CN105609666A - 纽扣电池 - Google Patents

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Abstract

本发明描述了纽扣电池，具有：两个金属外壳半构件，其通过电绝缘的密封件相互分离并构成具有平坦的底部区域和与其平行的平坦的盖区域的外壳；外壳内的至少一个正电极和至少一个负电极的电极分离器复合体，其中电极分离器复合体被配置为螺旋形的绕组并置于外壳中，使得电极分离器复合体的端面侧在平坦的底部区域和平坦的盖区域的方向上被定向；金属薄膜分导器，其将正负电极分别电连接至外壳半构件之一；和热保险装置，其被集成到金属薄膜分导器中的至少之一中或被布置在电极之一的电流收集器与将电极连接至外壳的金属薄膜分导器之间，其中金属薄膜分导器构成外壳半构件的内表面与电极分离器复合体的端面侧之间的扁平层。

Description

纽扣电池
本申请是申请日为2011年7月28日、申请号为201180048216.X、发明名称为“具有带有热保险装置的绕组电极的纽扣电池”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及具有由两个金属外壳半构件组成的外壳的纽扣电池，所述外壳包含缠绕的电极分离器复合体。
背景技术
纽扣电池通常具有由两个外壳半构件、即电池杯和电池盖组成的外壳。它们例如可以由镀镍的深拉金属板作为冲压拉延构件来制造。通常，电池杯被极化为正的并且电池盖被极化为负的。在外壳中可以包含极为不同的电化学系统，例如锌/二氧化锰、一次和二次锂系统或者诸如镍/镉或者镍/金属氢化物的二次系统。
纽扣电池的液密闭锁传统地通过与塑料环结合地将电池杯的边缘卷边到电池盖的边缘上方来进行，所述塑料环布置在电池杯与电池盖之间并且同时用作密封元件以及用于对电池杯和电池盖电绝缘。这种纽扣电池例如在DE3113309中得以描述。
替换地，也可能的是制造这样的纽扣电池，其中电池杯和电池盖在轴向上仅仅只通过力配合的连接来接合并且相应地不具有卷边的杯边缘。这种纽扣电池及其制造方法在具有文件号DE102009017514的德国专利申请中得以描述。
尽管这样的无卷边的纽扣电池可以具有各种优点，但是这样的纽扣电池在轴向上比具有卷边的杯边缘的类似纽扣电池可加的载荷更小，尤其是涉及源自纽扣电池内部的轴向机械载荷。因此例如可再充电的锂离子系统的电极在充电和放电过程时始终遭受容量变化。在此过程中出现的轴向力在无卷边的纽扣电池情况下与在具有卷边的纽扣电池情况下相比自然可能比较容易导致不密封性。
由扁平的电极层和分离器层组成的绕组可以相当简单地按照已知的方法（例如参见DE3638793）制造，其方式是例如平面地、尤其是以条的形式将电极施加、尤其是层压到作为无穷带存在的分离器上。一般在所谓的绕组芯上缠绕由电极和分离器组成的复合体。在将绕组从绕组芯上剥掉之后，在绕组的中心中遗留轴向空腔，这导致绕组也许可能膨胀到该空腔中。这在电极与金属外壳半构件电接触时可能导致问题。
在锂离子电池或锂聚合物电池情况下可能出现严重问题，例如通过如可能由外部短路引起的电流脉冲或通过过充电引起。锂离子电池通常具有含石墨的阳极和基于锂钴氧化物的阴极。在充电过程时，锂离子从锂钴氧化物中释放出并且插入到阳极的石墨层中。如果这样的电池被过充电，尤其是过充电到超过4.2V的电压，则发生，比由阳极的石墨层可以接纳的更多的锂离子被释放。因此，在阳极上表面地沉积高反应性金属锂。如果进一步继续充电过程并且相应地进一步提高电压，尤其是提高到明显超过4.2V的水平，则电池中的电解质的成分也可能分解并且导致膨胀（Aufgasung）。此外，锂钴氧化物结构通过锂的继续进行的释放而越来越不稳定，直至所述锂钴氧化物结构最后由于氧化剂（氧气）的释放而崩溃。这些过程可能导致电池的剧烈变热，所述剧烈变热可能引起爆炸式燃烧。
发明内容
本发明提供具有如下所述的纽扣电池，所述纽扣电池尤其是被良好地保护免受所提到的轴向机械载荷并且此外还具有其他安全性特征，所述其他安全性特征保护所述纽扣电池免受由于过充电或短路引起的损坏。本发明电池的优选实施方式在其他部分给出。
本发明的纽扣电池始终包括两个金属外壳半构件，它们通过电绝缘密封件相互分离并且构成具有平坦的底部区域和与底部区域平行的平坦的盖区域的外壳。所述纽扣电池具有：外壳内的至少一个正电极和至少一个负电极的电极分离器复合体，其中所述电极分离器复合体被配置为螺旋形的绕组并置于所述外壳中，使得所述电极分离器复合体的端面侧在所述平坦的底部区域和平坦的盖区域的方向上被定向；金属薄膜分导器，所述金属薄膜分导器将所述至少一个正电极和所述至少一个负电极分别电连接至所述外壳半构件之一；和热保险装置，所述热保险装置被集成到所述金属薄膜分导器中的至少之一中或者被布置在所述电极之一的电流收集器与将所述电极连接至所述外壳的金属薄膜分导器之间，其中所述金属薄膜分导器构成所述外壳半构件的内表面与所述电极分离器复合体的端面侧之间的扁平的层。优选地，两个外壳半构件如开头所提到的那样一般是所谓的电池杯和电池盖。作为用于外壳半构件的材料尤其是优选镀镍的钢或金属板。此外，尤其是例如具有序列—镍、钢（或特种钢）和铜（其中镍层优选地构成纽扣电池外壳的外侧并且铜层优选地构成纽扣电池外壳的内侧）的三金属适合作为金属原料。
作为密封件例如可以使用浇注密封件或薄膜密封件。后者例如在DE19647593中得以描述。
在外壳内布置至少一个正的和至少一个负的电极，而且分别以扁平的电极层的形式。电极优选地经由至少一个平面的分离器相互连接。优选地，电极被层压或粘接到该分离器上。电极和分离器一般分别仅具有μm范围中的厚度。多孔的塑料薄膜一般用作分离器。
优选地，根据本发明的纽扣电池具有至少一个插入锂的电极。所提到的电极的至少之一相应地在优选的实施方式中是插入锂的电极。本发明的电池因此优选地是锂离子电池或锂聚合物电池。
在本发明纽扣电池的外壳中，所提到的由电极和至少一个平面的分离器组成的复合体以绕组的形式、尤其是以螺旋形绕组的形式存在，其中绕组布置为使得其端面指向外壳的平坦的底部区域和平坦的盖区域的方向。
除了外壳半构件和电极分离器复合体之外，本发明的纽扣电池始终还包括金属分导器，其将至少一个正电极和/或至少一个负电极分别与外壳半构件之一电连接。优选地，一个或多个与至少一个正电极连接的分导器由铝组成。一个或多个与至少一个负电极连接的分导器优选地由镍或铜组成。
在电极侧，分导器优选地连接到电流收集器上。电流收集器一般是金属薄膜或金属网，其通常在两侧被涂覆以电极活性金属。在正电极那一侧，电流收集器优选地由铝组成，在负电极那一侧，优选地由镍或铜组成。薄膜或网尤其是具有在1μm和100μm之间的厚度。优选地通过焊接将分导器连接到电流收集器上。
所提到的电极分离器复合体优选地具有层序列
-负电极/分离器/正电极/分离器
或者层序列
-正电极/分离器/负电极/分离器。但是此外具有层序列
-负电极/分离器/正电极/分离器/负电极
或
-正电极/分离器/负电极/分离器/正电极
的复合体也可以是优选的。在这些复合体中，复合体具有多于一个的正电极和/或多于一个的负电极。
至少一个正电极可以例如具有锂钴氧化物作为活性材料。对于至少一个负电极，作为活性材料例如可以考虑石墨。分离器一般由优选多孔的塑料组成，例如由聚烯烃组成。
此外，本发明的电池优选地也具有电解质，例如碱性电解质或有机电解质，尤其是基于碳酸盐（如果本发明电池是锂离子电池的话）。
特别地，本发明纽扣电池的特征在于，分导器的至少之一配备有热保险装置。与电保险装置不同，这种热保险装置的触发不通过流经该热保险装置的电流引起，而是更确切地说仅仅通过该热保险装置的温度引起。如果本发明电池例如被过充电，则热保险装置通过在过充电时产生的热起动并且断开回路。于是进一步的过充电不再可能。
热保险装置不仅可以是可逆触发的保险装置而且可以是不可逆触发的保险装置。可逆保险装置具有以下优点：通过起动保险装置不会使电池不能用。在电池返回到低于可逆热保险装置的触发温度的温度时，电池一般可以被再次投入运行。但是，在可逆触发的保险装置情况下存在以下危险：电池在冷却之后再次被充电超过临界点并且在多个关断循环之后达到引发开头所提到的爆炸式燃烧的点。出于该原因，代替可逆热保险装置而使用不可逆触发的热保险装置也可以是完全有利的。该不可逆触发的热保险装置被触发一次，就持久地中断回路。具有所触发的不可逆保险装置的电池是不可能重新投入运行的。
热保险装置优选地具有在65℃和130℃之间的标称触发温度。此外，优选的是，热保险装置具有在60℃和70℃之间的保持温度。上述值在此分别是在标称电流为5CA时按照IEC61960-1被确定的。
将标称触发温度理解为以下温度，在该温度时，热保险装置改变其传导能力并且断开回路。将保持温度理解为最大温度，在该最大温度时标称电流在预先给定的时间（当前是100小时）期间流经该热保险装置，而该保险装置不触发、也即不改变传导能力和断开回路。
特别优选地，热保险装置是基于合金、尤其是基于铅铋锡易熔合金（RosesMetall）或达塞特铋铅锡低熔点合金（D’ArcetsMetall）的熔断保险装置。
铅铋锡易熔合金众所周知地是由铋、铅和锡组成的合金。该合金的熔点处于大约98℃处并且从而低于水的沸点。详细地，铅铋锡易熔合金由50%铋、25%和28%之间的铅和22%和25%之间的锡组成并且具有大约9.32g/cm3的密度。类似的也适用于达塞特铋铅锡低熔点合金，同样为由铋、锡和铅组成的合金。然而该合金具有大约93.75℃的较低一些的熔点。
在其它优选的实施方式中，热保险装置可以是PTC元件（正温度系数器件）。这样的PTC元件是可逆保险装置的例子。与锂离子电池关联地使用这样的PTC元件例如从DE10250857A1中已知。如在那里所述的，PTC元件可以导电地、例如通过焊接或钎焊集成到分导器中。有利地，PTC元件由聚合物组成，在该聚合物中均匀分布地存在导电颗粒。该聚合物在低温时良好地导电，因为于是导电颗粒相互导电接触。从对于每个PTC特定的温度起，聚合物膨胀，使得导电颗粒失去其接触。PTC元件的电阻于是突然地升高。
如果这样的PTC元件被集成到本发明的电池中，则在低温时完全给出在电池充电和放电情况下的电性能。但是如果电池被强烈地过充电或者外部短路，则在此情况下产生的热导致电阻的跳跃式升高。
在本发明电池的优选实施方式中，分导器的至少之一通过焊接与相应的外壳半构件连接。特别优选地，一个或多个分导器在外壳的平坦的底部区域或盖区域中焊接到外壳的内侧上。通过所述焊接，至少一个正电极和/或至少一个负电极经由一个或多个分导器与本发明纽扣电池的外壳的平坦的底部区域或与平坦的盖区域连接，其中一般电池盖被极化为负的并且电池杯被极化为正的。
分导器和外壳的焊接可以借助于激光器进行，尤其是也从外部穿过外壳半构件的外壳壁进行。因此相应地，本发明提供具有焊接缝和/或焊接点的纽扣电池，所述焊接缝和/或焊接点尤其是从外壳的外侧出发穿过所述外壳。激光器的运行参数必须尽可能精确地与外壳的厚度匹配。功率例如可以通过改变脉冲频率来调制。最后，激光器仅仅应该负责外壳和分导器的焊接，而诸如电极绕组的其他组件应该尽量地不被损坏。
适当的激光器例如是商业上可获得的纤维激光器、也即固体激光器，其中玻璃纤维的掺杂的芯构成活性介质。用于激光活性纤维芯的最经常的掺杂元素是铒。但是对于如当前的高功率应用而言，更确切地说镱和钕是优选的。
尽管存在这种激光器可以非常精细地与相应的外壳厚度和分导器厚度匹配的事实，但是可能的是，在具体情况下激光的强度被选择得太强并且激光穿透外壳壁和分导器。出于该原因，分导器与外壳的焊接特别优选地在底部区域或盖区域的部分区域中进行，该部分区域在端面限制绕组的中心中的轴向空腔。如果激光束在该区域中穿透外壳，则绕组不可能被损坏，而是代替地激光束由相对的外壳半构件吸收或者由可能布置在空腔内的绕组芯吸收。
如果可能，要焊接的分导器应该尽可能扁平地施加在外壳的内侧。这例如可以通过以下方式来保证，即在由电极和至少一个平面的分离器组成的绕组被放入到外壳中之前，分导器经由粘接带扁平地被固定在所述绕组的端面上或端面处。
本发明纽扣电池的分导器在优选的实施方式中是平面分导器，尤其是金属薄膜，特别优选地是矩形、条形或带形金属薄膜。薄膜优选地具有在5μm和100μm之间的厚度。
分导器优选地是单独的部件，所述单独的部件被连接、尤其是焊接到电极上、尤其是电极中的电流收集器上。但是可替换地，分导器也可以是电流收集器的未经涂覆的片段（即无电极活性材料的片段），尤其是这样的电流收集器的未经涂覆的端部。通过将所述未经涂覆的片段、尤其是未经涂覆的端部弯折例如90°，可以将端部与本发明纽扣电池的外壳的底部区域或盖区域连接，例如通过所提到的焊接。
优选地，一个或多个分导器的至少一个子片段在外壳的底部区域或盖区域中扁平地施加到一个或多个外壳半构件的内侧上，尤其是当分导器是诸如薄膜的平面分导器时。这样的分导器可以构成在外壳半构件的内侧和电极绕组的端面之间的扁平的层并从而构成至外壳的大面积的电接触。
本发明纽扣电池的热保险装置可以布置在电极之一和相应的分导器之间。因此所述热保险装置例如可以在一侧与正电极的电流收集器焊接或钎焊并且在另一侧与用于正电极的分导器焊接或钎焊，或者在一侧与负电极的电流收集器焊接或钎焊并且在另一侧与用于负电极的分导器焊接或钎焊。但是当然也可能的是，完全将热保险装置集成到分导器之一中或者布置在分导器之一和对应的外壳半构件之间。
因为原则上正电极以及负电极均可以在电极绕组的端面处暴露，所以需要避免在电极之间的短路。因此在特别优选的实施方式中，本发明的纽扣电池包括至少一个单独的绝缘装置，其禁止在绕组的端面与分导器、尤其是一个或多个分导器在扁平地施加在外壳半构件的内侧上的子片段之间的直接电接触。这样的绝缘装置例如可以是诸如塑料粘接薄膜的薄膜，利用其覆盖一个或多个分导器的背离纽扣电池外壳内侧的那侧。
本发明纽扣电池的电极绕组可以按照诸如在DE3638793中所述的已知的方法来制造，根据所述方法将电极和分离器缠绕在绕组芯上。在将绕组从绕组芯上剥掉之后，轴向空腔、优选地基本上柱形的轴向空腔可以位于绕组的中心。在本发明纽扣电池的外壳中，这样的空腔在罩侧通过绕组限制并且在端面通过外壳的底部区域或盖区域或至少通过其部分区域来限制。特别优选地，至少一个分导器在这些部分区域之一中与一个或多个外壳半构件焊接。
根据本发明可以规定，本发明纽扣电池在优选的实施方式中在绕组中心中具有固定的绕组芯，所述绕组芯至少部分地填充绕组中心中的轴向空腔。这样的绕组芯将电极绕组固定在径向上并且防止绕组可能向内破裂到轴向空腔内。此外，这样的绕组芯也改善了本发明纽扣电池针对外部机械影响的稳定性。一般不再可能通过在轴向上的外部机械压力而损坏纽扣电池中的电极绕组。
根据作为螺旋形电极绕组的电极绕组的优选实施形式，所提到的在绕组中心中的轴向空腔优选地基本上构造为柱形的（尤其是圆柱形的）。在罩侧，所述轴向空腔通过绕组限制，在端面通过纽扣电池外壳的底部区域或盖区域的相应面限制。
相应地，在本发明纽扣电池中所包含的绕组芯优选地也构造为柱体、尤其是空心柱体。这样的柱体的高度优选地相应于平坦的底部区域与平行于底部区域的平坦的盖区域的相应间距。
特别优选地，绕组芯由诸如特种钢的金属组成或由塑料组成。
在本发明纽扣电池的优选实施方式中，在绕组形电极分离器复合体中的负电极和正电极彼此错开地布置在复合体内。错开地布置在此应该被理解为这样布置电极，使得在本发明纽扣电池中得出电极与平坦的底部区域和盖区域的分别不同的间隔。在最简单的情况下，例如可以将正电极和负电极作为相同宽的条稍微错开地施加到分离器带的相对的侧上，使得从测量角度看，正电极与上分离器边缘的间距大于负电极与上分离器边缘的类似间距。于是当然在与下分离器边缘的间距方面适用相反的。
作为该错开布置的结果，一个极性的电极例如可以直接紧挨给其分配的、构造为在外壳半构件之一的内侧与电极绕组的端面之间的扁平层的分导器。
特别优选地，本发明纽扣电池的优选螺旋形的绕组在构建到其端面之前被热处理。在此，所述绕组至少短期地遭受以下温度，在所述温度时绕组中的分离器可以热塑性变形。一般，即使在电极以所述的偏移彼此布置的前提下，分离器也在绕组的端面处稍微凸出。通过热处理，分离器可能稍微收缩。
本发明纽扣电池尤其是无卷边的纽扣电池，如开头所提到的。相应地，在轴向上在外壳半构件之间存在优选仅仅力配合的连接。本发明的纽扣电池因此不具有卷边的杯边缘，而这在由现有技术已知的纽扣电池情况下一般始终是具有的。纽扣电池无卷边地被焊接。优选地基本上仅通过粘附力保证外壳半构件的接合。
为了制造具有由电池杯和电池盖组成的外壳的无卷边的本发明纽扣电池，优选地规定，首先将密封件施加到电池盖的罩区域上。
所使用的电池杯和电池盖一般分别具有底部区域或盖区域、罩区域、布置在底部区域或盖区域与罩区域之间的边缘区域、和切边。底部区域以及盖区域基本上被构造为平坦的，它们一般稍后构成极，在所述极处通过消耗器吸收电流。在制成的纽扣电池中，电池杯的底部区域和电池盖的盖区域基本上彼此平行地取向。而在制成的纽扣电池中的电池杯和电池盖的罩区域优选地基本上与底部区域或与盖区域正交地取向并且基本上具有柱形几何形状。优选地，电池杯和电池盖的内半径和外半径在罩区域中基本上是恒定的。电池杯和电池盖的所提到的边缘区域形成在罩区域和盖区域或底部区域之间的过渡。所述边缘区域因此一方面通过基本上平坦地构造的底部区域和盖区域限制，另一方面通过与该底部区域和盖区域正交地布置的基本上柱形的罩区域限制。边缘区域例如可以被构造为锋利的边或也可以构造为倒圆的边。
于是在另一步骤中，将电池盖与所施加的密封件一起插入到电池杯中，使得得到以下区域，在该区域中电池杯和电池盖的罩区域重叠。重叠区域的大小或重叠的区域与未重叠的区域的比例大小在此通过电池杯和电池盖的罩区域的相应高度以及通过插入的深度来确定。关于电池盖的罩区域，优选的是，20%与90%之间、尤其是30%与99%之间、特别优选地50%与99%之间与电池杯的罩区域重叠（所述百分比分别涉及罩或罩区域的高度）。在插入之前，可以在电池杯中和/或在电池盖中使用其它常见的纽扣电池组成部分（电极、分离器、电解质等）。在将电池盖完全插入到电池杯中之后，对电池杯的罩区域、尤其是在切边的区域中施加压力，以便密封外壳。在此，接合的外壳构件应该在轴向上尽可能不遭受或仅遭受非常小的载荷。因此所述压力尤其是被轴向地施加。从而除了已经提到的外壳密封之外，也可以校准电池外壳的外直径。
特别重要的是，电池杯和电池盖的罩区域的高度彼此协调，使得电池杯的切边通过对电池杯的罩区域的压力而被压向电池盖的罩区域。罩区域的高度因此优选地被选择为使得电池杯的切边不可能向内折弯到完全插入到电池杯的电池盖的边缘区域上方。相应地，不发生电池杯的边缘到电池盖的边缘区域上方的卷边。因此，本发明纽扣电池的电池杯可能具有带有在切边方向上基本上恒定的半径的罩区域。
特别优选地，为了制造无卷边的纽扣电池使用这样的电池杯，该电池杯至少在其罩的部分区域中被构造为锥状的，使得至少其内直径在切边的方向上增加。由此，显著地使电池盖到电池杯中的插入变得容易。电池杯和电池盖的尺寸优选地如此彼此协调，使得较大的反作用力优选地在几乎完全将盖插入到杯中时才出现。优选地，在此锥角处于10分和3度之间、在30分和1度30分之间。
与所施加的密封件一起插入到电池杯中的电池盖在优选的实施方式中至少在罩区域的一部分中被构造为柱形的。这可能尤其是涉及罩区域的、在将电池盖插入到电池杯之后与电池杯罩的所提到的锥形构造的部分区域重叠的部分。特别优选地，电池盖的罩和从而还有罩区域整体地构造为柱形的。因此优选地，电池盖在罩区域中具有恒定的外半径。这可能尤其是涉及在将电池盖插入之后与电池杯罩区域的锥形构造的部分重叠的部分。
在将具有柱形罩区域的电池盖插入到至少在电池杯的罩的部分区域中锥形构造的电池杯（如所述的那样）中时，一般在电池杯和电池盖之间产生向上开口的缝隙。该缝隙一般通过对电池杯的罩区域的压力再次消除。从而，对电池杯的罩区域的压力必要时如此选择，使得电池杯的罩区域的锥形构造的部分被向内压，直至电池杯的内侧和电池盖的外侧在重叠的区域中彼此基本上均匀地间隔为止。得出的纽扣电池具有这样的罩区域，所述罩区域彼此平行地取向，尤其是在重叠的区域中。
在此一个重要的方面是密封件的选择，所述密封件将电池杯与电池盖连接。优选地，密封件是由热塑性塑料组成的塑料密封件。
完全特别优选地，当前使用基于聚酰胺或基于聚醚醚酮的塑料密封件，尤其是塑料薄膜。
优选的是，无卷边电池的密封件具有在50μm和250μm之间的初始厚度。概念“初始厚度”在此应该理解为在密封件被施加到电池盖的罩上之前该密封件所具有的厚度。与此不同地，概念“最终厚度”应该理解为在制成的电池中密封件的厚度。清楚的是，该密封件至少在重叠的区域中一般相应于在电池杯的内侧和电池盖的外侧之间的间距。
为了可以在电池杯和电池盖之间产生足够高的摩擦，杯和盖的外半径和内半径应该彼此协调以及与薄膜密封件的厚度协调。只有这样才可以产生足够高的挤压力，所述挤压力将两个单构件接合。对于在此所使用的构件优选适用的是，在要插入到电池杯中的电池盖的在电池盖切边处的外半径与电池杯的在与电池盖罩区域重叠的罩区域部分中的最小内半径之间的差小于所使用的密封件的初始厚度。优选地该差在初始厚度的10%和90%之间。
在将电池盖插入到电池杯之后，电池杯的罩区域的部分可以径向地向内拉入。该部分尤其是不与电池盖的罩区域重叠的罩区域部分。
所述拉入可以与已经提到的对电池杯的罩区域施加力同时进行，但是所述拉入优选地在稍后的单独步骤中进行。
优选地，本发明纽扣电池是具有圆形平坦底部区域和圆形平坦盖区域的传统纽扣电池。但是在一些实施方式中，本发明纽扣电池例如也可以具有椭圆形构型。但是要注意的是，高度与直径的比例优选地始终小于1。特别优选地，在本发明纽扣电池情况下该比例处于0.1和0.9之间，尤其是0.15和0.7之间。高度在此应该理解为在平坦底部区域和与之平行的平坦盖区域之间的最短间距。直径指的是纽扣电池罩区域上的两个点的最大距离。
本发明的所述的和其他优点尤其是也结合从属权利要求从现在下面对附图的描述中得到。在此，本发明的各个特征可以单独地或彼此组合地实现。所述的实施方式仅仅用于阐述和用于更好地理解本发明，而不应以任何方式理解为限制性的。
附图说明
图1示意性地示出无卷边的本发明纽扣电池的外壳的横截面并且与之相比示出具有卷边的杯边缘的纽扣电池的外壳。
图2示意性示出如在图1中所示的具有无卷边外壳的本发明纽扣电池的优选实施方式的横截面。
具体实施方式
在图1中示出了无卷边的纽扣电池（B）的外壳101和为了比较示出具有卷边杯边缘的纽扣电池（A）的外壳。传统纽扣电池的外壳以及无卷边的纽扣电池分别由电池杯102和电池盖103组成。它们分别经由密封件104相互连接。但是，在传统纽扣电池情况下电池杯102的开口边缘被向内卷边到电池盖103的边缘上方，而这在无卷边的纽扣电池的外壳101情况下并非如此。
可以很好地看出，在无卷边的纽扣电池的外壳101情况下，电池盖103和电池杯102的罩区域102b和103b重叠，其中得到重叠区域105。电池杯102在重叠的区域105中的内半径直至切边102d为止基本上是恒定的。无卷边的纽扣电池的外壳101因此不具有向内卷边的杯边缘，而这在（A）中的传统纽扣电池情况下是具有的。电池杯102的切边102d在罩区域103b中施加在电池杯103的外侧。
电池杯102包括基本上平坦的底部区域102a、基本上柱形构造的罩区域102b、和边缘区域102c。切边102d构成电池杯102的开口边缘。
电池盖103包括基本上平坦的底部区域103a、基本上柱形构造的罩区域102b、和边缘区域103c。切边103d构成电池盖103的开口边缘。
边缘区域102c被构造为锋利的边，而边缘区域103c构成在盖区域103a和罩区域103b之间的比较展平的过渡。在传统的纽扣电池情况下，这样展平的过渡是需要的，以便能够实现电池盖103的边缘的卷边，而在无卷边的纽扣电池情况下可以放弃该展平的过渡。因此可以设想的是，同样将区域103c构造为锋利的边。边缘区域103c朝向一侧在线103e处通过基本上平坦的盖区域103a限制并且向另一侧在线103f处通过环绕的、与基本上平坦的盖区域103a正交地取向并且基本上柱形构造的罩区域103b来限制。
另外示出区域106，在该区域中，不与电池盖的罩区域103b重叠的、电池杯102的罩区域102b径向地向内拉入。电池杯102的罩的外半径相应地在区域106中小于该罩在重叠区域105中的外半径。
图2示意性地示出本发明纽扣电池200的优选实施方式的横截面。
该纽扣电池具有由金属电池杯202和金属电池盖203组成的外壳201。两个构件经由密封件204密封地相互连接。它们一起构成具有平坦的底部区域205和与该底部区域平行的平坦的盖区域206的外壳。在使用状态下，这些平坦的区域205和206构成纽扣电池的极，在所述极处可以通过消耗器吸收电流。
电池盖203被插入到电池杯202中，使得电池盖和电池杯的罩区域重叠，其中电池杯202的内半径在重叠的区域中在切边的方向上基本上是恒定的。电池杯202的边缘因此不被卷边到电池盖203的边缘上方。
在电极内部布置由条状电极207、条状电极208和条状分离器209组成的复合体。由电极207和208以及分离器209组成的复合体在此以绕组的形式存在，该绕组的端面指向平坦的底部区域205和与底部区域平行的平坦的盖区域206的方向。该复合体被缠绕在纽扣电池200的中心中的绕组芯210上。芯210以及围绕其缠绕的电极和分离器与平坦的底部区域和盖区域205和206正交地取向。只要电极在充电或放电过程时获得或丢失容量，则在此得出的机械力主要径向地起作用并且可以由纽扣电池200的罩区域捕获。
正电极和负电极经由分导器211和分导器212与外壳半构件—杯和盖接触。两个分导器是薄的薄膜，其扁平地位于绕组的端面和平坦的盖区域或底部区域205和206之间。由绕组芯211引起地，对分导器的稳定的轻微挤压力被维持。分导器优选地通过单独的绝缘体元件（在该附图中未示出）与绕组的端面分离，例如通过薄的薄膜。
热保险装置213集成到分导器212中。所述热保险装置被焊入到分导器中并且一旦其触发温度被超过，则可靠地中断充电或放电过程。保险装置优选地是不可逆保险装置。

Claims (6)

1.一种纽扣电池，包括：
两个金属外壳半构件，其通过电绝缘的密封件相互分离并且构成具有平坦的底部区域和与该底部区域平行的平坦的盖区域的外壳，
具有外壳内的至少一个正电极和至少一个负电极的电极分离器复合体，其中所述电极分离器复合体被配置为螺旋形的绕组并置于所述外壳中，使得所述电极分离器复合体的端面侧在所述平坦的底部区域和平坦的盖区域的方向上被定向，
金属薄膜分导器，所述金属薄膜分导器将所述至少一个正电极和所述至少一个负电极分别电连接至所述外壳半构件之一，和
热保险装置，所述热保险装置被集成到所述金属薄膜分导器中的至少之一中或者被布置在所述电极之一的电流收集器与将所述电极连接至所述外壳的金属薄膜分导器之间，
其中所述金属薄膜分导器构成所述外壳半构件的内表面与所述电极分离器复合体的端面侧之间的扁平的层。
2.根据权利要求1所述的纽扣电池，其特征在于，所述热保险装置是可逆触发的保险装置或不可逆触发的保险装置。
3.根据权利要求1或2所述的纽扣电池，其特征在于，所述热保险装置具有在65℃和130℃之间的标称触发温度和/或在60℃和70℃之间的保持温度，其分别是在标称电流为5CA时按照IEC61960-1确定的。
4.根据前述权利要求之一所述的纽扣电池，其特征在于，所述热保险装置是基于合金的熔断保险装置。
5.根据权利要求4所述的纽扣电池，其特征在于，所述合金是铅铋锡易熔合金或达塞特铋铅锡低熔点合金。
6.根据权利要求1至3之一所述的纽扣电池，其特征在于，所述热保险装置是PTC元件。
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