一种提高一次碱性电池密封性、安全性和储存寿命的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种提高一次碱性电池密封性、安全性和储存寿命的方法，特别涉及 通过对一次碱性电池密封圈材质含水量控制，从而提高一次碱性电池的密封性、安全性和 储存寿命的方法。
【背景技术】
[0002] 通常，密封性、安全性和储存寿命是衡量一次碱性电池好坏的三个重要指标，密封 圈在很大程度上决定了这三个指标的性能。然而目前很多一次碱性电池生产厂家对一次碱 性电池的研宄都只停留在对电池密封圈的结构设计和密封圈材料的选择上，而没有深入对 密封圈材质水份含量的研宄。
[0003] -次碱性电池密封圈材质的含水量与密封圈的尺寸大小和材质的应力大小相关， 而密封圈的尺寸大小和密封圈的应力又与电池的密封性能有直接的关系。且密封圈材质的 应力还决定了设置在密封圈上的防爆阀能承受的防爆压力的大小，因此密封圈材质的含水 量在一定程度上决定了电池密封性能、安全性能和储存寿命。本发明人通过对密封圈材质 水份含量的控制，从而提高了一次碱性电池的密封性、安全性和储存寿命。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种提高一次碱性电池密封性、安全性和储存寿命的方 法。
[0005] 优选地，本发明的目的在于通过对一次碱性电池密封圈材质含水量控制，从而提 高一次碱性电池的密封性、安全性和储存寿命的方法。所述电池包含：由钢带或镀镍钢带 制成的负极端，位于负极端上的1个以上的小孔，由高分子绝缘材料注塑而成的密封圈，连 接在负极端上的电池负极（阳极）的集流体，电池负极（阳极）的活性物质，电池的隔膜， 电池正极（阴极）的活性物质，承载电池物质、充当电池极集流体和电池正极端的电池的钢 壳。其特征在于：所述密封圈在组装成电池前的含水量为1% -3. 5%。所述的密封圈，其高 分子绝缘材料通常为尼龙66,尼龙610、尼龙612。绝缘材料为尼龙610和尼龙612时，密封 圈的含水量优选1. 5% -2. 5%，绝缘材料为尼龙66时，含水量优选2% -3. 5%。
[0006] 对于LR03 (AAA型）电池，密封圈在满足水份要求的前提下，密封圈防爆阀的爆破 压力为35-120kg/cm2,优选为60-90kg/cm2;对LR6电池（AA型），密封圈在满足水份要求的 前提下，密封圈防爆阀的爆破压力为30-1101^/〇]12，优选为50-851^/〇]1 2;对于1^14((]型） 电池，密封圈在满足水份要求的前提下，密封圈防爆阀的爆破压力为20-50kg/cm2,优选为 25-40kg/cm2;对于LR20(D型）电池，尼龙密封圈在满足水份要求的前提下，密封圈防爆阀 的爆破压力为10-40kg/cm2,优选为15_35kg/cm2。
[0007] 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】
[0008] 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：
[0009] 图1示意性示出一次碱性电池的剖面图。 图2为电池不正确安装示意图。
【具体实施方式】
[0010] 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。
[0011] -次碱性电池密封圈材质的含水量与密封圈的尺寸大小和材质的应力大小相关， 而密封圈的尺寸大小和密封圈的应力又与电池的密封性能有直接的关系，因此密封圈材质 的含水量在一定程度上决定了电池密封性能的好坏。
[0012] 实验表明，使用同一模具生产的密封圈，也会因密封圈材质的含水量不同而尺寸 不同。若密封圈材质含水量偏低，制成的密封圈会因尺寸偏小而无法与电池的外壳紧密接 触，导致电池密封性不好而发生漏液现象；若密封圈材质含水量偏高，则密封圈会因尺寸偏 大而无法放入电池壳内，或即使放入电池壳内，也会因挤压变形而无法与电池外壳紧密接 触，从而不能很好地起到密封的作用。
[0013] 且若密封圈材质含水量偏低，密封圈封口后，由于密封圈材质应力较大，密封圈和 电池外壳不能紧密接触，仍无法起到良好的密封作用。在生产过程中进行外壳将密封圈卷 边处理的程序时难度也大幅提高。
[0014] 此外，由于一次碱性电池密封圈材质的含水量与其应力密切相关，而密封圈材质 的应力又决定了设置在密封圈上的防爆阀能承受的防爆压力的大小。若防爆阀可承受的防 爆压力偏大，当电池内部压力快速增大时，防爆阀可能会因无法正常打开而发生爆炸，给消 费者带来人身伤害和财产损失。若防爆阀可承受的防爆压力偏小，电池内较小的压力即可 冲破防爆阀，从而导致电池漏液，将会损伤电器，且将导致电池寿命终结。故电池密封圈材 质的含水量关系着电池的安全性能和使用寿命。
[0015] 实验结果显示，使用同一模具生产的密封圈，防爆阀能承受的防爆压力也会因密 封圈材质含水量的不同而不同。若密封圈材质的含水量偏低，则由于应力较大，防爆阀能承 受的防爆压力偏大；若密封圈材质的含水量偏高，虽然解决了应力过大、不均衡的问题，但 又会由于过软而使得防爆阀能承受的防爆压力偏小，无法满足对于防爆压力的要求。
[0016] 因此，将密封圈的含水量控制在一个适当的范围，对于制造出尺寸大小和防爆压 力均满足要求的密封圈来说至关重要。
[0017] 在下文中，将参考附图详细描述本发明的各个实施例。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。
[0018] 图1是碱性电池的剖面图。如图1所示，1是碱性电池的负极端，由钢带或镀镍钢 带冲制而成，主要起支撑电池密封圈和导电的作用。负极端包含1个以上的小孔，用于排放 电池内部产生的气体，避免电池内部压力太大而造成电池爆炸。2是电池的密封圈，它是由 具有稳定的化学性能和一定的耐高温性能的高分子绝缘材料注塑而成，高分子材料通常有 尼龙66,尼龙610、尼龙612。密封圈的作用主要有：（1)在正常情况下，由于电池内的强碱 性电解液具有很强的扩散性，密封圈可防止电池内物质漏到电池外面；（2)在电池内压力 达到一定量的时候，通过及时打开设置在密封圈上的防爆阀，释放电池内压力，以防止电池 爆炸。此外，密封圈还用于隔离电池的正极和负极，因而它必须具有绝缘性。3是电池负极 (阳极）的集流体，电池负极放出的电池能通过集流体传导到电池的负极端。4是电池的负 极（阳极）的活性物质，它主要成分是锌粉。锌粉的粒度通常选D5tl为100-200微米，锌粉 中锌的纯度大于99%，同时添加铟、铋、铝等元素的一种或几种，以增加电池内锌粉颗粒的 稳定性，发挥良好的放电性能。电池负极的制造是通过把粘结剂、吸水剂、缓蚀剂、35-40% 的KOH电解液和锌粉混合成膏状物而制得。5是电池的隔膜，具有电子绝缘作用，防止电池 正极和负极内部短路，同时它还具有离子导通作用，防止电池正、负极极化。6是电池的正 极（阴极）的活性物质，包含：在正极中的质量比为85-95%电解MnO2，质量比为5-10%的 石墨，质量比为2-5 %的浓度为35 % -40 %的K0H，质量比为0. 2-0. 5 %的粘接剂。电池正极 的制造是把把电解MnO2、石墨、KOH和粘结剂混和均勾，把混合物压片、造粒和压制成形，最 后装入到电池的钢壳中。7是电池的钢壳，通常是钢带或镀镍钢带冲制而成。电池钢壳的主 要作用是承载电池物质、充当电极集流体和充当电池正极端。
[0019] 实施例1
[0020] 本实施以LR6电池为例。密封圈材料选用从厦门市嘉能科技有限公司购买的尼龙 610,密封圈的注塑机采用住友SUMIT0M0-SE50注塑机。密封圈注塑前先对尼龙材料进行 烘干，使尼龙610原料的水份小于0. 5%。注塑机加热温度设为250°C_330°C，注塑压力为 1200-1600kgf/cm2,模具冷却时间为8-12秒，模具冷却温度为50-80°C。生产出无缺陷的密 封圈。密封圈的处理方法：密封圈在湿度为75%，室温条件下，放置4小时，测量密封圈的 水份，检测结果如下表一。用该密封圈组装电池，检测电池密封性和电池封口缺陷，用酚酞 试剂检验电池密封性能（测试方法：用1克酚酞、900毫升99. 5%浓度的酒精和100毫升水 组成酚酞试剂。把酚酞试剂滴到电池密封部，如果酚酞试剂变色说明电池没有密封好。）， 检测结果如下表一。裸眼检验电池封口缺陷（封口缺陷主要指电池封口部的是否有伤痕）， 检测结果如下表一。
[0021] 实施例2
[0022] 本实施以LR6电池为例。密封圈材料选用从厦门市嘉能科技有限公司购买的尼龙 610,密封圈的注塑机采用住友SUMIT0M0-SE50注塑机。密封圈注塑前先对尼龙材料进行 烘干，使尼龙610原料的水份小于0. 5%。注塑机加热温度设为250°C_330°C，注塑压力为 1200-1600kgf/cm2,模具冷却时间为8-12秒，模具冷却温度为50-80°C，生产出无缺陷的密 封圈。密封圈的处理方法：密封圈在室温条件下，空气湿度75%，放置12小时，测量密封圈 的水份，检测结果如下表一。用该密封圈组装电池，检测电池密封性和电池封口缺陷（同实 施例1中的检测方法），检测结果如下表一。
[0023] 实施例3
[0024]本实施以LR6电池为例。密封圈材料选用从厦门市嘉能科技有限公司购买的尼龙 610,密封圈的注塑机采用住友SUMIT0M0-SE50注塑机。密封圈注塑前先对尼龙材料进行 烘干，使尼龙610原料的水份小于0. 5%。注塑机加热温度设为250°C_330°C，注塑压力为 1200-1600kgf/cm2,模具冷却时间为8-12秒，模具冷却温度为50-80°C，生产出无缺陷的密 封圈。密封圈的处理方法：使用ESPEC爱斯佩克烘箱，烘箱的设制为：（1)以每分钟0.5°C的升温速度，从20°C加热到40°C，烘箱的湿度控制在75% -85%。（2)40°C恒温持续3小 时，烘箱的湿度控制在75% -85%。（3)以每分钟0. 5°C的升温速度，从40°C加热到60°C。 ⑷60°C恒温持续4小时，烘箱的湿度控制在80% -90%。（5)以每分钟0. 5°C的降温速度， 从60°C降至40°C。（6)40°C恒温持续3小时，烘箱的湿度控制在75%-85%。（7)以每分钟 0. 5°C的降温速度，从40°C降至20°C，烘箱的湿度控制在75% -85%。取出密封圈，测量密 封圈水份，检测结果如下表一。用该密封圈组装电池，检测电池密封性和电池封口缺陷（同 实施例1中的检测方法），检测结果如下表一。
[0025] 实施例4
[0026] 本实施以LR6电池为例。密封圈材料选用从厦门市嘉能科技有限公司购买的尼龙 610,密封圈的注塑机采用住友SUMIT0M0-SE50注塑机。密封圈注塑前先对尼龙材料进行 烘干，使尼龙610原料的水份小于0. 5%。注塑机加热温度设为250°C_330°C，注塑压力为 1200-1600kgf/cm2,模具冷却时间为8-12秒，模具冷却温度为50-80°C，生产出无缺陷的密 封圈。密封圈的处理方法：使用ESPEC爱斯佩克烘箱，烘箱的设制为：（1)以每分钟0.5°C