專利名稱：可替換內(nèi)芯式堿性電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種可替換內(nèi)芯式堿性電池。
背景技術(shù)：
我國(guó)是堿性鋅錳電池的生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)。堿性鋅錳電池的生產(chǎn)和消費(fèi)占據(jù)一次 電池的主導(dǎo)地位，堿性鋅錳電池大量生產(chǎn)和使用，卻無(wú)法解決回收循環(huán)生產(chǎn)再利用的問(wèn)題， 從而造成環(huán)境嚴(yán)重污染和礦物資源過(guò)度開發(fā)對(duì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展是最嚴(yán)重的威脅。目前尚 無(wú)根本解決電池回收后的再生處理辦法，多數(shù)研究的回收方法主要還是將廢舊電池徹底破 碎，然后經(jīng)煅燒、酸浸出等工藝，再?gòu)慕鲆褐谢厥战饘倩蚧衔锏?，?jīng)此方法回收后的二 氧化錳、鋅、氫氧化鉀等還需再經(jīng)過(guò)提煉，回收利用價(jià)值不高。從經(jīng)濟(jì)角度上考慮廢舊電池 經(jīng)過(guò)破碎之后，電池鋼殼外與內(nèi)芯、以及內(nèi)芯之間各種元素再回收利用則需要花費(fèi)更大的 成本，就顯得回收廢舊電池變得毫無(wú)意義，從而造成了廢舊電池隨意丟棄且無(wú)人回收的現(xiàn) 象越發(fā)普遍。
發(fā)明內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種可更換電 池內(nèi)芯的可替換內(nèi)芯式堿性電池。本實(shí)用新型的目的通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種可替換內(nèi)芯式堿性電池，它包括 設(shè)有帶頂?shù)目招膱A筒型結(jié)構(gòu)的鋼殼、套置于鋼殼內(nèi)的內(nèi)芯和設(shè)于鋼殼開口端的密封蓋，所 述的密封蓋上設(shè)有集電銅針，其特征在于所述鋼殼與密封蓋之間以可拆卸的結(jié)構(gòu)連接。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于，當(dāng)堿性電池放電結(jié)束后，此時(shí)只需將鋼殼與密封蓋拆卸 分離，然后取出套置于鋼殼內(nèi)的內(nèi)芯并更換一個(gè)新的內(nèi)芯，將密封蓋上的集電銅針插入新 的內(nèi)芯中，并將密封蓋與鋼殼連接，即可獲得新的堿性電池，新的堿性電池又可繼續(xù)進(jìn)行放 電工作。取出后的內(nèi)芯可便于回收重新利用。本實(shí)用新型堿性電池除鋼殼與密封蓋連接處 之外，如正極帽、負(fù)極盤等其他部分的外部形狀、結(jié)構(gòu)和尺寸大小均采用現(xiàn)有的各種規(guī)格制 作而成。本實(shí)用新型上述技術(shù)方案可采用以下兩種優(yōu)選結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)1 所述鋼殼與密封蓋之間的可拆卸結(jié)構(gòu)為螺紋連接結(jié)構(gòu)；螺紋連接為在鋼 殼的開口端、鋼殼外壁上設(shè)有外螺紋，在密封蓋的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)有與鋼殼外壁上的外螺紋相 配合的內(nèi)螺紋。結(jié)構(gòu)2 所述鋼殼與密封蓋之間的可拆卸結(jié)構(gòu)為卡接結(jié)構(gòu)；卡接為在鋼殼的開口 端、鋼殼外壁上設(shè)有卡槽或卡扣，在密封蓋的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)有與鋼殼外壁上的卡槽或卡扣相 配合的卡扣或卡槽。本實(shí)用新型中鋼殼與密封蓋之間的可拆卸方式不僅局限于上述的兩種方式，還可 采用其它的連接方式使得鋼殼與密封蓋之間既能拆卸，又能緊密配合連接。本實(shí)用新型上述技術(shù)方案還具有以下改進(jìn)之處[0011]為了保證在膨脹時(shí)鋼殼與密封蓋的密封性，所述密封蓋側(cè)壁的金屬材料與鋼殼所 采用的材料一致，這樣就能保證密封蓋與鋼殼之間熱膨脹系數(shù)無(wú)差異，所以當(dāng)電池放電過(guò) 程中，能保證了鋼殼與密封蓋之間在膨脹時(shí)堿性電池的密封性。電池在放電的過(guò)程中，內(nèi)芯會(huì)慢慢的膨脹變大，為了便于放電結(jié)束后，在更換內(nèi)芯 時(shí)，所更換的內(nèi)芯能方便從鋼殼中取出，所述的內(nèi)芯沿外表面的徑向上開設(shè)有多個(gè)凹槽，在 凹槽內(nèi)分別設(shè)有尼龍繩，所設(shè)尼龍繩橫截面的直徑大于其所對(duì)應(yīng)凹槽開設(shè)的深度?？紤]到 尼龍繩可能會(huì)接觸到內(nèi)芯中的堿性電解液，本實(shí)用新型所采用的尼龍繩優(yōu)選取耐堿性的尼 龍繩。為了防止電解液的漏出，發(fā)生爬堿的現(xiàn)象，所述內(nèi)芯處于獨(dú)立包裝時(shí)采用無(wú)氧真 空密封包裝。在所述的內(nèi)芯下端面上開設(shè)有小孔，所述的小孔采用柔性材料密封封口。集 電銅針通過(guò)此孔插入新替換的內(nèi)芯中，使得集電銅針作為構(gòu)成原電池的一部分伸進(jìn)負(fù)極溶 液中從而構(gòu)成閉合回路。為了避免電池在使用過(guò)程受潮從而影響到電池電路的工作，所述鋼殼外部涂有防 銹材料。本實(shí)用新型上述技術(shù)方案具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)1、本實(shí)用新型中，當(dāng)堿性電池放電完后，只需更換堿性電池的內(nèi)芯就可繼續(xù)投入 使用，無(wú)須將整個(gè)電池丟棄，避免了丟棄的廢舊電池對(duì)環(huán)境造成的污染。2、本實(shí)用新型從根本解決電池回收后的再生處理辦法，較之原有的破壞性拆除， 不僅從節(jié)省了大量的成本資金，而且更換下來(lái)的內(nèi)芯也便于廠商對(duì)內(nèi)芯中的二氧化錳、鋅、 氫氧化鉀等進(jìn)行重新回收利用。3、本實(shí)用新型中鋼殼與密封蓋之間改變了原有的連接方式，以可拆卸的方式進(jìn)行 連接，通過(guò)增加螺旋的匝數(shù)，使得鋼殼與密封蓋之間的螺旋力大于安全閥的額定壓力進(jìn)而 保證堿性電池的安全性。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例中鋼殼的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例中密封蓋的結(jié)構(gòu)示意圖圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例中內(nèi)芯的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是圖3中A的局部放大示意圖。標(biāo)號(hào)說(shuō)明1-鋼殼，2-開口端，3-鋼殼外壁，4-密封蓋，5-集電銅針，6-內(nèi)側(cè)壁， 7-內(nèi)芯，8-凹槽，9-尼龍繩。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合說(shuō)明書附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明如圖1-3所示是本實(shí)用新型提供的一種可替換內(nèi)芯式堿性電池的示意圖，它包括 設(shè)有帶頂?shù)目招膱A筒型結(jié)構(gòu)的鋼殼1、套置于鋼殼1內(nèi)的內(nèi)芯7和設(shè)于鋼殼1開口端2的密 封蓋4，所述的密封蓋4上設(shè)有集電銅針5，所述鋼殼1與密封蓋4之間以可拆卸的結(jié)構(gòu)連 接。集電銅針5是原電池導(dǎo)電的重要組成部分，所以要深入到內(nèi)芯7中。如圖1-2所示，在本實(shí)施例中，所述鋼殼1與密封蓋4之間的可拆卸結(jié)構(gòu)為螺紋連接結(jié)構(gòu)；螺紋連接為在鋼殼1的開口端2、鋼殼外壁3上設(shè)有外螺紋，在密封蓋4的內(nèi)側(cè)壁 6上設(shè)有與鋼殼外壁3上的外螺紋相配合的內(nèi)螺紋。本實(shí)施例中，以1號(hào)堿性電池為例，為 了使鋼殼1能打上外部螺旋。鋼殼1的厚度較市面上的0. 25-0. 3mm提高至0. 5mm。但在保 證與現(xiàn)有用電器的電池槽的尺寸進(jìn)行吻合，即達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，在不改變內(nèi)芯7的各組分比 例的前提下，對(duì)電池的容量進(jìn)行部分縮減，但不至影響整個(gè)堿性電池的放電過(guò)程。所述密封蓋4側(cè)壁的金屬材料與鋼殼1所采用的材料一致。如圖3-4所示，所述內(nèi)芯7沿外表面的徑向上開設(shè)有多個(gè)凹槽8，在凹槽8內(nèi)分別 設(shè)有耐堿的尼龍繩9，所設(shè)耐堿的尼龍繩9的直徑大于其所對(duì)應(yīng)凹槽8開設(shè)的深度。本實(shí)施 例中尼龍繩9的材料為注拉吹法生產(chǎn)的聚偏二氯乙烯(PVDC)，這種材料硬度高，可以承受 較大拉力，并且不影響環(huán)跟鋼殼的接觸。把這種材料涂布在尼龍或聚酯上再與PE復(fù)合，就 可以制出薄厚均勻的耐堿的尼龍繩9 了。內(nèi)芯7處于獨(dú)立包裝時(shí)采用無(wú)氧真空密封包裝。在內(nèi)芯7下端面上開設(shè)有小孔， 所述的小孔采用紙塑鋁三層復(fù)合后封口。所述鋼殼1外部涂有防銹材料?？商鎿Q內(nèi)芯式堿性電池的電池性能、密封性能、安全性能的試驗(yàn)在本實(shí)施例中，選用了滿電的1號(hào)(LR20)、5號(hào)(LR6)、7號(hào)(LR03)的可替換內(nèi)芯 式堿性電池進(jìn)行電池性能、密封性能、安全性能的試驗(yàn)。一、試驗(yàn)的項(xiàng)目及其方法(一)可替換內(nèi)芯式堿性電池放電檢測(cè)試驗(yàn)堿性電池放電檢測(cè)方法與鎳氫、鋰離子電池的恒電流放電方法不同，采取的是恒 電阻放電測(cè)試，將電池和一規(guī)定的阻值的電阻串聯(lián)進(jìn)行放電，在測(cè)量放電電壓降到某一電 壓值時(shí)的放電時(shí)間來(lái)衡量。第一組測(cè)試溫度20°C 士5°C、串聯(lián)電阻阻值1 Ω、電壓值0. 9V。編號(hào)(1) :5個(gè)滿電的1號(hào)可替換內(nèi)芯式堿性電池；編號(hào)⑵5個(gè)市面上購(gòu)回滿電的1號(hào)(LR20)南孚堿性電池。第二組測(cè)試溫度20°C 士5°C、串聯(lián)電阻阻值10Ω、電壓值0. 9V。編號(hào)⑶5個(gè)滿電的1號(hào)可替換內(nèi)芯式堿性電池；編號(hào)(4) :5個(gè)市面上購(gòu)回滿電的1號(hào)(LR20)南孚堿性電池。(二)耐漏液性能1.2. 1高溫高濕下貯存試驗(yàn)選取5個(gè)滿電的1號(hào)、5號(hào)、7號(hào)的可替換內(nèi)芯式堿性電池分別進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)條件60士2°C 90士5 RH 試驗(yàn)周期20天觀察電池外表面是否有漏液現(xiàn)象。1. 2. 2高溫試驗(yàn)選取5個(gè)滿電的1號(hào)、5號(hào)、7號(hào)的可替換內(nèi)芯式堿性電池分別進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)條件70士2°C試驗(yàn)周期7天觀察電池外表面是否有漏液現(xiàn)象。(三)安全性能1. 3. 1短路試驗(yàn)[0053]在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境條件下，分別把1號(hào)、5號(hào)、7號(hào)的可替換內(nèi)芯式堿性電池放入防爆箱 內(nèi)，然后將電池的兩極(正、負(fù)極)進(jìn)行短路。測(cè)量電池表面最高溫度；測(cè)量反應(yīng)延續(xù)時(shí)間；觀察電池是否發(fā)生爆炸；觀察電池 是否有漏液。1.3.2安全閥試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境條件下，在防爆箱內(nèi)以四節(jié)相同型號(hào)的可替換內(nèi)芯式堿性電池聯(lián)成一個(gè) 回路，并接入一電阻，其中一節(jié)電池反向，通過(guò)開關(guān)將電路連通至規(guī)定時(shí)間。1號(hào)可替換內(nèi)芯式堿性電池接入電阻2. 2 Ω，連通時(shí)間24h ；5號(hào)可替換內(nèi)芯式堿性電池接入電阻3. 9 Ω，連通時(shí)間24h ；7號(hào)可替換內(nèi)芯式堿性電池接入電阻3. 9 Ω，連通時(shí)間24h。觀察電池是否發(fā)生爆炸及其外表面是否有漏液現(xiàn)象。1.3. 3強(qiáng)制過(guò)放電試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境條件下，在防爆箱內(nèi)以四節(jié)相同型號(hào)的可替換內(nèi)芯式堿性電池聯(lián)成一個(gè) 回路，并接入一電阻，其中一節(jié)電池反向，并且該反向電池經(jīng)過(guò)3. 9歐姆連續(xù)放電至其負(fù)荷 電壓為0.9伏。1號(hào)可替換內(nèi)芯式堿性電池接入電阻2. 2 Ω，連通時(shí)間3天；5號(hào)可替換內(nèi)芯式堿性電池接入電阻3. 9 Ω，連通時(shí)間3天；7號(hào)可替換內(nèi)芯式堿性電池接入電阻3.9 Ω，連通時(shí)間3天。觀察電池是否發(fā)生爆炸及其外表面是否有漏液現(xiàn)象。二、試驗(yàn)結(jié)果(一)電池電性能
權(quán)利要求1.一種可替換內(nèi)芯式堿性電池，其特征在于它包括設(shè)有帶頂?shù)目招膱A筒型結(jié)構(gòu)的鋼 殼(1)、套置于鋼殼(1)內(nèi)的內(nèi)芯(7)和設(shè)于鋼殼(1)開口端(2)的密封蓋(4)，所述的密封 蓋(4)上設(shè)有集電銅針(5)，所述鋼殼(1)與密封蓋(4)之間以可拆卸的結(jié)構(gòu)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可替換內(nèi)芯式堿性電池，其特征在于所述鋼殼(1)與密封 蓋(4)之間的可拆卸結(jié)構(gòu)為螺紋連接結(jié)構(gòu)；螺紋連接為在鋼殼(1)的開口端(2)、鋼殼外壁 (3)上設(shè)有外螺紋，在密封蓋(4)的內(nèi)側(cè)壁(6)上設(shè)有與鋼殼外壁(3)上的外螺紋相配合的 內(nèi)螺紋。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可替換內(nèi)芯式堿性電池，其特征在于所述鋼殼(1)與密封 蓋(4)之間的可拆卸結(jié)構(gòu)為卡接結(jié)構(gòu)；卡接為在鋼殼(1)的開口端(2)、鋼殼外壁(3)上設(shè) 有卡槽或卡扣，在密封蓋(4)的內(nèi)側(cè)壁(6)上設(shè)有與鋼殼外壁(3)上的卡槽或卡扣相配合的 卡扣或卡槽。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的可替換內(nèi)芯式堿性電池，其特征在于所述密封蓋(4) 側(cè)壁的金屬材料與鋼殼(1)所采用的材料一致。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可替換內(nèi)芯式堿性電池，其特征在于所述內(nèi)芯(7)沿外表 面的徑向上開設(shè)有多個(gè)凹槽(8)，在凹槽(8)內(nèi)分別設(shè)有尼龍繩(9)，所設(shè)尼龍繩(9)橫截面 的直徑大于其所對(duì)應(yīng)凹槽(8)開設(shè)的深度。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可替換內(nèi)芯式堿性電池，其特征在于在內(nèi)芯(7)下端面上 開設(shè)有小孔，所述的小孔采用柔性材料密封封口。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的可替換內(nèi)芯式堿性電池，其特征在于所述鋼殼(1)外部涂 有防銹材料。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種可替換內(nèi)芯式堿性電池，它包括設(shè)有帶頂?shù)目招膱A筒型結(jié)構(gòu)的鋼殼、套置于鋼殼內(nèi)的內(nèi)芯和設(shè)于鋼殼開口端的密封蓋，所述的密封蓋上設(shè)有集電銅針，其特征在于所述鋼殼與密封蓋之間以可拆卸的結(jié)構(gòu)連接。本實(shí)用新型可替換內(nèi)芯式堿性電池，它可更換電池內(nèi)芯，較之原有的破壞性拆除回收方法，本實(shí)用新型不僅從節(jié)省了大量的成本資金，而且更換下來(lái)的內(nèi)芯也便于廠商對(duì)內(nèi)芯中的二氧化錳、鋅、氫氧化鉀等進(jìn)行重新回收利用。
文檔編號(hào)H01M2/04GK201868480SQ20102064553
公開日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2010年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月7日
發(fā)明者喬丹洋 申請(qǐng)人:喬丹洋