CN217934119U - 一种纽扣电池及其外壳组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种纽扣电池及其外壳组件，外壳组件包括：外壳，包括第一壳体与第二壳体，第二壳体与第一壳体固定连接形成密封腔，第一壳体或第二壳体设置有通孔；绝缘件，绝缘件设置于外壳面向密封腔的一侧，部分绝缘件沿纵向的投影落入通孔内；极柱，极柱穿过通孔，极柱通过绝缘件固定于外壳，极柱与通孔的孔壁之间形成间隙；泄压件，泄压件固定于绝缘件面向密封腔的一面，部分泄压件沿纵向的投影落入通孔内。本申请没有对外壳进行激光刻蚀或者冲压，而是通过在外壳固定泄压件，在电池发生热失控时，绝缘件受高温加热后处于熔融状态，同时与间隙对应的泄压件区域被电池内部的气压冲破，将电池内部的气体排出。

Description

一种纽扣电池及其外壳组件

技术领域

本实用新型属于电池生产制造的技术领域，具体涉及一种纽扣电池及其外壳组件。

背景技术

金属壳体电池在便携式电子产品中有广泛的应用，由于此类电池和人体接触距离近，因此在设计电池时，需要考虑电池安全。

常见的安全设计方案包括两种：第一种是在金属壳体上用激光刻蚀设定一定深度的刻纹。当电池热失效时，电池内部气压会冲破此刻纹，形成泄压通道。但是激光刻蚀的方案，对设备投资比较大，如高精度皮秒激光器与CCD视觉检测等。同时激光刻蚀还存在深度不稳定，容易将金属壳体刻穿，产生电池漏液。第二种是在壳体表面机械冲压一个凹纹，缺点是由于壳体是不锈钢制成，金属结构比较强，因此在不锈钢壳体冲压过程中，壳体延展性不够，无法冲压合格的泄压纹。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对现有技术的不足，提供一种纽扣电池及其外壳组件，解决了对金属壳体进行激光刻蚀或者冲压无法得到合格的泄压纹的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

第一方面，一种纽扣电池的外壳组件，包括：

外壳，包括第一壳体与第二壳体，第二壳体与第一壳体固定连接形成密封腔，第一壳体或第二壳体设置有通孔；

绝缘件，绝缘件设置于外壳面向密封腔的一侧，部分绝缘件沿纵向的投影落入通孔内；

极柱，极柱穿过通孔，极柱通过绝缘件固定于外壳，极柱与通孔的孔壁之间形成间隙；

泄压件，泄压件固定于绝缘件面向密封腔的一面，部分泄压件沿纵向的投影落入通孔内。

优选的，泄压件设置有薄弱部，薄弱部沿纵向的投影落入间隙。

优选的，薄弱部为冲压纹，薄弱部沿纵向的投影形状包括圆形、半圆形与1/4圆形中的一种。

优选的，薄弱部的厚度为10-35μm。

优选的，泄压件面向密封腔的一侧设置有PP层。

优选的，泄压件的厚度为5-40μm。

优选的，绝缘件设置有避让部，避让部贯穿绝缘件，避让部沿纵向的投影落入间隙。

优选的，绝缘件设置有第一开孔，泄压件设置有第二开孔，第一开孔与第二开孔沿纵向的投影落入通孔。

优选的，极柱包括本体部与固定于本体部的凸部，本体部沿纵向的投影大于凸部沿纵向的投影，本体部容纳于通孔并与通孔的孔壁形成间隙，凸部依次穿过绝缘件与泄压件。

第二方面，一种纽扣电池，包括上述方案的外壳组件与容纳于外壳组件的电芯。

相对于现有技术，本实用新型的有益效果在于：本申请没有对外壳进行激光刻蚀或者冲压，而是通过在绝缘件面向密封腔的一面固定泄压件，极柱与通孔的孔壁之间形成间隙，在电池发生热失控时，由于电池热失控产生的温度大于其熔点温度，因此绝缘件受高温加热后处于熔融状态，同时在对应间隙位置的泄压件区域会被电池内部的升高的气压冲破，从而形成泄压通道将电池内部的气体排出。由于不用对外壳进行激光刻蚀，因此避免了激光刻蚀存在深度不稳定，容易将金属壳体刻穿，产生电池漏液的问题。同时由于不用对外壳进行冲压泄压纹，因此避免了因为外壳延展性不够导致无法冲压出合格的泄压纹。

附图说明

下面将参考附图来描述本实用新型示例性实施方式的特征、优点和技术效果。

图1为本实用新型中实施例1的纽扣电池的立体结构示意图。

图2为本实用新型中实施例1的纽扣电池的立体结构拆解图。

图3为本实用新型中实施例1的纽扣电池的结构示意图。

图4为本实用新型中实施例2的纽扣电池的结构示意图。

图5为本实用新型中实施例3的纽扣电池的结构示意图。

图6为本实用新型中实施例4的纽扣电池的外壳的结构示意图。

图7为本实用新型中实施例5的纽扣电池的外壳的结构示意图。

图8为本实用新型中实施例6的纽扣电池的外壳的结构示意图。

其中，附图标记说明如下：

1-外壳；11-第一壳体；12-第二壳体；13-通孔；14-间隙；

2-绝缘件；21-第一开孔；22-避让部；

3-极柱；31-本体部；32-凸部；

4-泄压件；41-第二开孔；42-薄弱部；43-PP层；

5-电芯；51-正极片；52-负极片；53-隔膜；54-正极耳；55-负极耳；

X-横向；Y-纵向。

具体实施方式

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决技术问题，基本达到技术效果。

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。

在实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体的连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明，但不作为对本实用新型的限定。

实施例1

如图1至图3所示，本实施例提供了一种纽扣电池，包括外壳组件与容纳于外壳组件的电芯5。

纽扣电池的外壳组件包括外壳1、绝缘件2、极柱3与泄压件4。外壳1包括第一壳体11与第二壳体12，第二壳体12与第一壳体11固定连接形成密封腔，第一壳体11设置有通孔13；绝缘件2设置于外壳1面向密封腔的一侧，部分绝缘件2沿纵向Y的投影落入通孔13内；极柱3穿过通孔13，极柱3通过绝缘件2固定于第一壳体11，极柱3与通孔13的孔壁之间形成间隙14；泄压件4固定于绝缘件2面向密封腔的一面，部分泄压件4沿纵向Y的投影落入通孔13内。

具体的，第一壳体11与第二壳体12的材料可以为不锈钢。第一壳体11为不锈钢片经钣金得到的盘状结构或盖状结构，或为不锈钢片经冲压成型的桶状结构。第二壳体12为不锈钢片经冲压成型的杯状结构，或者为一筒状结构不锈钢与一盘状结构的不锈钢焊接形成的杯状结构。第一壳体11与第二壳体12的壁厚可以根据电池设计进行调整。可以理解的是，第一壳体11与第二壳体12的材料还可以是铝合金、铜合金、镍合金、镁铝合金中的一种或多种。

在本实施中，第一壳体11优选为盘状结构，第二壳体12为底壁与侧壁组成的杯状结构，第一壳体11盖合于第二壳体12形成密封腔，密封腔可以用于容纳电芯5。

可选的，第二壳体12的侧壁在开口端设置有凸台，凸台与第二壳体12侧壁形成定位槽，定位槽与第一壳体11间隙14配合和过盈配合，并且定位槽与第一壳体11激光焊接。通过设置定位槽能够使第一壳体11直接盖合在第二壳体12的开口，不用再进行定位，减少定位时间，同时由于定位槽能够限制第一壳体11盖合在第一壳体11的位置，因此提高了第一壳体11与第二壳体12激光焊接的效率与精准率。

可选的，外壳1面向电芯5的一面采用喷塑的方式喷涂一层薄薄的绝缘层或贴绝缘胶带，从而能够防止正极耳54绝缘层破损接触到第二壳体12导致短路。

具体的，绝缘件2选用熔点温度低于电池热失控温度的材料。在本实施例中绝缘件2选用聚丙烯(PP)材料。绝缘件2固定于外壳1的方式包括但不限于注塑、固化胶粘合、热压复合、超声波焊接、喷塑固化、高温烧结与高频加热等。在纽扣电池发生热失控时，绝缘件2发生熔融，从而无法阻止泄压件4被电池内部气压冲破形成泄压通道。

可选的，绝缘件2为盘状结构，绝缘件2设置有第一开孔21，第一开孔21沿纵向Y的投影落入通孔13。通过在绝缘件2设置第一开孔21，从而能够使极耳与极柱3进行电连接。

具体的，极柱3为盘状结构，极柱3容纳于通孔13，极柱3与通孔13的孔壁之间形成间隙14，间隙14用于在间隙14对应的泄压件4区域被电池内部气压冲破后，将电池内部气体排出。极柱3的材料包括但不限于铝合金、铁合金、铜合金、镍合金、镁铝合金、金属钼中的一种或多种。

具体的，泄压件4为盘状结构，泄压件4设置有第二开孔41，第二开孔41沿纵向Y的投影落入通孔13。通过在泄压件4设置第二开孔41，从而能够使极耳与极柱3进行电连接。其中，第一开孔21与第二开孔41气体导通。泄压件4的材料为金属材料，如：铝合金、镍合金等高延展性金属，由于高延展性金属的结构强度低，因此更加容易在电池热失控时被电池内部升高的气压冲破。

优选的，泄压件4的厚度为5-40μm。通过将泄压件4的厚度设置在5-40μm，从而能够满足电池热失控泄压的需求。在电池发生热失控时，电池内部的气压升高，此时，泄压件4的各个区域会受到气体的压力，由于泄压件4通过绝缘件2固定在外壳1，因此泄压件4与外壳1重叠区域受到气体的压力会与外壳1施加给泄压件4的支撑力形成力平衡，而在对应间隙14的泄压件4区域，由于没有外壳1提供的支撑力，同时绝缘件2熔融也无法为泄压件4提供支撑力，从而会被气体的压力不断向外壳1的外部撕扯，当撕扯的力大于泄压件4的结构强度时，泄压件4被气体冲破，从而与间隙14组成连通电池外部的泄压通道，随着电池内部的气体通过泄压通道排出到电池外部，使得电池内部的气压逐渐降低，直至与外部气压一致，从而避免了电池因内部气压升高无法排出导致电池发生爆炸伤人。

纽扣电池的电芯5包括正极片51、负极片52与隔膜53，隔膜53设置在正极片51与负极片52之间。正极片51、负极片52与隔膜53通过卷绕工艺，卷绕成圆柱形卷芯，正极耳54与负极耳55分别从卷芯的下端面和上端面引出。可以理解的是，正极耳54与负极耳55可以为多个。

其中，正极耳54为铝带，负极耳55为铜镀镍带、铜带或镍带，优选的，负极耳55使用铜镀镍带。采用超声波焊将铝带和铜镀镍带分别焊接在正极片51与负极片52的空箔上。正极耳54通过固化胶、超声波焊、电阻焊或激光焊连接在极柱3，负极耳55通过电阻焊或激光焊焊接在第二壳体12。

电芯5通过正极耳54与负极耳55分别与极柱3和第二壳体12焊接在一起，进而与外部电路进行导通。对铝带和铜镀镍带的非焊接点进行绝缘处理，处理方式包括热复合PP胶、对贴绝缘胶纸或涂覆绝缘胶水，进行绝缘处理可避免铝带接触到与铜镀镍带连接的第二壳体12而发生短路，或者避免铜镀镍带接触到正极片51而发生短路。可以理解的是，正极耳54与负极耳55还可以分别由正极片51与负极片52的空箔经过裁切得到。因为外壳1能够很好地进行密封连接，所以使用该外壳1的纽扣电池能够减少漏液的风险，同时在制作过程中能够节约成本。

本实施例没有对外壳1进行激光刻蚀或者冲压，而是通过在绝缘件2面向密封腔的一面固定泄压件4，极柱3与通孔13的孔壁之间形成间隙14，在电池发生热失控时，由于电池热失控产生的温度大于其熔点温度，因此绝缘件2受高温加热后处于熔融状态，同时在对应间隙14位置的泄压件4区域会被电池内部的升高的气压冲破，从而形成泄压通道将电池内部的气体排出。由于不用对外壳1进行激光刻蚀，因此避免了激光刻蚀存在深度不稳定，容易将金属壳体刻穿，产生电池漏液的问题。同时由于不用对外壳1进行冲压泄压纹，因此避免了因为外壳1延展性不够导致无法冲压出合格的泄压纹。

实施例2

如图4所示，与实施例1不同的是，本实施例的通孔13设置于第二壳体12，极柱3穿过通孔13，极柱3通过绝缘件2固定于第二壳体12。电芯5的正极耳54通过固化胶、超声波焊、电阻焊或激光焊连接在极柱3，电芯5的负极耳55通过电阻焊或激光焊焊接在第一壳体11。

其他结构与实施例1相同，在此不再赘述。

实施例3

如图5所示，与实施例1不同的是，本实施例的极柱3包括本体部31与固定于本体部31的凸部32，本体部31沿纵向Y的投影大于凸部32沿纵向Y的投影，本体部31容纳于通孔13并与通孔13的孔壁形成间隙14，凸部32依次穿过绝缘件2与泄压件4。正极耳54与凸部32与电连接，外部电路与本体部31进行电连接。

其余结构与实施例1相同，在此不再赘述。

实施例4

如图6所示，与实施例1不同的是，本实施例的泄压件4设置有薄弱部42，薄弱部42沿纵向Y的投影落入间隙14。

优选的，薄弱部42为冲压纹，薄弱部42沿纵向Y的投影形状包括圆形、半圆形与1/4圆形中的一种。

优选的，薄弱部42的厚度为10-35μm。在电池发生热失控时，由于薄弱部42的厚度在10-35μm，因此电池内部的气压能够更加容易地将薄弱部42冲破，从而及时将电池内部的气体排出。

在电池发生热失控时，由于在泄压件4设置有薄弱部42，因此电池内部的气压能够更加容易地将泄压件4冲破，从而及时将电池内部的气体排出。由于薄弱部42的设置，因此除薄弱部42以外的泄压件4区域的厚度可以适当进行增加，从而使泄压件4能够加强极柱3与外壳1的密封强度。薄弱部42为对高延展金属片机械冲压得到，由于泄压件4使用高延展金属制成，因此泄压件4的延伸性良好，对泄压件4进行机械冲压能够得到合格的薄弱部42。

其余结构与实施例1相同，在此不再赘述。

实施例5

如图7所示，与实施例1不同的是，本实施例的泄压件4面向密封腔的一侧设置有PP层43。通过设置PP层43从而能够避免泄压件4与电芯5或极耳发生直接接触造成短路。

其余结构与实施例1相同，在此不再赘述。

实施例6

如图8所示，与实施例1不同的是，本实施例的绝缘件2设置有避让部22，避让部22贯穿绝缘件2，避让部22沿纵向Y的投影落入间隙14。在电池发生热失控时，由于绝缘件2设置有避让部22，因此无需绝缘件2熔融，电池内部气压能够直接在冲破后形成泄压通道进行泄压。由于绝缘件2无需熔融也可以形成泄压通道，因此绝缘件2的材料可以包括但不限于聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚酯(PET)、聚氯乙烯(PVC)、聚酰亚胺(PI)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(ABS)、聚碳酸酯(PC)、聚酰胺(PA)和陶瓷中的一种或多种。

其余结构与实施例1相同，在此不再赘述。

根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更、组合与修改。因此，本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本实用新型的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。

Claims (10)

1.一种纽扣电池的外壳组件，其特征在于，包括：

外壳(1)，包括第一壳体(11)与第二壳体(12)，所述第二壳体(12)与所述第一壳体(11)固定连接形成密封腔，所述第一壳体(11)或所述第二壳体(12)设置有通孔(13)；

绝缘件(2)，所述绝缘件(2)设置于所述外壳(1)面向所述密封腔的一侧，部分所述绝缘件(2)沿纵向(Y)的投影落入所述通孔(13)内；

极柱(3)，所述极柱(3)穿过所述通孔(13)，所述极柱(3)通过所述绝缘件(2)固定于所述外壳(1)，所述极柱(3)与所述通孔(13)的孔壁之间形成间隙(14)；

泄压件(4)，所述泄压件(4)固定于所述绝缘件(2)面向所述密封腔的一面，部分所述泄压件(4)沿纵向(Y)的投影落入所述通孔(13)内。

2.根据权利要求1所述的外壳组件，其特征在于，所述泄压件(4)设置有薄弱部(42)，所述薄弱部(42)沿纵向(Y)的投影落入所述间隙(14)。

3.根据权利要求2所述的外壳组件，其特征在于，所述薄弱部(42)为冲压纹，所述薄弱部(42)沿纵向(Y)的投影形状包括圆形、半圆形与1/4圆形中的一种。

4.根据权利要求2所述的外壳组件，其特征在于，所述薄弱部(42)的厚度为10-35μm。

5.根据权利要求1所述的外壳组件，其特征在于，所述泄压件(4)面向所述密封腔的一侧设置有PP层(43)。

6.根据权利要求1所述的外壳组件，其特征在于，所述泄压件(4)的厚度为5-40μm。

7.根据权利要求1所述的外壳组件，其特征在于，所述绝缘件(2)设置有避让部(22)，所述避让部(22)贯穿所述绝缘件(2)，所述避让部(22)沿纵向(Y)的投影落入所述间隙(14)。

8.根据权利要求1所述的外壳组件，其特征在于，所述绝缘件(2)设置有第一开孔(21)，所述泄压件(4)设置有第二开孔(41)，所述第一开孔(21)与所述第二开孔(41)沿纵向(Y)的投影落入所述通孔(13)。

9.根据权利要求1所述的外壳组件，其特征在于，所述极柱(3)包括本体部(31)与固定于所述本体部(31)的凸部(32)，所述本体部(31)沿纵向(Y)的投影大于所述凸部(32)沿纵向(Y)的投影，所述本体部(31)容纳于所述通孔(13)并与所述通孔(13)的孔壁形成所述间隙(14)，所述凸部(32)依次穿过所述绝缘件(2)与所述泄压件(4)。

10.一种纽扣电池，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的外壳组件与容纳于所述外壳组件的电芯(5)。

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