CN112510241A - 纽扣电池 - Google Patents

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Abstract

本发明的纽扣电池，通过设置防护壳、卷芯及导流体组件，由于各极片的宽度均大于各隔膜的宽度，各极片在宽度方向上均预留一端空箔区作为极耳，当交错堆叠并卷绕形成卷芯时，各极片上的空箔区会从卷芯的一侧引出第一螺旋状极耳，从卷芯的另一侧引出第二螺旋状极耳，而后利用第一导流箔分别与防护壳的上端面和第一螺旋状极耳连接，第二导流箔分别与防护壳的下端面和第二螺旋状极耳连接，由于两个极耳均呈螺旋状，螺旋状的极耳与极片的连接点多，即使卷芯发生膨胀，其中一个连接点断裂也并不让卷芯的内阻急剧增大，导致纽扣电池无法正常使用，大大提高了纽扣电池的安全稳定性。

Description

纽扣电池
技术领域
本发明涉及电池技术领域，特别是涉及一种纽扣电池。
背景技术
目前，电池指盛有电解质溶液和金属电极以产生电流的杯、槽或其他容器或复合容器的部分空间，能将化学能转化成电能的装置。具有正极、负极之分。电池的性能参数主要有电动势、容量、比能量和电阻。利用电池作为能量来源，可以得到具有稳定电压，稳定电流，长时间稳定供电，受外界影响很小的电流，并且电池结构简单，携带方便，充放电操作简便易行，不受外界气候和温度的影响，性能稳定可靠，在现代社会生活中的各个方面发挥有很大作用。
随着电子设备的小型化，电池为了适配小型化电子设备的内部安装空间，电池也逐渐小型化，因此，纽扣电池被研发了出来，纽扣电池相比传统的电池，其体积更小，但电池能量密度却并不低，纽扣电池也被广大电子设备制造商所喜爱。对于现有的纽扣电池，纽扣电池的组成部分通常包括上钢壳、下钢壳、密封圈、卷芯等，其中卷芯是纽扣电池最为重要的部件，卷芯起到电能存储和电能输出的作用，卷芯一般是由正极片、一级隔膜、负极片和二级隔膜顺序堆叠并卷绕形成的，正极片的尾部设置有正极耳，负极片的尾端设置有负极耳，当卷绕形成卷芯后，正极耳和负极耳均是在卷芯的最外侧，然后把正极耳和负极耳与纽扣电池的上下端面焊接起来，即完成纽扣电池的封装。
对于上述的纽扣电池，其存在如下缺陷，由于正极耳和负极耳位于卷芯的最外侧，且正极耳和负极耳与纽扣电池的上下端面焊接，若卷芯因意外因素发生膨胀问题时，位于最外侧的正极片会受到正极耳对其的拉扯力，位于最外侧的负极片会受到负极片对其的拉扯力，进而导致位于最外侧的正极片和负极片发生断裂的现象，一旦发生上述问题，纽扣电池的内阻就会急剧增大，最终导致纽扣电池无法正常充放电，严重影响纽扣电池的正常使用。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种卷芯不会因为其膨胀而内阻急剧增大无法正常使用的，安全稳定性强的纽扣电池。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种纽扣电池，包括：
防护壳，所述防护壳具有上端面和下端面；
卷芯，所述卷芯设置于所述防护壳内，所述卷芯包括若干极片和若干隔膜，各所述极片的宽度均大于各所述隔膜的宽度，各所述极片和各所述隔膜用于交错堆叠并卷绕形成所述卷芯，以使所述卷芯的一侧引出第一螺旋状极耳，并使所述卷芯的另一侧引出第二螺旋状极耳；及
导流体组件，所述导流体组件包括第一导流箔和第二导流箔，所述第一导流箔分别与所述上端面和所述第一螺旋状极耳连接，所述第二导流箔分别与所述下端面和所述第二螺旋状极耳连接。
在其中一个实施方式中，所述第一导流箔于中心位置处上开设有第一定位孔，所述第二导流箔于中心位置处上开设有第二定位孔。
在其中一个实施方式中，所述第一导流箔于外边缘位置处上开设有若干第一凹槽，所述第二导流箔于外边缘位置处上开设有若干第二凹槽。
在其中一个实施方式中，各所述第一凹槽以所述第一定位孔的圆心呈圆周分布，各所述第二凹槽以所述第二定位孔的圆心呈圆周分布。
在其中一个实施方式中，所述第一导流箔的直径小于或者等于所述卷芯的直径，所述第二导流箔的直径小于或者等于所述卷芯的直径。
在其中一个实施方式中，所述第一螺旋状极耳上设置有第一压缩部，所述第二螺旋状极耳上设置有第二压缩部。
在其中一个实施方式中，所述防护壳包括上钢壳、下钢壳和密封圈，所述上钢壳嵌置于所述下钢壳内，所述上钢壳与所述下钢壳共同围成电芯腔体，所述卷芯位于所述电芯腔体内，所述密封圈设置于所述上钢壳和所述下钢壳之间，所述上端面位于所述上钢壳上，所述下端面位于所述下钢壳上。
在其中一个实施方式中，所述密封圈为橡胶密封圈。
本发明相比于现有技术的优点及有益效果如下：
本发明的纽扣电池，通过设置防护壳、卷芯及导流体组件，由于各极片的宽度均大于各隔膜的宽度，各极片在宽度方向上均预留一端空箔区作为极耳，当交错堆叠并卷绕形成卷芯时，各极片上的空箔区会从卷芯的一侧引出第一螺旋状极耳，从卷芯的另一侧引出第二螺旋状极耳，而后利用第一导流箔分别与防护壳的上端面和第一螺旋状极耳连接，第二导流箔分别与防护壳的下端面和第二螺旋状极耳连接，由于两个极耳均呈螺旋状，螺旋状的极耳与极片的连接点多，即使卷芯发生膨胀，其中一个连接点断裂也并不让卷芯的内阻急剧增大，导致纽扣电池无法正常使用，大大提高了纽扣电池的安全稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明的一实施方式中的纽扣电池的组装结构示意图；
图2为本发明的一实施方式中的纽扣电池的内部结构示意图；
图3为本发明的一实施方式中的未交错堆叠前的卷芯的结构示意图；
图4为本发明的一实施方式中的交错堆叠后的卷芯的结构示意图；
图5为本发明的一实施方式中的卷芯和导流体组件的结构示意图；
图6为本发明的一实施方式中的压缩后的卷芯的结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请一并参阅图1、图2和图5，一种纽扣电池10包括防护壳100、卷芯200及导流体组件300。
如此，需要说明的是，防护壳100起到防护的作用；卷芯200为纽扣电池10的核心部件，起到电能存储和电能输出的作用；导流体组件300用于引出纽扣电池的总正极和总负极，起到连接的作用。
请参阅图2，防护壳100具有上端面10a和下端面10b。
请一并参阅图2和图3，卷芯200设置于防护壳100内，卷芯200包括若干极片210和若干隔膜220，各极片210的宽度均大于各隔膜220的宽度，各极片210和各隔膜220用于交错堆叠并卷绕形成卷芯200，以使卷芯200的一侧引出第一螺旋状极耳230，并使卷芯200的另一侧引出第二螺旋状极耳240。
如此，需要说明的是，极片210具体包括两种类型的极片，一种是正极片210a，另一种是负极片210b，当交错堆叠时，顺序是正极片210a-隔膜220-负极片210b-隔膜220，以此来卷绕形成卷芯200，由于各极片210的宽度均大于各隔膜220的宽度，卷绕形成的卷芯200的一侧会引出第一螺旋状极耳230，卷芯200的另一侧引出第二螺旋状极耳240。
还需要说明的是，当交错堆叠各极片210和隔膜220时，正极片210a比隔膜220多余出来的部分的朝向要与负极片210b比隔膜220多余出来的部分的朝向相反，这是为了防止在正极片210a和负极片210b交错堆叠并卷绕形成卷芯200时，正极片210a和负极片210b接触而发生短接的问题。
请参阅图5，导流体组件300包括第一导流箔310和第二导流箔320，第一导流箔310分别与上端面10a和第一螺旋状极耳230连接，第二导流箔320分别与下端面10b和第二螺旋状极耳240连接。
如此，需要说明的是，第一导流箔310和第二导流箔320均起到连接的作用。
还需要说明的是，由于各极片210的宽度均大于各隔膜220的宽度，各极片210在宽度方向上均预留一端空箔区作为极耳，当交错堆叠并卷绕形成卷芯200时，各极片210上的空箔区会从卷芯的一侧引出第一螺旋状极耳230，从卷芯200的另一侧引出第二螺旋状极耳240，而后利用第一导流箔310分别与防护壳100的上端面10a和第一螺旋状极耳230连接，第二导流箔320分别与防护壳100的下端面10b和第二螺旋状极耳240连接，由于两个极耳均呈螺旋状，螺旋状的极耳与极片210的连接点多，即使卷芯200发生膨胀，其中一个连接点断裂也并不让卷芯200的内阻急剧增大，导致纽扣电池10无法正常使用，大大提高了纽扣电池10的安全稳定性。
还需要说明的是，第一导流箔310与第一螺旋状极耳230和防护壳100的上端面10a的连接方式可以采用焊接连接的方式，第二导流箔320与第二螺旋状极耳240和防护壳100的下端面10b的连接方式同样也可以采用焊接连接的方式。
进一步地，请再次参阅图5，在一实施方式中，第一导流箔310于中心位置处上开设有第一定位孔311，第二导流箔320于中心位置处上开设有第二定位孔321。
如此，需要说明的是，第一定位孔311的开设用于实现第一导流箔310与卷芯200的定位，防止第一导流箔310发生位置偏移，进而影响纽扣电池10的封装；第二定位孔321的开设用于实现第二导流箔320与卷芯200的定位，防止第二导流箔320发生位置偏移，进而影响纽扣电池10的封装。
还需要说明的是，第一定位孔311和第二定位孔321除了起到定位的作用，还可以让电解液更加容易浸润卷芯200，电解液可以通过第一定位孔311和第二定位孔321的引流作用，更加快速流入卷芯200内，完成对卷芯200的浸润。
进一步地，请再次参阅图5，在一实施方式中，第一导流箔310于外边缘位置处上开设有若干第一凹槽312，第二导流箔320于外边缘位置处上开设有若干第二凹槽322。
如此，需要说明的是，若干第一凹槽312和若干第二凹槽322的开设，使得第一导流箔310的外边缘部分被挖空，同样也可以让电解液更加容易浸润卷芯200，电解液可以通过第一凹槽312和第二凹槽322的引流作用，更加快速流入卷芯200内，完成对卷芯200的浸润。具体地，各第一凹槽312以第一定位孔311的圆心呈圆周分布，各第二凹槽322以第二定位孔321的圆心呈圆周分布。
进一步地，在一实施方式中，第一导流箔310的直径小于或者等于卷芯200的直径，第二导流箔320的直径小于或者等于卷芯200的直径。
如此，需要说明的是，第一导流箔310的直径小于或者等于卷芯200的直径以及第二导流箔320的直径小于或者等于卷芯200的直径，能够让第一导流箔310能与第一螺旋状极耳230接触良好，让第二导流箔320能与第二螺旋状极耳240接触良好。
进一步地，请参阅图6，在一实施方式中，第一螺旋状极耳230上设置有第一压缩部231，第二螺旋状极耳240上设置有第二压缩部241。
如此，需要说明的是，第一压缩部231的设置，在第一导流箔310与第一螺旋状极耳230连接时，压缩第一螺旋状极耳230，被压缩的第一螺旋状极耳230在卷芯200发生膨胀时，可以起到缓冲的作用，阻碍正极片210a发生断裂；同理，第二压缩部241的设置，在第二导流箔320与第二螺旋状极耳240连接时，压缩第二螺旋状极耳240，被压缩的第二螺旋状极耳240在卷芯200发生膨胀时，可以起到缓冲的作用，阻碍负极片210b发生断裂。
进一步地，请再次参阅图2，在一实施方式中，防护壳100包括上钢壳110、下钢壳120和密封圈130，上钢壳110嵌置于下钢壳120内，上钢壳110与下钢壳120共同围成电芯腔体，卷芯200位于电芯腔体内，密封圈130设置于上钢壳110和下钢壳120之间，上端面10a位于上钢壳110上，下端面10b位于下钢壳120上。
如此，需要说明的是，上钢壳110和下钢壳120均起到防护的作用；密封圈130起到密封的作用，防止纽扣电池10发生漏液现象，同时还可以防止外部导电介质，导电介质例如水进入纽扣电池10内部，导致纽扣电池10内部发生短路现象。具体地，密封圈130为橡胶密封圈。
本发明的纽扣电池，通过设置防护壳、卷芯及导流体组件，由于各极片的宽度均大于各隔膜的宽度，各极片在宽度方向上均预留一端空箔区作为极耳，当交错堆叠并卷绕形成卷芯时，各极片上的空箔区会从卷芯的一侧引出第一螺旋状极耳，从卷芯的另一侧引出第二螺旋状极耳，而后利用第一导流箔分别与防护壳的上端面和第一螺旋状极耳连接，第二导流箔分别与防护壳的下端面和第二螺旋状极耳连接，由于两个极耳均呈螺旋状，螺旋状的极耳与极片的连接点多，即使卷芯发生膨胀，其中一个连接点断裂也并不让卷芯的内阻急剧增大，导致纽扣电池无法正常使用，大大提高了纽扣电池的安全稳定性。
以上所述实施方式仅表达了本发明的几种实施方式，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，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，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种纽扣电池，其特征在于，包括：
防护壳，所述防护壳具有上端面和下端面；
卷芯，所述卷芯设置于所述防护壳内，所述卷芯包括若干极片和若干隔膜，各所述极片的宽度均大于各所述隔膜的宽度，各所述极片和各所述隔膜用于交错堆叠并卷绕形成所述卷芯，以使所述卷芯的一侧引出第一螺旋状极耳，并使所述卷芯的另一侧引出第二螺旋状极耳；及
导流体组件，所述导流体组件包括第一导流箔和第二导流箔，所述第一导流箔分别与所述上端面和所述第一螺旋状极耳连接，所述第二导流箔分别与所述下端面和所述第二螺旋状极耳连接。
2.根据权利要求1所述的纽扣电池，其特征在于，所述第一导流箔于中心位置处上开设有第一定位孔，所述第二导流箔于中心位置处上开设有第二定位孔。
3.根据权利要求2所述的纽扣电池，其特征在于，所述第一导流箔于外边缘位置处上开设有若干第一凹槽，所述第二导流箔于外边缘位置处上开设有若干第二凹槽。
4.根据权利要求3所述的纽扣电池，其特征在于，各所述第一凹槽以所述第一定位孔的圆心呈圆周分布，各所述第二凹槽以所述第二定位孔的圆心呈圆周分布。
5.根据权利要求1所述的纽扣电池，其特征在于，所述第一导流箔的直径小于或者等于所述卷芯的直径相同，所述第二导流箔的直径小于或者等于所述卷芯的直径。
6.根据权利要求1所述的纽扣电池，其特征在于，所述第一螺旋状极耳上设置有第一压缩部，所述第二螺旋状极耳上设置有第二压缩部。
7.根据权利要求1所述的纽扣电池，其特征在于，所述防护壳包括上钢壳、下钢壳和密封圈，所述上钢壳嵌置于所述下钢壳内，所述上钢壳与所述下钢壳共同围成电芯腔体，所述卷芯位于所述电芯腔体内，所述密封圈设置于所述上钢壳和所述下钢壳之间，所述上端面位于所述上钢壳上，所述下端面位于所述下钢壳上。
8.根据权利要求7所述的纽扣电池，其特征在于，所述密封圈为橡胶密封圈。
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