CN215869581U - 锂离子电池及适用于锂离子电池的组合盖 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及锂离子电池领域，公开了一种锂离子电池及适用于锂离子电池的组合盖。组合盖包括金属材料制成的盖内板、盖外板，盖外板内设置有一直径窄于盖内板的外径的孔部，紧贴在盖外板的底面的盖内板的顶部从孔部露出，位于孔部外周的盖内板的顶面与盖外板的顶面相贴，在盖内板与盖外板之间间隔有环形的绝缘层，在盖外板的底面还设置有向底面凸起的环形凸起，环形凸起位于盖内板、绝缘层外，且靠近盖外板的外周边缘。应用该技术方案有利于降低锂离子电池的不良率。

Description

锂离子电池及适用于锂离子电池的组合盖

技术领域

本实用新型涉及锂离子电池制造领域，尤其涉及一种锂离子电池及适用于锂离子电池的组合盖。

背景技术

随着智能穿戴产品的应用越来越广泛，人们对于小体积的锂离子扣式二次可充电电池（简称扣式锂离子电池）的需求也越来越广。扣式锂离子电池越来越多的应用于智能穿戴产品，比如用于无线蓝牙耳机等，随着扣式锂离子电池的应用越来越广，比如耳机等，对电池的要求也越来越高。

发明内容

本实用新型实施例的目的之一在于提供一种锂离子电池及适用于锂离子电池的组合盖，应用该技术方案有利于降低锂离子电池的不良率。

本实用新型实施例提供的一种锂离子电池，包括：

叠片体或卷绕体，包括第一极片、第二极片，在每相邻的所述第一极片、第二极片之间间隔有隔膜，所述第一极片、第二极片的其中之一为正极片，另一为负极片；

电解质，在所述叠片体或卷绕体内的各所述第一极片、第二极片以及隔膜内的孔隙内，以及在所述第一极片、第二极片、隔膜的任意两者之间的间隙之间；

密封壳体，包括一体化的具有一开口的金属壳体，在所述金属壳体的开口处设置有组合盖，所述叠片体或卷绕体以及电解液密封在所述金属壳体与所述组合盖构成的空间内，

所述组合盖包括金属材料制成的盖内板、盖外板，所述盖外板上设置孔部，

所述盖内板的外径宽于所述孔部的直径、窄于所述盖外板的外径，在所述盖内板与盖外板之间间隔有绝缘层，所述盖内板的位于所述孔部外的顶面紧贴所述盖外板的底面，所述盖内板的位于所述孔部内的顶面从所述孔部露出，

所述盖外板、盖内板的底面朝向所述空间，所述盖外板的外周与所述金属壳体的开口处的金属材料熔融密封结合，在所述盖外板的底面还设置有向底面凸起的环形凸起，所述环形凸起位于所述盖内板以及绝缘层外且靠近所述金属壳体的内壁，所述叠片体或卷绕体压于所述环形凸起的下方而与所述盖外板与所述金属壳体的连接位置具有预定的间隙，

所述盖内板与所述第一极片的极耳电连接，以作为电池的第一电极，

所述盖外板或所述金属壳体与所述第二极片的极耳电连接，以作为所述电池的第二电极。

可选地，所述环形凸起距离所述盖外板的外周边缘大于或等于0.1mm，小于或等于0.5mm。

可选地，所述环形凸起的宽度大于或等于0.1mm，小于或等于0.5mm。

可选地，所述环形凸起高于所述盖外板的底面的高度大于或等于0.1mm小于或等于0.3mm。

可选地，所述环形凸起冲压形成在所述盖外板上。

可选地，在所述盖外板的顶面形成有凹于所述顶面的环形凹槽。

可选地，所述环形凹槽的深度为大于或等于0.05mm小于或等于0.2mm。

可选地，所述绝缘层为绝缘层，所述绝缘层的两表面分别与表面相对的所述盖内板、盖外板的表面热复合密封结合成一起。

可选地，所述绝缘层为塑胶层，所述塑胶层注塑成型在所述盖内板、盖外板之间，与所述盖内板、盖外板形成一体。

可选地，在所述金属壳体的壳壁上、或者在所述盖内板上，或者在所述盖外板位于所述盖内板外周的区域，还设置有注液孔，

在所述注液孔内设置有第一密封钉，所述第一密封钉与所述注液孔的外周的金属材料熔融密封结合。

可选地，在所述金属壳体的壳壁上、或者在所述盖内板上，或者在所述盖外板位于所述盖内板外周的区域，还设置有抽真空孔，

在所述抽真空孔内设置有第二密封钉，所述第二密封钉与所述抽真空孔的外周的金属材料熔融密封结合。

第二方面，本实用新型实施例提供的一种适用于锂离子电池的组合盖，包括金属材料制成的盖内板、盖外板，所述组合盖包括金属材料制成的盖内板、盖外板，所述盖外板上设置孔部，

所述盖内板的外径宽于所述孔部的直径、窄于所述盖外板的外径，在所述盖内板与盖外板之间间隔有绝缘层，所述盖内板的位于所述孔部外的顶面紧贴所述盖外板的底面，所述盖内板的位于所述孔部内的顶面从所述孔部露出，

在所述盖外板的底面还设置有向底面凸起的环形凸起，所述环形凸起位于所述盖内板以及绝缘层外且靠近所述盖外板的外周边缘。

可选地，所述环形凸起距离所述盖外板的外周边缘大于或等于0.1mm，小于或等于0.5mm。

可选地，所述环形凸起的宽度大于或等于0.1mm，小于或等于0.5mm。

可选地，所述环形凸起高于所述盖外板的底面的高度大于或等于0.1mm小于或等于0.3mm。

可选地，所述环形凸起冲压形成在所述盖外板上。

可选地，在所述盖外板的顶面形成有凹于所述顶面的环形凹槽。

可选地，所述环形凹槽的深度为大于或等于0.05mm小于或等于0.2mm。

可选地，所述绝缘层为绝缘层，所述绝缘层的两表面分别与表面相对的所述盖内板、盖外板的表面热复合密封结合成一起。

可选地，所述绝缘层为塑胶层，所述塑胶层注塑成型在所述盖内板、盖外板之间，与所述盖内板、盖外板形成一体。

由上可见，在本实施例的盖外板的底面还设置有向底面凸起的环形凸起，该环形凸起位于盖内板、绝缘层外且靠近盖外板的外周，在组合盖装于金属壳体的开口后，该环形凸起位于金属壳体内，与金属壳体的内壁具有狭小的间隙，此时，环形凸起将靠近金属壳体的内壁处的叠片体或卷绕体压于环形凸起的下方，确保该位置的叠片体或卷绕体距离盖外板与金属壳体的连接位置具有预定的距离，避免在围绕盖外板的外周焊接金属壳体时的高温热量传导至叠片体或卷绕体而导致叠片体或卷绕体受损。实验证明，采用本实施例技术方案有利于大大降低扣式锂离子电池的不良率。

另外，本实施例扣式锂离子电池的组合盖的外周与金属壳体的开口采用金属熔融结合连接，将叠片体（或卷绕体）以及电解液密封在密封壳体内，相对于现有技术的通过内外金属壳体压缩位于他们之间的密封圈而实现壳体密封的技术方案，本实施技术方案的密封连接更加可靠，降低或避免扣式锂离子电池存放或循环后的漏液风险，提高了扣式锂离子电池的可靠性及安全性。

另外，本实施例组合盖通过绝缘层与盖外板、盖内板的热复合通过绝缘层与盖外板、盖内板的热复合密封结合而将盖外板、盖内板绝缘组合成一体，三者牢牢密封结合在一起，确保密封性，且工艺简便易于实现，特别有利于推广应用。并且特别适用于组合盖的薄型化设计，以提高锂离子电池的有效利用空间，提高电池的容量。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1为本实用新型实施例提供的一种扣式锂离子电池的侧视结构示意图；

图2为图1所示电池的俯视结构示意图；

图3为图1所示电池的立体结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种组合盖的俯视结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的一种组合盖的仰视结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的一种组合盖的侧视结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的一种盖外板的俯视结构示意图；

图8为本实用新型实施例提供的一种盖外板的仰视结构示意图；

图9为本实用新型实施例提供的一种盖外板的侧视结构示意图；

图10为本实用新型实施例提供的一种盖内板的俯视结构示意图；

图11为本实用新型实施例提供的一种盖内板的仰视结构示意图；

图12为本实用新型实施例提供的一种盖内板的侧视结构示意图；

图13为本实用新型实施例提供的一种绝缘层的俯视及仰视结构示意图；

图14为本实用新型实施例提供的一种盖内板的侧视结构示意图；

图15为本实用新型实施例提供的一种密封钉的俯视以及仰视结构示意图；

图16为本实用新型实施例提供的一种密封钉的侧视结构示意图。

附图标记：

1：金属壳体； 2：组合盖； 21：盖外板； 22：盖内板；

23：绝缘层； 24：孔部； 25：环形凸起；

26：第一密封钉； 27：注液孔。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本实用新型，在此本实用新型的示意性实施例以及说明用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

实施例1

参见图1-16。

本实施例提供了一种扣式锂离子电池，其主要包括：叠片体或卷绕体（图中未画出），其中叠片体采用叠片工艺制成。卷绕体采用卷绕工艺制成，叠片体（或卷绕体）主要包括第一极片、第二极片以及间隔在每层相邻的第一极片、第二极片之间的隔膜层，其中，第一极片、第二极片的其中之一为正极片，另一为负极片。

电解质可以为固态电解质也可以但不限于为电解液。当采用电解液时，电解液浸泡在叠片体（或卷绕体）中，具体是充盈在叠片体（或卷绕体）内的各第一极片、第二极片以及隔膜内的孔隙内，以及在第一极片、第二极片、隔膜的任意两者之间的间隙之间。

叠片体（或卷绕体）以及充盈在其中的电解质密封在一密封壳体内，其中，密封壳体主要由一金属壳体1和组合盖2构成，该金属壳体1可以但不限于为钢壳。金属壳体1为一腔体，在金属壳体1的顶部设置有一开口。

本实施例的组合盖2包括由金属材料制成的盖外板21、盖内板22。在盖外板21上设置有一孔部24，孔部24的孔径窄于盖内板22的外径，盖内板22的外径窄于盖外板21的外径，盖内板22的顶面与盖外板21的底面相对地叠在盖外板21的底面，绝缘层23间隔在盖内板22与盖外板21之间，绝缘层23的两表面分别与其正对的盖内板22、盖外板21的表面密封紧贴在一起。盖内板22的位于孔部24外的顶面与盖外板21的底面通过绝缘层23密封紧贴，盖内板22的位于孔部24内的顶面从盖外板21的孔部24露出或伸出，以作为对外的电极。

作为本实施例的示意，绝缘层23与盖内板22、盖外板21可以但不限于通过热复合使绝缘层23两表面在高温下热熔密封结合成一体。采用热复合密封工艺有利于确保密封性，且工艺简便易于实现，有利于推广应用。并且有利于组合盖2的薄型化设计，以提高锂离子电池的有效利用空间，提高电池的容量。

作为本实施例的示意，本实施例还进一步提供了组合盖2的制备工艺，其中绝缘层23由环形的第一绝缘层以及环形的第二绝缘层组成。在制备时，将环形的第一绝缘层置于盖外板21的底面，使第一绝缘层的内周的环形部分伸出在盖外板21的孔部24内，将层叠的第一绝缘层、盖外板21置于热复合设备上，通过热压将绝缘层热复合密封结合在外盖板21的底面，然后将环形的第二绝缘层铺设在盖外板21的顶面，且第二绝缘层的内周部分伸出在盖外板21的孔部24内，位于盖外板21的孔部24内的第一绝缘层以及第二绝缘层面对面相贴，将盖内板22置于第二绝缘层上，正对盖外板21的孔部24上，且第二绝缘层的外周超出盖内板22的外周，采用热复合设备热压自上而下层叠在一起的盖内板22、第一绝缘层、第二绝缘层、以及盖外板21，使第二绝缘层的两表面分别与盖外板21的顶面、盖内板22的底面热复合密封结合在一起，位于盖外板21的孔部24内的第二绝缘层的底面与位于孔内的第一绝缘层的顶面热复合密封结合成一体。以上，即实现了组合盖2的热复合连接。本实施例以两次热复合工艺实现为示意，但实际可以但不限于将第一绝缘层、盖外板21、第二绝缘层、盖内板22自下而上层叠后，置入热复合设备采用较大的功率以及压力，一次热复合实现。

也可以但不限于通过铆钉将盖内板22、盖外板21以及两者之间的绝缘层23牢牢锁紧在一起，使位于盖内板22、盖外板21之间的绝缘层23呈压缩状态，与盖内板22、盖外板21密封紧贴。

还可以但不限于通过注塑的工艺，在盖内板22、盖外板21之间注塑形成绝缘层23，绝缘层23与其两边的盖内板22、盖外板21密封结合成一整体。

在装配时，将叠片体（或卷绕体）上的第一极耳（与第一极片连接）连接到盖内板22的位于密封壳体内的内表面，以盖内板22作为锂离子电池的第一电极；将叠片体（或卷绕体）上的第二极耳（与第二极片连接）连接到盖外板21的位于密封壳体内的内表面或者将第二极耳连接到金属壳体1的任一处内表面上，以盖外板21以及金属壳体1作为锂离子电池的第二电极。其中第一电极、第二电极的其中之一为正极，另一为负极。

在将叠片体（或卷绕体）装配至金属壳体1内，并且完成第一电极、第二电极与盖外板21、盖内板22的连接后，将组合盖2密封于金属壳体1的开口上，具体是将组合盖2上的盖外板21的外周与金属壳体1的开口处的金属材料熔融密封结合成一体实现了组合盖2与金属壳体1之间的密封连接，其连接工艺可以但不限于采用激光焊实现。

相对于现有技术的通过内外金属壳体1压缩位于他们之间的密封圈而实现壳体密封的技术方案，本实施技术方案的密封连接更加可靠，降低或避免扣式锂离子电池存放或循环后的漏液风险，提高了扣式锂离子电池的可靠性及安全性。

在本实施例的盖外板21的底面还设置有向底面凸起的环形凸起25，该环形凸起25位于盖内板22、绝缘层23外，且靠近盖外板21的外周，以使在组合盖2装于金属壳体1的开口后，该环形凸起25位于金属壳体1内，且与金属壳体1的内壁具有狭小的间隙。此时，环形凸起25将靠近金属壳体1的内壁处的叠片体或卷绕体压于环形凸起25的下方，确保该位置的叠片体或卷绕体距离盖外板21与金属壳体1的连接位置具有预定的距离，避免在围绕盖外板21的外周焊接金属壳体1时的高温热量传导至叠片体或卷绕体而导致叠片体或卷绕体受损。实验证明，采用本实施例技术方案有利于大大降低扣式锂离子电池的不良率。

作为本实施例的示意，设置于盖外板21的底面的环形凸起25与盖外板21的外周边缘之间的距离约0.~0.5mm，宽度约为0.1~ 0.5mm，凸起深度约0.1~0.3mm，环形凸起25位于金属壳体1的内壁的附近，压于叠片体或卷绕体的外周，减少对叠片体或卷绕体的有效容置空间的占用，并为叠片体或卷绕体提供保护。

作为本实施例的示意，可以但不限于采用冲压工艺，自盖外板21的顶部，距离盖外板21的外周边缘预定位置自上而下冲压，在盖外板21的顶面形成一环形凹槽，相应地，在底面形成一环形凸起25。

作为本实施例的示意，本实施例可以在密封组合盖2前将电解液浸润至叠片体（或卷绕体）内，其工艺可以但不限于采用浸泡工艺或者注液工艺。

另外，本实施例还可以在密封组合盖2后进行注液工艺，比如，在盖内板22上设置注液孔27。这样在将叠片体（或卷绕体）置入金属壳体1内后，将叠片体（或卷绕体）的电极与组合盖2的盖外板21、盖内板22分别连接后，将组合盖2密封连接在金属壳体1的开口上后，通过注液孔27向金属壳体1内注入定量的电解液，然后将密封钉（记为第一密封钉26）密封焊接封堵在密封注液孔27上，即得本实施例的扣式锂离子电池。其中注液孔27的孔径的形状不限，孔径的最大处等于或大于0.5毫米，等于或小于3毫米。

本实施例可以但不限于在注液孔27装入第一密封钉26后，通过焊接使第一密封钉26与注液孔27的外的金属材料熔融密封结合成一体，实现注液口的密封。本实施例的金属壳体1与组合盖2采用金属熔融结合呈一体而密封连接，密封可靠性强。

作为本实施例的示意，还可以在本实施例的锂离子电池的金属壳体1的壳壁上进一步设置抽真空孔(图中未画出)，抽真空孔的位置可以与注液孔27在同一个端面或曲面上，也可以不在同一端面或曲面上。优选地，将抽真空孔的位置设计为与注液孔27的位置相对。比如，当注液孔27位于组合盖2上时，将抽真空孔设计在金属壳体1的底盖上；反之，当注液孔27位于金属壳体1的底盖上时，将抽真空孔设计在组合盖2上；比如当注液孔27位于金属壳体1的侧壁上时，则将抽真空孔设计在金属壳体1的与注液孔27相对的另一侧的侧壁上。这样，在往注液孔27进行注液时，同时在抽真空孔对密封壳体内的腔体进行抽真空，以加速电解液在腔体内的充分渗透，提高电解液的浸润效果，提高注液效率。在注液后，对注液孔27以及抽真空孔进行密封，抽真空孔的密封工艺可以但不限于同注液孔27的封装工艺，可以但不限于采用密封钉（记为第二密封钉）激光焊接工艺实现。

其中抽真空孔的孔径的形状不限，孔径的最大处等于或大于0.1毫米，等于或小于2毫米。

作为本实施例的示意，本实施例在密封叠片体（或卷绕体）后通过注液孔27将电解液灌注至密封壳体内，避免在密封前电解液对密封壳体的污染，提高电解液灌注的灌注量的精确度和可控性，提高了工艺的效率。另外本实施例的注液孔27的密封采用金属熔融结合成一体，密封可靠性更强。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (20)

1.一种锂离子电池，其特征是，包括：

叠片体或卷绕体，包括第一极片、第二极片，在每相邻的所述第一极片、第二极片之间间隔有隔膜，所述第一极片、第二极片的其中之一为正极片，另一为负极片；

电解质，在所述叠片体或卷绕体内的各所述第一极片、第二极片以及隔膜内的孔隙内，以及在所述第一极片、第二极片、隔膜的任意两者之间的间隙之间；

密封壳体，包括一体化的具有一开口的金属壳体，在所述金属壳体的开口处设置有组合盖，所述叠片体或卷绕体以及电解液密封在所述金属壳体与所述组合盖构成的空间内，

所述组合盖包括金属材料制成的盖内板、盖外板，所述盖外板上设置孔部，

所述盖内板的外径宽于所述孔部的直径、窄于所述盖外板的外径，在所述盖内板与盖外板之间间隔有绝缘层，所述盖内板的位于所述孔部外的顶面紧贴所述盖外板的底面，所述盖内板的位于所述孔部内的顶面从所述孔部露出，

所述盖外板、盖内板的底面朝向所述空间，所述盖外板的外周与所述金属壳体的开口处的金属材料熔融密封结合，在所述盖外板的底面还设置有向底面凸起的环形凸起，所述环形凸起位于所述盖内板以及绝缘层外且靠近所述金属壳体的内壁，所述叠片体或卷绕体压于所述环形凸起的下方而与所述盖外板与所述金属壳体的连接位置具有预定的间隙，

所述盖内板与所述第一极片的极耳电连接，以作为电池的第一电极，

所述盖外板或所述金属壳体与所述第二极片的极耳电连接，以作为所述电池的第二电极。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征是，

所述环形凸起距离所述盖外板的外周边缘大于或等于0.1mm，小于或等于0.5mm。

3.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征是，

所述环形凸起的宽度大于或等于0.1mm，小于或等于0.5mm。

4.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征是，

所述环形凸起高于所述盖外板的底面的高度大于或等于0.1mm小于或等于0.3mm。

5.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征是，

所述环形凸起冲压形成在所述盖外板上。

6.根据权利要求1至5之任一所述的锂离子电池，其特征是，

在所述盖外板的顶面形成有凹于所述顶面的环形凹槽。

7.根据权利要求6所述的锂离子电池，其特征是，

所述环形凹槽的深度为大于或等于0.05mm小于或等于0.2mm。

8.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征是，

所述绝缘层为绝缘层，所述绝缘层的两表面分别与表面相对的所述盖内板、盖外板的表面热复合密封结合成一起。

9.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征是，

所述绝缘层为塑胶层，所述塑胶层注塑成型在所述盖内板、盖外板之间，与所述盖内板、盖外板形成一体。

10.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征是，

在所述金属壳体的壳壁上、或者在所述盖内板上，或者在所述盖外板位于所述盖内板外周的区域，还设置有注液孔，

在所述注液孔内设置有第一密封钉，所述第一密封钉与所述注液孔的外周的金属材料熔融密封结合。

11.根据权利要求10所述的锂离子电池，其特征是，

在所述金属壳体的壳壁上、或者在所述盖内板上，或者在所述盖外板位于所述盖内板外周的区域，还设置有抽真空孔，

在所述抽真空孔内设置有第二密封钉，所述第二密封钉与所述抽真空孔的外周的金属材料熔融密封结合。

12.一种适用于锂离子电池的组合盖，其特征是，包括金属材料制成的盖内板、盖外板，所述组合盖包括金属材料制成的盖内板、盖外板，所述盖外板上设置孔部，

所述盖内板的外径宽于所述孔部的直径、窄于所述盖外板的外径，在所述盖内板与盖外板之间间隔有绝缘层，所述盖内板的位于所述孔部外的顶面紧贴所述盖外板的底面，所述盖内板的位于所述孔部内的顶面从所述孔部露出，

在所述盖外板的底面还设置有向底面凸起的环形凸起，所述环形凸起位于所述盖内板以及绝缘层外且靠近所述盖外板的外周边缘。

13.根据权利要求12所述的适用于锂离子电池的组合盖，其特征是，

所述环形凸起距离所述盖外板的外周边缘大于或等于0.1mm，小于或等于0.5mm。

14.根据权利要求12所述的适用于锂离子电池的组合盖，其特征是，

所述环形凸起的宽度大于或等于0.1mm，小于或等于0.5mm。

15.根据权利要求12所述的适用于锂离子电池的组合盖，其特征是，

所述环形凸起高于所述盖外板的底面的高度大于或等于0.1mm小于或等于0.3mm。

16.根据权利要求12所述的适用于锂离子电池的组合盖，其特征是，

所述环形凸起冲压形成在所述盖外板上。

17.根据权利要求12所述的适用于锂离子电池的组合盖，其特征是，

在所述盖外板的顶面形成有凹于所述顶面的环形凹槽。

18.根据权利要求17所述的适用于锂离子电池的组合盖，其特征是，

所述环形凹槽的深度为大于或等于0.05mm小于或等于0.2mm。

19.根据权利要求12所述的适用于锂离子电池的组合盖，其特征是，

所述绝缘层为绝缘层，所述绝缘层的两表面分别与表面相对的所述盖内板、盖外板的表面热复合密封结合成一起。

20.根据权利要求19所述的适用于锂离子电池的组合盖，其特征是，

所述绝缘层为塑胶层，所述塑胶层注塑成型在所述盖内板、盖外板之间，与所述盖内板、盖外板形成一体。

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