CN111326785A - 一种扣式锂离子电池 - Google Patents

Abstract

本发明涉及扣式锂离子电池，包括硬质壳体、收容于硬质壳体中的电芯、穿设于电芯中且长度大于电芯高度的绝缘棒；电芯包括供绝缘棒穿设的中心通孔；其为螺旋绕组形式，包括交替设置的多层正极和多层负极；多层正极中至少两层正极上设有正极耳；多层负极中至少两层负极上设有负极耳；正极耳和负极耳分别位于电芯的两端；至少两层正极上的正极耳和至少两层负极上的负极耳均包括并排设置在中心通孔的一侧且凸出电芯的端面并与电芯端面形成设定夹角设置的第一状态以及在外力作用下朝中心通孔方向下压形成可降低内阻的叠层结构并由绝缘棒支撑与硬质壳体内侧壁贴合以进行导电连接的第二状态。该电池具有内阻小、快充性能好、产品良率高的优点。

Description

一种扣式锂离子电池

技术领域

本发明涉及锂离子电池，更具体地说，涉及一种扣式锂离子电池。

背景技术

钢壳纽扣锂离子电池应用领域比较广泛，随着无线蓝牙耳机的兴起，钢壳纽扣锂离子电池增长幅度非常快，出现供不应求的局面，传统的扣式锂离子电池通常将极耳焊接在极片的空箔区，同时贴上绝缘胶纸，然后段切成卷绕工序所需的一张一张极片，在卷绕设备上再将正极、负极和隔膜三者卷绕在一起，因为纽扣电池极片宽度非常窄，集中在3--6mm，因此，很容易出现箔材区域断裂的情况，导致电池出现高内阻等不良，同时一旦极片断裂，整颗电池就会报废，导致不良率高。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种改进的扣式锂离子电池。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种扣式锂离子电池，包括硬质壳体、收容于所述硬质壳体中的电芯、穿设于所述电芯中且长度大于所述电芯高度的绝缘棒；

所述电芯包括供所述绝缘棒穿设的中心通孔；所述电芯为螺旋绕组形式，包括交替设置的多层正极和多层负极；所述多层正极中至少两层正极上设有正极耳；所述多层负极中至少两层负极上设有负极耳；所述正极耳和所述负极耳分别位于所述电芯的两端；

至少两层正极上的所述正极耳和至少两层负极上的所述负极耳均包括并排设置在所述中心通孔的一侧且凸出所述电芯的端面并与所述电芯端面形成设定夹角设置的第一状态，以及在外力作用下朝所述中心通孔方向下压形成可降低内阻的叠层结构并由所述绝缘棒支撑与所述硬质壳体内侧壁贴合以进行导电连接的第二状态。

优选地，所述电芯呈柱状，所述正极耳和所述负极耳的长度均大于所述电芯的半径小于所述电芯的直径。

优选地，所述电芯包括依次叠层设置的第一隔膜、正极片、第二隔膜以及负极片；

所述正极耳为多个，多个所述正极耳等距设置在所述正极片上；

所述负极耳为多个，多个所述负极耳等距设置在所述负极片上。

优选地，所述第一隔膜、所述正极片、第二隔膜以及负极片通过热敷合形成复合片；

所述电芯由所述复合片卷绕形成。

优选地，所述正极片靠近其一侧的长边设有第一空箔区；

多个所述正极耳并排且间隔设置在所述第一空箔区；

所述负极片靠近其一侧的长边设有第二空箔区；

多个所述负极耳并排且间隔设置在所述第二空箔区。

优选地，所述设定夹角为0～90°角。

优选地，所述正极耳和所述负极耳呈纵长片状，所述正极耳和/或所述负极耳的宽度为3-6mm。

优选地，每层所述正极与一所述正极耳对应设置。

优选地，每层所述负极与一所述负极耳对应设置。

优选地，所述硬质壳体为钢壳；

所述硬质壳体包括上极壳以及与所述上极壳配合的下极壳；

在所述第二状态时，所述正极耳与所述上极壳的内壁贴合以与所述上极壳导电连接；所述负极耳与所述下极壳的内壁贴合以与所述下极壳导电连接。

实施本发明的扣式锂离子电池，具有以下有益效果：该扣式锂离子电池通过在电芯的多层正极中的至少两层正极上设置正极耳，在多层负极中的至少两层负极上设置负极耳，并将正极耳和负极耳分为位于电芯的两端，该扣式锂离子电池组装时，可通过外力作用将处于第一状态凸出电芯的端面并与电芯端面形成设定夹角设置的正极耳和负极耳槽中心通孔方向下压形成可降低内阻的叠层结构并由绝缘棒支撑与硬质壳体内侧壁贴合以进行导电连接，通过在至少两层正极上设置正极耳，在至少两层负极上设置负极耳可避免单一极耳断裂后导致电池报废，通过将至少两个极耳形成叠层结构，可以使得电池内阻大幅降低，进而可提升电池的快充特性。该扣式锂离子电池具有结构简单、内阻小、快充性能好、产品良率高的优点。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明一些实施例中扣式锂离子电池的的局部结构示意图；

图2是图1所示扣式锂离子电池的电芯的结构示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

图1及图2示出了本发明扣式锂离子电池的一些优选实施例。该扣式锂离子电池可被广泛应用于3C数码、智能穿戴、电动汽车、医疗、军事等各种领域，其可避免单一极耳断裂后导致电池报废，其可使得电池内阻大幅降低，进提升电池的快充特性、从而提升产品良率。该扣式锂离子电池具有结构简单、内阻小、快充性能好、产品良率高的优点。

如图1及图2所示，进一步地，在一些实施例中，该扣式锂离子电池可包括硬质壳体10、电芯20、以及绝缘棒30。进一步地，在一些实施例中，该硬质壳体10可以为极壳，其可用于收容该电芯20以及绝缘棒30。该电芯20可设置在该硬质壳体10中，其可通过电化学反应产生电能。该绝缘棒20可穿设于该电芯20中，其可用于吸附和储存注入卷芯10中的电解液。

进一步地，在一些实施例中，该硬质壳体10可以为金属壳体，具体地，在一些实施例中，该硬质壳体10可以为钢壳，可以理解地，在其他一些实施例中，该硬质壳体10可不限于钢壳。该硬质壳体10可包括上极壳以及下极壳。该上极壳可与该下极壳相互配合。该上极壳可包括第一极壳本体、设置在该第一极壳本体中的正极以及第一开口。该第一极壳本体为中空结构，其内侧可形成容置腔。该第一开口可设置于该第一极壳本体一端，其可与该容置腔连通，其可用于供该电芯10装入。该下极壳可包括第二极壳本体、设置在第二极壳本体中的与该正极隔绝设置的负极、以及第二开口。该第二极壳本体为中空结构，其内侧可形成容置腔。该第二极壳本体的尺寸可略大于该第一极壳本体的尺寸，其可从该第一极壳本体的第一开口沿该第一极壳本体方向套设于该第一极壳本体的外围。该第二开口可设置于该第二极壳本体一端，其可与该容置腔连通，其可用于供第一极壳本体装入。

进一步地，在一些实施例中，该电芯20可呈柱状，且可包括中心通孔21，该中心通孔21可供绝缘棒穿设。该电芯20可为螺旋绕组形式，其可包括交替设置的多层正极和多层负极、以及设置在相邻设置的正极和负极之间的隔离层。进一步地，具体地，该电芯20可包括依次层叠设置的第一隔膜、正极片、第二隔膜以及负极片。其可由该依次层叠设置的第一隔膜、正极片、第二隔膜以及负极片通过热敷合形成的复合片卷绕形成。该正极片卷绕可形成多层正极，该负极片卷绕可形成多层负极，该第二隔膜卷绕可形成多层隔离层。

其中，该正极片可包括正极基体以及涂覆在正极基体上的正极材料。该正极基体可以为铝质箔材的集流体，且其可呈长条形片状。在一些实施例中，该正极片靠近其一侧长边设有第一空箔区。该正极材料可均匀地涂覆于该正极基体上，且位于该第一空箔区外。

该负极片可包括负极基体以及涂覆在该负极基体上的负极材料。该负极基体可以为铜质箔材的集流体，且其也可呈长条片状。该负极片靠近其一侧的长边设有第二空箔区，该负极材料可均匀地涂覆于该负极基体上且位于该第二空箔区外。

该第一隔膜可设置在该正极片的一侧，位于该复合片的最上层。该第一隔膜的一侧涂覆有热熔性材料。该热熔性材料可涂覆在该第一隔膜100b与该正极片相对设置的一侧。该热熔性材料可以为热熔胶，其可在加热状态下融化，将该第一隔膜和正极片快速粘接。

该第二隔膜可设置在该正极片和负极片之间，其两侧均涂覆有热熔性材料，该热熔性材料可在加热状态下融化，将该第二隔膜分别与该正极片和负极片快速粘接。

在一些实施例中，该电芯10通过采用该复合片进行卷绕，可提高卷绕效率，避免第一隔膜、正极片、第二隔膜、负极片出现错位，同时可减少人手接触进而避免粉尘和水汽的影响，实现最大限度的提高锂电池的品质。另外，通过热敷合形成复合片，可以省去模切工艺，进而可减小毛刺产生，从而避免电池出现低压断裂的风险。

进一步地，在一些实施例中，该多层正极中至少两层正极上设有正极耳22。具体地，在一些实施例中，该正极耳22可以为多个，该多个正极耳22可与该多层正极对应设置，每一层正极可与一层正极耳对应设置。具体地，在一些实施例中，该多个正极耳22可等距设置在该正极片上，相邻两个正极耳22的中心距可与该电芯的周长相适配，从而可使得该正极片卷绕后，该多个正极耳22均可位于该中心通孔21的同一侧。在一些实施例中，具体地，该多个正极耳22可在该正极片热敷合之前，通过超声波焊接或者激光焊接并排且间隔设置在该第一空箔区。

进一步地，在一些实施例中，该正极耳22可为纵长的片状，其可以为铝质金属带，其宽度可以为3-6mm。可以理解地，在其他一些实施例中，该正极耳22的宽度可不限于3-6mm。在一些实施例中，该正极耳22的长度大于该电芯20的半径且小于该电芯20的直径，进而可沿该电芯20的径向延伸，覆盖该中心通孔21，并可避免凸出该电芯20的外周从而导致无法装入硬质壳体10中。在一些实施例中，该多个正极耳22可等长设置，以使得每个正极耳均可与该硬质壳体10的内壁接触。当然，可以理解地，在其他一些实施例中，其朝中心通孔方向长度略减。

进一步地，在一些实施例中，该正极耳22可包括第一状态和第二状态。该第一状态为装配前的状态。该第二状态为装配后的状态。当该正极耳22处于第一状态时，该至少两层正极上的正极耳22可并排设置在该中心通孔21的一侧且凸出该电芯20的端面并与该电芯20的端面形成设定夹角设置。具体地，该正极耳22可垂直于该电芯20的端面设置，其设定夹角可以为90°角。当然，可以理解的，在其他一些实施例中，其也可不限于直角，其可以为锐角，其设定夹角的角度可以为0～90°角。当该正极耳22处于第二状态时，其可在外力作用下朝该中心通孔21方向下压，该至少两层正极上的正极耳22可堆叠形成叠层结构，并可与该绝缘棒30的端部抵接，由该绝缘棒30支撑与该硬质壳体10内侧壁贴合，以实现导电连接，进而可以避免单一正极耳断裂后导致整个电池报废，并可形成并联的电路结构，即可相当于几个电池并联，进而可降低电芯内阻，提升电池的快充特性，提升产品良率。具体地，其可与该上极壳的内壁贴合，以与该上极壳中的正极导电连接，从而可提高导电稳定性。

进一步地，在一些实施例中，该多层负极中至少两层负极上设有负极耳23。该正极耳22和该负极耳23可分别位于该电芯20的两端。具体地，在一些实施例中，该负极耳23可以为多个，该多个负极耳23可与该多层负极对应设置，每一层负极可与一层负极耳对应设置。具体地，在一些实施例中，该多个负极耳23可等距设置在该负极片上，相邻两个负极耳23的中心距可与该电芯的周长相适配，从而可使得该负极片卷绕后，该多个负极耳23均可位于该中心通孔21的同一侧。在一些实施例中，具体地，该多个负极耳23可在该负极片热敷合之前，通过超声波焊接或者激光焊接并排且间隔设置在该第一空箔区。

进一步地，在一些实施例中，该负极耳23可为纵长的片状，其可以为铜质金属带，其宽度可以为3-6mm。可以理解地，在其他一些实施例中，该负极耳23的宽度可不限于3-6mm。在一些实施例中，该负极耳23的长度大于该电芯20的半径且小于该电芯20的直径，进而可沿该电芯20的径向延伸，覆盖该中心通孔21，并可避免凸出该电芯20的外周从而导致无法装入硬质壳体10中。在一些实施例中，该多个负极耳22可等长设置，以使得每个负极耳均可与该硬质壳体10的内壁接触。当然，可以理解地，在其他一些实施例中，其朝中心通孔方向长度略减。

进一步地，在一些实施例中，该负极耳23可包括第一状态和第二状态。该第一状态为装配前的状态。该第二状态为装配后的状态。当该负极耳23处于第一状态时，该至少两层负极上的负极耳23可并排设置在该中心通孔21的一侧且凸出该电芯20的端面并与该电芯20的端面形成设定夹角设置。具体地，该负极耳23可垂直于该电芯20的端面设置，其设定夹角可以为90°角。当然，可以理解的，在其他一些实施例中，其也可不限于直角，其可以为锐角，其设定夹角的角度可以为0～90°角。当该负极耳23处于第二状态时，其可在外力作用下朝该中心通孔21方向下压，该至少两层负极上的负极耳23可堆叠形成叠层结构，并可与该绝缘棒30的端部抵接，由该绝缘棒30支撑与该硬质壳体10内侧壁贴合，以实现导电连接，可以避免单一负极耳断裂后导致整个电池报废，并且，正极耳22、负极耳23均为并排设置，且分别位于该中心通孔21的两相对侧，相邻设置的正极和负极上的正极耳22和负极耳23可以形成一组电极，从而可形成多个并联的电路结构，即可相当于几个电池并联，进而可降低电芯内阻，提升电池的快充特性，提升产品良率。具体地，其可与该上极壳的内壁贴合，以与该下极壳中的负极导电连接，从而可提高导电稳定性。

进一步地，在一些实施例中，该绝缘棒30可穿设于该中心通孔21中，且其长度可大于该电芯20的高度，其两端可从该中心通孔21穿出，进而可在第二状态时支撑该正极耳22和该负极耳23，使得该正极耳22和该正极隔离，该负极耳23和该负极隔离，进而可避免短路发生，从而可提高产品的良率。进一步地，在一些实施例中，该绝缘棒30的形状以及尺寸可与该中心通孔11的形状以及尺寸相当。该绝缘棒30可呈柱状，其外径可略小于该中心通孔11的内径。当然，可以理解地，在其他一些实施例中，该绝缘棒20的外径也可与该中心通孔11的内径相等，进而可与该中心通孔11的内侧壁紧密贴合。在一些实施例中，该绝缘棒30整体可采用绝缘材质制成，具体地，其可采用PP、或者PET材质。

可以理解的，以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；因此，凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种扣式锂离子电池，其特征在于，包括硬质壳体(10)、收容于所述硬质壳体(10)中的电芯(20)、穿设于所述电芯(20)中且长度大于所述电芯(20)高度的绝缘棒(30)；

所述电芯(20)包括供所述绝缘棒(30)穿设的中心通孔(21)；所述电芯(20)为螺旋绕组形式，包括交替设置的多层正极和多层负极；所述多层正极中至少两层正极上设有正极耳(22)；所述多层负极中至少两层负极上设有负极耳(23)；所述正极耳(22)和所述负极耳(23)分别位于所述电芯(20)的两端；

至少两层正极上的所述正极耳(22)和至少两层负极上的所述负极耳(23)均包括并排设置在所述中心通孔(21)的一侧且凸出所述电芯(20)的端面并与所述电芯(20)端面形成设定夹角设置的第一状态，以及在外力作用下朝所述中心通孔(21)方向下压形成可降低内阻的叠层结构并由所述绝缘棒(30)支撑与所述硬质壳体(10)内侧壁贴合以进行导电连接的第二状态。

2.根据权利要求1所述的扣式锂离子电池，其特征在于，所述电芯(20)呈柱状，所述正极耳(22)和所述负极耳(23)的长度均大于所述电芯(20)的半径小于所述电芯(20)的直径。

3.根据权利要求1所述的扣式锂离子电池，其特征在于，所述电芯(20)包括依次叠层设置的第一隔膜、正极片、第二隔膜以及负极片；

所述正极耳(22)为多个，多个所述正极耳(22)等距设置在所述正极片上；

所述负极耳(23)为多个，多个所述负极耳(23)等距设置在所述负极片上。

4.根据权利要求3所述的扣式锂离子电池，其特征在于，所述第一隔膜、所述正极片、第二隔膜以及负极片通过热敷合形成复合片；

所述电芯(20)由所述复合片卷绕形成。

5.根据权利要求3所述的扣式锂离子电池，其特征在于，所述正极片靠近其一侧的长边设有第一空箔区；

多个所述正极耳(22)并排且间隔设置在所述第一空箔区；

所述负极片靠近其一侧的长边设有第二空箔区；

多个所述负极耳(23)并排且间隔设置在所述第二空箔区。

6.根据权利要求1所述的扣式锂离子电池，其特征在于，所述设定夹角为0～90°角。

7.根据权利要求1所述的扣式锂离子电池，其特征在于，所述正极耳(22)和所述负极耳(23)呈纵长片状，所述正极耳(22)和/或所述负极耳(23)的宽度为3-6mm。

8.根据权利要求1所述的扣式锂离子电池，其特征在于，每层所述正极与一所述正极耳对应设置。

9.根据权利要求1所述的扣式锂离子电池，其特征在于，每层所述负极与一所述负极耳对应设置。

10.根据权利要求1所述的扣式锂离子电池，其特征在于，所述硬质壳体(10)为钢壳；

所述硬质壳体(10)包括上极壳以及与所述上极壳配合的下极壳；

在所述第二状态时，所述正极耳(22)与所述上极壳的内壁贴合以与所述上极壳导电连接；所述负极耳(23)与所述下极壳的内壁贴合以与所述下极壳导电连接。

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