专利名称：包括锌外壳和由碳阴极构成的集电极类型的电池的制作方法
技术领域：
本发明涉及如下类型的电池其包括一个锌外壳，该锌外壳的底部与负极端相接触，还包括一个由碳阴极构成的集电极，所述锌外壳被一层电绝缘材料和一个金属保护壳连续围绕。此类型的电池是众所周知的。
中的图1以及对此图的描述的各部分用图解法举例说明了这一已知类型电池的设计。在这一已知的电池设计中，所述锌外壳的顶端用塑料密封环密封，而且在其中炭棒以密封的方式固定。
因为在此电池中所述锌外壳参予了电池内部的电流过程，所以它会变得更不结实而且随着时间的推移会被腐蚀。随着时间的推移，真正的危险是电解液可能开始通过变得不结实的锌外壳渗出电池。为了防止这种情况发生，在已知的设计中通常环绕所述锌外壳周围安装一个塑料收缩管，该收缩管也充当电绝缘材料层。为了防止电池受到外部损害并且为了能在其上印刷，通常围绕所述收缩管安装一层金属壳。而这一金属壳通常包括一层预先印刷好的金属包层，其通过一个纵向接缝密闭。然后可以将用这种方法形成的套管的末端向内装上凸缘，以便密闭住所述电池结构。在这种情况下，也可能密闭所述电池的其它元件，如与碳阴极的自由端相接触的金属帽，靠在所述锌外壳底部上的金属帽以及为了能将这些金属帽安装使得它们与所述金属壳电绝缘的绝缘环。
已经发现，使用收缩管存在缺陷。用于这一目的的收缩膜是相对昂贵的结构元件，并且安装它需花费些时间，为此也是昂贵的。最后，有效的收缩管需要相对厚的收缩膜，这就会在所述电池中占据额外的空间。
本发明的一个目的是减轻所述缺陷。为了这一目的，本发明在于在所述金属壳的内侧包括一层用作电绝缘材料层的有机涂层。这样就可能省去所述收缩管。在金属板上涂一层有机涂层是通常已知的技术，对于这些待涂的涂层，其可能有各种厚度以及各种性质。已经发现，各种使用例如聚酯、聚烯烃等的涂层都适合于本发明的这一应用。
应该注意，所述金属壳在电池内的电流过程中没有起到电学功能。
根据本发明，所述金属壳也可以在其外侧具有一层有机涂层，该涂层可以是可印刷的或甚至可以已经预先印刷过。不象已知的金属壳，这涉及使用金属板，例如钢板，其已经在两面涂有涂层，所述金属壳内侧的涂层具有向锌外壳提供电绝缘的功能，而其外侧涂层具有可印刷的功能并且可能具有保护金属板本身的功能。
本发明也涉及新型电池，其中金属壳由具有纵向接缝的包层构成，该包层在所述电池的末端向内卷曲，形成的卷边密闭住所述电池的各部件以形成一体的单元。如果所述包层内侧上的有机涂层包含热塑性塑料，那么特别有益，所述热塑性塑料位于纵向接缝处，已经将其临时加热以使接缝的各边缘彼此粘着。结果形成不透气的密封，因此不再可能使电解液渗出。
虽然可能先由无涂层的金属板制成所述包层，然后在其一侧或两侧涂上有机涂层，但是根据本发明优选由已经涂有有机涂层的金属板制成所述包层。
现在参考一些附图来说明本发明。
图1图示了锌-碳类型的单电池。
图2显示了根据本发明的电池的变体。
在图1中，标注的数字1是指形成锌-碳电池阳极的锌外壳，其中用标注的数字2指作为阴极集电极的炭棒。通常，所述炭棒2至少部分由石墨构成。锌外壳1和炭棒2之间的空间充满阴极材料，即二氧化锰、碳粉和电解液的混合物。在这里没有更详细地说明此空间的设计和装填，因为它们是公知的。
塑料密封环3位于锌外壳1的顶端，其中该环以夹紧并且密封的方式安装在炭棒2上。此密封环3的形状使得锌外壳的顶部边缘4能以夹紧的方式向内弯曲，因此形成密封。将收缩管5围绕着锌外壳1和密封环3安置，该收缩管的末端边缘围绕着锌外壳的底部边缘以及密封环3的顶部边缘延伸。金属帽6和7分别与炭棒2的自由端以及锌外壳1的底部相接触。用这种方法形成电池的正端和负端。此外，借助于围绕电池的钢包层10对金属帽6和7进行密封，所述钢包层在末端向内卷曲。也可以将绝缘环8和9安装在这些卷曲部分与钢帽6和7之间，以便确保包层10不能与所述各端有电接触。在所述包层圆周方向上的各末端沿一个接缝彼此联接。为了保护所述钢包层10不受腐蚀，可以装上一层铬、一层镍、一层锡或另外的涂层。也可以在外侧装上一个装饰层。
图2显示了在图1中说明的已知设计的变体，其中使用了本发明的新设计。用相应的标注数字表示相应的各部件。
最显著的差异在于省去了收缩管5，因此省去了一个昂贵的结构元件，也省去了安装这一收缩管所需的劳动密集型操作，而且在电池的径向节省了空间。现在，在内侧包括一层有机涂层的壳形成了金属保护壳，该有机涂层也用作电绝缘材料层。将所述壳重新设计成也具有一个纵向接缝的包层。然而，因为在这种情况下所述有机涂层由热塑性塑料构成，所以将密闭电池的纵向接缝先临时加热，直到使接缝的各边缘借助于有机涂层而彼此粘着。这确保了较好的密封，以防止电解液渗漏。在这种情况下，也要将所述包层的末端向内装凸缘连接，从而使金属帽6和7的末端再次被密闭。可能得到或可能得不到所述包层和金属帽6和7之间的足够的电绝缘，这取决于所述有机涂层的厚度和品质。如果希望的话，也可以在这里安装额外的绝缘环12和13。
权利要求
1.如下类型的电池其包括一个锌外壳，该锌外壳的底部与负极端相接触，还包括一个由碳阴极构成的集电极，所述锌外壳被一层电绝缘材料和一层金属保护壳连续围绕，其特征在于所述金属壳在内侧包括一层用作电绝缘材料层的有机涂层。
2.权利要求1的电池，其特征在于所述金属壳在其外侧也具有一层有机涂层，该涂层是可印刷的或是已印刷好的。
3.权利要求1或2的电池，其特征在于所述金属壳由具有纵向接缝的包层构成，该包层在所述电池的末端向内卷曲，形成的卷边密闭住所述电池的各部件以形成一体的单元。
4.权利要求3的电池，其特征在于所述包层内侧的有机涂层包含热塑性塑料，所述热塑性塑料位于纵向接缝处，其被临时加热以使接缝的各边缘彼此粘着。
5.权利要求3或4的电池，其特征在于所述包层由具有一层有机涂层的金属板制成。
全文摘要
如下类型的电池其包括一个锌外壳，该锌外壳的底部与负极端相接触，还包括一个由碳阴极构成的集电极，所述锌外壳被一层电绝缘材料和一层金属保护壳连续围绕，所述电池的金属壳在内侧包括一层用作电绝缘材料层的有机涂层。
文档编号H01M2/02GK1416603SQ01806181
公开日2003年5月7日 申请日期2001年3月5日 优先权日2000年3月9日
发明者J·F·E·古特赞 申请人:克里斯塔尔公司