CN216133918U - 外壳及具有其的纽扣电池装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种外壳及具有其的纽扣电池装置，外壳包括外壳本体、正极导电部和负极导电部，外壳本体由非金属材料制成，并且包括外壳顶壁和外壳侧壁，正极导电部用于与正极导体连接，正极导电部设置于外壳本体内并外露，负极导电部用于与负极导体连接，负极导电部设置于外壳本体内并外露，外壳顶壁设置有向下凹陷的凹部，凹部用于接收保护电路板。本实用新型提供的外壳，其提供用于放置保护电路板的凹陷的空间，一方面可以有效利用纽扣电池的空间，提高电池的体积能量密度，避免出现短路的风险；另一方面保护电路板能够容易地定位至壳盖的合适位置，使保护电路板的安装更容易。

Description

外壳及具有其的纽扣电池装置

技术领域

本实用新型涉及电池的技术领域，具体而言涉及一种外壳及具有其的纽扣电池装置。

背景技术

已有的用于TWS(True Wireless Stereo)耳机等装置的纽扣电池通常包括电芯和两个金属壳体，这两个金属壳体形成容纳空间，用于容纳电芯。电芯的正极和负极能够经由导体分别连接至这两个金属壳体。由于壳体采用金属材料制成，使得纽扣电池在存放和使用过程中，壳体容易出现腐蚀、氧化等现象，造成纽扣电池的损坏，引起漏液，并且金属壳体的外部容易发生短路，影响纽扣电池的质量和使用寿命。

并且这种类型的纽扣电池通常会设置保护电路板。由于正极和负极分别在纽扣电池的不同侧，纽扣电池安装保护电路板时，需要从底部负极侧引出引脚与保护电路板连接，空间的利用率不好，而且容易出现短路风险。

因此，需要一种外壳及具有其的纽扣电池装置，以至少部分地解决以上问题。

实用新型内容

在实用新型内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本实用新型的实用新型内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为至少部分地解决上述问题，本实用新型提供了一种用于纽扣电池的外壳，所述纽扣电池包括具有正极导体和负极导体的电芯，所述外壳用于容纳所述电芯，所述外壳包括：

外壳本体，所述外壳本体由非金属材料制成，并且包括外壳顶壁和外壳侧壁；

正极导电部，所述正极导电部用于与所述正极导体连接，所述正极导电部设置于所述外壳本体内并外露；以及

负极导电部，所述负极导电部用于与所述负极导体连接，所述负极导电部设置于所述外壳本体内并外露，

其中，所述外壳顶壁设置有向下凹陷的凹部，所述凹部用于接收保护电路板。

可选地，所述凹部凸出于所述外壳顶壁的内表面使得形成在所述凹部与所述外壳侧壁之间的结构空间，所述正极导体和所述负极导体中的至少一个至少部分地接收于所述结构空间。

可选地，所述凹部的深度d为d≤2mm。

可选地，所述凹部设置于所述正极导电部与所述负极导电部之间，和/或所述凹部设置于所述外壳顶壁的中央。

可选地，所述凹部构造成与所述保护电路板的形状相适配，和/或所述凹部的形状为圆形。

可选地，所述正极导电部和所述负极导电部均从所述外壳顶壁延伸至所述外壳侧壁。

可选地，所述正极导电部和所述负极导电部通过粘接、焊接和注塑中的至少一个设置于所述外壳本体。

可选地，所述正极导电部和所述负极导电部中的至少一个采用热敏电阻材料制成。

可选地，所述正极导电部和所述负极导电部中的至少一个设置有刻伤槽。

根据本实用新型的另一方面提供了一种纽扣电池装置，其包括纽扣电池和保护电路板，所述纽扣电池包括：

电芯，所述电芯引出有正极导体和负极导体；以及

根据上述任一方面所述的外壳，所述外壳容纳所述电芯，

其中，所述保护电路板接收在所述外壳的凹部内，并且

所述外壳的正极导电部与所述正极导体连接，所述外壳的负极导电部与所述负极导体连接，所述保护电路板通过电连接体与所述正极导电部和所述负极导电部均连接。

具有本实用新型的外壳的纽扣电池装置，纽扣电池的外壳提供用于放置保护电路板的凹陷的空间，一方面可以有效利用纽扣电池的空间，提高电池的体积能量密度，避免出现短路的风险；另一方面保护电路板能够容易地定位至壳盖的合适位置，使保护电路板的安装更容易。

外壳构成为绝缘外壳，使得纽扣电池在存放和使用过程中，外壳不会出现腐蚀、氧化等现象，保证了纽扣电池的完整且不会产生漏液；并且避免了外壳的外部发生短路的现象；能够提高纽扣电池的质量和使用寿命。

正极导电部作为纽扣电池的正极输出，负极导电部作为纽扣电池的负极输出，保护电路板分别连接至纽扣电池的正极导电部与负极导电部，从而可以避免从壳体的底侧引出电连接体与保护电路板连接。

本实用新型提供的带有正负极导电部的绝缘外壳，能够方便电池的pack需求，节省pack所需的空间。当内部装有软包电芯时，可以解决软包电芯尺寸不稳定，鼓包漏液，外表容易损伤等问题。

附图说明

本实用新型的下列附图在此作为本实用新型的一部分用于理解本实用新型。附图中示出了本实用新型的实施例及其描述，用来解释本实用新型的原理。

附图中：

图1为根据本实用新型的一个实施方式的纽扣电池装置的立体示意图；

图2为图1所示的纽扣电池装置的截面示意图；

图3为图1中A部分的放大图；

图4为根据本实用新型的一个实施方式的纽扣电池装置的截面示意图。

附图标记说明：

100纽扣电池 110外壳

111外壳本体 112正极导电部

113负极导电部 114外壳顶壁

115外壳侧壁 116筒体部

117盖体部 118第一部分

119第二部分 120电芯

121正极导体 122负极导体

10保护电路板 101凹部

102结构空间

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底理解本实用新型，将在下列的描述中提出详细的描述。显然，本实用新型实施方式的施行并不限定于本领域的技术人员所熟悉的特殊细节。本实用新型的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本实用新型还可以具有其他实施方式。

应予以注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施例，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施例。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。

本实用新型中所引用的诸如“第一”和“第二”的序数词仅仅是标识，而不具有任何其他含义，例如特定的顺序等。而且，例如，术语“第一部件”其本身不暗示“第二部件”的存在，术语“第二部件”本身不暗示“第一部件”的存在。

需要说明的是，本文中所使用的术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”以及类似的表述只是为了说明目的，并非限制。

现在，将参照附图更详细地描述根据本实用新型的示例性实施例。然而，这些示例性实施例可以多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施例。应当理解的是，提供这些实施例是为了使得本实用新型的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施例的构思充分传达给本领域普通技术人员。

图1和图2示出了根据本实用新型的一个实施方式的纽扣电池装置。如图1和图2所示，纽扣电池装置包括纽扣电池100和安装至纽扣电池100的保护电路板10。其中纽扣电池100包括外壳110和电芯120。外壳110用于容纳电芯120，电芯120引出有正极导体121和负极导体122。电芯120为裸电芯。需要说明地是，图中示意性地示出保护电路板10的结构，可以理解，保护电路板10设置有多个电元器件。

本实用新型的外壳110可以包括外壳本体111、正极导电部112和负极导电部113。外壳本体111由非金属材料制成。优选地，外壳本体111由硬质的非金属材料制成。例如非金属材料为硬质塑料；硬质塑料可以包括PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯，polyethylene glycolterephthalate)、PTFE(聚四氟乙烯，poly tetra fluoroethylene)、PEEK(聚醚醚酮，polyetheretherketone)、PEK(聚醚酮polyetherketone)中的至少一种。

由于外壳本体111由非金属材料制成，使得外壳110构成为绝缘外壳，纽扣电池100在存放和使用过程中，外壳110不会出现腐蚀、氧化等现象，保证了纽扣电池100的完整且不会产生漏液；并且避免了外壳110的外部发生短路的现象；能够提高纽扣电池100的质量和使用寿命。

外壳本体111可以包括外壳顶壁114和外壳侧壁115。进一步说，外壳本体111可以构造成圆筒形状。如图2所示，在图示实施方式中，外壳110可以包括具有容纳电芯120的筒体部116和盖合筒体部116的开口的盖体部117。盖体部117位于筒体部116的下方，并能够与筒体部116连接。筒体部116可以包括外壳顶壁114和外壳侧壁115。正极导电部112和负极导电部113设置于筒体部116。外壳本体111可以包括筒体部116和盖体部117。盖体部117可以构造成平板状。在未示出的实施方式中，外壳本体111可以包括两个半壳。

需要说明的是，本文中使用的方向性术语，诸如：“顶”、“底”、“上方”、“下方”等均是相对于附图中所示的平放的纽扣电池装置100而言的。

保护电路板10可以通过电连接体与正极导电部112和负极导电部113均连接。电连接体可以是焊线等。本实施方式中，外壳顶壁114能够设置有向下凹陷的凹部101。凹部101能够用于接收保护电路板10。也就是说，纽扣电池100的外壳110提供用于放置保护电路板10的凹陷的空间。保护电路板10通过诸如焊接等方式安装在凹部101内。由此，可以有效利用纽扣电池100的空间，提高电池的体积能量密度，避免出现短路的风险。

如图2所示，凹部101凸出于外壳顶壁114的内表面使得形成在凹部101与外壳侧壁115之间的结构空间102。结构空间102为壳体的围绕凹部的环形的内部空间。正极导体121和负极导体122中的至少一个至少部分地接收于结构空间102。由此，可以有效利用纽扣电池100的空间，使纽扣电池100的体积最小化，从而可以提高电池的体积能量密度。

凹部101能够设置于正极导电部112与负极导电部113之间，以便保护电路板10能够容易地与正极导电部112与负极导电部113连接。返回参照图1，凹部101可以设置于外壳顶壁114的中央。凹部101可以构造成与保护电路板10的形状相适配。例如，保护电路板10为大致圆形，相应地，凹部101的形状也为圆形。

如图3所示，凹部101的深度d可以为d≤2mm。例如深度d可以为2mm、1.8mm、1.6mm、1.4mm、1.2mm、1mm等。保护电路板10的上表面可以低于外壳本体111的上表面，或者保护电路板10的上表面可以与外壳本体111的上表面平齐，或者保护电路板10的上表面可以高于外壳本体111的上表面。

如图2所示，正极导电部112能够用于与正极导体121连接，正极导电部112设置于外壳本体111内并外露。负极导电部113能够用于与负极导体122连接，负极导电部113设置于外壳本体111内并外露。也就是说，正极导电部112贯穿外壳本体111。正极导电部112的一部分朝向外壳本体111的内部，以便于从外壳本体111的内部将电芯120的正极导体121与正极导电部112连接。正极导电部112的另一部分朝向外壳本体111的外部，由此，正极导电部112作为纽扣电池100的正极输出。负极导电部113贯穿外壳本体111。负极导电部113的一部分朝向外壳本体111的内部，以便于从外壳本体111的内部将电芯120的负极导体122与负极导电部113连接。负极导电部113的另一部分朝向外壳本体111的外部，由此，负极导电部113作为纽扣电池100的负极输出。

可以先将正极导体121折弯，折弯后的正极导体121与正极导电部112物理接触后，采用激光焊接，实现两者之间的稳定电连接。类似地，可以先将负极导体122折弯，折弯后的负极导体122与负极导电部113物理接触后，采用激光焊接，实现两者之间的稳定电连接。

其中，正极导电部112和负极导电部113中的至少一个能够从外壳顶壁114延伸至外壳侧壁115。也就是说，正极导电部112和负极导电部113中的至少一个能够设置于外壳本体111的弯角处。

在图示实施方式中，正极导电部112能够从外壳顶壁114延伸至外壳侧壁115，负极导电部113也从外壳顶壁114延伸至外壳侧壁115。

正极导电部112和负极导电部113可以通过粘接、焊接和注塑中的至少一个设置于外壳本体111。当然，也可以采用其他方式将正极导电部112和负极导电部113设置于外壳本体111。一个示例性的实施方式是，外壳本体111可以设置有间隔布置的第一通孔和第二通孔。正极导电部112设置于第一通孔内，并通过粘接或焊接的方式与外壳本体111连接；负极导电部113设置于第二通孔内，类似地，通过粘接或焊接的方式与外壳本体111连接。另一个示例性的实施方式是，正极导电部112和负极导电部113可以通过嵌入的方式设置于外壳本体111。将正极导电部112和负极导电部113放置于用于制造外壳本体111的模具的预定位置，在注塑外壳本体111时使正极导电部112和负极导电部113嵌入外壳本体111。

外壳110的直径为D。正极导电部112和负极导电部113中的至少一个包括第一部分118和第二部分119，第一部分118位于外壳顶壁114，第二部分119位于外壳侧壁115。如图3所示，第一部分118的径向长度L1可以为2mm≤L1≤1/2D，例如L1可以为2mm、3mm、4mm、5mm等。第二部分119的轴向长度L2可以为2mm≤L2≤1/2D，例如L2可以为2mm、3mm、4mm、5mm等。在图示实施方式中，正极导电部112和负极导电部113均包括第一部分118和第二部分119。可选地，正极导体121连接至正极导电部112的第一部分118；负极导体122连接至负极导电部113的第一部分118。

正极导电部112和负极导电部113均由金属材料制成，例如金属材料可以为铜、铝、铝合金等。正极导电部112和负极导电部113均由片状材料制成，在该实施方式中，正极导电部112也可以成为正极导电片，负极导电部113也可以成为负极导电片。

返回参照图1，正极导电部112与负极导电部113之间的圆心角大于等于90°。可选地，正极导电部112相对于外壳110的中心轴线沿外壳110的周向与负极导电部113以90°或180°间隔设置。在图示实施方式中，正极导电部112与负极导电部113之间的圆心角为180°，换句话说，这两者以180°间隔设置。

正极导电部112和负极导电部113中的至少一个采用热敏电阻材料制成。当电池异常升温或短路时，能够保证电池的安全。热敏电阻材料可以为PTC(正温度系数，PositiveTemperature Coefficient)热敏电阻材料。

正极导电部112和负极导电部113中的至少一个设置有泄气结构(未示出)，以便于防爆泄气。当电池内部电压异常升高时，能够通过泄气结构排出内部气体，保证电池的安全。泄气结构包括刻伤槽。通过刻伤结构的设计，实现纽扣电池100的防爆功能，当电池内部气压异常高的时候，可以通过刻伤槽排出气体，进行泄压，保证电池的安全。刻伤槽的形状可以根据需要设置，例如，刻伤槽的形状可以为三角交叉的形状即Y形、两角交叉的形状即V形、一字形状或合适的曲线形状等。

进一步地，外壳本体111可以采用电镀处理，以在外壳本体111的表面形成金属层，以便进一步隔绝水对内部电芯120的干扰。盖体部117可以使用密封胶粘接至筒体部116的开口处。密封胶可以为环氧树脂胶、聚氨酯胶等。

本实施方式中的电芯120为裸电芯，纽扣电池装置的装配过程为：将电芯120的正极导体121和负极导体122分别例如通过焊接电连接至外壳110的正极导电部112和负极导电部113并且将电芯120装至外壳110，具体是装至筒体部116；向装有裸电芯的外壳110注入电解液；然后，将盖体部117盖合并粘接至筒体部116，实现封装。接着，将保护电路板10例如通过焊接安装于凹部101内，最后，将保护电路板10通过电连接体与正极导电部112和负极导电部113连接。

图4示出了根据本实用新型的另一个实施方式的纽扣电池装置。如图4所示，纽扣电池装置包括纽扣电池100和安装至纽扣电池100的保护电路板10。其中纽扣电池100包括外壳110和电芯120。外壳110用于容纳电芯120，电芯120引出有正极导体121和负极导体122。其中电芯120为软包电芯。软包电芯可以是锂离子电池、锂-二氧化锰体系电池或锂二硫化铁等体系电池。

在该实施方式中，纽扣电池装置的装配过程为：将电芯120的正极导体121和负极导体122分别例如通过焊接电连接至外壳110的正极导电部112和负极导电部113并且将电芯120装至外壳110，具体是装至筒体部116；然后，将盖体部117盖合并粘接至筒体部116，实现封装。接着，将保护电路板10例如通过焊接安装于凹部101内，最后，将保护电路板10通过电连接体与正极导电部112和负极导电部113连接。

本实用新型提供的外壳，既可以适用于裸电芯的纽扣电池，也适用于软包电芯的纽扣电池。

除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本实用新型。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其它特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。

本实用新型已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本实用新型限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本实用新型并不局限于上述实施例，根据本实用新型的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围以内。本实用新型的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims (10)

1.一种用于纽扣电池的外壳，所述纽扣电池包括具有正极导体和负极导体的电芯，其特征在于，所述外壳用于容纳所述电芯，所述外壳包括：

外壳本体，所述外壳本体由非金属材料制成，并且包括外壳顶壁和外壳侧壁；

正极导电部，所述正极导电部用于与所述正极导体连接，所述正极导电部设置于所述外壳本体内并外露；以及

负极导电部，所述负极导电部用于与所述负极导体连接，所述负极导电部设置于所述外壳本体内并外露，

其中，所述外壳顶壁设置有向下凹陷的凹部，所述凹部用于接收保护电路板。

2.根据权利要求1所述的外壳，其特征在于，所述凹部凸出于所述外壳顶壁的内表面使得形成在所述凹部与所述外壳侧壁之间的结构空间，所述正极导体和所述负极导体中的至少一个至少部分地接收于所述结构空间。

3.根据权利要求1所述的外壳，其特征在于，所述凹部的深度d为d≤2mm。

4.根据权利要求1所述的外壳，其特征在于，所述凹部设置于所述正极导电部与所述负极导电部之间，和/或所述凹部设置于所述外壳顶壁的中央。

5.根据权利要求1所述的外壳，其特征在于，所述凹部构造成与所述保护电路板的形状相适配，和/或所述凹部的形状为圆形。

6.根据权利要求1所述的外壳，其特征在于，所述正极导电部和所述负极导电部均从所述外壳顶壁延伸至所述外壳侧壁。

7.根据权利要求1所述的外壳，其特征在于，所述正极导电部和所述负极导电部通过粘接、焊接和注塑中的至少一个设置于所述外壳本体。

8.根据权利要求1所述的外壳，其特征在于，所述正极导电部和所述负极导电部中的至少一个采用热敏电阻材料制成。

9.根据权利要求1所述的外壳，其特征在于，所述正极导电部和所述负极导电部中的至少一个设置有刻伤槽。

10.一种纽扣电池装置，其特征在于，包括纽扣电池和保护电路板，所述纽扣电池包括：

电芯，所述电芯引出有正极导体和负极导体；以及

根据权利要求1至9中的任一项所述的外壳，所述外壳容纳所述电芯，

其中，所述保护电路板接收在所述外壳的凹部内，并且

所述外壳的正极导电部与所述正极导体连接，所述外壳的负极导电部与所述负极导体连接，所述保护电路板通过电连接体与所述正极导电部和所述负极导电部均连接。

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