CN102044681A - 扣式电池的制造方法及扣式电池 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种扣式电池的制造方法及扣式电池。该制造方法包括：利用金属片形成扣式电池的正极壳和负极盖，正极壳和负极盖具有底面和侧边，正极壳的底面包括内平面和凹部，内平面半径小于底面半径，凹部位于内平面外侧，并且为圆环状或弧状；形成密封圈；在负极盖的侧边的内侧和外侧涂覆密封剂；将负极盖嵌入密封圈形成负极组合盖；将正极壳的内底边边缘处涂覆密封剂；在负极组合盖内依次放置负极材料、隔膜和正极材料；在正极壳的底面内侧涂覆集电体；将负极盖与正极壳模压成型，形成扣式电池。利用本发明的方法得到的扣式电池密封性较好，并且该方法操作简便，可以降低制造成本。

Description

扣式电池的制造方法及扣式电池

技术领域

本发明涉及电池技术领域，具体涉及一种扣式电池的制造方法及扣式电池。

背景技术

目前，通常使用扣式电池作为小型电器产品的电源，例如一次性锂锰扣式电池。一次性锂锰扣式电池的正极壳底面通常为平面，如图1所示。正极壳底面为平面时，由于电池扣合封口时会受到正极壳边翻边变形向下的压力和电池的内部压力，所以正极壳底面易于发生内凹或外凸变形。同时，当正极壳底面发生内凹变形时，电池的内空间容积减少，相应地，电池容纳的正负极活性物质减少，电池容量降低；而当正极壳底面发生外凸变形时，易于造成电池总高度超差，电池内部接触不良，电池内阻增大等问题，严重影响电池的放电质量。虽然目前已采取加大正极壳厚度的方式减少变形，但正极壳厚度增大会导致成本增加，内空间容积减少，降低电池容量。

一次性锂锰扣式电池的正极壳底面也可以是凹面，如图2所示。正极壳底面为凹面时，虽然可以防止电池封口后正极壳变形，但是正极壳底面为整个平面向内凹入，减少电池的内空间容积，相应地，电池容纳的正负极活性物质减少，电池容量降低。并且，需要将正极壳底面冲压成两个连接面为90°，对冲压所需模具的伤害很大。

现有的锂锰扣式电池一般具有两种结构，即两件套及三件套组合，其共同特点是都会在负极盖边及正极壳与密封圈之间处加强密封。一般的密封方式分为二件套配件组合和三件套配件组合。如图3所示，二件套配件组合的扣式电池中，密封圈3为注塑于负极盖2边上，隔膜5将电池内部分成2个部分，分别容纳负极材料4和正极材料6，正极壳1与正极材料6之间有集电体7，组装生产时直接扣上正极壳1封口成型，此组合装配时很简单方便，但缺点是密封剂圈为注塑于负极盖边上，从而限制了负极盖与密封圈之间填充密封剂，而正极壳与密封圈之间亦无密封剂，密封性能差。

三件套配件组合的扣式电池中，密封圈可以如图4所示的浸密封剂或如图5所示的不浸密封剂，负极盖2底边涂密封剂8与密封圈3形成负极组合盖，隔膜5将电池内部分成2个部分，分别容纳负极材料4和正极材料6，正极壳1与正极材料6之间有集电体7，组装生产时直接扣上正极壳1封口成型。如图2所示，在密封圈3浸有密封剂8时，很难控制密封剂8均匀和完全覆盖于密封圈3表面，并且由于密封圈3的整个表面都涂覆有一层密封剂8，在装配电池时很容易污染夹具及磨损脱落，从而影响密封性能。如图3所示，密封圈3不浸密封剂8时，封口后正极壳1及密封圈3之间无密封剂，仅负极盖2与密封圈3之间具有密封剂8，密封性能差。如上所述，现有的一般锂锰扣式电池的密封性能均较差，电池经过贮存后，电池内的电解液会漏走而干固失效，从而影响电池的存放及使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于设计一种操作起来简单方便、具有良好密封性能的扣式电池的制造方法及利用该制造方法制造的扣式电池。

鉴于上述，本发明提供了一种扣式电池的制造方法，包括以下步骤：

利用金属片形成扣式电池的正极壳和负极盖，正极壳和负极盖具有底面和侧边，正极壳的底面包括内平面和凹部，内平面半径小于底面半径，凹部位于内平面外侧，并且为圆环状或弧状；

形成密封圈；

在负极盖的侧边的内侧和外侧涂覆密封剂；

将负极盖嵌入密封圈形成负极组合盖；

将正极壳的内底边边缘处涂覆密封剂；

在负极组合盖内依次放置负极材料、隔膜和正极材料；

在正极壳的底面内侧涂覆集电体；

将负极盖与正极壳模压成型，形成扣式电池。

本发明还提供了一种扣式电池，该扣式电池包括以下部分：

由金属片形成的相互扣合的正极壳和负极盖，正极壳具有底面和侧边，内平面半径小于底面半径，凹部位于内平面外侧，并且为圆环状或弧状；

密封圈，密封圈分别接合正极壳和负极盖，负极盖嵌入密封圈，并通过负极盖的侧边的内侧和外侧涂覆的密封剂与密封圈接合，正极壳的底面和侧面相连的边缘处通过涂覆的密封剂与密封圈接合；

在负极盖与正极壳之间依次为负极材料、隔膜、正极材料和集电体。

本发明的有益效果在于，本发明采用密封圈不用浸密封剂，而在负极盖底边涂密封剂直接与密封圈组合形成负极组合盖，在正极壳内底边圈注上一层密封剂，在装配时封口成型的技术方案，得到的扣式电池密封性较好，并且该方法在装配时操作简便顺畅，防止密封剂污染夹具和脱落，可以降低制造成本。

附图说明

图1是现有技术中的扣式电池的正极壳的剖视图。

图2是现有技术中的扣式电池的正极壳的剖视图。

图3是现有技术中的二件套配件组合的扣式电池的剖视图。

图4是现有技术中的三件套配件组合的扣式电池的剖视图。

图5是现有技术中另一种三件套配件组合的扣式电池的剖视图。

图6是本发明一较佳实施例的扣式电池的制造方法的流程图。

图7是本发明一较佳实施例的负极组合盖的剖视图。

图8a是本发明一较佳实施例的正极壳的剖视图。

图8b是本发明一较佳实施例的正极壳的局部放大剖视图。

图9a是本发明一较佳实施例的涂覆有密封剂的正极壳的俯视图。

图9b是本发明一较佳实施例的涂覆有密封剂的正极壳的剖视图。

图10是本发明一较佳实施例的扣式电池的剖视图。

附图标记说明

1-正极壳；2-负极盖；3-密封圈；

4-负极材料；5-隔膜；6-正极材料；

7-集电体；8-密封剂；11-底面；

12-凹部；13-内平面；14-侧边

具体实施方式

本发明提供了一种改进的扣式电池的制造方法，扣式电池例如为锂锰扣式电池，该制造方法的流程如图6所示，具体包括以下步骤：

步骤602，利用金属片形成扣式电池的正极壳1和负极盖2，正极壳1和负极盖2都具有底面和侧边，其中正极壳1的底面11的直径大于负极盖2的底面直径，因而在装配时正极壳1的侧边14与负极盖2的侧边在装配后可以有一部分能彼此重叠。金属片可以是不锈钢片，厚度可以是0.15-0.30mm，通过专用模具冲压形成正极壳1和负极盖2。如图8a和8b所示，正极壳1的底面包括内平面13和临近侧边14处的向正极壳1的内部凹陷的凹部12，凹部12可以是圆环或圆弧状。

步骤604，形成密封圈3，该密封圈3可以由环保胶料配以专用模具压塑成型。密封圈3的结构局具体为包括密封圈侧壁和密封圈底部；密封圈侧壁为环绕负极盖2的侧边的圆形圈；密封圈底部为“L”形，也就是密封圈底部与密封圈侧壁形成了一个凹槽，装配时，负极盖2嵌入凹槽。

步骤606，在负极盖2的侧边的内侧和外侧均匀涂覆定量密封剂8，密封剂8的涂覆的区域的面积一般来说小于负极盖2与密封圈3接触时的接触区域的面积，这是因为在后期模压成型时密封圈3与负极盖2之间的间隔变窄，密封剂的涂覆面积将扩大，而在预先将密封剂8的涂覆的区域的面积设定为小于负极盖2与密封圈3接触时的接触区域的面积，可以使得密封剂在模压成型后涂覆整个接触区域并且不会溢出。

步骤608，将负极盖2嵌入密封圈3，形成负极组合盖，如图7所示。

步骤610，将正极壳1的内底边边缘处均匀涂覆密封剂8，也就是正极壳的底边圈、折边以及侧边的内壁部分涂覆密封剂8的区域的面积小于正极壳1与密封圈3接触时的接触区域的面积，这样做的效果如上；涂覆有密封剂8的正极壳1如图9a和9b所示。

步骤612，在负极组合盖内依次放置负极材料4，隔膜5和正极材料6，并且注入电解液，隔膜5用于隔开负极材料4和正极材料6。

步骤614，在正极壳1的底面内侧涂覆集电体7。

步骤616，将正极壳1盖在负极组合盖上，然后放置于专用模具进行模压、封口成型，形成扣式电池。

利用本实施例的制造方法，装配时密封圈3上无密封剂，使装配流程更加方便、顺畅，避免了密封剂的污染及脱落而影响密封性能，克服了现有扣式电池组合封口成型后密封圈3与负极盖2及正极壳1的不同物料之间有空隙的问题，使得密封圈3与负极盖2及正极壳1之间有密封剂8均匀填充，形成一道密封层，保证了扣式电池封口成型后有良好的密封性能，防止了电池内的电解液漏走而干固失效。

本发明还提供了用以上的制造方法制造的扣式电池。本发明一较佳实施例的扣式电池如图10所示，包括如下的部件。

由金属片形成的正极壳1和负极盖2，二者构成扣式电池的壳体，正极壳1和负极盖2具有底面和侧边。正极壳1的底面11包括底面中部的半径较小的内平面13，以及临近侧边14处的向正极壳1的内部凹陷的凹部12，凹部12可以是圆环或圆弧状，如图8a和8b所示，其中图8b是图8a的A部分的局部放大图，放大比例是2∶1。优选地，本发明的凹部12为一般成型弧形模式，对模具设计的要求不高。凹部12为向内凹的斜坡面圆弧形，也可以为圆弧凹入、平面圆环凹入等。正极壳1的基材厚度较薄，可以增大容积，填充更多的材料，提高电池的放电容量。采用该形状优点在于电池封口后正极壳底面不会向内凹或向外凸，使得电池内容积不变，使得电池质量更稳定。

密封圈3用于密封，由环保胶料制成，具体包括密封圈侧壁和密封圈底部；密封圈侧壁为环绕负极盖侧边的圆形圈；密封圈底部为“L”形，密封圈底部与密封圈侧壁形成了一个凹槽，负极盖侧边内、外侧分别涂覆密封剂后嵌入密封圈3的凹槽。

密封圈3和密封剂8填充负极盖2与正极壳1之间的空隙，模压成型前，负极盖2的侧边的内侧和外侧涂覆有密封剂8，正极壳1的内底边边缘处涂覆密封剂8；模压成型后，负极盖2与密封圈3之间，密封剂8的涂覆区域的面积等于负极盖2与密封圈3的接触区域的面积，正极壳1与密封圈3之间，密封剂8的涂覆区域的面积等于正极壳1与密封圈3接触时的接触区域的面积。

在负极盖2与正极壳1之间依次放置有负极材料4、隔膜5、正极材料6和集电体7。集电体7也可以是涂覆在正极壳1上。并且，密封圈3的底部与隔膜5直接接触并且密封圈底部的高度小于正极材料6的厚度。

利用本实施例的扣式电池，克服了现有扣式电池组合封口成型后密封圈3与负极盖2及正极壳1的不同物料之间有空隙的问题，使得密封圈3与负极盖2及正极壳1之间有密封剂8均匀填充，形成一道密封层，保证了扣式电池封口成型后有良好的密封性能，避免了密封剂溢出污染夹具，并且抗漏液性能高，防止了电池内的电解液漏走，提高了电池的存放时间及使用寿命。同时，正极壳1的底面形成有凹部12，有效地防止电池扣合封口后正极壳1发生变形，及可减薄正极壳使用片厚，增大了电池内空间的容积，填充了更多的正负活性物质，提高了放电容量，稳定了电池质量，并大大降低了成本。

测试

用该制造方法装配制造以上实施例中的扣式电池，并将其放置于高温箱内测试抗漏液性能，并与现有技术中的如图1所示的二件套配件组合的扣式电池及如图2所示的三件套配件组合的扣式电池相比较，结果如表1所示。

表1

从表1中可以看出，在电池存放高温后的失重率方面，二件套配件组合的扣式电池及三件套配件组合的扣式电池比本发明的扣式电池失重率高1-3倍，可以比较看出本发明的扣式电池比现有技术中的扣式电池的密封性和抗漏液性能良好。具体地，表1中表示电池存放于高温后的失重率明显低于现有的二件套配件组合和三件套配件组合的失重率，说明本发明的扣式电池的失效率低，存放时间及使用寿命更长，因而证明本发明的扣式电池密封性能和抗漏液性能均优于现有扣式电池。

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，只要扣式电池采用了类似于此在电池的正极壳内底边圈注上一层密封剂，使其与密封圈及负极盖更好组合，达到密封效果，均落入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保护范围内。

Claims (7)

1.一种扣式电池的制造方法，其特征在于包括以下步骤：

利用金属片形成扣式电池的正极壳和负极盖，所述正极壳和所述负极盖具有底面和侧边，所述内平面半径小于底面半径，所述凹部位于所述内平面外侧，并且为圆环状或弧状；

形成密封圈；

在所述负极盖的侧边的内侧和外侧涂覆密封剂；

将所述负极盖嵌入所述密封圈形成负极组合盖；

将所述正极壳的底面与侧边相连接处内底边边缘处涂覆密封剂；

在所述负极组合盖内依次放置负极材料、隔膜和正极材料；

在所述正极壳的内平面的内侧涂覆集电体；

将所述负极盖与所述正极壳模压成型，形成扣式电池。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述正极壳的底面形成向壳体内凹的凹环。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述密封圈由胶料制成。

4.由如权利要求1至3中任一项所述的制造方法制造的扣式电池，其特征在于包括以下部分：

由金属片形成的相互扣合的正极壳和负极盖，所述正极壳和所述负极盖具有底面和侧边，所述内平面半径小于底面半径，所述凹部位于所述内平面外侧，并且为圆环状或弧状；

密封圈，所述密封圈分别接合所述正极壳和所述负极盖，所述负极盖嵌入所述密封圈，并通过负极盖的侧边的内侧和外侧涂覆的密封剂与所述密封圈接合，所述正极壳的底面和侧面相连的边缘处通过涂覆的密封剂与所述负极盖接合；

在所述负极盖与所述正极壳之间依次为负极材料、隔膜、正极材料和集电体。

5.根据权利要求3所述的扣式电池，其特征在于，所述密封圈包括密封圈侧壁和密封圈底部；密封圈侧壁为环绕负极盖侧边的圆形圈；密封圈底部为“L”形，密封圈底部与密封圈侧壁之间形成了一个凹槽，所述负极盖嵌入所述凹槽。

6.根据权利要求5所述的扣式电池，其特征在于，在所述密封圈、密封剂与所述正极壳三者接触的终止处为所述凹部的起始端，在所述集电极的终止处为所述凹部的终止端。

6、根据权利要求3-5中任一项所述的扣式电池，其特征在于，所述密封圈的底部与所述隔膜直接接触并且所述密封圈底部的高度小于所述正极材料的厚度。

7.根据权利要求3-5中任一项所述的扣式电池，其特征在于，所述密封圈由胶料制成。

Images