CN111370619B - 可充电纽扣电池 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可充电纽扣电池，包括正极壳、负极盖、集电杯和卷绕电芯。其中，正极壳具有顶部开口。负极盖具有底部开口，负极盖的顶部具有向下凸出的导电针，正极壳和负极盖围成容纳腔。集电杯构造为能够被导电针插入。卷绕电芯位于容纳腔内，卷绕电芯的中部具有沿可充电纽扣电池的轴向延伸的通道，集电杯和导电针均位于通道中，卷绕电芯包括负极极耳，负极极耳与和正极壳之间具有绝缘层，负极极耳与集电杯电连接，从而经由导电针电连接至负极盖。根据本发明的可充电纽扣电池，正极极耳与负极极耳设置在同一侧，有利于生产时同时监测两类极耳的状况，并且可以将没有极耳的一侧放置在台面上，能够避免极耳损坏。

Description

可充电纽扣电池
技术领域
本发明涉及电池技术领域，具体而言涉及一种可充电纽扣电池。
背景技术
随着用电器具和电子产品的日趋小型化(诸如蓝牙耳机、助听器以及电子表等)，市场对体积小、能量密度高的锂离子电池的需求越来越大。微型充电纽扣电池，具有使用温度宽，可循环使用，贮存时间长，放电电压平稳等特征，能够满足上述市场需求。并且随着5G技术的发展，可穿戴设备和IOT(Internet of Things，物联网)应用产品的推广，未来可以预见微型充电纽扣电池具有更广阔的前景。
然而目前生产此类电池时，电池的正负极耳分别设置在两端，例如正极极耳和正极壳体焊接在一侧，负极极耳和负极壳体焊接在另一侧。此类方式由于焊接空间的限制，焊接难度很大，电池装配过程复杂，装配效率低。并且容易造成放置到台面上的一侧的极耳损坏。
因此，需要一种可充电纽扣电池，以至少部分地解决以上问题。
发明内容
在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
为至少部分地解决上述问题，本发明提供了一种可充电纽扣电池，包括：
正极壳，所述正极壳具有顶部开口；
负极盖，所述负极盖具有底部开口，所述负极盖的顶部具有向下凸出的导电针，所述正极壳和所述负极盖围成容纳腔；
集电杯，所述集电杯构造为能够被所述导电针插入；以及
卷绕电芯，所述卷绕电芯位于所述容纳腔内，所述卷绕电芯的中部具有沿所述可充电纽扣电池的轴向延伸的通道，所述集电杯和所述导电针均位于所述通道中，所述卷绕电芯包括负极极耳，负极极耳与和所述正极壳之间具有绝缘层，所述负极极耳与所述集电杯电连接，从而经由所述导电针电连接至所述负极盖。
根据本发明的可充电纽扣电池，正极极耳与负极极耳设置在同一侧，有利于生产时同时监测两类极耳的状况，并且可以将没有极耳的一侧放置在台面上，能够避免极耳损坏；并且易于焊接，装配简单效率高。
进一步地，所述可充电纽扣电池还包括集电体，所述集电体位于所述通道的顶端并连接至所述负极盖，所述导电针的顶端焊接至所述集电体。
进一步地，所述卷绕电芯还包括正极极耳，所述正极极耳与所述正极壳电连接，所述正极极耳与所述负极极耳均靠近所述正极壳设置。
进一步地，所述正极壳包括壳底和从所述壳底的周缘向上延伸的壳壁，所述负极盖包括盖顶和从所述盖顶的周缘向下延伸的盖壁，所述盖壁位于所述壳壁的内侧，所述可充电纽扣电池还包括密封圈，所述密封圈包括位于所述壳壁与所述盖壁之间的密封部和绕所述盖壁的底端向内弯折的弯曲部。
进一步地，所述正极极耳至少部分地设置于所述壳壁和所述密封部之间。
进一步地，所述壳壁上设置有沿所述可充电纽扣电池的径向向内凹陷的凹陷部，所述正极极耳与所述凹陷部抵接。
进一步地，所述可充电纽扣电池还包括扎线，所述扎线从所述可充电纽扣电池的外部缠绕至所述凹陷部。
进一步地，所述导电针的中部和上部构造为圆柱形，所述导电针的底部构造为截锥形。
进一步地，所述集电杯的中部具有圆柱状插槽，所述插槽的直径不大于所述导电针的中部和上部的直径，在所述导电针插入所述插槽的状态中，所述导电针的截锥形底部抵接所述集电杯。
进一步地，所述集电杯具有弹性。
附图说明
本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的原理。
附图中：
图1为根据本发明的优选实施方式的可充电纽扣电池的主视示意图；
图2为根据本发明的优选实施方式的可充电纽扣电池的剖切示意图；以及
图3为图2中A部分的放大示意图。
附图标记说明：
100：可充电纽扣电池 110：正极壳
111：壳壁 112：壳底
113：凹陷部 120：负极盖
121：盖壁 122：盖顶
130：卷绕电芯 131：正极极片
132：负极极片 133：通道
140：负极极耳 150：正极极耳
160：集电杯 161：插槽
170：导电针 180：集电体
190：密封圈 191：密封部
192：弯曲部
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的描述。显然，本发明实施方式的施行并不限定于本领域的技术人员所熟悉的特殊细节。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
应予以注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施例，而非意图限制根据本发明的示例性实施例。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。
需要说明的是，本文中所使用的术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”以及类似的表述只是为了说明目的，并非限制。
现在，将参照附图更详细地描述根据本发明的示例性实施例。然而，这些示例性实施例可以多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施例。应当理解的是，提供这些实施例是为了使得本发明的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施例的构思充分传达给本领域普通技术人员。
请参考图1和图2。本发明的一种优选实施方式的可充电纽扣电池100包括正极壳110、负极盖120、集电杯160以及卷绕电芯130。其中正极壳110和负极盖120均优选采用金属材质制成，例如可采用304型号或316L型号的不锈钢材料制造。
具体地，正极壳110包括壳底112和从壳底112的周缘向上延伸的壳壁111，壳壁111围成顶部开口。
负极盖120包括盖顶122和从盖顶122的周缘向下延伸的盖壁121，盖壁121位于壳壁111的内侧，盖壁121围成底部开口。负极盖120的顶部，即盖顶122具有朝向底部开口凸出的导电针170，导电针170可以与负极盖120焊接连接或者一体成型。
负极盖120以底部开口朝向顶部开口的方向插入正极壳110，正极壳110和负极盖120围成容纳腔。该容纳腔内设置有卷绕电芯130和电解液。
卷绕电芯130包括正极极片131、负极极片132以及将正极极片131和负极极片132间隔开的隔膜，三者能够卷绕成近似圆柱体。其由内至外分别可以为隔膜、负极极片132、隔膜、正极极片131、隔膜，以此类推。容易理解地是，负极极片132与正极极片131的位置相反亦可。正极极片131和负极极片132分别涂覆有正极活性材料和负极活性材料。为获得更高的能量密度，正极活性材料优选采用采用钴酸锂材料。
卷绕电芯130还包括负极极耳140和正极极耳150。负极极耳140及正极极耳150分别从负极极片132和正极极片131沿可充电纽扣电池100的轴向朝向同一侧延伸出。优选地，负极极耳140和正极极耳150均朝向正极壳110延伸并靠近正极壳110设置。负极极耳140和正极壳110之间具有绝缘层(未示出)，该绝缘层可以预先设置在壳底112上，以防止负极极耳140与正极壳110发生短路。
卷绕电芯130的中部具有沿可充电纽扣电池100的轴向延伸的通道133，集电杯160和导电针170均位于通道133中，并且集电杯160构造为能够被导电针170插入，集电杯160位于负极极耳140的上方。
正极极耳150与正极壳110电连接。负极极耳140与集电杯160电连接，例如负极极耳140与集电杯160可以通过铆接或焊接连接。导电针170插入集电杯160从而与集电杯160电连接，由此负极极耳140能够依次经由集电杯160和导电针170与负极盖120实现电连接。
为了提高导电性，集电杯160和导电针170均可以优选采用铜制成。导电针170的中部和上部可以构造为圆柱形，其底部可以构造为截锥形。集电杯160的中部具有圆柱状插槽161，插槽161的直径不大于导电针170的中部和上部的直径，在导电针170插入插槽161的状态中，导电针170的截锥形底部抵接集电杯160。集电杯160具有弹性，由此利用了集电杯160的弹性与导电针170的截锥形底部实现弹性卡接，组装简单易于实施。
根据本发明的可充电纽扣电池100，正极极耳150与负极极耳140设置在同一侧，有利于生产时同时监测两类极耳的状况，并且可以将没有极耳的一侧放置在台面上，能够避免极耳损坏。并且易于焊接，装配简单效率高。
下面请参考图2。可充电纽扣电池100还包括集电体180，以减小内阻。集电体180位于通道133的顶端并连接至负极盖120，导电针170的顶端焊接至集电体180。由此，负极极耳140依次经由集电杯160、导电针170以及集电体180与负极盖120实现电连接。
为了防止出现电解液泄露等情况，可充电纽扣电池100还包括密封圈190，用于密封壳壁111与盖壁121之间的缝隙。密封圈190包括位于壳壁111与盖壁121之间的密封部191和绕盖壁121的底端向内弯折的弯曲部192。即，密封圈190从盖壁121的底部沿可充电纽扣电池100的径向向内延伸并向上弯折至盖壁121的径向内侧。密封圈190优选采用塑料材质制成，如采用改性聚丙烯制成。密封圈190的尺寸优选为0.01mm～0.02mm，如0.012mm，小尺寸的密封圈190能够为电芯130及电解液让出空间，增大可充电纽扣电池100约3％-8％的电容量。此外，密封圈190和正极壳110均需要单独刷涂密封胶，以加强密封效果。
下面请参考图3。正极极耳150至少部分地设置于壳壁111和密封部191之间。即，正极极耳150从密封圈190的底部沿可充电纽扣电池100的径向向外延伸并向上弯折至密封圈190的径向外侧。这样设置除了能够增加正极极耳150与正极壳110的接触面接触的紧密程度从而减小内阻之外，还可以免除正极极耳150和正极壳110之间的焊接工序。
为了使正极极耳150与正极壳110的接触更加紧密，壳壁111上设置有沿可充电纽扣电池100的径向向内凹陷的凹陷部113，正极极耳150与凹陷部113抵接。优选地，正极极耳150延伸超过凹陷部113。此方案还能够限制可充电纽扣电池100的高度，防止组装完毕后的负极盖120弹起。
优选地，可以在凹陷部113处设置扎线，该扎线从可充电纽扣电池100的外部缠绕至凹陷部113，以扎紧正极壳110。
除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本发明。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其它特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。
本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims (9)

1.一种可充电纽扣电池，其特征在于，所述可充电纽扣电池包括：
正极壳，所述正极壳具有顶部开口；
负极盖，所述负极盖具有底部开口，所述负极盖的顶部具有向下凸出的导电针，所述正极壳和所述负极盖围成容纳腔；
集电杯，所述集电杯构造为能够被所述导电针插入；以及
卷绕电芯，所述卷绕电芯位于所述容纳腔内，所述卷绕电芯的中部具有沿所述可充电纽扣电池的轴向延伸的通道，所述集电杯和所述导电针均位于所述通道中，所述卷绕电芯包括正极极耳和负极极耳，所述正极极耳与所述负极极耳均靠近所述正极壳设置，所述正极极耳与所述正极壳电连接，所述负极极耳与所述正极壳之间具有绝缘层，所述负极极耳与所述集电杯电连接，从而经由所述导电针电连接至所述负极盖。
2.根据权利要求1所述的可充电纽扣电池，其特征在于，所述可充电纽扣电池还包括集电体，所述集电体位于所述通道的顶端并连接至所述负极盖，所述导电针的顶端焊接至所述集电体。
3.根据权利要求1所述的可充电纽扣电池，其特征在于，所述正极壳包括壳底和从所述壳底的周缘向上延伸的壳壁，所述负极盖包括盖顶和从所述盖顶的周缘向下延伸的盖壁，所述盖壁位于所述壳壁的内侧，所述可充电纽扣电池还包括密封圈，所述密封圈包括位于所述壳壁与所述盖壁之间的密封部和绕所述盖壁的底端向内弯折的弯曲部。
4.根据权利要求3所述的可充电纽扣电池，其特征在于，所述正极极耳至少部分地设置于所述壳壁和所述密封部之间。
5.根据权利要求4所述的可充电纽扣电池，其特征在于，所述壳壁上设置有沿所述可充电纽扣电池的径向向内凹陷的凹陷部，所述正极极耳与所述凹陷部抵接。
6.根据权利要求5所述的可充电纽扣电池，其特征在于，所述可充电纽扣电池还包括扎线，所述扎线从所述可充电纽扣电池的外部缠绕至所述凹陷部。
7.根据权利要求1所述的可充电纽扣电池，其特征在于，所述导电针的中部和上部构造为圆柱形，所述导电针的底部构造为截锥形。
8.根据权利要求7所述的可充电纽扣电池，其特征在于，所述集电杯的中部具有圆柱状插槽，所述插槽的直径不大于所述导电针的中部和上部的直径，在所述导电针插入所述插槽的状态中，所述导电针的截锥形底部抵接所述集电杯。
9.根据权利要求8所述的可充电纽扣电池，其特征在于，所述集电杯具有弹性。
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