电压)。所测电池数为20而20个电池的闭路电压的平均值示于表9
                     表9
             闭路电压的测量结果
             (对每种n＝20个电池)
    闭路电压(V)
    放电深度
   0％     40％     80％
弧形截面角形截面   1.3981.365     1.3881.355     1.3821.368
对表8和9的研究揭示出，由于垫圈6突出部9的上端部6a安排成有弧形截面，虽然未提高对电解溶液泄漏的阻力，但提高了电流特性。
在本实施例中，如图4和9中所示，垫圈6突出部9的上部向负电极盖3的中心倾斜的倾角θ1设成在1°至20°的范围内。垫圈6突出部9的上部以1°至20°的角度向负电极盖3的中心倾斜的原因将由以下试验来说明。
通过把垫圈6突出部9的上部向负电极盖3倾斜的θ1角设成0°(即不倾斜)、1°、5°、10°、15°和20°，类似于以上试验中所用者分别制造了各包括50个氧化银电池的六组氧化银电池。就对电解溶液泄漏的阻力和电流特性评价它们。
在试验对电解溶液泄漏的阻力时，在制作之后，把电池在温度为45℃和湿度为93％的条件下停放80天、100天、120天、140天和160天。就电解溶液的泄漏对六组中每一组的50个氧化银电池加以评价。通过在放大10倍的显微镜下用眼睛检查电池来进行就电解溶液泄漏的评价。对电解溶液泄漏的阻力的评价结果示于表10。
                       表10
              对电解溶液泄漏的阻力的
                     评价结果
             (对每个角度n＝50个电池)
  突出部的上部的倾角     50个电池在45℃和93％的湿度下停放之后引起电解溶液泄漏的个数
 80天   100天   120天    140天    160天
  20°15°10°5°1°不倾斜   000000     000000     000000     000000     300000
在试验电流特性时，类似上项试验针对每个放电深度测量当负载电阻为2kΩ和温度为-10℃时得到的5秒内最低电压(闭路电压)。所测电池数为20而20个电池的闭路电压的平均值示于表11。
                       表11
               闭路电压的测量结果
             (对每个角度n＝20个电池)
  突出部的上部的倾角     闭路电压(V)
    放电深度
0％ 40％ 80％
     20°  1.408   1.388   1.389
 15°10°5°1°不倾斜   1.3971.3981.3961.3881.364     1.3841.3881.3861.3751.342     1.3881.3821.3851.3731.345
对表10和11的研究揭示出，通过使垫圈6突出部9的上部向负电极盖3的中心倾斜1°至20°角，在不降低对电解溶解泄漏的阻力的同时提高了电流特性。
在这种情况下，由于垫圈6突出部9的上端部6a的外侧部有弧形截面且垫圈6突出部9的上部以1°至20°的角度向负电极盖3的中心倾斜，对突出部9而言在向内弯曲正电极外壳1的敞口边缘部的加工中向内弯曲变得更容易。在该加工中，在突出部9以其足以防止负电极活性材料颗粒和电解溶液渗透负电极盖3与垫圈6之间部分的接触与负电极盖3接触的同时，防止了突出部9向外推负电极盖3并防止了它妨碍正负电极之间的满意的接触。因而，可以得到具有优异的对电解溶液泄漏的阻力和优异的电流特性的氧化银电池。
在本实施例中，如图4和10中所示，垫圈6底表面的一个内侧部(即在负电极盖3中心侧的一部分)形成一个以5°至30°的θ2角对水平面倾斜的表面。使垫圈6底表面的一个内侧部形成一个以5°至30°的角度对水平面倾斜的表面的原因由以下试验来说明。
通过把垫圈6底表面的该内侧部对水平面倾斜的θ2角(下文称为切角)设成0°、5°、10°、20°和30°，类似于以上试验中所用者分别制造了各包括50个氧化银电池的五组氧化银电池。就对电解溶液泄漏的阻力和电流特性评价它们。
在试验对电解溶液泄漏的阻力时，在制作之后，把电池在温度为45℃和湿度为93％的条件下停放80天、100天120天、140天和160天。就电解溶液的泄漏对五组中每一组的50个氧化银电池加以评价。通过在放大10倍的湿微镜下用眼睛检查电池来进行就电解溶液泄漏的评价。对电解溶液泄漏的阻力的评价结果示于表12。
                     表12
            对电解溶液泄漏的阻力的
                   评价结果
            (每个角度n＝50个电池)
切角     50个电池在45℃和93％的湿度下停放之后引起的电解溶液泄漏的个数
 80天   100天   120天   140天   160天
30°20°10°5°0°   00000     00000     00000     00000     40000
在试验电流特性时，类似上项电流特性试验，针对每个放电深度测量当负载电阻为2kΩ和温度为-10℃时得到的5秒内最低电压(闭路电压)。所测电池数为20而20个电池的闭路电压的平均值示于表13。
                     表13
                     闭路电压的测量结果
                   (对每个切角n＝20个电池)
     切角   闭路电压(V)
  放电深度
    0％      40％      80％
 30°20°10°5°0°     1.4181.3991.3881.3761.338     1.3991.3801.3641.3451.325     1.4071.3911.3661.3511.333
对表12和13的研究揭示出，由于垫圈6底表面的该内则部以5°至30°的角度对水平面倾斜，在不降低对电解溶液泄漏的阻力的同时提高了电流特性。
由于垫圈6底表面的该内侧部在负电极盖3的中心侧形成以5°至30°的角度对水平面倾斜的表面，对垫圈6的突出部9而言向负电极盖3的中心弯曲变得更容易。当突出部9向负电极盖3的中心弯曲时，在突出部9以其足以防止负电极活性材料颗粒和电解溶液渗透负电极盖3与垫圈6之间部分的接触与负电极盖3接触的同时，防止了突出部9向外推负电极盖3并防止了它妨碍正负电极之间的满意的接触。因而，可以得到具有优异的对电解溶液泄漏的阻力和优异的电流特性的氧化银电池。
由于垫圈6底表面的该内侧部以5°至30°的角度对水平面倾斜，可以扩大正负电极之间的反应面积。因而，可以得到具有优异的电流特性的氧化银电池。
如上所述，根据本实施例，由于负电极盖3的翻边部7以5°至20°的角度向电池的中心倾斜，可以防止当向内弯曲正电极外壳1的敞口边缘部时翻边底部7a朝电池中心很大地变形。此外，可以防止由于负电极盖3翻边部7的变形而减小垫圈6的压缩率，从而可以提高对电解溶液泄漏的阻力。由于当向内弯曲正电极外壳1的敞口边缘部时负电极盖3变形不大，可以使负电极盖3的板厚更薄。因而，可以得到能增加负电极盖3的内部容量以相应增加电容量的优点。
如果翻边底部7a有U形截面且面对正电极侧的表面很小，则经常观察到位于翻边底部7a之下的正电极混合料2变形因而当弯曲正电极外壳1时不能得到垫圈6的均匀压缩。根据本实施例，由于翻边底部7a的两端7a1、7a2被安排成具有半径为0.03mm至0.10mm的弧形，加大了翻边底部7a平坦部分的面积，结果正电极混合料2不容易变形。此外，由电毛细管现象诱发来自负电极盖3与垫圈6之间部分的电解溶液泄漏。负电极盖3与垫圈6之间的接触面越宽，则越能抑制电解溶液的泄漏。由于翻边底部7a的平坦部分沿电池的径向设成较宽，加宽了负电极盖3与垫圈6之间的接触面宽度。因而，提高了对电解溶液泄漏的阻力。
根据本实施例，负电极盖3翻边部7的头端7b处于比负电极盖3的内侧阶梯部8更高的位置，可以加宽负电极盖3的内表面3a与垫圈6的内端表面6a之间的接触面宽度。因而，提高了对电解溶液泄漏的阻力。
根据本实施例，垫圈6突出部9的上端表面6a与负电极盖3的内侧表面3a接触，它们之间的接触不紧不松。因而，提高了对电解溶液泄漏的阻力和电流特性。
根据本实施例，由于垫圈6突出部9的上端表面6a与负电极盖3的内侧表面3a接触，即使突出部9的高度因电池的不同是不均匀的，也可能在突出部9的上端部6a与负电极盖3的内表面3a之间保持恒定的接触紧密度。
根据本实施例，由于垫圈6突出部9的上端部6a的外侧部有弧形截面且垫圈6突出部9的上部以1°至20°的角度向负电极盖3的中心倾斜，对突出部9而言在向内弯曲正电极外壳1的敞口边缘部的加工中向内弯曲变得更容易。在该加工中，在突出部9以其足以防止负电极活性材料颗粒和电解溶液渗透负电极盖3与垫圈6之间部分的接触与负电极盖3接触的同时，防止了突出部9向外推负电极盖3并防止了它妨碍正负电极之间的满意的接触。因而，可以得到具有优异的对电解溶液泄漏的阻力和优异的电流特性的氧化银电池。
根据本实施例，由于垫圈6底表面的该内侧部形成以5°至30°的角度对水平面倾斜的表面，对垫圈6的突出部9而言向负电极盖3的中心弯曲变得更容易。当突出部9向负电极盖3的中心弯曲时，在突出部9以其足以防止负电极活性材料颗粒和电解溶液渗透负电极盖3与垫圈6之间部分的接触与负电极盖3接触的同时，防止了突出部9向外推负电极盖3并防止了它妨碍正负电极之间的满意的接触。因而，可以得到具有优异的对电解溶液泄漏的阻力和优异的电流特性的氧化银电池。
根据本实施例，由于垫圈6底表面的该内侧部切成以5°至30°的角度对水平面倾斜，可以扩大正负电极之间的反应面积。因而，可以得到具有优异的电流特性的氧化银电池。
制备了三种氧化银电池。如图4中所示，第一种电池(下文称为图4中所示的电池)有带以5°至20°的角度向电池的中心倾斜的翻边部7的负电极盖3(下文称为根据本实施例的负电极盖)。第一种电池的垫圈6有J形截面并有突出部9，该突出部突出地弯曲且其上端表面6a被带进与负电极盖3的内表面3a接触(该垫圈6下文将称为根据本实施例的垫圈)。如图11中所示，第二种电池(它是一种采用根据本实施例的负电极盖的电池且下文特称为图11中所示的电池)有个带以5°至20°的角度向电池的中心倾斜的翻边部7的负电极盖3，但其垫圈6没有突出部9。如图12中所示，第三种电池(它是一种采用根据本实施例的垫圈的电池且下文将称为图12中所示的电池)有个带不向电池的中心倾斜的翻边部7的负电极盖3，但其垫圈6有J形截面并有突出部9，该突出部突出地弯曲且其上端表面6a被带进与负电极盖3的内表面3a接触。就对电解溶液泄漏的阻力和电流特性对比了图4中所示的电池、图11中所示的电池和图12中所示的电池。
在试验对电解溶液泄漏的阻力时，在制作之后，把电池在温度为45℃和湿度为93％的条件下停放100天、120天、140天、160天和180天。就电解溶液的泄漏对三种电池(即图4中所示的电池、图11中所示的电池和图12中所示的电池)中每一种的50个氧化银电池加以评价。通过在放大10倍的显微镜下用眼睛检查电池来进行就电解溶液泄漏的评价。对电解溶液泄漏的阻力的评价结果示于表14。
                   表14
          对电解溶液泄漏的阻力的
                      评价结果
                  (每种n＝50个电池)
  50个电池在45℃和93％的湿度下停放之后引起电解溶液泄漏的个数
  100天   120天   140天   160天   180天
图4中所示的电池图11中所示的电池图12中所示的电池     000     000     000     000     023
对表14的研究揭示出，图4中所示的电池(既采用根据本实施例的负电极盖又采用根据本实施例的垫圈的电池)与图11中所示的电池(仅采用根据本实施例的负电极盖的电池)及图12中所示的电池(仅采用根据本实施例的垫圈的电池)相比具有满意的对电解溶液泄漏的阻力。
在试验电池的电流特性时，针对每个放电深度测量当负载电阻为2kΩ和温度为-10℃时得到的5秒内最低电压(闭路电压)。电流特性的测量结果示于表15。所测电池数为20而20个电池的闭路电压的平均值示于表15。
                         表15
                  闭路电压的测量结果
                  (对每种n＝20个电池)
闭路电压(V)
放电深度
      0％      40％      80％
图4中所示的电池图11中所示的电池图12中所示的电池     1.4051.3951.398     1.3951.3801.388     1.3881.3711.382
对表15的研究揭示出，与图11和图12中所示的电池相比，图4所示的电池具有满意的电流特性。
对表14和15的研究揭示出，至少采用根据本实施例的负电极盖和垫圈之一的电池具有提高了的对电解溶液泄漏的阻力的提高了的电流特性，而既采用根据本实施例的负电极盖又采用根据本实施例的垫圈的电池具有更高的对电解溶液泄漏的阻力和更高的电流特性。
虽然本发明在本实施例中用于氧化银电池，不用说本发明不限于此而且可用于其他钮扣式碱性电池。
根据本发明，由于负电极盖3的翻边部7以5°至20°的角度向电池的中心倾斜，可以防止当向内弯曲正电极外壳1的敞口边缘部时翻边底部7a朝电池中心很大地变形。此外，可以防止由于负电极盖3翻边部7的变形而减小垫圈6的压缩率，从而可以提高对电解溶液泄漏的阻力。由于当向内弯曲正电极外壳1的敞口边缘部时负电极盖3变形不大，可以使负电极盖3的板厚更薄。因而，可以增加负电极盖3的内容量以相应增加电容量。
根据本发明，由于翻边底部7a的两端71、7a2被安排成具有半径为0.03mm至0.10mm的弧形，加大了翻边底部7a平坦部分的面积，结果正电极混合料2不容易变形。此外，由于翻边底部7a的平坦部分沿电池的径向设成较宽，加宽了负电极盖3与垫圈6之间的接触面宽度。因而，可以提高对电解溶液泄漏的阻力。
根据本发明，负电极盖3翻边部7的头端7b处于比负电极盖3的内侧阶梯部8更高的位置，可以加宽负电极盖3与垫圈6之间的接触面宽度。因而，可以提高电解溶液泄漏的阻力。
根据本发明，由于沿电池径向使电池正电极外壳1的敞口边缘部弯曲0.05mm至0.30mm的弯曲量，可以提高垫圈6的径向压缩率。因而，可以提高对电解溶液泄漏的阻力。
根据本发明，垫圈6突出部9的上端表面6a与负电极盖3的内侧表面3a接触，它们之间的接触不紧不松。因而，可以得到具有优异的对电解溶液泄漏的阻力和优异的电流特性的电池。
根据本发明，由于垫圈6突出部9的上端表面6a与负电极盖3的内侧表面3a接触，即使突出部9的高度因电池的不同是不均匀的，也可能在突出部9的上端部6a与负电极盖3的内表面3a之间保持恒定的接触紧密度。
根据本发明，由于垫圈6突出部9的上端部6a的外侧部有弧形截面且垫圈6突出部9的上部以1°至20°的角度向负电极盖3的中心倾斜，对突出部9而言在向内弯曲正电极外壳1的敞口边缘部的加工中向内弯曲变得更容易。在该加工中，在突出部9以其足以防止负电极活性材料颗粒和电解溶液渗透负电极盖3与垫圈6之间部分的接触与负电极盖3接触的同时，防止了突出部9向外推负电极盖3并防止了它妨碍正负电极之间的满意的接触。因而，可以得到具有优异的对电解溶液泄漏的阻力和优异的电流特性的钮扣式碱性电池。
根据本发明，由于垫圈6底表面的该内侧部形成以5°至30°的角度对水平面倾斜的表面，对垫圈6的突出部9而言向负电极盖3的中心弯曲变得更容易。当突出部9向负电极盖3的中心弯曲时，在突出部9以其足以防止负电极活性材料颗粒和电解溶液渗透负电极盖3与垫圈6之间部分的接触与负电极盖3接触的同时，防止了突出部9向外推负电极盖3并防止了它妨碍正负电极之间的满意的接触。因而，可以得到具有优异的对电解溶液泄漏的阻力和优异的电流特性的钮扣式碱性电池。
根据本发明，由于垫圈6底表面的该内侧部切成以5°至30°的角度对水平面倾斜，可以扩大正负电极之间的反应面积。因而，可以得到具有优异的电流特性的钮扣式碱性电池。
对照附图描述了本发明的一个最佳实施例，应该指出本发明不限于上述实施例，而且本专业的技术人员可以在其中进行各种变化和修改而不脱离在所附权利要求书中规定的本发明的新概念的精神或范围。

Claims (34)

1.一种钮扣式碱性电池，包括：一个负电极盖，具有一个翻边部分和一个向外的阶梯，翻边部分具有一个向内表面、一个底表面和一个向外表面，底表面位于向内表面和向外表面之间并连接向内表面和向外表面，翻边部分的向外表面进一步包括一个头端，翻边部分的向外表面的头端设置于向外阶梯之上；一个正电极外壳；一个垫圈。
2.根据权利要求1的电池，其特征在于随着向外表面从翻边部分的底表面向上延伸，向外表面从垂直以5°至20°的角度向电池的中心倾斜。
3.根据权利要求1的电池，其特征在于翻边部分进一步包括底表面和向内表面的之间的第一连接，和底表面和向外表面之间的第二连接，第一连接和第二连接都具有弧形的弯曲，每个弧形弯曲具有从0.03mm至0.10mm的半径。
4.根据权利要求1的电池，其特征在于正电极外壳具有一个向上突出的壁，该壁具有一个向内的弯曲，该向内弯曲具有从0.05mm至0.30mm的半径。
5.根据权利要求1的电池，其特征在于垫圈进一步包括一个J形截面，围绕负电极盖的翻边部分延伸，垫圈进一步包括一个外侧部分、底部和向上突出的部分，该底部被置于垫圈的内侧部分和外侧部分之间，并连接内侧部分和外侧部分，向上突出部分从底部向上延伸，并与负电极盖的内壁接触。
6.一种钮扣式碱性电池，包括：一个负电极盖，具有一个内壁和一个翻边部分；一个垫圈，具有J形截面，围绕负电极盖的翻边部分延伸，该垫圈进一步包括一个外侧部分、一个底部和一个向上突出部分，该底部被置于垫圈的内侧部分和外侧部分之间，并连接内侧部分和外侧部分，垫圈的向上突出部分包括一个向上延伸的末梢端，向上延伸末梢端包括一个弧形外部，弧形外部与负电极盖的内壁接触。
7.根据权利要求6的电池，其特征在于随着垫圈的向上突出部分从垫圈底部向上延伸，垫圈的向上突出部分向电池的中心倾斜。
8.根据权利要求7的电池，其特征在于垫圈的向上突出部分从垂直以1°至20°的角度向电池的中心倾斜。
9.根据权利要求6的电池，其特征在于垫圈的底部包括一个内侧部分设置为邻近向上突出部分，随着内侧部分从底部向内延伸至向上突出部分所述内侧部分以一个角度从水平向上倾斜。
10.根据权利要求9的电池，其特征在于垫圈底部的内侧部分以5°至30°的角度从水平向上倾斜。
11.根据权利要求6的电池，其特征在于翻边部分进一步包括一个向内表面，一个底表面和一个向外表面，该底表面被置于向内表面和向外表面之间并连接向内表面和向外表面，随着向外表面从翻边部分的底表面向上延伸，向外表面以5°至20°的角度从垂直向电池的中心倾斜。
12.  一种钮扣式碱性电池，包括：一个负电极盖，具有一个内壁和一个翻边部分；一个垫圈，具有J形截面，围绕负电极盖的翻边部分延伸，该垫圈进一步包括一个外侧部分、一个底部和一个向上突出部分，该底部被置于垫圈的内侧部分和外侧部分之间，并连接内侧部分和外侧部分，垫圈的向上突出部分与负电极盖的内壁接触，垫圈的底部包括一个内侧部分设置为邻近向上突出部分，随着内侧部分从底部向内延伸至向上突出部分，内侧部分以一个角度从水平向上倾斜，所述角度是从5°至30°。
13.根据权利要求12的电池，其特征在于垫圈的向上突出部分包括一个向上延伸末梢端，向上延伸末梢端包括一个弧形外部用于与负电极盖的内壁接触。
14.根据权利要求12的电池，其特征在于随着垫圈的向上突出部分从垫圈的底部向上延伸，垫圈的向上突出部分向电池的中心倾斜。
15.根据权利要求14的电池，其特征在于垫圈的向上突出部分从垂直以1°至20°的角度向电池的中心倾斜。
16.根据权利要求12的电池，其特征在于翻边部分进一步包括一个向内表面、一个底表面和一个向外表面，底表面被置于向内表面和向外表面之间并连接向内表面和向外表面，随着向外表面从翻边部分的底表面向上延伸，向外表面从垂直以5°至20°的角度向电池中心倾斜。
17.一种电池，包括：一个向下的盖，具有一个翻边部分和一个向外阶梯，该翻边部分具有一个向外表面，翻边部分的向外表面进一步包括一个头端，翻边部分的向外表面的头端被置于向外阶梯之上；一个外壳；一个垫圈。
18.根据权利要求17的电池，其特征在于随着向外表面向上延伸，向外表面以5°至20°的角度向电池的中心倾斜。
19.根据权利要求17的电池，其特征在于翻边部分进一步包括底表面和向内表面，底表面被置于向内表面和向外表面之间并连接向内表面和向外表面，底表面和向内表面之间以及底表面和向外表面之间的连接，具有弧形的弯曲，每个弧形弯曲具有从0.03mm至0.10mm的半径。
20.根据权利要求17的电池，其特征在于外壳具有一个向上突出的壁，该壁具有一个向内的弯曲，该向内弯曲具有从0.05mm至0.30mm的半径。
21.根据权利要求17的电池，其特征在于垫圈进一步包括一个J形截面，围绕盖的翻边部分延伸，垫圈进一步包括一个外侧部分、底部和向上突出的部分，该底部被置于垫圈的内侧部分和外侧部分之间，并连接内侧部分和外侧部分，向上突出部分从底部向上延伸，并与盖的内表面接触。
22.一种电池，包括：一个向下的盖，具有一个内壁和一个翻边部分；一个垫圈，具有J形截面，围绕盖的翻边部分延伸，该垫圈进一步包括一个置于翻边部分内侧上的向上突出部分，向上突出部分包括一个末梢端，末梢端包括一个弧形外部与负电极盖的内壁接触。
23.根据权利要求22的电池，其特征在于随着垫圈的向上突出部分向上延伸，垫圈的向上突出部分以1°至20°的角度向电池的中心倾斜。
24.根据权利要求22的电池，其特征在于垫圈进一步包括一个外侧部分、一个底部和一个向上延伸部分，该底部被置于垫圈的内侧和外侧部分之间并连接垫圈的内侧部分和外侧部分，底部进一步包括一个设置为邻近向上突出部分的内侧部分，随着内侧部分从底部向内延伸至向上突出部分，内侧部分以5°至30°的角度从水平向上倾斜。
25.根据权利要求22的电池，其特征在于翻边部分进一步包括一个向内表面，一个底表面和一个向外表面，该底表面被置于向内表面和向外表面之间并连接向内表面和向外表面，随着向外表面从翻边部分的底表面向上延伸，向外表面以5°至20°的角度从垂直向电池的中心倾斜。
26.一种电池，包括：一个向下的盖，具有一个内壁和一个翻边部分；一个垫圈，具有J形截面，围绕盖的翻边部分延伸，该垫圈进一步包括一个外侧部分、一个底部和一个向上突出部分，该底部被置于垫圈的内侧部分和外侧部分之间，并连接内侧部分和外侧部分，垫圈的向上突出部分与负电极盖的内壁接触，垫圈的底部包括一个内侧部分设置为邻近向上突出部分，随着内侧部分从底部向内延伸至向上突出部分，内侧部分以一个角度从水平向上倾斜，所述角度是从5°至30°。
27.根据权利要求26的电池，其特征在于垫圈的向上突出部分包括一个向上延伸末梢端，向上延伸末梢端包括一个弧形外部用于与负电极盖的内壁接触。
28.根据权利要求26的电池，其特征在于随着垫圈的向上突出部分从垫圈的底部向上延伸，垫圈的向上突出部分向电池的中心倾斜。
29.根据权利要求26的电池，其特征在于垫圈的向上突出部分从垂直以1°至20°的角度向电池的中心倾斜。
30.根据权利要求26的电池，其特征在于翻边部分进一步包括一个向内表面、一个底表面和一个向外表面，底表面被置于向内表面和向外表面之间并连接向内表面和向外表面，随着向外表面从翻边部分的底表面向上延伸，向外表面从垂直以5°至20°的角度向电池中心倾斜。
31.一种电池，包括：一个向下的盖，具有一个翻边部分和一个向外的阶梯，翻边部分具有一个向内表面、一个底表面和一个向外表面，底表面位于向内表面和向外表面之间并连接向内表面和向外表面，翻边部分进一步包括底表面和向内表面之间的第一连接，和底表面和向外表面之间的第二连接，第一连接和第二连接都具有弧形的弯曲，每个弧形弯曲具有从0.03mm至0.10mm的半径；一个外壳；一个垫圈。
32.根据权利要求31的电池，其特征在于随着向外表面向上延伸，向外表面以5°至20°的角度向电池的中心倾斜。
33.根据权利要31的电池，其特征在于外壳具有一个向上突出的壁，该壁具有一个向内的弯曲，该向内弯曲具有从0.05mm至0.30mm的半径。
34.根据权利要求31的电池，其特征在于垫圈进一步包括一个J形截面，围绕盖的翻边部分延伸，垫圈进一步包括一个外侧部分、底部和向上突出的部分，该底部被置于垫圈的内侧部分和外侧部分之间，并连接内侧部分和外侧部分，向上突出部分从底部向上延伸，并与盖的内壁接触。
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