CN110364672A - 一种高电压的扣式电池及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高电压的扣式电池，包括有相互配合以构成电池外壳的负极盖和正极壳，所述负极盖和正极壳形成的腔体内设置有若干相互串联的电芯，每个所述电芯均包括有正极片和负极片，所述正极片与负极片之间设置有隔膜，每个所述电芯内的正极片/负极片与另一相邻电芯内的负极片/正极片电连接，每个所述电芯与另一相邻串联的电芯之间通过隔膜分隔。本发明具有以下有益效果：旨在提出一种直接在扣式电池内部完成串联，从而无需对多个单体电池进行串联组成电池组，进而解决电芯一致性的问题。

Description

一种高电压的扣式电池及其制作方法

技术领域

本发明涉及电池技术领域，特别涉及一种高电压的扣式电池及其制作方法。

背景技术

扣式电池也称纽扣电池，是指外形尺寸像一颗小纽扣的电池。因其体积较小，故在各种微型电子产品中得到广泛应用。一般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、电子助听器以及照相机等。

由于现有的扣式电池在应用于电子产品时，多是将若干个单体电池组成电池组以满足电子产品在电压、电流方面的需求。由于电池组的行为具有其独特性，并不是单体电池做一个简单的加减法就能获得电池组的性能。在理想情况下，电池组中的单体电池应该是完全一致的，但是实际上即便是同一批次生产的单体电池仍然具有性能的差异(包括容量、内阻等因素)。因此，对于电池组而言:单体电池的一致性是一个非常重要的参数。

中国上海理工大学的Long Zhou, Yuejiu Zheng, Minggao Ouyang, LanguangLu四人对单体电池一致性对电池组性能的影响进行了定量的分析。实验中Long Zhou利用了模型和实验相结合的方法,分析单体电池的SoC、内阻、容量等因素的不一致性对电池组性能的影响。

一般而言,单体的电池的不一致性包括温度、电压、SoC、容量、内阻等方面,LongZhou认为如果考虑时间因素对电池的影响,单体电池的不一致性还应该包含自放电、库伦效率、容量衰降速度、内阻增加速度等因素。

由上述可知，现有针对将若干个单体电池串并联组成电池组的方法，对于电芯的一致性会有要求，而电芯的一致性受到诸多因素影响，且为不可控的影响因素。同时，若干个单体电池串并联组成电池组会产生无法配组的电芯，而无法配组的电芯会提高整个电池的成本，因而有待改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种高电压的扣式电池及其制作方法，旨在提出一种直接在扣式电池内部完成串联，从而无需对多个单体电池进行串联组成电池组，进而解决电芯一致性的问题。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种高电压的扣式电池，包括有相互配合以构成电池外壳的负极盖和正极壳，所述负极盖和正极壳形成的腔体内设置有若干相互串联的电芯，每个所述电芯均包括有正极片和负极片，所述正极片与负极片之间设置有隔膜，每个所述电芯内的正极片/负极片与另一相邻电芯内的负极片/正极片电连接，每个所述电芯与另一相邻串联的电芯之间通过隔膜分隔。

进一步的，所述正极片以铝箔作为集流体，并且在所述正极片的一侧中部涂布有正极浆料；所述负极片以铜箔作为集流体，并且在所述负极片的一侧中部涂布有负极浆料。

进一步的，所述正极片涂布有正极浆料的同一侧还设置有两个正极留白区，每个所述正极留白区均未涂布有正极浆料且分别位于正极浆料的两端；所述负极片涂布有负极浆料的同一侧还设置有两个负极留白区，每个所述负极留白区均未涂布有负极浆料且分别位于负极浆料的两端。

进一步的，所述正极片背离正极浆料的一侧设置有正极空箔区，所述负极片背离负极浆料的一侧设置有负极空箔区，所述正极空箔区与负极空箔区均为未涂布极性浆料的部位，以分别位于电芯的两侧。

进一步的，当任意两个所述电芯相串联时，其中一个所述电芯的正极空箔区与另一个电芯的负极空箔区相对应；两个串联所述卷芯的正极空箔区与负极空箔区之间还设置有隔膜。

一种高电压的扣式电池制作方法，包括如下步骤：

1）制作正极片以及负极片：将正极浆料、负极浆料分别单面涂布于集流体上以分别形成若干个正极片以及负极片，正极片的个数与负极片的个数相对应，位于正极片涂布有正极浆料的同一侧还设置有两个未涂布正极浆料的正极留白区，两个正极留白区分别位于正极浆料的两端，位于负极片涂布有负极浆料的同一侧还设置有两个未涂布负极浆料的负极留白区，两个负极留白区分别位于负极浆料的两端；

2）冲片成型：根据扣式电池的尺寸需要将步骤1）制成的正、负极片分别冲片成圆形，使得位于正极片上的两个正极留白区表面积相同，使得位于负极片上的两个负极留白区表面积相同；

3）电芯的制作：将若干个正极片与若干个负极片一一对应，且分别制成若干个电芯，每个电芯内的正极片与负极片相堆叠，且位于正极片上的其中一个正极留白区与位于负极片上的负极留白区焊接，待焊接后通过隔膜将正极片、负极片之间隔开，其隔开区域为正、负极浆料区以及未焊接的正、负极留白区；

4）电芯之间进行串联：每个电芯中的正极片/负极片上均设置有未焊接的正极留白区/负极留白区，该串联的焊接位置位于正极空箔区/负极空箔区上，且与未焊接的正极留白区/负极留白区的位置相对应，使得一电芯可与另一相邻电芯在焊接位置处进行焊接，待焊接后通过隔膜将两个串联的电芯隔开，其隔开区域未正极空箔区/负极空箔区上未焊接的区域；

5）装配：将步骤4）中已经串联完成后的若干个电芯置于负极盖和正极壳形成的腔体内，并进行封口密封，完成扣式电池的装配。

综上所述，本发明具有以下有益效果：通过在正、负极片上分别涂布有正、负极浆料，其未涂覆正、负极浆料的位置可供同一电芯内的正、负极电连接；由于正、负极浆料仅在一侧涂布于正、负极片上，使得位于另一侧的正、负极空箔区可供于另一电芯进行串联，且串联部位由于不存在正、负极浆料，可降低串联的电芯与电芯之间短路发生的概率。从而在尽可能减少串联的电芯与电芯之间的接触间隙，从而使得单位体积的扣式电池可容纳更多的串联电芯，提高所制备的扣式电池能量密度。

而由于采用本方法，其电芯是直接根据实际需要直接在扣式电池内部完成串联，以至于无需对多个单体电池进行串联，进而避免出现诸多单体电池组成电池组所产生的一致性的问题。同时，不会存在无法配组电芯的情况，从而可提高电池整体经济效益、以及节省PACK模组组装的人工成本以及原材料成本。需特别说明的是：采用本申请所述的串联方法，可减少电芯与电芯之间的间隙，以至于电芯与电芯之间可通过隔膜进行完全抵接，以提高单一扣式电池内的能量密度。与市面上其他相同体积的扣式电池相比，具有更高的电压、电流以及更大的能量密度。

附图说明

图1为正、负极片涂覆极性浆料后的结构示意图；

图2为若干个正、负极片冲压成型后的结构示意图；

图3为图2中若干个冲压成型后的正、负极片串联的连接示意图。

具体实施方式

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

如图1-图3所示，一种高电压的扣式电池，包括有相互配合以构成电池外壳的负极盖和正极壳，负极盖和正极壳形成的腔体内设置有若干相互串联的电芯，每个电芯均包括有正极片和负极片，正极片与负极片之间设置有隔膜，每个电芯内的正极片/负极片与另一相邻电芯内的负极片/正极片电连接，每个电芯与另一相邻串联的电芯之间通过隔膜分隔。

进一步的，正极片以铝箔作为集流体，并且在正极片的一侧中部涂布有正极浆料；负极片以铜箔作为集流体，并且在负极片的一侧中部涂布有负极浆料。本发明所述的正、负极片均采用单面涂布，在节省涂布材料的同时可避免在扣式电池狭小的空间内多个电芯之间的串联发生短路的现象。

进一步的，正极片涂布有正极浆料的同一侧还设置有两个正极留白区，每个正极留白区均未涂布有正极浆料且分别位于正极浆料的两端。负极片涂布有负极浆料的同一侧还设置有两个负极留白区，每个负极留白区均未涂布有负极浆料且分别位于负极浆料的两端。通过正极留白区与负极留白区的设置，可为同一电芯之间的正极片、负极片之间的提供电连接位置，同时可为多电芯之间的串联提供电连接位置。

进一步的，正极片背离正极浆料的一侧设置有正极空箔区，负极片背离负极浆料的一侧设置有负极空箔区，正极空箔区与负极空箔区均为未涂布极性浆料的部位，以分别位于电芯的两侧。当任意两个电芯相串联时，其中一个电芯的正极空箔区与另一个电芯的负极空箔区相对应；同时，两个串联卷芯的正极空箔区与负极空箔区之间还设置有隔膜。

由于本申请的多电芯之间采用堆叠式，在扣式电池内设置多电芯进行串联，其串联的电芯之间容易发生接触进而引发短路现象。本申请通过采用双重保障以杜绝上述现象发生，即在任意串联电芯相对的一侧，分别设置正极空箔区以及负极空箔区；同时，还在正极空箔区与负极空箔区之间设置隔膜以将两个串联电芯隔开。在使得多电芯进行串联时，电芯与电芯之间具有独立性。

一种高电压的扣式电池制作方法，包括如下步骤：

1）制作正极片以及负极片：将正极浆料、负极浆料分别单面涂布于集流体上以分别形成若干个正极片以及负极片，正极片的个数与负极片的个数相对应，位于正极片涂布有正极浆料的同一侧还设置有两个未涂布正极浆料的正极留白区，两个正极留白区分别位于正极浆料的两端，位于负极片涂布有负极浆料的同一侧还设置有两个未涂布负极浆料的负极留白区，两个负极留白区分别位于负极浆料的两端；

2）冲片成型：根据扣式电池的尺寸需要将步骤1）制成的正、负极片分别冲片成圆形，使得位于正极片上的两个正极留白区表面积相同，使得位于负极片上的两个负极留白区表面积相同；

3）电芯的制作：将若干个正极片与若干个负极片一一对应，且分别制成若干个电芯，每个电芯内的正极片与负极片相堆叠，且位于正极片上的其中一个正极留白区与位于负极片上的负极留白区焊接，待焊接后通过隔膜将正极片、负极片之间隔开，其隔开区域为正、负极浆料区以及未焊接的正、负极留白区；

4）电芯之间进行串联：每个电芯中的正极片/负极片上均设置有未焊接的正极留白区/负极留白区，该串联的焊接位置位于正极空箔区/负极空箔区上，且与未焊接的正极留白区/负极留白区的位置相对应，使得一电芯可与另一相邻电芯在焊接位置处进行焊接，待焊接后通过隔膜将两个串联的电芯隔开，其隔开区域未正极空箔区/负极空箔区上未焊接的区域；

5）装配：将步骤4）中已经串联完成后的若干个电芯置于负极盖和正极壳形成的腔体内，并进行封口密封，完成扣式电池的装配。

Claims (6)

1.一种高电压的扣式电池，其特征是：包括有相互配合以构成电池外壳的负极盖和正极壳，所述负极盖和正极壳形成的腔体内设置有若干相互串联的电芯，每个所述电芯均包括有正极片和负极片，所述正极片与负极片之间设置有隔膜，每个所述电芯内的正极片/负极片与另一相邻电芯内的负极片/正极片电连接，每个所述电芯与另一相邻串联的电芯之间通过隔膜分隔。

2.根据权利要求1所述的一种高电压的扣式电池，其特征是：所述正极片以铝箔作为集流体，并且在所述正极片的一侧中部涂布有正极浆料；所述负极片以铜箔作为集流体，并且在所述负极片的一侧中部涂布有负极浆料。

3.根据权利要求2所述的一种高电压的扣式电池，其特征是：所述正极片涂布有正极浆料的同一侧还设置有两个正极留白区，每个所述正极留白区均未涂布有正极浆料且分别位于正极浆料的两端；所述负极片涂布有负极浆料的同一侧还设置有两个负极留白区，每个所述负极留白区均未涂布有负极浆料且分别位于负极浆料的两端。

4.根据权利要求3所述的一种高电压的扣式电池，其特征是：所述正极片背离正极浆料的一侧设置有正极空箔区，所述负极片背离负极浆料的一侧设置有负极空箔区，所述正极空箔区与负极空箔区均为未涂布极性浆料的部位，以分别位于电芯的两侧。

5.根据权利要求4所述的一种高电压的扣式电池，其特征是：当任意两个所述电芯相串联时，其中一个所述电芯的正极空箔区与另一个电芯的负极空箔区相对应；两个串联所述卷芯的正极空箔区与负极空箔区之间还设置有隔膜。

6.一种制作权利要求5所述的高电压的扣式电池制作方法，其特征是：包括如下步骤：

1）制作正极片以及负极片：将正极浆料、负极浆料分别单面涂布于集流体上以分别形成若干个正极片以及负极片，正极片的个数与负极片的个数相对应，位于正极片涂布有正极浆料的同一侧还设置有两个未涂布正极浆料的正极留白区，两个正极留白区分别位于正极浆料的两端，位于负极片涂布有负极浆料的同一侧还设置有两个未涂布负极浆料的负极留白区，两个负极留白区分别位于负极浆料的两端；

2）冲片成型：根据扣式电池的尺寸需要将步骤1）制成的正、负极片分别冲片成圆形，使得位于正极片上的两个正极留白区表面积相同，使得位于负极片上的两个负极留白区表面积相同；

3）电芯的制作：将若干个正极片与若干个负极片一一对应，且分别制成若干个电芯，每个电芯内的正极片与负极片相堆叠，且位于正极片上的其中一个正极留白区与位于负极片上的负极留白区焊接，待焊接后通过隔膜将正极片、负极片之间隔开，其隔开区域为正、负极浆料区以及未焊接的正、负极留白区；

4）电芯之间进行串联：每个电芯中的正极片/负极片上均设置有未焊接的正极留白区/负极留白区，该串联的焊接位置位于正极空箔区/负极空箔区上，且与未焊接的正极留白区/负极留白区的位置相对应，使得一电芯可与另一相邻电芯在焊接位置处进行焊接，待焊接后通过隔膜将两个串联的电芯隔开，其隔开区域未正极空箔区/负极空箔区上未焊接的区域；

5）装配：将步骤4）中已经串联完成后的若干个电芯置于负极盖和正极壳形成的腔体内，并进行封口密封，完成扣式电池的装配。