CN109473730A - 一种纽扣电池制作方法及纽扣电池 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种纽扣电池的制作方法及纽扣电池，所述方法取长条状正、负极片，将正、负极片之间设置绝缘膜并以正负极片宽度方向为中心轴卷绕形成基础电芯，并灌入电解液；再采用铝塑包装膜包覆在基础电芯外部，放入封边模具的圆形槽位进行加热封边；最后将封边后的电池放入模切模具采用模切方式切边后整形成成品电池。采用上述方法科制作出直径小于20mm，厚度小于10mm的纽扣电池，解决现有硬壳电池无法小型化的问题。本发明的有益效果如下：所述电池电芯不同于常规卷绕方式而是采用长条形正负极片以宽度方向为轴卷绕，电芯形状更易控制，尺寸更易于小型化，利于后续的封边和切边操作，同时保证了产品质量，提高了生产效率。

Description

一种纽扣电池制作方法及纽扣电池

技术领域

本发明涉及一种软包装纽扣电池。

背景技术

目前，纽扣电池分为化学电池和物理电池两大类，其中化学电池应用较为普遍，化学电池一般由阳极 (正极)、阴极 (负极)及其电解液等组成。电池的外壳为不锈钢片，并作为正极，其负极制作成不锈钢的圆形盖，正极与负极间有密封环绝缘，密封环除起绝缘作用外，还用于阻止电解液泄漏。由于其封装采用的是物理堵塞加硬壳的封装方式，封装效果并不稳定且安全性能较差。

软包锂电池行业发展也有很多年，但软包锂离子电池通常为方形、圆柱形等电池，其相当于是采用铝塑膜包装裸电芯后进行顶封、侧封、抽气热封等封装工序做成的半成品电池。这些特定形状的软包电池可以采用传统的顶封、侧封方式进行封装装配，是因为其极耳与侧封边、二次侧封边不在同侧，所以对侧封边边料的裁切简单，采用常规的切刀或切折烫设备即可完成，但对于异形电池，常规的顶封、侧封工艺无法满足要求，例如纽扣类电池。这类电池结构设计要求电池正负极耳同侧，封边均与电池头部平面在同一水平面上，其结构类似于蘑菇状，封边即为蘑菇头部边缘，此类电池需沿封印边缘进行切边，常规的方法和设备无法完成。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种采用铝塑包装膜包装的软包纽扣电池及其制作方法。

本发明要保护的技术方案为：一种纽扣电池的制作方法，包括以下步骤：

（1）取长条状正、负极片，将正、负极片之间设置绝缘膜并以正负极片宽度方向为中心轴卷绕形成基础电芯；

（2）采用铝塑包装膜包覆在基础电芯外部，放入封边模具的圆形槽位进行加热封边；

（3）将封边后的电池放入模切模具采用模切方式切边后整形成成品电池。

有选的，所述模切模具对应设置两个模座，其中一模座上设有第一圆形槽位，另一模座上对应设置模切刀具，所述模切刀具为凸出于该模座表面的中空圆柱状结构，中空圆柱的端面设置为刀刃。

进一步的，所述设有第一圆形槽位的模座其圆形槽位为设置在凸出于模座表面的柱状结构端面上的圆形凹槽，凸出于模座表面的柱状结构外沿直径与所述模切刀具直径对应，使得模切刀具冲切时恰好套住该柱状结构沿该柱状结构边缘冲切。

进一步的，所述第一圆形槽位边缘设有极耳避让口或极耳避让槽；所述模切刀具对应极耳避让口或极耳避让槽位置也设有避让缺口。

优选的，所述封边模具对应设置的两个模座，其中一模座上设有第二圆形槽位，另一模座上设置封边头，所述封边头为凸出于该模座表面的中空圆柱状结构，该中空部位尺寸对应待封装的电池尺寸，封装头外沿尺寸对应封边后的电池尺寸。

进一步的，所述设有第二圆形槽位的模座其圆形槽位为设置在凸出于模座表面的柱状结构端面上的圆形凹槽，凸出于模座表面的柱状结构外沿直径与所述封边头的直径对应，使得封边头与该柱状结构边沿配合对待封边电池的边缘进行挤压。

进一步的，所述第二圆形槽位边缘设有极耳避让口或极耳避让槽。

本发明同时需要保护采用上述方法制作出的纽扣电池，其方案为：

一种纽扣电池，包括电芯及设于电芯外部的壳体，所述壳体为铝塑包装膜经过模切而成的软壳体，所述电芯由长条状正、负极片及设于正负极片之间的绝缘膜沿正、负极片宽度方向为中心轴卷绕形成，正、负极片及绝缘膜之间设有电解液。

具体的，所述纽扣电池还包括正极耳和负极耳，所述正、负极耳与正、负极片分别焊接；所述纽扣电池直径小于20mm，厚度小于10mm。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

（1）本发明所述纽扣电池采用铝塑包装膜做外壳，可有效降低纽扣电池成本，同时纽扣电池的尺寸厚度更方便控制，更易于制作小型化或超薄电池。

（2）所述电池电芯不同于常规卷绕方式而是采用长条形正负极片以宽度方向为轴卷绕，电芯形状更易控制，利于后续的封边和切边操作。

（3）制作方法中创新采用模切方式进行切边，效率高且边沿整齐利于后续操作，大大减少切边工序对电池封边的影响，保证了产品质量，避免重复加工。

（4）同时，封边工序也采用与电池外形匹配的圆形凹槽模具进行定型、封边，效率高且封边效果好，利于后续模切工序的操作与模切工序相辅相成。

附图说明

图1为本发明所述电芯结构示意图；

图2为所示封边模具结构示意图；

图3为所述封边模具下模座俯视图；

图4为所述冲切模具结构示意图；

图5为所述冲切模具下模座俯视图;

图6为所述电池成品结构示意图。

具体实施方式

下面将结合具体实施例及附图对本发明连接弹片作进一步详细描述。

本发明所述的纽扣电池包括电芯及设于电芯外部的壳体，其中壳体为铝塑包装膜经过模切而成的软壳体，所述电芯由长条状正、负极片及设于正负极片之间的绝缘膜沿正、负极片宽度方向为中心轴卷绕形成电芯体10，正、负极片及绝缘膜之间设有电解液，另正、负极片上分别焊接有正、负极耳20。

所述纽扣电池的制作方法如下：

（1）取长条状正、负极片，将正、负极片之间设置绝缘膜并以正负极片宽度方向为中心轴卷绕形成基础电芯，未封装前的电芯如图1所示。

（2）采用铝塑包装膜包覆在基础电芯外部，放入封边模具的圆形槽位进行加热封边，封边时先不完全封边，预留电解液的注液口，注入电解液后再放入封边模具内进行完全封边；

（3）将封边后的电池放入模切模具采用模切方式切边后整形成成品电池，如图6所示，切边后的半成品电池将留有的边缘弯折包覆在电芯周围，正负极耳20弯折在纽扣电池10’的一端面，并分别焊接导线将电极引出。

在步骤（2）中，所述封边模具包括对应设置的两个模座，其中一模座上设有第二圆形槽位，另一模座上设置封边头，封边头为凸出于该模座表面的中空圆柱状结构，该中空部位尺寸对应待封装的电池尺寸，封装头外沿尺寸对应封边后的电池尺寸。模座上的圆形凹槽可以是直接在模座表面凹陷下去的槽位，也可以是凸出于模座表面的柱状结构端面上的圆形凹槽，优选此种凸出柱状结构端面上设置的凹槽，该凸出于模座表面的柱状结构外沿直径与所述封边头的直径对应，使得封边头与该柱状结构边沿配合对待封边电池的边缘进行挤压。在圆形槽位边缘可设有极耳避让口或极耳避让槽，如果不设置极耳避让口或极耳避让槽，热封工序可直接热压封边，极耳也为扁平状，封边时不会影响到极耳。

其一实施例可如图2所示，下模座1和上模座2均采用铜块制作，铜块内开有通孔，通孔内设置电加热管13、23。下模座1上端面设置有圆形凹槽11，圆形凹槽外围设置封装区12，对应的在上模座2下端面设置突出的筒状封装头21，具体如图3所示，封装头21为具有缺口的圆柱形，圆柱中心设孔，形成筒状。两个模座可分别固定在上安装座4、下安装座3上，通过上安装座4、下安装座3对应安装在封装机上。使用时，启动电加热管13、23使上下模座均匀加热。在下模座1的圆形凹槽11内放置电池封装膜，电池封装膜外沿延伸至封装区12，再放入待封装电芯，圆形凹槽11直径根据电池尺寸设计，在封装时可以固定电池，保证封印的一致性。封装机控制上模座2带动封装头21向下运动实现封装。

在步骤（4）中，与封边模具类似，所述模切模具也是对应设置的两个模座，其中一模座上设有第一圆形槽位，另一模座上对应设置模切刀具，所述模切刀具为凸出于该模座表面的中空圆柱状结构，中空圆柱的端面设置为刀刃。所述设有第一圆形槽位的模座其圆形槽位为设置在凸出于模座表面的柱状结构端面上的圆形凹槽，凸出于模座表面的柱状结构外沿直径与所述模切刀具直径对应，使得模切刀具冲切时恰好套住该柱状结构沿该柱状结构边缘冲切。所述第一圆形槽位边缘设有极耳避让口或极耳避让槽；所述模切刀具对应极耳避让口或极耳避让槽位置也设有避让缺口。当然圆形槽位也可以是直接在模座表面凹陷的槽位。

模切模具一实施例如图4所示，上模座1a、下模座2a,并可设置驱动模座运行的驱动机构3。

其中，承载支架包括底座41、底座四周设有支撑柱42、支撑柱上从上到下设置第一载板43和第二载板44。驱动机构3安装在位于承载支架顶部的第一承载板43上，驱动机构3与第一承载板及第一承载板和支撑柱均通过螺钉固定。上模座1安装在位于承载支架中部的第二承载板44下面，且位置与下模座相对应。第二承载板44通过安装孔套设在支撑柱42上可沿支撑柱42上下滑动。驱动机构3与第二承载板44连接，可推动第二承载板44上下运动进而推动上模座1上下运动。下模座2安装在位于支撑架底部的底座41上，位置与上模座位置对应，下模座2与底座41通过螺钉固定。图2中下模座周边为安装孔。

下模座2a中部设一柱状台座21a，台座21a中间设置凸起于台座上端面的定位槽22a；定位槽22a为圆形，并设有极耳避空保护槽24a。上模座1a中部设置与下模座的定位槽22a位置相对应的切刀12a，该切刀也为圆形，圆形中间设内凹槽，内凹槽边缘即为刀刃部位，内凹槽边沿尺寸和形状与定位槽外沿尺寸和形状相适应，同时也设有用于避让保护极耳的缺口槽121a。在下模座2a上还设有限位柱23a，对应的上模座1a上设有限位孔11a，用以控制切刀下切深度，保护切刀，同时限位柱23a和限位孔11a的配合也可对上下模座起到导向的作用。其中，驱动机构可选用常规气缸连接气动踏板用以控制上模座运行，完成向下冲切边料及复位运转。或者采用电机控制螺杆运动实现更精确的切封动作。

本发明中为了阐述方便且避免产生混淆，在具体实施例部分对模具的各个结构名称与权利要求书不同，但均可根据图纸及描述毫无疑义的判定其对应代表的是本发明权利要求中所述的各个部件，不能因此认为本发明的实施例对权利要求不支持。另，本发明中未具体描述的部分可采用软包电池领域常用方式，因此不赘述。

虽然对本发明的描述是结合以上具体实施例进行的，但是，熟悉本技术领域的人员能够根据上述的内容进行许多替换、修改和变化、是显而易见的。因此，所有这样的替代、改进和变化都包括在附后的权利要求的精神和范围内。

Claims (10)

1.一种纽扣电池的制作方法，包括以下步骤：

取长条状正、负极片，将正、负极片之间设置绝缘膜并以正负极片宽度方向为中心轴卷绕形成基础电芯；

采用铝塑包装膜包覆在基础电芯外部，放入封边模具的圆形槽位进行加热封边；

将封边后的电池放入模切模具采用模切方式切边后整形成成品电池。

2.根据权利要求1所述的纽扣电池的制作方法，其特征在于，所述模切模具对应设置两个模座，其中一模座上设有第一圆形槽位，另一模座上对应设置模切刀具，所述模切刀具为凸出于该模座表面的中空圆柱状结构，中空圆柱的端面设置为刀刃。

3.根据权利要求2所述的纽扣电池的制作方法，其特征在于，所述设有第一圆形槽位的模座其圆形槽位为设置在凸出于模座表面的柱状结构端面上的圆形凹槽，凸出于模座表面的柱状结构外沿直径与所述模切刀具直径对应，使得模切刀具冲切时恰好套住该柱状结构沿该柱状结构边缘冲切。

4.根据权利要求2或3所述的纽扣电池的制作方法，其特征在于，所述第一圆形槽位边缘设有极耳避让口或极耳避让槽。

5.根据权利要求4所述的纽扣电池的制作方法，其特征在于，所述模切刀具对应极耳避让口或极耳避让槽位置也设有避让缺口。

6.根据权利要求1所述的纽扣电池的制作方法，其特征在于，所述封边模具对应设置的两个模座， 其中一模座上设有第二圆形槽位，另一模座上设置封边头，所述封边头为凸出于该模座表面的中空圆柱状结构，该中空部位尺寸对应待封装的电池尺寸，封装头外沿尺寸对应封边后的电池尺寸。

7.根据权利要求6所述的纽扣电池的制作方法，其特征在于，所述设有第二圆形槽位的模座其圆形槽位为设置在凸出于模座表面的柱状结构端面上的圆形凹槽，凸出于模座表面的柱状结构外沿直径与所述封边头的直径对应，使得封边头与该柱状结构边沿配合对待封边电池的边缘进行挤压。

8.根据权利要求6或7所述的纽扣电池的制作方法，其特征在于，所述第二圆形槽位边缘设有极耳避让口或极耳避让槽。

9.一种纽扣电池，包括电芯及设于电芯外部的壳体，其特征在于，所述壳体为铝塑包装膜经过模切而成的软壳体，所述电芯由正、负极片及设于正负极片之间的绝缘膜以正负极片宽度方向为中心轴卷绕形成基础电芯，正、负极片及绝缘膜之间设有电解液。

10.根据权利要求9所述的纽扣电池，其特征在于，还包括正极耳和负极耳，所述正、负极耳与正、负极片分别焊接，所述纽扣电池直径小于20mm，厚度小于10mm。