CN114284542A - 一种电池的制造方法及电池 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种电池的制造方法及电池，旨在提高电池的稳定性和使用寿命。电池的制造方法包括：提供壳体、顶盖、电极组件和密封圈，壳体的侧壁的一端为开口端，开口端的外周面和侧壁的外周面之间形成台阶面，顶盖背离壳体内部的一侧形成有凹槽，电极组件包括极性相反的第一极耳和第二极耳；将密封圈安装于开口端，将电极组件放入壳体内，将第一极耳连接于壳体，将第二极耳连接于顶盖；向壳体内注入电解液，将顶盖盖合于开口端，形成半成品状态的电池；对半成品状态的电池进行首次充放电；打开顶盖，将半成品电池内部产生的气体排出；将支撑件插入凹槽，将顶盖盖合于开口端并将顶盖与开口端固定连接，以形成成品状态的电池。
Description
技术领域
本申请涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种电池的制造方法及电池。
背景技术
电池的应用已经深入各个领域，电池的稳定性和使用寿命对于用电设备的使用影响较大，因此，如何提高电池的稳定性和使用寿命是重要的研发方向之一。
发明内容
本申请旨在提供一种电池的制造方法及电池，以提高电池的稳定性和使用寿命。
本申请的实施例是这样实现的：
第一方面，本申请实施例提供一种电池的制造方法，其包括：
提供壳体、顶盖、电极组件和密封圈，所述壳体包括底壁和侧壁，所述底壁位于所述侧壁的一端，所述侧壁的另一端设置开口以形成开口端，所述开口端的外周面突出于所述侧壁的外周面，以使所述开口端的外周面和所述侧壁的外周面之间形成台阶面，所述顶盖背离所述壳体内部的一侧形成有凹槽，所述电极组件包括极性相反的第一极耳和第二极耳；
将所述密封圈安装于所述开口端，将所述电极组件放入所述壳体内，将所述第一极耳连接于所述壳体，将所述第二极耳连接于所述顶盖；
向所述壳体内注入电解液，将所述顶盖盖合于所述开口端，形成半成品状态的电池；
对所述半成品状态的电池进行首次充放电；
打开所述顶盖，将所述半成品电池内部产生的气体排出；
将支撑件插入所述凹槽，将所述顶盖盖合于所述开口端并将所述顶盖与所述开口端固定连接，以形成成品状态的电池；其中，所述支撑件用于在所述顶盖和所述开口端固定连接时从所述开口端的内侧向所述开口端提供支撑力。
电池在制造过程中，一般要经过首次充放电激活后再出厂，本申请提供的电池的制造方法，先形成半成品状态的电池，经过排气过程后，再形成成品状态的电池。半成品状态下，顶盖和壳体的开口端虽不固定连接，但顶盖能够密封壳体，以便于半成品状态的电池能够进行充放电操作。由于并未被固定，所以顶盖仍能够开启而产生一定空间，以容许气体排出。经过排气过程后，顶盖盖合于壳体，并且将顶盖固定，使顶盖不容易再被打开，从而得到一个结构稳定、内部压力小的电池，该电池还不容易出现电解液渗漏问题，因此本申请要求保护的电池的制造方法能够有效提高电池的安全性、稳定性和使用寿命。另外，顶盖盖合于开口端并固定连接开口端时，可能对壳体的开口端产生由外向内的水平的封口力，通过在顶盖的凹槽插入支撑件，支撑件向壳体的开口端提供由内向外的支撑力，以防壳体在封口力作用下变形，这使得开口处密封性更好，进一步降低漏液风险，提高电池寿命。
在本申请的一种实施例中，将所述顶盖与所述开口端固定连接，包括：
将所述顶盖的边缘部朝向所述开口端折弯，使所述边缘部包覆在所述开口端的外侧并挤压所述密封圈。
在上述技术方案中，使顶盖包覆整个开口端的外周并向电池的中部挤压密封圈，从而固定连接开口端，加工方便，密封性好，电池稳定性好、使用寿命长。
在本申请的一种实施例中，所述顶盖面向所述壳体内部的一侧形成有凸起，当所述顶盖盖合于所述开口端时，所述凸起位于所述开口端的内侧并挤压所述密封圈。
在上述技术方案中，顶盖上的凸起在开口端的内侧挤压密封圈，从而实现保证顶盖能够暂时定位和密封壳体，便于首次充放电，以及便于掀开顶盖。
在本申请的一种实施例中，对所述半成品状态的电池进行首次充放电后，先将所述半成品状态的电池放入真空环境中，再打开所述顶盖，将所述半成品电池内部产生的气体排出；
在将所述顶盖盖合于所述开口端并将所述顶盖与所述开口端固定连接后，再将形成成品状态的电池拿出真空环境。
在上述技术方案中，在真空环境下排放气体，能够防止空气进入，并加快气体排出，操作简单方便。
第二方面，本申请提供一种电池，其包括：
壳体，具有开口端，所述开口端设置有密封圈；
顶盖，盖合于所述开口端，所述顶盖面向所述壳体内部的一侧形成有凸起，所述凸起位于所述开口端的内侧并挤压所述密封圈，所述顶盖的边缘部朝向所述开口端折弯且包覆在所述开口端的外侧并挤压所述密封圈；
电极组件，设置于所述壳体内，包括极性相反的第一极耳和第二极耳，所述第一极耳连接于所述壳体，所述第二极耳连接于所述顶盖。
本申请提供的电池，其顶盖朝向壳体形成凸起，顶盖的边缘部朝向壳体弯折，壳体的开口端位于凸起和边缘部之间，凸起和边缘部分别从内外两侧抵紧开口端，实现壳体和顶盖连接。同时，密封圈从开口端的内侧延伸至外侧，在凸起和边缘部之间具有凹面，通过凸起、边缘部和凹面挤压密封圈，使得顶盖和壳体之间形成三道环形的密封区域，相邻的密封区域所在的面不同，也即具有转折，这使得一道密封区域失效时，还能够通过位于转折面上的另一道密封区域实现密封，有效提升电池的密封性。并且在凸起和边缘部的相互作用下，壳体的开口端的内侧和外侧均受力，壳体的开口端不容易变形，能防止开口端变形导致顶盖和开口端连接不良，避免电解液渗漏，保证较好的密封性。
在本申请的一种实施例中，所述顶盖背离所述壳体内部的一侧形成有供支撑件插入的凹槽，所述支撑件用于在折弯所述边缘部时从所述开口端的内侧向所述开口端提供支撑力。
在上述技术方案中，顶盖上的凹槽用于插入支撑件，以支撑壳体，从而进一步防止壳体的开口端变形，保证密封性。
在本申请的一种实施例中，所述凸起为沿所述顶盖的周向延伸的环形凸起，所述凸起的外周面从所述开口端的内侧挤压所述密封圈。
在上述技术方案中，顶盖上的凸起为环形，从而能够在整个周向上压紧密封圈，确保密封性。
在本申请的一种实施例中，所述顶盖沿所述顶盖的厚度方向变形，从而在所述顶盖背离所述壳体的一面形成所述凹槽，并在所述顶盖朝向所述壳体的一面形成所述凸起。
在上述技术方案中，凹槽和凸起的成型方式，使得顶盖加工方便，而且凹槽与凸起的相对应，支撑件在插入凹槽时，凸起的强度也增加，支撑件通过凸起向壳体提供支撑，既防止壳体变形，也防止盖板变形。
在本申请的一种实施例中，所述壳体包括底壁和侧壁，所述底壁位于所述侧壁的一端，所述开口端位于所述侧壁的另一端，所述开口端的外周面突出于所述侧壁的外周面，以使所述开口端的外周面和所述侧壁的外周面之间形成台阶面，所述密封圈包覆所述开口端的外周面和所述台阶面，所述边缘部从所述开口端的外侧和所述台阶面的外侧挤压所述密封圈。
在上述技术方案中，壳体的开口端厚度与侧壁厚度不同，开口端厚度较大，这使得壳体的开口端不容易变形，能防止开口端变形导致顶盖和开口端连接不良，避免电解液渗漏，提高电池的密封性。开口端和侧壁之间形成的台阶面与边缘部配合还能够限制顶盖向上打开，这使得电池的整体结构更稳定。密封圈由开口端的外周面转折至台阶面，并被顶盖的边缘部挤压，从而电池的外周增加了一道转折至台阶面的环形密封区域，进一步提升了电池的密封性。
在本申请的一种实施例中，所述电极组件包括第一极片、第二极片和隔膜，第一极片和第二极片的极性相反，隔膜设置在第一极片和第二极片之间，以绝缘隔离所述第一极片和所述第二极片，第一极片上形成有第一极耳，第二极片上形成有第二极耳，其中第一极耳连接于壳体，第二极耳连接于顶盖；所述第一极片、所述第二极片和所述隔膜绕一中心轴线卷绕，以形成所述电极组件；或者，多个所述第一极片与多个所述第二极片交替层叠，并在相邻的所述第一极片和所述第二极片之间设置所述隔膜，以形成所述电极组件。
本申请的方案中，壳体的开口端具有较大的厚度、使密封圈由开口端的内壁延伸至开口端的外壁并包覆台阶面、使顶盖的凸起从内侧挤压密封圈、使顶盖朝向壳体的一侧从壳体的端面挤压密封圈、使顶盖的边缘部从开口端的外周面挤压密封圈并从台阶面挤压密封圈，通过上述配合，使得壳体的开口端和顶盖连接良好，顶盖不容易脱落，并在壳体的开口端和顶盖之间形成多道具有转折的环形密封，保证电池的稳定性和密封性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，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申请的某些实施例，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为现有技术中的扁平型非水二次电池的结构示意图；
图2为本申请一实施例提供的电池的外部结构示意图；
图3为本申请一实施例提供的电池的剖视图；
图4为图3的A部分放大图；
图5为本申请实施例提供的具有叠片式电极组件的电池的剖视图；
图6为本申请一实施例提供的电池的制造方法流程图；
图7为本申请一实施例提供的半成品状态的电池示意图；
图8为本申请实施例提供的支撑件与凹槽的配合示意图；
图9为本申请一实施例提供的顶盖的边缘部平行于侧壁的示意图；
图10为本申请一实施例提供的封口模具的向上施加封口力的示意图；
图11为本申请另一实施例提供的壳体的局部示意图；
图12为本申请又一实施例提供的壳体的局部示意图。
图标：I-电池；I I-半成品状态的电池；100-壳体；110-侧壁；120-底壁；130-开口端；140-台阶面；200-顶盖；210-凸起；211-斜面；220-凹槽；221-第一侧壁；222-第二侧壁；230-边缘部；231-第一弯折部；232-第二弯折部；300-密封圈；310-第一密封区域；320-第二密封区域；330-第三密封区域；340-第四密封区域；400-电极组件；410-第一极片；411-第一极耳；420-第二极片；421-第二极耳；430-隔膜；500-支撑件；600-封口模具；610-引导斜面；400a-电极组件；410a-第一极片；411a-第一极耳；420a-第二极片；421a-第二极耳；430a-隔膜；440a-绝缘件。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。此外，本申请的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，本申请的描述中若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
实施例
电池在使用中发生漏液会严重影响正常使用，缩短电池的使用寿命，因此电池封口工艺尤为重要，如果封口时外壳变形，会降低封口位置的密封性，容易出现电池漏液。以扁平形非水电解质二次电池为例，常见的扁平形非水电解质二次电池为纽扣电池，直径一般为4.8mm～30mm，厚度一般为1.0mm～7.7mm，常用于小型电子产品，例如电脑的母板、电子表、电子词典、电子比例尺、遥控器、电动玩具、起搏器、电子助听器、作为计算器、照相机等各种电子产品的备份电源使用，其形状较小、体积较小、整体厚度较薄、外壳的厚度较薄，不便于封口，封口时外壳容易发生变形。
现有技术的扁平型非水二次电池在使用过程中容易发生变形和漏液，对正常的使用和使用上的安全性有重大影响。如图1所示，在许多扁平型非水二次电池中采用的电池结构中，通过使下金属钢壳1的上端折弯至与顶盖2的侧面接触，并在下金属钢壳1和顶盖2之间设置具有绝缘性的树脂制成的密封圈3，从而构成容纳电化学反应的空间。此时下金属钢壳1和顶盖2之间的封口的力由从侧面向电池中心施加的紧固压力形成，该压力常不足以使其紧贴在一起。为了提高可靠性和安全性，需要提高封口的力量，以使密封圈3充分压缩，降低漏液风险，但由于下金属钢壳1和顶盖2的刚性不足以承受较大的封口力，会导致下金属钢壳1和顶盖2变形，从而无法实现充分压缩密封圈3，反而导致封口的漏液风险增加，对电池的正常使用和使用上的可靠性、安全性都有着重大影响。
随着扁平型非水二次电池的制造、保管和使用，电池内部压力上升的原因有以下几点：在电池的制造过程中产生气体，导致电池内部压力上升；由于电池的高温保存，老化加速，从而产生气体，电池内的压力上升，电池略微膨胀；另外，电池使用过程中电极组件膨胀，对电池的侧壁产生向外的压力。由此，现有密封圈、顶盖、下金属钢壳构成的结构中，在扁平形非水二次电池的内部压力上升时，出现漏液的情况较多。
本申请提供一种电池，具有不容易变形、密封性好的特点，不容易出现漏液现象，使用寿命长。本申请还提供一种电池的制造方法，该方法能够降低电池的内压，以缓解由于电池的内压过大导致漏液的问题，也能够缓解由于电池的内压过大导致的电池不稳定而带来的安全风险，从而保证电池的稳定性，并延长电池的使用寿命。
本申请提供的电池可以是化学电池和物理电池，本申请不对电池的种类限制，也即多种不同类型的电池在采用类似的设计时，也在本申请的发明构思以内。当为化学电池时，可以是氧化银电池、锂电池、碱锰电池等，本申请不对电池所使用的电化学材料限制，也即使用不同电化学材料的多种电池在采用类似的设计时，也在本申请的发明构思以内。本申请提供的电池的形状也可以有多种，如圆柱、方形等，本申请不对电池的外部形状限制，也即不同形状的电池在采用类似设计时，也在本申请的发明构思以内。
图2示出了电池I的成品结构示意图，图3示出了电池I的剖视图，结合图2和图3所示，电池I包括壳体100和顶盖200。壳体100包括底壁120和侧壁110，底壁120位于侧壁110的一端，侧壁110的另一端开口形成开口端130。顶盖200盖合在壳体100的开口端130，通过壳体100和顶盖200配合形成封闭空间。
如图3所示，顶盖200和壳体100形成的封闭空间内容纳电极组件400和电解液，电解液浸润电极组件400以便能够进行电化学反应，电极组件400包括极性相反的第一极片410和第二极片420，第一极片410上形成有第一极耳411，第二极片420上形成有第二极耳421，其中第一极耳411连接于顶盖200，第二极耳421连接于壳体100。壳体100和顶盖200之间设有密封圈300，密封圈300使壳体100和顶盖200绝缘，壳体100和顶盖200可作为极性相反的两个电极，以用于引出电能。本申请实施例中所说的电解液是指非水电解液。
图4示出了图3中的局部放大图，主要展现电池I的封口部位，如图4所示，开口端130的端面连接开口端130的内壁和开口端130的外周壁，密封圈300由壳体100的内部延伸至壳体100的外部，以覆盖开口端130的内壁、开口端130的端面和开口端130的外周壁。
顶盖200朝向壳体100内部的一侧形成有凸起210，顶盖200的边缘部230朝向开口端130折弯，凸起210相对边缘部230靠近顶盖200的中心，凸起210与边缘部230间隔，开口端130位于凸起210与边缘部230之间。
凸起210位于开口端130的内壁并挤压密封圈300，从而使得顶盖200相对于壳体100定位，并通过挤压密封圈300在开口端130的内侧形成第一密封区域310。
本实施例中，凸起210为沿顶盖200的周向延伸的环形凸起210，凸起210的外周面从开口端130的内侧挤压密封圈300。因此，第一密封区域310为环形，在开口端130的内侧的整个周向上都能够阻挡电解液渗出。
边缘部230在开口端130的外侧挤压密封圈300，凸起210和边缘部230对于壳体100的作用力相反，凸起210和边缘部230配合夹紧壳体100，以使顶盖200和壳体100固定连接，并通过边缘部230在开口端130的外侧挤压密封圈300形成环形的第二密封区域320。
凸起210和边缘部230将顶盖200朝向壳体100内部的一侧表面分隔出一道环形面，该环形面在凸起210和边缘部230的间隔位置，在凸起210和边缘部230的共同作用下，顶盖200的位置被相对于壳体100限定，保证顶盖200上的环形面将所述密封圈300向开口端130的端面挤压，以在开口端130的端面形成环形的第三密封区域330。
通过上述结构，顶盖200和壳体100连接紧密，壳体100的开口端130的内侧和外侧均受力的，使得电池I的封口力较高，且壳体100的开口端130不容易变形，还使得顶盖200和壳体100之间形成三道环形的密封区域，第一密封区域310、第二密封区域320和第三密封区域330形成在三个不同的面上，电解液不容易同时穿过三道密封区域渗出，电池I密封性好，使用寿命长。
进一步地，壳体100的开口端130的外周面突出于侧壁110的外周面，以在开口端130的外周面和侧壁110之间形成台阶面140，密封圈300由开口端130的外周面延伸至包覆台阶面140。
边缘部230从开口端130的外侧和台阶面140的外侧挤压密封圈300。具体地，边缘部230包括第一折弯部和第二折弯部，第一折弯部沿开口端130弯折并贴合在开口端130的外壁，第二折弯部沿台阶面140弯折并贴合在台阶面140上。其中第一折弯部从开口端130的外侧挤压密封圈300，形成前述的第二密封区域320；第二折弯部从台阶面140的下方挤压密封圈300，形成新的第四密封区域340。
在边缘部230、密封圈300和台阶面140的配合下，不仅能够增加顶盖200脱离壳体100的阻力，还在台阶面140处形成第四密封区域340，并且还保证环形面对开口端130的端面的压力，确保挤压密封圈300而在开口端的端面形成第三密封区域330。
开口端130的形状可以是如图4中所示，开口端130的厚度大于壳体100的侧壁110厚度，也即壳体100为差厚罐。通过加厚开口端130，不仅能够形成台阶面140，还能够提高开口端130的刚度，开口端130更不容易变形，提高电池I封口部位的稳定性。
在另一些实施例中，也可以这样设置壳体100：侧壁110和开口端130的厚度一致，而开口端130的内径大于侧壁110的内径，以使开口端130的外径大于侧壁110的外径，从而在壳体100的外部形成台阶面140。在该方案中，电池I的内部空间增大，电池I的有效容量上升。
以上记载的是一个实施例，对于不受壳体100的刚性影响的封口还可以有其他形状设计，在又一些实施例中，也可以这样设置壳体100：如图11所示，在塑形工序中，将壳体100的开口端130向外延展，开口端130相对侧壁110沿径向向外弯折，开口端130的内表面平行于顶盖200，开口端130的外表面作为台阶面140。通过弯折开口端130，实现壳体100和顶盖200沿上下方向压缩密封圈300，便于顶盖200盖合于开口端130，同时也不影响壳体100的刚性，还增大了电池I的内部空间。可选地，开口端130相对侧壁110的弯折角度为30°～90°。如图11所示，开口端130相对侧壁110的弯折角度为90°。
如图12所示，开口端130相对侧壁110的弯折角度约为45°。在塑形工序中，将壳体100向外弯折45°，通过将弯曲角度设定为45°，壳体100的最大直径相对弯曲角度为90°时较小，同时开口端130的内表面形成斜面，能够更好地容纳并抵在顶盖200的凸起处。在该实施例中，也能够实现充分压缩密封圈300，且壳体100的刚度不受影响，壳体100不容易变形。
本实施例提供的电池I，其盖上还形成有凹槽220，如图3和图4所示，凹槽220位于顶盖200背离壳体100内部的一侧，该凹槽220用于插入支撑件。在电池I封口前，支撑件插入凹槽220内，支撑件从开口端130的内侧向开口端130提供支撑力，以抵抗边缘部230弯折时对壳体100的开口端130的作用力，以防壳体100的开口端130变形。
本实施例中，凹槽220为环形，具有第一侧壁221和第二侧壁222，第一侧壁221与第二侧壁222相连，凹槽220的截面形状为V型。
第一侧壁221相对第二侧壁222更靠近边缘部230，第一侧壁221的斜度大于第二侧壁222的斜度。这样使得第二侧壁222与开口所在的平面的夹角较小，凹槽220的开口增大，以方便将支撑件插入凹槽220。而第一侧壁221与开口所在的平面的夹角较大，以便支撑件更好地支撑开口端130的内壁。
本申请的实施例中，图3所示出的顶盖200，支撑件能够稳定地配合于凹槽220，第二侧壁222让出空间，以便于通过支撑件在第一侧壁221上施加朝向四周的力，起到较好的支撑效果，并且凹槽220的深度得以减小，电池I的内部空间占用更小。
在前述实施例中，顶盖200沿顶盖200的厚度方向变形，从而在顶盖200背离壳体100的一面形成凹槽220，并在顶盖200朝向壳体100的一面形成凸起210。在其他实施例中，凸起210和凹槽220也可以是分别成型，凸起210紧邻凹槽220，凸起210相对靠近边缘部230，凹槽220相对远离边缘部230，以使得支撑件插入凹槽220时能够通过凸起210支撑壳体100的开口端130。
本申请提供的电池I中，其电极组件400可以采用极片卷绕成型，也可以采用极片堆叠成型。
图3示出了一种电池I的内部结构，其中电极组件400为卷绕式。电极组件400包括极性相反的第一极片410、第二极片420及隔膜430，第一极片410和第二极片420层叠并绕同一中心轴线卷绕成型，隔膜430位于第一极片410和第二极片420之间，以绝缘隔离第一极片410和第二极片420。第一极片410和第二极片420上分别涂覆有活性浆料，第一极片410具有凸出的第一极耳411，第二极片420具有凸出的第二极耳421，第一极耳411和第二极耳421不涂覆活性浆料，第一极耳411、第二极耳421用于将电极组件400产生的电能引出。如图3所示，第一极耳411位于电极组件400面向顶盖200的一侧，第二极耳421位于电极组件400面向壳体100的底壁120的一侧。第一极耳411连接于顶盖200，第二极耳421连接于壳体100的底壁120。第一极耳411、第二极耳421分别将电能引导至顶盖200、壳体100的底壁120，顶盖200和壳体100的底壁120分别作为一个电极引出部，以将电化学反应产生的电能导出。
图5示出了另一种电池I的内部结构，其中电极组件400a为叠片式。电极组件400a包括极性相反的第一极片410a和第二极片420a，以及隔膜430a，多个第一极片410a和多个第二极片420a交替层叠，以使每个第一极片410a的一面朝向第二极片420a、另一面朝向极性相同的另一第一极片410a，每个第二极片420a的一面朝向第一极片410a、另一面朝向极性相同的另一第二极片420a，并在极性相反的相邻极片之间设置隔膜430a，第一极片410a和第二极片420a上分别涂覆有活性浆料。电极组件400a还包括未涂覆活性浆料的多个第一极耳411a和多个第二极耳421a，第一极耳411a和第二极耳421a也同第一极片410a、第二极片420a、隔膜430a层叠设置，以使每两个相邻的第一极片410a之间具有一个第一极耳411a，每两个相邻的第二极片420a之间具有一个第二极耳421a。图5中，第一极片410a为正极极片，第二极片420a为负极极片，电极组件400a的最上层和最下层均为第二极片420a，最上层的第二极片420a上方层叠有第二极耳421a，最下层的第二极耳421a的下方层叠有第二极耳421a。多个第一极片410a所连接的多个第一极耳411a汇流后连接顶盖200，电极组件400a的最上层的第二极耳421a与顶盖200之间设置绝缘件440a以实现绝缘隔离，电极组件400a的最下层的第二极耳421a与壳体100的底壁120电连接，其余的第二极耳421a分别连接最下层的第二极耳421a。从而，通过第一极耳411a、第二极耳421a分别将电能引导至顶盖200、壳体100的底壁120，顶盖200和壳体100的底壁120分别作为一个电极引出部，以将电化学反应产生的电能导出。如前所述，第一极片和第二极片的极性相反，也即第一极片和第二极片中的一者为正极极片，另一者为负极极片。示例性地，第一极片为正极极片，第二极片为负极极片，从而顶盖为电池正极的电极引出部，壳体的底壁可作为电池负极的电极引出部。
请结合图3和图6所示，本申请提供的一种电池的制造方法，用于进一步防止电池I漏液，及提高电池I的稳定性、安全性，从而延长电池I的使用寿命。该方法包括以下步骤：
S1：提供壳体100、顶盖200、电极组件400和密封圈300，壳体100包括底壁120和侧壁110，底壁120位于侧壁110的一端，侧壁110的另一端设置开口以形成开口端130，开口端130的壁厚大于侧壁110的其余部分的壁厚，顶盖200背离壳体100内部的一侧形成有凹槽220，电极组件400包括极性相反的第一极耳411和第二极耳421；
S2：将密封圈300安装于开口端130，将电极组件400放入壳体100内，将第一极耳411连接于壳体100，将第二极耳421连接于顶盖200；
S3：向壳体100内注入电解液，将顶盖200盖合于开口端130，如图7所示，形成半成品状态的电池I I；
S4：对半成品状态的电池I I进行首次充放电；
S5：打开顶盖200，将半成品状态的电池I I内部产生的气体排出；
S6：将支撑件500插入所述凹槽220，将顶盖200盖合于开口端130并将顶盖200与开口端130固定连接，以形成成品状态的电池I；其中，所述支撑件500用于在所述顶盖200和所述开口端130固定连接时，从所述开口端130的内侧向所述开口端130提供支撑力。
本申请提供的电池I的制造方法，先形成半成品状态的电池I I，经过排气过程后，再形成成品状态的电池I。该成品状态的电池I内压小，使用过程中不容易由于内压过大而漏液，也不容易由于内压过大而壳体100变形、爆炸，因此稳定性和安全性较高，使用寿命得到延长。
半成品状态的电池I I的结构如图7所示，在S6之前，顶盖200的边缘部230沿壳体100的开口所在的平面延伸，从而通过向边缘部230施力，能够将顶盖200向上掀起一定的高度，该高度不会拉裂极耳及极耳与顶盖200的连接部位，同时也足以令电池I内部的气体排出。本实施例中，该高度约0.1mm～0.5mm。
在S6中，将顶盖200与开口端130固定连接，包括：将顶盖200的边缘部230朝向开口端130折弯，使边缘部230包覆在开口端130的外侧并挤压密封圈300。
也即，使边缘部230沿开口端130的外壁弯折形成第一弯折部231，并进一步地形成第二弯折部232，以在开口端130的外壁和台阶面140处挤压密封圈300。
本方法中，如图3所示，S1中提供的顶盖200，其面向壳体100内部的一侧形成有凸起210，当顶盖200盖合于开口端130时，凸起210位于开口端130的内侧并挤压所述密封圈300。
在S6之前，通过凸起210、密封圈300和开口端130的内壁配合，以实现顶盖200和壳体100暂时定位和密封，以便于进行首次充放电操作。
可选地，如图4所示，S1中提供的顶盖200，其凸起210朝向开口端130内壁的一面为斜面211，该斜面211沿开口端130至壳体100的底壁120的方向逐渐远离壳体100的侧壁110。凸起210的斜面211在顶盖200掀起时不容易干涉壳体100的侧壁110，便于凸起210与壳体100的内壁之间形成能够排气的间隙。
本方法中，结合图7和图8所示，S1中提供的顶盖200，其背离壳体100内部的一侧形成有凹槽220。在将所述顶盖200的边缘部230折弯之前，将支撑件插入凹槽220，以利用支撑件支撑开口端130，在折弯所述边缘部230时从所述开口端130的内侧向所述开口端130提供支撑力，从而防止壳体100的开口端130受在边缘部230弯折过程中受力变形，以免开口端130变形影响密封性。
该方案中，顶盖200的边缘部230折弯的方式、顶盖200的凹槽220、支撑件的使用、顶盖200的凸起210结合作用，使得壳体100的开口端130在封口时受到两个相反的力，在这两个相反的力作用下实现封口，使得封口操作不依赖壳体100的刚性，壳体100可以选用刚性相对较小的材料，因此该方案不仅能够保证密封性，还能够降低材料成本。
可选地，在S5中，电池I内部气体排出后，向电池I内补充电解液，以使电池I内具有更充足的电解液，以弥补充放电导致的电解液损耗，从而进一步延长电池I的使用寿命。
本实施例提供的电池I的制造方法，其S5步骤可在真空环境下进行，以便于气体排出减小内压。在真空环境中，排除了外部空气干扰，操作简单方便。
另外，S6也可以在真空环境下进行，以进一步避免外部空气进入电池I内部。或者，也可以在S5完成，将顶盖200重新盖合于壳体100后拿出，再进行S6中的将顶盖200的边缘部230弯折以连接开口端130。
根据本申请的一些实施例，如图9所示，在S1中提供的顶盖200，其边缘部230被配置为弯折至平行于壳体100的侧壁110。在S3中，将顶盖200盖合于开口端130时，顶盖200上的凸起210在壳体100的内侧挤压密封圈300，边缘部230在壳体100的外侧挤压密封圈300，也即通过凸起210和边缘部230夹持开口端130并压缩密封圈300，以防止顶盖200脱离壳体100，并起到较好的绝缘密封效果。
完成充放电后，在S6中，结合图9和图10所示，再次将支撑件500与顶盖200配合，执行盖合操作，并使用封口模具600进行封口操作。封口模具600设有引导斜面610，封口模具600沿侧壁110向上移动，边缘部230的端部接触引导斜面610，在引导斜面610的作用下，封口力被分成平行于侧壁110的分力和朝向侧壁110的分力，使得边缘部230沿引导斜面610弯折，并抵压于开口端130的台阶面140。换言之，通过封口模具600进一步弯折边缘部230，使边缘部230形成具有第一弯折部231和第二弯折部232的结构，其中第一弯折部231平行于开口端130的外壁，第二弯折部232平行于开口端130的台阶面140。第一弯折部231与开口端130的外壁配合压缩密封圈300，第二弯折部232直接抵压于台阶面140以固定顶盖200，或者进一步地，密封圈300延伸至第二弯折部232和台阶面140之间，第二弯折部232通过密封圈300间接抵压于台阶面140，第二弯折部232与台阶面140配合压缩密封圈300。
通过将边缘部230的初始状态设置为平行于侧壁110，使用封口模具600向上施力以进一步弯折边缘部230完成封口操作，封口模具600的所施加的封口力的方向平行于侧壁110，有效减小侧壁110沿壳体100的径向的受力，缓解封口力的大小取决于壳体100的刚度大小的问题，因此在壳体100的刚度一定的情况下，封口时能够尽可能增大封口力，以充分压缩密封圈300，提高壳体100和顶盖200连接可靠性和密封性。可选地，密封圈300的压缩率为50％～70％。
在本申请的一些实施例中，如图9所示，支撑件500包括平板结构，平板结构朝向顶盖200的一面形成有凸部，凸部用于插入凹槽，以使平板结构朝向顶盖200的一面与顶盖200背离电极组件的一面贴合。在封口模具600对边缘部230施以向上的封口力时，支撑件500在顶盖200上方压住顶盖200，以提供向下的反作用力，以免顶盖200除边缘部230以外的部分和壳体100的开口端130变形。通过支撑件500和封口模具600配合，顶盖200在开口端130的端面和台阶面140处充分压缩密封圈300，提高第三密封区域330和第四密封区域340的密封性，确保电解液的漏液流动在第三密封区域330和第四密封区域340被阻断，保证电池I内部压力上升时界面的气密性。
可选地，支撑件500被配置为具有吸附力，例如采用磁性材料制成，或者连接有电磁铁，支撑件500吸附顶盖200，以保证支撑件500与顶盖200稳定配合。
另外，支撑件500不仅可以被应用于S6中，也可以应用于S3中，顶盖200盖合于开口端130之前，支撑件500配合于顶盖200，顶盖200受到向上的盖合力时，在支撑件500的作用下，顶盖200抵触开口端130的端面的部位不会向上翘起变形。
需要说明的是，前述的制造方法、支撑件500和封口模具600，适用于前述任一实施例中的电池I。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电池的制造方法，其特征在于，包括：
提供壳体、顶盖、电极组件和密封圈，所述壳体包括底壁和侧壁，所述底壁位于所述侧壁的一端，所述侧壁的另一端设置开口以形成开口端，所述开口端的外周面突出于所述侧壁的外周面，以使所述开口端的外周面和所述侧壁的外周面之间形成台阶面，所述顶盖背离所述壳体内部的一侧形成有凹槽，所述电极组件包括极性相反的第一极耳和第二极耳；
将所述密封圈安装于所述开口端，将所述电极组件放入所述壳体内，将所述第一极耳连接于所述壳体，将所述第二极耳连接于所述顶盖；
向所述壳体内注入电解液，将所述顶盖盖合于所述开口端，形成半成品状态的电池；
对所述半成品状态的电池进行首次充放电；
打开所述顶盖，将所述半成品电池内部产生的气体排出；
将支撑件插入所述凹槽，将所述顶盖盖合于所述开口端并将所述顶盖与所述开口端固定连接，以形成成品状态的电池；其中，所述支撑件用于在所述顶盖和所述开口端固定连接时从所述开口端的内侧向所述开口端提供支撑力。
2.根据权利要求1所述的一种电池的制造方法，其特征在于，将所述顶盖与所述开口端固定连接，包括：
将所述顶盖的边缘部朝向所述开口端折弯，使所述边缘部包覆在所述开口端的外侧并挤压所述密封圈。
3.根据权利要求1所述的一种电池的制造方法，其特征在于，所述顶盖面向所述壳体内部的一侧形成有凸起，当所述顶盖盖合于所述开口端时，所述凸起位于所述开口端的内侧并挤压所述密封圈。
4.根据权利要求1所述的一种电池的制造方法，其特征在于，对所述半成品状态的电池进行首次充放电后，先将所述半成品状态的电池放入真空环境中，再打开所述顶盖，将所述半成品电池内部产生的气体排出；
在将所述顶盖盖合于所述开口端并将所述顶盖与所述开口端固定连接后，再将形成成品状态的电池拿出真空环境。
5.一种电池，其特征在于，包括：
壳体，具有开口端，所述开口端设置有密封圈；
顶盖，盖合于所述开口端，所述顶盖面向所述壳体内部的一侧形成有凸起，所述凸起位于所述开口端的内侧并挤压所述密封圈，所述顶盖的边缘部朝向所述开口端折弯且包覆在所述开口端的外侧并挤压所述密封圈；
电极组件，设置于所述壳体内，包括极性相反的第一极耳和第二极耳，所述第一极耳连接于所述壳体，所述第二极耳连接于所述顶盖。
6.根据权利要求5所述的一种电池，其特征在于，所述顶盖背离所述壳体内部的一侧形成有供支撑件插入的凹槽，所述支撑件用于在折弯所述边缘部时从所述开口端的内侧向所述开口端提供支撑力。
7.根据权利要求5所述的一种电池，其特征在于，所述凸起为沿所述顶盖的周向延伸的环形凸起，所述凸起的外周面从所述开口端的内侧挤压所述密封圈。
8.根据权利要求6所述的一种电池，其特征在于，所述顶盖沿所述顶盖的厚度方向变形，从而在所述顶盖背离所述壳体的一面形成所述凹槽，并在所述顶盖朝向所述壳体的一面形成所述凸起。
9.根据权利要求5所述的一种电池，其特征在于，所述壳体包括底壁和侧壁，所述底壁位于所述侧壁的一端，所述开口端位于所述侧壁的另一端，所述开口端的外周面突出于所述侧壁的外周面，以使所述开口端的外周面和所述侧壁的外周面之间形成台阶面，所述密封圈包覆所述开口端的外周面和所述台阶面，所述边缘部从所述开口端的外侧和所述台阶面的外侧挤压所述密封圈。
10.根据权利要求5所述的一种电池，其特征在于，所述电极组件包括第一极片、第二极片和隔膜，第一极片和第二极片的极性相反，隔膜设置在第一极片和第二极片之间，以绝缘隔离所述第一极片和所述第二极片，第一极片上形成有第一极耳，第二极片上形成有第二极耳，其中第一极耳连接于壳体，第二极耳连接于顶盖；
所述第一极片、所述第二极片和所述隔膜绕同一中心轴线卷绕，以形成所述电极组件；
或者，多个所述第一极片与多个所述第二极片交替层叠，并在相邻的所述第一极片和所述第二极片之间设置所述隔膜，以形成所述电极组件。
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