CN111342114A - 一种无需焊接无需卷绕的金属外壳锂离子电池及其工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种无需焊接无需卷绕的金属外壳锂离子电池，包括下底壳、上盖体、正极、隔离膜、负极、活性物质、电解液，下底壳与上盖体围闭成封闭腔室，正极、隔离膜、负极、活性物质、电解液设置在封闭腔室内，正极为单层结构的泡沫镍，负极为单层结构的泡沫镍或泡沫钢，正极与下底壳接触，负极与上盖体接触。本发明提供一种无需焊接无需卷绕的金属外壳锂离子电池，结构简单，工艺路线较为简单，可显著降低产品的生产成本。

Description

一种无需焊接无需卷绕的金属外壳锂离子电池及其工艺
技术领域
本发明涉及锂电池领域，特别是关于一种无需焊接无需卷绕的金属外壳锂离子电池。
背景技术
纽扣电池（button cell）也称扣式电池，是指外形尺寸象一颗小纽扣的电池，一般来说直径较大，厚度较薄（相对于柱状电池如市场上的5号AA等电池）。传统的纽扣电池多采用多层结构，其电芯多通过卷绕的方式制得，且极耳通过焊接的方式与外壳体固定，制作工艺复杂，成本过高，亟待改善。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种无需焊接无需卷绕的金属外壳锂离子电池，结构简单，工艺路线较为简单，可显著降低产品的生产成本。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种无需焊接无需卷绕的金属外壳锂离子电池，包括下底壳、上盖体、正极、隔离膜、负极、活性物质、电解液，下底壳与上盖体围闭成封闭腔室，正极、隔离膜、负极、活性物质、电解液设置在封闭腔室内，正极为单层结构的泡沫镍，负极为单层结构的泡沫镍或泡沫钢，正极与下底壳接触，负极与上盖体接触。
优选的，正极与下底壳直接接触，负极与上盖体直接接触。
优选的，正极与下底壳间接接触，正极与下底壳间涂覆有超导层，负极与上盖体间接接触，负极与上盖体间亦涂覆有超导层。
优选的，活性物质内添加有超导导电剂。
优选的，上盖体与下底壳扣接，上盖体与下底壳接触区域设置有绝缘层。
优选的，正极、隔离膜、负极构成的组件的总厚度略大于封闭腔室深度，组件下表面和上表面分别受到来自下底壳和上盖体的挤压。
一种无需焊接无需卷绕的锂电池制造工艺，用于制造如权利要求1-6项中任一项的无需焊接无需卷绕的金属外壳锂离子电池，包括以下步骤：
步骤一、将金属薄板压制成下底壳和上盖体；
步骤二、在下底壳内部底面上表面处放置作为正极的单层泡沫镍，并添加活性物质和电解液；
步骤三、在正极上表面覆盖隔离膜，隔离膜完整覆盖正极上表面；
步骤四、在隔离膜上表面放置作为负极的单层泡沫镍或泡沫钢，并添加活性物质和电解液；
步骤五、将上盖体外罩在下底壳外周，下压上盖体使得上盖体扣装在下底壳处。
优选的，步骤二和步骤四中，活性物质内添加有超导导电剂。
优选的，步骤二开始前，在下底壳内部底面上表面处涂覆超导层，超导层由超导材料制成。
优选的，步骤五开始前，在作为负极的单层泡沫镍或泡沫钢上表面处涂覆超导层，超导层由超导材料制成。
本发明相较于现有技术的有益效果是：
本发明的金属外壳锂离子电池，无需焊接，也无需卷绕，其正极为单层结构的泡沫镍，负极为单层结构的泡沫镍或泡沫钢，结构简单，工艺路线较为简单，可显著降低生产成本。此外，正极、隔离膜、负极与下底壳、上盖体过盈配合，且正极与下底壳间涂覆有超导层，负极与上盖体间涂覆有超导层，活性物质内添加有超导导电剂，超导层和超导导电剂能够显著提升电池通过大电流的能力，能够改善正负极单层结构电池无法实现大电流充放电功能的先天缺陷，使得此电池的大电流充放电功能得到提高。
附图说明
图1为本发明实施例1中无需焊接无需卷绕的金属外壳锂离子电池的结构图。
图2为本发明实施例2中无需焊接无需卷绕的金属外壳锂离子电池的结构图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员理解，下面将结合具体实施例及附图对本发明作进一步详细描述。
请参考图1，本发明实施例1包括：
一种无需焊接无需卷绕的金属外壳锂离子电池，包括下底壳11、上盖体12、正极13、隔离膜14、负极15、活性物质、电解液，下底壳11与上盖体12围闭成封闭腔室，正极13、隔离膜14、负极15、活性物质、电解液设置在封闭腔室内，正极13为单层结构的泡沫镍，负极15为单层结构的泡沫镍，在其他实施例中负极可以是单层机构的泡沫钢，正极13与下底壳11接触，负极15与上盖体12接触。
正极13与下底壳11间接接触，正极13与下底壳11间涂覆有超导层16，负极15与上盖体12间接接触，负极15与上盖体12间亦涂覆有超导层16。活性物质内添加有超导导电剂。超导层和超导导电剂能够显著提升电池通过大电流的能力，能够改善正负极单层结构电池无法实现大电流充放电功能的先天缺陷，使得此电池的大电流充放电功能得到提高。
上盖体12与下底壳11扣接，上盖体12与下底壳11接触区域设置有绝缘层17。正极13、隔离膜14、负极15构成的组件的总厚度略大于封闭腔室深度，组件下表面和上表面分别受到来自下底壳11和上盖体12的挤压。
一种无需焊接无需卷绕的锂电池制造工艺，包括以下步骤：
步骤一、将金属薄板压制成下底壳11和上盖体12；
步骤二、在下底壳11内部底面上表面处涂覆超导层16，超导层16由超导材料制成；在下底壳11内部底面上表面处放置作为正极13的单层泡沫镍，并添加活性物质和电解液，活性物质内添加有超导导电剂，正极13位于超导层16的上方，正极13通过超导层16与下底壳11间接接触；
步骤三、在正极13上表面覆盖隔离膜14，隔离膜14完整覆盖正极13上表面；
步骤四、在隔离膜14上表面放置作为负极15的单层泡沫镍或泡沫钢，并添加活性物质和电解液，活性物质内添加有超导导电剂；在作为负极15的单层泡沫镍或泡沫钢上表面处涂覆超导层16，超导层16由超导材料制成，负极15通过超导层16与上盖体间接接触；
步骤五、将上盖体12外罩在下底壳11外周，下压上盖体12使得上盖体12扣装在下底壳11处。
本实施例的金属外壳锂离子电池，无需焊接，也无需卷绕，其正极为单层结构的泡沫镍，负极为单层结构的泡沫镍或泡沫钢，结构简单，工艺路线较为简单，可显著降低生产成本。此外，正极、隔离膜、负极与下底壳、上盖体过盈配合，且正极与下底壳间涂覆有超导层，负极与上盖体间涂覆有超导层，活性物质内添加有超导导电剂，超导层和超导导电剂能够显著提升电池通过大电流的能力，能够改善正负极单层结构电池无法实现大电流充放电功能的先天缺陷，使得此电池的大电流充放电功能得到提高。
请参考图2，本发明实施例2包括：
一种无需焊接无需卷绕的金属外壳锂离子电池，包括下底壳21、上盖体22、正极23、隔离膜24、负极25、活性物质、电解液，下底壳21与上盖体22围闭成封闭腔室，正极23、隔离膜24、负极25、活性物质、电解液设置在封闭腔室内，正极23为单层结构的泡沫镍，负极25为单层结构的泡沫镍或泡沫钢，正极23与下底壳21接触，负极25与上盖体22接触。
正极23与下底壳21直接接触，负极25与上盖体22直接接触。活性物质内添加有超导导电剂。上盖体22与下底壳21扣接，上盖体22与下底壳21接触区域设置有绝缘层26。正极23、隔离膜24、负极25构成的组件的总厚度略大于封闭腔室深度，组件下表面和上表面分别受到来自下底壳21和上盖体22的挤压。
一种无需焊接无需卷绕的锂电池制造工艺，包括以下步骤：
步骤一、将金属薄板压制成下底壳21和上盖体22；
步骤二、在下底壳21内部底面上表面处放置作为正极23的单层泡沫镍，并添加活性物质和电解液，活性物质内添加有超导导电剂；
步骤三、在正极23上表面覆盖隔离膜24，隔离膜24完整覆盖正极23上表面；
步骤四、在隔离膜24上表面放置作为负极25的单层泡沫镍或泡沫钢，并添加活性物质和电解液，活性物质内添加有超导导电剂；
步骤五、将上盖体22外罩在下底壳21外周，下压上盖体22使得上盖体22扣装在下底壳21处。
本实施例的金属外壳锂离子电池，无需焊接，也无需卷绕，其正极为单层结构的泡沫镍，负极为单层结构的泡沫镍或泡沫钢，结构简单，工艺路线较为简单，可显著降低生产成本。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语诸如 “上”、“下”、“前”、“后”、 “左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
虽然对本发明的描述是结合以上具体实施例进行的，但是，熟悉本技术领域的人员能够根据上述的内容进行许多替换、修改和变化、是显而易见的。因此，所有这样的替代、改进和变化都包括在附后的权利要求的精神和范围内。

Claims (10)

1.一种无需焊接无需卷绕的金属外壳锂离子电池，其特征在于，包括下底壳、上盖体、正极、隔离膜、负极、活性物质、电解液，所述下底壳与上盖体围闭成封闭腔室，所述正极、隔离膜、负极、活性物质、电解液设置在封闭腔室内，所述正极为单层结构的泡沫镍，所述负极为单层结构的泡沫镍或泡沫钢，所述正极与下底壳接触，所述负极与上盖体接触。
2.根据权利要求1所述的无需焊接无需卷绕的金属外壳锂离子电池，其特征在于，所述正极与下底壳直接接触，所述负极与上盖体直接接触。
3.根据权利要求2所述的无需焊接无需卷绕的金属外壳锂离子电池，其特征在于，所述正极与下底壳间接接触，所述正极与下底壳间涂覆有超导层，所述负极与上盖体间接接触，所述负极与上盖体间亦涂覆有超导层。
4.根据权利要求3所述的无需焊接无需卷绕的金属外壳锂离子电池，其特征在于，所述活性物质内添加有超导导电剂。
5.根据权利要求4所述的无需焊接无需卷绕的金属外壳锂离子电池，其特征在于，所述上盖体与所述下底壳扣接，所述上盖体与所述下底壳接触区域设置有绝缘层。
6.根据权利要求5所述的无需焊接无需卷绕的金属外壳锂离子电池，其特征在于，所述正极、隔离膜、负极构成的组件的总厚度略大于封闭腔室深度，所述组件下表面和上表面分别受到来自下底壳和上盖体的挤压。
7.一种无需焊接无需卷绕的锂电池制造工艺，其特征在于，用于制造如权利要求1-6项中任一项所述的无需焊接无需卷绕的金属外壳锂离子电池，包括以下步骤：
步骤一、将金属薄板压制成下底壳和上盖体；
步骤二、在下底壳内部底面上表面处放置作为正极的单层泡沫镍，并添加活性物质和电解液；
步骤三、在正极上表面覆盖隔离膜，隔离膜完整覆盖正极上表面；
步骤四、在隔离膜上表面放置作为负极的单层泡沫镍或泡沫钢，并添加活性物质和电解液；
步骤五、将上盖体外罩在下底壳外周，下压上盖体使得上盖体扣装在下底壳处。
8.根据权利要求7所述的无需焊接无需卷绕的锂电池制造工艺，其特征在于，所述步骤二和步骤四中，活性物质内添加有超导导电剂。
9.根据权利要求7所述的无需焊接无需卷绕的锂电池制造工艺，其特征在于，所述步骤二开始前，在下底壳内部底面上表面处涂覆超导层，超导层由超导材料制成。
10.根据权利要求7所述的无需焊接无需卷绕的锂电池制造工艺，其特征在于，所述步骤五开始前，在作为负极的单层泡沫镍或泡沫钢上表面处涂覆超导层，超导层由超导材料制成。
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