JP2024516433A - 電池ケースおよび電池 - Google Patents
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Abstract
本発明は、電池ケースおよび電池を開示し、電池ケースを底部キャップと密封キャップに分割し、密封キャップを外側接触層、絶縁層および内側接触層に分割し、内側接触層の電極接続部は電池セルの一方の電極と電気的に導通し、電池セルの他方の電極は底部キャップと電気的に導通し、外側接触層と底部キャップを溶接して電池セルのパッケージングを実現することができ、内側接触層と外側接触層は絶縁層によって絶縁され、底部キャップも内側接触層から絶縁され、電池セルの2つの電極間の導通短絡を防止することができ、密封キャップの内側接触層と外側接触層とが予め絶縁されているため、密封キャップを底部キャップに組み付ける際に、絶縁膜を追加する必要がなく、外側接触層と底部キャップを溶接するだけでよく、電池の包装工程を簡略化でき、包装効率を向上させることができる。
Description
本発明は、電池技術分野に関し、特に電池ケースおよび電池に関する。
既存のボタン電池では、電池ケースは正極ケーシングおよび負極ケーシングを接続することによって形成され、ボタン電池の短絡を避けるために、正極ケーシングと負極ケーシング間は絶縁する必要があり、関連技術では、正極ケーシングと負極ケーシング間に絶縁膜を設けることで絶縁を実現し、正極ケーシングと負極ケーシングを溶接固定し、加工工程では、絶縁膜の設置が難しく、ボタン電池の加工がより難しく、加工効率が低下する。
本発明の主な目的は、電池加工効率をいかに向上させるという技術的問題を解決する、ボタン電池用の電池ケースを提供することである。
上記目的を達成するために、本発明が提供する電池ケースは、カップ状の底部キャップと前記底部キャップの開口を密封するための密封キャップとを備え、
前記底部キャップは円形または楕円形の底壁と環状の側壁を含み、
前記密封キャップは外側から内側に向かって順に、外側接触層、絶縁層および内側接触層を含み、
前記外側接触層の最大外径D1は前記内側接触層の最大外径D2よりも大きく、
前記内側接触層は外側電気接続部、電極接続部および導電性接合部を含み、
前記絶縁層は絶縁接合部および絶縁開口部を含み、
前記外側接触層は溶接部、溶接接合部および溶接開口部を含み、
前記側壁の開口の近傍に溶接支持部が設けられ、
前記電極接続部は前記内側接触層の前記電池ケース内に向かう面に位置し、電池セルの一方の電極に電気的に接続され、前記内側接触層と前記電池セルの電気的導通を形成するために使用され、
前記外側電気接続部は前記絶縁開口部および前記溶接開口部を通って外部装置に電気的に接続され、
前記導電性接合部は前記絶縁接合部とシームレスに接合し、前記密封キャップの強度を補強し、前記絶縁接合部と前記電池ケース内部との直接接触面積を減少し、外部の水が前記電池ケース内部に侵入することを防止するために使用され、
前記溶接部は前記溶接支持部と溶接接続し、前記密封キャップと前記底部キャップの密封を完了するために使用され、
前記溶接接合部は前記密封キャップ強度を高め、外部の水が前記電池ケース内部に侵入することを防止するために使用され、
前記密封キャップと前記底部キャップを密封する前に、前記絶縁接合部は、100℃以上時に熱収縮率6%以下の絶縁性抗電解液腐食性材料の溶融によって前記導電性接合部、前記溶接接合部とシームレスに接合し、常温における前記導電性接合部および前記溶接接合部との間の接合強度は1.0N/mm2以上であり、前記絶縁接合部の厚さd3は0.01mm~2.5mmであり、前記絶縁接合部と前記電池ケース内部の接触面積S0はS0>=π*D2*d3*1/2を満たす。
前記底部キャップは円形または楕円形の底壁と環状の側壁を含み、
前記密封キャップは外側から内側に向かって順に、外側接触層、絶縁層および内側接触層を含み、
前記外側接触層の最大外径D1は前記内側接触層の最大外径D2よりも大きく、
前記内側接触層は外側電気接続部、電極接続部および導電性接合部を含み、
前記絶縁層は絶縁接合部および絶縁開口部を含み、
前記外側接触層は溶接部、溶接接合部および溶接開口部を含み、
前記側壁の開口の近傍に溶接支持部が設けられ、
前記電極接続部は前記内側接触層の前記電池ケース内に向かう面に位置し、電池セルの一方の電極に電気的に接続され、前記内側接触層と前記電池セルの電気的導通を形成するために使用され、
前記外側電気接続部は前記絶縁開口部および前記溶接開口部を通って外部装置に電気的に接続され、
前記導電性接合部は前記絶縁接合部とシームレスに接合し、前記密封キャップの強度を補強し、前記絶縁接合部と前記電池ケース内部との直接接触面積を減少し、外部の水が前記電池ケース内部に侵入することを防止するために使用され、
前記溶接部は前記溶接支持部と溶接接続し、前記密封キャップと前記底部キャップの密封を完了するために使用され、
前記溶接接合部は前記密封キャップ強度を高め、外部の水が前記電池ケース内部に侵入することを防止するために使用され、
前記密封キャップと前記底部キャップを密封する前に、前記絶縁接合部は、100℃以上時に熱収縮率6%以下の絶縁性抗電解液腐食性材料の溶融によって前記導電性接合部、前記溶接接合部とシームレスに接合し、常温における前記導電性接合部および前記溶接接合部との間の接合強度は1.0N/mm2以上であり、前記絶縁接合部の厚さd3は0.01mm~2.5mmであり、前記絶縁接合部と前記電池ケース内部の接触面積S0はS0>=π*D2*d3*1/2を満たす。
選択可能に、前記外側接触層の材質はステンレス鋼であり、前記外側接触層の厚さd4は0.1mm~0.25mmであり、および/または、前記内側接触層の材質はステンレス鋼であり、前記内側接触層の厚さd5は0.1mm~0.25mmである。
選択可能に、前記絶縁層の材質はPP、PFA、PVDF、PTFE、ETFEおよびPVCのうちの1つまたは複数である。
選択可能に、前記絶縁接合部は、常温における前記導電性接合部および前記溶接接合部との間の接合強度は5.0N/mm以下である。
選択可能に、前記絶縁接合部の面積S1と前記絶縁層の面積S2はS1/S2>=0.6を満たし、および/または、前記絶縁接合部の面積S1と前記外側接触層の面積S3はS1/S2>=0.5を満たす。
選択可能に、前記導電性接合部の前記絶縁接合部に近い第1表面層に、前記絶縁接合部との接合強度を補強するための第1接合補強層が設けられ、および/または、前記溶接接合部の前記絶縁接合部に近い第2表面層に、前記絶縁接合部との接合強度を補強するための第2接合補強層が設けられる。
選択可能に、前記外側電気接続部は前記絶縁開口部および前記溶接開口部の底部に位置する。
選択可能に、前記外側電気接続部は前記電池ケース外部の方向に突出し、絶縁開口部および溶接開口部を順に貫通し、前記外側電気接続部の直径D6は内側接触層の最大外径D2の半分以下である。
選択可能に、前記電池ケースは保護部材をさらに備え、前記保護部材は、前記外側電気接続部、前記絶縁開口部および前記溶接開口部間に設けられた間隙充填液体接着剤が、前記密封キャップと前記底部キャップが密封された後に、常温で硬化することにより形成される。
本発明は、電池セルと前記に記載の電池ケースとを備える電池をさらに提供し、前記電池セルの一方の電極は前記電池ケースの外側接触層に電気的に接続され、他方の電極は前記電池ケースの内側接触層および/または底部キャップに電気的に接続される。
本発明は、電池ケースを底部キャップと密封キャップに分割し、密封キャップを外側接触層、絶縁層および内側接触層に分割し、内側接触層の電極接続部は電池セルの一方の電極と電気的に導通し、電池セルの他方の電極は底部キャップと電気的に導通し、外側接触層と底部キャップを溶接して電池セルのパッケージングを実現することができ、内側接触層と外側接触層は絶縁層によって絶縁され、底部キャップも内側接触層から絶縁され、電池セルの2つの電極間の導通短絡を防止することができ、密封キャップの内側接触層と外側接触層とが予め絶縁されているため、密封キャップを底部キャップに組み付ける際に、絶縁膜を追加する必要がなく、外側接触層と底部キャップを溶接するだけでよく、電池の包装工程を簡略化でき、包装効率を向上させることができ、さらに、絶縁接合部と電池ケース内部の接触面積S0をS0>=π*D2*d3*1/2に制限することにより、絶縁接合部と内側接触層および外側接触層との接合面積を増加することができ、接合安定性を確保することができる。
本発明の実施例または先行技術における技術的解決策をより明確に説明するために、以下、実施例または先行技術の説明において使用される必要のある添付図面を簡単に説明するが、明らかに、以下で説明される添付図面は本発明のいくつかの実施例に過ぎず、当業者であれば、創造的な労働をすることなく、これらの図面に示された構造に基づいて他の図面を得ることができる。
本発明の電池ケースの一実施例の構造分解図である。
本発明の電池ケースの一実施例の断面分解図である。
本発明の電池ケースの一実施例の断面模式図である。
本発明の密封キャップの一実施例の断面模式図である。
本発明の電池ケースの別の実施例の構造分解図である。
本発明の電池ケースの別の実施例の断面分解図である。
本発明の電池ケースの別の実施例の断面模式図である。
本発明の電池ケースのさらに別の実施例の構造分解図である。
本発明の目的の実現、機能特性および利点について、実施例に関連して添付図面を参照しながらさらに説明する。
以下、本発明の実施例における添付図面を参照しながら、本発明の実施例における技術的解決策を明確かつ完全に説明するが、明らかに、説明される実施例は本発明の一部の実施例に過ぎず、すべての実施例ではない。本発明の実施例に基づいて、当業者は、創造的な労働をすることなく得られた他の実施例は、すべて本発明の保護範囲に含まれる。
なお、本発明の実施例にかかる方向性指示(例えば上、下、左、右、前、後……)が存在する場合、そのような方向性指示は(添付図面に示されるように)特定の姿勢における様々な構成要素間の相対的な位置関係、移動などを説明するために使用されるだけであり、特定の姿勢が変更された場合、方向性指示もそれに応じて変更されることに留意されたい。
さらに、本発明の実施例にかかる「第1」、「第2」などの記載がある場合、「第1」、「第2」などの記載は目的を説明するためにのみ使用され、相対的な重要性またはかかる技術的特徴の数を指示したり暗示したりするものではない。したがって、「第1」、「第2」と定義された特徴は少なくとも1つのそのような特徴を含むことを明示または暗示する。また、本明細書で使用される「および/または」は並列する3つの解決策を含むことを意味し、例えば「Aおよび/またはB」は、A解決策、またはB解決策、またはAとBの両方を含む。また、各実施例間の技術的解決策は互いに組み合わせることができるが、当業者が実現できることを前提とし、技術的解決策の組み合わせが矛盾または実現できない場合、そのような技術的解決策の組み合わせが存在せず、本発明の保護範囲に含まないと考えるべきである。
本発明は、ボタン電池用の電池ケースを提供する。
本発明の実施例では、図1~図8に示すように、電池ケースはカップ状の底部キャップ10および前記底部キャップ10の開口を密封するための密封キャップ20を備え、前記底部キャップ10は円形または楕円形の底壁11および環状の側壁12を含み、前記密封キャップ20は外側から内側に向かって順に、外側接触層21、絶縁層22および内側接触層23を含み、前記外側接触層21の最大外径D1は前記内側接触層23の最大外径D2よりも大きく、前記内側接触層23は外側電気接続部231、電極接続部232および導電性接合部233を含み、前記絶縁層22は絶縁接合部221および絶縁開口部222を含み、前記外側接触層21は溶接部211、溶接接合部212および溶接開口部213を含み、前記側壁12の開口の近傍に溶接支持部121が設けられ、前記電極接続部232は前記内側接触層23の前記電池ケース内に向かう面に位置し、電池セル40の一方の電極に電気的に接続され、前記内側接触層23と前記電池セル40の電気的導通を形成するために使用され、前記外側電気接続部231は前記絶縁開口部222および前記溶接開口部213を通って外部装置ン電気的に接続され、前記導電性接合部233は前記絶縁接合部221とシームレスに接合し、前記密封キャップ20の強度を高め、前記絶縁接合部221と前記電池ケース内部の直接接触面積を減少し、外部の水が前記電池ケース内部に侵入することを防止するために使用され、前記溶接部211は前記溶接支持部121に溶接接続され、前記密封キャップ20と前記底部キャップ10を密封ために使用され、前記溶接接合部212は前記密封キャップ20の強度を高め、外部の水が前記電池ケース内部に侵入することを防止するために使用され、
前記密封キャップ20と前記底部キャップ10を密封する前に、前記絶縁接合部221は、100℃以上時に熱収縮率6%以下の絶縁性抗電解液腐食性材料の溶融によって前記導電性接合部233、前記溶接接合部212とシームレスに接合し、常温における前記導電性接合部233と前記溶接接合部212間の接合強度は1.0N/mm2以上であり、前記絶縁接合部221の厚さd3は0.01mm~2.5mmであり、前記絶縁接合部221と前記電池ケース内部の接触面積S0はS0>=π*D2*d3*1/2を満たす。具体的に説明すると、d3は、0.01mm、0.05mm、0.1mm、0.15mm、0.2mm、0.25mm、0.3mm、0.35mm、0.5mm、1.0mm、1.2mm、1.4mm、1.6mm、1.8mm、2.0mm、2.5mmであってもよく、小型ボタン電池の場合、好ましくは厚さd3が0.15mm~0.25mmであり、具体的な絶縁接合部221の厚さは具体的な製品に応じて具体的に設計すればよく、好ましくは、絶縁接合部221と絶縁層22は一体成形構造である。
前記密封キャップ20と前記底部キャップ10を密封する前に、前記絶縁接合部221は、100℃以上時に熱収縮率6%以下の絶縁性抗電解液腐食性材料の溶融によって前記導電性接合部233、前記溶接接合部212とシームレスに接合し、常温における前記導電性接合部233と前記溶接接合部212間の接合強度は1.0N/mm2以上であり、前記絶縁接合部221の厚さd3は0.01mm~2.5mmであり、前記絶縁接合部221と前記電池ケース内部の接触面積S0はS0>=π*D2*d3*1/2を満たす。具体的に説明すると、d3は、0.01mm、0.05mm、0.1mm、0.15mm、0.2mm、0.25mm、0.3mm、0.35mm、0.5mm、1.0mm、1.2mm、1.4mm、1.6mm、1.8mm、2.0mm、2.5mmであってもよく、小型ボタン電池の場合、好ましくは厚さd3が0.15mm~0.25mmであり、具体的な絶縁接合部221の厚さは具体的な製品に応じて具体的に設計すればよく、好ましくは、絶縁接合部221と絶縁層22は一体成形構造である。
先行技術と比較すると、本出願の電池ケースは溶接によって密封されるので、密封性と安定性をよく向上させ、ケース間の物理的な力の押し付けによる密封ではなく、密封キャップ20が予め作られ、絶縁接合部221によって絶縁されるので、絶縁性を向上させる同時に、一定条件下で保護作用も果たす。さらに、本出願の電池ケースの密封キャップ20は3層構造を採用し、その構造的安定性および堅牢度が強化され、絶縁接合部221が2層のステンレス鋼間に位置するので、防水および抗電解液腐食性の特性が高く、絶縁接合部221と電池ケース外部の接触面積が非常に少なく、外部の水が電池ケース内に侵入するのを効果的に防止し、同時に接触面積が小さくなり、絶縁接合部221は電池ケース外部と電池ケース内の経路長さが比較的に長いので、外部の水などの電池ケース内部電池セルと電解液に対する影響をさらに回避し、同様に、電池ケース内部について、絶縁接合部221は内部の縁のみが電池ケース内の電解液と接触するので、電解液と絶縁接合部221の接触面積を効果的に減少し、絶縁接合部221を効果的に保護し、電解液の絶縁接合部221に対する軟化や腐食などの影響を回避し、電池の使用寿命を効果的に向上し、さらに、絶縁接合部221が電池ケース内部から電池ケース外部の経路も長いので、電池の使用寿命をさらに向上させることができる。
底部キャップ10はステンレス鋼板製であり、底部キャップ10の開口は、電池セル40および電解液を収容するために上方に向き、底壁11と側壁12は一体射出成形であってもよく、溶接固定してもよく、ここで特に制限されない。密封キャップ20の外側接触層21および内側接触層23はステンレス鋼板製であり、内側接触層23の電極接続部232は電池ケース内に向き、電池セル40の一方の電極に接続され、外側接触層21は底部キャップ10に接続されて電池セル40の他方の電極に接続される。外側接触層21と内側接触層23間に絶縁層22があるので、外側接触層21は内側接触層23から絶縁され、底部キャップ10と密封キャップ20は互いに絶縁され、電池セル40の2つの電極の相互導通が防止されるので、密封キャップ20と底部キャップ10の底壁11がそれぞれ電池の2つの出力電極を形成することができるだけでなく、2つの出力電極の相互導通による短絡を防止することができる。外側電気接続部231は絶縁開口部222および導電開口部を通って密封キャップ20の外部に向き、外部装置に電気的に接続される。外側電気接続部231は絶縁開口部222と溶接開口部213の底部に配置されてもよく、前記電池ケース外部の方向に突出し、絶縁開口部222および溶接開口部213を順に貫通してもよく、ここで特に限定されなく、外側電気接続部231が密封キャップ20に露出すればよい。
先行技術と比較すると、現在のボタン電池のケースは上下ケースを合わせて使用し、中間にプラスチック絶縁リングがあり、電池ケースの側壁は3層構造であるが、本出願の電池ケースの側壁12は1層のみとし、ケースの大きさが同じの場合、本出願の電池ケースは内部の利用空間を向上させ、電池全体の容量を向上させることに寄与する。
溶接部211は内側接触層21が溶接支持部121に溶接される位置であり、溶接部211は内側接触層21の周壁に設けられる。外側接触層21の最大外径D1は内側接触層23の最大外径D2よりも大きく、すなわち、溶接部211は径方向に沿って内側接触層23の周壁から突出し、内側接触層23の周壁と溶接支持部121間に間隔が形成され、外側接触層21と側壁12の接触を回避する。溶接開口部213は外側接触層の開口位置であり、溶接接合部212は絶縁層22に接合されるために使用される。ここで、溶接部211は側壁12に溶接されることにより、密封キャップ20と底部キャップ10の相互固定と、外側接触層21と側壁12の電気的導通とを両立させる。絶縁層22の絶縁開口部222は外側接触層21の溶接開口部213に対応し、内側接触層23の外側接続部231は絶縁開口部222および溶接開口部213を通って電池ケース外部に向く。絶縁開口部222および溶接開口部213は密封キャップ20の中部に開設され、外部電気接続部231が側壁12の各位置から十分の間隔があることが確保される。
電池セル40の電極は内側接触層23の電極接続部232に直接接触してもよい。絶縁接合部221の頂面および底面は、それぞれ導電性接合部233および溶接接合部212に接合され、外側接触層21と内側接触層23の絶縁接続を達成する。外側接触層21は側壁12に溶接密封され、内側接触層23は外側接触層21と絶縁層22を介してシームレスに接合し、密封キャップ20と底部キャップ10の閉鎖を実現することができる。ここで、外側接触層21と側壁12を溶接する際に、外側接触層21と内側接触層23が予め絶縁接続されるので、別途に絶縁膜を設ける必要がない。
絶縁層22は絶縁性能および抗電解液腐食性材料から形成され、100℃以上時の熱収縮率が6%以下であり、熱収縮率とは熱可塑性材料の固有の熱膨張率による体積変化を意味し、すなわち、100℃以上の温度の場合、絶縁層22の体積変化量が元の体積の6%以下であり、これにより、絶縁層22は十分に溶融して内側接触層23および外側接触層21に十分に接続し、接合効果を確保することができる。絶縁層22は常温における導電性接合部233と前記溶接接合部212間の接合強度は1.0N/mm2以上であり、絶縁層22と内側接触層23および外側接触層21の接合安定性を確保し、具体的に、前記絶縁接合部221は常温における前記導電性接合部233と前記溶接接合部212間の接合強度は5.0N/mm2以下であり、密封キャップ20の内部応力が高くなりすぎ、その後の加工または使用時に密封キャップ20が内部作用力により破損することを防止することができる。絶縁接合部221の厚さd3は0.01mm~2.5mmに設定され、絶縁接合部221は温度変化や外部作用力の変化に安定して耐え、絶縁接合部221の接合安定性を向上させる同時に、密封キャップ20全体の厚さ寸法を合理的に制御することができる。
前記絶縁接合部221は前記電池ケース内部との接触面積S0はS0>=π*D2*d3*1/2を満たし、なお、絶縁接合部221と電池ケース内部の接触面積とは、電解液にさらされる絶縁接合部221の面積、すなわち絶縁層22の外周壁面積を指す。絶縁層22の外周壁面積S0=π*d3*絶縁層22の最大外径、すなわち、絶縁層22の最大外径はD2*1/2以上を満たし、これにより、絶縁層22厚さ、つまり絶縁接合部221と電池ケース内部の接触面積を合理的に制御することを基に、絶縁接合部221と導電性接合部233の接続面積を効果的に増加し、電解液の絶縁層22に対する腐食面積を減少する同時に、絶縁層22と内側接触層23の接合安定性を向上させることができる。
本発明は、電池ケース分を底部キャップ10と密封キャップ20に分割し、密封キャップ20を外側接触層21、絶縁層22および内側接触層23に分割し、内側接触層23の電極接続部232は電池セル40の一方の電極と電気的に導通し、電池セル40の他方の電極は底部キャップ10と電気的に導通し、外側接触層21と底部キャップ10を溶接して電池セル40の包装を実現でき、内側接触層23と外側接触層21は絶縁層22によって絶縁されるので、底部キャップ10も内側接触層23から絶縁され、電池セル40の2つの電極の相互導通による短絡を防止し、密封キャップ20の内側接触層23と外側接触層21は予め絶縁されるので、密封キャップ20を底部キャップ10に組み付ける際に、外側接触層21と底部キャップ10を溶接するだけでよく、絶縁膜を追加する必要がなく、電池の包装工程を簡略化でき、包装効率を向上させることができ、また、絶縁接合部221と電池ケース内部の接触面積S0をS0>=π*D2*d3*1/2に制限することにより、絶縁接合部221と内側接触層23および外側接触層21との接合面積を増加させ、接合安定性を向上させることができる。
具体的に、前記外側接触層21の材質はステンレス鋼であり、前記外側接触層21の厚さd4は0.1mm~0.25mmであり、および/または、前記内側接触層23の材質はステンレス鋼であり、前記内側接触層23の厚さd5は0.1mm~0.25mmである。具体的に説明すると、d4およびd6は、0.1mm、0.15mm、0.2mm、0.25mm、0.3mm、0.35mm、0.5mm、1.0mm、1.2mm、1.4mm、1.6mm、1.8mm、2.0mm、2.5mmであってもよい。ステンレス鋼は304ステンレス鋼であってもよく、高いニッケルを含み、常温下でオーステナイト単相組織を示し、高い耐食性、良好な冷間成形および溶接性を有し、低温、常温および高温下で高い塑性と靭性を有する。外側接触層21と内側接触層23はSUS304とすることにより、加工中の密封キャップ20の構造安定性、および電池ケースとして使用する時の化学安定性を確保することができる。
外側接触層21の厚さd4と内側接触層23の厚さd5を0.1mm~0.25mmに設定することにより、外側接触層21と内側接触層23に十分な構造強度を持たせることができるだけでなく、密封キャップ20全体の厚さ寸法を合理的に制御することができる。実際には、前記絶縁層22の材質はPP(ポリプロピレン)、PFA(パーフルオロプロピルパーフルオロビニルエーテルとポリテトラフルオロエチレンとの少量の共重合体)、PVDF(ポリフッ化ビニリデン)、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、ETFE(エチレン-テトラフルオロエチレン共重合体)、PVC(ポリ塩化ビニル)のうちの1つまたは複数である。
一実施例では、前記絶縁接合部221の面積S1と前記絶縁層22の面積S2はS1/S2>=0.6を満たし、および/または、前記絶縁接合部221の面積S1と前記外側接触層21の面積S3はS1/S2>=0.5を満たし、これにより、絶縁層22と内側接触層23の接合面積を効果的に確保し、絶縁層22と外側接触層21の接続安定性を向上させることができる同時に、絶縁開口部222の大きさを合理的に制御し、外側電気接続部231の面積を効果的に制御し、内側接触層23の面積利用率を向上させることができる。
一実施例では、図3に示すように、前記導電性接合部233の前記絶縁接合部221に近い第1表面層に、前記絶縁接合部221との接合強度を高めるための第1接合補強層234が設けられ、および/または、前記溶接接合部212の前記絶縁接合部221に近い第2表面層に、前記絶縁接合部221との接合強度を高めるための第2接合補強層214が設けられる。第1接合補強層234の具体的な形態は特に限定されなく、絶縁接合部221との接続面積を増加して接合強度を高めることができればよい。例えば、第1接合補強層234は突起として設けてもよい。第2接合補強層214の具体的な形態および作用は、第1接合補強層234を参照すればよく、なお、外側接触層21、絶縁層22および内側接触層23の組み合わせ安定性をさらに向上させるために、第1接合補強層234と第2接合補強層214は絶縁層22を介して間接的に嵌合することができる。
具体的に、図4に示すように、前記第1接合補強層234は、前記第1ステンレス鋼層の前記絶縁接合部221に近い第1表面層をサンドブラスト処理して形成された均一な第1ダル層であり、および/または前記第2接合補強層214は、前記第2ステンレス鋼層の前記絶縁接合部221に近い第2表面層をサンドブラスト処理して形成された均一な第2ダル層である。本実施例における均一とは絶対的に均一という意味ではなく、第1表面層がサンドブラスト処理されて形成された自然な均一ダルを意味する。第1ダル層により、第1表面層の各部位と絶縁接合部221の接合力がより均一になり、応力集中を回避することができる。同様に、第2ダル層により、第2表面層の各部位と絶縁接合部221の接合力がより均一になる。サンドブラスト処理により第1接合補強層234および第2接合補強層214を形成することにより、第1接合補強層234および第2接合補強層214の加工方法を簡略化して加工効率を向上させることができる。
別の実施例では、前記第1接合補強層234は、前記第1表面層から突出して前記第1表面層と一定の傾斜角度を有する第1傾斜シートであり、前記第1傾斜シートの高さは前記絶縁接合部221の厚さよりも小さく、前記第2接合補強層214は前記第2表面層から突出して前記第2表面層と一定の傾斜角度を有する第2傾斜シートであり、前記第2傾斜シートの高さは前記絶縁接合部221の厚さよりも小さく、前記第1傾斜シートと前記第2傾斜シートは逆方向に傾斜して互いに交互に設けられる。複数の第1傾斜シートは第1表面層に分布し、溶融した接合絶縁層22は隣接する2つの第1傾斜シート間の空間に充填されて各第1傾斜シートの側面と接合接続される。第1傾斜シートの高さは第1傾斜シート端部と第1表面層の垂直方向の間隔であり、第1傾斜シートの高さは絶縁接合部221の厚さよりも小さく、第1傾斜シートが絶縁接合部221を通過した後第2ステンレス鋼層と接触することを回避することができる。第2傾斜シートの分布方法および作用は第1傾斜シートを参照すればよい。第1傾斜シートと第2傾斜シートは長さ方向に互いに交互に設けられ、第1傾斜シートと第2傾斜シートは絶縁接合部221に挿入された後に互いに隣接することができるので、絶縁接合部221の厚さを減少することなく、外側接触層21と内側接触層23を互いに近づけることができ、密封キャップ20の構造強度を向上させることができる。
さらに別の実施例では、前記第1接合補強層234は前記第1表面層に凹設された第1凹部であり、前記第1凹部は前記絶縁接合層方向から離れる方向に凹設され、および/または第2接合補強層214は前記第2表面層に凹設された第2凹部であり、前記第2凹部は前記絶縁接合層方向から離れる方向に凹設される。第1凹部の数は複数であり、複数の第1凹部は第1表面層に分布しており、溶融した絶縁接合部221が第1凹部に充填されて第1表面層との接続面積を大きくして外側接触層21と絶縁接合部221の接合強度を向上させることができる。第2凹部の配列方向および作用は第1凹部を参照すればよく、ここで繰り返さない。
一実施例では、図5~図7に示すように、前記外側電気接続部231は前記電池ケース外部の方向に突出し、絶縁開口部222および溶接開口部213を順に貫通し、前記外側電気接続部231の直径D6は内側接触層23の最大外径D2の半分以下である。外側電気接続部231は電池ケース外部の方向に突出し、外部装置と外側電気接続部231の電気的接続を容易にし、電池の使用性を向上させる。外側電気接続部231の直径D6は内側接触層23の最大外径D2の半分以下であり、導電性接合部233が絶縁層22と接合するための十分な面積を有するので、接合安定性を確保する。なお、突出した外側電気接続部231と外側接触層21の溶接開口部213間に十分な間隔があり、電池ケースが押し付けられたとき外側電気接続部231が溶接接合部212に接触するのを回避することができる。
具体的に、図7に示すように、前記電池ケースは保護部材30をさらに備え、前記保護部材30は、前記外側電気接続部231、前記絶縁開口部222および前記溶接開口部213間に設けられた間隙充填液体接着剤が、前記密封キャップ20と前記底部キャップ10が密封された後に、常温で硬化することにより形成される。外側電気接続部231、絶縁開口部222および溶接開口部213間の間隙は外側電気接続部231の周方向に沿って延伸し、保護部材30は間隙に環状に取り付けられる。保護部材30は絶縁接合部221の露出部分を覆うことができるだけでなく、外側電気接続部231と溶接接合部212を効果的に隔離することができ、外側接触層21と内側接触層23の電気的導通を防止することができる。なお、保護部材30は液体接着剤の硬化によって形成されるので、外側接触層21と内側接触層23の絶縁を実現することができるだけでなく、保護部材30の外側接触層21および外側電気接続部231への付勢力を確保することができ、外側接触層21と外側電気接続部231の変形を回避し、電池ケースの構造安定性を確保することができる。
一実施例では、図8に示すように、絶縁層22は積層された第1接合層223、導通防止層224および第2接合層225を含んでもよく、第1接合層223は外側接触層21と導通防止層224を接合し、第2接合層225は内側接触層23と導通防止層224を接合し、導通防止層224は外側接触層21と内側接触層23の相互絶縁を保証する。このように、第1接合層223および第2接合層225は接合性能を有するだけでよく、導通防止層224は絶縁性能を有するだけでよく、異なる機能層を介して絶縁層22の2つの特性を実現することができ、これにより、対応の層の接合特性および絶縁性能をより高め、絶縁層22全体の性能を向上させることができる。
本発明は、電池セル40と電池ケースを備える電池をさらに提供し、電池ケースの具体的な構造は上記実施例を参照すればよく、本電池は上記すべての実施例のすべての技術的解決策を採用しているので、少なくとも上記実施例の技術的解決策によってもたらされるすべての有益な効果を有し、ここでは繰り返さない。ここで、前記電池セル40の一方の電極は前記電池ケースの外側接触層21に電気的に接続され、他方の電極は前記電池ケースの内側接触層23および/または底部キャップ10に電気的に接続される。本電池はボタン電池として提供されてもよく、ボタン電池は主に電子製品に適用して電子製品に電気エネルギーを供給する。中でも、電子製品は、ヘッドホン、腕時計など、小さい電圧を使用する電子製品であってもよい。
以上は本発明の選択可能な実施例に過ぎず、本発明の特許範囲を限定するものではなく、本発明の発明概念の下で、本発明の明細書および添付図面の内容に基づいてなされた等価構造変形、または他の関連技術分野に直接/間接的に適用してなされた等価構造変形は、すべて本発明の特許保護範囲に含まれる。
10 底部キャップ
20 密封キャップ
11 底壁
12 側壁
21 外側接触層
22 絶縁層
23 内側接触層
231 外側電気接続部
232 電極接続部
233 導電性接合部
221 絶縁接合部
222 絶縁開口部
211 溶接部
212 溶接接合部
213 溶接開口部
121 溶接支持部
234 第1接合補強層
214 第2接合補強層
30 保護部材
40 電池セル
223 第1接合層
224 導通防止層
225 第2接合層
20 密封キャップ
11 底壁
12 側壁
21 外側接触層
22 絶縁層
23 内側接触層
231 外側電気接続部
232 電極接続部
233 導電性接合部
221 絶縁接合部
222 絶縁開口部
211 溶接部
212 溶接接合部
213 溶接開口部
121 溶接支持部
234 第1接合補強層
214 第2接合補強層
30 保護部材
40 電池セル
223 第1接合層
224 導通防止層
225 第2接合層
Claims (10)
- ボタン電池用の電池ケースであって、
前記電池ケースはカップ状の底部キャップと前記底部キャップの開口を密封するための密封キャップとを備え、
前記底部キャップは円形または楕円形の底壁および環状の側壁を含み、
前記密封キャップは外側から内側に向かって順に、外側接触層、絶縁層および内側接触層を含み、
前記外側接触層の最大外径D1は前記内側接触層の最大外径D2よりも大きく、
前記内側接触層は外側電気接続部、電極接続部および導電性接合部を含み、
前記絶縁層は絶縁接合部および絶縁開口部を含み、
前記外側接触層は溶接部、溶接接合部および溶接開口部を含み、
前記側壁の開口の近傍に溶接支持部が設けられ、
前記電極接続部は前記内側接触層の前記電池ケース内に向かう面に位置し、電池セルの一方の電極に電気的に接続されて、前記内側接触層と前記電池セルの電気的導通を形成するために使用され、
前記外側電気接続部は前記絶縁開口部および前記溶接開口部を通って外部装置に電気的に接続され、
前記導電性接合部は前記絶縁接合部とシームレスに接合し、前記密封キャップの強度を補強し、前記絶縁接合部と前記電池ケース内部との直接接触面積を減少し、外部の水が前記電池ケース内部に侵入するのを防止し、
前記溶接部は前記溶接支持部と溶接接続し、前記密封キャップと前記底部キャップの密封を完了するために使用され、
前記溶接接合部は前記密封キャップ強度を高め、外部の水が前記電池ケースの内部に侵入することを防止するために使用され、
前記密封キャップと前記底部キャップを密封する前に、前記絶縁接合部は、100℃以上時に熱収縮率6%以下の絶縁性抗電解液腐食性材料の溶融によって前記導電性接合部、前記溶接接合部とシームレスに接合し、常温における前記導電性接合部および前記溶接接合部との間の接合強度は1.0N/mm2以上であり、前記絶縁接合部の厚さd3は0.01mm~2.5mmであり、前記絶縁接合部と前記電池ケース内部の接触面積S0はS0>=π*D2*d3*1/2を満たす、ことを特徴とする電池ケース。 - 前記外側接触層の材質はステンレス鋼であり、前記外側接触層の厚さd4は0.1mm~0.25mmであり、および/または、前記内側接触層の材質はステンレス鋼であり、前記内側接触層の厚さd5は0.1mm~0.25mmである、ことを特徴とする請求項1に記載の電池ケース。
- 前記絶縁層の材質はPP、PFA、PVDF、PTFE、ETFEおよびPVCのうちの1つまたは複数である、ことを特徴とする請求項1に記載の電池ケース。
- 前記絶縁接合部は常温における前記導電性接合部および前記溶接接合部との間の接合強度は5.0N/mm2以下である、ことを特徴とする請求項1に記載の電池ケース。
- 前記絶縁接合部の面積S1と前記絶縁層の面積S2はS1/S2>=0.6を満たし、および/または、前記絶縁接合部の面積S1と前記外側接触層の面積S3はS1/S2>=0.5を満たす、ことを特徴とする請求項1に記載の電池ケース。
- 前記導電性接合部の前記絶縁接合部に近い第1表面層に、前記絶縁接合部との接合強度を補強するための第1接合補強層が設けられ、および/または、前記溶接接合部の前記絶縁接合部に近い第2表面層に、前記絶縁接合部との接合強度を補強するための第2接合補強層が設けられる、ことを特徴とする請求項1~5のいずれか1項に記載の電池ケース。
- 前記外側電気接続部は前記絶縁開口部および前記溶接開口部の底部に位置する、ことを特徴とする請求項1~5のいずれか1項に記載の電池ケース。
- 前記外側電気接続部は前記電池ケース外部の方向に突出し、絶縁開口部および溶接開口部を順に貫通し、前記外側電気接続部の直径D6は前記内側接触層の最大外径D2の半分以下である、ことを特徴とする請求項1~5のいずれか1項に記載の電池ケース。
- 前記電池ケースは保護部材をさらに備え、前記保護部材は、前記外側電気接続部、前記絶縁開口部および前記溶接開口部間に設けられた間隙充填液体接着剤が、前記密封キャップと前記底部キャップが密封された後に、常温で硬化することにより形成される、ことを特徴とする請求項8に記載の電池ケース。
- 電池セルと、請求項1~9のいずれか1項に記載の電池ケースとを備え、前記電池セルの一方の電極は前記電池ケースの外側接触層に電気的に接続され、他方の電極は前記電池ケースの内側接触層および/または底部キャップに電気的に接続される、ことを特徴とする電池。
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