CN104332647B - 可充电锂离子扣式电池 - Google Patents

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Abstract

本发明包含内盖和外壳，该盖与壳至少各存在一个平面构成电池的顶部和底部，垂直于这两个面的周边所围的外形可以是圆形或椭圆形的；一个绝缘的胶圈被放置在壳与盖之间，通过对外壳的机械扣边来实现对电池的密封；在密封的空间里包含一个由阴极，阳极和隔膜卷绕而成的圆形或椭圆形的螺旋卷，其卷轴垂直于所述壳与盖的平面；通过变宽度的阴极和阳极来充分利用内部空间；电极是由涂布于金属集流体上的活性材料组成，其中留下一块未涂布金属作为导电极耳连接电极与壳或电极与盖；该极耳可以通过焊接或压力等方式形成对壳与盖的紧密连接；绝缘垫圈或胶带覆盖住电极和壳与盖裸露于内部的金属部分，用以防止电池的短路从而提高电池的循环寿命。

Description

可充电锂离子扣式电池
技术领域
本发明涉及一种电池，尤其涉及一种可充电锂离子扣式电池。
背景技术
可充锂离子电池和锂软包电池被广泛应用于可持电子设备，如移动电话和耳机中。在特别小的设备如助听器中，体积比能量密度是一个关键考虑因素。王昉等发表于2011年4月21号的名为"一种新型的螺旋卷绕电极的扣式电池配置方法"的美专利中(申请号为12/881,179及公布号为2011/0091753A1)，阐述了一种在锂软包或层叠电极的扣式电池中体积比能量密度极占优势的方法。在该份专利文献中关于先前不同工艺的详细比较也都论述了。
在美专利申请号12/881,179中，电极的宽度逐渐减少形成了一个肩膀，以适应电池内盖的髙度变化，通过扣边绝缘胶圏和电池外壳皱缩在其表面，以形成一个可靠的密封。电极为涂布在金属箔集流体表面的富锂活性材料，只留下很少面积的未涂箔材作为和壳与盖相连的导电极耳。极耳被各自焊接在外壳上，亦或是和外壳相连的极耳首先被焊接在一个铝片上，此铝片通过胶圏被压在外壳上。和外壳相连的极耳必须先焊接在金属片上，或是延长其长度使其直接焊接在外壳平滑的内表面上。两种方法都必须小心处置。由于极耳包含的铜或铝箔非常薄，通常此厚度介于0.006毫米至0.016毫米之间，在电焊或电池组装过程中极易被折断而导致电池不能工作。
在上述专利中，隔离垫片亦被用来覆盖在外壳的内表面以防止短路。虽然如此，由于极耳直连外壳是一个折衷的办法，所以用一个垫片完全地覆盖金属片是很困难的。正极壳(通常是外壳)上的裸露金属或连接正极壳的裸露金属暴露在电解液中是导致电池短路或电池循环寿命缩短的原因之一。
在Gaugler发表于2012年4月26号的申请号为13/378,117，公开号为2012/0100406A1的美专利中，螺旋卷绕电极亦被应用但宽度未逐渐减少。此专利中并未用机械性压缩来封装电池，取而代之地是外壳水平地压在胶圏和内盖上。此设计在电池中并无纵向的扣边力。电极首先被电焊在导体上，然后导体在电池扣边后在电池外部被激光焊接于外壳上。这是个大胆的设计然而其配置的实用性是有疑问的。
因此，现发明的目的是提出一个或多个更简单可靠的连接电极与电极壳盖的方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种更简单可靠的连接电极与电极壳盖的电池，该电池令正极耳和正极壳的全部裸露金属部分被覆盖住，而不会暴露在电解液中，因而电池可以有更高的可靠性和更长的偱环寿命。
本发明所采用的第一种技术方案是：本发明由以下部分组成：
1) 一个密封的空间，包含内盖和外壳，该盖与壳至少各存在一个平面构成电池的顶部和底部，垂直于这两个面的周边所围的外形可以是圆形或椭圆形的；
2）所述密封的空间里还包含一个圆形或椭圆形的绝缘胶圈，该胶圈包含一个脚边和一个立边，脚边覆盖住所述内盖开口的边缘，外壳开口边缘利用机械扣边通过胶圈作用于内盖折弯处上的力来实现对电池的密封；所述密封的空间里还包含电解液；
3）所述密封的空间里还包含有由第一电极、第二电极和隔膜通过卷绕形成圆形或椭圆形的螺旋卷，其卷轴垂直于所述外壳与内盖的平面；
4）电极上存在一块未涂活性材料的区域，该区域暴露的金属作为导电极耳分别连接电极与外壳或电极与内盖；
电极的活性材料的涂布区域是变宽度的，以卷轴为中心，靠中心部位宽，靠边部位窄，宽边比窄边多0.1到3毫米。
进一步地，电极最佳宽边比窄边是多0.2到1毫米；电极通过卷绕形成的卷，从中心到边缘的高度根据密封的空间内部的结构而发生改变；导电极耳是电极集流体金属的外延并且材料相同，至少一个导电极耳可以是另外一种金属焊接在电极集流体未涂布的区域上。
本发明所采用的第二种技术方案是：本发明由以下部分组成：
1) 一个密封的空间，包含内盖和外壳，该盖与壳至少各存在一个平面构成电池的顶部和底部，垂直于这两个面的周边所围的外形可以是圆形或椭圆形的；
2）所述密封的空间里还包含一个圆形或椭圆形的绝缘胶圈，该胶圈包含一个脚边和一个立边，脚边覆盖住内盖开口的边缘，外壳开口边缘利用机械扣边通过胶圈作用于内盖折弯处上的力来实现对电池的密封；所述密封的空间里还包含电解液；
3）所述密封的空间里还包含有由第一电极、第二电极和隔膜通过卷绕形成圆形或椭圆形的螺旋卷，其卷轴垂直于所述外壳与内盖的平面；
4）电极存在一块未涂活性材料的区域，该区域暴露的金属作为导电极耳分别连接电极与外壳或电极与内盖；
第一电极与外壳是通过压紧在外壳内部与胶圈立边外部之间的极耳来连接导电。
进一步地，所述第二电极通过导电极耳焊接于内盖；该电池还包括绝缘垫，所述绝缘垫被贴于外壳底部的内表面，该表面被绝缘垫完全覆盖而无外壳金属暴露于电解液中；所述第一电极的导电极耳用绝缘胶带覆盖住未涂布区和非连接区，以此保证无金属暴露于电解液中；所述第二电极的导电极耳用绝缘胶带覆盖住未涂布区和非焊接区，以此保证无金属暴露于电解液中。
本发明所采用的第三种技术方案是：本发明由以下部分组成：
1) 一个密封的空间，包含内盖和外壳，该盖与壳至少各存在一个平面构成电池的顶部和底部，垂直于这两个面的周边所围的外形可以是圆形或椭圆形的；
2）所述密封的空间里还包含一个圆形或椭圆形的绝缘胶圈，该胶圈包含一个脚边和一个立边，脚边覆盖住内盖开口的边缘，外壳开口边缘利用机械扣边通过胶圈作用于内盖折弯处上的力来实现对电池的密封；所述密封的空间里还包含电解液；
3）所述密封的空间里还包含有由第一电极、第二电极和隔膜通过卷绕形成圆形或椭圆形的螺旋卷，其卷轴垂直于所述外壳与内盖的平面；
4）电极存在一块未涂活性材料的区域，该区域暴露的金属作为导电极耳分别连接电极与壳或电极与盖；
所述第一电极导电极耳是被焊接在一个圆形或椭圆形的金属片上，该片被置于外壳底部内与胶圈脚边外之间。
进一步地，所述第二电极通过导电极耳焊接于内盖；该电池还包括一个O形绝缘垫，该绝缘垫在焊接前被贴于所述金属片上，另一个圆形的绝缘垫在与所述第一电极焊接后贴上，保证第一电极与金属片的连接面无金属暴露于电解液中；所述第一电极的导电极耳用绝缘胶带覆盖住未涂布区和非连接区，以此保证无金属暴露于电解液中；所述第二电极的导电极耳用绝缘胶带覆盖住未涂布区和非焊接区，以此保证无金属暴露于电解液中。
本发明所采用的第四种技术方案是：本发明由以下部分组成：
1) 一个密封的空间，包含内盖和外壳，该盖与壳至少各存在一个平面构成电池的顶部和底部，垂直于这两个面的周边所围的外形可以是圆形或椭圆形的；
2）所述密封的空间里还包含一个圆形或椭圆形的绝缘胶圈，该胶圈包含一个脚边和一个立边，脚边覆盖住内盖开口的边缘，外壳开口边缘利用机械扣边通过胶圈作用于内盖折弯处上的力来实现对电池的密封；所述密封的空间里还包含电解液；
3）所述密封的空间里还包含有由第一电极、第二电极和隔膜通过卷绕形成圆形或椭圆形的螺旋卷，其卷轴垂直于所述外壳与内盖的平面；
4）电极存在一块未涂活性材料的区域，该区域暴露的金属作为导电极耳分别连接电极与壳或电极与盖；
所述第一电极导电极耳是在电池密封前被焊接于外壳底部内平面上。
进一步地，所述第二电极通过导电极耳焊接于内盖；该电池还包括一个O形绝缘垫，该绝缘垫在焊接前被贴于所述外壳底部内平面上，另一个圆形的绝缘垫在与所述的第一电极焊接后贴上，保证所述第一电极与外壳底部内平面的连接面无金属暴露于电解液中；所述第一电极的导电极耳用绝缘胶带覆盖住未涂布区和非连接区，以此保证无金属暴露于电解液中；所述第二电极的导电极耳用绝缘胶带覆盖住未涂布区和非焊接区，以此保证无金属暴露于电解液中。
本发明所采用的第五种技术方案是：本发明由以下部分组成：
1) 一个密封的空间，包含内盖和外壳，该盖与壳至少各存在一个平面构成电池的顶部和底部，垂直于这两个面的周边所围的外形可以是圆形或椭圆形的；
2）所述密封的空间里还包含一个圆形或椭圆形的绝缘胶圈，该胶圈包含一个脚边和一个立边，脚边覆盖住内盖开口的边缘，外壳开口边缘利用机械扣边通过胶圈作用于内盖折弯处上的力来实现对电池的密封；所描述的空间里还包含电解液；
3）所述密封的空间里还包含有由第一电极、第二电极和隔膜通过卷绕形成圆形或椭圆形的螺旋卷，其卷轴垂直于所述外壳与内盖的平面；
4）电极存在一块未涂活性材料的区域，该区域暴露的金属作为导电极耳分别连接电极与壳或电极与盖；
所述的导电极耳至少有一个是双层折叠的。
进一步地，导电极耳可以分别是各自电极集流体金属的外延并且材料相同；导电极耳可以至少有一个是另一种金属焊接在未涂布的集流体金属箔材上；所述第一电极的导电极耳用绝缘胶带覆盖住未涂布区和非连接区，以此保证无金属暴露于电解液中；所述第二电极的导电极耳用绝缘胶带覆盖住未涂布区和非焊接区，以此保证无金属暴露于电解液中。
本发明所述的密封的空间包含内盖和外壳，该盖与壳至少各存在一个平面构成电池的顶部和底部，垂直于两平面的侧壁可以是圆形或椭圆的；在内盖的表面边缘，有一肩部和内盖侧壁相连。在该内壁和外壁之间放置了一个绝缘胶圈，通过对外壳的机械扣边来实现对电池的密封。
在密封的空间里, 阴极、阳极和隔膜共同卷绕成一个圆形或椭圆形卷。卷轴和壳盖的上顶和下底面垂直，和壳盖的侧壁平行。电极的宽度逐渐减少以适应从电池壳盖中心处到肩部边缘的高度变化。电极是由涂布于金属集流体上的活性材料组成。通常阳极集流体是铜箔，阴极集流体是铝箔。其中留下一小片未涂布金属作为导电极耳各自连接电极与壳盖。由于箔材非常薄，通常厚度在0.006毫米到0.016毫米之间，导致非常容易折断。所以通过对折甚至三折极耳可以显著的提高连接处的可靠性。
阳极极耳设计在渐窄阳极的宽端，焊接于阳极盖即内盖的中心处，阴极铝极耳设计在渐窄阳极极耳的窄端，以便于极耳的制造和电池组装。这两个极耳也可以在电极的任何位置而不仅是端部。极耳亦可由焊接在电极集流体上的其它组别的金属片或箔组成。 铝和铜的导电极耳被几个小的绝缘胶带覆盖住其中并未焊接或并未接触到金属壳盖体的部分。在内盖的内表面顶部放置了一个O型绝缘垫圈。这样在电池内盖中央处给导电极耳留下了焊接位，通常是指阳极极耳和阳极盖。上述的垫圈和绝缘胶带能够防止电极边缘和壳盖之间短路的，并可提高电池的循环寿命。
阴极极耳可以如下三种方式连接到阴极壳即外壳上：
第一种方式也是最被优先采纳的， 将阴极导电极耳先背离螺旋状卷向外弯曲，然后从外壳根部的胶圈上越过胶圈，再向上弯曲，沿着绝缘胶圈的外部侧壁向上走到其大约1/5至4/5的全长处，这样可以使极耳与阴极壳有充分的接触空间，同时保证给胶圈和阴极壳间留有足够的空间以确保密封性。当电池扣好边后，这种外上弯折的导电电极由于受到机械的扣边力而被挤压在阴极壳的侧壁以及绝缘胶圈之间，如此一来，导电极耳可以非常紧密地接触到外壳，在充放电过程中均保持良好的导电性。一个圆形的绝缘垫片贴在外壳的内表面的平面上，完全覆盖了阴极壳的金属部分从而使其不致于暴露在电解液中。
第二种方式：将阴极极耳焊接在圆形铝片上，该铝片被胶圈挤压在外壳的底部这样可与外壳紧密接触。这种方式利用极小的一块极耳简单地焊接在铝片上。然后使用绝缘垫片贴在被焊的铝片表面，以防止其暴露在电解液里，以此减少电池短路和延长其循环使用寿命。一个垫片不能完全覆盖金属片表面，我们发现两个垫片能更好也更易实现。
第三种方式：在扣边前，将阴极极耳直接焊接到外壳的内表面或底部。此方式需要长得多的极耳，如不够长，极耳无法接触到外壳内底部从而导致无法焊接。这个冗长的极耳则需要在扣边前被叠在电池的内部空间里。同样绝缘垫片贴在外壳的内底部的焊接平面上，以防止任何金属部分暴露在电解液中，以此减少电池短路并延长循环使用寿命。一个垫片不足以整个覆盖外壳的内平面部分，我们发现两个垫片更好也更易实现。
本发明的有益效果是：本发明提出一个或多个更简单可靠的连接电极与电极壳盖的方案，这些方案，还可以达到防止电池短路的目的。本发明令正极耳和正极壳的全部裸露金属部分被覆盖住，而不会暴露在电解液中，因而电池可以有更高的可靠性和更长的偱环寿命。
附图说明
图1：本发明的横截面图；
图2：阴极导电极耳向外向上弯曲的的放大图；
图3：本发明的第一种体现示意图；
图4：本发明的第二种体现示意图；
图5：图3中阴极的焊接过程简易示意图；
图6：图3以前的一种工艺的横截面图；
图7：图4以前的一种工艺的横截面图；
图8：本发明的螺旋状卷示意图；
图9：含集流体箔的导电极耳，宽度渐变的电极示意图；
图10：含可以被对折的集流体箔的导电极耳，宽度渐变的电极示意图；
图11：折叠的导电极耳，在卷绕前部分被绝缘胶带覆盖的简易示意图；
图12：导电极耳的电极配置的第一种状态图；
图13：导电极耳的电极配置的第二种状态图。
具体实施方式
下面，对本发明作进一步的说明。
对本发明的详细描述见图1，电池内盖1的材料通常是不锈钢或镀镍不锈钢，结构上至少包含一个平面1a，垂直的立边1c和一个位于之间的肩部1b。立边1c可以是圆形或椭圆形的。内盖1通常是电池的阳极盖。电池外壳3的材料通常是不锈钢或镀镍不锈钢，结构上至少包含一个平面3a，垂直的立边3b。立边1c可以是圆形或椭圆形的。外壳3通常是电池的阴极壳。绝缘胶圈通常是涂有电池密封胶的聚丙烯材料，被放置在1c与3b之间的是胶圈的立边2a，另外还包括围绕在胶圈下沿的脚边2b。外壳开口边缘3c利用机械扣边通过胶圈作用于内盖折弯处1b上的力来实现对电池的密封。
在这个密封的空间里阳极5与阴极4还有隔膜6通过卷绕形成圆形或椭圆形的螺旋卷，如图8，该图示意了其大致的结构与外形特征。加工后的螺旋卷塞入内盖1中，其卷轴垂直于所述内盖的平面1a和外壳的平面3a并与立边平行。在内盖1上套好预先涂有电池密封胶的胶圈2后，泵入含有六氟磷酸锂的电解液，等到内盖1内的电解液被卷中的电极与隔膜部分吸收后完成对电池的封口，在电池内仍会剩有可自由流动的部分电解液。
隔膜6通常是用多孔的单层PE膜或多层PP/PE/PP膜，其厚度大概在7到25微米之间，被放置在阳极5与阴极4之间然后一起卷绕成电池外形所要求的圆形或椭圆形。隔膜6比电极的宽度要宽，宽出来的部分在装配电池时会发生褶皱，这是本发明的重要特征之一。
带极耳的加工好的电极在宽度上是逐渐变窄的。阳极5是用铜箔作为集流体，两面涂有石墨或其它富锂材料，留下的未涂布区作为导电极耳13。极耳13位于电极宽边5a的末段，卷绕后位于螺旋卷的内层，如图8所示。通过极耳13与内盖平面1a的中心处14的焊接，形成阳极与电池壳之间可靠并且有效的连接。阴极4是用铝箔作为集流体，两面涂有富锂材料，例如：钴酸锂，镍锰钴酸锂或其混合物等。留下的未涂布区作为导电极耳7。极耳7位于电极窄边4c的末段，位置与极耳13相反，卷绕后位于螺旋卷的外层，如图8所示。极耳7也可以位于不是最末端的位置，如图12，通过焊接的方法将另一种金属片或箔材连接在电极未涂布的区域。极耳13同样适用于该方法。
内盖1有一个肩部1b区域主要用于电池的密封，其内部空间高度要矮于由内盖平面1a在中心所形成的空间高度。为充分利用其内部空间，所以电极设计成渐变的形状。以阳极5为例，最宽的5a位于卷绕后的中心，次宽度的5b位于肩部1b，而最窄的5c则位于卷绕的末端。阴极4最宽处4a位于卷绕后的中心，次宽度的4b位于肩部1b，而最窄的4c则位于卷绕的末端。5a与5c，4a与4c宽度对比相差大约0.1毫米到3毫米之间，最佳相差0.2毫米到1毫米之间。
本发明的发明人发现如果阴极与阴极壳中有金属直接暴露于电解液中，这个电池非常容易发生短路。我们认为这是由于内部的电极卷几乎占用了内部绝大多数有效空间，电极的边缘非常靠近壳体，充电过程中阴极的电势是最低的，而壳直接与外电路相连，因此其内部暴露在电解液中的金属容易吸收本应该跑到富锂材料上的锂离子。这种锂离子的错误沉积最终会导致电池短路。由于充放电过程中阴极与阳极在电池正负极上的变化，这种沉积在两个电极上都有可能发生，因此裸露于电解液中的电极和壳内的金属必须要做覆盖。
为了实现此目的，绝缘胶带被用与电极，如图9与图10所示的胶带7a,7b与13a,13b。
这些胶带贴在极耳的未涂布区和非连接区，以此保证无金属暴露于电解液中。通常在实际情况下一小部分涂布区也会覆盖上胶带。7a是导电极耳7的一边，7b是另外一边；13a是导电极耳13的一边，13b是另外一边。
阳极盖或内盖1在其平面1a和肩部1b区域的内表面覆盖有一个中心带孔的O形的垫圈12，该垫圈在焊接导电极耳13并形成牢固连接14之前放入。内盖立边1c的内层金属由于与其接触的隔膜在实际中有覆盖作用，可以直接暴露于电解液中而不会影响电池的性能。
阴极壳或外壳3暴露于电解液的金属也是需要覆盖的。具体的细节是基于阴极导电极耳7于外壳3的不同种连接方式来进行描述，本发明具体有三种，如图1/图2，图3和图4。
第一种见图1/图2，阴极铝集流体7首先向外折弯，在胶圈的脚边2b上越过绝缘胶圈2，然后向上弯，沿着胶圈的立边2a到达其高度的五分之一到五分之四，即保证与阴极壳有足够好的连接，又保证留下的空间可以满足可靠的密封。往螺旋卷芯加注电解液后，外壳3套在图2所示组合件上，通过扣边的方法折弯外壳开口边缘3c来实现密封。折弯好的导电极耳7被紧密的压缩在胶圈2外部与外壳3内部。机械扣边压缩所带来的力，保证了在电池充放电过程中导电极耳7与外壳3始终有足够好的连接。组成极耳7的铝箔厚度一般仅0.012毫米，即使双折或三折后也不过0.024或0.036毫米，对于厚度有0.10到0.15毫米的胶圈2而言，可以通过轻微的变形来适应。电池的金属外壳在整个过程中几乎没有变形，以此保证了足够紧的密封。一个冲好的圆形的垫圈11是被预先贴在外壳内平面上3a,它能够将壳内暴露于电解液中的金属完全覆盖，防止电池短路并提供更长的循环寿命。
第二种见图3，阴极铝集流体7通过超声波焊接在一个金属片10上，该片通常材料是铝，具体连接形式见图5的焊接区8。金属片10的大小与外壳3内径的大小相同，并刚好能放在外壳内平面上3a。金属片10预先贴上中心带孔的O形的绝缘垫11a，在与集流体7焊接后，取另外一个圆形或椭圆形绝缘垫11整个覆盖住焊接部位外露的金属部分。往螺旋卷芯加注电解液后，金属片10折回并盖住卷芯。套上外壳3通过扣边的方法折弯外壳开口边缘3c来实现密封。机械扣边力通过内盖立边1c和胶圈2将金属片10压紧在外壳内平面3a上，具体的位置在压紧区9，这样保证了外壳与阴极有良好的连接。
第三种见图4，集流体7直接焊接在外壳的内平面3a上。绝缘胶带7a与7b因为图形比例太小未注明，这种方案需要更长的集流体7，否则底部的超声波焊接由于壳立边3b的阻碍而无法实现。焊接后注电解液前，卷芯与外壳3通过长集流体7开放式的连接在一起，这样增加了损坏集流体7的风险。注液后，长集流体7需要多次折弯才能塞入电池内部并完成扣边。为能够将壳内暴露于电解液中的金属完全覆盖，预先要在外壳的内平面3a贴上中心带孔的O形的绝缘垫11a，在与集流体7焊接后，取另外一个圆形或椭圆形绝缘垫11整个覆盖住焊接部位外露的金属部分。这样就防止电池短路并提供更长的循环寿命。
在本专利中所提及的“阴极”和“阳极”的定义是可以相互转换的，也就是说，图1中的内盖1可以是阴极盖，外壳3可以是阳极壳，电极4可以是阳极，而电极5则是阴极，以此类推。
下面以三个具体的实施例对本发明作更进一步的说明。
实例一：
参考图1，本发明的发明人依照如上所述的方法，生产了直径7.8毫米，高度5.3毫米，型号Z23的锂离子可充电扣式电池。
电池壳1和3是用镀镍不锈钢构成，该不锈钢可以是316，304或者430，其厚度在0.1到0.15毫米之间，最好0.125毫米。这个阳极盖的立边1c是单层的。胶圈2由聚丙烯注塑而成，厚度在0.06到0.15毫米之间，最好0.12毫米。
阴极最好选用镍锰钴酸锂等富锂材料与其它添加剂以NMP为溶剂在真空下混合，混合好的浆料双面涂布到铝箔上，其厚度在0.01到0.025毫米之间，最好0.012毫米。加热烘干涂好的材料并在对辊机中压到所要求的厚度，厚度通常在0.1到0.2毫米之间。这个涂布通常会留下一些空白区，方便极耳7的加工。电极可以采用冲切的方法加工，但最好使用激光切割机来加工成如图10所要求的形状。阳极的加工方法与阴极类似，除了使用石墨作为富锂材料，集流体的金属材料为铜箔，其厚度在0.005到0.012毫米之间，最好0.006毫米。导电极耳7与13双折后分别在两面贴上绝缘胶带7a、7b与13a、13b留下如图11所示的末端空白区。
电极4与5用卷绕机和隔膜一起卷成螺旋卷，隔膜6是厚度0.007到0.025毫米之间的多孔的PE膜或PP/PE/PP复合膜，最佳厚度0.012毫米。隔膜的宽度比电极要宽0.5到1.5毫米。在卷绕孔的顶部折弯并压下阳极极耳13，然后将卷芯塞入预先贴有中心带孔的O形绝缘垫的阳极盖1中，焊机焊头通过卷绕孔将极耳13与阳极盖1焊在一起。套上预先涂有电池密封胶的胶圈2，使阳极盖1的切口边到达胶圈的脚边2b。
阴极集流体7首先向外折弯，在胶圈的脚边2b上越过绝缘胶圈2，然后向上弯，沿着胶圈的立边2a到达其高度的二分之一。通过胶圈上预先涂有的密封胶粘住集流体裸露的铝箔，绝缘胶带7a与7b贴住部分集流体，保证胶圈脚边2b压到部分胶带，从而无集流体金属直接暴露于电解液中。
以上加工好的配件，放入真空烘箱中烘烤24小时。除去水份后，放入湿度低于1%的干燥手套箱中注入含六氟磷酸锂的电解液，待电解液被卷芯大部分吸收后，盖上预先贴有绝缘垫11的外壳3，最后将其放入扣边机中完成封口，形成一个密封的电池。
密封好的电池，首先老化一天，然后至少经过两次充放电循环，来活化并测量电池的容量。发现电池在平均电流5毫安，平均电压3.7V时容量有24mAh。整个能量是89mWh,体积比能量是345Wh/L。经过600到1000次循环后容量保持率80%。循环条件：先12毫安恒流再4.2V恒压充电，12毫安放电到3.0V。
其它电池型号例如：Z22直径7.8毫米，高度4.0毫米；Z11直径6.4毫米，高度4.0毫米；它们都可以采用类似的工艺进行生产。
实例二：
参考图3，大部分配件，材料和工艺流程与实例1是相似的，除了阴极集流体7是预先焊在一个圆形的铝片10上，该片通常厚0.05毫米，如图5。铝片10预先贴上中心带孔的O形的绝缘垫11a，在与集流体7焊接后，取另外一个圆形绝缘垫11整个覆盖住焊接部位外露的金属部分。加注电解液后，金属片10折回并盖住卷芯。最后套上外壳3通过扣边的方法来实现密封。
所制电池的性能与实例1也是相似的，除了额外加多的铝片10与导电极耳7预焊工艺，存在提高不合格率的风险。另外0.05毫米厚的铝片，需要占多一点内部的空间，同样做Z23电池与实例1的方法对比的容量要少大约1-2%。
实例三：
参考图4，大部分配件，材料和工艺流程与实例1是相似的，除了阴极集流体7是直接焊接在外壳的内平面3a上。这样需要一个更长的集流体7，否则底部的超声波焊接由于壳立边3b的阻碍而无法实现。为能够将壳内暴露的金属完全覆盖，预先要在外壳的内平面3a贴上中心带孔的O形的绝缘垫11a，在与集流体7焊接后，取另外一个圆形的绝缘垫11整个覆盖住焊接部位外露的金属部分。注液后，长集流体7需要多次折弯才能塞入电池内部并完成扣边与密封。
所制电池的性能与实例1和实例2也是相似的，除了长集流体7在生产过程中易断裂所带来的风险，就是折弯后塞入电池内部的集流体将占用有效空间，导致电池容量下降。
本发明可应用于电池领域。
需要注意的是，上述仅以优选实施例对本发明进行了说明，并不能就此局限本发明的权利范围，因此在不脱离本发明思想的情况下，凡运用本发明说明书和附图部分的内容所进行的等效变化，均理同包含在本发明的权利要求范围内。

Claims (3)

1.一种可充电锂离子扣式电池，其特征在于：它由以下部分组成：
1) 一个密封的空间，包含内盖（1）和外壳（3），该盖与壳至少各存在一个平面构成电池的顶部（1a）和底部（3a），垂直于这两个面的周边所围的外形是圆形或椭圆形的；
2）所述密封的空间里还包含一个圆形或椭圆形的绝缘胶圈（2），该胶圈包含一个脚边（2b）和一个立边（2a），脚边覆盖住内盖开口的边缘，外壳开口边缘（3c）利用机械扣边通过胶圈作用于内盖折弯处（1b）上的力来实现对电池的密封；所述密封的空间里还包含电解液；
3）所述密封的空间里还包含有由第一电极、第二电极和隔膜（6）通过卷绕形成圆形或椭圆形的螺旋卷，其卷轴垂直于所述外壳与内盖的平面；
4）电极存在一块未涂活性材料的区域，该区域暴露的金属作为导电极耳分别连接电极与外壳或电极与内盖；
第一电极与外壳（3）是通过压紧在外壳内部与胶圈立边（2a）外部之间的极耳（7）来连接导电；所述第二电极通过导电极耳（13）焊接于内盖（1）；该电池还包括绝缘垫（11），所述绝缘垫（11）被贴于外壳底部（3a）的内表面，该表面被绝缘垫完全覆盖而无外壳金属暴露于电解液中；所述第一电极的导电极耳（7）用绝缘胶带覆盖住未涂布区和非连接区，以此保证无金属暴露于电解液中；所述第二电极的导电极耳（13）用绝缘胶带覆盖住未涂布区和非焊接区，以此保证无金属暴露于电解液中；极耳（7）首先向外折弯，在胶圈的脚边（2b）上越过绝缘胶圈（2），然后向上弯，沿着胶圈的立边（2a）到达其高度的五分之一到五分之四。
2.一种可充电锂离子扣式电池，其特征在于，它由以下部分组成：
1) 一个密封的空间，包含内盖（1）和外壳（3），该盖与壳至少各存在一个平面构成电池的顶部（1a）和底部（3a），垂直于这两个面的周边所围的外形是圆形或椭圆形的；
2）所述密封的空间里还包含一个圆形或椭圆形的绝缘胶圈（2），该胶圈包含一个脚边（2b）和一个立边（2a），脚边覆盖住内盖开口的边缘，外壳开口边缘（3c）利用机械扣边通过胶圈作用于内盖折弯处（1b）上的力来实现对电池的密封；所述密封的空间里还包含电解液；
3）所述密封的空间里还包含有由第一电极、第二电极和隔膜（6）通过卷绕形成圆形或椭圆形的螺旋卷，其卷轴垂直于所述外壳与内盖的平面；
4）电极存在一块未涂活性材料的区域，该区域暴露的金属作为导电极耳分别连接电极与壳或电极与盖；
所述第一电极导电极耳是被焊接在一个圆形或椭圆形的金属片（10）上，该片被置于外壳底部（3a）内与胶圈脚边（2b）外之间；所述第二电极通过导电极耳（13）焊接于内盖（1）；该电池还包括一个O形绝缘垫（11a），该绝缘垫在焊接前被贴于所述金属片（10）上，另一个圆形的绝缘垫（11）在与所述第一电极焊接后贴上，保证第一电极与金属片的连接面无金属暴露于电解液中；所述第一电极的导电极耳（7）用绝缘胶带覆盖住未涂布区和非连接区，以此保证无金属暴露于电解液中；所述第二电极的导电极耳（13）用绝缘胶带覆盖住未涂布区和非焊接区，以此保证无金属暴露于电解液中。
3.一种可充电锂离子扣式电池，其特征在于，它由以下部分组成：
1) 一个密封的空间，包含内盖（1）和外壳（3），该盖与壳至少各存在一个平面构成电池的顶部（1a）和底部（3a），垂直于这两个面的周边所围的外形是圆形或椭圆形的；
2）所述密封的空间里还包含一个圆形或椭圆形的绝缘胶圈（2），该胶圈包含一个脚边（2b）和一个立边（2a），脚边覆盖住内盖开口的边缘，外壳开口边缘（3c）利用机械扣边通过胶圈作用于内盖折弯处（1b）上的力来实现对电池的密封；所述密封的空间里还包含电解液；
3）所述密封的空间里还包含有由第一电极、第二电极和隔膜（6）通过卷绕形成圆形或椭圆形的螺旋卷，其卷轴垂直于所述外壳与内盖的平面；
4）电极存在一块未涂活性材料的区域，该区域暴露的金属作为导电极耳分别连接电极与壳或电极与盖；
所述第一电极导电极耳是在电池密封前被焊接于外壳底部（3a）内平面上；所述第二电极通过导电极耳（13）焊接于内盖（1）；该电池还包括一个O形绝缘垫（11a），该绝缘垫在焊接前被贴于所述外壳底部（3a）内平面上，另一个圆形的绝缘垫（11）在与所述的第一电极焊接后贴上，保证所述第一电极与外壳底部内平面的连接面无金属暴露于电解液中；所述第一电极的导电极耳（7）用绝缘胶带覆盖住未涂布区和非连接区，以此保证无金属暴露于电解液中；所述第二电极的导电极耳（13）用绝缘胶带覆盖住未涂布区和非焊接区，以此保证无金属暴露于电解液中。
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