用于纽扣电池电极的保持件和设有这种保持件的电池制造技术

根据本发明专利技术，提供了适用于接收纽扣电池的片电极（10）的导电保持件（1）。该保持件（1）包括底部部分（3），该底部部分（3）优选为圆形形状的，以便能够同轴地装配在纽扣电池（11）的罐形端子（12）内。保持件还包括直立的壁部分（2）。底部部分（3）是平的并且设有穿过底部部分的整个厚度的多个孔（4）。根据优选实施例，至少一组孔（4）绕底部部分的中心在360

【技术实现步骤摘要】
用于纽扣电池电极的保持件和设有这种保持件的电池


[0001]本专利技术涉及纽扣形电池，特别是用于这样的电池的阴极的支撑装置。

技术介绍

[0002]纽扣形电池是众所周知的，其也简称为“纽扣电池”或“纽扣电池单体（button cell）”。使用各种各样的类型的纽扣电池，其区别在于各种各样的尺寸，以及在于用于电极和电解质的材料。用于诸如腕表等低压电器的通常使用的类型常称为“CR”型电池，C表示电极的化学性质，而R表示电池的圆形形状。CR电池包括锂基阳极和包含作为活性材料的二氧化锰的阴极。电解质可是固体或液体有机材料。其他材料组合是已知的，其具有各种各样的其他字母代码，诸如BR、SR等。
[0003]CR电池的阴极通常是以通过压紧粉末混合物制造的片（tablet）形式，该粉末混合物包括活性材料、粘剂（binder）、碳和/石墨以降低内阻、以及其他添加剂。根据一项众所周知的技术，将混合物压制成在底部处带有网的片形状。添加网以增加片的强度，并且以提供在片和金属罐之间的更好的电接触，该金属罐位于片下方并且其形成电池的正极端子。
[0004]在放电期间，由于从阳极迁移的锂离子的进入，片膨胀。随着片中锂离子的量的增加，片在所有方向上膨胀。这种膨胀导致的问题包括：
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失去与网的接触：网压制到片上而没有任何粘合剂。随着片的膨胀，粉末在网上的抓持变得较松，并且两者最终发生分离。
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当片在放电期间膨胀时，消耗由金属锂制成的阳极。在理想情况下，阴极片在高度方向上的膨胀速度大于锂阳极缩退的速度，从而维持两个电极之间的导电通路。但是，由于就片的膨胀方向不存在限制，片不仅在高度方向上增长，而且在径向方向上也增长。这导致朝向锂阳极的膨胀速度减慢，最终导致失去电极之间的导电通路。
[0006]这些问题的已知解决方案是应用金属环而不是网，其中片被压制在环内。在放电期间，环形成壁，该壁引导片仅在高度方向上朝向阳极膨胀，从而保持阳极和阴极之间的导电通路。然而，由于环仅沿其圆周支撑片，因此现在片在放电期间更可能朝向正极罐在远离阳极的方向上向膨胀。这种膨胀将片自身推靠着罐，将环抬离罐，导致失去阴极和罐之间的电接触。
[0007]已经提出了其他环设计以缓解这些特定问题，包括不具有开口底部但在环的底部上设有格栅的环，例如在专利公开文本CN103606684和CN203553277中公开的。在这些稍后的示例中，由平行的条组成的格栅呈现出交错的图案，该条相对于环的底部平面反复向内和向外弯曲。在片压制期间，条的向内弯曲的部分自身可嵌入到粉末中，从而增加片的强度。条的向外弯曲部分与罐直接接触并表现出一定程度的弹性，这使得片和罐之间能够保持良好的接触。然而，在放电期间片的膨胀仍然可能引起问题。而且，当在制造工艺期间将片压制到这种类型的环中时，将粉末压制在一起所需的力直接施加在向内和向外弯曲的部分上。除非环是由具有非常高强度的金属制成的，否则这些部分可变平，从而减少或消除交错图案的预期有益效果。另一问题在于，当片的材料以粉末形式应用并压制到环中时，交错
的图案可导致粉末混合物的填充不佳，从而导致片中的空隙。此外，交错的条呈现3D形状，这需要复杂的冲压工艺来制造环，这可增加制造工艺的成本。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供对上述问题的解决方案。该目的通过根据所附权利要求的电极保持件和电池实现。
[0009]根据本专利技术，提供了一种导电保持件，其适用于接收被压制到该保持件中的纽扣电池的片电极。保持件包括底部部分，该底部部分优选为圆形形状，以便能够同轴地装配在纽扣电池的罐形端子内。保持件还包括直立的壁部分，该壁部分执行与现有技术的环型保持装置相同的功能。底部部分是平的并且设有穿过底部部分的整个厚度的多个孔（aperture）。根据优选实施例，至少一组孔绕底部部分的中心在360
°
的跨度上以规则的角度间隔分布。优选地，两个相邻孔之间的底部部分的固体材料条与相邻孔的尺寸相比是窄的，以便为片电极提供机械支撑，并且还能够在电极的体积膨胀的影响下变形。本专利技术同样涉及设有根据本专利技术的保持件的纽扣电池，以及包括根据本专利技术的保持件和被压制到该保持件中的电极片的组件。
[0010]根据本专利技术的保持件是易于制造的并且能够压紧电极片而不产生空隙。窄条的变形改善了保持件和电池的罐形端子之间的接触。孔确保液体电解质的优化吸收。
附图说明
[0011]图1图示了根据本专利技术实施例的用于CR电池的阴极片的保持件。
[0012]图2a和2b图示了图1的保持件，其带有插入于其中的阴极片。
[0013]图3a和3b图示了CR电池，其配备有图1和图2的保持件和片。
[0014]图4a至4d示出了根据本专利技术的保持件的替代设计。
[0015]图5a至5c示出了根据本专利技术实施例的另外的替代保持件设计。
具体实施方式
[0016]图1图示了根据本专利技术实施例的用于纽扣电池的片形阴极的保持件1。保持件包括壁部分2和底部部分3，底部部分是平的并且是圆形形状的，并且设有5个具有相等直径的圆孔4，这些孔4绕底部部分3的中心5在360
°
的跨度上以规律的角度间隔分布。壁部分和底部部分二者均由导电材料形成，优选地为在电池内环境下机械、化学和电化学稳定的金属，例如，不锈钢（诸如304、316）、铝、镍和大多数贵金属。底部部分3和壁部分2形成一体件，其例如可通过本领域已知的冲压技术制造。
[0017]壁部分2从底部部分3的边缘升起，并且优选地相对于底部部分3的平面垂直定向。因此壁部分2呈现为环，该环配置为将阴极片的材料保持在其内部中。底部部分3的直径具有与标准CR型电池的尺寸一致的量级，例如在1和2 cm之间。在示出的实施例中，孔4的直径使得在相邻孔之间的固体材料区域与孔的尺寸相比是窄的。根据优选实施例，并且如图1中图示的，在两个相邻孔4之间的每个区域包括至少一个位置或子区域，其中在两个相邻孔之间的最短距离小于沿与所述最短距离相同的方向测量的两个孔的宽度。在图1的实施例中，在每对圆孔4之间的最短距离是恒定值，在图中以w1指示。在这种情况下，上述条件是w1小于
沿与w1相同的方向测量的距离w2。优选地，w1显著小于w2，例如小于w2的一半、或小于w2的1/3、或小于w2的1/4。该特定特征的优点将在本文中进一步解释。
[0018]使用用于压制粉末混合物（如介绍中所描述的，粉末混合物包含活性阴极材料、粘剂和其他添加剂）的压紧技术，阴极片被压制到保持件中。可应用本领域已知的用于将片压制到上文描述的网或环型保持装置之一中的压紧技术。结果图示在图2中。在所示实施例中，压紧的片10填满壁部分2的内部空间并被压制到孔4中，使得片材料基本上与保持件1的底部表面齐平。如图示的，片10可稍微延伸到壁部分2的上缘之上。
[0019]图3a和3b示出了配备有阴极保持件1的CR电池11，其中阴极片10被压制在保持件1中。该图表示电池11在其电池本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种导电的保持件（1），其用于保持被压制到所述保持件中的纽扣电池的片形电极（10），所述保持件包括底部部分（3）和从所述底部部分的边缘区域向上升起的环形的壁部分（2），其特征在于，所述底部部分（3）是平的并且包括多个孔（4、4'）。2.根据权利要求1所述的保持件（1），其包括至少一组孔（4），所述孔（4）的形状和大小相等并且绕所述底部部分（3）的中心（5）在360
°
的跨度上以规则的角度间隔分布。3.根据权利要求2所述的保持件（1），其还包括与所述底部部分（3）的所述中心（5）重叠的孔（4'）。4.根据前述权利要求中任一项所述的保持件（1），其中位于两个相邻孔（4；4、4'）之间的所述底部部分（3）的固体材料区域与所述两个相邻孔的尺寸相比是窄的。5.根据权利要求4所述的保持件（1），其中位于两个相邻孔（4；4、4'）之间的所述底部部分（3）的每...

【专利技术属性】
技术研发人员：P，
申请(专利权)人：雷纳塔股份公司，
类型：发明
国别省市：