CN110021718B - 电池以及用于制造该电池的方法 - Google Patents

电池以及用于制造该电池的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110021718B
CN110021718B CN201910011847.2A CN201910011847A CN110021718B CN 110021718 B CN110021718 B CN 110021718B CN 201910011847 A CN201910011847 A CN 201910011847A CN 110021718 B CN110021718 B CN 110021718B
Authority
CN
China
Prior art keywords
battery
housing
edge
cup
axis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910011847.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110021718A (zh
Inventor
B·耶尔德兹
D·布莱尔
P·黑林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renata AG
Original Assignee
Renata AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renata AG filed Critical Renata AG
Publication of CN110021718A publication Critical patent/CN110021718A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110021718B publication Critical patent/CN110021718B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/147—Lids or covers
    • H01M50/166—Lids or covers characterised by the methods of assembling casings with lids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20—Bonding
    • B23K26/21—Bonding by welding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0422—Cells or battery with cylindrical casing
    • H01M10/0427—Button cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/109—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure of button or coin shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/117—Inorganic material
    • H01M50/119—Metals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/147—Lids or covers
    • H01M50/148—Lids or covers characterised by their shape
    • H01M50/153—Lids or covers characterised by their shape for button or coin cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/147—Lids or covers
    • H01M50/148—Lids or covers characterised by their shape
    • H01M50/154—Lid or cover comprising an axial bore for receiving a central current collector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/147—Lids or covers
    • H01M50/155—Lids or covers characterised by the material
    • H01M50/157—Inorganic material
    • H01M50/159—Metals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/147—Lids or covers
    • H01M50/166—Lids or covers characterised by the methods of assembling casings with lids
    • H01M50/171—Lids or covers characterised by the methods of assembling casings with lids using adhesives or sealing agents
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/183—Sealing members
    • H01M50/184—Sealing members characterised by their shape or structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/183—Sealing members
    • H01M50/186—Sealing members characterised by the disposition of the sealing members
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/14—Cells with non-aqueous electrolyte
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)

Abstract

本发明涉及一种电池，特别是纽扣电池，以及制造这种电池(1)的方法：该方法包括以下步骤：‑提供用于分别形成壳体(2)的盖子(4)和杯状件(3)的第一部件和第二部件，所述第一部件包括边缘区域(4b)，所述边缘区域具有相对于壳体(2)的中心轴线(7)倾斜或垂直的分区；‑在第一部件的边缘区域(4b)上施加粘合剂层(11)；‑然后将第一部件插入第二部件的开口端，边缘区域(4b)上的粘合剂层(11)最终朝向第二部件的开口端；‑通过在设有粘合剂层(11)的边缘区域(4b)的分区上弯折所述侧壁(3b，3c)的上部并固化粘合剂层以形成密封壳体的粘合连接部(6)来封闭壳体(2)。

Description

电池以及用于制造该电池的方法
技术领域
本发明涉及一种电池——特别是纽扣电池——及制造该电池的方法，该电池具有壳体，该壳体包括用粘合剂连接在一起的杯状件和盖子。
背景技术
纽扣电池通常具有壳体，该壳体具有杯状件和盖子，二者分别形成正极和负极。通常，布置在杯状件和盖子之间的预制弹性体密封件确保两个部件之间的电流隔离，同时通过将电池杯状件的边缘压接在电池盖上以挤压密封件来实现电池的不透液密封。目前壳体2的设计在图1中示出为具有杯状件3、盖子4和密封件5。这种用弹性体密封件构造壳体的设计，占据了大量空间，减少了活性材料的可用体积。对于这种标准结构，可用于活性材料的壳体内部容积与壳体的外部容积之间的比率仅为约70％。
为了增加内部容积并因此增加电池的容量，解决方案是用粘合连接部来代替弹性体密封件。该解决方案是有前景的，但是需要进一步改进，特别是在组装部件之间的粘合方面。有几个因素会对连接部的粘合性产生不利影响，从而影响电池的密封性。更具体地，在使用中，在电池内部过压的情况下，连接部会承受应力。根据连接部的位置和方向，应力会对连接部的粘合性产生正面或负面影响。因此，如果连接部没有适当地布置，则会受到损害其粘合的拉伸和/或剪切应力。
电池制造期间的其他因素也会影响连接部的粘附。例如，在壳体内存在液体活性材料如电解质会污染待组装的表面，从而损害连接部在这些表面上的粘附性。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于制造电池的新方法，该电池包括两个部件，这两个部件用粘合连接部组装，从而在二者之间形成密封和电绝缘，以增加电池的内部容积。该方法专门设计用于为电池提供粘合连接部，该粘合连接部设置成在壳体内部过压的情况下在挤压状态下工作/起作用。
为此，根据本发明的制造方法包括：
-提供分别用于形成电池壳体的盖子和杯状件并分别限定电池的两极的第一部件和第二部件，
-用至少一种固体活性材料填充第一部件和/或第二部件，
-在第一部件的边缘区域——至少在该边缘区域的一个分区——上施加一层粘合剂，该分区相对于壳体的中心轴线倾斜或垂直，壳体的中心轴线定义为垂直于第二部件的底部的轴线Z，
-然后，将第一部件插入第二部件的开口端，使粘合剂层最终朝向开口端，
-然后，在边缘区域的设有至少一部分粘合剂层的所述分区上弯折第二部件的邻近开口端的上部，以封闭壳体，并且
-然后，固化所述粘合剂层以形成使壳体密封并使两极电绝缘的粘合连接部。
因此，粘合连接部布置在杯状件的内侧和盖子的边缘区域的外侧之间，在边缘区域的所述分区中的取向不平行于壳体的中心轴线。因此，在电池内部过压的情况下，连接部受到挤压应力，杯状件的上部用作机械止挡。这一布置的结果，较高的内部压力——直到某个上限——不会通过损坏该粘合连接部而危害粘合连接部的组装和密封功能，从而不会发生电池爆炸。
优选地，边缘区域的设置有粘合剂层的分区相对于轴线Z以小于90°的角度倾斜。与其中边缘区域的设置有粘合剂层的分区相对于轴线Z倾斜大于90°的角的布置相比，对于这种特定的倾斜，在壳体内部过压的情况下，粘合连接部上的处于给定的压力范围内的最大应力减小了。
有利地，在封闭壳体并固化粘合剂层之后，可能污染粘合剂层以及旨在与粘合剂层接触的表面的液体活性材料被装入壳体内。电解质通过设在杯状件中的孔填充到壳体内，然后通过胶合或焊接封闭。
其他有利的变型包括在弯折步骤之前清洁(例如通过激光清洁)旨在与粘合剂层接触的表面。另一个有利的变型在于，将污染表面折叠在第二部件的内侧上，使得先前未暴露于电解质的表面在弯折之前面向边缘区域的分区。
因此，具有粘合连接部的壳体的新结构允许将可用于活性材料的壳体的内部容积与壳体的外部容积之间的比率增加约10％，同时确保电池的密封。由于内部体积较大，可以在电池中插入更多的活性材料，这增加了电池的能量密度和容量。
而且，与具有密封件的组件相比，根据本发明的制造方法被简化，因为它不再需要预先形成密封件然后组装密封件和盖子。
此外，根据本发明的制造方法具有以下优点：壳体可以从仅仅两个部件开始组装。
附图说明
图1是根据现有技术的电池壳体的剖视图(未示出活性材料)。
图2A是根据本发明的电池组件的剖面形式的透视图。图2B是图2A的局部视图。
图3是图2B的变型。
图4是根据本发明一个优选变型的电池组件的剖面形式的透视图。
图5是盖子的边缘区域的不同取向的示意图，该盖子设有分别用于图4、3和2B中的电池组件的粘合剂层。
图6是形成电池的不同元件(壳体+活性材料)的爆炸图。
图7A-7B示意性地表示根据本发明的用于制造电池的方法的两个步骤。
图8是图7A的变型，其具有截头圆锥形状的第二部件。
图9以剖面形式的透视图示出了一种用于保护杯状件表面免受电解质污染的变型。
图10以剖面形式的透视图示出了在根据本发明的制造方法中的弯折步骤之前准备清洁表面的一个优选变型。
具体实施方式
本发明涉及一种制造电池——特别是纽扣电池——的方法，该电池具有壳体，该壳体包括或由两个部件组成，所述两个部件通过粘合剂结合并限定电池的两个极。
用所述方法制造的电池1在图2A、2B、3和4中示出。它包括壳体2，壳体2具有形成正极的杯状件3，该杯状件由形成负极的盖子4封闭。两个部件都用粘合连接部6连接。杯状件3包括底部3a，底部3a上方有侧壁3b，侧壁3b终止于朝向壳体内侧弯折的上边缘3c。盖子4包括由边缘区域4b界定的中心区域4a，边缘区域4b和中心区域4a之间具有连接区域4c。
根据本发明，杯状件3的上边缘3c至少部分地覆盖盖子4的边缘区域4b，其中粘合连接部6的全部或部分位于上边缘3c和边缘区域4b之间。因此，粘合连接部6的至少一部分位于杯状件3的上边缘3c的内侧和盖子4的边缘区域4b的外侧之间。如图3中更好地示出的那样，粘合连接部6可以在朝向杯状件3的侧壁3b的方向上略微超出边缘区域4b和/或延伸到盖子4的连接区域4c，以便在杯状件3和盖子4之间更好地密封。设有粘合剂层6的边缘区域4b也可以沿杯状件3的侧壁3b的一部分延伸(图中未示出该变型)。然而，这种布置不利于增强电池的内部容积，但可以增强装配力和密封功能。
粘合连接部以这样的方式布置，使得其在壳体内部过压的情况下以挤压状态工作/起作用。为此，设置有粘合连接部6的边缘区域4b包括在与壳体的中心轴线7不平行的方向上延伸的分区，轴线7被定义为基本垂直于底部3a的平面的轴线。在示例中，设置有粘合剂层6的整个边缘区域4b在不平行于中心轴线7的方向上延伸。边缘区域4b的所述分区可以在朝向杯状件3的侧壁3b的方向上向下延伸，如同如图2A和2B所示。如图3所示，它可以在垂直于中心轴线7的方向上延伸，或者优选地，它可以在朝向杯状件3的侧壁3b的方向上向上延伸，如图4所示。图5示意性地表示相对于与垂直于杯状件3的底部3a的中心轴线7对应的轴线Z，针对图2B、3和4中的变型边缘区域4b的不同取向。对于表示图4的优选变型的上图，边缘区域4b的倾斜角度θ小于90°，优选地在75°和90°之间。对于表示图3的变型的中间图，边缘区域4b以90°的角度θ倾斜。对于表示图2B的变型的下图，角度θ大于90°并且优选地在90°和115°之间。模拟显示，在壳体内部过压处于给定压力范围内的情况下，粘合连接部在图5中箭头所示的连接部末端的拐角处受到最大应力。对于图4的优选变型，这个最大应力大大减小，应力的值几乎除以2。
粘合连接部具有基本恒定的厚度，大于50μm，以保证正极和负极之间的电流隔离。优选地，如图3所示，粘合连接部6包括一个或多个间隔件8，从而允许在固化步骤期间控制其厚度。间隔件可以是均匀分布在连接部中的颗粒形式，或者是沿着粘合连接部延伸的如织物的连续结构。
制造电池的方法包括以下步骤1至5，没有特定的顺序来执行步骤2或3。对于步骤3和4，不排除在第一部件已经被插入第二部件之后在第一部件上施加粘合剂层。现在将更详细地描述的这些步骤1到5是：
1.提供分别用于在组装后形成壳体的盖子和杯状件的第一部件和第二部件；
2.将至少一种固体活性材料填充到第二部件和/或第一部件中；
3.在第一部件的边缘区域上施加粘合剂层；
4.将设有粘合剂层的第一部件插入第二部件，所述粘合剂层最终朝外面向第二部件；
5.在第一部件的粘合剂层上弯折第二部件的上部并固化粘合剂层以封闭和密封壳体。
1.提供待组装的不同部件以形成壳体
壳体由两个部件组装而成，这两个部件通常是两个深拉伸金属板。参考图6，提供了用于形成壳体的盖子4的第一部件。该部件包括中心区域4a、连接区域4c和随后在其上施加粘合剂层11的边缘区域4b。提供了用于形成壳体的杯状件3的第二部件。该第二部件包括底部3a、侧壁3b、3c，侧壁包括上部和下部，下部用于形成杯状件的侧壁3b，上部用于形成组装后的杯状件的上边缘3c。根据本发明，第二部件的开口端具有比第一部件的截面更大的截面，使得在组装期间第一部件可以插入第二部件内。例如，第一部件和第二部件可以是圆柱形的，第二部件的直径大于第一部件的直径。在图8所示的另一个示例中，第二部件可以具有截头圆锥形状，其侧壁3b、3c在开口端的方向上向外扩大，并且在开口端的直径大于第一部件的直径。
2.将活性材料填充到第二部件内
再次参考图6，至少一部分活性材料9设置在第二部件内。活性材料可包括阳极材料9a、阴极材料9b、储存部9c、分隔件9d和电解质(未示出)。根据一种变型，在封闭壳体之前，将所有活性材料插入第二部件和/或第一部件内。根据本发明的优选变型，在该步骤中仅将固体活性材料插入第二部件和/或第一部件内，并且在封闭它之后将液体电解质填充到壳体内。应注意，活性材料以示意性方式表示，特别是阳极材料9a。实际上，在电池制造结束时，即在最终的/完工的电池中，带有电解质的活性材料完全填充由组装后的两个部件3和4形成的壳体内的空间。
至少部分活性材料可以直接插入第二部件中。在一个变型中，该至少部分活性材料——特别是阳极材料——被压在第一部件的内侧上，并在随后的步骤中随第一部件插入第二部件内。这对于确保阳极盖和阳极材料之间的完美接触是有利的。
如果在该步骤中填充液体材料，则优选采取预防措施以防止旨在与粘合剂接触的第二部件的表面3c的活性材料污染。预防措施包括通过环10来保护表面(图9)。另一个预防措施在于调整第一和第二部件的几何形状，使得在填充期间液体活性材料不会到达表面3c。在这方面，可以增加第二部件的高度，使得液体活性材料仅填充第二部件的下部区域。然后将额外的高度弯曲以形成更长的上边缘。另一个预防措施在于，使用带有盖子的喷嘴来将电解质注入第二部件，以防止在填充期间飞溅物到达表面3c。另一种方法是减少电池内电解质的量。
除了防止污染的预防措施之外，或作为防止污染的预防措施的替代，其他方式包括在填充活性材料之后还原一个清洁的表面。图10中所示的优选变型在于将侧壁3b、3c的上部的一部分折叠在侧壁的内侧上，使得在将第一部件插入第二部件之后，先前未暴露于液体活性材料的表面面向第一部件的边缘区域4b。因此，必须调整第二部件的高度。其他变型包括在填充活性材料之后对表面进行清洁。一个变型包括用刷子机械地清洁表面。一个优选的变型在于如激光清洁之类的清洁，从而产生对表面进行研磨的局部等离子体。
3.在第一部件上施加粘合剂层
在将第一部件插入第二部件之前，在第一部件的边缘区域4b上施加一层粘合剂11。该粘合剂可以是薄膜(固体粘合剂)或液体粘合剂。仅举几个例子，粘合剂可以是环氧树脂胶、聚氨酯胶、丙烯酸酯胶等。如前所述，粘合剂可以包括一个或多个间隔件。间隔件可以在施加之前插入粘合剂中，或者间隔件可以在施加粘合剂之前设置在第一部件上。
为了改善连接部的粘合性，可以在施加粘合剂之前处理和甚至官能化用于与粘合剂接触的一个或两个表面。例如，表面可以用涂有二氧化硅的氧化铝颗粒研磨，导致在表面上沉积氧化硅层。然后，任选地，可以通过施加包含硅烷基团(所述硅烷基团具有与氧化硅层形成化学键的烷氧基官能团)以及旨在与粘合剂形成化学键的其他官能团的粘合促进剂来使处理过的表面官能化。取决于粘合剂的类型，其他官能团可以是胺或丙烯酸酯基团。
4.在第二部件内插入具有粘合剂层的第一部件
参照图7A，具有粘合剂层11的第一部件4被插入第二部件内，在第二部件中，第一部件4放置在先前放置在底部3a上的活性材料9上。第一部件通过开口端插入第二部件内部并与中心轴线7基本同轴。它被插入侧壁3b、3c的给定高度处——该高度与组装后电池的上边缘3c的长度对应。
或者，在将具有粘合剂层的第一部件插入第二部件内部之前或在下一步骤中封闭壳体之前，可以冷冻液体活性材料(如果有的话)以在插入步骤和/或封闭步骤中防止粘合剂层的污染。
5.封闭并密封外壳
如图7B所示，第二部件的侧壁3b、3c的上部在第一部件的设有粘合剂层11的边缘区域4b上弯折，以形成杯状件3的上边缘3c。之后，固化粘合剂层以形成使壳体密封的粘合连接部。该封闭步骤优选在真空中进行，以防止活性材料(即锂)与氧气接触而燃烧。
另外，当第二部件是如图8所示的截头圆锥时，优选在弯折步骤之前的另一步骤包括向内折叠侧壁3b、3c以形成具有柱形壁的壳体。
最后，如果液体活性材料先前未填充在第二部件中，则设有最后一步，在该步骤中通过设置在杯状件中的孔而在真空下在封闭的壳体内填充电解质。它设置在底部3a或侧壁3b中。然后通过胶合或优选通过焊接、更优选通过激光焊接来使孔封闭，从而提供重要的局部热源——热易于消散而不影响壳体和活性材料的性质。
附图标记
(1)电池
(2)壳体
(3)杯状件或第二部件
a.底部
b.侧壁
c.上边缘
b+c.第二部件的侧壁
(4)盖子或第一部件
a.中心区域
b.边缘区域
c.连接区域
(5)密封件/垫片
(6)粘合连接部(固化的)
(7)中心轴
(8)间隔件
(9)活性材料
a.阳极材料
b.阴极材料
c.储存部
d.分隔件
(10)环
(11)粘合剂层(未固化或部分固化)

Claims (25)

1.用于制造电池(1)的方法，所述电池包括壳体(2)，所述壳体具有杯状件(3)和盖子(4)，所述杯状件和盖子分别限定所述电池的两个极并且用介于两者之间的粘合连接部(6)组装，所述方法包括以下步骤：
-提供用于分别形成所述壳体(2)的盖子(4)和杯状件(3)的第一部件和第二部件，所述第二部件包括与具有开口端的侧壁(3b，3c)连接的底部(3a)，所述侧壁(3b，3c)的开口端处的截面大于所述第一部件的截面，使得所述第一部件能被通过所述开口端插入，所述第一部件包括由边缘区域(4b)界定的中心区域(4a)，所述边缘区域(4b)包括相对于所述壳体(2)的中心轴线(7)倾斜或垂直的分区，该中心轴线被定义为基本垂直于所述第二部件的底部(3a)的轴线Z；
-用至少固体活性材料(9)填充所述第一部件和/或所述第二部件；
-在第一部件的边缘区域(4b)的所述倾斜或垂直的分区上施加粘合剂层(11)；
-然后，将所述第一部件插入所述第二部件的开口端，所述边缘区域(4b)的所述倾斜或垂直的分区上的粘合剂层(11)最终朝向第二部件的开口端；
-然后，通过在边缘区域(4b)的设有粘合剂层(11)的所述倾斜或垂直的分区上弯折侧壁(3b，3c)的邻近所述开口端的上部使得所述第二部件的所述上部最终也相对于所述中心轴线(7)倾斜或垂直并基本覆盖施加在所述第一部件的边缘区域的所述倾斜或垂直的分区上的粘合剂层(11)来封闭所述壳体(2)；
-然后，固化所述粘合剂层(11)以形成密封所述壳体(2)的粘合连接部(6)并在所述第一部件的边缘区域与所述第二部件的基部之间没有额外绝缘体的情况下使所述壳体绝缘。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，边缘区域(4b)的所述分区相对于轴线Z倾斜的角度θ小于90°。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，边缘区域(4b)的所述分区相对于轴线Z倾斜的角度θ大于90°。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在填充所述至少固体活性材料之后并且在通过弯折封闭所述壳体(2)之前，所述侧壁的上部(3c)通过局部等离子体研磨工艺来清洁。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在填充所述至少固体活性材料之后并且在通过弯折封闭所述壳体(2)之前，所述侧壁的上部(3c)的一部分折叠在所述侧壁(3b，3c)的内侧上，使得先前未暴露于所述至少固体活性材料的表面在弯折之前面向边缘区域(4b)的所述分区。
6.根据权利要求1至3中任一项 所述的方法，其特征在于，在固化粘合剂层(11)的步骤之后，通过设置在所述壳体(2)中的孔将液体活性材料填充在壳体(2)中。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在用所述液体活性材料填充所述壳体(2)之后，通过胶合或通过焊接来封闭所述孔。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在所述第一部件中填充固体阳极活性材料(9a)，并且在所述第二部件中填充固体阴极活性材料(9b)和分隔件(9d)。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一部件的边缘区域(4b)是圆形的，并且所述第二部件具有圆柱形形状或具有侧壁(3b，3c)沿所述第二部件的开口端方向向外张开的截头圆锥形状。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，对于所述截头圆锥形状，还包括折叠所述侧壁(3b，3c)以在所述弯折步骤之前获得圆柱形形状的步骤。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电池是纽扣电池。
12.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，边缘区域(4b)的所述分区相对于轴线Z倾斜的角度θ在75°和90°之间。
13.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，边缘区域(4b)的所述分区相对于轴线Z倾斜的角度θ在90°和115°之间。
14.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在用所述液体活性材料填充所述壳体(2)之后通过激光焊接来封闭所述孔。
15.一种电池(1)，包括由杯状件(3)和盖子(4)组成的两件式壳体(2)，所述杯状件(3)和盖子(4)分别限定电池的两个极并用粘合连接部(6)连接从而密封所述两件式壳体(2)，所述杯状件(3)包括底部(3a)和侧壁(3b)，所述侧壁(3b)终止于朝向所述两件式壳体(2)内侧的上边缘(3c)，所述盖子(4)包括由边缘区域(4b)界定的中心区域(4a)，边缘区域(4b)和中心区域(4a)之间具有连接区域(4c)；其特征在于，所述边缘区域包括相对于所述两件式壳体(2)的中心轴线倾斜或垂直的分区，所述中心轴线被定义为垂直于所述杯状件的底部的轴线Z，所述杯状件(3)的上边缘(3c)至少覆盖所述盖子(4)的边缘区域(4b)的分区，且所述粘合连接部(6)的至少一部分设置在所述上边缘(3c)和边缘区域(4b)的所述倾斜或垂直的分区之间；并且边缘区域(4b)的所述倾斜或垂直的分区和所述上边缘与所述粘合连接部(6)的所述至少一部分一起相对于所述轴线Z倾斜或垂直，在所述盖子的边缘区域与所述杯状件的基部之间没有额外绝缘体的情况下，所述粘合连接部密封和绝缘所述壳体。
16.根据权利要求15所述的电池(1)，其特征在于，所述边缘区域(4b)的所述分区和所述上边缘与所述粘合连接部(6)的所述至少一部分一起相对于所述轴线Z倾斜的角度θ小于90°。
17.根据权利要求15所述的电池(1)，其特征在于，所述边缘区域(4b)的所述分区与所述粘合连接部(6)的所述至少一部分一起相对于所述轴线Z倾斜的角度θ大于90°。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的电池(1)，其特征在于，所述粘合连接部(6)延伸到所述连接区域(4c)和/或在朝向所述杯状件(3)的侧壁(3b)的方向上延伸超出所述边缘区域(4b)的所述分区。
19.根据权利要求15至17中任一项所述的电池(1)，其特征在于，所述粘合连接部(6)包括一个或多个间隔件(8)。
20.根据权利要求15至17中任一项所述的电池(1)，其特征在于，所述粘合连接部(6)具有大于50微米且基本恒定的厚度。
21.根据权利要求15至17中任一项所述的电池(1)，其特征在于，所述杯状件(3)和所述盖子(4)都是单个部件，每个部件由一个深拉伸板材一体制成。
22.根据权利要求21所述的电池(1)，其特征在于，两个单个部件各由一个已深拉伸金属盘一体制成。
23.根据权利要求15所述的电池(1)，其特征在于，所述电池是纽扣电池。
24.根据权利要求16所述的电池(1)，其特征在于，所述边缘区域(4b)的所述分区和所述上边缘与所述粘合连接部(6)的所述至少一部分一起相对于所述轴线Z倾斜的角度θ在75°和90°之间。
25.根据权利要求17所述的电池(1)，其特征在于，所述边缘区域(4b)的所述分区与所述粘合连接部(6)的所述至少一部分一起相对于所述轴线Z倾斜的角度θ在90°和115°之间。
CN201910011847.2A 2018-01-09 2019-01-07 电池以及用于制造该电池的方法 Active CN110021718B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP18150687.4A EP3509123B1 (en) 2018-01-09 2018-01-09 Cell and method for manufacturing such a cell
EP18150687.4 2018-01-09

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110021718A CN110021718A (zh) 2019-07-16
CN110021718B true CN110021718B (zh) 2021-12-10

Family

ID=60942918

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910011847.2A Active CN110021718B (zh) 2018-01-09 2019-01-07 电池以及用于制造该电池的方法

Country Status (5)

Country Link
US (2) US10892447B2 (zh)
EP (1) EP3509123B1 (zh)
JP (1) JP6832330B2 (zh)
KR (1) KR102192963B1 (zh)
CN (1) CN110021718B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11626638B2 (en) * 2019-03-05 2023-04-11 Eaglepicher Technologies, Llc Batteries and methods of using and making the same
TW202141840A (zh) * 2020-03-11 2021-11-01 南韓商Ｌｇ化學股份有限公司 鈕扣型二次電池
CN114284539B (zh) * 2020-09-18 2024-06-11 宁德新能源科技有限公司 电池

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB945226A (en) * 1960-12-02 1963-12-23 Accumulateurs Fixes Improvements in or relating to gas-tight electrochemical cells and to methods of manufacturing such cells
DE2138707A1 (de) * 1971-08-03 1973-02-08 Waldemar Witte Galvanische zelle, insbesondere knopfzelle
US5662718A (en) * 1994-12-01 1997-09-02 Micron Communications, Inc. Method of forming thin profile batteries and a thin profile battery insulating and sealing gasket
DE19808669A1 (de) * 1998-03-02 1999-09-16 Buck Chemie Gmbh Reinigungsvorrichtung
JP2006040596A (ja) * 2004-07-23 2006-02-09 Hitachi Maxell Ltd 扁平形電池およびその製造方法
CN102428591A (zh) * 2009-05-09 2012-04-25 瓦尔达微电池有限责任公司 钮扣电池及其制造方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3891462A (en) * 1973-10-29 1975-06-24 Union Carbide Corp Galvanic cell structure
JPS55111060A (en) * 1979-02-19 1980-08-27 Citizen Watch Co Ltd Thin battery
JPS58131560U (ja) 1982-03-02 1983-09-05 シチズン時計株式会社 扁平形電池のシ−ル構造
JPS58139668U (ja) * 1982-03-16 1983-09-20 シチズン時計株式会社 扁平型電池のシ−ル構造
JPS62126544A (ja) * 1985-11-28 1987-06-08 Toshiba Battery Co Ltd 電池の製造法
US5558679A (en) * 1995-08-21 1996-09-24 Micron Communications, Inc. Method for mounting a battery on a substrate
JP2005044649A (ja) * 2003-07-23 2005-02-17 Hitachi Maxell Ltd 扁平形電池と、扁平形電池の電池缶と、扁平形電池の電池缶の製造方法
US20080096074A1 (en) * 2006-10-23 2008-04-24 Eveready Battery Company, Inc. Electrochemical air cell batteries with air flow channels
US20100068614A1 (en) * 2008-09-18 2010-03-18 Koji Yamaguchi Flat battery
JP2011009516A (ja) * 2009-06-26 2011-01-13 Tdk Corp 電子部品の製造方法及び電子部品
US20140087239A1 (en) * 2012-09-27 2014-03-27 Medtronic, Inc. Hermetic coin cell-type assemblies
US10916798B2 (en) * 2016-01-12 2021-02-09 Seiko Instruments Inc. Electrochemical cell and manufacturing method of electrochemical cell
EP3364479B1 (fr) * 2017-02-21 2020-11-25 The Swatch Group Research and Development Ltd Pile, notamment pile bouton, et son procede de fabrication

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB945226A (en) * 1960-12-02 1963-12-23 Accumulateurs Fixes Improvements in or relating to gas-tight electrochemical cells and to methods of manufacturing such cells
CH384046A (fr) * 1960-12-02 1964-11-15 Soc D Accumulateurs Fixes Et D Cellule électrochimique
US3184342A (en) * 1960-12-02 1965-05-18 Accumulateurs Fixes Gas-tight casings for power sources or other types of electrochemical cells
DE1255165B (de) * 1960-12-02 1967-11-30 Accumulateurs Fixes Verfahren zur Herstellung eines gasdicht verschlossenen Akkumulators
DE2138707A1 (de) * 1971-08-03 1973-02-08 Waldemar Witte Galvanische zelle, insbesondere knopfzelle
US5662718A (en) * 1994-12-01 1997-09-02 Micron Communications, Inc. Method of forming thin profile batteries and a thin profile battery insulating and sealing gasket
DE19808669A1 (de) * 1998-03-02 1999-09-16 Buck Chemie Gmbh Reinigungsvorrichtung
JP2006040596A (ja) * 2004-07-23 2006-02-09 Hitachi Maxell Ltd 扁平形電池およびその製造方法
CN102428591A (zh) * 2009-05-09 2012-04-25 瓦尔达微电池有限责任公司 钮扣电池及其制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190084888A (ko) 2019-07-17
US10892447B2 (en) 2021-01-12
CN110021718A (zh) 2019-07-16
EP3509123A1 (en) 2019-07-10
EP3509123B1 (en) 2020-11-18
JP6832330B2 (ja) 2021-02-24
US11005132B2 (en) 2021-05-11
US20200168854A1 (en) 2020-05-28
JP2019121602A (ja) 2019-07-22
US20190214607A1 (en) 2019-07-11
KR102192963B1 (ko) 2020-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10505159B2 (en) Battery, particularly a button cell, and method for manufacture of such a battery
CN110021718B (zh) 电池以及用于制造该电池的方法
JP4726784B2 (ja) 電気化学的装置用の絶縁性フィードスルー組立体
EP2228848B1 (en) Cylinder type secondary battery with electrode tab protection
KR20230021666A (ko) 버튼 타입 배터리 및 그 제조 방법, 전자기기
CN112352342B (zh) 二次电池及其制造方法
US9040193B2 (en) Cap assembly and rectangular type secondary battery having the cap assembly
KR102555959B1 (ko) 외부접속단자를 갖는 전기화학 에너지 저장장치
JP2012524974A (ja) 耐久性の高いリチウムイオンセルのための集電ポストの封止
JPWO2020136971A1 (ja) 電池
EP4131592A1 (en) Cylindrical battery
JP3744788B2 (ja) 密閉電池とその製造方法
IL26126A (en) Sealed rechargeable battery cell
JP2009188253A (ja) 蓄電デバイス及びその製造方法
JP2005071710A (ja) 電池の製造方法および電池
KR20180108000A (ko) 이차전지 및 그 이차전지의 제조방법
JP2003297302A (ja) ポリマー電池用パッケージ及び電池
JP7459029B2 (ja) 電池および該電池の製造方法
CN118398979A (zh) 纽扣电池
CN220233311U (zh) 纽扣电池
JP2003317703A (ja) 電池およびその製造方法
KR20190102757A (ko) 이차전지 및 그 이차전지의 실링방법
JP2002367600A (ja) 漏斗装置
JP2005267936A (ja) 密閉型二次電池
JPS58164141A (ja) 小形薄形電池の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: DE

Ref document number: 40010823

Country of ref document: HK

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant