一种微扣电池制造技术

本实用新型专利技术涉及一种微扣电池。本实用新型专利技术采用轻量化的软包膜包为外壳设计，由于微扣电池容量较小，即使在失效情况下，产气量也不是很大，通过软包膜的膨胀可以消化掉，不至于开裂漏液或爆裂；即使在滥用时，内压过大，也只是冲开密封区，不会对人体产生损害；本实用新型专利技术所述软包膜采用特殊设计的冲压成型模具，优化计算成型软包膜导角(外倒角和内倒角)，进而可以有效解决电池在成型或使用过程中拉伸开裂，造成电池漏液或破损的问题；本实用新型专利技术采用卷绕式结构的电芯，并且软包膜外壳设置为凹坑结构，可以充分利用电池壳体内的有效空间，提升了电池的体积能量密度，轻量化软包膜外壳的设计进一步提升了电池的能量密度。

【技术实现步骤摘要】
一种微扣电池
本技术属于电池
，具体涉及一种微扣电池。
技术介绍
锂离子电池因具有能量密度高、电压高、体积小、环保等特点而广泛应用于移动电子产品中，而锂离子电池的安全性一直是人们在使用过程中最为关注的重点，目前市场上常见的用于贴身人体使用的蓝牙和健康医疗电子设备内置的微扣电池普遍存在安性能不够高的问题，金属微扣电池常常在电池内压过大时会产生膨胀，开裂漏液，严重时会产生爆裂。目前，已有的金属微扣电池的安全结构设计也只是在盖板上冲切一个安全口，当内压达到一定程度时冲开，但空气中的水分也同时进入电池，造成电池当即失效，如果不及时更换电池会，安全开口的漏液会将用电设备腐蚀损坏；同时，市场上金属微扣电池，由于采用金属壳设计，重量能量密度偏低，并且增加了电子设备的重量，不能满足内置耳机等电子设备对微扣电池高能量密度的要求。现有的软包锂离子电池多采用铝塑膜包装，通过预先冲模成型使包装材料拉伸变形，铝塑膜在冲压成型后，若冲压模具设计不当，由于角位所受应力最大，变薄也最为严重，角位处铝层拉伸过大会造成角位破损，使电池存在安全风险。CN209266448U公开了一种新型的铝塑膜纽扣电池，包括铝塑膜外壳和电芯；铝塑膜外壳分为上下内空的壳体结构，上下铝塑膜壳体折叠后形成电芯腔体；铝塑膜外壳的两层铝塑膜贴合的边缘通过热熔封装；铝塑膜封装区外圈上有锯齿结构，铝塑膜外圈向上翻叠时能够贴紧上层铝塑膜表面；电芯由正极片，隔膜和负极片通过叠层方式形成，极片末端未涂覆的区域连接极耳；极耳沿铝塑膜外壳上下层贴合的缝隙引出，极耳的上下面贴有极耳胶。但是，所述方法得到的铝塑膜纽扣电池在使用过程中，易拉伸开裂，造成电池漏液或破损。因此，本领域需要开发一种新型微扣电池，所述微扣电池具有优异的体积能量密度和安全性能。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种微扣电池，所述微扣电池不仅可以充分利用了电池壳体内的有效空间，提升了电池的体积能量密度，也可以防止电池在成型或使用过程中拉伸开裂，造成电池漏液或破损的问题。为达上述目的，本技术采用以下技术方案：本技术提供了一种微扣电池，所述微扣电池包括软包膜外壳和置于软包膜外壳内的卷绕式结构的电芯，所述软包膜外壳分为具有凹坑的上层壳体和下层壳体；所述上层壳体中凹坑侧壁与凹坑顶层之间形成半径为R1的第一外倒角；所述上层壳体中凹坑口部边缘形成半径为R2的第一内倒角；所述下层壳体中凹坑侧壁与顶层之间形成半径为R3的第二外倒角；所述下层壳体中凹坑口部边缘形成半径为R4的第二内倒角；所述上层壳体中，所述R1通过如下公式计算得到：R1＝(上层壳体凹坑深度-0.5mm)/2；所述下层壳体中，所述R3通过如下公式计算得到：R3＝(下层壳体凹坑深度-0.5mm)/2；所述R2＝R4。本技术采用轻量化的软包膜包为外壳设计，由于微扣电池容量较小，即使在失效情况下，产气量也不是很大，通过软包膜的膨胀可以消化掉，不至于开裂漏液或爆裂；即使在滥用时，内压过大，也只是冲开密封区，不会对人体产生损害。同时，本技术所述软包膜采用特殊设计的冲压成型模具，优化计算成型软包膜导角(外倒角和内倒角)，进而可以有效解决电池在成型或使用过程中拉伸开裂，造成电池漏液或破损的问题。本技术采用卷绕式结构的电芯，并且软包膜外壳设置为凹坑结构，可以充分利用电池壳体内的有效空间，提升了电池的体积能量密度，轻量化软包膜外壳的设计进一步提升了电池的能量密度。本技术的电池卷芯采用卷绕式结构，优点是正负极层间界面结合紧密，电池做成后，不用外压力的情况下，就能保证电池的极负极界面紧密结合，保证电池的电化学性能。卷绕电芯结构更有利于自动化生产，提升高产生产效率。而现有技术中采用电芯的叠片结构由于要保证正负极的对位和负极包住正极的要求，要进行每层的对位要求，生产效率低。另外，叠片结构的电芯需要有外压的挤压才能保证正负极界面的紧密结合，而卷绕式卷芯则不需要。本技术采所述具有凹坑的上层壳体和下层壳体为分别在软包膜上通过冲压成型(采用凹凸模)形成的凹坑结构。在冲压成型过程中，凸凹模表面光洁度圆角周边0.2μm(镜面)模板平面粗糙度0.4μm；当冲压的坑深≤5mm时，凹凸模的间隙尺寸＝0.25mm；当冲压的坑深为5～10mm时：(a)113μm≤软包膜厚度≤150μm，所述凹坑的最大直径为4～12mm，凹凸模的间隙尺寸＝0.35mm；(b)86μm≤软包膜厚度<113μm，所述凹坑的最大直径为4～12mm，所述凹凸模的间隙尺寸为0.3mm。本技术所述微扣电池的制备过程包括：将软包膜进行冲坑，得到所需的扣式形状壳，将卷绕好的裸电芯放入壳体中，通过加热模具进行热压，软包膜内层PP熔化密封，正负极导电极耳导出电池外。优选地，所述上层壳体和下层壳体贴合的边缘设有环绕着电芯的一圈封装区。优选地，所述软包膜外壳为铝塑膜外壳，其由外到内依次包括的尼龙层、金属层和PP层。本技术所述外到内依次包括的尼龙层、金属层和PP层为：靠近电芯一侧为内侧，即PP层离最靠近电芯，尼龙层离电芯最远。本技术所述软包膜组成的各层主要功能：尼龙层，可以有效阻止空气尤其是氧的渗透，维持电芯内部的环境，同时可以保证包装铝箔具备良好的形变能力；铝(或钢)金属层，可以有效阻止空气中水分的渗透，维持电芯内部的环境，具有一定的厚度强度能够防止外部对电芯的损伤；PP层，不会被电芯内有机溶剂溶解、溶胀等，是电芯内部环境的最直接的包装保护，绝缘，有效阻止内部电解质等与金属层接触，避免金属被腐蚀。优选地，所述金属层为铝层或钢层。优选地，所述封装区通过热熔PP层得到。本技术在封装过程中，封头采用上下层导热性较好的双半圆形金属模具，以铝塑膜厚度88μm为例，封装温度185度，封装时间3S，压力0.3～0.4MPa。随着铝塑膜厚度的增加，封装温度、时间、压力均需求改变，根据铝塑膜厚度不同，找到适合的封装条件。优选地，所述软包膜外壳的厚度为86～150μm，例如88μm、90μm、100μm、113μm、120μm、130μm、140μm或150μm等。优选地，所述电芯由正极片、隔膜和负极片卷绕形成。本技术所述卷绕为：将正极片、隔膜和负极片缠绕成圆柱体。优选地，所述正极片和负极片的末端分别留下未涂覆的金属材料，分别与已热合了密封胶的铝带和镍带进行超声波焊接，作为正极耳和负极耳。优选地，所述正极耳和负极耳沿软包膜外壳上层壳体和下层壳体贴合的缝隙引出，正极耳和负极耳的两个表面贴有密封胶，分别将正极耳和负极耳与软包膜外壳连接处密封。优选地，所述微扣电池的高为4～10mm(例如5mm、6mm、7mm、8mm或9mm等)，直径为4～12mm(例如5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm或11mm等)。优选地，所述电芯的高为3～9mm(例如4mm、5mm、6mm、7本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微扣电池，其特征在于，所述微扣电池包括软包膜外壳和置于软包膜外壳内的卷绕式结构的电芯(3)，所述软包膜外壳分为具有凹坑的上层壳体(1)和下层壳体(2)；/n所述上层壳体(1)中凹坑侧壁与凹坑顶层之间形成半径为R1的第一外倒角(7)；所述上层壳体(1)中凹坑口部边缘形成半径为R2的第一内倒角(8)；所述下层壳体(2)中凹坑侧壁与顶层之间形成半径为R3的第二外倒角(9)；所述下层壳体(2)中凹坑口部边缘形成半径为R4的第二内倒角(10)；/n所述上层壳体(1)中，所述R1通过如下公式计算得到：R1＝(上层壳体凹坑深度-0.5mm)/2；所述下层壳体(2)中，所述R3通过如下公式计算得到：R3＝(下层壳体凹坑深度-0.5mm)/2；所述R2＝R4。/n

【技术特征摘要】
1.一种微扣电池，其特征在于，所述微扣电池包括软包膜外壳和置于软包膜外壳内的卷绕式结构的电芯(3)，所述软包膜外壳分为具有凹坑的上层壳体(1)和下层壳体(2)；
所述上层壳体(1)中凹坑侧壁与凹坑顶层之间形成半径为R1的第一外倒角(7)；所述上层壳体(1)中凹坑口部边缘形成半径为R2的第一内倒角(8)；所述下层壳体(2)中凹坑侧壁与顶层之间形成半径为R3的第二外倒角(9)；所述下层壳体(2)中凹坑口部边缘形成半径为R4的第二内倒角(10)；
所述上层壳体(1)中，所述R1通过如下公式计算得到：R1＝(上层壳体凹坑深度-0.5mm)/2；所述下层壳体(2)中，所述R3通过如下公式计算得到：R3＝(下层壳体凹坑深度-0.5mm)/2；所述R2＝R4。


2.如权利要求1所述的微扣电池，其特征在于，所述上层壳体(1)和下层壳体(2)贴合的边缘设有环绕着电芯的一圈封装区(11)。


3.如权利要求2所述的微扣电池，其特征在于，所述软包膜外壳为铝塑膜外壳，其由外到内依次包括尼龙层、金属层和PP层；
所述金属层为铝层或钢层；
所述封装区(11)通过热熔PP层得到。


4.如权利要求1所述的微扣电池，其特征在于，所述软包膜外壳的厚度为86～150μm。


5.如权利要求1所述的微扣电池，其特征在于，所述电芯(3)由正极片、隔膜和负极片卷绕形成；
所述正极片和负极片的末端分别留下未涂覆...

【专利技术属性】
技术研发人员：高学友，杨高光，夏小勇，刘文博，张霞，泉贵岭，朱坤庆，计阳，
申请(专利权)人：东莞维科电池有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44