电池及其制造方法

专利名称：电池及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种制造电池的方法。更具体地，本发明涉及一种制造标准 的柱形锌-空气电池的方法。而且，本发明涉及一种制造具有非圆形的不同 形状的扣式电池的方法。
电气设备的按比例缩小已经进行了长期的尝试，因此，许多便携式电子 设备得以发展。不过，近年来，随着一种被称为无处不在的因特网的新范例 的引入，小尺寸和易于携带的电子设备正以进一步的深度和广度进行发展。
多数电子设备，例如MP3播放器、数字照相机、移动电话、PDA、膝上型 电脑，等，正发展为紧凑和易于携带的形式。除了小型化之外，还尝试了将 不同的功能提供至单独设备，例如MP3电话、照相机电话。在这些尝试为 用户提供移动自由和使用便利时，稳定的电源应与之相关，并作为目前需要
传统地，电池被广泛用作电子设备的供电装置。传统电池包括诸如锰 电池、；咸锰电池和锌-空气电池的 一次电池，和诸如4臬镉电池、4臬氢电池、 锂离子电池的二次电池。其中，锌-空气电池具有的优点为提供相对较高 的1.4V电压，并具有更高的能量密度和较大的放电能力。进一步地，锌-空气电池由于在耗尽之前展示出近乎恒定的放电特性，而被视为水4艮电池的 替代品，水银电池由于包含重金属而使用受限。
上述的锌-空气电池通常包括阴极，阳极，用于隔离阴、阳极的隔件， 和电解质。这些元件由阴极盒和阳极盒密封，阴极盒和阳极盒均由导电材料 制成。阴极盒和阳极盒分别与阴极和阳极接触，以分别作为阴极端子和阳极
背景技术：
端子。特别地，为防止电解质从电池内部渗漏，阴极盒和阳极盒需要密封。 通常地，衬垫插在阴极盒与阳极盒之间，然后将阴极盒与阳极盒巻曲以进行 密封。
这些传统扣式电池公开于Tuttle等人的美国专利5，423，027和5,486,431 ， 以及韩国专利3060321,等。传统技术将参照附图进行详细说明。
图1为公开于美国专利5,432,027中的传统扣式电池的截面^L图。
图1中的扣式电池包括由阴极盒20和阳极盒22密封的阴极14、阳极 12、插在二者之间的隔件16以及电解质18。在密封部24中，衬垫26插在 阴极盒20与阳极盒22之间以将其密封。阴极盒20朝向阳极盒弯曲以覆盖 阳极盒22,从而形成密封。
图2显示了制造扣式电池的方法，其公开于韩国专利3060321中。
如图2(a)中所示，在阳极盒22上的阳极12、隔件16、电解质18、 阴极14和衬垫26依次设置，这些元件由阴极盒20覆盖。然后，如图2(b) 中所示，阴极盒20的外围区域朝向阳极盒22弯曲以密封电池内部。
如上所述，在传统电池生产过程中，盒被弯曲以密封电池，使得该过程 可简化。不过，当阴极盒20被弯曲时，压力施加在将与阴极14接触的阴极 盒20的中央部分而导致变形。在弯曲压力增大以改善密封准确度的情况下， 上述问题变得更糟。另外，插在阴极盒20与阳极盒22之间的衬垫26导致 更复杂的制造工艺。
另外，在制造圓形扣式电池的情况下，传统弯曲方法是合适的，然而， 在优选采用诸如四边形或五边形的多边形电池的情况下，在多边形的拐角 处，弯曲发生重叠，因此，弯曲方法不适于制造多边形电池。
图3为传统扣式锌-空气电池的截面视图。
参照图3,传统扣式锌-空气电池包括作为阴极的膜14和作为阳极的 锌凝胶12,以及插在膜与锌凝胶之间的隔件15。另外，膜与锌凝胶被分别 容纳在阴极盒20和阳极盒22的内部，以最终形成电池。
所述膜为包含水分子的渗透性膜，并通过接触空气中的氧气而产生氢氧
离子(OH—)。该反应可通过下述化学方程式表示。 化学反应式1<formula>formula see original document page 8</formula>
在上述反应中，电子通过阴极盒20提供。膜通常由碳制成，不过，可 由其他合适的材料形成，这取决于所需电压或其应用。
在这种方式中，由于阴极反应需要氧气，因而阴极必须设置有能够接触 空气的通道。因此，阴极盒20提供有形成在其底部的空气孔21。如果电池 不使用，则空气孔21被密封以禁止阴极反应。
通过上述化学反应产生的氬氧离子通过隔件16被传送至作为阳极的锌 凝胶。隔件16对于氢氧离子可渗透，并另一方面用于防止锌凝胶的渗漏且 在锌凝胶与膜之间提供隔离。
锌凝胶主要包括锌粉末，并与添加剂和电解质混合。通常，电解质使用 氢氧化钾(KOH)的水溶液。如果氢氧离子在锌凝胶内传送，则锌粉末与氢 氧离子反应而被氧化。该反应可通过下述化学方程式表示。
化学反应式2
<formula>formula see original document page 8</formula>
基于该反应，电子从阳极产生并通过阳极盒22传送。通过该化学反应， 理论上最大可得到1.65V电压。
传统的锌-空气电池主要实现为扣式电池类型。在扣式类型的锌_空气 电池中，类似地，电池的密封通过盒的弯曲实现。 一种传统的制造锌-空气 电池的方法公开于日本专利出版物2002-373711中。
参照图4，将说明锌-空气电池的传统制造方法。锌-空气电池包括 作为阳极的锌凝胶12、作为阴极的阴极膜14、和用于将其隔离的隔件16。 锌凝胶12与阴极膜14通过与其连接的阳极盒22与阴极盒20包围和保持。 另一方面，在阴极盒20中形成通孔28，用于使阴极膜14接触空气。
在盒的远端区域，衬垫26插在阳极盒22与阴极盒20之间，阴极盒20
与衬垫26朝向阳极盒22弯曲从而密封电池。
这样的锌-空气电池在能量密度、放电能力和特性方面具有良好特性。 不过，传统锌-空气电池的使用被限制在特定领域，例如助听、照相机，等。 特别地，这样的锌-空气电池仅作为扣式类型电池被商品化，但尚未被制造 为柱形标准类型，例如，AAA、 AA,等。为了商品化，柱形锌-空气电池 必须被制造为产生适合于柱形电池应用的电压和电流。而且，必须开发制造 工艺，从而使锌-空气电池被制成柱形形式。
参照图5,在制造传统柱形锌-空气电池中的问题将在下面说明。
图5为构想的柱形锌-空气电池的截面视图。在图5中，与图3中相同 的元件由相同的附图标记表示。由于锌-空气电池包含作为阳极的锌凝胶， 因而必须避免锌凝胶的渗漏。在图3所示的传统扣式类型电池中，在锌凝胶 下面设置阴极膜14与隔件16，以防止锌凝胶渗漏，从而形成容易的制造。 然而，如图5中所示，柱形电池设置为使得隔件16与阴极膜14包容锌凝胶， 为了形成筒形形式，阴极膜14与隔件16需要具有结合区域30和32，从而 导致难以防止锌凝胶的渗漏。
因此，为了制造柱形锌-空气电池，需要提供一种方法用于结合隔件 12与阴极膜14，同时防止锌凝胶渗漏。

发明内容
因此，为了解决上述问题而实施本发明，本发明的目的在于，提供一种 制造扣式电池的方法，其中，不必将分立衬垫插置在阳极盒与阴极盒之间， 并可避免由于弯曲盒所致的盒的变形。
本发明的另一目的在于，提供一种制造扣式电池的方法，其除了适用于 圓形扣式电池之外还适用于多边形扣式电池。
本发明的进一步的目的在于，提供一种制造锌-空气电池的方法，其可 适用于多边形扣式电池并同时防止盒的变形。
本发明的进一步的目的在于，提供一种柱形锌_空气电池及其制造方
法，其中防止锌凝胶的渗漏。
为实现本发明的上述目的，根据本发明的一个方面，提供一种电池，该
电池包括阳极、阴极、被设置为能够针对阳极传送电子的阳极盒、被设置 为能够针对阴极传送电子的阴极盒、形成电池体的主体，其中，主体的一端 与阳极盒的末端部分熔融结合，而其另一端与阴极盒的末端部分炫融结合， 因而密去j"电池。
根据本发明的另一方面，提供一种锌-空气电池，其包括作为阴极的 阴极膜、作为阳极的锌凝胶、被设置为能够使电子针对阴极膜传送的阴极盒、 被设置为能够使电子针对锌凝胶传送的阳极盒、形成电池体的主体，其中， 主体的 一 端与阳极盒的末端部分熔融结合，而主体的另 一 端与阴极盒的末端 部分熔融结合，因而密封电池。
根据本发明的又一方面，提供一种锌-空气电池，其包括作为阳极的 锌凝胶、作为阴极并包容锌凝胶的阴极膜，其中，阴极膜的两末端部分相互 面对并在其间具有间隙，该间隙填充以树脂。
根据本发明的另一方面，提供一种锌-空气电池，其包括作为阳极的 锌凝胶、作为阴极并包容锌凝胶的阴极膜，其中，阴极膜的两末端部分重叠 并熔融结合。
根据本发明的另一发明，提供一种柱形锌-空气电池，包括作为阳极 的锌凝胶；作为阴极并以筒形形式包容且密封锌凝胶的阴极膜；壳体，其以 筒形形式包容阴极膜，并具有形成其中的开口以允许空气通过；和隔离体， 其插在阴极膜与壳体之间，并具有形成其中的开口以允许空气通过。
根据本发明的另一方面，提供一种制造电池的方法，电池包括第一电极、 第二电极、被设置为允许电子针对第一电极传送的第一盒、被设置为允许电 子针对第二电极传送的第二盒、和构成电池体的主体。所述方法包括第一 熔融结合步骤，其中将第一盒的末端部分与主体的一端熔融结合；第二熔融 结合步骤，其中将第二盒的末端部分与主体的另一端熔融结合。
根据本发明的另一方面，提供一种制造锌-空气电池的方法，锌-空气
电池包括作为阴极的阴极膜、作为阳极的锌凝胶、设置为允许电子针对阴极 膜传送的阴极盒、设置为允许电子针对锌凝胶传送的阳极盒、和构成电池体
的主体。该方法包括第一熔融结合步骤，其中将阳极盒的末端部分与主体 的一端熔融结合；第二熔融结合步骤，其中将阴极盒的末端部分与主体的另 一端熔融结合。
根据本发明的另一方面，提供一种制造锌-空气电池的方法，锌-空气 电池包括作为阳极的锌凝胶、作为阴极并包容锌凝胶的阴极膜。该方法包括 以下步骤设置阴极膜而使其两末端部分相互面对并在其间具有间隙；和将 该间隙填充以树脂并将两末端部分与树脂熔融结合。
根据本发明的另一方面，提供一种制造锌-空气电池的方法，锌-空气 电池包括作为阳极的锌凝胶，作为阴极并包容锌凝胶的阴极膜。该方法包括 以下步骤设置阴极膜而使其两末端部分重叠；和使阴极膜的重叠的两末端 部分相互熔融结合。
根据本发明的另一方面，提供一种制造柱形锌-空气电池的方法，锌-空气电池包括作为阳极的锌凝胶、作为阴极的阴极膜。该方法包括以下步骤 以筒形形式密封阴极膜；将锌凝胶填充于阴极膜的内部；将填充后的阴极膜 插入筒形隔离体中；形成覆盖隔离体的壳体。
根据本发明，可以防止由于盒弯曲所致的盒的变形，以改善盒与电极(或 MEA)之间的接触可靠性以及电池性能。
另外，阴极盒与阳极盒不重叠，因此，消除了分立衬垫的必要性，从而 简化了其制造过程。
进一步地，电池的密封不需要盒弯曲，因而能够制造具有多边形横截面 以及圆形横截面的不同形状的电池。
. 特别地，如果本发明应用于锌-空气电池，则锌-空气电池的形状可以 多样化，不同于传统的圓形扣式电池类型，从而拓宽了锌-空气电池的应用 范围。
另外，根据本发明，在柱形锌-空气电池中可防止锌凝胶的渗漏。
进一步地，根据本发明，可制造无锌凝胶渗漏的柱形锌-空气电池，以
使锌-空气电池可被标准化为通用的AAA至A类型。


本发明的进一步的目的和有利之处根据下面的结合附图的详细描述会
更易于完全理解，其中
图1传统扣式电池的截面视图2显示了制造扣式电池的传统方法；
图3为传统扣式锌-空气电池的截面视图4为传统扣式锌-空气电池的截面视图5为构想的柱形锌-空气电池的截面视图6为根据本发明实施例的扣式电池的截面视图7为图6中电池的盒与主体的熔融结合区域的放大视图8为根据本发明实施例说明制造扣式电池方法的流程图9 - 11为显示将在图11中的盒与主体熔融结合的方法的流程图12为显示根据本发明另 一 实施例制造扣式电池的方法的流程图13为显示根据本发明另一实施例制造扣式锌-空气电池的方法的流
程图14为显示根据本发明另一实施例制造扣式锌-空气电池的方法的流 程图15图示根据本发明另一实施例的柱形锌-空气电池的横截面； 图16和17图示根据本发明另一实施例制造柱形锌-空气电池的方法； 图18图示根据本发明另一实施例的柱形锌-空气电池的横截面；和 图19图示根据本发明另一实施例制造柱形锌-空气电池的方法。
具体实施例方式
在下文中，本发明的优选实施例将参照附图进行详细的描述。
图6为根据本发明实施例的扣式电池的截面视图。
本实施例中的扣式电池包括具有U型横截面的第一盒52和第二盒54， 和主体56。插入这些部分内部的为第一电极42和第二电极44，用于隔离 它们的隔件46,和电解质48。
第一电极42和第二电极44容纳在U型的盒52和54内。盒52和54 的末端部分60突出高于电极42和44。第一盒52和第二盒54由导电材剩-制成，可通过压制过程制造。第一电极42与第一盒52接触，使得电子能够 传送，因此，第一盒52作为第一电极42的外端子。类似地，第二盒54与 第二电极44接触而作为第二电极44的外端子。
隔件46由多孔材料制成，以防止第 一 电极42和第二电极44直接相互 接触，同时允许电子通过电解质48传送。
在本实施例中，电池的密封可以通过盒52和54与主体56的熔融结合 而实现。主体56由绝缘树脂构成，将第一盒52和第二盒54相互隔离，而 且在盒52和54的末端部分60处被熔化以密封电池的内部。主体56与盒 52和54的熔融结合可通过超声波、压制、加热等实现，这将在下文中进行 对苗述。
另一方面，盒52和54的末端部分60的形状可改变以改善熔融结合的 可靠性。
图7为第一盒与主体的熔融结合区域的放大视图。
如图7 (a)所示，通孔62可形成于盒52的末端部分处，该末端部分 与主体56熔融结合。在这种情况下，熔融的主体56填充通孔62a的内部。 因此，在主体56固化后，盒52与主体56的结合的可靠性可改善。另外， 如图7(b)和图7(c)分别所示，在盒52的末端部分可形成突出物或凹部， 从而改善盒52与主体56的结合的可靠性。
在下文中，参照图6和8，将说明根据本发明实施例的扣式电池的制造 方法。本实施例的方法从步骤100开始。在步骤100处，第一电极42设置 在第一盒52上，第二电极44设置在第二盒54上，从而形成了盒与电极的
组件。电极42和44容纳在盒52和54内，使得盒52和54的末端部分60 可突出。
然后，在步骤110处，第二盒54与主体56的一端熔融结合。参照图9 -11，将详细说明熔融结合第二盒54与主体56的方法。
如图9中所示，可在首先熔化主体56之后，进行第二盒54与主体56 的熔融结合。具体而言，首先，主体56的一端被熔化(步骤U0a)，然后， 将第二盒54设置在主体56的一端处(步骤U0b)。虽然主体56通常通过 加热被熔化，但也可使用加压或者超声波辐射。熔化方法可根据主体56的 材料进行选择。
在下文中，第二盒54被施压，盒的末端部分插入主体56内(步骤110c )。
主体56被冷却和固化以熔融结合第二盒54与主体56 (步骤110d)。
另一方面，首先，第二盒54可设置在主体56的一端处，然后，该端被
加热熔化而使盒54的末端部分可通过盒54的重量插入主体56并与其熔融 处人
可代替地，如图IO中所示，第二盒54被加热以进行熔融结合。在这种 情况下，第二盒54加热至所期望的温度(步骤110e)。然后，第二盒54 设置在主体56的一端处，第二盒54的末端部分被加压插入主体56的内部
(步骤110f)。在该步骤处，盒54的末端部分熔融主体56,并同时被插入 主体56的内部。最后，主体56被冷却和固化以完成熔融结合(步骤110g)。 盒54的加热温度可根据主体56的熔化温度、插入压力等确定。
如图11中所示，第二盒54与主体56的熔融结合可通过模内成形
(in-mold forming)工艺进行。具体而言，第二盒54被插入金属模(步骤 110h)。在金属模中形成主体56形状的注射成型空间。然后，在步骤110i 处，注入树脂并使主体56注射成型，-因而形成主体56与第二盒54的熔融 结合组件。
再次参照图8，在步骤120处，隔件46设置在通过主体56与第二盒54 熔融结合形成的空间，并填充电解质48。最后，第一盒52与第一电极42
熔融结合到主体56的另一端，以完成电池的密封(步骤130)。第一盒52 与主体56的熔融结合可按照与适于第二盒54与主体56的方式同样的方式 进行，如在上文中结合图9- 11所述。
如前所述，在本实施例中，在不弯曲盒52和54的情况下4吏其与主体 56熔融结合以密封电池，因而能够防止盒的变形，这种变形当盒52和54 弯曲和巻曲时在其中央部分发生。因而，可以改善在盒52、 54与电才及42、 44之间的接触可靠性，并可增强电池性能。
另外，盒52和54如果具有U型横截面，则其可采用多边形以及圓形 的形式进行制造。这样，本发明可应用在制造多边形扣式电池，因此，电池 的应用可延伸到不同的领域。
在上述实施例中，第二盒54先于第一盒52被熔融结合，不过，可首先 熔融结合第一盒52，或者第一盒52和第二盒54可同时熔融结合。
具体而言，参照图12，将说明根据本发明另一实施例的制造扣式电池 的方法。在本实施例中，以在图8中同样的方式，所述方法开始于形成盒和 电极的组件(步骤200 )。然后，第二盒54设置在主体56的一端(步骤210 ), 隔件46和电解质48被置于由主体56与第二盒54形成的空间内部(步骤 220 )。其后，在步骤230处，第一盒设置在主体56的另一端。
最后，在步骤240处，主体56的两端均被熔化，当盒52和54的末端 部分被插入主体56的内部之后，主体56被冷却和固化以将主体56与盒52 和54熔融结合。在步骤240处的熔融结合可按照不同的方式进行，如前面 结合图9-11所述。
在本实施例中，两个盒同时被熔融结合。因而制造过程可被简化，由此 改善电池生产的效率。
本发明可应用于制造锌-空气电池。
图13为图示了根据本发明另一实施例的扣式电池锌-空气电池的截面 视图。
本实施例的锌-空气电池包括具有U型横截面的阴极盒72和阳极盒
74,以及主体56。阴极盒72容纳与其接触的膜电极组件(MEA) 65。另夕卜， 电池内部填充以作为阳极的锌凝胶66。阴极盒72和阳极盒74由导电材泮牛 制成，并分别作为阴极外端子和阳极外端子。另一方面，阴极盒72形成有 通孔68,使得MEA65可与空气接触。
在本实施例的锌-空气电池中，阴极盒72和阳极盒74与主体56熔融 结合，由此密封电池。主体56与阴极盒72和阳极盒74的熔融结合可按照 与图6和7中前述实施例的相同的方式进行，因而对其的详细描述在此不再 重复。
在下文中，根据本发明的又一实施例的扣式电池锌空气电池的制造方法 将参照图13和14进行说明。
根据本实施例，在步骤300处，阳极盒74与主体56的一端熔融结合。 阳极盒74与主体56的熔融结合可按照不同的方式进行，所述方式在上文中 已经结合图7进行了说明。
此后，锌凝胶66填充于由阳极盒74和主体56形成的内空间中(步骤 310)。主体56与阳极盒74的熔融结合密封其熔融区域，从而防止锌凝月交 66的f参漏。
在步骤320处，阴极盒72与主体56的另一端熔融结合。阴极盒72与 MEA 65或阳极膜以及隔件预装组装，阴极盒72的末端部分60突出高于 MEA65。在该步骤中，突出的阴极盒72的末端部分60与主体56的另 一端 熔融结合。阴极盒72与主体56的熔融结合可通过不同方式完成，所述方式 结合图9至11在前面已进行说明。通过这种方式，阴极盒72与主体56的 熔融结合完成了电池的密封。
在本实施例中，阳极盒74与阴极盒72按照已经描述的顺序与主体56 熔融结合，不过，阴极盒72可首先被熔融结合。另外，阳极盒74与阴极盒 72可同时被熔融结合。在这种情况下，类似于结合图12描述的前述实施例， 在设置盒72和74和填充锌凝胶66完成之后，盒71和74与主体熔融结合 以密封电池。
在本实施例中，在不弯曲盒72和74的情况下使其与主体56熔融结合 以密封电池，因而能够防止盒的变形，这种变形当其被弯曲或者巻曲时产生。 因此，可改善电池性能。另外，可使用多边形盒，因而能够制造多边形扣式 电池，并可使用圆形盒。因此，锌-空气电池的应用范围扩大，其超出圆形 扣式电池的应用范围。特别地，除扣式电池之外，在本发明广泛应用于诸》口 圆柱形、方柱形等的标准电池类型的情况下，锌-空气电池的通用应用成为 可能。
在下文中，柱形嗜辛-空气电池将更详细地进行说明。 图15为根据本发明另一实施例的柱形锌-空气电池的横截面。 本实施例中的柱形锌-空气电池包括锌凝胶66、包容(capture)锌凝 胶66的隔件46、作为阴极膜的膜64。膜64^f皮隔离体78和壳体80封装。 壳体80可为通过压制成形制造的金属板，其保护电池并且保持外观。 另外，壳体80在电池的上部(未示出)处可与膜64 (其作为阴极)相连， 因而作为阴极盒而向膜64提供电子。提供隔离体78用来在壳体80与膜64 之间隔离以防止电流渗漏。隔离体78可使用树脂通过注射成型工艺制造。 另一方面，开口 84形成于壳体80和隔离体78中，用于将氧气提供至作为 阴极的膜64。
月菱64于隔件46可制造为平面形式，并之后被弯曲为筒形形式从而能够 包容锌凝胶66。弯曲的膜64的末端部分与隔件46的末端部分相互面对并 在其间具有间隙，并通过结合元件82相互结合。结合元件82由树脂制成并 与膜64和隔件46熔融结合，使得在两末端的结合区域可防止锌凝胶渗漏。 另外，如图所示，结合元件82以下述方式形成，即，覆盖膜64和隔件46 的一部分，因而进一步改善其密封效果。
在下文中，参照图15至17，将说明根据本发明的另一实施例制造柱形 锌_空气电池的方法。
首先，制备筒形隔离体78。可以使用注射成型工艺将隔离体78制造为 筒的形式。
然后，制备具有平面形式的膜64和隔件46。如图16所示，隔件46与 膜64设置在金属模具86中，用于以下述方式注射成型，即，其两末端部分 相互面对并在其间具有间隙。金属模具86形成空间88,使得树脂仅在膜64 与隔件46的间隙附近进行注射。金属模具不必完全包容膜64与隔件46。 金属模具可包容其结合区域。
在下文中，如图17中所示，树脂净皮注入空间88,膜64与隔件46炫融 结合形成结合元件82。此时，树脂可通过覆盖膜64和隔件46的一部分的 方式形成。另外，在膜64和隔件46的末端部分的与树脂接触的表面中形成 有凹凸部或者开口，从而使树脂易于熔融结合。树脂与膜64和隔件46熔融 结合，因而可密封内部空间，在填充锌凝胶66的情况下，可防止其渗漏。
锌凝胶66填充在上述形成的筒形的膜64和隔件46的内部，然后将其 插入隔离体78的内部。最后，形成壳体以覆盖隔离体78,从而完成了柱形 锌-空气电池的制造。
在下文中，参照图18,根据本发明另一实施例的柱形锌-空气电池将 2i4亍i兌明。
图18为根据本发明另一实施例的柱形锌-空气电池的横截面。
在本实施例中，与前述实施例中相同的元件相同的附图标记表示，对其 的详述将不再重复。
本实施例的柱形锌-空气电池包括锌凝胶、包容锌凝胶66的隔件以及 作为阴极膜的膜64。膜64被隔离体78和壳体80围绕。另外，在壳体80 和隔离体78中形成开口 84用于空气进出。
月莫64与隔件46可形成为平面形式，并然后被弯曲为筒的形式以包容锌 凝胶66。此时，弯曲的膜64和隔件46的末端部分重叠。在这种情况下，
自然重叠，而且重叠后的厚度不增加。两末端部分的形状不限于倾斜面，可 采取其他不同的形状，只要其具有互补形状即可，例如，在一个面中的突出 物和在另一个面中的凹部。重叠的两末端部分70可以通过加热、加压或者
超声波辐射而熔融结合。因此，防止锌凝胶通过膜64与隔件46的结合区域 渗漏。另一方面，尽管膜64和隔件46被示例为具有连续倾斜面，不过其可 各自具有不同的形状以改善结合后的密封效果。
然后，参照图18和]9,根据本发明的另一实施例的制造柱形锌-空气 电池的方法将进行说明。 .
首先，制备筒形隔离体78并且制备具有平面形状的膜64和隔件46。 然后，如图19中所示，隔件46和膜64以使其末端部分重叠的方式设置在 夹具90(jig)中。夹具卯可仅包容膜64与隔件46的结合区域，而不是其 全部。
此后，重叠的两末端部分70通过夹具90通过加热、加压或超声波辐射 而熔融结合。通过这种方式，膜64与隔件46的两末端部分相互熔融结合， 从而能够密封其内部空间，因此，在填充锌凝胶66的情况下，可以防止《争 凝胶66的渗漏。
锌凝胶66填充在上述形成的筒形的膜64和隔件46的内部，然后将其 插入隔离体78的内部。最后，形成壳体以覆盖隔离体78，从而完成了柱形 锌-空气电池的制造。
尽管本发明已经参照多个优选实施例进行描述，不过所述描述用于说明 本发明，而并非用于限制本发明。在不脱离由所附权利要求限定的本发明的 范围的情况下，本领域技术人员可进行各种修改和变化。
例如，在前述实施例的电池中，隔件46和膜64被示例为分立的元件， 不过，它们可实现为单一元件。特别地，根据本发明，这些元件可由膜电极 组件(MEA)代替。MEA为用作传统阴极膜和隔件的组合物，这在本领域 中众所周知。当然，作为MEA的替代，可以采用作为分立元件的阴极膜和 隔件，本领域的技术人员应认识到，这也包括在本发明的范围内。另外，本 发明的每个元件可由众所周知的材料之一制成，本领域的技术人员能够轻易 地从中选择最合适的 一种材料。
另外，在前述实施例的制造方法中，单独的过程步骤被描述为采用特定的顺序。然而，本领域的技术人员应认识到，这些步骤在不脱离本发明范围 的情况下可按照不同的顺序进行。
进一步地，在本发明的实施例中，虽然仅对与电池功能相关的重要元件 进行了说明，不过，为了改善电池功能，也可增加众所周知的其他不同元件。 例如，诸如防水膜或者扩散膜的不同的功能膜可插置在锌-空气电池的膜与 阴极盒之间。
尽管本发明已经参照在附图中显示的不同优选实施例进行了说明，不过 这些描述仅用于例示本发明，本领域的技术人员可进行不同的修改和变化。
权利要求
1、一种电池，包括阳极；阴极；阳极盒，其设置为能够使电子针对所述阳极传送；阴极盒，其设置为能够使电子针对所述阴极传送；和主体，其构成电池体，其中，所述主体的一端与所述阳极盒的末端部分熔融结合，所述主体的另一端与所述阴极盒的末端部分熔融结合，从而密封所述电池。
2、 根据权利要求1所述的电池，其中，在所述阳极盒的末端部分或者 所述阴极盒的末端部分中形成通孔。
3、 根据权利要求1所述的电池，其中，在所述阳极盒的末端部分或者 所述阴极盒的末端部分中形成突出物。
4、 根据权利要求1所述的电池，其中，在所述阳极盒的末端部分或者 所述阴极盒的末端部分中形成凹部。
5、 根据权利要求1所述的电池，其中，所述阳极盒、所述阴极盒和所 述主体中的每一个均具有多边形横截面。
6、 一种锌-空气电池，包括 作为阴极的阴极膜； 作为阳极的锌凝胶；阴极盒，其设置为能够使电子针对所述阴极膜传送； 阳极盒，其设置为能够使电子针对所述锌凝胶传送；和 主体，其构成电池体，其中，所述主体的一端与所述阳极盒的末端部分熔融结合，所述主体的 另一端与所述阴极盒的末端部分熔融结合，从而密封所述电池。
7、 根据权利要求6所述的锌-空气电池，其中，所述阴极膜为膜电极 组件(MEA )。
8、 一种锌-空气电池，包括 作为阳极的锌凝胶；和作为阴极并包容所述锌凝胶的阴极膜，其中，所述阴极膜的两末端部分相互面对并在其间具有间隙，所述间隙 被填充以树脂。
9、 根据权利要求8所述的锌-空气电池，其中，所述阴极膜被设置为 在与所述树脂接触的表面中形成有凹凸部或开口 。
10、 一种锌-空气电池，包括 作为阳极的锌凝胶；和作为阴极并包容所述锌凝胶的阴极膜，其中，所述阴极膜的两末端部分重叠并熔融结合。
11、 根据权利要求10所述的锌-空气电池，其中，所述阴极膜的两末 端部分具有互补形状。
12、 一种柱形锌-空气电池，包括 作为阳极的锌凝胶；作为阴极并以筒形形式包容和密封所述锌凝胶的阴极膜； 壳体，其以筒形形式包容所述阴极膜，且具有形成于其中的开口以允许 空气通过；和隔离体，其插在所述阴极膜与所述壳体之间，并具有形成于其中的开口 以允许空气通过。
13、 一种制造电池的方法，所述电池包括第一电极，第二电极，设置 以允许电子针对所述第一电极传送的第一盒，设置以允许电子针对所述第二 电极传送的第二盒，和构成电池体的主体，所述方法包括以下步骤将所述第一盒的末端部分与所述主体的一端进行第一熔融结合； 将所述第二盒的末端部分与所述主体的另一端进行第二熔融结合。
14、根据权利要求13所述的方法，其中所述第一熔融结合的步骤包括 以下步骤熔化所述主体的一端；将所述第一盒的末端部分插入所述熔化后的主体的内部；和 冷却并固化所述主体的所述一端。
15、 根据权利要求13所述的方法，其中所述第二熔融结合的步骤包括 以下步骤熔化所述主体的所述另一端；将所迷第二盒的末端部分插入所述熔化后的主体的内部；和 冷却并固化所述主体的所述另一端。
16、 根据权利要求14或15所述的方法，其中所述熔化的步骤包括以下 步骤通过超声波辐射、加热或加压而熔化所述主体。
17、 根据权利要求13所述的方法，其中所述第一熔融结合的步骤包括 以下步骤加热所述第一盒的末端部分；和将所述第一盒的末端部分加压插入所述主体的所述一端。
18、 根据权利要求13所述的方法，其中所述第二熔融结合的步骤包括 以下步骤加热所述第二盒的末端部分；和将所述第二盒的末端部分加压插入所述主体的所述另一端。
19、 根据权利要求13所述的方法，其中所述第一熔融结合的步骤包括 以下步骤将所述第一盒的末端部分置于一模具中；和 将树脂注入所述模具中以形成所述主体。
20、 根据权利要求13所述的方法，其中所述第二熔融结合的步骤包括 以下步骤将所述第二盒的末端部分置于一模具中；和 将树脂注入所述模具中以形成所述主体。
21、 根据权利要求13所述的方法，其中，所述第一和第二熔融结合的 步骤同时执行。
22、 一种制造锌-空气电池的方法，所述锌-空气电池包括作为阴极 的阴极膜，作为阳极的锌凝胶，设置以允许电子针对所述阴极膜传送的阴极 盒，设置以允许电子针对所述锌凝胶传送的阳极盒，和构成电池体的主体， 所述方法包括以下步骤将所述阳极盒的末端部分与所述主体的一端进行第一熔融结合；和 将所述阴极盒的末端部分与所述主体的另一端进行第二熔融结合。
23、 一种制造锌-空气电池的方法，所述锌-空气电池包括作为阳极 的锌凝胶，作为阴极并包容所述锌凝胶的阴极膜，所述方法包括以下步骤设置所述阴极膜而使其两末端部分相互面对并在其间具有间隙；和 用树脂填充所述间隙，并使所述两末端部分与所述树脂熔融结合。
24、 根据权利要求23所述的方法，其中，所述熔融结合包括以下步骤 通过注射成型工艺填充树脂和熔融结合。
25、 一种制造锌-空气电池的方法，所述锌-空气电池包括作为阳极 的锌凝胶，作为阴极并包容所述锌凝胶的阴极膜，所述方法包括以下步骤设置所述阴极膜而使其两末端部分重叠；和 将所述阴极膜的重叠的两末端部分相互熔融结合。
26、 一种制造柱形锌-空气电池的方法，所述锌-空气电池'包括作为 阳极的锌凝胶，作为阴极的阴极膜，所述方法包括以下步骤以筒形形式密封所述阴极膜；将所述锌凝胶填充于所述阴极膜的内部；将所述填充后的阴极膜插入一筒形隔离体；和形成覆盖所述隔离体的壳体。
全文摘要
公开了电池及该电池的制造方法。电池包括第一电极、第二电极、电接触第一电极导电的第一盒、电接触第二电极导电的第二盒、和主体。第一和第二盒与主体熔融结合以密封电池。另外，所述制造方法包括以下步骤将第一盒与主体的一端熔融结合，将第二盒与主体的另一端熔融结合。根据本发明，不发生由盒弯曲所致的变形。提供了一种制造电池的有效方法，该方法除了可应用于圆形电池之外，还可应用于多边形扣式电池。进一步公开了无渗漏的柱形锌-空气电池及其制造方法。在所述制造方法中，在阴极膜相反的两末端部分之间填充以树脂并熔融结合，由此防止锌凝胶的渗漏。可代替地，阴极膜的两末端部分可通过加热、加压或者超声波辐射而进行熔融结合，从而防止锌凝胶的渗漏。本发明提供符合标准规格的通用的柱形锌-空气电池。
文档编号H01M2/10GK101185182SQ200680018623
公开日2008年5月21日 申请日期2006年5月24日 优先权日2005年5月27日
发明者成元模, 文彰秀, 柳秉勋 申请人:株式会社Emw能源