CN101521267A - 锂/锰钮扣电池的负极盖、锂/锰钮扣电池及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及锂/锰钮扣电池的负极盖、锂/锰钮扣电池及其制造方法。本发明锂/锰钮扣电池在其负极盖(4)与锂负极片(3)接触的内表面上具有至少一个向内突出的、且在电池装配状态下嵌入到负极片中的集流凸起(9)。本发明的制造方法包括：a)在其负极盖内表面上形成至少一个集流凸起；b)在负极盖上装备密封圈(1)，再将锂负极片压入到负极盖内，且使集流凸起嵌入到锂负极片中；c)加装隔膜(5)、加入电解液(2)；d)将二氧化锰正极片(6)安装到隔膜上；e)装上正极外壳(8)并封口，制成锂/锰钮扣电池。采用上述锂/锰钮扣电池及其负极盖以及其制造方法，不仅可以简化锂/锰钮扣电池的制造工序，而且确保负极盖与锂负极片的牢固结合，提高了锂/锰钮扣电池的质量。

Description

锂/锰钮扣电池的负极盖、锂/锰钮扣电池及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种用于锂/锰钮扣电池的负极盖、包括该负极盖的锂/锰钮扣电池及其制造方法。

背景技术

锂/锰钮扣电池被广泛用于各种小型电子装置上。锂/锰钮扣电池通常包括负极盖、正极外壳、锂负极片、二氧化锰正极片、位于正极片和负极片之间的隔膜、负极盖和正极外壳之间的密封圈以及充满在钮扣电池的内部空间中的电解液。

最常见的一种锂/锰钮扣电池，在已安装上或注塑有塑料制成的密封圈的负极盖的内表面上用点焊的方法焊上不锈钢或其它金属制成的负极集流网，然后将金属锂片压在点焊在负极盖内的负极集流网上形成负极片。接着，加上电解液、隔膜、已包括有正极集流网的正极片，再装上正极外壳，经封口，形成锂/锰钮扣电池。在这种锂/锰钮扣电池中，由于还需要将冲压而成的负极集流网点焊到负极盖上，加工步骤比较繁复，并且点焊时容易使集流网偏离中心而焊在一边，从而导致质量缺陷。

除此之外，还有一些负极盖不带集流网的锂/锰钮扣电池。在这类锂/锰钮扣电池中，在负极盖的内表面或锂负极片上涂覆有粘合剂，然后机械加压使两者压紧并结合在一起。但是常常会出现压得不紧、结合不牢固的情况，从而影响电池的质量。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种使钮扣电池的制造工序简化、且质量更可靠的负极盖，以及由此形成的锂/锰钮扣电池和制造这种锂/锰电池的方法。

为解决上述技术问题，本发明锂/锰钮扣电池的负极盖的技术方案是：在该负极盖与锂负极片接触的内表面上具有至少一个向内突出的、且在电池装配状态下嵌入到锂负极片中的集流凸起。

为解决上述技术问题，本发明锂/锰钮扣电池的技术方案为：该锂/锰钮扣电池包括锂负极片、二氧化锰正极片、覆盖二氧化锰正极片的正极外壳、覆盖锂负极片的负极盖，位于二氧化锰正极片和锂负极片之间的隔膜以及位于正极外壳和负极盖之间的密封圈，该负极盖与锂负极片接触的内表面上具有至少一个向内突出的、且嵌入在锂负极片中的集流凸起。

由于在所述负极盖内表面上设置了至少一个向内突出的、且可嵌入到锂负极片中的集流凸起，就无需再设置负极集流网，从而也就不需要用点焊的方法焊上该负极集流网，简化了加工工艺，而且也不会出现因点焊而使集流网偏离中心而导致的质量缺陷。此外，由于该集流凸起嵌入到锂负极片中，从而保证负极片与负极盖之间的紧密结合。与此同时，由于集流凸起所占的体积远远小于集流网的体积，从而增加了电池内部其他元件可以占据的空间，与现有技术中的情况相比，可以容纳更多的正负极原料，增加了电容量。

作为本发明锂/锰钮扣电池负极盖和锂/锰钮扣电池的进一步改进，该集流凸起可以采用带有尖端的圆锥形，这有助于在锂负极片压入到负极盖中时使该集流凸起更容易地嵌入到锂负极片中，从而进一步促进锂负极片与负极盖之间的紧密结合。

作为本发明锂/锰钮扣电池负极盖和锂/锰钮扣电池更进一步的改进，该圆锥形集流凸起的锥底直径可以在0.6毫米至1.6毫米范围内选择，高度为0.15毫米至1.5毫米范围内选择，以适应不同直径和不同厚度锂/锰钮扣电池的需要。

为解决上述技术问题，本发明制造锂/锰钮扣电池的方法包括如下步骤：a)通过冲压在其负极盖的内表面上形成至少一个集流凸起；b)在负极盖上装备密封圈，再将锂负极片压入到该负极盖的内表面上、且使集流凸起嵌入到锂负极片中；c)加装隔膜、加入电解液；d)将二氧化锰正极片安装到隔膜上；e)装上正极外壳并封口，制成锂/锰钮扣电池。

本发明制造锂/锰钮扣电池的方法与背景技术部分提到的常见的锂/锰钮扣电池的制造方法相比，不需要用点焊的方法将负极集流网焊到负极盖内表面，从而简化了加工工艺，此外也不会出现因点焊而使集流网偏离中心而导致锂/锰钮扣电池的质量缺陷。与背景技术部分提到的另一种不带集流网的锂/锰钮扣电池的制造方法相比，由于在负极盖内表面上形成至少一个集流凸起，则无需在负极盖内表面或锂负极片上涂覆粘合剂，而且由于集流凸起能很好地嵌入到锂负极片中，有助于促进负极盖与锂负极片牢固地结合，从而确保电池的质量。

作为本发明制造方法的一种改进，负极盖内表面上的至少一个集流凸起是在对所述负极盖冲压成形的同时形成的，从而简化了工艺步骤。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明：

图1为常规的锂/锰钮扣电池的结构示意剖视图；

图2为本发明锂/锰钮扣电池第一种实施方式的结构示意剖视图；

图3为图2所示本发明锂/锰钮扣电池第一种实施方式的负极盖的仰视图；

图4为本发明锂/锰钮扣电池另一种实施方式的结构示意剖视图；

图5为图4所示本发明锂/锰钮扣电池另一种实施方式的负极盖的仰视图。

具体实施方式

常见的锂/锰钮扣电池如图1所示，包括金属锂负极片13、二氧化锰正极片16、构成钮扣电池的负极盖14和正极外壳18、位于负极片13和负极盖14之间的负极集流网19、位于正极片16和正极外壳18之间的正极集流网17、位于正极片16和负极片13之间的隔膜15、负极盖14和正极外壳18之间的密封圈11和充满在钮扣电池的内部空间中的电解液12。

在制造如上的锂/锰钮扣电池时，在已安装上或注塑有塑料制成的密封圈的负极盖14的内表面上用点焊的方法焊上负极集流网19，然后将锂负极片13压在点焊在负极盖14内的负极集流网19上。然后，加上电解液12，再将隔膜15置于锂负极片13上，并将已包括有正极集流网17的正极片16置于该隔膜上。最后，装上正极外壳18，经封口形成锂/锰钮扣电池。

负极集流网19通常是用不锈钢网或其它金属冲压而成。由于还需要将其点焊到负极盖14上，加工步骤比较繁复，并且点焊时容易使集流网偏离中心而焊在一边，从而导致质量缺陷。这一点在小直径，如9到12毫米直径锂/锰钮扣电池中尤为明显。在这些小直径的负极盖内点焊负极集流网时，将集流网放入负极盖中并点焊的操作难度都很大，效率也很低。

在现有技术中，负极盖采用上述集流网的锂/锰钮扣电池为主流产品。除此之外，还有一些负极盖不带集流网的锂/锰钮扣电池。在这类锂/锰钮扣电池中，为了使负极盖与锂负极片紧密结合，首先在负极盖的内表面或锂负极片上涂覆有粘合剂，然后采用机械加压的方式使两者压紧并结合在一起。但是对于这一类锂/锰钮扣电池，锂负极片和负极盖常常会因为压得不紧而出现结合不牢固的情况，从而影响电池的质量。

本发明采用了与上述两种常见现有技术中锂/锰钮扣电池不同的构思——在负极盖内表面上设置至少一个可嵌入到锂负极片中的集流凸起来解决锂负极片与负极盖的结合强度问题。

图2和图3分别示出了本发明锂/锰钮扣电池第一种实施方式的示意剖视图和其负极盖的仰视图。与图1所示的常见锂/锰钮扣电池不同的是，在本发明锂/锰钮扣电池的负极盖4与锂负极片3之间不设置负极集流网，而是在负极盖4与锂负极片3接触的内表面上设置了一个向内突出的集流凸起9，该集流凸起9设置在负极盖4的中心处。由于锂负极片3的材料比较软，因而将其压入到负极盖4中时，集流凸起9嵌入到锂负极片3内，从而将锂负极片3固定，并同时起到集流的作用。图中所示的优选的集流凸起9为圆锥形的钉状，具有尖端。圆锥形集流凸起9的锥底直径为0.6毫米至1.6毫米，其取决于锂/锰钮扣电池的直径，对于直径只有几个毫米的锂/锰钮扣电池，圆锥形集流凸起9的锥底直径可选择为0.6毫米左右，随着锂/锰钮扣电池直径加大，选择较大的锥底直径，直到1.6毫米或更大一些。圆锥形集流凸起9的锥底到锥顶尖端的高度为0.15毫米至1.5毫米，其取决于锂/锰钮扣电池的厚度，对于较薄的锂/锰钮扣电池，圆锥形集流凸起9的锥底到锥顶尖端的高度可选择在0.15毫米，随着锂/锰钮扣电池加厚，可增加圆锥形集流凸起9的高度，直到1.5毫米左右。但是，集流凸起9的形状并不限于此，只要其形状适合在将锂负极片3装入到负极盖中时嵌入锂负极片3内就可以。此外，集流凸起9也可以不止一个，图4和5所示的本发明锂/锰钮扣电池的另一种实施方式中集流凸起9为5个，优选为轴对称布置，最好这些集流凸起9之一设置在负极盖4的中心部位。集流凸起9的数量也取决于直径，对于较小直径的锂/锰钮扣电池可以如图2和图3所示只设置一个位于负极盖内表面中心部位的集流凸起9；而对于较大直径的锂/锰钮扣电池可以如图4和图5所示设置多个集流凸起9，当然此时集流凸起9的底部尺寸也可以相对选择得较小一些。在图2和图3中所示本发明锂/锰钮扣电池第一种实施方式中，在正极外壳8和二氧化锰正极片6之间没有设置正极集流网，但也可以如图4和图5中所示的本发明锂/锰钮扣电池另一种实施方式那样，在正极外壳8和二氧化锰正极片6之间设有正极集流网7。

如图2和图3所示本发明第一种实施方式的锂/锰钮扣电池可以按照下述步骤来制造。

首先，图中所示的集流凸起9可以在冲压负极盖4的过程中同时成型。用于形成集流凸起的模具(未示出)包括具有突出的冲压嘴的上模和具有容纳孔的下模。在冲压的过程中，冲压嘴与容纳孔对正，负极盖4位于两者之间，冲压嘴向下冲压，使得负极盖4对应部分的材料向下流向容纳孔，从而形成集流凸起9。调整冲压嘴和容纳孔的大小可以形成不同形状的集流凸起9。

如上形成的负极盖4可以先装入塑料密封圈1或采用注塑的方法形成密封圈1，然后再将锂负极片3压入到负极盖4的内表面上，此时集流凸起9嵌入锂负极片3中，而将其固定。接着，可以按照常规的电池装配方法，加装隔膜5、在加入电解液2后，将二氧化锰正极片8置于隔膜5上。最后，装上正极外壳8并封口，制成了锂/锰钮扣电池。

对于如图4和图5中本发明另一种带有正极集流网7的锂/锰钮扣电池的实施方式来说，其制造方法所不同的是在压制二氧化锰正极片时已将正极集流网7置入二氧化锰粉末中再进行压制，制得在其底表面上带有正极集流网7的二氧化锰正极片6，从而在上述制造方法中在加装隔膜5和加入电解液2后，将包含有正极集流网7的二氧化锰正极片6直接置于隔膜5上，且此时应当使正极集流网7暴露在外，以便正极外壳8的内表面与正极集流网7相接触。最后，装上正极外壳8并封口，制成了锂/锰钮扣电池。

采用本发明的锂/锰钮扣电池、其负极盖和其制造方法后，解决了背景技术部分所提到的常规锂/锰钮扣电池中由于需要点焊负极集流网而带来的效率低、质量差等技术问题。特别是对于直径12毫米以下锂/锰钮扣电池的生产，在提高效率的同时提高了质量。并且，由于集流凸起所占的体积远远小于负极集流网的体积，从而增加了电池内部其它元件可以占据的空间，可以容纳更多的正负极原料，增加了电容量。同样，本发明的锂/锰钮扣电池、其负极盖和其制造方法相对于背景技术部分提到的另一种锂/锰钮扣电池来说，无需在负极盖内表面或锂负极片上涂覆粘合剂，而且由于集流凸起能很好地嵌入到锂负极片中，有助于促进负极盖与锂负极片牢固地结合，从而确保电池的质量。

尽管参照上述具体实施方式描述了本发明，但本发明并不限于此，只要钮扣电池采用了类似于锂这类比较软金属制成的负极片，且在负极盖内表面上设置了向内突出、且在电池装配状态下可嵌入负极片中的集流凸起来替代负极集流网，均落入了本发明的保护范围内。也就是说，在不脱离本发明精神和实质的前提下，本领域的普通技术人员可以对本发明进行各种等效的变形和改动，而这些变形与改动都在本发明的保护范围内。

Claims (12)

1.一种锂/锰钮扣电池的负极盖，其特征在于，在其与锂负极片(3)接触的内表面上具有至少一个向内突出的、且在电池装配状态下嵌入到所述锂负极片(3)中的集流凸起(9)。

2.如权利要求1所述的负极盖，其特征在于，所述集流凸起(9)为圆锥形，具有尖端。

3.如权利要求2所述的负极盖，其特征在于，所述圆锥形集流凸起(9)的锥底直径为0.6毫米至1.6毫米，高度为0.15毫米至1.5毫米。

4.如权利要求1至3中任一项所述的负极盖，其特征在于，所述集流凸起(9)之一位于负极盖(4)中心。

5.一种锂/锰钮扣电池，包括锂负极片(3)、二氧化锰正极片(6)、覆盖所述二氧化锰正极片(6)的正极外壳(8)、覆盖所述锂负极片(3)的负极盖(4)、位于所述二氧化锰正极片(6)和所述锂负极片(3)之间的隔膜(5)以及位于所述正极外壳(8)和所述负极盖(4)之间的密封圈(1)，其特征在于，所述负极盖(4)与所述锂负极片(3)接触的内表面上具有至少一个向内突出的、且嵌入在所述锂负极片(3)中的集流凸起(9)。

6.如权利要求5所述的钮扣电池，其特征在于，所述集流凸起(9)为圆锥形，具有尖端。

7.如权利要求6所述的钮扣电池，其特征在于，所述圆锥形集流凸起(9)的锥底直径为0.6毫米至1.6毫米，高度为0.15毫米至1.5毫米。

8.如权利要求5至7中任一项所述的钮扣电池，其特征在于，所述集流凸起(9)之一位于所述负极盖(4)的中心。

9.如权利要求5至7中任一项所述的钮扣电池，其特征在于，所述二氧化锰正极片(6)为在其与所述正极外壳(8)相接触的底表面上带有正极集流网(7)的二氧化锰正极片。

10.一种制造锂/锰钮扣电池的方法，包括如下步骤：

a)通过冲压在其负极盖(4)的内表面上形成至少一个集流凸起(9)；

b)在所述负极盖(4)上装备密封圈(1)，再将锂负极片(3)压入到所述负极盖(4)的内表面上，且使所述集流凸起(9)嵌入到所述锂负极片(3)中；

c)加装隔膜(5)、加入电解液(2)；

d)将二氧化锰正极片(6)安装到所述隔膜(5)上；

e)装上正极外壳(8)并封口，制成锂/锰钮扣电池。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，对于包含有正极集流网(7)的锂/锰钮扣电池，在所述步骤d)中安装的二氧化锰正极片为在其与所述正极外壳(8)相接触的表面上带有正极集流网(7)的二氧化锰正极片(6)。

12.如权利要求10或11所述的方法，其特征在于，所述负极盖(4)内表面上的至少一个集流凸起(9)是在对所述负极盖(4)冲压成形的同时形成的。

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