专利名称：具有加强隔板的电化学电池的制作方法
背景技术：
本发明大体上涉及利用管形隔板来容纳电池的电极并将它们相互间物理性隔开的圆柱形电池。更具体地说，本发明涉及一种具有自立式部分的隔板，其可在被电池的电解质润湿时保持其结构刚性。
圆柱形电池适用于消费者在许多装置如闪光灯、收音机和照相机中使用。用于这些装置的电池通常采用圆柱形金属容器来容纳两个电极、隔板、一定量的电解质和封盖组件。典型的电极材料包括作为阴极的二氧化锰和作为阳极的锌。锌通常以悬浮在凝胶中的颗粒形式来使用。普遍使用的电解质为氢氧化钾的水溶液。在电极之间设有传统上由一条或多条纸带所形成的隔板。电解质很容易被隔板和胶状介质所吸收。
电池制造商必须关注的一个问题是，需要防止电池内的阳极和阴极之间的直接接触。如果阳极和阴极能够物理性地相互间接触，那么就会产生化学反应，电池的有效电化学容量下降。隔板的功能是防止阳极和阴极之间形成直接接触，同时允许在它们之间形成离子导电。
小型的圆柱形电池必须制造成可承受与制造和分配工艺以及消费者对电池的处理相关的严酷的物理条件。特别是，电池必须能承受被消费者无意中摔落。在具有半流体电极、例如用于许多圆柱形碱性电池中的胶态阳极的电池中，摔落会导致一小部分阳极破裂，因而从阳极的剩余部分上脱落下来。必须防止破碎的阳极与阴极直接接触。类似的，如果阴极是硬质的并且在电池摔落时容易破裂，那么阴极的小碎片就会脱离阴极的主体，这就需要将其容纳好。如
图1所示，许多传统的电池结构已经通过使用包括有V形支脚80的弹性体密封件78解决了这一问题，V形支脚80朝向电池内部伸出并与卷绕隔板20的顶部相接触，从而形成了可防止阳极碎片64与阴极54接触的障碍。然而，传统密封件设计上的V形突出部占据了电池的一部分内部体积，这一部分体积本可以更好地用于容纳额外量的电池的电化学活性材料。因此，已经提出了许多种电池设计，利用不与隔板配合操作的小体积的密封件设计来形成可将阳极与阴极隔开的障碍。令人遗憾的是，取消密封件的有助于容纳阳极的这一部分导致了在电池被消费者摔落时阳极和阴极之间的内部电短路的可能性增加。内部短路问题的原因是，隔板的位于阳极/阴极界面之上的自立式部分在吸收了一些电池的电解质时会丧失其刚性，然后会从该小体积密封件上坍塌下来，从而在阳极和阴极之间形成了畅通的路径。如图2所示，隔板20的坍塌部分46会使阳极66的碎片64与阴极54接触。
因此，需要有这样一种隔板，其在吸收了电池的电解质之后可在结构上自支撑，使得隔板甚至可容纳非常小的电极碎片，因此能防止内部电短路的形成。
发明简介本发明提供了一种具有带自立式加强部分的隔板的电化学电池，其即使在吸收了电池的一些电解质之后也可在结构上自支撑。隔板通过涂覆隔板的边缘来加强，因此加强边缘可防止一个电极的碎片与电池的另一电极接触。用于加强隔板部分的涂料只占据了电池内的非常小的体积。
在一个实施例中，本发明的电化学电池包括具有开口端、封闭端和侧壁的容器。第一电极位于容器内并形成了具有内表面的空腔。电解质位于容器内并接触到第一电极。隔板形成了由第一电极所形成的空腔的内表面上的衬里。隔板具有自立式加强边缘，其朝向容器开口端延伸到第一电极之外。加强边缘具有加强材料，其在隔板吸收了部分电解质之后可为隔板的边缘提供结构支撑。第二电极位于隔板空腔内。隔板形成了第一和第二电极之间的界面。封盖组件固定在容器的开口端上。
本发明还涉及一种制造电池的工艺。该工艺包括下述步骤。提供隔板材料的条带。用加强材料来涂覆隔板的至少一条边缘。卷绕已涂覆的隔板条带以形成具有未涂覆部分和已涂覆的加强边缘的管件，已涂覆的加强边缘在管的一端处限定了一个开口。为容器提供开口端，并使容器包括在其中形成了空腔的第一电极。将卷绕管插入到由第一电极所形成的空腔中，使得未涂覆部分与第一电极接触，并且管的已涂覆边缘朝向容器开口端延伸到第一电极之外。将第二电极插入到由卷绕隔板形成的管内。通过将封盖组件固定到容器开口端上来闭合容器。
本发明还涉及另一种制造电池的工艺。该工艺包括下述步骤。提供隔板材料。将隔板卷绕成管。用加强材料来涂覆管的边缘。提供具有开口端、封闭端和限定了空腔的第一电极的容器。将卷绕的已涂覆的隔板管插入到空腔中，使得管的开口端紧密相邻于容器的开口端，而管的另一端紧密相邻于容器的封闭端。将第二电极插入到由卷绕隔板形成的管内。通过将封盖组件固定到容器开口端上来闭合容器。
本发明还涉及另一种制造电池的工艺。该工艺包括下述步骤。提供具有开口端、封闭端和位于其中的第一电极的容器。第一电极形成了一个空腔。提供隔板的第一矩形条带，其具有涂覆了加强材料的两条相对的边缘。将隔板的已涂覆条带插入到由第一电极形成的空腔中，使得隔板的未涂覆部分衬在空腔上，并且已涂覆的边缘朝向容器开口端延伸到第一电极之外。将第二电极插入到衬有隔板的空腔内。通过将封盖组件固定到容器开口端上来闭合容器。
附图简介图1是传统电化学电池的局部剖视图；图2是带有低矮型(low-profile)密封组件的传统电化学电池的剖视图；图3是包括有加强边缘的部分卷绕的隔板条带的视图；图4显示了带有加强边缘的完全卷绕的隔板条带；图5显示了带有加强材料的隔板，其中加强材料以第一模式施加在隔板的加强边缘部分上；图6显示了带有加强材料的隔板，其中加强材料以第二模式施加在隔板的加强边缘上；图7显示了图3所示隔板的局部剖视图；图8是本发明的电池的剖视图；图9显示了隔板的矩形条带，其在两条边缘上已被涂覆，然后相互间垂直地定位，之后插入到部分装配好的电池中；图10A显示了在两条边缘上已被涂覆的隔板条带；图10B显示了从图10A所示的隔板中制成的卷绕管；图11是用于装配本发明电池的第一工艺的流程图；图12是用于装配本发明电池的第二工艺的流程图；和图13是用于装配本发明电池的第三工艺的流程图。
发明的详细介绍现在来看附图并更具体地参见图8，图中显示了本发明的装配好的电化学电池的剖视图。从电池的外部开始，电池的部件依次为容器10、相邻于容器10的内表面的第一电极50、与第一电极50的内表面56相接触的隔板20、设于由隔板20所形成的空腔内的第二电极60，以及固定在容器10上的封盖组件70。容器10具有开口端12、封闭端14和位于它们之间的侧壁16。封闭端14、侧壁16和封盖组件70形成了一个空腔，电池的电极即容纳于其中。
第一电极50为二氧化锰、石墨和含有氢氧化钾的水溶液的混合物。通过将一定量的混合物放入到具有开口端的容器中，然后采用冲头将混合物模制成管形固体，该管形固体形成了一个与容器侧壁同心的空腔，这样便形成了该电极。第一电极50具有凸架52和内表面56。或者，可从包括有二氧化锰的混合物中预成形多个环件，然后将环件插入到容器中以形成管形的第一电极，以此方式来形成阴极。
第二电极60为含水碱性电解质、锌粉和胶凝剂如交联的聚丙烯酸的匀质混合物。含水碱性电解质包括碱性的金属氢氧化物，例如氢氧化钾、氢氧化钠或其混合物。优选使用氢氧化钾。适用于本发明的电池的胶凝剂可以是交联的聚丙烯酸，例如Carbopol 940，其可从美国俄亥俄州克利夫兰市的B.F.Goodrich，Performance MaterialsDivision中得到。适合用于碱性电解质溶液中的其它胶凝剂的例子有羧甲基纤维素、聚丙烯酰胺和聚丙烯酸钠。锌粉可以是纯锌或者是包括有适当量的一种或多种选自铟、铅、铋、锂、钙和铝的金属的合金。适当的阳极混合物含有67％重量的锌粉，0.50％重量的胶凝剂和32.5％重量的碱性电解质，该碱性电解质具有40％重量的氢氧化钾。锌的量可以是阳极的63％重量到70％重量。还可以在上述成分中选择性地添加其它组分，例如脱气抑制剂、有机或无机的防蚀剂、粘合剂或表面活性剂。脱气抑制剂或防蚀剂的例子可包括铟盐(如氢氧化铟)、全氟烷基氨盐、碱性金属硫化物，等等。表面活性剂的例子可包括聚环氧乙烷、聚烷基乙烯基醚、全氟烷基化合物，等等。
第二电极可通过将上述成分结合到带式掺合器或鼓式混合机中并使混合物形成湿浆来制造。浆状物也可描述为可流动的糊膏或半流态的混合物。浆状物在受到物理性冲击如振动或者容纳有该浆状物的容器摔落时容易破裂。在电池中，如果不限制微滴与第一电极物理性接触的话，浆状物的微滴或碎片就会从浆状物的整体上脱落下来，从而导致了电池中的电短路。
适用于本发明电池的电解质是37％重量的氢氧化钾水溶液。通过将一定量的液态电解质放置到由第一电极形成的空腔内，就可将电解质结合到电池中。通过在用于制造第二电极的工艺中允许胶凝介质吸收氢氧化钾的水溶液，也可将电解质引入到电池中。如果电解质与第一电极50、第二电极60和隔板20接触的话，那么用于将电解质结合到电池中的方法并不重要。
封盖组件70包括封盖件72和集流器76。封盖件72模制成可容纳开口82，如果电池的内部压力过大的话，该开口可允许封盖件72断裂。封盖件72的内表面74设计成可减小封盖件所占据的体积，并因此未采用设计用于限制了破碎电极的运动的突出部。此外，隔板20并未粘结性地固定在封盖件72上。封盖件72可由尼龙6，6制成，或者由其它材料如金属制成，如果集流器76与用作第一电极的集流器的容器10电绝缘的话。集流器76是由黄铜制成的细长的钉子形部件。集流器76通过位于封盖件72中心的孔而插入。
封盖件72是低矮型封盖件的一个例子。这里所用的用语“低矮型封盖件”用于指一种内表面未构造成可用于物理性地隔开电池电极碎片的障碍的封盖件。低矮型封盖件可以具有或不具有可通气的部分。在一个实施例中，低矮型封盖件为环形垫圈，其不包括位于中央的膜片。
如图3和4所示，隔板20由已经卷绕成管48的矩形多孔薄膜制成。该薄膜由非织造纤维制成。隔板的一项功能是在第一和第二电极的界面处提供障碍。该障碍必须是电绝缘但可透过离子的。隔板的另一功能是防止在第一电极和从第二电极上脱落的小碎片之间形成直接的物理接触。通常来说，当电池被摔落、摇晃或振动等时，第二电极的碎片会从第二电极的整体上脱落下来。
如图8所示，隔板的延伸到第一和第二电极的界面之上的自立式部分必须提供这样一种障碍，其能够将第二电极的碎片64容纳在由封盖件72的内表面74、卷绕隔板20的内表面42和第二电极60的表面62所形成的体积内。为了保证卷绕隔板20的第一区域30(见图4)在电池的使用寿命期间保持基本上平行于容器的侧壁，应当加强第一区域以提供结构支撑。隔板的加强最好通过用加强材料涂覆隔板的边缘来实现，该加强材料使隔板在与电池的电解质接触后不会丧失其强度。
参见图3，隔板20为材料的矩形条带，其具有顶边22、底边24、前边26和后边28。总的来说，顶边、底边、前边和后边限定了隔板的周界。条带具有L和高度H。隔板的处于顶边22之下的一部分涂覆了加强材料，从而形成了隔板的已涂覆的边缘部分。这里所用的用语“加强材料”指已经涂覆在隔板上并在隔板吸收了电池电解质之后提供或保持已涂覆隔板的结构刚性的材料。结构刚性可通过涂覆隔板的纤维以使其不会吸收电解质和丧失其在结构上自支撑的能力来保持。或者，通过采用在与电池电解质接触时会固化，因而在隔板的已涂覆边缘部分上就地形成薄膜的材料来涂覆隔板的纤维，从而保持或提高已涂覆隔板的结构刚性。在这里所使用的隔板的已涂覆边缘部分定义为隔板的加强边缘。该加强边缘能够保持隔板的在与电解质接触前所存在的结构刚性。涂料可施加到隔板一侧或两侧上。此外，涂料可施加到隔板一侧上，然后穿过隔板渗透到隔板的另一侧上。适当的涂料包括聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、石蜡、甲基纤维素和脱乙酰壳多糖。涂料必须能耐受因容纳在电池内的电解质或其它材料所引起的降解。
如图4所示，隔板20具有两个不同的区域。第一区域30是隔板上的已涂覆了结构加强用材料因而形成了加强边缘的部分。第二区域32是隔板上的未涂覆在第一区域中所使用的加强材料的部分。当隔板如下所述地结合到电池中时，隔板的第二区域位于第一和第二电极的界面处。相反，隔板的第一区域伸出到由电极所形成的界面之外，并形成了隔板的自立式部分。最好在第一区域的整个表面上均涂覆了加强材料。然而，如果第一部分在隔板吸收了电池的电解质之后可保持直立的话，那么也可仅涂覆隔板第一区域的一部分表面。例如，加强材料可以一定的模式来施加，使得在加强边缘中存在一些未涂覆的隔板部分。如图5所示，一种可能模式是施加加强材料的条带34并使之平行于容器10的侧壁16。条带通过隔板的未涂覆部分36来间隔开。如图6所示，另一可能的模式是施加涂料的条带38并使之垂直于容器10的侧壁16，并且通过未涂覆部分40来间隔开。如果需要的话，可在隔板的一侧上以一种模式来施加加强材料，并在隔板的另一侧上以另一种不同的模式来施加加强材料。
在图7中显示了如图3所示的隔板的放大剖视图。图面的比例被不均衡地放大以充分地显示出细节之处。隔板20的两侧均已涂覆了加强材料44。此外，加强材料已涂覆在隔板的纤维上。
在图9中显示了可用于本发明电池的隔板的另一实施例。该实施例利用了隔板材料148的矩形条带，其中在其顶边142和底边144上已涂覆了至少一种加强材料。顶边和底边可用相同的加强材料或不同的加强材料来涂覆。然后将条带148切成两个或多个子条带140。各子条带的宽度等于或大于由第一电极50在容器10中所形成的空腔周长的一半。插入子条带140，使得子条带140的中央区域146处于与容器10的封闭端14的内表面并置。子条带140的已涂覆边缘142和144朝向容器10的开口端12延伸超过第一电极50。
在图10A和10B中显示了可用于本发明电池的隔板的另一实施例。在隔板条带160的两条相互平行的边缘上涂覆至少一种加强材料。卷绕条带以形成管166。条带160的已涂覆顶边162形成了位于管166的开口端处的加强隔板环。对隔板160的底边164进行折叠、折缝、挤拉或以其它方式成形，以密封管166的底部。在美国专利6270833 B1中公开了一种用于形成管166的底端的工艺。
下面将介绍可用于制造本发明电池的工艺。如图11所示，第一工艺包括提供隔板的步骤100。在一个优选实施例中，隔板为非织造纤维的矩形薄膜。隔板具有第一宽面、位于隔板上的与第一宽面相反一侧的第二宽面，以及限定了隔板周界的边缘。如步骤102所示，随后用加强材料来涂覆隔板宽面上的位于隔板周界附近的条形部分。可在隔板的一个或两个宽面上进行涂覆。在一个实施例中，加强材料涂覆了隔板的纤维，而不是在隔板一侧上形成薄膜。这种涂层可以防止或基本上限制在将隔板插入到电池中之后已涂覆纤维对电池电解质的吸收。或者，该涂层可在与电池电解质接触后固化，从而为隔板的已涂覆部分提供结构强度。涂层可通过传统的辊涂机来施加，该辊涂机能够将适当材料如聚乙烯的液态层涂覆到隔板表面上的相邻于隔板边缘的一部分上。在一个实施例中，涂层仅沿矩形隔板的一条边缘来施加。在第二实施例中，涂层施加到矩形隔板的两条相互平行的边缘上。在施加了涂层之后，它会固化成牢固地粘附在隔板上的防护层。如果需要的话，可以施加两层或多层涂层。涂层可具有不同的化学组分和/或物理参数(例如宽度、厚度等)。如步骤104所示，然后卷绕隔板的涂覆条带以形成具有至少一个由隔板的已涂覆部分所形成的开口端的管。可以密封管的另一端，从而形成带封闭端的管形篮子。在步骤106中提供容器。如上所述，容器具有开口端并包括有形成了空腔的第一电极。第一电极和形成于其中的空腔与容器中的开口同心。在图11中，步骤108表示将卷绕的隔板插入到由第一电极所形成的空腔中。隔板插入成使得管的未涂覆端与第一电极接触，而管的已涂覆边缘朝向容器开口端延伸超过第一电极。在一个实施例中，加强材料并未重叠在第一电极的表面上，因而并未阻挡第一电极的表面。在另一实施例中，加强材料阻挡了第一和第二电极之间的一小部分界面面积。优选阻挡住少于20％的界面面积。更理想的是阻挡住少于5％的界面面积。最好是少于1％的界面面积被加强材料所阻挡。在步骤110中将第二电极插入到卷绕的隔板中。在传统的碱性电池中，第二电极通过混合锌颗粒、胶凝剂和电解质以形成脆性浆状物或糊膏来制造。当电池被摔落时，糊膏的稠度不能防止糊膏碎片从电池内的糊膏主体中脱落。在步骤112中通过将封盖组件固定在容器开口端处来封闭容器。如图8所示，封盖组件70包括封盖件72和集流器76。
在电池装配工艺中，将一定量的氢氧化钾水溶液结合到电池中。该溶液用作电池的电解质。通过在电极制造工艺中在将第二电极插入到卷绕隔板中之前允许第二电极中的胶凝剂吸收电解质，就可将电解质结合到电池中。另外，可将一定量的电解质分配到部分完成的电池中，这一步骤可在第一电极已插入到容器中之后和在封闭电池之前的任意时刻进行。
在图12中显示了制造本发明电池的第二工艺。在步骤120中提供隔板。在一个优选实施例中，隔板是非织造材料的矩形多孔薄膜。隔板具有两个宽面和限定了隔板周界的边缘。在步骤122中将隔板卷绕成带有至少一个开口端的管。可密封管的另一端以形成带有封闭端的管状篮子。该篮子在其侧壁中包括一层、两层或多层隔板材料。层的数量通过在卷绕前控制隔板条带的长度来确定。在步骤124中，用加强材料来涂覆卷绕隔板的开口端。在一个实施例中，将卷绕隔板的开口端浸入到含有液态加强材料的器皿中。最好使材料从隔板中渗透过并涂覆隔板的纤维。这种涂料可以防止或基本上限制在将隔板插入到电池中之后已涂覆纤维对电池电解质的吸收。涂覆有加强材料的隔板的量应当限制为能保证在隔板已与电池电解质接触后隔板的已涂覆部分保持平行于容器侧壁的最小量。除浸涂外，加强材料可通过喷涂而施加到隔板上。如果需要的话，可对隔板涂覆两次或更多次。涂层可具有不同的化学组分和/或物理参数。在施加涂层后，其可固化，从而在卷绕隔板的开口端处产生结构上自支撑的圆形部分。如步骤126所示，在此步骤中提供容器。如上所述，容器具有开口端并包括有形成了空腔的第一电极。第一电极和形成于其中的空腔与容器中的开口同心。在图12中，步骤128表示将隔板管插入到由第一电极所形成的空腔中，使得隔板管的开口端紧密相邻于容器的开口端，而管的另一端靠近容器的封闭端。卷绕隔板的管的已涂覆边缘制成朝向容器开口端延伸到第一电极之外。在步骤130中，将第二电极插入到由卷绕隔板形成的管中。对于传统的圆柱形碱性电池来说，第二电极通过混合锌颗粒、胶凝剂和电解质以形成脆性浆状物或糊膏来制造。当电池被摔落时，糊膏的稠度不能防止糊膏碎片从电池内的糊膏主体中脱落。在步骤132中，通过将封盖组件固定在容器开口端处来封闭容器。该组件包括封盖件和集流器。
在图13中显示了制造本发明电池的第三工艺。在步骤180中提供容器，其具有开口端、封闭端和形成了位于其中的空腔的第一电极。在步骤182中提供隔板的第一矩形条带，其两条相对的边缘已涂覆了加强材料。隔板的未涂覆部分位于这两条已涂覆边缘之间。在步骤184中，将第一矩形条带插入到由第一电极形成的空腔中。隔板的未涂覆部分衬在空腔上，已涂覆的边缘朝向容器开口端延伸超过第一电极。已涂覆的边缘对齐，使得在第一电极和容器开口端之间形成了已涂覆材料的连续环。在步骤186中，将第二电极插入到衬有隔板的空腔内。在步骤188中，通过将封盖组件固定在容器开口端处来封闭容器。
在第三工艺的一个备选实施例中，提供具有两条相对边缘的隔板的第二矩形条带，并将其插入到衬有第一隔板条带的空腔中。第二条带的插入先于第二电极的插入。第一和第二隔板条带定位成相互间垂直。第二条带的边缘朝向容器开口端延伸超过第一电极。可用加强材料来涂覆第二条带的两条相对边缘。
在采用上述任一种方法装配好电池之后，隔板的处于第一和第二电极之间并因此处于第一和第二电极的界面处的部分形成为上述隔板的第二区域，它很容易吸收电池的一些电解质并因而丧失一些结构刚性。然而，由于隔板的这一部分物理性地夹在第一和第二电极之间，因此隔板的第二区域不需要在结构上自支撑以正确地起作用。相反，在上文中定义为隔板第一区域的隔板的已涂覆部分在接触到电池电解质之后需要在结构上自支撑，使得隔板在电池的使用寿命期间保持基本上平行于容器的侧壁，从而防止第二电极的碎片接触到第一电极。
上述介绍仅被视为优选实施例。对本领域的技术人员以及制造或使用本发明的人员来说，对本发明进行改进是很容易想到的。因此，可以理解，附图所示且在上方中介绍的实施例仅用于说明目的，并不用于限制本发明的范围，本发明的范围由所附权利要求根据专利法法则和等同原则来限定。
权利要求
1.一种电化学电池，包括(a)具有开口端、封闭端和侧壁的容器；(b)位于所述容器内的第一电极，所述第一电极形成了具有内表面的空腔；(c)位于所述容器中并与所述第一电极接触的电解质；(d)形成了由所述第一电极形成的空腔内表面上的衬里的隔板，所述隔板包括自立式的加强边缘，其朝向所述容器的开口端延伸超过所述第一电极，所述加强边缘包括加强材料，其可在所述隔板吸收了所述电解质之后为所述隔板的自立式加强边缘提供结构支撑；(e)位于所述衬有隔板的空腔内的第二电极，所述隔板形成了所述第一和第二电极之间的界面；和(f)固定在所述容器的开口端上的封盖组件。
2.根据权利要求1所述的电化学电池，其特征在于，所述封盖组件包括低矮型封盖件。
3.根据权利要求1所述的电化学电池，其特征在于，所述隔板包括位于所述电极的界面之上和所述封盖组件之下的第一区域，以及位于所述第一和第二电极之间的第二区域，所述第一区域包括加强材料，所述第二区域不包括结合到所述第一区域中的加强材料。
4.根据权利要求1所述的电化学电池，其特征在于，所述加强边缘基本上平行于所述容器的侧壁。
5.根据权利要求1所述的电化学电池，其特征在于，所述第二电极为含有氢氧化钾水溶液的脆性凝胶。
6.根据权利要求1所述的电化学电池，其特征在于，所述加强边缘包括选自聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、石蜡、甲基纤维素和脱乙酰壳多糖的材料。
7.根据权利要求1所述的电化学电池，其特征在于，所述隔板包括非织造纤维的柔性多孔薄膜，其具有第一宽面、位于所述隔板的与所述第一宽面相反一侧上的第二宽面以及周界。
8.根据权利要求7所述的电化学电池，其特征在于，所述材料涂覆了所述加强边缘中的纤维，因而可防止所述纤维的已涂覆部分对所述电解质的吸收。
9.根据权利要求7所述的电化学电池，其特征在于，所述材料经由所述隔板的孔隙从所述隔板的第一宽面渗透到所述隔板的第二宽面。
10.根据权利要求7所述的电化学电池，其特征在于，所述隔板只有一个宽面被局部地涂覆了所述材料。
11.根据权利要求7所述的电化学电池，其特征在于，所述隔板的两个宽面均被局部地涂覆了所述材料。
12.根据权利要求1所述的电化学电池，其特征在于，所述隔板为具有开口端的管，所述管通过卷绕所述隔板来形成。
13.根据权利要求12所述的电化学电池，其特征在于，所述管形隔板在一端封闭。
14.根据权利要求1所述的电化学电池，其特征在于，所述加强材料覆盖了所述电极的界面表面积的不到20％。
15.根据权利要求1所述的电化学电池，其特征在于，所述加强材料覆盖了所述电极的界面表面积的不到5％。
16.根据权利要求1所述的电化学电池，其特征在于，所述加强材料覆盖了所述电极的界面表面积的不到1％。
17.根据权利要求1所述的电化学电池，其特征在于，所述加强边缘包括加强材料的连续涂层。
18.根据权利要求1所述的电化学电池，其特征在于，所述加强边缘包括加强材料的不连续涂层。
19.根据权利要求18所述的电化学电池，其特征在于，所述不连续涂层包括加强材料的条带。
20.根据权利要求1所述的电化学电池，其特征在于，所述隔板包括具有中央区域和两条相互平行的边缘的隔板材料的第一矩形条带，所述相互平行的两条边缘均包括有加强材料。
21.根据权利要求20所述的电化学电池，其特征在于，所述条带的中央区域与所述容器的封闭端并置，所述隔板的所述边缘朝向所述封盖组件延伸超过所述第一电极。
22.根据权利要求21所述的电化学电池，其特征在于，所述电化学电池包括具有中央区域和两条相互平行的边缘的隔板材料的第二矩形条带，其中所述两条边缘均包括加强材料，所述第二条带的所述中央区域与所述第一条带的中央区域并置，所述第二条带的边缘朝向所述封盖组件延伸超过所述第一电极。
23.根据权利要求22所述的电化学电池，其特征在于，所述隔板包括两条细长的矩形条带，它们定位成相互间垂直并在其中央区域处相交，从而形成了具有封闭端和开口端的管。
24.根据权利要求20所述的电化学电池，其特征在于，所述第一条带卷绕而形成了包括有位于一端处的加强开口和位于另一端处的加强密封底部的管。
25.一种电化学电池，包括(a)具有开口端、封闭端和侧壁的管形容器；(b)位于所述容器内的第一电极，所述第一电极与所述容器的侧壁同心，并形成了具有内表面的圆形空腔；(c)位于所述容器中并与所述第一电极接触的电解质，所述电解质包括氢氧化钾的水溶液；(d)形成了由所述第一电极形成的空腔内表面上的衬里的隔板，所述隔板包括自立式的加强边缘，其朝向所述容器的开口端延伸超过所述第一电极，所述加强边缘包括加强材料，并可在所述隔板吸收了所述电解质之后保持与所述容器的侧壁平行；(e)位于所述衬有隔板的空腔内的脆性的第二电极，所述第二电极包括悬浮在凝胶中的锌颗粒，所述隔板形成了所述第一和第二电极之间的界面；和(f)固定在所述容器的开口端上的封盖组件，所述组件包括重叠并密封在所述容器的开口端上的封盖件。
26.一种用于制造电化学电池的工艺，包括步骤(a)提供隔板的条带；(b)用加强材料来涂覆所述隔板条带的至少一条边缘；(c)卷绕所述已涂覆的条带以形成管，所述管包括未涂覆部分和在所述管的一端形成了开口的已涂覆的加强边缘；(d)提供具有开口端并包括在其中形成了空腔的第一电极的容器；(e)将所述卷绕管插入到由所述第一电极形成的空腔内，使得所述未涂覆部分与所述第一电极接触，并且所述管的已涂覆边缘朝向所述容器的开口端延伸超过所述第一电极；(f)将第二电极插入到由所述卷绕隔板形成的管中；和(g)通过将封盖组件固定到所述容器的开口端上来封闭所述容器。
27.根据权利要求26所述的工艺，其特征在于，所述加强材料为所述隔板的加强边缘提供了结构支撑。
28.根据权利要求26所述的工艺，其特征在于，所述第二电极包括脆性凝胶。
29.根据权利要求28所述的工艺，其特征在于，所述脆性凝胶包括锌颗粒和含水电解质。
30.根据权利要求26所述的工艺，其特征在于，所述工艺还包括将一定量的电解质置于所述卷绕管中的步骤。
31.根据权利要求26所述的工艺，其特征在于，所述隔板包括非织造纤维。
32.根据权利要求26所述的工艺，其特征在于，所述管包括两层或多层的隔板。
33.根据权利要求26所述的工艺，其特征在于，所述隔板条带的两条边缘涂覆有所述加强材料。
34.根据权利要求33所述的工艺，其特征在于，所述已涂覆的边缘相互间平行。
35.一种用于制造电化学电池的工艺，包括步骤(a)提供隔板的条带；(b)卷绕所述条带以形成具有至少一个开口端的管；(c)用加强材料来涂覆所述管的开口端；(d)提供具有开口端、封闭端和在其中形成了空腔的第一电极的容器；(e)将所述卷绕管插入到由所述第一电极形成的空腔内，使得所述管的开口端紧密相邻于所述容器的开口端，并且所述管的另一端紧密相邻于所述容器的封闭端；(f)将第二电极插入到由所述卷绕隔板形成的管中；和(g)通过将封盖组件固定到所述容器的开口端上来封闭所述容器。
36.根据权利要求35所述的工艺，其特征在于，通过将所述管的一部分浸在加强材料中来涂覆所述管的开口端。
37.根据权利要求35所述的工艺，其特征在于，通过用加强材料喷涂所述管的一部分来涂覆所述管的开口端。
38.根据权利要求35所述的工艺，其特征在于，所述工艺还包括将电解质置于由所述第一电极形成的空腔内的步骤。
39.根据权利要求35所述的工艺，其特征在于，所述第二电极包括脆性凝胶。
40.根据权利要求39所述的工艺，其特征在于，所述脆性凝胶包括锌颗粒和含水电解质。
41.根据权利要求35所述的工艺，其特征在于，所述隔板包括非织造纤维。
42.根据权利要求35所述的工艺，其特征在于，所述管包括两层或多层的隔板。
43.一种用于制造电化学电池的工艺，包括步骤(a)提供具有开口端、封闭端和位于其中的第一电极的容器，所述第一电极形成了空腔；(b)提供隔板的第一矩形条带，所述隔板具有涂覆了加强材料的两条相对的边缘；(c)将所述隔板的已涂覆的条带插入到由所述第一电极形成的空腔中，其中所述隔板的未涂覆部分衬在所述空腔上，并且所述已涂覆边缘朝向所述容器的开口端延伸超过所述第一电极；(d)将第二电极插入到所述衬有隔板的空腔内；和(e)通过将封盖组件固定在所述容器开口端上来封闭所述容器。
44.根据权利要求43所述的工艺，其特征在于，所述已涂覆的边缘相互间重叠，从而在所述第一电极和所述容器的开口端之间形成了已涂覆的隔板材料的连续环。
45.根据权利要求43所述的工艺，其特征在于，所述工艺还包括步骤(f)提供具有两条相对边缘的隔板的第二矩形条带；和(g)在插入所述第二电极之前将所述隔板的第二矩形条带插入到衬有所述第一隔板的空腔内，所述第二隔板定位成与所述隔板的第一条带垂直，所述相对的边缘朝向所述容器的开口端延伸超过所述第一电极。
46.根据权利要求45所述的工艺，其特征在于，所述隔板的第二条带的两条相对边缘涂覆了加强材料。
全文摘要
一种具有包括了加强边缘(42)的隔板(20)的电化学电池，该加强边缘可在隔板与电池的电解质接触之后为隔板提供结构刚性。加强边缘(42)延伸超过了电池电极之间的界面，并用于容纳在电池被摔落时可能从其中一个电池电极上脱落的碎片(64)。
文档编号H01M10/02GK1575526SQ02821333
公开日2005年2月2日 申请日期2002年10月15日 优先权日2001年10月26日
发明者R·M·詹梅 申请人:永备电池有限公司