CN110048137B - 扣式电池及扣式电池的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种扣式电池及其制备方法，包括负极盖、正极壳体、密封圈、正极、隔膜、负极及电解液，正极光片包括径向方向穿透正极光片的贯穿孔，贯穿孔靠近正极环一侧与正极环的内表面平齐，正极环的外表面与正极壳体的内表面相接，经由贯穿孔焊接正极环内表面以使正极环外表面与正极壳体形成焊接点。该扣式电池通过在正极光片形成贯穿孔，让焊接能实现从正极环的内表面处进行焊接，从而将正极环的外表面和正极壳体的内表面形成焊接点，这样的焊接方法一方面确保了正极能够定中，提升了电池的品质，另一方面更有益于电池的耐漏性能，大大降低了电池的漏液风险；同时正极光片形成的贯穿孔可以作为贮存电解液的电液仓，保证了电池的电性能。
Description
技术领域
本发明涉及扣式电池领域，尤其涉及一种扣式电池及扣式电池的制备方法。
背景技术
随着电子产品发展的日益加速，扣式电池因其轻便、小巧，故在各种微型电子产品中得到了广泛的应用，主要用于各类电子产品的后备电源，如电脑主板，电子表、电子词典、电子秤、记忆卡、遥控器、CPC卡及电子显示屏等，而人们对扣式电池的要求也日益提高。扣式电池不仅要便于携带，而且需要超高的容量和使用寿命，因此开发新的扣式电池才能满足市场需求。
现有的扣式电池包括正极壳体、负极盖和设于正极壳体与负极盖之间形成的密封腔体内的电芯与电解液，电芯包括正极、隔膜与负极等，正极、隔膜与负极依次叠放后构成电芯。正极壳体与负极盖在封装过程和电池的使用过程中会出现电芯移动、漏液等情况，影响使用寿命。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种解决了电池在高温掉电压的问题，还提高了电池的大电流放电性能的扣式电池。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明实施例提供了一种扣式电池，包括负极盖、正极壳体、密封圈、正极、隔膜、负极及电解液，其中，所述密封圈密封连接所述负极盖和所述正极壳体，并使所述负极盖和所述正极壳体形成密封腔，所述正极、隔膜、负极及电解液设于所述密封腔内；所述正极片包括正极光片及同心设置于所述正极光片外表面的正极环，所述正极光片包括径向方向穿透所述正极光片的贯穿孔，所述贯穿孔靠近所述正极环一侧与所述正极环的内表面平齐，所述正极环的外表面与所述正极壳体的内表面相接，经由所述贯穿孔焊接所述正极环内表面以使所述正极环外表面与所述正极壳体形成焊接点。
其中，所述正极片与所述正极壳体同心。
其中，所述正极环上均匀设置有通孔，所述通孔直径为1.0-8.0mm，所述正极环厚度为0.1-0.2mm。
其中，所述正极环中心位置向所述正极壳体延伸形成凸起，经由所述贯穿孔焊接所述凸起以使所述凸起与所述正极壳体形成焊接点。
其中，所述凸起为以下形状至少之一：圆型、矩型、梯型、倒U型以及圆弧型。
其中，所述正极环外表面与所述正极壳体电阻焊接或激光焊接或超声焊接。
其中，所述正极壳体向所述正极片方向往里抵持于所述凸起表面形成一凹面。
其中，所述贯穿孔沿所述正极光片中心位置均匀设置，所述贯穿孔直径为1.0-6.0mm，
本发明实施例还提供了一种扣式电池的制备方法，所述方法包括：
将正极环经冲制工序形成通孔，将正极光片压制于所述正极环内表面上形成正极片；
沿所述正极片中心位置向所述正极环侧焊接形成贯穿孔，经由所述贯穿孔焊接所述正极环内表面以使所述正极环外表面与正极壳体形成焊接点；
向正极壳体内加入电解液至淹没正极；
将负极盖组与正极壳体盖合，所述负极盖组包含负极盖、密封圈、负极和隔膜；
将盖合后的负极盖组与正极壳体置于真空环境中，静置封口。
其中，所述沿所述正极片中心位置向所述正极环侧焊接形成贯穿孔，包括：
沿所述正极片中心位置向所述正极环侧电阻焊接或激光焊接或超声焊接形成贯穿孔。
本发明实施例提供的一种扣式电池，包括负极盖、正极壳体、密封圈、正极、隔膜、负极及电解液，其中，所述密封圈密封连接所述负极盖和所述正极壳体，并使所述负极盖和所述正极壳体形成密封腔，所述正极片包括正极光片及同心设置于所述正极光片外表面的正极环，所述正极光片包括径向方向穿透所述正极光片的贯穿孔，所述贯穿孔靠近所述正极环一侧与所述正极环的内表面平齐，所述正极环的外表面与所述正极壳体的内表面相接，经由所述贯穿孔焊接所述正极环内表面以使所述正极环外表面与所述正极壳体形成焊接点。该扣式电池通过在正极光片形成所述贯穿孔，让焊接能实现从正极环的内表面处进行焊接，从而将正极环的外表面和正极壳体的内表面形成焊接点，这样的焊接方法更有益于电池的耐漏性能，大大降低了电池的漏液风险；同时正极光片形成的贯穿孔可以作为贮存电解液的电液仓，保证了电池的电性能。
附图说明
图1为本发明一实施例中提供的扣式电池的结构示意图；
图2为本发明一实施例中提供的扣式电池的结构示意图；
图3为本发明一实施例中提供的正极环的结构示意图；
图4为本发明一实施例中提供的正极光片的结构示意图；
图5为本发明一实施例中提供的扣式电池的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
参见图1和图2，为本发明实施例提供的扣式电池，包括负极盖1、正极壳体2、密封圈3、正极4、隔膜5、负极6及电解液，其中，所述密封圈3密封连接所述负极盖1和所述正极壳体2，并使所述负极盖1和所述正极壳体2形成密封腔，所述正极4、隔膜5、负极6及电解液设于所述密封腔内；所述正极4包括正极壳体2和设于所述正极壳体2内的正极片8，所述正极片8包括正极光片81及同心设置于所述正极光片81外表面的正极环82，所述正极光片81包括径向方向穿透所述正极光片81的贯穿孔7，所述贯穿孔7靠近所述正极环82一侧与所述正极环82的内表面平齐，所述正极环82的外表面与所述正极壳体2的内表面相接，经由所述贯穿孔7焊接所述正极环82内表面以使所述正极环82外表面与所述正极壳体2形成焊接点9。
这里，正极环82上本身带有毛刺状的针孔，正极光片81和正极环82通过药片机以冲压的形式结合在一起的，这样实际上是正极粉料或正极光片81嵌入到了正极环82内，并通过毛刺紧密结合在一起。
正极4可以由二氧化锰等正极材料制成；隔膜5可以是纤维膜等，以分隔开正极4和负极6并能够吸附电解液；负极6可以由锂等负极材料制成。负极盖1与正极壳体2均为金属材料制成的圆形盖结构，密封圈3可以是由具有密封性能的绝缘材料所制成的，比如可以是环形塑料圈或环形橡胶圈等。隔膜5的直径不仅大于正极4的横截面的直径，也大于负极6的横截面的直径，以确保能够完全将正极4和负极6分隔开。
可以理解地，所述负极盖1、正极壳体2、密封圈3、隔膜5以及负极6等结构可以与现有扣式电池中对应部件的结构基本一致，本实施例中不再进行具体描述。
作为一可选的实施方式，所述正极环82在正极片8生产过程中压制在正极片8上，形成一体。
所述贯穿孔7靠近所述正极环82一侧与所述正极环82的内表面平齐，即所述贯穿孔7可以是完全透过正极环81打成穿透的孔，参见图1，也可以是仅将正极环82上镶嵌的正极光片81加工出一个贯穿孔7，不完全打穿正极环82，参见图2，贯穿孔7的深度为刚好接触到正极环82的内表面；所述正极环82的外表面与所述正极壳体2的内表面相接，经由所述贯穿孔焊接所述正极环82内表面以使所述正极环82外表面与所述正极壳体2形成焊接点9。如此，正极光片81上的贯穿孔7保证了焊接媒介能够进入到正极环82的外表面，促使正极环82与正极壳体2能够有效焊接且正极壳体2不会被焊穿，焊接更稳定，同时正极光片81的贯穿孔7可以作为贮存电解液的微型电液仓，保证了电池的电性能。
在一可选的实施例中，所述正极片8与所述正极壳体2同心。这里，所述正极环82中心位置向所述正极壳体2延伸形成凸起，所述正极片8通过所述凸起与所述正极壳体2的内表面焊接，正极片8能确保与正极壳体2在装配过程中同心，不会产生偏移，同时提升电池的品质(外观合格率)，避免了正极片8不定中时，薄小型电池会出现“飞边”等外观不合格情况，另外，焊接完成后，正极片8与正极壳体2组成了组件，也能提升产线的效率。
在一可选的实施例中，所述正极环82上均匀设置有通孔10，所述通孔10直径为2.0-8.0mm，所述正极环82厚度为0.1-0.2mm。
作为一可选的实施方式，所述通孔10个数至少为六个。
一般地，所述通孔10的个数为六至十个，进一步地，参阅图3，这里，扣式电池可以是CR3832，所述正极环82上均匀设置有通孔10，这里，通孔的个数为十二个，所述通孔10直径为2.0-8.0mm，所述正极环82厚度为0.1-0.2mm。
在上述实施方式中，在所述集流环7上均匀设置所述通孔9，所述通孔9能够让所述正极2的活性物质在所述集流环7中有更多的体积，从而容纳更多的活性物质，提升电池容量；同时所述通孔9也有利于电解液浸润所述正极2。
作为一可选的实施方式，所述正极环82中心位置向所述正极壳体2延伸形成凸起，经由所述贯穿孔7焊接所述凸起以使所述凸起与所述正极壳体2形成焊接点9。
作为一可选的实施方式，所述凸起可以设置在正极环82的中心位置的两侧，在不影响扣式电池的平衡的情况下，这里，具体位置不受限制。需要说明的是，为了装配和加工的方便，一般选择在正极环82的中心位置设置凸台，以方便正极片8和正极壳体2的同心，更有利于焊接时一步到位。
这里，在扣式电池的正极片8生产过程中，可以将正极环82设置在正极光片81的外表面，可以是镶嵌在上面，正极片8生产过程中正极环82与正极光片81可以是冲压成型，通过工艺上的凹面结构使得在正极环82朝向正极壳体2侧形成凸起。
在一可选的实施例中，所述凸起为以下形状至少之一：圆型、矩型、梯型、倒U型以及圆弧型。
在一可选的实施例中，所述正极片8通过所述凸起与所述正极壳体2的内表面电阻焊接或激光焊接或超声焊接。
下面以激光焊接为例，激光焊接是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法。激光焊接是激光材料加工技术应用的重要方面之一。这里，在生产扣式电池的过程中，采用激光焊接更有利于扣式电池的量产，同时生产效率更高，精准度更好，同时保证了焊接的稳固性。
在一可选的实施例中，所述正极壳体2向所述正极片8方向往里抵持于所述凸起表面形成一凹面21。
这里，在扣式电池高温挤涨过程中能向外机型形变提供一个禁止形变的回弹力，保证了正极壳体2与凸起焊接的稳固性，保证了电池耐高温，内部接触良好。
在一可选的实施例中，所述贯穿孔7沿所述正极光片81中心位置均匀设置，所述贯穿孔7直径为1.0-6.0mm。
这里，所述贯穿孔的打孔工艺可以是机械方式的打孔，也可以是通过激光和超声波等特殊工艺制作出；贯穿孔的位置不限定与中心位置，贯穿孔的个数也不限定于一个。
在另一实施方式中，如图5所示，还提供了一种扣式电池的制备方法，所述方法包括：
步骤S101：将正极环经冲制工序形成通孔，将正极光片压制于所述正极环内表面上形成正极片；
这里，正极环上本身带有毛刺状的针孔，正极光片和正极环通过药片机以冲压的形式结合在一起的，这样实际上是正极粉料或正极光片81嵌入到了正极环内，并通过毛刺紧密结合在一起。
步骤S102：沿所述正极片中心位置向所述正极环侧焊接形成贯穿孔，经由所述贯穿孔焊接所述正极环内表面以使所述正极环外表面与正极壳体形成焊接点9；
这里，所述贯穿孔的打孔工艺可以是机械方式的打孔，也可以是通过激光和超声波等特殊工艺制作出；贯穿孔的位置不限定与中心位置，贯穿孔的个数也不限定于一个。
步骤S103：向正极壳体内加入电解液至淹没正极；
步骤S104：将负极盖组与正极壳体盖合，所述负极盖组包含负极盖、密封圈、负极和隔膜；
具体地，将装有负极和隔膜的负极盖组开口向下装入装有正极的正极壳体内，让密封圈正对底座的顶壁形成密封。
这里，依次在负极盖外缘注塑密封圈，将经过冲压而成的负极通过方打圆工艺后置于负极盖内，然后打上隔膜，形成包含负极盖、密封圈、负极和隔膜的负极盖组。
步骤S105：将盖合后的负极盖组与正极壳体置于真空环境中，静置封口。
综上所述，与现有技术相比，本发明实施例提供的扣式电池及扣式电池的制备方法有益效果是通过巧妙的在正极生产过程中在正极片设计了正极环以及径向方向穿透所述正极光片的贯穿孔，所述贯穿孔靠近所述正极环一侧与所述正极环的内表面平齐，所述正极环的外表面与所述正极壳体的内表面相接，经由所述贯穿孔焊接所述正极环内表面以使所述正极环外表面与所述正极壳体形成焊接点，使得扣式电池集良好的稳定性、高容量性、高使用寿命、制作工艺简单各种优点于一体。具体地，
1、焊接使得正极片与正极壳体同心，提升电池的品质(外观合格率)，避免了正极片不定中时，薄小型电池会出现“飞边”等外观不合格情况，另外，焊接完成后，正极片与正极壳体组成了组件，也能提升产线的效率；
2、让焊接能实现从正极环的内表面处进行焊接，从而将正极环的外表面和正极壳体的内表面形成焊接点，这样的焊接方法更有益于电池的耐漏性能，大大降低了电池的漏液风险；
3、正极光片形成的贯穿孔可以作为贮存电解液的电液仓，保证了电池的电性能，提升电池在高温下的贮存性能；
4、防止电池在高温下爆开，提升电池在高温下的安全性能；
5、集流效果更好，保证电池在高温有膨胀的情况下内部接触良好，彻底解决了大直径的电池在高温掉电压的问题。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和范围之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种扣式电池，包括负极盖、正极壳体、密封圈、正极、隔膜、负极及电解液，其中，所述密封圈密封连接所述负极盖和所述正极壳体，并使所述负极盖和所述正极壳体形成密封腔，所述正极、隔膜、负极及电解液设于所述密封腔内；其特征在于，所述正极包括正极壳体和设于所述正极壳体内的正极片，所述正极片包括正极光片及同心设置于所述正极光片外表面的正极环，所述正极光片包括径向方向穿透所述正极光片的贯穿孔，所述贯穿孔靠近所述正极环一侧与所述正极环的内表面平齐，所述正极环的外表面与所述正极壳体的内表面相接，经由所述贯穿孔焊接所述正极环内表面以使所述正极环外表面与所述正极壳体形成焊接点；所述正极片与所述正极壳体同心；所述正极环上带有毛刺状的针孔。
2.如权利要求1所述的扣式电池，其特征在于，所述正极环上均匀设置有通孔，所述通孔直径为1.0-8.0mm，所述正极环厚度为0.1-0.2mm。
3.如权利要求1所述的扣式电池，其特征在于，所述正极环中心位置向所述正极壳体延伸形成凸起，经由所述贯穿孔焊接所述凸起以使所述凸起与所述正极壳体形成焊接点。
4.如权利要求3所述的扣式电池，其特征在于，所述凸起为以下形状至少之一：圆型、矩型、梯型、倒U型以及圆弧型。
5.如权利要求1所述的扣式电池，其特征在于，所述正极环外表面与所述正极壳体电阻焊接或激光焊接或超声焊接。
6.如权利要求3所述的扣式电池，其特征在于，所述正极壳体向所述正极片方向往里抵持于所述凸起表面形成一凹面。
7.如权利要求1所述的扣式电池，其特征在于，所述贯穿孔沿所述正极光片中心位置均匀设置，所述贯穿孔直径为1.0-6.0mm。
8.一种如权利要求1-7任意一项中所述的扣式电池的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
将正极环经冲制工序形成通孔，将正极光片压制于所述正极环内表面上形成正极片；
沿所述正极片中心位置向所述正极环侧焊接形成贯穿孔，经由所述贯穿孔焊接所述正极环内表面以使所述正极环外表面与正极壳体形成焊接点；
向正极壳体内加入电解液至淹没正极；
将负极盖组与正极壳体盖合，所述负极盖组包含负极盖、密封圈、负极和隔膜；
将盖合后的负极盖组与正极壳体置于真空环境中，静置封口。
9.如权利要求8所述的扣式电池的制备方法，其特征在于，所述沿所述正极片中心位置向所述正极环侧焊接形成贯穿孔，包括：
沿所述正极片中心位置向所述正极环侧电阻焊接或激光焊接或超声焊接形成贯穿孔。
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