CN116438706A - 扣式电池及电子装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种扣式电池及电子装置,扣式电池包括电极组件、第一极耳以及设有收容腔的壳体,电极组件与第一极耳均收容于收容腔内。壳体包括第一壁,第一极耳的第一端与电极组件连接,第一极耳的第二端与第一壁连接。壳体设置有包括至少两段连续连接的曲线的凹槽,沿垂直于第一壁的方向观察,第一极耳在第一壁的投影为第一投影,前述至少两段连续连接的曲线的至少一部分位于第一投影之外,第一投影的轮廓与至少两段连续连接的曲线的交点个数小于或等于2个。如此,可以使得壳体内的气体及时泄压,降低了扣式电池出现内压过大的风险。且凹槽设置成具有两段连续连接的曲线增加了应力集中点,降低了冲破凹部所需的气压,提高扣式电池的安全性。
Description
技术领域
本申请涉及电池技术领域,尤其涉及一种扣式电池及电子装置。
背景技术
扣式电池多为金属外壳包装的规则圆柱形电池,常规的扣式电池的内部需要工作在与外界环境相对隔绝的空间中且内部空间有限。扣式电池在使用过程中可能产生一些气体,经过一段时间的累积,如果气体没有得到有利地疏导,会使得扣式电池内部内压增大,使扣式电池的使用性能和安全性能有弱化的可能。
发明内容
本申请旨在提供一种具有改善使用性能和安全性能的扣式电池及电子装置。
本申请实施例解决其技术问题提供以下技术方案:一种扣式电池,包括壳体、电极组件及第一极耳,壳体设有收容腔,电极组件与第一极耳均收容于收容腔内。壳体包括第一壁,第一极耳包括相对设置的第一端和第二端,第一端与电极组件连接,第二端与第一壁连接。其中,壳体设置有凹槽,沿第一方向观察,凹槽包括至少两段连续连接的曲线,第一极耳在第一壁的正投影为第一投影,两段连续连接的曲线的至少一部分位于第一投影之外,第一投影的轮廓与至少两段连续连接的曲线的交点的个数小于或等于2个,第一方向垂直于第一壁。
在壳体的第一壁上设置凹槽,使得第一壁上的凹槽所在位置厚度变薄,当壳体内的内压增大时,凹槽会先被壳体内的气体冲破,冲破的凹槽可以疏导壳体内的气体流出,有利于降低扣式电池出现内压过大的风险,提高扣式电池的使用性能和安全性。此外,凹槽包括至少两段连续连接的曲线,可以增加凹槽的应力集中点,有利于降低壳体内的气体冲破凹槽所需要的气压,进一步有利于降低扣式电池出现内压过大的风险。且扣式电池一般体积较小,但是为了满足倍率等电性能的设计要求,以及提高第一极耳与壳体连接的可靠性和便于制造中第一极耳与壳体的连接,第一极耳需要有一定的面积且第一投影相对于第一壁而言占比较大,设置两段连续连接的曲线的至少一部分位于第一投影之外,第一投影的轮廓与至少两段连续连接的曲线交点的个数小于等于2个,有利于提高凹槽的工作的可靠性。
在一些实施例中,凹槽在第一壁上的正投影为第二投影,第一投影和第二投影重合的面积为P,第一投影的面积为Q,P≤Q/2。满足此关系时,可以降低收容腔内产生的气体被第一极耳阻挡的风险,有利于气体能及时挤压凹槽,有利于收容腔内的气体在达到冲破凹槽所需的气压后及时冲破凹槽,提高了扣式电池的安全性。
在一些实施例中,沿第一方向观察,至少两段连续连接的曲线的相邻两段曲线之间的连接处为连接点,至少一个连接点位于第一投影之外。如此,可以降低连接点完全被第一极耳所覆盖的风险,有利于扣式电池内的气体直接挤压连接点,以实现及时将扣式电池内的气压进行泄压,提高扣式电池的安全性。
在一些实施例中,凹槽由两段连续连接的曲线组成,凹槽的相对设置的两端为第三端和第四端,第一投影与两段连续连接的曲线相交于第一交点和第二交点,第一交点较第二交点更靠近第三端。第三端到第一壁的边缘的最短距离为S1,第四端到第一壁的边缘的最短距离为S2,第一交点到第一壁的边缘的最短距离为S3,第二交点到第一壁的边缘的最短距离为S4,S1<S3,S2<S3,S1<S4,S2<S4。如此,设置两段连续连接的曲线将穿过第一投影的两个轮廓边,第二投影未完全被第一投影所覆盖,即凹槽未被第一极耳完全覆盖,有利于收容腔内的气体从凹槽未被第一极耳覆盖的部分冲破凹槽,有利于扣式电池及时泄压,且可以节省凹槽的设置,降低凹槽对第一壁的影响,获取较好寿命的扣式电池。
在一些实施例中,沿第一方向,第一壁的厚度为T1μm,凹槽的深度为hμm,0.2T1<h<0.7T1,30≤T1≤300。如此,第一壁于凹槽所在的区域的厚度将相对于第一壁其它区域的厚度要薄,凹槽所在的区域容易受到收容腔内气体的挤压而变形,有利于收容腔内气体从凹槽所在区域冲破壳体,降低扣式电池内气体集聚过多而出现内压过大的风险,也可以降低凹槽厚度过大对壳体强度的影响,提高扣式电池的寿命。
在一些实施例中,在垂直于凹槽的延伸方向的方向上,凹槽具有第一截面,第一截面的形状为梯形。在第一方向上,第一截面具有相对设置的第一边和第二边,第一边比第二边更靠近收容腔,第一边的尺寸大于第二边的尺寸。如此,凹槽的内侧壁将构成一个相对于第一壁表面倾斜的斜面,有利于收容腔内的气体朝凹槽底部汇聚,更有利于收容腔内的气体冲开凹槽,从而降低了扣式电池内压过大的风险。
在一些实施例中,扣式电池还包括极柱、绝缘件和第二极耳,第一壁与极柱在第一方向上相对设置。壳体设有开口,极柱与绝缘件设于开口处并且极柱与绝缘件配合封闭开口,绝缘件将极柱和壳体绝缘。第二极耳包括相对设置的第五端和第六端,第五端连接电极组件,第六端连接极柱。如此,壳体可以作为扣式电池的电极,以满足不同的装配环境的需求,有利于扣式电池与电子装置直接电连接。
在一些实施例中,扣式电池还包括绝缘件和第二极耳,壳体包括第一壳体和第二壳体,第一壳体与第二壳体连接,并且第一壳体和第二壳体共同围合成收容腔,绝缘件将第一壳体和第二壳体绝缘,第二极耳的第五端连接电极组件,第二极耳的第六端与第二壳体连接。其中,第一壁设于第一壳体,第一壁与第二壳体在第一方向上相对设置。由此,第一壳体与第二壳体分别充当扣式电池的正负极,有利于简化扣式电池的装配工序,同时也有利于扣式电池与电子装置直接电连接。
在一些实施例中,至少两段连续连接的曲线的相邻两段曲线的朝向相同。如此,有利于进一步制造更大的应力集中点,有利于凹槽的工作可靠性;另外,有利于在满足泄压可靠性要求的基础上将凹槽缩小并集中于一定范围内,降低凹槽大范围占用第一壁的面积的可能性,便于对第一壁进行其他处理。
在一些实施例中,第一极耳与第一壁焊接。如此,有利于提高第一极耳与第一壁连接的可靠性。
在一些实施例中,第一壁的形状为平板状。如此,有利于在第一壁上设置的凹槽沿其延伸方向具有较好的一致性,也有利于在大规模生产中提高不同第一壁上设置的凹槽的一致性。
在一些实施例中,电极组件为卷绕式结构或叠片式结构。
本申请还提供一种电子装置,包括上述的扣式电池。
本申请实施例的有益效果:在本申请实施例提供的扣式电池,其壳体的第一壁设置有凹槽,相当于将第一壁上的凹槽所在位置被削薄,凹槽所在位置是第一壁厚度较小的区域,当壳体内的内压增大时,凹槽会先被壳体内的气体冲破,冲破的凹槽可以疏导壳体内的气体流出,有利于降低扣式电池出现爆炸的风险,提高扣式电池的使用性能和安全性。此外,凹槽包括至少两段连续连接的曲线,增加凹槽的应力集中点,有利于降低壳体内的气体冲破凹槽所需要的气压,进一步有利于降低扣式电池出现内压过大的风险。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地,下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请其中一个实施例的扣式电池的俯视图;
图2是图1沿着直线A-A剖切后其中一种情况的示意图;
图3是图1沿着直线A-A剖切后的另一种情况的示意图;
图4是图2沿着直线B-B剖切后电极组件的示意图;
图5是目前的扣式电池的凹槽在第一壁上的正投影的结构示意图;
图6是本申请其中一个实施例的第一极耳与凹槽在第一壁上的正投影的结构示意图;
图7是另一实施例中的第一极耳与凹槽在第一壁上的正投影的结构示意图;
图8是又一实施例中的第一极耳与凹槽在第一壁上的正投影的结构示意图;
图9是再一实施例中的第一极耳与凹槽在第一壁上的正投影的结构示意图;
图10是图8中的第一极耳与凹槽在第一壁上的的正投影重叠的示意图;
图11是本申请其中一个实施例的第一极耳与凹槽在第一壁上的正投影的结构示意图;
图12是另一实施例中的第一极耳与凹槽在第一壁上的正投影结构示意图;
图13是又一实施例中的第一极耳与凹槽在第一壁上的正投影的结构示意图;
图14是再一实施例中的第一极耳与凹槽在第一壁上的正投影的结构示意图;
图15是又一实施例中的第一极耳与凹槽在第一壁上的正投影的结构示意图;
图16是再一实施例中的第一极耳与凹槽在第一壁上的正投影的结构示意图;
图17是又一实施例中的第一极耳与凹槽在第一壁上的正投影的结构示意图;
图18是再一实施例中的第一极耳与凹槽在第一壁上的正投影的结构示意图;
图19是第一壁的剖视图的部分示意图;
图20是本申请又一实施例的扣式电池的剖视图;
图21是本申请另一实施例的电子装置的结构框图;
图中:100、扣式电池;10、壳体;20、电极组件;30、第一极耳;40、第二极耳;50、绝缘件;60、极柱;31、第一端;32、第二端;41、第五端;42、第六端;101、收容腔;102、开口;201、第一极片;202、第二极片;203、隔离膜;110、第一壳体;120、第二壳体;112、第一壁;114、凹槽;30a、第一投影;114a、第二投影;1140、连续曲线;1143、连接点;1141、第一曲线;1142、第二曲线;311、第一投影边;312、第二投影边;313、第三投影边;1140a、第一部分;1140b、第二部分;1144、第三端;1145、第四端;301、第一交点;302、第二交点;114b、第一截面;114b1、第一边;114b2、第二边;200、电子装置。
具体实施方式
为了便于理解本申请,下面结合附图和具体实施例,对本申请进行更详细的说明。需要说明的是,当元件被表述“固定于”/“连接于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“端部”、“下部”、“向后”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,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
除非另有定义,本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是用于限制本申请。
此外,下面所描述的本申请不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
如图1-2所示,图1是本申请其中一个实施例中的扣式电池100的俯视图,图2是图1沿着直线A-A剖切后的示意图,本申请其中一个实施例提供的扣式电池100包括壳体10、电极组件20以及第一极耳30,壳体10设有收容腔101,电极组件20以及第一极耳30均收容于收容腔101内,收容腔101内可以装载电解液(图中未示出)。其中,第一极耳30具有第一端31以及第二端32,第一端31与第二端32为相对设置的两端,第一端31与电极组件20连接,第二端32与壳体10的内壁连接。如此,壳体10可以直接作为扣式电池100的电极。应当理解的,虽然图1-2中示出的壳体10的形状呈圆柱状,但壳体10的形状并不局限于图中示出的圆柱状,其还可以是其它的形状,只要能实现装载电极组件20以及电解液即可。
壳体10,其由金属材料或者合金材料制得。在一些实施例中,壳体10与正极连接时,壳体10可以采用铝或铝合金壳体,铝合金壳体其包括元素Al,还包括Mn、Cr、Ni、Co、Cu、Fe、Mg、Si、Ti、V、Zn中的一种或几种,可以降低壳体10的被电解液腐蚀风险。在一些实施例中,壳体10与负极连接时,壳体10可以采用钢壳体,钢壳体包括元素Fe和C,钢壳体还可以包括元素Ni、Co、Al、Mn、Cr、Cu、Mg、Mo、S、Si、Ti、V、Pb、Sb、N、P中的一种或几种,可以降低壳体10被电解液腐蚀的风险。在一些实施例中,壳体10为钢壳时,壳体10朝向电极组件20的表面可以设置镍(Ni)层,有利于进一步降低壳体被电解液腐蚀的风险。在一些实施例中,壳体10背离电极组件20的表面可以设置镍(Ni)层,有利于降低壳体10受外界环境影响而腐蚀的风险。
如图2与图3所示,电极组件20包括第一极片201、第二极片202以及隔离膜203,隔离膜203设置于第一极片201与第二极片202二者之间,第一极片201与第二极片202具有不同的极性,隔离膜203用于降低第一极片201与第二极片202短接的风险。一种方式中,如图2与图4所示,图4是图2中电极组件沿着直线B-B剖切后的示意图,第一极片201、第二极片202以及隔离膜203叠置并卷绕,以形成卷绕结构。另一种方式中,如图2或图3所示第一极片201、第二极片202以及隔离膜203的数量均有多个,多个第一极片201、多个第二极片202以及多个隔离膜203沿着隔离膜的厚度方向叠置,此时电极组件20的厚度方向与隔离膜203的厚度方向相同。
应当理解的,在第二种情况中,电极组件20的厚度方向可以是与壳体10的厚度方向相同,也可以不同。例如,如图2所示,以图2中第一方向X为壳体10的厚度方向,隔离膜203的厚度方向与壳体10的厚度方向不同,此时隔离膜203的厚度方向与第一方向X垂直。
第一极耳30的第一端31可与第一极片201或者第二极片202连接,具体根据实际需要而设定。为了便于描述,下面以第一极耳30的第一端31与第一极片201连接为例对本申请进行详细说明。
扣式电池100的内部需要工作在与外界环境相对隔绝的空间中且内部空间有限,其在使用过程中可能产生一些气体,经过一段时间的累积,如果气体没有得到有利地疏导,会使得扣式电池100内部内压增大,使扣式电池100的使用性能和安全性能有弱化的可能,由此带来安全隐患。为此,需要设计相关的结构及时将扣式电池100内过压的气压进行排放,降低扣式电池100出现爆炸的风险。
扣式电池100可以有不同的防爆方式,一种是可以直接在壳体上安装防爆阀,防爆阀与壳体内的收容腔连通,但这种防爆方式需要额外安装防爆阀,成本相对较高。
另一种则是可以在壳体表面部分区域设置薄弱区,即壳体具有部分厚度较薄的区域,当气压达到一定程度后可冲破薄弱区进行泄压。本申请的发明人发现此种防爆方式的薄弱区的设定位置和结构设计过于随意,存在着薄弱区被极耳覆盖而影响到扣式电池不能正常泄压,由此带来安全隐患。基于此,本申请的发明人对薄弱区的形状、以及薄弱区与第一极耳之间的位置设置进行了设计,以起到提高扣式电池安全性能的作用。具体方案如下。
在一些实施例中,如图2所示,壳体10包括第一壳体110以及第二壳体120,第一壳体110与第二壳体120连接,以围合形成收容腔101。其中,第一壳体110包括第一壁112以及设于第一壁112的凹槽114,凹槽114可位于第一壁112朝向电极组件20的一侧,或者,凹槽114位于第一壁112背离电极组件20的一侧,具体可根据实际需要而设定。在本实施例中的附图中,以凹槽114位于第一壁112朝向电极组件20的一侧为例对本申请的扣式电池的结构进行示意。
第一极耳30连接于第一壁112,可以是通过焊接的方式实现连接,也可以是通过具有导电性能的粘结剂实现连接,当然还可以是通过其它的方式实现电连接。
以垂直于第一壁112靠近电极组件20的一表面的方向为第一方向X,沿第一方向X观察,第一极耳30在第一壁112上的正投影为第一投影30a,凹槽114在第一壁112上的正投影为第二投影114a。其中,第一投影30a的轮廓是指第一极耳30在第一方向X上投影至第一壁112表面的投影形状的边缘轮廓。第二投影114a的轮廓是指凹槽114在第一方向X上投影至第一壁112表面的投影形状的边缘轮廓。
本申请发明人发现,如图5所示,当凹槽114设计成一段圆弧槽时,其在第一壁112表面的正投影的轮廓呈一道圆弧曲线,凹槽114的位置随意设置,存在着凹槽114被第一极耳30完全覆盖的风险,增加了收容腔101内气体冲破凹槽114的难度,不利于扣式电池100安全性能的提高,且凹槽114的应力集中点不足,泄压的可靠性有待提高。为此,本申请发明人对凹槽114的形状以及位置进行了改进,将凹槽114设计成包括至少两段连续连接的曲线,且两段连续连接的曲线的至少一部分位于第一投影30a的轮廓之外,以及第一投影30a的轮廓与至少两段连续连接的曲线的交点的个数小于等于2个。
在壳体10的第一壁112上设置凹槽114,使得第一壁112上的凹槽114所在位置厚度变薄,当壳体10内的内压增大时,凹槽114会先被壳体内的气体冲破,冲破的凹槽114可以疏导壳体内的气体流出,有利于降低扣式电池100出现内压过大的风险,提高扣式电池100的使用性能和安全性。此外,凹槽114包括至少两段连续连接的曲线,增加凹槽114的应力集中点,有利于降低壳体10内的气体冲破凹槽114所需要的气压,进一步有利于降低扣式电池100出现内压过大的风险。且扣式电池100一般体积较小,但是为了满足倍率等电性能的设计要求,以及提高第一极耳30与壳体10连接的可靠性和便于制造中第一极耳30与壳体10的连接,第一极耳30需要有一定的面积,且第一投影30a相对于第一壁112而言占比较大,设置至少两段连续连接的曲线的至少一部分位于第一投影30a之外,第一投影30a的轮廓与至少两段连续连接的曲线交点的个数小于等于2个,有利于提高凹槽114的工作的可靠性。
在一些实施例中,如图6-17,从第一方向X观察,第一极耳30在第一壁112的第一投影30a的轮廓具有第一投影边311、第二投影边312以及第三投影边313,第一投影边311与第二投影边312为第一投影30a相对设置的两个投影边,第三投影边313连接第一投影边311以及第二投影边312。
本申请中描述的凹槽114的曲线指的是从第一方向X观察,凹槽114所具有的形状在垂直于凹槽114的延伸方向的方向的一侧的连续延伸的线条。定义至少两段连续连接的曲线中彼此相邻的两段曲线之间的连接处为连接点。可以理解的是,至少两段连续连接的曲线之间的连接点处形状骤变,有利于形成应力集中点,即连接点处应力较为集中,该处最为薄弱,有利于扣式电池100内的气压率先冲破连接点后向周边扩散开撕裂口,从而实现冲破凹槽114,有利于扣式电池100内的气体及时排泄,增强了扣式电池100的安全性。
定义至少两段连续连接的曲线为连续曲线1140,连续曲线1140是一条连续的曲线,连续曲线1140分为多段连续连接的曲线,相邻的两段曲线之间的朝向相同或不同。连续曲线1140可以是只由两段连续连接的曲线组成,也可以是三段或三段以上的曲线组成,具体根据需要而设定。根据连续曲线1140的多段连续连接的曲线的朝向情况,具有如下几种情况:
(1)若几段连续连接的曲线中相邻的两段曲线彼此之间的弯曲朝向不同,可以根据该多段连续连接的曲线的朝向变化次数进行确定,若连续曲线1140的多段连续连接的曲线的朝向变化次数为一次,则连续曲线1140具有两段连续连接的曲线;若连续曲线1140的多段连续连接的曲线的朝向变化次数是两次,则续曲线1140具有三段连续连接的曲线,以此类推,此处不再进行赘述。在此种情况中,相邻两段曲线之间的连接点1143即为拐点。示例性地,如图9所示,连续曲线1140中相连接的多段曲线的朝向变化了一次,即此时连续曲线1140具有两段连续连接的曲线所组成,如图9中示出的第一曲线1141以及第二曲线1142,第一曲线1141与第二曲线1142之间的连接处为连接点1143。
(2)若几段连续连接的曲线的朝向均相同,以相同的视角和参照物观察连续曲线1140,若连续曲线1140相对于参照物有n个凹陷部分,则连续曲线1140则对应由n段连续连接的曲线,此时相邻两段曲线之间的连接点位于相邻的两个凹陷部分形状骤变处。以图11为例进行说明,连续曲线1140相对于第三投影边313(以第三投影边313为参照物)具有两个凹陷的部分,这时候连续曲线1140由两条连续连接的曲线组成,并且连续曲线1140在连接点1143处形状骤变,此时可以断定两条曲线的连接处位于连接点1143。
(3)若连续曲线1140包括有朝向相同的部分以及朝向不同的部分,此时可将连续曲线1140中连续且朝向不同的部分划分成第一部分,连续曲线1140中与第一部分连接的相同朝向的曲线为第二部分,第一部分中具体有几段曲线以及拐点数量根据上述的情况(1)中的方式确认,第二部分根据上述情况(2)中的方式确认,此处不再进行赘述。示例性地,为了便于理解情况(3),以图8示出的连续曲线1140的形状为例进行说明,连续曲线1140包括朝向相反的第一部分1140a以及与第一部分1140a相连接的第二部分1140b,第一部分1140a中相连接的多段曲线中朝向均不相同,此时可以根据情况(1)中的情形确定第一部分1140a由两段曲线连接而成,第二部分1140b的朝向与其相连接的曲线的朝向相同,图8中示出的第二部分1140b仅有一段,因此可以直接确定第二部分1140b只有一段曲线,即图8中连续曲线1140共有3段连续连接的曲线所组成。可以理解的,若第二部分1140b可以延伸形成多段朝向相同的曲线,此时根据情况(2)确定曲线的数量以及连接点数量。
示例性的,第一投影30a的轮廓与连续曲线1140交点数量为两个,即此时凹槽114与第一极耳30二者在第一方向X上于第一壁112的投影具有重叠的部分,第一投影30a与连续曲线1140重叠情况包括但不限于以下几种情况:(1)如图6-11所示,连续曲线1140穿过第一投影边311以及第二投影边312;(2)如图12所示,连续曲线1140穿过第一投影边311以及第三投影边313;(3)如图13所示,连续曲线1140穿过第二投影边312以及第三投影边313;(4)如图14所示,连续曲线1140只与第一投影边311相交,即连续曲线1140从第一投影边311进入并从第一投影边311伸出第一投影30a;(5)如图15所示,连续曲线1140只与第二投影边312相交,即沿着第二投影114a延伸的方向,连续曲线1140从第二投影边312进入并从第二投影边312伸出第一投影30a。
示例性的,如图16或图17所示,第一投影30a的轮廓与连续曲线1140的交点个数为一个。定义第一投影30a在第一壁112表面所占的区域为第一区域,第一壁112表面除了第一区域以外的区域为第二区域。即此时连续曲线1140的一端部位于第二区域,连续曲线1140的另一端从第一投影边311、第二投影边312或者第三投影边313伸入第一区域。
示例性的,如图18所示,第一投影30a的轮廓与连续曲线1140无交点,此时第一投影30a与第二投影114a于第一壁112上并无重合的部分,此时第一极耳30未覆盖凹槽114。
在一些实施例中,请再次参阅图10,以第一投影30a的面积为Q,第一投影30a和第二投影114a在第一方向X重合的面积为P,满足P≤Q/2。满足此关系时,可以降低收容腔101内产生的气体被第一极耳30阻挡的风险,有利于气体能及时挤压凹槽114,有利于收容腔101内的气体在达到冲破凹槽114所需的气压后及时冲破凹槽114,提高了扣式电池100的安全性。
在一些实施例中,请再次参阅图9,连续曲线1140包括两段连续连接的曲线,分别为第一曲线1141以及第二曲线1142,第一曲线1141与第二曲线1142的连接处为连接点1143。凹槽114的两端为第三端1144以及第四端1145,由于连续曲线1140是凹槽114的一条边线,故凹槽114的两端即为连续曲线1140的两端。第一投影30a与连续曲线1140相交于第一交点301以及第二交点302,第一交点301相较于第二交点302更靠近第三端1144。此时,第三端1144到第一壁112的边缘的最短距离为S1,第四端1145到第一壁112的边缘的最短距离为S2,第一交点301到第一壁112的边缘的最短距离为S3,第二交点302到第一壁112的边缘的最短距离为S4,满足:S1<S3,S2<S3,S1<S4,S2<S4。当满足此关系时,连续曲线1140穿过第一投影30a的至少两个投影边,可以是第一投影边311以及第二投影边312,也可以是第一投影边311(或者第二投影边312)以及第三投影边313。如此,在第一方向X上,第二投影114a具有未被第一投影30a覆盖的部分,表明凹槽114未完全被第一极耳30所覆盖,有利于收容腔101内的气体从凹槽114未被第一极耳30覆盖的部分冲破凹槽114,有利于扣式电池100及时泄压。
可以理解的是,第一曲线1141与第二曲线1142的朝向相同,并在连接点1143处形状出现变化,由此增加了第一曲线1141与第二曲线1142在拐点处应力集中,有利于提高扣式电池100的安全性。
这里要说明的是,S1、S2、S3以及S4的测得,可以是先将扣式电池100通过CT(Computed Tomography)仪器进行扫描,获得第一极耳30与凹槽114叠置的金相图,根据获得的金相图,将第一壁112的边缘轮廓以预设的间距取若干等分点,测量若干等分点到同一个测量点的距离,再对同一个测量点测得的多个距离中取最小的一个即为该测量点的最小距离。示例性地,若要测量第一交点301到第一壁112的最小距离,此时将第一壁112的边缘轮廓以3mm的间距取得n个等分点,分别测量这n个等分点到第一交点301的距离,并从测量所得的距离结果中取最小一个作为第一交点301到第一壁112的边缘的最小距离。
在一些实施例中,沿着第一方向X观察,至少有一个连接点1143位于第一投影30a之外,如此,可以降低连接点1143完全被第一极耳30所覆盖的风险,有利于扣式电池100内的气体直接挤压连接点1143,以实现及时将扣式电池100内的气压进行排泄,提高扣式电池100的安全性。
在一些实施例中,沿第一方向X,第一壁112的厚度为T1μm,凹槽114的深度为hμm,0.2T1<h<0.7T1,30≤T1≤300。如此,第一壁112于凹槽114所在的区域的厚度将相对于第一壁112其它区域的厚度要薄,凹槽114所在的区域容易受到收容腔内气体的挤压而变形,有利于收容腔内气体从凹槽114所在区域冲破壳体,降低扣式电池100内气体集聚过多而出现内压过大的风险,也可以降低凹槽114厚度过大对壳体10强度的影响,提高扣式电池100的使用寿命。另一方面,第一壁112于凹槽114的所在区域较为薄弱,扣式电池100在运输过程中第一壁112受到震动或轻微撞击后,降低凹槽114受到外力作用而击穿由此引起扣式电池100失效的风险。凹槽114的深度是指凹槽114的最大深度,可以通过获取第一壁112的截面图像,在图像中测量深度;也可以在第一方向X上,通过仪器测量深度。
在一些实施例中,如图19所示,在垂直于凹槽114的延伸方向的方向上,凹槽114具有第一截面114b。第一截面114b具有相对设置的第一边114b1以及第二边114b2,第一边114b1比第二边114b2更靠近收容腔101。其中,第一边114b1的尺寸为aμm,第二边114b2的尺寸为bμm。
可以理解的是,第一截面114b的形状可以有多种,例如可以是梯形,五边形或者其它不规则的多边形,只要能上述尺寸大小关系即可。
进一步地,b<a,第一截面114b的形状为梯形,且凹槽114设置于第一壁112靠近收容腔101的一侧。如此,凹槽114的内侧壁将构成一个相对于第一壁112表面倾斜的斜面,有利于收容腔101内的气体从第一边114b1朝向第二边114b2汇聚,即有利于收容腔101内的气体朝凹槽114汇聚,更有利于收容腔101内的气体冲开凹槽114,从而降低了扣式电池100爆炸的风险。
定义垂直第一方向X的方向为第二方向Y。壳体10的形状可以是圆柱状,此时第一方向X即是壳体10的高度方向,第二方向Y即为圆柱状的壳体10的径向,沿着穿过凹槽114的第二方向Y截取第一壳体110,即可得到第一截面114b。在一些实施例中,壳体10的形状也可以是非圆柱状,例如可以是沿着第二方向Y横切且壳体10的横截面轮廓为D字形的柱状体,当然还可以是其它的形状,具体可以根据实际需要而设计壳体10的形状。
在一些实施例中,壳体10呈圆柱状,第一壳体110与第二壳体120可以直接或间接连接,从而可构成上述收容腔101。一种情况中,如图20所示,当第一壳体110间接与第二壳体120连接,扣式电池100还包括第二极耳40以及绝缘件50。第二极耳40包括第五端41以及第六端42,第五端41与第六端42为第二极耳40相对设置的两端部。绝缘件50设置于第一壳体110与第二壳体120二者之间,绝缘件50用于件将第一壳体110与第二壳体120绝缘。绝缘件50可以通过粘结等方式安装于第一壳体110或第二壳体120。第二极耳40可以直接与第二壳体120的内壁连接,即第五端41连接第二极片202,第六端42连接于第二壳体120。其中,第一壁112设置于第一壳体110,第一壁112与第二壳体120在第一方向X上相对设置。如此,在绝缘件50的绝缘作用下,第一壳体110与第二壳体120之间具有不同的极性。绝缘件50可以包括但不限制于绝缘性材料制成的垫片。
另一种情况中,请再次参阅图2,第一壳体110与第二壳体120可以通过焊接或螺纹连接等方式直接连接。扣式电池100包括第二极耳40、绝缘件50以及极柱60,绝缘件50用于将极柱60与壳体10进行绝缘。壳体10设有开口102,绝缘件50安装于开口102且套设极柱60,以使得极柱60卡接于壳体10,极柱60与绝缘件50配合封闭开口102。第二极耳40的第五端41与第二极片202连接,第二极耳40的第六端42与极柱60连接,壳体10与极柱60之间具有不同的极性。其中,第一壁112设置于第一壳体110,第一壁112与极柱60在第一方向上相对设置。
可以理解的是,第二壳体120为具有收容空间的旋转体,例如第二壳体120呈规则的圆筒状或者其它;第一壳体110的形状呈平板状,第一壳体110与第二壳体120连接,从而构成上述壳体10。第一壁112可以是设于第一壳体110,也可以是设于第二壳体120,具体可根据需要而设定。
本申请实施例提供的扣式电池100,包括壳体10、电极组件20以及第一极耳30,壳体10设置有收容腔101,壳体10包括第一壁112,电极组件20以及第一极耳30均收容于收容腔101内,第一极耳30的第一端31与电极组件20连接,第一极耳30的第二端32与第一壁112连接。其中,壳体10设置有凹槽114,沿第一方向X观察,凹槽114包括至少两段连续连接的曲线,第一极耳30在第一壁112的投影为第一投影30a,凹槽114在第一壁112的投影为第二投影114a,上述至少两段连续连接的曲线的至少一部分位于第一投影30a之外,第一投影30a的轮廓与上述至少两段连续连接的曲线的交点的个数小于或等于2个,第一方向X垂直于第一壁112。通过上述结构,第一壁112于凹槽114处厚度薄,当收容腔101内的气压增大至足以冲破凹槽114时,凹槽114受到收容腔101内气体的挤压而被冲破,使得扣式电池100内的气体及时得到排放,降低扣式电池100内部气压过大而引起爆炸的风险。同时,本申请的凹槽114包括至少两段连续连接的曲线,多段连续连接的曲线能够增加第一壁112于凹槽114处的应力集中,且多段连续连接的曲线之间的连接点应力集中明显,有利于收容腔101内的气体冲破凹槽114,提高了扣式电池100的安全性。
如图21所示,本申请另一实施例提供的电子装置200,包括上述的扣式电池100,扣式电池100用于为电子装置200提供电能。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;在本申请的思路下,以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合,步骤可以以任意顺序实现,并存在如上所述的本申请的不同方面的许多其它变化,为了简明,它们没有在细节中提供;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。
Claims (13)
1.一种扣式电池,包括壳体、电极组件及第一极耳,所述壳体设有收容腔,所述电极组件与所述第一极耳均收容于所述收容腔内;所述壳体包括第一壁,所述第一极耳包括相对设置的第一端和第二端,所述第一端与所述电极组件连接,所述第二端与所述第一壁连接;其特征在于,
所述壳体设置有凹槽,沿第一方向观察,所述凹槽包括至少两段连续连接的曲线,所述第一极耳在所述第一壁的正投影为第一投影,所述至少两段连续连接的曲线的至少一部分位于所述第一投影之外,所述第一投影的轮廓与所述至少两段连续连接的曲线的交点的个数小于或等于2个,所述第一方向垂直于所述第一壁。
2.根据权利要求1所述的扣式电池,其特征在于,所述凹槽在所述第一壁上的正投影为第二投影,所述第一投影和所述第二投影重合的面积为P,所述第一投影的面积为Q,P≤Q/2。
3.根据权利要求1所述的扣式电池,其特征在于,沿所述第一方向观察,所述至少两段连续连接的曲线的相邻两段曲线之间的连接处为连接点,至少一个所述连接点位于所述第一投影之外。
4.根据权利要求1所述的扣式电池,其特征在于,所述凹槽由两段连续连接的曲线组成,所述凹槽的相对设置的两端为第三端和第四端,所述第一投影与所述两段连续连接的曲线相交于第一交点和第二交点,所述第一交点相较于所述第二交点更靠近所述第三端;
所述第三端到所述第一壁的边缘的最短距离为S1,所述第四端到所述第一壁的边缘的最短距离为S2,所述第一交点到所述第一壁的边缘的最短距离为S3,所述第二交点到所述第一壁的边缘的最短距离为S4,S1<S3,S2<S3,S1<S4,S2<S4。
5.根据权利要求1所述的扣式电池,其特征在于,沿所述第一方向,所述第一壁的厚度为T1μm,所述凹槽的深度为hμm,0.2T1≤h≤0.7T1,30≤T1≤300。
6.根据权利要求1所述的扣式电池,其特征在于,在垂直于所述凹槽的延伸方向的方向上,所述凹槽具有第一截面,所述第一截面的形状为梯形,在所述第一方向上,所述第一截面具有相对设置的第一边和第二边,所述第一边比所述第二边更靠近所述收容腔,所述第一边的尺寸大于所述第二边的尺寸。
7.根据权利要求1所述的扣式电池,其特征在于,所述扣式电池还包括极柱、绝缘件和第二极耳,所述壳体设有开口,所述极柱与所述绝缘件设于所述开口处,并且所述极柱与所述绝缘件配合封闭所述开口,所述绝缘件将所述极柱和壳体绝缘,所述第二极耳包括相对设置的第五端和第六端,所述第五端连接所述电极组件,所述第六端连接所述极柱;
所述第一壁与所述极柱在所述第一方向上相对设置。
8.根据权利要求1所述的扣式电池,其特征在于,所述扣式电池还包括绝缘件和第二极耳,所述壳体包括第一壳体和第二壳体,所述第一壳体与所述第二壳体连接,并且所述第一壳体和第二壳体共同围合成所述收容腔,所述绝缘件设于所述第一壳体和所述第二壳体之间,所述绝缘件将所述第一壳体和第二壳体绝缘,所述第二极耳包括相对设置的第五端和第六端,所述第五端连接所述电极组件,所述第六端与所述第二壳体连接;
所述第一壁设于所述第一壳体,所述第一壁与所述第二壳体在所述第一方向上相对设置。
9.根据权利要求1所述的扣式电池,其特征在于,所述至少两段连续连接的曲线的相邻两段曲线的朝向相同。
10.根据权利要求1所述的扣式电池,其特征在于,所述第一极耳与所述第一壁焊接。
11.根据权利要求1所述的扣式电池,其特征在于,所述第一壁的形状为平板状。
12.根据权利要求1所述的扣式电池,其特征在于,所述电极组件为卷绕式结构或叠片式结构。
13.一种电子装置,其特征在于,包括权利要求1至12任一项所述的扣式电池。
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