CN115036577A - 一种全密封高容量小电流充放电池 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种全密封高容量小电流充放电池，包括上盖片、下壳体，其特征在于，还包括第一极性柱、第一极钉、第一极耳、第二极性柱和隔膜，其中，上盖片包含具有第一极性的第一壳盖和具有第二极性的第二壳盖，第一壳盖和所述第二壳盖绝缘；第一极钉深入所述第一极性柱内部；第一极耳连接第一极钉和第一壳盖；第二极性柱环绕第一极性柱；第二极性柱与所述下壳体内壁紧密接触；所述第一极性柱和所述第二极性柱通过所述隔膜隔开。本发明可降低电池的生产成本，增加电池寿命，同时，电池结构更加简单、装配更加方便，满足高效生产的需求。

Description

一种全密封高容量小电流充放电池

技术领域

本发明属于电池技术领域，具体涉及一种全密封高容量小电流充放电池。

背景技术

随着便携式电子产品和智能穿戴电子产品的发展，电池被要求更加的微型化。并且，在保持电池较长使用寿命的同时也需要较高续航能力。目前市场上电池的传统的电芯基本上分为卷绕式电芯和叠片式电芯。无论是卷绕式的还是叠片式的电芯，在电极片上都需要大量由铜箔或铝箔制成的集流体来将电极片的活性物质产生的电流汇集起来以便形成较大的电流输出，并且，传统的电芯需要大量的隔膜来隔离电池的正负电极片，而集流体和隔膜的大量使用会使得电池的制作成本较高，并且也使得电池内部的有效空间减少，从而造成电池的容量不高。尤其对于可充放电电池而言，包含传统电芯结构的电池的续航能力也较低、循环时间和存放时间较短，因此会使得装配有传统电芯结构的电池的电子产品的续航能力较差，从而影响用户体验。

因此，需要提出一种造价更小、容量更高的电池。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供一种全密封高容量小电流充放电池，其具有良好的密封性，并且能够降低电池的生产制作工艺与成本、提高电池容量、延长电池循环时间从而增加电池寿命。

本发明提供一种全密封高容量小电流充放电池，包括上盖片、下壳体，其特征在于，还包括第一极性柱、第一极钉、第一极耳、第二极性柱和隔膜，其中，所述上盖片包含具有第一极性的第一壳盖和具有第二极性的第二壳盖，所述第一壳盖和所述第二壳盖绝缘；所述第一极钉深入所述第一极性柱内部；所述第一极耳连接所述第一极钉和所述第一壳盖；所述第二极性柱环绕所述第一极性柱；所述第二极性柱与所述下壳体内壁紧密接触；所述第一极性柱和所述第二极性柱通过所述隔膜隔开。

在一些实施例中，所述第一极耳通过焊接的方式与所述第一壳盖连接。

在一些实施例中，所述第一极钉的长度与所述第一极性柱的深度相同。

在一些实施例中，所述第一极钉位于所述第一极性柱的中心轴线上。

在一些实施例中，所述全密封高容量小电流充放电池为圆柱形电池。

在一些实施例中，所述第一极性柱为圆柱体结构。

在一些实施例中，所述第二极性柱为圆环柱体结构。

在一些实施例中，所述第一极性柱和所述第二极性柱均为单体结构。

在一些实施例中，所述第一极性为正极，所述第二极性为负极。

在一些实施例中，所述第一极性为负极，所述第二极性为正极。

本发明的有益效果为：

本发明通过使用单体成型的第一极性柱(正极柱或负极柱)和单体成型的第二极性柱(负极柱或正极柱)，省去了正负极集流体和部分隔膜的使用，一方面，可以降低电池的生产成本；另一方面，与同体积下的电池相比，增加了电池内部的活性物质的容量，从而可以延长电池循环时间继而增加电池寿命，使得装配该种电池的电子产品的续航能力更强，提升用户体验。此外，本发明使用的单体成型的第一极性柱(正极柱或负极柱)和单体成型的第二极性柱(负极柱或正极柱)，也使得电池结构更加简单、装配更加方便，进一步降低了电池的生产成本并满足高效生产的需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1是根据本发明的一个实施例所示的一种全密封高容量小电流充放电池的剖面结构示意图；

图2A是本发明实施例的第一极性柱的俯视结构示意图；

图2B是本发明实施例的第二极性柱的俯视结构示意图。

图中，各个标记的表示含义如下：

110、上盖片；111、第一壳盖；112、第二壳盖；120、下壳体；130、第一极性柱；131、第一极钉；132、第一极耳；140、第二极性柱；150、隔膜。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。应注意到：相似的标号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讨论。

图1是根据本发明的一个实施例所示的一种全密封高容量小电流充放电池100(以下简称“电池100”)的剖面结构示意图。

如图1所示，该电池100可以包括上盖片110和下壳体120。其中上盖片110位全密封结构。在一些实施例中，电池100可以是圆柱形电池，例如纽扣电池。在一些实施例中，电池100也可以是其他结构，例如正方体、长方体或其他异性结构。在一些实施例中，上盖片110和下壳体120在完成其他部件的装配之后可以通过环形激光焊接的方式焊接成组成一个全密封腔体。改全密封腔体内可容纳电芯以及其他结构。

上盖片110可以包含具有第一极性的第一壳盖111以及具有第二极性的第二壳盖112。第一极性和第二极性中的其中一个是正极，另一个是负极，即当第一极性是正极时，则第二极性是负极；当第一极性是负极时，第二极性是正极。

图1所示的第一壳盖111包含位于中央的圆形凸台和边缘的环形侧边，二者一体成型。图1所示的第二壳盖112是圆环形的，具有可以使得第一壳盖111的圆形凸台通过的通孔。需要说明的是，图1示出的上盖片110的结构(可以包括第一壳盖111的形状、第二壳盖112的形状、第一壳盖111和第二壳盖112的布局方式等)只是示例性的，并不用来限制本发明。在其他实施例中，上盖片还可以是其他结构，只要其他结构的上盖片具备本发明所需的上盖片的功能，那么，其都在本发明保护的范围之内。

由于第一壳盖111和第二壳盖112的极性相反，二者所有可能接触的地方均通过绝缘材料进行隔离，防止第一壳盖111和第二壳盖112连接，以降低电池短路的发生，提高电池的安全性以及稳定性。所述绝缘材料可以是PET(Polyethylene Terephthalate，聚对苯二甲酸乙二酯)、PE(Polyethylene，聚乙烯)、PP(Polypropylene聚丙烯)、ABS(AcrylonitrileButadiene Styrene丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)、EVA(Ethylene Vinyl Acetate Copolymer乙烯-乙酸乙烯共聚物)、PVC(Polyvinyl Chloride，聚氯乙烯)等或其他合适的材料。

第一壳盖111、第二壳盖112以及用于对二者进行隔离的绝缘材料可以通过粘合或者热压合的方式，或者其他合适的方式形成一个整体的密闭件。

所述下壳体120内容纳有电芯。所述电芯包含第一极性柱130和第二极性柱140。第一极性柱130具有第一极性。第二极性柱140具有第二极性。在一些实施例中，第一极性柱130和第二极性柱140可以均为单体结构。在一些实施例中，第一极性柱130和第二极性柱140可以通过将正极活性物质或负极活性物质通过压力处理使之具有预定的结构。例如，在一些实施例中，第一极性柱130可以是圆柱体结构(例如单体圆柱体结构)，在一些实施例中，第二极性柱140可以是圆环柱体结构，(例如单体圆环柱体结构)。第二极性柱140可以环绕第一极性柱130。在一些实施例中，第二极性柱140可以与下壳体120的内壁紧密接触，即第二极性柱140可以直接与下壳体120的内壁相接触，也就是不需要通过焊接等其他间接连接的方式相接触。第一极性柱130和第二极性柱140可以具体参考图2A和图2B。其中，图2A是图1中所示的具有圆柱体结构的第一极性柱130的俯视图，图2B是图1所示的具有圆环柱体结构的第二极性柱140的俯视图。

在本发明中，单体的第一极性柱130和单体的第二极性柱140的使用，省去了传统的电芯结构中的集流体和位于传统电芯的正极片和负极片之间的隔膜，这就使得同体积下的电池内部的活性物质增加。因此，与尺寸相同的传统结构电池相比，本发明公开的电池具有更大的内部有效空间，电池容量更高，并且电池的容量衰减更少、循环时间更长，进一步地，可以使装配了该电芯结构的电池的电子产品的续航能力更强、用户体验更好。另外，由于第二极性柱140紧贴下壳体120的内壁，不需要极耳进行连接，也没有形成连接点进一步占用空间，因此，增大了电池内部的有效空间，也就可以使得同体积下的电池内部的活性物质增加。

此外，本发明使用的单体的第一极性柱130(正极柱或负极柱)和单体的第二极性柱140(负极柱或正极柱)，也使得电池结构更加简单、装配更加方便，因此，可以降低电池的生产成本并满足高效生产的需求。

电池100还包含第一极钉131。第一极钉131嵌入第一极性柱130的内部。第一极钉131可以沿着第一极性柱130的径向方向设置。在一些实施例中，第一极钉131可以位于第一极性柱130的中心轴线上。第一极钉131可以是圆柱体结构，也可以是钉状结构或其他结构。在一些实施例中，第一极钉131的长度与第一极性柱130的高度相同。

电池100还包含第一极耳132。第一极耳132可以连接第一极钉131和第一壳盖111。在一些实施例中，第一极耳132可以通过焊接的方式连接第一极钉131和第一壳盖111。第一极耳132和第一极钉131形成的焊接点的数量可以是任意的，例如，1个、2个、3个、4个等。

由于第一极性柱130和第二极性柱140的极性相反，二者之间需要通过绝缘材料制成的隔膜150进行隔离，以此来降低电池短路的发生，提高电池的安全性以及稳定性。所述绝缘材料可以是PET、PE、PP、ABS、EVA、PVC等或其他合适的材料。

另外，由于第二极性柱140紧贴下壳体120内壁，因此，第二极性柱140的极性与下壳体120的极性相同，也就是说下壳体120与第一极性柱130的极性相反，因此隔膜150还包括将第一极性柱130与下壳体120进行隔离的部分。隔膜150的形状与第一极性柱130的形状相适应。如图1所示，对于圆柱体结构的第一极性柱130，隔膜150可以是圆柱形桶状结构。在一些实施例中，由于第二极性柱140和第一壳盖111的极性相反，隔膜150还可以包含将第二极性柱140和第一壳盖111进行隔离的部分，从而降低电池短路的发生，提高电池的安全性以及稳定性。

另外，当第一极性是正极时，第二极性是负极时，第一壳盖111、第一极钉131和第一极耳132的材料可以是铝或其他合适的材料。第二壳盖112和下壳体120的材料可以是不锈钢或其他合适的材料。第一极性柱130包含了正极活性物质，其可以是钴酸锂、锰酸锂、磷酸亚铁锂、钴镍锰酸锂、钴镍酸锂、镍酸锂等中的一种或多种的混合物。第二极性柱140包含了负极活性物质，其可以是石墨、中间相碳微球、钛酸锂、硅碳材料等的一种或多种的混合物。当第一极性是极时，第二极性是正极时，第一壳盖111、第一极钉131和第一极耳132的材料可以是不锈钢或其他合适的材料。第一极性柱130包含了负极活性物质，其可以是石墨、中间相碳微球、钛酸锂、硅碳材料等的一种或多种的混合物。第二极性柱140包含了正极活性物质，其可以是钴酸锂、锰酸锂、磷酸亚铁锂、钴镍锰酸锂、钴镍酸锂、镍酸锂等中的一种或多种的混合物。第二壳盖112和下壳体120的材料可以是铝或其他合适的材料。

说要说明的是，图1所示的电池100只是示例性的，并不用来限制本发明。有些结构虽然在图1中未示出，但是并不说明本发明披露的电池不具备该结构。例如，注液孔、安全阀等其他常规电池具有的结构也在本发明所保护的范围之内。

在本实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材物或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材物或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种全密封高容量小电流充放电池，包括上盖片(110)、下壳体(120)，其特征在于，还包括第一极性柱(130)、第一极钉(131)、第一极耳(132)、第二极性柱(140)和隔膜(150)，其中，

所述上盖片(110)包含具有第一极性的第一壳盖(111)和具有第二极性的第二壳盖(112)，所述第一壳盖(111)和所述第二壳盖(112)绝缘；

所述第一极钉(131)深入所述第一极性柱(130)内部；

所述第一极耳(132)连接所述第一极钉(131)和所述第一壳盖(111)；

所述第二极性柱(140)环绕所述第一极性柱(130)；

所述第二极性柱(140)与所述下壳体(120)内壁紧密接触；

所述第一极性柱(130)和所述第二极性柱(140)通过所述隔膜(150)隔开。

2.根据权利要求1所述的一种全密封高容量小电流充放电池，其特征在于，所述第一极耳(132)通过焊接的方式与所述第一壳盖(111)连接。

3.根据权利要求1所述的一种全密封高容量小电流充放电池，其特征在于，所述第一极钉(131)的长度与所述第一极性柱(130)的深度相同。

4.根据权利要求1所述的一种全密封高容量小电流充放电池，其特征在于，所述第一极钉(131)位于所述第一极性柱(130)的中心轴线上。

5.根据权利要求1所述的一种全密封高容量小电流充放电池，其特征在于，所述全密封高容量小电流充放电池为圆柱形电池。

6.根据权利要求1所述的一种全密封高容量小电流充放电池，其特征在于，所述第一极性柱(130)为圆柱体结构。

7.根据权利要求1所述的一种全密封高容量小电流充放电池，其特征在于，所述第二极性柱(140)为圆环柱体结构。

8.根据权利要求1-7中任一权利要求所述的一种全密封高容量小电流充放电池，其特征在于，所述第一极性柱(130)和所述第二极性柱(140)均为单体结构。

9.根据权利要求1-7中任一权利要求所述的一种全密封高容量小电流充放电池，其特征在于：所述第一极性为正极，所述第二极性为负极。

10.根据权利要求1-7中任一权利要求所述的一种全密封高容量小电流充放电池，其特征在于：所述第一极性为负极，所述第二极性为正极。

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