CN110890501A - 一种利于提升安全性能的防爆式纽扣电池 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种利于提升安全性能的防爆式纽扣电池，包括至少一道防爆槽，其采用激光雕刻的方式设置于腔室内部的上盖体或下盖体底面，并且通过防爆槽减小因电池爆炸产生的爆破力对盖体的损坏；还包括注塑密封圈，其注塑填充于上盖体侧壁面与下盖体壁面之间的空隙，并且与上盖体连为一体。本发明通过对充电式纽扣电池施以激光刻成的防爆槽并且辅以严谨的盖体密封结构，能够在确保不降低整体密封性能的前提下，既可彻底避免因突发的电池爆炸或电池膨胀而对电子设备造成的不良影响，还有利于提高盖体以及电池整体结构的稳定性，从而进一步延长使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种利于提升安全性能的防爆式纽扣电池。
背景技术
纽扣电池是指外形尺寸如一颗纽扣样式的电池，相对于传统市场上的5号AA等柱状电池来说，纽扣电池的直径较大、厚度较薄。因纽扣电池的体形较小，故在各种微型电子产品中得到了广泛的应用，直径从4.8mm至30mm，厚度从1.0mm至7.7mm不等，其应用范围包括各类电子设备、电子产品的电源，常见的如电脑主板、电子表、电动玩具、心脏起搏器、计数器以及一些工业电子设备等。
纽扣电池也分为化学电池和物理电池两大类，其化学电池应用最为普遍，由阳极(正极)、阴极(负极)及其电解液等组成，一般来说，本领域技术人员对于纽扣电池的材质，惯用不锈钢材料作为正极，其负极惯用不锈钢的圆形盖，如此构成的纽扣电池种类还可进一步细分，包括氧化银电池、锂电池、碱性锰电池等。
本领域技术人员均知晓，无论是何种电池产品，对于电池技术研发的可行性，均是先从自身性能方面开始考虑，只有在自身性能满足应用需求的基础上，然后再会考虑对电池周边辅助配件进行研发。本发明技术方案之研发人员也是本着这一原则进行研发的，首先是针对充电式纽扣电池的自身性能进行测试并发现其存在弊端：即目前广泛应用于工业电子设备的充电式纽扣电池结构在实际应用中普遍存在着防爆性能较差的缺陷。
对于纽扣电池防爆这一问题早已提出，但至今仍然没有妥善解决，纽扣电池爆炸的原因很多，例如，其内部发热膨胀和电解液汽化这个阶段电池会起鼓变形，如果电池是金属密封的外壳，外壳可能被撑破从而释放能量产生爆炸，最严重的是可能进一步引燃电池内挥发的可燃性气体造成二次爆炸。
本领域技术人员针对纽扣电池出现意外爆炸造成的不良后果，进行反复分析发现，其瞬间的爆破力很容易将纽扣电池的盖体损毁进而对应用其的工业电子设备带来危害，严重的情况下甚至会因纽扣电池的爆炸而令整台工业电子设备、或整个生产流水线出现故障，导致生产加工流程受阻。
显然，解决这一问题是非常必要的，本领域技术人员以往采用的技术手段很多，大多是采用防爆孔的方式，也就是在纽扣电池的盖体开设一个内外贯通的通孔，其目的是在于，当意外发生纽扣电池爆炸的情况下，能够以该通孔作为引导，使瞬间产生的爆破力随着该防爆孔向外释放一部分或大部分，起到一个缓冲的作用，进而使包括盖体在内的纽扣电池组件免受更为严重的破损。但是，这一技术手段也随着带来了一系列的缺陷，结合具体实际应用，包括如下几个方面：
①仅采用通孔方式进行防爆，终究仅是为了防爆，在不发生防爆而发生漏液等情况，这一通孔的设置反而引发了新的问题，使得原本密封完好的充电式纽扣电池沿着该通孔渗漏到外部的电子设备，造成污染，显然，采用防爆通孔的技术手段还需进一步更新；
②采用通孔方式，会对原本密封性能较佳的充电式纽扣电池造成的影响，密封性能的降低也会在一定程度制约着电池自身的使用耐久度；
③以往采用防爆通孔的技术手段，通孔的位置均为上盖顶部或下盖底部，这只能尽力地将爆破力引导至该通孔释放而出，但是，爆破力同样会对充电式纽扣电池盖体侧部带来相应的危害，目前，尚无针对如何降低纽扣电池侧部所受爆破力影响的技术手段，可见，以往采用防爆通孔这一手段仍然比较片面，无法彻底地解决问题；
④即便以往采用防爆通孔的技术手段能够在防爆方面减轻一定的危害，但目前，本领域技术人员始终没有针对如何确保带有防爆通孔的这一类充电式纽扣电池的结构稳定性提出相应的技术手段，例如，上、下盖之间配合的稳定性，因此，以往的带有防爆通孔的这一类充电式纽扣电池其技术手段存在着一定的局限性；
⑤以往采用的防爆结构并不利于纽扣电池的防膨胀。
综上所述，本发明正是在现有公知技术的基础上，经过实际应用的经验总结，对充电式纽扣电池技术领域内的产品防爆结构提出进一步研发，通过对充电式纽扣电池施以激光刻成的防爆槽并且辅以严谨的盖体密封结构，所形成的技术方案在确保不降低整体密封性能的前提下，既可以彻底避免因突发的电池爆炸而对电子设备造成的不良影响，还有利于提高盖体以及电池整体结构的稳定性，从而进一步延长使用寿命。因而，所提出的技术方案能够解决或部分解决现有技术存在的问题，同时本发明所提出的技术方案也是为了满足充电式纽扣电池领域内技术人员在应用电子设备时对电池的防爆需求。
发明内容
为克服上述问题或者至少部分地解决或缓减解决上述问题，本发明提供一种利于提升安全性能的防爆式纽扣电池，其通过设置防爆槽并且辅以严谨的盖体密封结构，能够在确保不降低整体密封性能的前提下，既可以彻底避免因突发的电池爆炸而对电子设备造成的不良影响，还有利于提高盖体以及电池整体结构的稳定性。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种利于提升安全性能的防爆式纽扣电池，其上盖体与下盖体连接构成用于容纳纽扣电池的腔室，该防爆式纽扣电池包括：
至少一道防爆槽，其采用激光雕刻的方式设置于腔室内部的上盖体或下盖体底面，并且通过防爆槽减小因电池爆炸产生的爆破力对盖体的损坏；
注塑密封圈，其注塑填充于上盖体侧壁面与下盖体壁面之间的空隙，并且与上盖体连为一体。
对于注塑密封圈，技术人员还可采用相应的技术手段对以上技术方案进一步补充，包括：
其一，上盖体壁面均匀开设若干注塑孔，并且注塑密封圈通过注塑孔与上盖体连为一体；
其二，上盖体的下边缘与下盖体的底面之间留有一定的空隙，并且于下盖体底面与上盖体的下边缘之间形成一圈盖底密封部。
相应地，以上实施的盖底密封部同时贴紧上盖体与下盖体；
相应地，注塑密封圈与上盖体构成用于纽扣电池的防膨胀结构。
相应地，盖底密封部延伸至腔室内部。
还可采用以下技术手段对技术方案进行适当的改进，包括：
注塑密封圈优选采用一体注塑的方式；
上盖体顶面的面积小于下盖体底面的面积。
防爆槽优选采用弧形结构；
防爆槽设置于上盖体顶面或下盖体底面边缘位置处。
本发明通过对充电式纽扣电池施以激光刻成的防爆槽并且辅以严谨的盖体密封结构，能够在确保不降低整体密封性能的前提下，既可彻底避免因突发的电池爆炸或电池膨胀而对电子设备造成的不良影响，还有利于提高盖体以及电池整体结构的稳定性，从而进一步延长使用寿命。
附图说明
下面根据附图对本发明作进一步详细说明。
图1是本发明所实施的利于提升安全性能的防爆式纽扣电池，其结构部分示意图；
图2是本发明所实施的利于提升安全性能的防爆式纽扣电池，其结构剖面示意图；
图3是本发明所实施的利于提升安全性能的防爆式纽扣电池，其带有激光刻式防爆槽盖体的示意图；
图4是本发明所实施的利于提升安全性能的防爆式纽扣电池，其结构分解示意图；
图5是本发明所实施的利于提升安全性能的防爆式纽扣电池，其防爆槽示意图。
图中：
1、上盖体；2、下盖体；3、注塑密封圈；4、防爆槽；5、注塑孔；6、盖底密封部；7、纽扣电池。
具体实施方式
本发明拟实施的利于提升安全性能的防爆式纽扣电池，所实施的技术手段要达到的目的在于，解决以往提出的充电式纽扣电池所设计的防爆结构，其应用时无法在确保自身密封性能的基础上来有效的防爆，进而容易对应用纽扣电池的电子设备带来较大的负面影响。具体地讲，本发明所提出的技术方案旨在彻底避免因突发的电池爆炸状况或电池膨胀状况而对电子设备造成不良影响的同时，还要进一步提高因设置防爆结构而对盖体、以及因电池整体带来的结构稳定性的问题。
本发明所实施之技术方案，主要通过于上盖体或下盖体的相应位置处增设激光刻式防爆槽来使充电式纽扣电池在应用时具备有效的防爆性能，由于增加了防爆结构的纽扣电池，在同一构思的基础上，还要注意其整体结构的稳定性、密封性能、以及耐久度是否受到了一定的影响，这些问题的解决都是在本发明技术方案详细解析的。然而，除了这些问题之外，由于本发明技术方案所涉及到的纽扣电池范围之广，对于纽扣电池本体不便于详细限制其具体的尺寸、型号以及材质，凡是本发明之防爆结构能够应用于的纽扣电池，技术人员都可以依据本发明所实施的技术手段来轻易地实施。因而，包括电池尺寸、型号、材质、盖体的尺寸、材质，以及激光雕刻用到的设备等，这些均属于本领域常规技术手段，对于不在本发明技术方案范围之内的这些常规技术手段，本发明具体实施方式无必要将每一个细节都细化出来，若要全部列举出来是不现实的。显然，本发明所实施的技术方案实际上是一种能够让本领域技术人员结合常规技术手段参照及实施的防爆纽扣电池，技术人员根据不同的应用条件以及使用需求，按照本发明技术方案形成的产品进行实际应用与测试，能够实际获得其带来的一系列优势，这些优势将会在以下对系统结构的解析中逐步体现出来。
如图1-5所示，对于以上拟实施的利于提升安全性能的防爆式纽扣电池，其包括用于容纳纽扣电池7的上盖体1与下盖体2，并且上、下盖体构成一个密封的腔室，本领域技术人员均知晓，根据纽扣电池的形状来匹配，一般来说，常见的用于装配纽扣电池的上、下盖体均为圆柱体结构，因而，在进行多次有针对性的爆破测试之后，本发明技术方案之研发人员发现，上盖体1的顶面与下盖体2的底面最容易受到爆破力的影响而破损，因此，本发明技术方案之研发人员首先于上盖体1的顶面里侧或下盖体2的底面里侧采用激光雕刻方式增设至少一道防爆槽4，所采用的激光雕刻设备均为本领域技术人员惯用的、易于操作的，且本领域技术人员采用这一类激光雕刻设备能够轻易地于盖体内部实施防爆槽4，所实施的防爆槽4优选采用一条弧形结构；
另外，本发明之技术方案或可根据不同防爆需求采用激光雕刻方式增设多于一条的防爆槽4，所实施防爆槽4的位置可相邻。
如图1-5所示，对于以上拟实施的利于提升安全性能的防爆式纽扣电池，在增加了防爆结构的基础上，还要防止因电池膨胀带来的不良影响，并且同时确保电池自身的密封性能与结构的稳定性，否则虽然有效的发挥了防爆作用或防膨胀作用，但却容易导致纽扣电池自身的性能降低。为了解决这一问题，进一步实施相应的技术手段，具体为：
所实施的上盖体1外壁面与下盖体2内壁面之间留有一定的间隙用于注塑密封结构，对于该密封结构，技术人员可优选采用于间隙内通过注塑形成注塑密封圈3；
进一步地，技术人员在具体实施时，可于所实施的上盖体1壁面均匀开设若干注塑孔5，以便在注塑时同时将每个注塑孔5填充满，从而使得注塑形成的注塑密封圈3与上盖体1通过这些注塑孔5连为一体结构，相比以往采用单一的套入、嵌入、压入密封圈等方式，很明显提高了密封性能，也使得上盖体1的侧壁面与下盖体2的侧壁面之间能够无缝相接且避免了上、下盖体之间在装配时产生位置偏差的可能；
进一步地，技术人员在具体实施时，可于上盖体1的下边缘与下盖体2的底面之间留有一定的空隙，以便在注塑时同时将该空隙填充满，从而在下盖体2底面与上盖体1的下边缘之间由一圈盖底密封部6相隔，相比以往上、下盖体直接顶紧的方式，既有利于盖体位置的固定以及盖体的防护，也有利于提升纽扣电池的密封性能。
结合背景技术中列举的要解决的一些技术问题，本发明所实施的利于提升安全性能的防爆式纽扣电池，相比以往结构的优势在于：
⑴通过采用激光雕刻式防爆槽结构，避免了以往因采用防爆通孔而发生漏液，确保了充电式纽扣电池自身的密封性，不会对外部的电子设备造成污染；
⑵在防爆槽的基础上，辅以与上盖连为一体的注塑密封圈结构，既有利于增强纽扣电池的防膨胀性能，也有利于提高纽扣电池自身的密封性能，进而延长电池自身的使用耐久度；
⑶通过设置防爆槽与注塑密封结构相结合，经过实际测试，有利于缓冲电池爆炸产生的爆破力，即便防爆槽位置处受到爆破冲击而破裂，也仅是撕开一道较小的裂缝，而不会因产生大面积的损坏而使纽扣电池沿着破损处掉出，这相比以往采用防爆通孔的方式要明显更为优越；同时，由于辅以与上盖体连为一体的注塑密封结构，也增强了盖体侧面的防爆强度，爆破力不会对该纽扣电池盖体的侧部带来危害；
⑷在下盖体底面与上盖体的下边缘之间由一圈盖底密封部相隔，相比以往上、下盖体直接顶紧的方式，既有利于盖体位置的固定以及盖体的防护，也有利于提升纽扣电池的密封性能。
在本说明书的描述中，若出现术语“实施例一”、“本实施例”、“具体实施”等描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明或发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例；而且，所描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何一个或多个实施例或示例中以恰当的方式结合。
在本说明书的描述中，术语“连接”、“安装”、“固定”、“设置”、“具有”等均做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接或在不影响部件关系与技术效果的基础上通过中间组件间接进行，也可以是一体连接或部分连接，如同此例的情形对于本领域普通技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
上述对实施例的描述是为了便于该技术领域的普通技术人员能够理解和应用，熟悉本领域技术的人员显然可轻易对这些实例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其它实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本案不限于以上实施例，对于以下几种情形的修改，都应该在本案的保护范围内：①以本发明技术方案为基础并结合现有公知常识所实施的新的技术方案，该新的技术方案所产生的技术效果并没有超出本发明技术效果之外，例如，采用防爆槽与注塑密封结构相结合的技术方案用于纽扣电池的防爆，并且产生的预期效果并未超出本发明之外；②采用公知技术对本发明技术方案的部分特征的等效替换，所产生的技术效果与本发明技术效果相同，例如，对纽扣电池的尺寸、型号等进行等效替换；③以本发明技术方案为基础进行拓展，拓展后的技术方案的实质内容没有超出本发明技术方案之外；④利用本发明文本记载内容所作的等效变换，将所得技术手段应用在其它相关技术领域的方案。
Claims (10)
1.一种利于提升安全性能的防爆式纽扣电池，其上盖体与下盖体连接构成用于容纳纽扣电池的腔室，其特征在于，所述防爆式纽扣电池包括：
至少一道防爆槽，其采用激光雕刻的方式设置于所述腔室内部的上盖体或下盖体底面，并且通过所述防爆槽减小因电池爆炸产生的爆破力对盖体的损坏；
注塑密封圈，其注塑填充于所述上盖体侧壁面与下盖体壁面之间的空隙，并且与所述上盖体连为一体。
2.根据权利要求1所述的利于提升安全性能的防爆式纽扣电池，其特征在于：所述上盖体壁面均匀开设若干注塑孔，并且所述注塑密封圈通过所述注塑孔与所述上盖体连为一体。
3.根据权利要求1所述的利于提升安全性能的防爆式纽扣电池，其特征在于：所述上盖体的下边缘与所述下盖体的底面之间留有一定的空隙，并且于所述下盖体底面与所述上盖体的下边缘之间形成一圈盖底密封部。
4.根据权利要求3所述的利于提升安全性能的防爆式纽扣电池，其特征在于：所述盖底密封部同时贴紧所述上盖体与所述下盖体。
5.根据权利要求1-4任一项所述的利于提升安全性能的防爆式纽扣电池，其特征在于：所述注塑密封圈与所述上盖体构成用于纽扣电池的防膨胀结构。
6.根据权利要求4所述的利于提升安全性能的防爆式纽扣电池，其特征在于：所述盖底密封部延伸至腔室内部。
7.根据权利要求1所述的利于提升安全性能的防爆式纽扣电池，其特征在于：所述注塑密封圈采用一体注塑的方式。
8.根据权利要求1所述的利于提升安全性能的防爆式纽扣电池，其特征在于：所述上盖体顶面的面积小于下盖体底面的面积。
9.根据权利要求1所述的利于提升安全性能的防爆式纽扣电池，其特征在于：所述防爆槽采用弧形结构。
10.根据权利要求1或9所述的利于提升安全性能的防爆式纽扣电池，其特征在于：所述防爆槽设置于所述上盖体顶面或所述下盖体底面边缘位置处。
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