CN211404532U - 一种扣式锂电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种扣式锂电池，属于锂电池技术领域。本实用新型的扣式锂电池，包括正极饼、锂负极、位于正极饼和锂负极之间的隔膜，以及负极容器负极顶和正极容器正极杯、负极顶与正极杯之间的绝缘密封圈；所述正极饼位于正极杯的底部，所述正极饼外周设有容纳放电后正极饼体积膨胀的容纳空间，本实用新型的扣式锂电池在充放电过程中体积不会有明显变化、结构稳定，尤其适用于扣式锂氟电池和扣式锂铁电池。

Description

一种扣式锂电池

技术领域

本实用新型属于锂电池技术领域，具体涉及一种扣式锂电池。

背景技术

充放电过程中电池的电极一般都会发生体积的变化，通常情况下，电极尤其是正极在放电时体积会发生膨胀，而充电时则会收缩。电池电极的这种体积变化不大时，不会对电池的外形与体积产生明显影响，一旦这种体积变化比较大，则可能会造成电池体积的膨胀，如果这种体积膨胀达到一定程度，超过标准允许范围时，就成为一个问题。

电池电极体积的膨胀对于圆柱形电池来说问题还不是太大，这是因为圆柱形电池通常在两端至少是一端会留有一定的空间，这留出来的空间可以用于容纳电极的体积膨胀，再加上电池壳体径向由于具有较大的约束力，因此在径向基本上不会发生膨胀，所以对于圆柱形电池来说，即使电极材料在放电时具有比较大的膨胀率，也不会导致电池体积在放电后发生明显的膨胀。

相对于圆柱形电池，扣式电池很薄、轴向空间有限，很难或者说基本上没有办法在电池两端设置用于容纳电极膨胀的缓冲空间，而且扣式电池的端面又往往是面积较大的平面，对电极膨胀的承压能力相当低，因此电池在放电时只要电极稍有膨胀，电池的两端就会起鼓、电池的高度即发生变化，这种情况尤其在电极膨胀率比较大的锂氟电池和锂铁电池上体现得更为明显，因此如何控制这类电极在放电时膨胀率比较大的扣式电池在放电后的总高度就成为一个问题。

现有技术的解决办法是通过在正极底部设凹槽，利用凹槽形成的空间来吸收正极放电时的膨胀。这种方法比较简单，工艺上也比较容易实现，但这种凹槽仅仅对膨胀率不高的电极材料起作用，对于正极膨胀率比较高的电池则作用不大，这是因为在正极中设置的这种凹槽占正极的体积比例不能过高，否则就会影响正极的强度以及正极与壳体的接触性能、使电池内阻增大，因此这种方法通常只能吸四分之一、最多三分之一的体积膨胀，适用于膨胀不是很明显的锂锰电池等产品，对于膨胀较大的锂铁电池或锂氟电池来说，单单使用这种方法无法达到满意的效果。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种在充放电过程中体积不会有明显变化、结构稳定的扣式锂电池，尤其是扣式锂氟电池和扣式锂铁电池。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：

一种扣式锂电池，包括正极饼、锂负极、位于正极饼和锂负极之间的隔膜，以及负极容器负极顶和正极容器正极杯、负极顶与正极杯之间的绝缘密封圈；所述正极饼位于正极杯的底部，所述正极饼外周设有容纳放电后正极饼体积膨胀的容纳空间。

本实用新型在正极外围设置容纳空间，增加了电池正极材料放电膨胀时的容纳体积，从而避免了扣式电池在使用时外表体积的变化。

作为优选，所述正极饼外围的容纳空间中设有由弹性材料制成的支撑垫圈。

作为优选，所述绝缘密封圈与支撑垫圈为一体成型设置。

现有扣式电池的结构通常分为两类，一类是绝缘密封圈及负极顶的外沿外翻部一直延伸至正极杯底部，绝缘密封圈与负极顶的外沿外翻部分封口时利用正极杯底部作为支撑、正极饼位于负极顶的底部腔室，这种结构对于电池封口具有较高的封口结构稳定性，但封口结构所占内部空间比较大，导致此类扣式电池内部的有效容积较小、影响到电池的容量，这种结构一般用于厚度较薄以及直径相对较大的扣式电池；另一类是正极饼位于正极杯底部并占据整正极杯的下部、绝缘密封圈及负极顶则置于正极饼上方，利用正极饼来支撑绝缘密封圈及负极顶，这种扣式电池内部体积浪费小，电池容量高，但由于绝缘密封圈及负极顶利用结构不是很稳定的正极饼作为支撑，因此封口结构不是很稳定，这种结构主要用于厚度较厚或是直径较小的扣式电池。

本实用新型针对厚度较厚或是直径较小的扣式电池，通过将绝缘密封圈及负极顶设置位于正极饼之上，缩小正极饼直径，在绝缘密封圈下方设置支撑垫圈，并由支撑垫圈形成正极饼的膨胀空间，从而既保证了电池封口结构的稳定性、避免了因容纳空间的设置而造成负极外层的绝缘密封圈、负极顶等结构的不稳定下沉，又为正极在放电时膨胀提供了膨胀空间，同时又可以增加电解液加入量、解决电池电解液不足问题。

作为优选，所述支撑垫圈和绝缘密封圈均由弹性材料制成，所述弹性材料为pp。

支撑垫圈由弹性材料制成，在正极放电体积膨胀时受到压缩，提供给膨胀体积更大的容纳空间。

作为优选，所述支撑垫圈设置环形结构，且沿正极饼外围周向设置，所述支撑垫圈的轴向中心线与正极饼轴向中心线重合。

作为优选，所述支撑垫圈的外表面和/或内表面沿轴向方向设有纵向凹槽。

本实用新型在支撑垫圈的内表面和/或外表面沿轴向方向设有凹槽，避免正极膨胀量过大时支撑垫圈被撕裂。

作为优选，所述容纳空间还设置有沿正极饼径向设置的支撑板。

作为优选，所述支撑板与支撑垫圈呈交叉状态。

作为优选，所述支撑板也由弹性材料制成，所述弹性材料为 pp。

本实用新型在容纳空间内设置支撑板，且与支撑垫圈交叉设置，对负极外层附属装置起到进一步支撑作用，进一步稳定扣式电池的整体结构。

作为优选，所述正极饼设置为环形结构。

本实用新型将正极饼设置为环形结构，能够进一步容纳放电膨胀所增加的体积，同时不会造成正极饼强度的劣化。

作为优选，所述正极饼的底部设有凹槽。

作为优选，所述负极顶包括顶底和与顶底连接的顶身，所述顶身的端部具有向上弯折呈U型结构的U型部，所述绝缘密封圈具有与U型部相配合的倒U型部。

本实用新型的负极顶和绝缘密封圈分别具有相互配合的U型部和倒U型部，二者相互配合，使得绝缘密封圈能够较为稳定地固定在扣式电池负极所在的上半部，避免因正极饼所在的下半部容纳空间的存在造成电池结构的不稳定。

作为优选，所述支撑垫圈可设置在容纳空间的任何位置，即可靠近正极饼设置，也可靠近正极杯设置，也可设置在正极饼和正极杯之间的中间位置。

本实用新型的扣式锂电池结构适用于扣式锂氟电池或扣式锂铁电池，及除锂电池外的其他有体积膨胀问题的电池。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

在正极饼径向空间设置放电膨胀增加体积的容纳空间，避免了扣式电池在使用过程中体积的变化，并通过支撑垫圈、支撑板、负极顶和绝缘密封圈结构的设置，提高了扣式电池结构的稳定性，避免了因容纳空间的存在可能导致的结构不稳定；同时，这个容纳空间在电池组装时又可以作为额外的电解液贮存空间，用于增加电池电解液。

附图说明

图1为本实用新型扣式锂电池的正视剖面结构示意图。

图2为本实用新型图1在A-A方向的剖面结构示意图。

图3为本实用新型扣式锂电池另一结构的正视剖面结构示意图。

图4为本实用新型图3在A-A方向的剖面结构示意图。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

实施例1

由图1-4所示，本实施例的扣式锂电池包括正极饼1、锂负极2、位于正极饼1和锂负极2之间的隔膜3、负极容器负极顶5、正极容器正极杯4、负极顶5与正极杯4之间的绝缘密封圈6。

正极饼1位于正极杯4的底部，正极饼1外周设有容纳放电后正极饼1体积膨胀的容纳空间7，通过容纳空间的设置，增加了电池正极材料放电膨胀时的容纳体积，从而避免了扣式电池在使用时外表体积的变化；容纳空间7中设有支撑垫圈8和支撑板 9，支撑垫圈8靠近正极杯4且沿正极饼1周向设置，其轴向中心线与正极饼1轴向中心线重合，支撑板9与支撑垫圈8交叉设置且沿正极饼1径向设置，即支撑板9将容纳空间7分隔为一个个的小容纳空间；通过支撑垫圈8、支撑板9的设置，构成了正极饼的膨胀空间，对锂负极2外层的附属装置起到支撑作用，稳定扣式电池的整体结构，既保证了电池封口结构的稳定性、避免了因容纳空间7的设置而造成锂负极2外层的绝缘密封圈6、负极顶5等结构的不稳定下沉，又为正极材料在放电时膨胀提供了膨胀空间，同时又可以增加电解液加入量、解决电池电解液不足的问题。

支撑垫圈8的内表面和/或外表面沿轴向方向设有纵向凹槽 81，避免正极膨胀量过大支撑垫圈容易被撕裂。

负极顶5套设在锂负极2的外部，包括顶底51和与顶底51 连接的顶身52，顶身52的端部具有向上弯折呈U型结构的U型部53；绝缘密封圈6位于负极顶5顶身52的外部与正极杯4之间，绝缘密封圈6具有与U型部53相配合的倒U型部61。负极顶5和绝缘密封圈6分别具有相互配合的U型部53和倒U型部 61，二者相互配合，使得绝缘密封圈6能够较为稳定地固定在扣式电池负极所在的上半部，避免因正极饼1所在的下半部容纳空间的存在造成电池结构的不稳定。

本实施例中绝缘密封圈6、支撑垫圈8和支撑板9均由pp弹性材料制成，支撑垫圈由弹性材料制成，在正极放电体积膨胀时受到压缩，提供给膨胀体积更大的容纳空间，且绝缘密封圈6、支撑垫圈8为一体成型设置，支撑板9与绝缘密封圈6、支撑垫圈8可为一体成型设置，也可为插接式设计。

正极饼1可设置为实心结构(如图1或图2所示)或环形结构(如图3和图4所示)，将正极饼1设置为环形结构，能够进一步容纳放电膨胀所增加的体积，同时不会造成正极饼强度的劣化。

正极饼1底部还可设置凹槽结构，进一步满足膨胀率较大的电池。

本实施例中支撑垫圈8可设置在容纳空间7的任何位置，即可靠近正极饼1设置，也可靠近正极杯4设置，也可设置在正极饼1和正极杯4之间的中间位置；

本实用新型的扣式电池结构适用于膨胀率较大的扣式锂氟电池或扣式锂铁电池，还可应用于除锂电池外的其他有体积膨胀问题的电池。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (8)

1.一种扣式锂电池，包括正极饼（1）、锂负极（2）、位于正极饼（1）和锂负极（2）之间的隔膜（3）、容置锂负极（2）的负极顶（5）、容置正极饼（1）的正极杯（4），以及设置在负极顶（5）和正极杯（4）之间的绝缘密封圈（6），其特征在于，所述正极饼（1）位于正极杯（4）的底部，所述正极饼（1）外周设有容纳放电后正极饼（1）体积膨胀的容纳空间（7）。

2.根据权利要求1所述的扣式锂电池，其特征在于，所述正极饼（1）外周的容纳空间（7）设有由弹性材料制成的支撑垫圈（8）。

3.根据权利要求1所述的扣式锂电池，其特征在于，所述绝缘密封圈（6）与支撑垫圈（8）为一体成型设置。

4.根据权利要求2所述的扣式锂电池，其特征在于，所述支撑垫圈（8）设置为环形结构，且沿正极饼（1）外周设置，所述支撑垫圈（8）的轴向中心线与正极饼（1）的轴向中心线重合。

5.根据权利要求2所述的扣式锂电池，其特征在于，所述支撑垫圈（8）的外表面和/或内表面沿轴向方向设有纵向凹槽（81）。

6.根据权利要求1所述的扣式锂电池，其特征在于，所述容纳空间（7）还设置有沿正极饼（1）径向设置的支撑板（9）。

7.根据权利要求1所述的扣式锂电池，其特征在于，所述正极饼（1）设置为环形结构。

8.根据权利要求7所述的扣式锂电池，其特征在于，所述负极顶（5）包括顶底（51）和与顶底（51）连接的顶身（52），所述顶身（52）的端部具有向上弯折呈U型结构的U型部（53），所述绝缘密封圈（6）具有与U型部（53）相配合的倒U型部（61）。

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