CN211578902U - 一种具有无痕焊接结构的纽扣电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种具有无痕焊接结构的纽扣电池，正、负极极耳中任一极耳与对应极壳之间采用无痕焊接结构，所述无痕焊接结构为：一金属片通过第一焊点固定设置于所述极壳的内表面上，金属片与极壳之间设置有绝缘片，绝缘片的宽度小于金属片的宽度，第一焊点的数量≥1对，不同对的第一焊点之间可重叠，同一对的两第一焊点错位设置，所有第一焊点均位于绝缘片覆盖区域之外的金属片上；电极极耳通过第二焊点与金属片的外表面固定连接，所述第二焊点位于绝缘片覆盖区域内的金属片上。本实用新型的无痕焊接结构能够保持极壳表面完好无损。

Description

一种具有无痕焊接结构的纽扣电池

技术领域

本实用新型涉及一种具有无痕焊接结构的纽扣电池。

背景技术

纽扣电池（button cell ）也称扣式电池，是指外形尺寸象一颗小纽扣的电池，一般来说直径较大，厚度较薄（相对于柱状电池如市场上的5号AA等电池），纽扣电池是从外形上来对电池来分，同等对应的电池分类有柱状电池、方形电池、异形电池等。

纽扣电池包括有叠层式和卷绕式的。卷绕式纽扣电池的基本结构为：包括第一极壳、第二极壳、绝缘密封圈和电芯，第一极壳与第二极壳上下开口相对对扣形成圆柱形纽扣电池外壳；第一极壳与第二极壳之间留有缝隙，绝缘密封圈填满该缝隙将第一极壳与第二极壳电性隔绝，所述第一极壳、第二极壳和绝缘密封圈之间形成容置腔；电芯设于所述容置腔内，电芯包括第一极片、第二极片和隔膜，第一极片与第二极片之间通过隔膜间隔，第一极片、第二极片和隔膜卷绕制成电芯，电芯的中心形成有轴向腔体，第一极片上设有第一输出导体，第一输出导体从电芯伸出并与第一极壳焊接，第二极片上设有第二输出导体，第二输出导体从电芯伸出并与第二极壳焊接。在制作现有的这种卷绕式纽扣电池时，先将电芯的第一输出导体弯折使第一输出导体紧贴电芯的下表面设置，且第一输出导体延伸至轴向腔体的正下方；然后将电芯垂直装入第一极壳内；接着通过将焊针垂直向下插入轴向腔体内并将第一输出导体压紧在第一壳体上通过电阻焊的方式实现第一输出导体与第一极壳焊接在一起，或者通过从第一极壳的下方对着第一极壳的与第一输出导体上下重叠的区域发射激光通过激光焊的方式实现第一极壳与第一输出导体焊接在一起；再将电芯的第二输出导体焊接在第二极壳上，第二极壳外套装有绝缘密封圈；最后将第二极壳和绝缘密封圈一起盖合在第一极壳的上端开口处，进行封口。所述第一极壳和第二极壳中的其中一极壳与对应的输出导体和对应的电芯极片构成电池的电池正极回路，另一极壳与对应的输出导体和对应的电芯极片构成电池的电池负极回路，由于第一输出导体与第一极壳焊接时，电阻焊的电流和激光焊的激光束均会穿透第一极壳，连接第一极壳与第一输出导体的焊点是贯穿第一极壳设置的，破坏了第一极壳的表面平整度和稳定性，在电池使用过程中，第一极壳的焊点位置容易出现电解液的漏液以及表面鼓包等现象。

发明内容

本实用新型的目的之一在于提供一种具有无痕焊接结构的纽扣电池，该纽扣电池的无痕焊接结构能够保持极壳外表面平整完好，进而避免极壳上焊点破裂所带来的电解液漏液以及表面鼓包等现象。

一种具有无痕焊接结构的纽扣电池，包括正极壳、负极壳、绝缘密封圈和电芯，正极壳和负极壳均呈杯状，正极壳与负极壳上下开口相对对扣形成圆柱形纽扣电池外壳；正极壳与负极壳之间留有缝隙，绝缘密封圈填满该缝隙将正极壳与负极壳电性隔绝，所述正极壳、负极壳和绝缘密封圈之间形成容置腔；电芯设于所述容置腔内，电芯主要由正极片、负极片、隔膜层状叠加或卷绕而成，正极片与一正极极耳电连接，该正极极耳再与正极壳电连接，负极片与一负极极耳电连接，该负极极耳再与负极壳电连接；正极壳与正极极耳之间的连接结构和负极壳与负极极耳之间的连接结构中的至少一个连接结构采用无痕焊接结构，所述无痕焊接结构为：一金属片通过第一焊点固定设置于所述极壳的内表面上，金属片与极壳之间设置有绝缘片，绝缘片的宽度小于金属片的宽度，第一焊点的数量≥1对，不同对的第一焊点之间可重叠，同一对的两第一焊点错位设置，所有第一焊点均位于绝缘片覆盖区域之外的金属片上；电极极耳通过第二焊点与金属片的外表面固定连接，所述第二焊点位于绝缘片覆盖区域内的金属片上。

本实用新型的纽扣电池的无痕焊接结构中第一焊点和第二焊点均位于极壳的内侧，极壳的外表面保持平整完好，并且，金属片与极壳之间形成至少1对的第一焊点，金属片与极壳之间的连接稳定性更好，同时，金属片与极壳之间焊点数量多，鉴于极壳与金属片之间焊接位置的内阻通常小于极壳与金属片之间物理接触位置的内阻，因此极壳与金属片之间的整体接触内阻更小，而接触内阻越小，对电池放电越有利。

优选的，所述无痕焊接结构的所有第一焊点以极壳的中心为圆心绕圆周均匀分布。金属片与极壳的连接最为牢靠。更优选的，所述无痕焊接结构的每对的第一焊点对称分布，焊接效率更高，也更有利于进行自动化焊接。

优选的，所述电芯主要由第一极片、第二极片和隔膜卷绕制成，电芯的中心形成有轴向腔体。进一步优选的，所述无痕焊接结构的第二焊点位于金属片上的电芯轴向腔体垂直投影区域之内。此时，可在电芯放置于极壳内之后，通过将第二焊接电极插入电芯的轴向腔体内将电极极耳顶压在金属片上进行焊接，操作更方便，此时，电极极耳的长度也无需太长，节约成本。进一步的，所述无痕焊接结构的绝缘片位于电芯轴向腔体的端面区域，确保在电芯放置于极壳内之后，通过将第二焊接电极插入电芯的轴向腔体内进行电极极耳与金属片之间的焊接作业时，第二焊点只会在金属片的绝缘片覆盖区域之内。

优选的，所述无痕焊接结构的绝缘片固定设置于金属片的极壳侧，更好的避免绝缘片移位。

优选的，当正极壳与正极极耳之间的连接结构和负极壳与负极极耳之间的连接结构中的其中一个连接结构采用无痕焊接结构时，另外一个连接结构为：在极壳的内侧，通过平行焊的电阻焊方式将电极极耳直接焊接在对应极壳的内表面上，即极壳的内表面与电极极耳之间通过第三焊点实现固定连接，所述第三焊点的数量≥1对，且同一对的两第三焊点错位设置。相对于正极壳与正极极耳之间的连接结构和负极壳与负极极耳之间的连接结构均采用无痕焊接结构来说，这种结构更为简单，有效提高生产效率。进一步优选，所述电芯主要由第一极片、第二极片和隔膜卷绕制成，电芯的中心形成有轴向腔体，所述第三焊点位于其所在极壳的电芯轴向腔体覆盖区域之外。

优选的，所述负极壳与负极极耳之间的连接结构采用无痕焊接结构。由于现有的纽扣电池的制作工艺中大多是以负极壳为底壳、正极壳为顶壳，将电芯先装入底壳内，再对应盖设顶壳来组装电池的，因此，负极壳与负极极耳之间采用无痕焊接结构操作性更强。

附图说明

图1为实施例1中无痕焊接结构的极壳与金属片之间的焊接结构示意图，其中极壳、金属片、绝缘片为剖视图；

图2为实施例1中无痕焊接结构的电极极耳与金属片之间的焊接结构示意图，其中极壳、金属片、绝缘片为剖视图；

图3为实施例1中无痕焊接结构的极壳的俯视结构图；

图4为实施例1中纽扣电池的剖视结构示意图；

图5为实施例2中无痕焊接结构的极壳的俯视结构图；

图6为实施例3中无痕焊接结构的极壳的俯视结构图；

图7为实施例4中纽扣电池的剖视结构示意图；

其中图3、图5、图6中标号50’指示的是第一焊点的点位。

具体实施方式

现结合附图具体说明本实用新型的实施方式：

实施例1

结合图1~图3，纽扣电池极壳与电极极耳无痕焊接结构，包括极壳10和电极极耳20，所述极壳10呈杯状，所述极壳10内安装有电芯30，所述电芯30主要由正极片31、负极片32、隔膜33层状叠加或卷绕而成，正、负极片（31、32）均分别与一电极极耳20电连接，一金属片40通过第一焊点50固定设置于任一极壳10的内表面上，金属片40与极壳10之间设置有绝缘片80，绝缘片80的宽度小于金属片40的宽度，第一焊点50的数量为1对，不同对的第一焊点50之间可重叠，同一对的两第一焊点50错位设置，所有第一焊点50均位于绝缘片80覆盖区域之外的金属片40上；与该任一极壳10对应的电极极耳20通过第二焊点60与金属片40的外表面固定连接，所述第二焊点60位于绝缘片80覆盖区域内的金属片40上。

本实用新型只会在极壳10的内侧形成熔池和焊点，从而保持极壳10外观完整，杜绝因焊点破裂造成电池漏液的风险；并且，金属片40与极壳10之间形成1对第一焊点50，金属片40与极壳10之间的连接稳定性更好，同时，金属片40与极壳10之间焊点数量多，也能够减小金属片40与极壳10之间的接触内阻，利于提升电池的放电性能。

实施例1的纽扣电池极壳与电极极耳无痕焊接结构中，极壳10为负极壳12，与该极壳对应电连接的电极极耳20是与负极片32电连接的负极极耳22；当然，若纽扣电池极壳与电极极耳无痕焊接方法和焊接结构中，极壳10为正极壳11时，与极壳对应电连接的的电极极耳20就会是与正极片31电连接的正极极耳21。

如图4所示，实施例1还提供一种具有无痕焊接结构的纽扣电池，包括正极壳11、负极壳12、绝缘密封圈70和电芯30，正极壳11和负极壳12均呈杯状，正极壳11与负极壳12上下开口相对对扣形成圆柱形纽扣电池外壳；正极壳11与负极壳12之间留有缝隙，绝缘密封圈70填满该缝隙将正极壳11与负极壳12电性隔绝，所述正极壳11、负极壳12和绝缘密封圈70之间形成容置腔；电芯30设于所述容置腔内，电芯30主要由正极片31、负极片32、隔膜33层状叠加或卷绕而成，正极片31与一正极极耳21电连接，该正极极耳21再与正极壳11电连接，负极片32与一负极极耳22电连接，该负极极耳22再与负极壳12电连接；所述负极壳12与负极极耳22之间的连接结构和正极壳11与正极极耳21之间的连接结构中仅负极壳12与负极极耳22之间的连接结构采用实施例1的纽扣电池极壳与电极极耳无痕焊接结构，具体如下：

所述负极壳12与负极极耳22之间的连接结构为：一负极金属片42通过负极第一焊点52固定设置于所述负极壳12的内表面上，负极金属片 42与极壳12之间设置有负极绝缘片 82，负极绝缘片 82的宽度小于负极金属片 42的宽度，负极第一焊点 52的数量为1对，不同对的负极第一焊点 52之间可重叠，同一对的两负极第一焊点 52错位设置，所有负极第一焊点 52均位于负极绝缘片 82覆盖区域之外的负极金属片 42上；负极极耳22通过负极第二焊点 62与负极金属片 42的外表面固定连接，所述负极第二焊点 62位于负极绝缘片 82覆盖区域内的负极金属片 42上；

所述正极壳11与正极极耳21之间的连接结构为：在正极壳11的内侧，通过平行焊的电阻焊方式将正极极耳21焊接在正极壳11的内表面上，即正极壳11的内表面与正极极耳21之间通过第三焊点90实现固定连接，所述第三焊点90的数量为1对，且相邻第三焊点90错位设置。

实施例2

如图5所示，实施例2提供一种纽扣电池极壳与电极极耳无痕焊接结构，其与实施例1的焊接结构的不同之处在于：第一焊点50的数量为2对，且不同对的第一焊点50中有两个第二焊点50重叠，其余结构均与实施例1相同。

实施例3

如图6所示，实施例3提供一种纽扣电池极壳与电极极耳无痕焊接结构，其与实施例1的焊接结构的不同之处在于：第一焊点50的数量为3对，且不同对的第一焊点50均不重叠，其余结构均与实施例1相同。

实施例4

如图7所示，实施例4提供一种具有无痕焊接结构的纽扣电池，该纽扣电池与实施例1的纽扣电池不同的是：所述负极壳12与负极极耳22之间的连接结构和正极壳11与正极极耳21之间的连接结构均采用实施例1的纽扣电池极壳与电极极耳无痕焊接结构，所述正极壳11与正极极耳21之间的连接结构为：

所述正极壳11与正极极耳21之间的连接结构为：一正极金属片 41通过正极第一焊点 51固定设置于所述正极壳11的内表面上，正极金属片 41的内表面固设有正极绝缘片81，正极绝缘片 81的宽度小于正极金属片 41的宽度，正极第一焊点 51的数量为1对，不同对的正极第一焊点 51之间可重叠，同一对的两正极第一焊点 51错位设置，所有正极第一焊点 51均位于正极金属片 41上的正极绝缘片 81覆盖区域之外；正极极耳21通过正极第二焊点 61与正极金属片 81的外表面固定连接，所述正极第二焊点 61位于正极金属片 41上的正极绝缘片 81覆盖区域之内。

实施例1~3的纽扣电池极壳与电极极耳无痕焊接结构均可做如下改进：

（1）如图2、图5、图6所示，所有第一焊点50以极壳10的中心为圆心圆周均匀分布，此时，金属片40与极壳10的连接最为牢靠。更优选的，每对的第一焊点50对称分布，焊接效率更高，也更有利于进行自动化焊接；

（2）如图3所示，所述电芯30由第一极片31、第二极片32和隔膜33卷绕制成，电芯30的中心形成有轴向腔体34。进一步优选的，如图3所示，所述第二焊点60位于金属片40上的电芯轴向腔体34垂直投影区域之内。此时，可在电芯30放置于极壳10内之后，通过将第二焊接电极300插入电芯的轴向腔体34内将电极极耳20顶压在金属片40上进行焊接，操作更方便，此时，电极极耳20的长度也无需太长，节约成本。当然，第二焊点60也可以位于电芯轴向腔体34垂直投影区域之外的金属片40上，此时，需要在电芯30装入极壳10之前先将电极极耳20焊接在金属片40上，然后再将电芯30翻转至极壳10内。进一步的，如图3所示，所述绝缘片80位于电芯轴向腔体34的端面区域，确保在电芯30放置于极壳10内之后，通过将第二焊接电极300插入电芯的轴向腔体34内将电极极耳20顶压在金属片40上进行焊接时，第二焊点60只会在金属片40上的绝缘片80覆盖区域之内。

实施例1和实施例4的一种具有无痕焊接结构的纽扣电池还均可作如下改进：如图4、图7所示，所述负极壳与负极极耳之间的连接结构采用上述纽扣电池极壳与电极极耳无痕焊接结构。由于现有的纽扣电池的制作工艺中大多是以负极壳12为底壳、正极壳11为顶壳，将电芯30先装入底壳内，再对应盖设顶壳来组装电池的，因此，负极壳12与负极极耳22之间采用上述纽扣电池极壳与电极极耳无痕焊接结构操作性更强。

实施例1的一种具有无痕焊接结构的纽扣电池还可做如下改进：如图4所示，所述电芯30主要由第一极片31、第二极片32和隔膜33卷绕制成，电芯30的中心形成有轴向腔体34，所述第三焊点90位于其所在极壳11的电芯轴向腔体34覆盖区域之外。

结合图1~图3，本实用新型的实施例1~3的纽扣电池极壳与电极极耳无痕焊接结构的制作方法如下：

S1：先在杯状极壳10的内表面铺设金属片40，金属片40与极壳之间设置有绝缘片80，绝缘片80的宽度D小于金属片40的宽度D’；

S2：然后准备第一电阻焊设备，所述第一电阻焊设备包括两根第一焊接电极（100、200），将该两根第一焊接电极（100、200）分别顶压在金属片40的外表面上的不同位置处，两根第一焊接电极（100、200）与金属片40的接触位置均位于绝缘片80覆盖区域之外的金属片40上，接着对两根第一焊接电极（100、200）进行通电，实现极壳10与金属片40的焊接固定连接，步骤S2的焊接连续进行1次以上，在极壳10与金属片40之间形成至少1对的第一焊点50，不同次步骤S2中金属片40与极壳10的焊接位置可存在重叠；

S3：然后将电极极耳20顶压在金属片10的外表面上，准备第二电阻焊设备，所述第二电阻焊设备包括两根第二焊接电极（300、400），其中一根第二焊接电极400为柱状电极，所述极壳10开口向上放置在该柱状电极400上，该柱状电极400与极壳10的外表面之间面接触，且金属片40上该柱状电极400覆盖区域的外轮廓线400’位于绝缘片80覆盖区域的外轮廓线80’之外，另外一根第二焊接电极300在极壳内侧顶压在电极极耳20的外表面上，该第二焊接电极300的顶压位置位于绝缘片80覆盖区域内的金属片上；然后对该两根第二焊接电极（300、400）进行通电，在电极极耳20与金属片40之间形成第二焊点60。其中，所述的金属片40上柱状电极400覆盖区域的外轮廓线400’指的是柱状电极400在金属片40上的垂直投影面积的外轮廓线；金属片40上绝缘片80覆盖区域的外轮廓线80’指的是绝缘片80在金属片40上的垂直投影面积的外轮廓线。

本实用新型通过在极壳内表面铺设金属片，并通过将该两根第一焊接电极分别顶压在金属片的外表面上的不同位置处，通过平行焊的电阻焊方式，实现金属片与极壳之间的焊接固定，由于在两根第一焊接电极之间会形成环形焊接电流通道，使得焊接电流不会贯穿极壳，只会在极壳内侧形成焊点熔池和第一焊点；同时，通过在金属片与极壳之间设置绝缘片，使得两第二焊接电极在绝缘片的金属片侧形成环形焊接电流，从而在绝缘片覆盖区域所对应的金属片外侧形成第二焊点，或第二电阻焊设备的焊接电流绕开绝缘片并穿过第一焊点实现极壳与金属片之间的电流连接，此时由于第一焊点处电阻较低，不易产生电阻热和形成新的熔池，而会在电极极耳与金属片的连接位置产生电阻热并形成新的熔池和焊点（即第二焊点）；因此，本实用新型的焊接方法能够保持极壳外观完整，杜绝因焊接点破裂造成电池漏液的风险。

需要说明的是，当正极壳11与正极极耳21之间的连接结构和负极壳12与负极极耳22之间的连接结构中的其中一个连接结构采用上述纽扣电池极壳与电极极耳无痕焊接结构时，另外一个连接结构也可以为先将电极极耳焊接在金属片上，再在极壳的内侧通过平行焊的电阻焊方式或涂抹导电胶的方式将金属片固定在对应极壳的内表面上，或直接将电极极耳通过平行焊的电阻焊方式或涂抹导电胶的方式固定在对应极壳的内表面上等。本实用新型的电芯30结构不限于附图所示的具体结构，其可以是任意的电芯结构均可。

Claims (10)

1.一种具有无痕焊接结构的纽扣电池，包括正极壳、负极壳、绝缘密封圈和电芯，正极壳和负极壳均呈杯状，正极壳与负极壳上下开口相对对扣形成圆柱形纽扣电池外壳；正极壳与负极壳之间留有缝隙，绝缘密封圈填满该缝隙将正极壳与负极壳电性隔绝，所述正极壳、负极壳和绝缘密封圈之间形成容置腔；电芯设于所述容置腔内，电芯主要由正极片、负极片、隔膜层状叠加或卷绕而成，正极片与一正极极耳电连接，该正极极耳再与正极壳电连接，负极片与一负极极耳电连接，该负极极耳再与负极壳电连接；其特征在于，正极壳与正极极耳之间的连接结构和负极壳与负极极耳之间的连接结构中的至少一个连接结构采用无痕焊接结构，所述无痕焊接结构为：一金属片通过第一焊点固定设置于所述极壳的内表面上，金属片与极壳之间设置有绝缘片，绝缘片的宽度小于金属片的宽度，第一焊点的数量≥1对，不同对的第一焊点之间可重叠，同一对的两第一焊点错位设置，所有第一焊点均位于绝缘片覆盖区域之外的金属片上；电极极耳通过第二焊点与金属片的外表面固定连接，所述第二焊点位于绝缘片覆盖区域内的金属片上。

2.根据权利要求1所述的一种具有无痕焊接结构的纽扣电池，其特征在于，当正极壳与正极极耳之间的连接结构和负极壳与负极极耳之间的连接结构中的其中一个连接结构采用无痕焊接结构时，另外一个连接结构为：在极壳的内侧，通过平行焊的电阻焊方式将电极极耳直接焊接在对应极壳的内表面上，即极壳的内表面与电极极耳之间通过第三焊点实现固定连接，所述第三焊点的数量≥1对，且同一对的两第三焊点错位设置。

3.根据权利要求2所述的一种具有无痕焊接结构的纽扣电池，其特征在于：所述电芯主要由第一极片、第二极片和隔膜卷绕制成，电芯的中心形成有轴向腔体。

4.根据权利要求3所述的一种具有无痕焊接结构的纽扣电池，其特征在于：所述第三焊点位于其所在极壳的电芯轴向腔体覆盖区域之外。

5.根据权利要求1所述的一种具有无痕焊接结构的纽扣电池，其特征在于：所述负极壳与负极极耳之间的连接结构采用无痕焊接结构。

6.根据权利要求1~5中任意一项所述的一种具有无痕焊接结构的纽扣电池，其特征在于：所述无痕焊接结构中所有第一焊点以极壳的中心为圆心绕圆周均匀分布。

7.根据权利要求6所述的一种具有无痕焊接结构的纽扣电池，其特征在于：所述无痕焊接结构中每对的第一焊点对称分布。

8.根据权利要求3所述的一种具有无痕焊接结构的纽扣电池，其特征在于：所述无痕焊接结构中第二焊点位于金属片上的电芯轴向腔体垂直投影区域之内。

9.根据权利要求1~5中任意一项所述的一种具有无痕焊接结构的纽扣电池，其特征在于：所述无痕焊接结构中绝缘片位于电芯轴向腔体的端面区域。

10.根据权利要求1~5中任意一项所述的一种具有无痕焊接结构的纽扣电池，其特征在于：所述无痕焊接结构中绝缘片固定设置于金属片的极壳侧。

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