一种钢壳扣式电池的制作方法

1.本实用新型属于扣式电池技术领域，具体涉及一种钢壳扣式电池。


背景技术：

2.随着便携电子产品、智能穿戴产品、医疗仪器等发展，电池更加小型化，故发展起来一种体积小、比能高、密封性好、自放电小、可靠性高的电池，由于形状像纽扣，故俗称纽扣电池。扣式电池有很多种类，其中锂离子扣式电池是能量密度最高、工作电压最高的一种(平台3.7v，甚至更高，其他一般为3.0v或者更低)。
3.目前，按封装方式分类，扣式电池主要为冲床封口模式和盖体铆接模式。冲床封口模式是指将纽扣电池的正负极盖内已经装配好的正极锰片、负极锂片、隔膜纸、电解液等半成品电池，夹入到封口模的上下模具之间，然后由一个脚踏开关，控制一台冲床或类似于冲床原理的专用冲具，带动封口冲模，压缩正极壳的高出金属部分，按照封口模具形状产生塑性变形，迫使正极壳圆周产生的塑性变形部分与负极的塑封圈部分，紧紧地压合在一起，从而实现封口。盖体铆接模式是指利用铆钉将被铆接件联接在一起的不可拆联接，即先将铆钉插入被铆接件的铆接孔中,利用压力机的冲头对铆钉进行冲压或轧制使铆钉形变,从而完成铆接。
4.对于锂离子扣式电池来说，锂离子扣式电池的寿命和安全可靠性直接取决于锂离子扣式电池内电解物质与外界的隔绝，换句话说，需要确保锂离子电池外壳完好密封。如果不能可靠地实现电池外壳的密封，则电池外壳内部的电解物质会直接与外界接触，从而容易发生剧烈的化学反应，使锂离子电池失效，甚至发生爆炸。
5.现有的冲床封口模式和盖体铆接模式，其二者在扣式电池的封装过程中，封装后的壳体和盖体极易发生移位现象，导致壳体和盖体边缘不对齐，最终出现间隙，导致电池外壳内部的电解物质直接与外界接触，容易发生剧烈的化学反应，使锂离子电池失效，甚至发生爆炸现象，而且采用这两种封装方式，还存在锂离子扣式电池内部空间利用率低，进而使锂离子扣式电池能量密度低的问题。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于：通过提供一种钢壳扣式电池，解决了现有的钢壳扣式电池密封性差的问题，其有效避免了壳体和盖体移位现象的发生，使焊缝均匀，焊接质量好，保证钢壳扣式电池的封装紧密性，不会产生间隙，使电池具有良好的密封性。
7.为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种钢壳扣式电池，包括盖体、壳体、芯体、极柱和绝缘材料，所述壳体的上端面设置有一安装槽，所述盖体盖合安装在所述安装槽内，且所述盖体和所述壳体之间形成一密闭容腔；所述芯体设置于所述密闭容腔内；所述极柱设置于所述壳体的一端；所述绝缘材料设置于所述盖体和所述极柱之间。
8.进一步地，所述盖体、所述极柱和所述绝缘材料为同一中心轴线设置。
9.进一步地，所述安装槽呈阶梯形状。
10.进一步地，所述盖体上设置有极柱孔，所述绝缘材料上设置有与所述极柱孔对应的避让孔，其中，所述极柱孔的孔径大于所述避让孔的孔径。
11.进一步地，所述极柱包括基体和由所述第一基体向外延伸形成的凸体，所述凸体穿过所述避让孔并容置于所述极柱孔内。
12.进一步地，所述凸体和所述极柱孔以及所述凸体和所述避让孔均为过盈配合。
13.进一步地，所述凸体的横截面为圆形、椭圆形或四边形中的一种。
14.进一步地，所述盖体或所述壳体上设置有防爆纹。
15.进一步地，所述壳体侧壁或所述盖体的一端面喷涂有绝缘层，所述绝缘层用于防止正极极耳发生短路。
16.进一步地，所述盖体上设置有和所述密闭容腔相连通的第一通孔，所述第一通孔用于注液。
17.进一步地，所述盖体极柱呈工字型结构。
18.本实用新型的有益效果在于：一种钢壳扣式电池，包括盖体、壳体、芯体、极柱和绝缘材料，所述壳体的上端面设置有一安装槽，所述盖体盖合安装在所述安装槽内，且所述盖体和所述壳体之间形成一密闭容腔；所述芯体设置于所述密闭容腔内；所述极柱设置于所述壳体的一端；所述绝缘材料设置于所述盖体和所述极柱之间。本实用新型通过结构设计，解决了现有的钢壳扣式电池密封性差的问题，其有效避免了壳体和盖体移位现象的发生，使焊缝均匀，焊接质量好，保证钢壳扣式电池的封装紧密性，不会产生间隙，使电池具有良好的密封性。
附图说明
19.图1为具体实施方式中一种钢壳扣式电池的结构示意图之一；
20.图2为具体实施方式中一种钢壳扣式电池的结构示意图之二；
21.图3为具体实施方式中一种钢壳扣式电池的结构示意图之三；
22.图4为具体实施方式中一种钢壳扣式电池的结构示意图之四；
23.图5为具体实施方式中一种钢壳扣式电池的结构示意图之五；
24.图6为具体实施方式中一种钢壳扣式电池的结构示意图之六；
25.图7为具体实施方式中一种钢壳扣式电池的结构示意图之七；
26.图8为具体实施方式中一种钢壳扣式电池的结构示意图之八；
27.图9为具体实施方式中壳体的结构示意图；
28.图10为具体实施方式中盖体的结构示意图。
29.其中：1-盖体；2-壳体；3-芯体；4-极柱；41-基体；42-凸体；5-绝缘材料；6-第一通孔；7-正极极耳；8-负极极耳；9-防爆纹。
具体实施方式
30.在申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
31.在本技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”是指两个或两个以上；除非另有规定或说明，术语“焊接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“焊接”可以是固定焊接，也可以是可拆卸焊接，或一体地焊接，或电焊接；“焊接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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技术中的具体含义。
32.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“焊接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定焊接，也可以是可拆卸焊接，或成一体；可以是机械焊接，也可以是电焊接；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
33.为使本实用新型的技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施方式和说明书附图，对本实用新型及其有益效果作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。
34.如图1～10所示，本实用新型提供的一种钢壳扣式电池，包括盖体1、壳体2、芯体3、极柱4和绝缘材料5，所述壳体2的上端面设置有一安装槽，所述盖体1盖合安装在所述安装槽内，且所述盖体1和所述壳体2之间形成一密闭容腔；所述芯体3设置于所述密闭容腔内；所述极柱4设置于所述壳体2的一端；所述绝缘材料5设置于所述盖体1和所述极柱4之间。本实用新型通过结构设计，解决了现有的钢壳扣式电池密封性差的问题，其有效避免了壳体2和盖体1移位现象的发生，使焊缝均匀，焊接质量好，保证钢壳扣式电池的封装紧密性，不会产生间隙，使电池具有良好的密封性。
35.在本实施例中，电池的形状包括但是不限于方形、圆形、椭圆形和异形等结构。绝缘材料5包括但不限于天然橡胶、丁苯橡胶、聚丁二烯橡胶、氯丁橡胶、聚异戊二烯橡胶、丁腈橡胶、丁基橡胶、乙丙橡胶、聚氨酯橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、氯化聚乙烯橡胶、硅橡胶、氟橡胶、聚硫橡胶、聚丙烯酸酯橡胶、聚醚橡胶、氢化丁腈橡胶、氟化磷腈、全氟醚、三嗪橡胶、硼硅橡胶、聚偏氯乙烯树脂、聚偏氟乙烯树脂、聚苯乙烯树脂、尼龙树脂、聚甲基丙烯酸甲酯树脂、聚碳酸酯树脂、聚四氟乙烯、聚氨酯、abs树脂、醋酸乙烯树脂、聚氯乙烯树脂，聚氨酯热塑性弹性体、聚烯烃类热塑性弹性体、苯乙烯类热塑性弹性体和聚酯类热塑性弹性体中的任意一种或几种组合而成。
36.在壳体2的加工过程中在上边缘处开设有一安装槽，盖体1和该安装槽之间配合安装，安装槽呈阶梯形状，即盖体1和安装槽的形状和尺寸相互配合，使得壳体2和盖体1在焊接过程中，能够快速实现盖体1的定位放置，提高盖体1和壳体2的焊接面贴合度，焊接时，稍加压力，即可使盖体1和壳体2之间紧密接触，不会产生间隙，也不会发生移位进而避免了盖体1和壳体2的边缘不能对齐的问题，使电池具有良好的密封性。在本实施例中，盖体1和壳体2的结合，采用绝缘材料5与正负极钢片挤压粘合的方式替换传统的冲床封口模式和盖体1铆接模式，从而提高了钢壳扣式电池的生产效率和钢壳扣式电池的密封性以及绝缘性。
37.优选地，盖体1、极柱4和绝缘材料5为同一中心轴线设置。降低了定位安装的难度，采用这种结构设计，便于封装，能够提高密封性，避免壳体2内部的电解物质直接与外界接触使锂离子电池失效和发生爆炸现象。
38.如图10所示，在本实施例中，盖体1、极柱4和绝缘材料5还可设计为：极柱4和绝缘材料5为同一中心轴线设置，盖体1和极柱4、盖体1和绝缘材料5之间为偏心设置。
39.优选地，盖体1上设置有极柱孔，绝缘材料5上设置有与极柱孔对应的避让孔，其中，极柱孔的孔径大于避让孔的孔径，极柱4包括基体41和由第一基体41向外延伸形成的凸体42，凸体42穿过避让孔并容置于极柱孔内，凸体42和极柱孔以及凸体42和避让孔均为过盈配合。
40.在本实施例中，凸体42可以伸出盖体1上端面，也可以保持与盖体1的上端面平行或凹陷于盖体1上端面。极柱孔和避让孔为同一中心轴线设置，极柱孔和避让孔包含但是不限于方形、圆形、椭圆形和异形等结构，且极柱孔可以开设在盖体1表面任意位置上。
41.绝缘材料5设置在盖体1与极柱4之间，极柱4的直径大于盖体1上开设的极柱孔和绝缘材料5上开设的避让孔，通过挤压粘合的方式，使得绝缘材料5可以对盖体1与极柱4之间的缝隙实现密封；
42.优选地，凸体42的横截面为圆形、椭圆形或四边形中的一种。在本实施例中，凸体42的的横截面优选为圆形，凸体42的横截面还可选为椭圆形或四边形等，本领域技术人员可基于本技术，对凸体42进行合理的修改，其不限定于圆柱体、椭圆柱体或四边体，还可以是形状不一的不规则体。
43.优选地，盖体1或壳体2上设置有防爆纹9。在特定的内部压力下，刻痕部位可以被冲破，从而保证电池的安全性。
44.在本实施例中，在壳体2底部的内表面或外表面上采用激光刻蚀防爆纹9，可以提高电池在极端滥用条件下的安全性，提前释放掉气体，防止电池进一步热失控导致发生爆炸和起火等危险事故。
45.优选地，壳体2侧壁或盖体1的一端面喷涂有绝缘层，绝缘层用于防止正极极耳7发生短路，盖体1上设置有和密闭容腔相连通的第一通孔6，第一通孔6用于注液。
46.在本实施例中，注液孔在注液后用密封钉密封，化成后移除密封钉，并排气，在注液孔上采用激光焊接一个圆形的不锈钢片，用于密封注液孔。金属镍焊接片是作为负极引出端，采用激光焊接在壳体2上，方便和外电路的导线进行锡焊实现电连接。
47.如图1～4所示，极柱4为中心部分向上凸起的凸台结构，该凸台结构为空心凸台或实心凸台；如图5～6所示，极柱4为工字型结构，采用工字型结构，通过将极柱4卡套在盖体1开设的极柱孔内，使极柱4上下两端能够对极柱孔进行密封，配合卡接在极柱4和盖体1之间的绝缘材料5，进一步提高了盖体1和壳体2的密封性，避免电池外壳内部的电解物质与外界接触，降低了锂离子电池失效的概率，能够防止爆炸现象发生；如图7～8所示，极柱4为圆形的块状结构。
48.本实用新型一种钢壳扣式电池的生产制造方法如下：
49.s1、正极片、负极片和隔离膜通过卷绕或者叠片方式形成电芯；
50.s2、正、负极极耳8分别选为铝带和铜镀镍带，采用焊接方式，把正、负极极耳8焊接在对应极片的空箔上，然后将正、负极极耳8从电芯引出。
51.具体如下：正极极耳7通过超声波焊、电阻焊或激光焊焊接在正极钢片上(正极钢片材质为铝、镍或不锈钢中的一种)，负极通过电阻焊或者激光焊直接焊接在壳体2的内部，对铝带非焊接点进行绝缘处理，处理方式包括但是不限于热压合pp胶，对贴绝缘胶纸，涂覆
绝缘胶水等；
52.s3、极柱4采用绝缘材料5与壳体2侧壁或者盖体1复合，壳体2侧壁或极柱4朝电芯里面的一面采用喷塑的方式喷涂一层薄薄的绝缘层或者采用胶纸覆盖，用于防止正极极耳7接触到极柱4上的不锈钢而导致短路。
53.具体如下：极柱4和壳体2或极柱4和盖体1的复合方式为注塑、胶水粘合、热压复合、超声波焊接、喷塑固化和高温固化剂中的一种；在复合过程中，绝缘材料5需要预留与极柱孔同一中心轴线设置的避让孔。
54.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
55.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和修改。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。