用于钮扣电池的电极的保持件和设置有保持件的电池制造技术

本发明专利技术涉及一种导电的保持件(1

【技术实现步骤摘要】
用于钮扣电池的电极的保持件和设置有保持件的电池


[0001]本专利技术涉及纽扣形电池，特别是用于这种电池的阴极的支承装置。

技术介绍

[0002]纽扣形电池——也简称为“纽扣电池”或“扣式电池”——是众所周知的。使用了各种类型的纽扣电池，其区别在于不同的尺寸以及用于电极和电解质的材料。用于诸如手表等低压电器的常用类型通常称为“CR”型电池，C是指电极的化学性质，R指电池的圆形。CR电池包括锂基阳极和包含二氧化锰作为活性材料的阴极。电解质可以是固态或液态有机材料。其它材料组合以诸如BR、SR等各种其它字母代码被知悉。
[0003]CR电池的阴极通常为通过压实包含用于降低内部电阻的活性材料、粘合剂、碳和/或石墨的粉末混合物以及其它添加剂而生产的板片(tablet) 形式。根据一种众所周知的技术，将混合物压制成底部有网板的板片形状。添加网板以提高板片的强度，并提供板片与位于板片下方并形成电池的正极端子的金属罐体之间更好的电接触。
[0004]在放电期间，板片由于从阳极迁移的锂离子进入而膨胀。随着板片中锂离子含量的增加，板片在所有方向上膨胀。这种膨胀带来的问题包括：
[0005]‑
失去与网板的接触：网板在没有任何粘合剂的情况下压在板片上。当板片膨胀时，通过粉末对网板的夹持变得更松，最终两者分离。
[0006]‑
当板片在放电期间膨胀时，由金属锂制成的阳极被消耗掉。在理想情形中，阴极板片在高度方向上的膨胀速率大于锂阳极消退的速率，从而保持两个电极之间的导电路径。然而，由于在板片的膨胀方向上没有限制，板片不仅在高度方向上生长，而且在径向方向上生长。这导致朝向锂阳极的膨胀速率减慢，最终导致失去电极之间的导电路径。
[0007]这些问题的一种已知解决方案是采用金属环形保持件代替网板，将板片压在环形保持件内。保持件在板片的至少一部分周围形成壁部，该壁部仅将板片在高度方向上的膨胀引向阳极，从而维持阳极与阴极之间的导电路径。然而，该环形保持件具有敞开的底部，因此仅沿板片的圆周/周边大致支承板片。因此，在放电期间，板片现在更可能在远离阳极的方向上朝向正极罐体膨胀。这种膨胀将保持件推靠在罐体上，并将保持件从罐体上提升，从而导致阴极与罐体之间失去电接触。
[0008]已经提出了其它保持件设计来缓解这些特定问题，包括保持件没有敞开的底部但在保持件底部设置有格栅，如例如专利公开文件CN103606684 和CN203553277中所公开的。在后面的这些示例中，格栅呈现出由平行板条组成的交错图案，所述平行板条相对于保持件的底部平面重复向内和向外弯曲。在压片期间，板条的向内弯曲部分本身可能会嵌入粉末中，从而提高板片的强度。板条的向外弯曲部分与电池的罐体直接接触，并呈现出一定程度的弹性，从而能够维持板片与罐体之间的良好接触。而且，当使用液体电解质时，向外弯曲的部分提供在罐体与板片底部之间的空间，在这里可以收集电解质作为储备。
[0009]然而，当板片在制造过程中被压入这种类型的保持件时，将粉末压在一起所需的力直接施加在向内和向外弯曲的部分上。除非保持件由具有极高强度的金属制成，否则这
些部分可能会被压平，从而减少或消除交错图案的预期有益效果。特别地，当向外弯曲的部分在压片期间被压平时，所述用于收集液体电解质储备的空间被消除。

技术实现思路

[0010]本专利技术旨在提供上述问题的解决方案。该目的通过根据本专利技术的电极保持件、保持件/板片组件和电池来实现。
[0011]根据本专利技术，提供了一种导电的保持件，其适于保持纽扣电池的被压入保持件中的片状电极。该保持件包括具有圆周的底部。该保持件还包括从底部向外突出的至少三个支承部，支承部沿着保持件的圆周布置，使得保持件可由支承部支承在平坦表面上。该保持件还可包括从底部的圆周向上竖立的壁部，其中支承部沿与该壁部相反的方向从底部突出。本专利技术还涉及一种包括保持件和压入该保持件中的电池电极片的组件以及一种包括所述组件的纽扣电池。本专利技术还涉及一种用于通过压缩步骤制造保持件/ 板片组件的方法，该压缩步骤使用设置有凹部的压模，该凹部构造成在压缩步骤中使保持件的底部发生变形。
[0012]这种保持件能确保纽扣电池的阴极片的底部与电池的罐体的底部之间有可用的空间。该空间允许阴极的一定程度的膨胀，同时也代表用于电池电解质的储备区域。即使当保持件包括在压缩步骤中被压平的向外弯曲部分时，支承部也确保了该空间。
附图说明
[0013]图1示出了现有技术中已知的用于CR电池的阴极的环形保持件。
[0014]图2a和图2b示出了阴极片被压缩在其中的图1中的保持件。
[0015]图3a至图3g示出了本领域中目前已知的用于制造保持件和阴极片的组件的压缩方法的步骤。
[0016]图4a和图4b示出了其中安装了图2a和图2b的保持件/阴极片组件的 CR电池的两幅截面图。
[0017]图5a和图5b示出了根据本专利技术的一个实施例的保持件/阴极片组件。
[0018]图6a和图6b示出了其中安装了图5a和图5b的保持件/阴极片组件的 CR电池的两幅截面图。
[0019]图7示出了适于使用图3a至图3g所示的压缩方法生产根据本专利技术的保持件/阴极片组件的压模。
[0020]图8示出了根据本专利技术另一实施例的保持件/阴极片组件。
[0021]图9示出了根据本专利技术的保持件/阴极片组件的另一替代实施例。
具体实施方式
[0022]图1示出了本领域已知并且上面在
技术介绍
中提到的用于CR电池的圆形阴极片的环形保持件1，即具有敞开底部的环。该环具有呈扁平的环形板条3形式的底部3和从环形板条的圆周向上竖起的圆柱形/圆环形的壁部2。壁部2优选垂直于底部3。保持件1由导电材料形成，优选地由在电池内部环境下具有机械、化学和电化学稳定性的金属制成，例如不锈钢 (SS)，比方说SS304、SS316、铝和大多数贵金属。
[0023]图2a和图2b分别示出了从上方和下方看去的同一保持件1，其中阴极片/片状阴极4被压入所述保持件。在后一视图中，可以看到环形板条3 的底部与阴极片4齐平。这是生产图2a和图2b所示的保持件/阴极片组件的方法的结果。图3a至图3g示意性地示出了这种方法的示例。如图3a 所示，用于生产保持件/阴极片组件的装置包括型腔5和压模6，它们具有相互对应的横截面，使得压模6可以以小间隙插入型腔5中。型腔5包括平坦的底部5a和圆柱形直立侧壁5b。压模6构造成能通过受控力推入型腔5中。型腔5的横截面与环形阴极保持件1的横截面相对应。如图3b 所示，将阴极粉末混合物7引入型腔5，然后进行用于轻微预压阴极粉末混合物7的第一压缩步骤(图3c)。然后，将压模6从型腔5中抬起(图3d)，并将环形保持件1引入型腔5中，底部侧朝上(图3e)。然后，再次向下推动压模6，现在用更大的力(图3f)，从而将阴极片4完全压缩，并将阴极材料压入环形保持件1中。最后，抬起压模6(图3g)，允许从型腔5中取出阴极片4和环形保持件1的组件。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于纽扣电池的组件，包括导电的保持件(1
’
)并包括片状电极，所述片状电极具有顶面和底面，所述保持件包括具有至少一个孔口的底部(3)和从所述底部沿着所述底部的周缘延伸以限定出壳腔的环形壁部(2)，所述片状电极容纳在该壳腔中，所述片状电极的底面搁置在该底部上，其中所述保持件(1
’
)包括至少三个支承部(20)，所述支承部从所述底部(3)沿与所述环形壁部(2)相反的方向向外突出，并且每个所述支承部都包括端面，所述支承部(20)能通过该端面将所述保持件支承在平坦表面上，所述支承部(20)沿着所述保持件的圆周布置，使得当所述片状电极布置在所述保持件中时，所述片状电极的底面和所述保持件的所述端面在不同的水平面内延伸。2.根据权利要求1所述的保持件(1
’
)，其中，所述支承部(20)与所述底部(3)成一体。3.根据权利要求1或2所述的保持件(1
’
)，其中,所述底部(3)为环形板条。4.根据权利要求1至3中任一项所述的保持件(1
’
)，其中，所述底部(3)是具有多个孔口(25)的连续板。5.根据权利要求1至4中任一项所述的保持件(1
’
)，其中，所述保持件(1
’
)包括环形的底部(3)和布置在所述底部(3)的内壁(30)内侧的保持结构。6.根据权利要求5所述的保持件(1
’
)，其中，所述保持结构为网状结构。7.一种用于制造根据权利要求1至6中任一项所述的组件的方法，该方法包括以下步骤：
·
将适于...

【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：