JP3229347U - ラジアル空間の利用率を向上させるボタン電池 - Google Patents

Abstract

【課題】ラジアル空間を十分に利用するボタン電池を提供する。【解決手段】ボタン電池は、金属ハウジング１と、金属ハウジングに配置されたセルと、金属ハウジングに配置されたカバープレート３とを備える。セルは、カソードとアノードを含む。カバープレートと金属ハウジングは同じ極性を持ち、電池ハウジングのより信頼性の高い密封を実現するために、レーザー溶接によって一体化される。キャップ４がカバープレートの外面に配置され、そこから突出する。カバープレートとキャップの間に短絡が発生しないように、カバープレートとキャップの間に絶縁部材５が配置される。カソードとアノードの一方は、金属ハウジングに電気的に接続され、カソードとアノードの他方は、キャップに電気的に接続される。【選択図】図１

Description

「関連出願の相互参照」
本開示は、２０１９年９月５日に中国国家知識産権局に提出された中国特許出願第２０１９１０８３５２０４．Ｘ号の外国優先権を主張し、その内容全体は参照により本明細書に組み込まれる。

本開示はボタン電池の分野に関し、特に、ラジアル空間利用を向上させるボタン電池に関する。

現在、市販のボタン電池のハウジングは一体的な設計ではなく、密封信頼性が低いという技術的問題が存在している。例えば、中国出願２０１９２００９４８４８．３で開示されたボタン電池は、カソードハウジング、アノードハウジング、及びカソードハウジングとアノードハウジングを密封するように構成されたシール体を含む。ハウジングのＲコーナー密封技術が実行され、シール体が締まり嵌めで圧縮されて、カソードハウジングとアノードハウジングの間で密封機能が実現される。しかしながら、従来技術におけるＲ角度の測定は正確ではないので、電池ハウジングの良好な密封能力及び品質認定は完全には保証され得ない。また、電池の周方向において、電池の外側のリングはカソードハウジングであり、内側のリングはアノードハウジングである。シール体は、カソードハウジングとアノードハウジングの間に配置されない。この多層構造は、電池のラジアル方向に空間を取りすぎ、ラジアル空間を十分に利用することができない。

本開示は、金属ハウジングと、金属ハウジングに配置されたセルと、金属ハウジングに配置されたカバープレートとを備えるボタン電池を提供する。セルは、カソードとアノードを含む。カバープレートと金属ハウジングは同じ極性を持つ。キャップがカバープレートの外面に配置され、そこから突出する。カバープレートとキャップが短絡しないように、カバープレートとキャップの間に絶縁部材が配置される。カソードとアノードの一方は、金属ハウジングに電気的に接続され、カソードとアノードの他方は、キャップに電気的に接続される。

本開示の実施形態の技術的解決策をさらに説明するために、実施形態の説明に必要な図面を簡単に紹介する。明らかに、以下の図面は、本開示の幾つかの実施形態に過ぎない。当業者にとって、以下の図面に基づいて創造的な作業なしに他の図面を得ることができる。
本開示の一実施形態によるラジアル空間の利用率を向上させるボタン電池の斜視図の一例である。 本開示の一実施形態によるラジアル空間の利用率を向上させるボタン電池の分解図の一例である。 本開示の一実施形態によるラジアル空間の利用率を向上させるボタン電池の正面図の一例である。 図３のＡ−Ａにおける断面図である。 図４の位置Ｉにおける部分拡大図である。 本開示の一実施形態によるスタッフセル構造の分解模式図の一例である。 本開示の一実施形態による巻回型セルの第１構造模式図の一例である。 本開示の一実施形態による巻回型セルの第２構造模式図の一例である。 本開示の一実施形態によるセルの端面の端に配置されたカソードタブとアノードタブの模式図の一例である。 本開示の一実施形態によるセルの端面の中央に配置されたカソードタブとアノードタブの模式図の一例である。 本開示の一実施形態による安全ベントが配置されたカバーボウルの斜視図の一例である。 本開示の一実施形態による安全ベントが配置されたカバープレートの斜視図の一例である。 本開示の一実施形態による底に安全ベントが配置された金属ハウジングの斜視図の一例である。

本開示における目的、技術的解決策、及び実施形態の利点を明確にするために、添付図面を参照しながら、本開示の実施形態における技術的解決策を明確かつ完全に説明する。明らかに、記載されている実施形態は、本開示の一部の実施形態にすぎない。当業者にとって、他の実施形態は、創造的な作業なしで得ることができ、本開示の範囲内にあるべきである。

図１〜図５に示すように、本開示は、ラジアル空間の利用率を向上させるボタン電池を提供する。ボタン電池は、金属ハウジング１を含む。金属ハウジング１は、開放上端を有する実質的に円筒形の形状を有してもよい。金属ハウジング１の直径と高さの比は、１を超えてもよい。金属ハウジング１は、ニッケルメッキの深絞り加工された金属シートを原料として打ち抜かれてもよい。金属ハウジング１には、カソード２１とアノード２２を含むセル２が配置される。金属ハウジング１には、また、カバープレート３が配置される。カバープレート３は、本質的に円形のシートであり、金属ハウジング１の開放上端に設置され、金属ハウジング１全体に溶接される。カバープレート３と金属ハウジング１は、溶接後の良好な密封が保証され、内部電解質の漏れが制限されるように、同じ材料で作成されてもよい。カバープレート３は、金属ハウジング１と同じ極性を有しても良い。キャップ４がカバープレート３の外側に配置され、そこから突出する。キャップ４の突出端は、実質的に円筒形の形状を有してもよい。カバープレート３とキャップ４が短絡しないように、カバープレート３とキャップ４の間に絶縁部材５が配置される。絶縁部材５は押出又は射出成形により配置されて、カバープレート３とキャップ４の間の密封を実現する。カソード２１とアノード２２の一方は、金属ハウジング１に電気的に接続され、他方は、キャップ４に電気的に接続される。カバープレート３には、金属ハウジング１内に貫通する注入口１１が形成される。注入口１１と連通できる安全ベント１５は、電解質が安全ベント１５を介してボタン電池内に注入されるように、カバープレート３に配置されてもよい。カバープレート３には、また、自動生産作業中にボタン電池が電解質を漏らさないように、注入口１１を密封するように構成された膜１２が配置されてもよい。電解質は、充電機能を備えたリチウムイオン電解質であってもよい。カバーボウル１３は、膜１２と同じ位置でカバープレート３に配置される。カバーボウル１３は、レーザー溶接によってカバープレート３に溶接されてもよい。空気層１４がカバーボウル１３と膜１２の間に形成される。セル２内のガスの体積が過度に膨張すると、ガスは、膜１２を突き破り、空気層１４と連通する。空気層１４は、ボタン電池内のガスの圧力を解放し、ボタン電池の膨張や爆発のリスクを低減するように構成される。

幾つかの実施形態では、安全ベント１５は、３０°〜３６０°の範囲の円形角度と０．０２〜０．０６ ｍｍの範囲の厚さを持つ湾曲したスコーリングであってもよい。

幾つかの実施形態では、図１１に示すように、安全ベント１５は、カバーボウル１３の内面に配置されてもよい。

幾つかの実施形態では、図１２に示すように、安全ベント１５は、カバープレート３の内面に配置されてもよい。

幾つかの実施形態では、図１３に示すように、安全ベント１５は金属ハウジング１の底部の内面に配置されてもよい。

幾つかの実施形態では、安全ベント１５は、カバーボウル１３、カバープレート３、又は金属ハウジング１の底部の外面に配置されてもよい。幾つかの安全ベント１５は、カバーボウル１３、カバープレート３、又は金属ハウジング１の底部の１つ以上の表面に配置されてもよく、これは、本明細書では限定されない。

図６に示すように、セル２は、カソード２１、セパレーター２３、及びアノード２２が連続して順番にスタックされるスタック構成を有してもよい。カソード２１、セパレーター２３、及びアノード２２は、正方形又は円形であってもよい。カソード２１はアルミニウムシートであってもよく、アノード２２はニッケルシート又は銅シートであってもよい。アノード２２は、リチウムイオンの埋め込みと除去の機能を有する。セパレーター２３は、電気絶縁性を持つがイオンを伝導できる多孔性プラスチックシートである。セパレーター２３は、バッグタイプとされている。カソード２１とアノード２２の１つは、セパレーター２３に包まれる。複数のカソード２１は、溶接により並列に接続されて、正極集電体を形成する。複数のアノード２２は、溶接により並列に接続されて、負極集電体を形成する。

図７及び図８に示すように、セル２はまた、カソード２１、セパレーター２３、及びアノード２２を重ねて巻回することで形成された巻回構造を有してもよい。カソードタブ２４は、巻回構造の端面から引き出される。アノードタブ２５は、巻回構造の他の端面から引き出される。カソードタブ２４及びアノードタブ２５はそれぞれ、絶縁膜７を介して巻回構造の各端面に取り付けられる。カソードタブ２４は、カソード２１に電気的に接続される。アノードタブ２５は、アノード２２に電気的に接続される。カソードタブ２４及びアノードタブ２５は両方ともフラットシートで設計されてもよい。フラットシートは実質的に円形、正方形、又は多角形の形状を有してもよい。カソードタブ２４とアノードタブ２５は両方とも、厚さが５マイクロメートル〜１００マイクロメートルの良好な導電性を有する金属箔から作られてもよい。絶縁膜７は、カソードタブ２４及びアノードタブ２５の側面をカバーするシート状のプラスチック接着膜であり、セル２の各端面に接着することができる。

図９と図１０に示すように、カソードタブ２４及びアノードタブ２５は、セル２の各端面の中央にそれぞれ設置されるか、又はセル２の各端面のテールにそれぞれ設置される。セル２の各端面の中央にそれぞれ設置されたカソードタブ２４及びアノードタブ２５は、セル２の端面のテールの方向に向かって９０°の角度で曲げ、対応する端面に取り付けることができる。セル２の端面のテールに設置されたカソードタブ２４及びアノードタブ２５は、セル２の端面の中央の方向に向かって９０°の角度で曲げ、対応する端面に取り付けることができる。

要するに、本開示は、金属ハウジング１、金属ハウジング１に配置されたセル２、及び金属ハウジング１に配置されたカバープレート３を含む。セル２は、カソード２１とアノード２２を含む。カバープレート３と金属ハウジング１は同じ極性を持ち、電池ハウジングのより信頼性の高い密封を実現するために、レーザー溶接によって一体化される。キャップ４がカバープレート３の外側に配置され、そこから突出する。カバープレート３とキャップ４が短絡しないように、カバープレート３にはキャップ４の外縁に沿って絶縁部材５が配置される。カソード２１とアノード２２の一方は、金属ハウジング１又はカバープレート３に電気的に接続され、カソード２１とアノード２２の他方は、キャップ４に電気的に接続される。セル２は、単層の金属ハウジングによって外側からのみ分離されるため、電池のラジアル空間の利用率が向上する。ボタン電池の技術はより簡単で、完全に自動化された電池製造のニーズが満たされ、電池製造効率が改善され、合格率が十分に保証される。

上記の説明は、本開示の実装を例示する目的であり、本開示の範囲を限定するものではない。他の関連技術において直接的及び間接的に適用される、本開示の図面及び明細書に基づいて実行される任意の同等の構造的又はプロセス変換は、本開示の範囲内にあるべきである。

１：金属ハウジング
２：セル
３：カバープレート
４：キャップ
５：絶縁部材
７：絶縁膜
１１：注入口
１２：膜）
１３：カバーボウル
１４：空気層
１５：安全ベント
２１：カソード
２２：アノード
２３：セパレーター
２４：カソードタブ
２５：アノードタブ

Claims (16)

1. ボタン電池であって、
   金属ハウジング（１）と、
   前記金属ハウジング（１）に配置されたセル（２）と、
   前記金属ハウジング（１）に配置されたカバープレート（３）と、を備え、
   前記セル（２）は、カソード（２１）とアノード（２２）を含み、前記カバープレート（３）と金属ハウジング（１）は同じ極性を持ち、前記カバープレート（３）の外面にキャップ（４）が配置され、そこから突出し、前記カバープレート（３）と前記キャップ（４）が短絡しないように、前記キャップ（４）と前記カバープレート（３）の間に絶縁部材（５）が配置され、前記カソード（２１）と前記アノード（２２）の一方は、金属ハウジング（１）に電気的に接続され、前記カソード（２１）と前記アノード（２２）の他方は、前記キャップ（４）に電気的に接続される、ことを特徴とするボタン電池。
2. 注入口（１１）が前記カバープレート（３）に形成され、前記金属ハウジング（１）の内部空間と連通する、ことを特徴とする請求項１に記載のボタン電池。
3. 安全ベント（１５）が前記カバープレート（３）に配置され、前記注入口（１１）と連通する、ことを特徴とする請求項２に記載のボタン電池。
4. 前記安全ベント（１５）は、約３０°〜約３６０°の範囲の円形角度と約０．０２ｍｍ〜約０．０６ｍｍの範囲の厚さを持つ湾曲したスコーリングである、ことを特徴とする請求項３に記載のボタン電池。
5. 前記カバープレート（３）の外面には、前記注入口（１１）を密封するための膜（１２）が配置される、ことを特徴とする請求項２に記載のボタン電池。
6. 前記膜（１２）がカバーボウル（１３）と前記カバープレート（３）の間にあるように、前記カバープレート（３）の外面にカバーボウル（１３）が配置され、前記カバーボウル（１３）と前記膜（１２）の間に空気層（１４）が形成され、前記金属ハウジング（１）内のガスの体積が過度に膨張すると、前記ガスは前記膜（１２）を突き破り、前記金属ハウジング（１）は前記空気層（１４）と連通する、ことを特徴とする請求項５に記載のボタン電池。
7. 前記カバーボウル（１３）の内面、又は前記カバープレート（３）の内面、又は前記金属ハウジング（１）の底部の内面に、安全ベント（１５）が配置される、ことを特徴とする請求項６に記載のボタン電池。
8. 前記金属ハウジング（１）は、開放端を備えた実質的に円筒形の形状を持ち、前記カバープレート（３）は、前記金属ハウジング（１）の前記開放端に設置され、前記金属ハウジング（１）に溶接される、ことを特徴とする請求項１に記載のボタン電池。
9. 前記金属ハウジング（１）の直径と金属ハウジング（１）の高さの比は１を超える、ことを特徴とする請求項８に記載のボタン電池。
10. 前記セル（２）は、バッグとして構成されたセパレーター（２３）を備え、前記カソード（２１）と前記アノード（２２）の１つは、前記セパレーター（２３）に包まれ、複数の前記カソード（２１）は並列に接続されて、正極集電体を形成し、複数の前記アノード（２２）は並列に接続されて、負極集電体を形成する、ことを特徴とする請求項１に記載のボタン電池。
11. 前記セパレーター（２３）は、電気絶縁性を持ちかつイオンを伝導できる多孔性プラスチックシートである、ことを特徴とする請求項１０に記載のボタン電池。
12. 前記セル（２）は、前記カソード（２１）、前記セパレーター（２３）、及び前記アノード（２２）が連続して順番にスタックされるスタック構造を有する、ことを特徴とする請求項１０に記載のボタン電池。
13. 前記セル（２）は、前記カソード（２１）、前記セパレーター（２３）、及び前記アノード２２を重ねて巻回することで形成される巻回構造を有する、ことを特徴とする請求項１０に記載のボタン電池。
14. カソードタブ（２４）が前記巻回構造の第１端面から引き出され、アノードタブ（２５）が前記巻回構造の第２端面から引き出され、前記カソードタブ（２４）と前記アノードタブ（２５）は、絶縁膜（７）を介して前記巻回構造の前記第１端面又は前記第２端面にそれぞれ対応して取り付けられ、前記カソードタブ（２４）は前記カソード（２１）に電気的に接続され、前記アノードタブ（２５）は前記アノード（２２）に電気的に接続される、ことを特徴とする請求項１３に記載のボタン電池。
15. 前記カソードタブ（２４）と前記アノードタブ（２５）は、前記セル（２）の前記第１端面又は前記第２端面の中央にそれぞれ対応して設置されるか、または前記セル（２）の前記第１端面又は前記第２端面のテールにそれぞれ対応して設置される、ことを特徴とする請求項１４に記載のボタン電池。
16. 前記セル（２）の前記第１端面又は前記第２端面の中央にそれぞれ対応して設置された前記カソードタブ（２４）と前記アノードタブ（２５）は、 前記セル（２）の端面のテールの方向に向かって９０°の角度で曲げ、 対応する端面に取り付けることができ、前記セル（２）の前記第１端面又は前記第２端面のテールにそれぞれ対応して設置された前記カソードタブ（２４）と前記アノードタブ（２５）は、前記セル（２）の端面の中央の方向に向かって９０°の角度で曲げ、対応する端面に取り付けることができる、ことを特徴とする請求項１５に記載のボタン電池。