专利名称：带改进的密封拉片的空气电池的制作方法
带改进的密封拉片的空气电池
背景技术：
本发明涉及空气去极化(air depolarized)电化学电池组(battery)，
尤其为碱性锌/空气电池组，其带有密封构件覆盖在电池组外壳中的 进气口。
空气去极化电池组为 一种负极包括含于电池组内的活性物质且 正极(被称作空气电极)包括比如催化剂的氧还原物质的电池组。该催 化剂将通过一个或多个进气口进入电池组的空气中所含的氧气还 原，产生羟离子，羟离子迁移到阳极，在阳极，羟离子被氧化。电 池组可含有单个空气去极化电池，或者其可含有多于一个电池(cell)。
空气去极化电池可具有一个或多个正极。 一种具有多于一个正 极的电池为空气辅助电池，其具有含有活性物质的正极和空气电极。 当电池组被放电时，在第一正+及中的活性物质可被还原，且当电池 组闲置(或以低速率放电)时，该空气电极可使进入该电池中的空气中 的氧气还原以使第 一正极再充电。空气辅助电池的实例公开于美国 专利第6,383,674号和美国专利第5,079,106号中，这些专利通过引 用结合到本文中。
在使用之前，空气去极化电池组与周围空气密封分开。这通常 通过置于进气口上或进气口内的可移除或可刺穿密封构件来进行。 常用的可移除密封构件类型包^"舌置于电池组外壳的外表面上的胶带 和拉片，使得它们在电池组制造期间覆盖进气口并且在临使用电池 组之前由使用者移除。
该密封构件实质上限制气体流入和流出电池组。这用于多种目 的。其减小了氧气到电池组内的进入率以防止在电池投入使用之前 在电池中的活性阳极材料的不必要消耗。其帮助维持电池中所要电
解质溶剂量(例如，水)；如果太多的水从电池组离开，那么最大放电 反应速率将会被减小；以及，如果太多的水进入电池组，那么所要
的放电反应可能会过早结束且最大放电反应速率也可能会减小。其 也减小了不良气体的进入，比如二氧化碳，不良气体的进入可能会 造成电池最大电流能力和放电容量降级。
虽然需要大体上限制气体到电池组内的流入和从电池组的流 出，但是对于某些类型的空气去极化电池组而言，完全密封电池组 却是不合需要的。如果没有氧气能够进入电池组，那么电池组的电 压会随着最初密封到电池组内的氧气消耗而降低。如果电压下降过 多，将不可能通过筒单的开路电压测试来区分好的电池组与有缺陷 的电池组。同样，如果电压下降过多，移除密封构件之后电池组能 够维持适当操作电压所需的时间可能会变得很长以致使用者认为电 池组是有缺陷的，因为该电池组将不能够使刚刚安装该电池組的装 置正常操作。
因此，在很好地密封电池ia以防止在蓄电期间电池组放电性能 降级与过于好地密封电池组以f爻不能够将其与坏的电池组区别开来 或错误地将其认为是坏的电池组之间必须存在一个平衡。
在过去，曾采取若干种方法来实现很好地密封空气去极化电池 组与将其过于好地密封之间所要的平衡。实例可见于美国专利第
4,649,090号与第5,958,615号(其通过引用结合到本文中)中和在未审 查曰本专利公开案第06-260216号、第06-231808号、第01-151166 号以及第57-115771号中。过去所做的尝试包括从具有各种气体的适 宜传输率的单一基体材料或若干不同材料的层压板来制造该密封构 件，但找到具有适当加工特性和可接受的成本的最佳材料或材料组 合被证实是很困难的。也曾向密封构件的表面上涂覆各种涂层，但 这也进展有限。向密封构件的粘合层添加脱氧剂可减小透氧率，但 是这对于其它气体的传输率可能没有任何影响。基于材料粘合性质 选择粘合材料并改变密封构件的粘合层的厚度也具有其限制，尤其
在改进穿过密封构件的传输率方面(即，在其主要表面之间)，其与平 行于密封构件的主要表面而穿过粘合层的传输率相对。
也曾以各种方法改进电池组外壳以改变气体到电池内的进入率
而不改变密封构件。实例可见于美国专利第5,795,667号与第5,958,615 号中。也曾改变电池组外壳中进气口的数目和大小来控制空气到电 池组内的进入率，而且也曾调整进气口的位置来改进电池组的高倍 率能力，但是这些因素在移除密封之前具有较小作用。也曾改进进 气口使得在外部表面上的口直径大于容器的内部表面上的直径，以 在移除密封构件之前增加空气进入与湿气传出的比例。然而，这可 能增加进气口大小和形状的可变性，且也可能在包壳制造和电池组 封闭期间造成包壳底部的变形，尤其在包壳的底部较薄时。
现有方法，即使对于一种特定电池组类型和大小来说是成功的， 但是可能不易于适用于其它的电池组类型和大小。举例说来，对于 一种电池组来说最佳的密封构件组成、渗透性、粘合剂及其类似条 件对于另 一种电池组来说可能不是最佳的。对于每一种另外的电池 组类型和/或大小，这可需要重复的长期的昂贵的开发方案。
鉴于上文所述，本发明的目的在于提供一种密封构件，该密封 构件在制造上较为容易和经济，且其将提供延长电池组蓄电寿命与 维持使用前足够的电池组电压之间的良好平衡。
本发明的另一目的在于提供一种密封构件，可容易地改进该密 封构件以用于不同类型和大小的电池组。
本发明的另 一 目的在于提供一种电池组，该电池组具有均匀且 易于制造和控制的进气口尺寸和外表面。
发明概要
通过本发明来满足上述目的并克服现有技术的劣势，在本发明 中，密封构件覆盖空气电池电池组的进气口中的一个或多个进气口 ， 该密封构件具有安置于进气口的一部分上透气性相对较高的区域。
该高渗透性区域的渗透性可相对容易地调整且本发明也可与改进气 体传入/传出电池组的速率(每单位时间的体积)的其它方法组合以增加
因此，本发明的一个方面是针对于空气去极化电池组，其包括 负极；包括氧还原物质的正极；安置于负极与正极之间的隔离件 (separator);电解质(electrolyte);用于容纳电极、隔离件以及电解质 的外壳；置于外壳中用于允许氧气从电池外部进入到电池组内的进 气口；以及安置于外壳的外表面上的密封构件，其覆盖进气口以部 分地密封该外壳。该密封构件具有两个主要表面、在两个主要表面 之间渗透性相对较高和渗透性相对较低的区域，且在两个主要表面 之间渗透性相对较低的区域安置于进气口的一部分上。
本发明的另一方面是针对于空气去极化电池组，其包括包括 锌的负极；包括氧还原物质的正极；安置于负极与正极之间的隔离 件；包括碱性水溶液的电解质；用于容纳电极、隔离件以及电解质 的外壳；安置于外壳中的进气口，其用于允许氧气从电池外面进入 到电池组内；以及，安置于外壳的外表面上的密封构件，该密封构 件覆盖该进气口以部分密封该外壳。该密封构件包括两个主要表面， 在两个主要表面之间具有渗透性相对较高的区域和渗透性相对较低 的区域，且在两个主要表面之间渗透性相对较低的区域安置于进气 口的一部分上。
参考以下说明书、权利要求书和附图，本发明的这些特征和其 它特征、优势以及目的将会被本领域技术人员进一步认识和理解。 除非另外说明，在本文中使用以下定义和方法
(1) 大约表示在测量和舍入中在实验误差内，且平均值从至少三 个个别值确定；
(2) 空气电池(air cell)表示带有氧还原电极的电化学电池组电池， 其使用来自电池外面的空气中所含有的氧气作为活性物质；
(3) 扣式电池表示钮扣形、圆柱形电化学电池组电池，其总高度大于其直径；
(4) 对象的渗透性(permeability)表示气体从该对象的第 一表面穿过 该对象到相对的第二表面的传输率，表示为在气体最初到达第二表 面之后每单位时间每单位表面面积气体的体积，其中该表面面积为 气体所暴露的第 一表面的面积；
(5) 拉片(tab)为密封构件，其用于覆盖并部分地密封在电池外壳 中的一个或多个进气口 ，以限制气体在电池内部与外部大气之间的 流动，且拉片在下文中用于表示多种不同类型的密封构件，包括但 不限于，胶带(tape)和热收缩薄膜；
(6) 密封构件的厚度表示在密封构件两个主要表面之间的垂直距
离；
本文所公开的性质和特性的值由所公开的测试方法来测定；但 也可使用得出相当的结果的等效方法来代替。
除非在本文中另外指明，所有公开的特性和范围在室温(20-25。C) 和一个大气压力下测定。
附图简述 在附图中
图1为附有密封构件的空气电池的透视剖视图2为附有密封构件的金属空气电池的截面图3为作为在室温和环境相对湿度下的蓄电时间的函数的密封 电池开i 各电压的曲线图；以及
图4为作为在45摄氏度和93%相对湿度下的蓄电时间的函数 的密封电池开路电压的曲线图。
发明描述
虽然本发明并不限于扣式电池组，但是通过参看图1,本发明将 会被更好地理解，图1显示了带有密封构件130的扣式空气电池电
池组100，该密封构件130附接到电池100的底部上，覆盖一个或多
池组，包括含有至少 一个空气去极化电极的大型圓柱形和方形电池组。
电池100具有外壳，该外壳包括用作电池组正^f及端子的阴极包 壳102，用作电池组负极端子的阳极杯110，以及与包壳102和杯110 协作以将包壳102与杯110电绝缘并提供其之间密封的垫片126。包 壳102具有被壁106包围的底面104。表面104的中部可大体上是平 坦的，且周围壁106可具有大体上垂直于包壳102的底部的均匀高 度。至少一个进气口(未图示)沿表面104定位。拉片130附接到底面 104上。该拉片130覆盖并密封进气口，以在电池100投入使用之前 限制气体流入和流出电池100 。当使用者准备使用电池100时移除拉 片130。
阳极杯110和阴极包壳102可由导电金属制成。当电池100为 碱金属空气电池，比如锌空气电池时，包壳102通常由钢或不锈钢 制成，电镀镍以提供美观的造型和抗腐蚀性。杯110通常由包层金 属制成，比如镍、不锈钢、铜三包层，不锈钢提供强度，镍提供美 观外型，而且铜提供相对较低的氢过电压以减小电池气体生成。垫 片126通常由不导电弹性材料制成，其能够提供包壳102与杯110 之间的压缩密封，比如尼龙。
阳极混合物112包括活性物质，通常为比如锌的金属，该阳极 混合物112存在于金属空气电;也100的内部。该电池还含有氧还原 电极114和电解质，该氧还原电极114定位于阳极混合物112下方 且通过不导电但传导离子的隔离件116与阳极混合物112电绝缘。
当电池为碱性锌空气电池时，阳极混合物112中的活性物质是 锌金属合成物。阳极混合物112还包括电池中的大部分碱性电解质 和胶凝剂。电解质含有水和比如氢氧化钾和/或氢氧化钠的溶质且该 胶凝剂可以是(例如)丙烯酸聚合物。可包括比如氢氧化铟(In(OH)。和
其它添加剂的气体抑制剂以减'J 、气体产生。这些添加剂的实例包括 氧化锌和比如聚乙二醇基化合物的表面活性剂。在美国专利第
6，602,629号中公开了在含有不添加汞的金属空气电池中的适当阳极 混合合成物的成分，该专利通过引用结合到本文中。置于金属空气 电池100中的阳^L混合物112的量可小于可用容积且因此存在气穴(air pocket) 113。
氧还原电极114，也被称作空气电极，其可为适用作空气电极的 任何材料。在碱性锌空气电池中，其可包括催化层115(图2),该催 化层115包括炭、氧化锰((MnCg和比如聚四氟乙烯(PTFE)的粘结剂。 金属网118可嵌于空气电极114内，以改进空气电极114的导电性 并提供空气电极114与阴极包括102之间良好的电接触，该金属网118 可以是涂布催化剂的镍网。由(例如)聚四氟乙烯(PTFE)聚合物制成的 疏水性膜120可以被层压到空气电极114面向阴极包壳102的底部 的底侧上，以维持电池100内空气与电解质之间的透气防水边界。 另外，电池还可包括空气扩散膜122，用以调节气体扩散速率和空气 分配膜124，用以均一地分配空气到空气电极114。
在图1中，拉片130覆盖包壳底部104中的一个或多个进气口。 拉片130包括基层132和粘合层138。基层130可以是聚合材料，且 粘合层138优选地为对基层132的粘合力比对包壳底部104更好的 粘合材料，因此当从电池100移除拉片130时，所有的粘合剂都留 在拉片130上，并没有残余物留在包壳底部104上或留在进气口内。 基层132在其外部表面(距包壳底部104最远的主要表面)与其内部表 面(距包壳底部104最近的主要表面)之间具有渗透性。可通过测量气 体通过基层132的一部分的传输率来测定该渗透性。
图2为与图1相同的金属空气电池100的截面图，但是其带有 不同拉片230来覆盖进气口 108。电池100可具有单一进气口 108(如 图所示)或多个进气口。拉片230包括基层232、外层234、安置于基 层232与外层234之间的层压粘合层236、以及用于将基层232保持
到包壳底部104上的粘合层238。基层232和外层234可由相同类型 的材料制成，具有相同或不同的厚度，或者其可由不同材料制成。 优选地，基层232具有比外层234更大的强度，以最好地将拉片230 粘合到包壳底部上。这在不添加汞的碱性锌空气电池中尤其重要， 因为这种电池比含有汞的电池更倾向于产生气体，且所产生的气体 可倾向于随着时间将拉片230从包壳底部104推开。
图1所示的拉片具有单层聚合物薄膜，且图2所示的拉片具有 两层薄膜。根据本发明的拉片的其它实施例可具有多于2个的聚合 物薄膜层(即，安置于基层与中间层之间的一个或多个中间层)。其它 类型的材料也可用于基层、外层以及中间层中的一个或多个(例如， 包括涂覆到聚合物薄膜上的金属箔和金属沉积的金属层)；为了方便 起见，除非另外表示，术语"薄膜"在下文不仅用于表示聚合薄膜， 而且也表示这些可选材料层。虽然拉片在上文中被描述为具有利用 粘合剂而层压在一起的薄膜层，但也可利用替代方法来层压基层、 外层以及任何中间层(例如，热合粘结)。
材料的渗透性的量值(其测量值)取决于传输率被确定的气体；然 而，对于相关的主要空气气体和可能存在于电池内部的相关气体， 这些气体的渗透性值大体上彼此成正比。换言之，透氧性相对较高 的材料(例如)也将具有相对较高的透氢性，尽管氧气的和氢气的实际 传输率可能大不相同。
如本文所用的渗透性与材料厚度无关。材料的厚度可能影响气 体开始到达材料远表面的快速程度，但是并不影响之后的气体的通 过率。因为本发明所解决的问题涉及在相对较长时期穿过拉片的气
体传输，所以拉片和拉片层的厚度大体而言具有相对较小的重要性。 多层拉片的渗透性受渗透性最小的层的渗透性控制。
在高渗透性材料层与电池直接相邻或在渗透性最小的层的电池 侧上时，平行于拉片与电池外壳之间界面的穿过高渗透性材料层的 气体通道，也可对气体进入电池和离开电池的整体速率起作用，但
是这种影响可通过减小高渗透性材料层的厚度而减小。
如果粘合层为拉片的渗透性最小的层，那么高渗透性的区域可 通过使用任何适当技术以图案方式在薄膜层中的一个薄膜层表面上 涂覆粘合剂而产生，或者可在将粘合层涂覆到薄膜层中的一个薄膜 层上之前在粘合层中冲孔而产生。
在拉片区域中的渗透性可通过从拉片区域移除至少渗透性最小 的层而增加。优选地，拉片的外层为连续层以提供美观的造型。优 选地，拉片的基层为薄膜的最强层，以提供拉片与电池组良好的粘 合。 一般而言，薄膜越强，其渗透性越小。因此，在优选实施例中， 基层将从拉片的高渗透性区域中移除。这可通过在将基层薄膜层层 压到其它薄膜层之前在基层薄膜层中沖孔而达成。在冲孔之前，基 层可不被涂布粘合剂或在一侧或两侧上涂布粘合剂。对于具有多于 两个薄膜层的拉片，可同时在两个邻近的薄膜层中沖孔，优选地在 将这些层层压在一起之后冲孔。
本发明的优势在于在拉片中形成高渗透性区域的方法可适于现 有制造过程和拉片，且常规拉片可以各种方法制做成根据本发明的 拉片。举例说来，对于具有两个薄膜层的拉片，可在渗透性较低的 薄膜层中沖孔，且接着可将这两个薄膜层粘结在一起，或可穿过两 层拉片的所有层沖孔，且然后将附加的薄膜层作为新的外薄膜层粘 结到其上。
单独的拉片常常从大批生产的大片或长条层压拉片原料(stock)剪 切而得。高渗透性的区域必须通过定位使得其处于剪切拉片中的所 要位置。这可通过任何适当方法进行，比如在制造拉片过程中的适
当点使拉片原料的一个或多个层定位(register)。
在蓄电期间利用拉片很好;也密封电池组，以防止放电容量降级 与限制电池组的电流并维持至少最小的电池组开路电压(OCV, open circuit voltage)之间的最佳平衡，将部分取决于电池組大小和类型、 预期蓄电条件和预期用途(例如，可能使用该电池组的装置的要求)。位时间的气体体积)。这些速率可受到改变在进气口的至少一部分上 延伸的拉片区域的渗透性或改变该区域的大小的影响。
虽然可使用任何适当材料来制做根据本发明的拉片，但用于薄 膜层的优选材料为聚合物薄膜，且薄膜层可由相同或不同材料制成。 优选聚合物薄膜为结晶的或半结晶的。适当聚合物薄膜的实例为聚
乙烯、聚丙烯、聚乙烯与聚丙烯的共挤压物(coextmsion)和双轴定向 (biaxially onented)聚丙烯。优选地，至少一个层，且更为优选地，基 层与外层皆为双轴定向聚丙烯。
用于将薄膜层粘结在一起的粘合剂优选地为永久性粘合剂，比 如永久性丙烯酸粘合剂。薄膜层之间的粘合力应大于拉片与电池组 外壳之间的粘合力，使得在薄膜移除之后拉片将不会被分层且不会 将粘合剂和/或薄膜残余物留在电池组上。
用于将拉片附接到电池组上的粘合剂优选地最初具有高粘性， 但允许从电池组移除拉片并且不在电池组外壳上留下可以看到的残 余物。适当粘合剂的实例为FASSON R143丙烯酸粘合剂，可从Avery Dennison, Fasson Roll North America, Painesville， Ohio, USA购买到。
用于基薄膜层的适当材料的实例为涂布FASSON R143粘合剂 (在基层与电池组之间的粘合层)的聚乙烯与聚丙烯的共挤压物，可作 为FASSON PRIMAX 350 /R143/50#SCK从Avery Denmson购买 到。用于基薄膜层的优选材料为涂布FASSON R143粘合剂的双轴 定向聚丙烯薄膜，可作为FASSON⑧BOPPTC/R143/50弁SCK从Avery Denmson购买到。涂布粘合剂的PRIMAX350⑧薄膜的典型张应力在 加工方向为大约11,248 kg/cm乂每平方英寸160,000英镑)且在横向为 大约3,515 kg/cm2(每平方英寸50,000英镑)；涂布粘合剂的BOPP薄 膜的张应力在加工方向为大约914 kg/cm气每平方英寸13,000英镑)且 在横向为大约1,617 kg/cm2(每平方英寸23,000英镑)。PRIMAX 350 的透氧性通常为大约934 cm3/m2/day。
优选外薄膜层的实例为涂布永久性丙烯酸粘合剂层(为了粘结薄
膜的基层和外层)的双轴定向聚丙烯薄膜，可作为第1240号自巻聚丙 烯胶带从International Graphic Films, Hudson, Ohio, USA购买到。该 胶带的典型张应力为大约1.2kg/cn^(每平方英寸17磅)，且透氧性通 常为大约1216cm3/m2/day。
根据本发明的拉片优选地为一致的拉片，如申请于2003年12 月22日的美国专利申请第10/743,585号中大体上公开，该专利申请 通过引用结合到本文中。这种拉片的损耗刚度在2(TC至25。C小于大 约55,000 N/m且剥离强度优选地为大约457克/平方厘米(每平方英寸 大约6.5磅)或更大。根据本发明制做的拉片的渗透性将通过包括高 渗透性区域而改进。
图1和图2所示和在上文所述的空气去极化电池组为4^性锌空 气扣式电池。本发明尤其适用于与不含有添加汞的电池组合。在过 去，锌与汞被汞齐化以减小电池中气体(尤其是氢气)的产生。从环境 的观点而言，排除汞是需要的，但是这样做倾向于导致气体生成增 加。这种气体生成的一个劣势在于电池中的内部压力可推斥拉片， 造成拉片向外凸出且甚至将拉片拉离电池外壳，留下打开路径使气 体进入电池和离开电池。因此对于不添加汞的电池，需要改进拉片 与电池之间的粘合力。然而，这可能减小氧气从拉片边缘通过粘合 层到电池进气口的传输率，而且可能需要通过增加拉片渗透性来进 行补偿以便在蓄电期间维持适当电池OCV。
为了进一步改进拉片与电池组外壳的粘合力，需要拉片所附接 的电池组的表面为平滑的，且不具有凹槽等，比如类似于图1和图2
时所产生的凹槽。
本发明的另 一优势在于其可结合其它特征和方法用于管理气体 到空气去极化电池组的进入和/人空气去极化电池组的离开。这在发 展用于特定电池组的最佳拉片，在材料选择中的更大的选择范围以
及制造简易性方面提供了更大的灵活性。
如上文所述，拉片的低渗透性区域可在薄膜和/或粘合层中的一
个或多个中包括空隙(void)，或者其可在该等层中的一个或多个内包
括实心的高渗透性区域。举例说来，可在薄膜层中冲孔且之后至少 部分地填充渗透性大于薄膜材料的材料。
对于拉片的高渗透性区域的形状并没有限制。对于某些拉片制 造过程而言，圓形孔可能是优选的，但是也可使用其它形状，无论 精确形状与调整空气或氧气流入电池速率是否直接相关。举例说来， 该孔的形状可以是加号(+)以提供拉片所附接的电池组端子为正极的 表示，来代替在拉片所覆盖的电池组表面上压印"+"。可通过在拉 片层中的一层或多层中使用颜色来使该形状更为明显。
根据本发明的扣式电池组通常用于向助听器供电。助听器电池
组必须典型性地具有至少1.3伏的开路电压以充分地向助听器供电，
而且如果助听器在安装电池组之后并不正常操作，那么使用者可能 认为该电池组没有电了。因此，对于空气电池助听器电池组而言，
优选地在使用者移除拉片后30秒内，更为优选地在15秒内，电池 到达至少1.3伏的OCV。为了能够在30秒内到达至少1.3伏的OCV， 需要该电池在移除拉片之前具有至少1.25伏的OCV。然而，如果在 移除拉片之前的OCV过高，电池容量可能会在使用之前降级到不适 当的水平，因此需要拉片移除之前的OCV不超过大约1.35伏。
本发明、其用途以及优势将在下文比较常规拉片和带拉片的电 池组与根据本发明的电池组的实例中进一 步展示。
实例1
制做用于PR70型碱性锌空气扣式电池的比较拉片。每一拉片具 有两个薄膜层，基层由涂布有R143可移除丙烯酸粘合剂的0.0889 mm(0.0035英寸)厚PRIMAX 350⑧聚乙烯-聚丙烯薄膜(FASSON⑧ PRIMAX 350 /R143/ 50#SCK,如上文所述)制成，且外层由具有永 久性丙烯酸粘合剂的0.0254 mm(O.OOl英寸)厚双轴定向聚丙烯胶带 (第1240号自巻聚丙烯胶带，如上文所述)制成。这两个薄膜层被粘 结在一起，其中永久性粘合层作为在基薄膜层外表面上的层压粘合
剂和可移除粘合剂。每一拉片具有2.67 mm(0.105英寸)半径的圓形 截面和从该圓形截面延伸的部分。 实例2
使用与实例1相同的材料，根据本发明制做用于PR70型碱性锌 空气扣式电池的拉片。在层压基层薄膜层与外薄膜层之前，在涂布 粘合剂的PRIMAX 350 薄膜中在拉片的圓形截面的中心沖孔，孔直 径为1.524 mm(0.060英寸)，以便在圆形截面的中心形成低渗透性区域。
实例3
使用5.74 mm(0.226英寸)直径阴极包壳制做PR70型碱性锌空 气扣式电池，其在设计上类似于图1和图2所示和上文所述的电池， 每一个阴极包壳具有平滑(未压印)底面和在底面上的单个0.254 mm(0.010英寸)直径的进气口。如在美国专利第6,602,629号中所公 开，在不添加汞的条件下制做电池。在电池被组装之后，每一个电 池通过向电池底部附接两种拉片中的一种拉片而密封，且拉片的圓 形截面以包壳底部为中心覆盖进气口 。
实例4
带有每一种拉片的电池在下面两种条件中的每一种条件下蓄 电室温和环境湿度，与45。C和93%相对湿度。在两种条件中每一 种条件下在蓄电期间周期性地测试带每一种拉片的电池的OCV,且 带每一拉片类型的电池在室温在3,000欧姆负荷每天放电16小时到 0.9伏，在室温下某些被蓄电到1个月之后，且其余的被蓄电到3个 月之后。
在室温/环境湿度下以天数为函数绘制OCV的曲线，在图3和图 4中分别为45。C和93%相对湿度。图3显示了带常规拉片的电池(用 虛线表示)在室温下在蓄电的第一个月期间低于优选1.25伏最小
OCV,但是带根据本发明拉片的电池(用实线表示)在1.25伏与1.35 伏之间。同样，图4显示了带常规拉片的电池(虚线)在45。C与93% 相对湿度下在一个月的蓄电期间低于1.25伏，而带根据本发明拉片 的电池在整个期间保持在1.25与1.35伏之间。
在放电测试中，即使在室温下蓄电长达3个月，带根据本发明 拉片的电池的电池容量与带常规拉片的电池也没有显著差别。
上述实例显示了常规拉片可根据本发明进行改进以在移除拉片 之前和之后向电池提供所要的电压特性而不会对电池放电容量造成 不利的影响。
虽然在以上实例中所述在图1和图2所示的电池组为扣式电池 电池组，但是本发明可并入到其它类型的空气去极化电池组内。举 例说来，电池组可具有其它大小和形状，比如大型圓柱形或方形电 池组。电池组可以是单电池电;也组或多电池电池组。由片所覆盖 的进气口可以在单个电池的外壳中或多电池电池组的外罩中。由拉 片所密封的电池组的表面可以是电池组端子表面或电池组外壳的另 一表面，且其可以是金属或某些其它材料，比如塑料。
对于实践本发明者和本领^t或技术人员应了解在不偏离所公开概 念的精神的情况下可以对本发明进行其它的修改和改进。所提供的 保护范畴将由权利要求书和法律所允许的理解宽度来确定。
权利要求
1.一种空气去极化电池组，其包括负极；正极，其包括氧还原物质；隔离件，其安置于所述负极与正极之间；电解质；外壳，用于容纳所述电极、隔离件以及电解质；进气口，其安置于所述外壳中，用于允许氧气从所述电池外部进入到所述电池组内；以及密封构件，其安置于所述外壳的外表面上，覆盖所述进气口，以部分地密封所述外壳；其中所述密封构件包括两个主要表面，在所述两个主要表面之间具有渗透性相对较高的区域和渗透性相对较低的区域，且在所述两个表面之间的渗透性相对较低的区域安置于所述进气口的一部分上方。
2. 根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，所述密封构件包 括在所述两个主要表面其中一个上的基层和粘合层，所述粘合层安 置于所述基层与所述外壳的所迷外表面之间。
3. 根据权利要求2所述的电池组，其特征在于，在所述进气口的 一部分上方的所述渗透性相对4交高的区域不具有粘合层。
4. 根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，所述密封构件包 括多个层，且所述层中的一个层在所述进气口的一部分上方的所述 渗透性相对较高的区域内具有空隙。
5. 根据权利要求4所述的电池组，其特征在于，所述多个层包括 基层、安置于所述基层与所述外壳的所述外表面之间的粘合层、以 及形成所述密封构件的外部主要表面的外层。
6. 根据权利要求5所述的电池组，其特征在于，具有所述空隙的 所述层为所述基层。
7. 根据权利要求6所述的电池组，其特征在于，在所述基层与所述外壳之间的所述粘合层也在所述进气口的一部分上方的所述低渗透性区域中具有空隙。
8. 根据权利要求5所述的电池组，其特征在于，具有所述空隙的所述层为所述外层。
9. 根据权利要求5所述的电池组，其特征在于，所述多个层还包括在所述基层与所述外层之间的中间层。
10. 根据权利要求9所述的电池组，其特征在于，具有所述空隙的所述层为所述中间层。
11. 根据权利要求5所述的电池组，其特征在于，所述基层与所述外层中的至少一个包括聚合薄膜。
12. 根据权利要求11所述的电池组，其特征在于，所述多个层还包括永久性粘合剂层，用于将聚合物薄膜的邻近层层压在一起。
13. 根据权利要求11所述的电池组，其特征在于，所述基层与所述外层包括不同成分的聚合薄膜。
14. 根据权利要求13所述的电池组，其特征在于，所述基层中的一个包括聚乙烯与聚丙烯的共一齐压物，且所述外层包括双轴定向的 聚丙烯。
15. 根据权利要求11所述的电池组，其特征在于，所述基层与所述外层包括相同成分的聚合薄膜。
16. 根据权利要求15所述的电池组，其特征在于，所述基层与所述外层包括双轴定向的聚丙烯。
17. 根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，所述负极包括锌合成物作为活性物质。
18. 根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，所述电池组不含有增加的汞。
19. 根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，所述电解质包括碱性水溶液。
20. 根据权利要求19所述的电池组，其特征在于，所述电解质包 括从包含氢氧化钾、氢氧化钠和氢氧化锂的组中选择的至少 一种溶质。
21. 根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，所述氧还原物质包括从包含二氧化锰、氧化锰、银、氧化钴、贵金属、贵金属化 合物、包括稀土金属的混合金属化合物、过渡金属大环、尖晶石、 酞菁、钙钛矿以及活性碳的组中选择的至少一种催化剂。
22. 根据权利要求1所迷的电池组，其特征在于，所述电池组包 4舌至少一个扣式电池。
23. —种空气去极化电池组，其包括 负极，其包括锌；正极，其包括氧还原物质；隔离件，其安置于所述负极与正极之间；电解质，其包括碱性水溶液；外壳，用于容纳所述电极、隔离件以及电解质；进气口，其安置于所述外壳中，用于允许氧气从所述电池外部 进入到所述电池组内；以及密封构件，其安置于所述外壳的外表面上，覆盖所述进气口， 以部分地密封所述外壳；其中所述密封构件包括两个主要表面，在 所述两个主要表面之间具有渗透性相对较高的区域和渗透性相对较 低的区域，且在所述两个主要表面之间的渗透性相对较低的区域安 置于所述进气口的一部分上方。
24. 根据权利要求23所述的电池组，其特征在于，所述电池组包 括至少一个扣式电池。
25. 根据权利要求24所述的电池组，其特征在于，所述电池组为单电池扣式电池组。
全文摘要
本发明公开了带有改进的密封构件的空气去极化电池组，该改进的密封构件用于在使用之前密封该电池组的进气口。该密封构件具有渗透性相对较高的区域和渗透性相对较低的区域，且该较低渗透性区域在进气口的至少一部分上方。可容易地改进空气通过该低渗透性区域并进入该电池组内的流率，以在电池组蓄电期间维持所要的电池组开路电压，以便在移除该密封构件之后较短时间内允许该电池组活化，同时减小在使用之前的放电容量损失。
文档编号H01M2/02GK101208816SQ200680022854
公开日2008年6月25日 申请日期2006年6月20日 优先权日2005年6月24日
发明者B·A·巴特林, S·C·皮茨, T·D·富利 申请人:永备电池有限公司