CN111525174A - 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，包括正极壳体、负极壳体、密封圈、卷绕电芯和套圈。正极壳体具有顶部开口，其底部有绝缘层。负极壳体具有底部开口，其顶部有向下凸出的导电棒，正极壳体和负极壳体围成容纳腔。密封圈套设在正极壳体和负极壳体之间。卷绕电芯在容纳腔内，其中部有沿轴向延伸的通道，导电棒位于通道中，卷绕电芯包括负极极耳和正极极耳，负极极耳位于绝缘层的上方并与导电棒电连接，以能够电连接至负极壳体，正极极耳与正极壳体电连接。套圈位于卷绕电芯的外部且位于密封圈下方。正极极耳从套圈的底部沿径向向外延伸并向上弯折至套圈的径向外侧。根据本发明的可充电纽扣电池，两个极耳设置在同一侧，装配简单效率高。

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：
正极壳体，所述正极壳体具有顶部开口，所述正极壳体的底部具有绝缘层；
负极壳体，所述负极壳体具有底部开口，所述负极壳体的顶部具有向下凸出的导电棒，所述正极壳体和所述负极壳体围成容纳腔；
密封圈，所述密封圈套设在所述正极壳体和所述负极壳体之间；
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，所述导电棒位于所述通道中，所述卷绕电芯包括负极极耳和正极极耳，所述负极极耳位于所述绝缘层的上方并与所述导电棒电连接，从而能够电连接至所述负极壳体，所述正极极耳与所述正极壳体电连接；以及
套圈，所述套圈设置于所述卷绕电芯的外部且位于所述密封圈下方，其中，所述正极极耳从所述套圈的底部沿所述可充电纽扣电池的径向向外延伸并向上弯折至所述套圈的径向外侧。
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，可以将没有极耳的一侧放置在台面上，能够避免极耳损坏；易于焊接，装配简单效率高；此外将正极极耳延伸至套圈的外侧，利用套圈使正极极耳与正极壳体接触更加紧密，有利于减小内阻。
进一步地，所述正极极耳与所述负极极耳均靠近所述正极壳体设置。
进一步地，所述正极壳体包括正极壳底和从所述正极壳底的周缘向上延伸的正极壳壁，所述正极极耳焊接至所述正极壳壁。
进一步地，所述负极壳体包括负极壳顶和从所述负极壳顶的周缘向下延伸的负极壳壁，所述负极壳壁位于所述正极壳壁的内侧，所述套圈位于所述负极壳壁的下方并与所述负极壳壁间隔开。
进一步地，所述密封圈包括位于所述正极壳壁与所述负极壳壁之间的密封部和绕所述负极壳壁的底端向内弯折的弯曲部。
进一步地，所述正极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，所述凹陷部的高度低于所述负极壳壁的底端。
进一步地，所述负极极耳与所述导电棒焊接连接。
进一步地，所述导电棒焊接至所述负极壳体。
进一步地，所述套圈具有弹性。
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为根据本发明的优选实施方式的可充电纽扣电池的卷绕电芯的结构示意图。
附图标记说明：
100：可充电纽扣电池 110：正极壳体
111：正极壳壁 112：正极壳底
113：凹陷部 120：负极壳体
121：负极壳壁 122：负极壳顶
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：套圈 170：导电棒
180：绝缘层 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、图2和图3。本发明的一种优选实施方式的可充电纽扣电池100包括正极壳体110、负极壳体120、密封圈、套圈160以及卷绕电芯130。其中正极壳体110和负极壳体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，请参考图2。正极壳体110包括正极壳底112和从正极壳底112的周缘向上延伸的正极壳壁111，正极壳壁111围成顶部开口。正极壳体110的底部具有绝缘层180，该绝缘层180可以预先设置在正极壳底112上。
负极壳体120包括负极壳顶122和从负极壳顶122的周缘向下延伸的负极壳壁121，负极壳壁121位于正极壳壁111的内侧，负极壳壁121围成底部开口。负极壳体120的顶部，即负极壳顶122具有朝向底部开口凸出的导电棒170，其朝向正极壳体110的方向延伸。该导电棒170可以与负极壳体120焊接连接，也可以一体成型。
负极壳体120以底部开口朝向顶部开口的方向插入正极壳体110，正极壳体110和负极壳体120围成容纳腔。该容纳腔内设置有卷绕电芯130和电解液。
为了防止出现电解液泄露等情况，密封圈190套设在正极壳体110和负极壳体120之间，以密封正极壳壁111与负极壳壁121之间的缝隙。密封圈190包括位于正极壳壁111与负极壳壁121之间的密封部191和绕负极壳壁121的底端向内弯折的弯曲部192。即，密封圈190从负极壳壁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负极壳壁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。
卷绕电芯130的结构可参考图2和图3。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均朝向正极壳体110延伸并靠近正极壳体110设置。
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，导电棒170位于通道133中。正极极耳150与正极壳体110电连接。负极极耳140与导电棒170电连接，由此负极极耳140能够经由导电棒170与负极壳体120实现电连接。导电棒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。导电棒170与负极极耳140可以焊接连接，也可以接触连接。
套圈160设置于卷绕电芯130的外部且位于密封圈190的下方。并且，正极极耳150至少部分地设置于正极壳壁111和套圈160之间。即，正极极耳150从套圈160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套圈160的径向外侧。套圈160优选具有弹性，以对正极极耳150提供沿可充电纽扣电池100的径向向外的作用力，提高正极极耳150和正极壳体110之间接触的紧密程度。为了使套圈160具有较高的强度，套圈160优选采用金属制成。
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，可以将没有极耳的一侧放置在台面上，能够避免极耳损坏；易于焊接，装配简单效率高；此外将正极极耳延伸至套圈的外侧，利用套圈使正极极耳与正极壳体接触更加紧密，有利于减小内阻，能够免除正极极耳和正极壳体之间的焊接工序。
为了使正极极耳150与正极壳体110的接触更加紧密，正极壳壁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壳体120弹起。
此外，凹陷部113的高度低于负极壳壁121的底端，即凹陷部113设置在套圈160外侧对应的正极壳壁111部分。因制造凹陷部113时会产生沿可充电纽扣电池100的径向向内的作用力，这样设置能够利用套圈160的强度抵消该作用力，避免损坏诸如密封圈等其它部件。
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，以扎紧正极壳体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 (10)

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：
正极壳体，所述正极壳体具有顶部开口，所述正极壳体的底部具有绝缘层；
负极壳体，所述负极壳体具有底部开口，所述负极壳体的顶部具有向下凸出的导电棒，所述正极壳体和所述负极壳体围成容纳腔；
密封圈，所述密封圈套设在所述正极壳体和所述负极壳体之间；
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，所述导电棒位于所述通道中，所述卷绕电芯包括负极极耳和正极极耳，所述负极极耳位于所述绝缘层的上方并与所述导电棒电连接，从而能够电连接至所述负极壳体，所述正极极耳与所述正极壳体电连接；以及
套圈，所述套圈设置于所述卷绕电芯的外部且位于所述密封圈下方，
其中，所述正极极耳从所述套圈的底部沿所述可充电纽扣电池的径向向外延伸并向上弯折至所述套圈的径向外侧。
2.根据权利要求1所述的可充电纽扣电池，其特征在于，所述正极极耳与所述负极极耳均靠近所述正极壳体设置。
3.根据权利要求2所述的可充电纽扣电池，其特征在于，所述正极壳体包括正极壳底和从所述正极壳底的周缘向上延伸的正极壳壁，所述正极极耳焊接至所述正极壳壁。
4.根据权利要求3所述的可充电纽扣电池，其特征在于，所述负极壳体包括负极壳顶和从所述负极壳顶的周缘向下延伸的负极壳壁，所述负极壳壁位于所述正极壳壁的内侧，所述套圈位于所述负极壳壁的下方并与所述负极壳壁间隔开。
5.根据权利要求4所述的可充电纽扣电池，其特征在于，所述密封圈包括位于所述正极壳壁与所述负极壳壁之间的密封部和绕所述负极壳壁的底端向内弯折的弯曲部。
6.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。
7.根据权利要求6所述的可充电纽扣电池，其特征在于，所述凹陷部的高度低于所述负极壳壁的底端。
8.根据权利要求1所述的可充电纽扣电池，其特征在于，所述负极极耳与所述导电棒焊接连接。
9.根据权利要求1所述的可充电纽扣电池，其特征在于，所述导电棒焊接至所述负极壳体。
10.根据权利要求1所述的可充电纽扣电池，其特征在于，所述套圈具有弹性。
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