具有改进的密封性能的纽扣电池制造技术

根据本发明专利技术，提供了一种纽扣电池，其包括密封组件，该密封组件包括电池的其中一个端子、电绝缘部分和周壁部分。电绝缘部分与所述端子和周壁部分形成可通过玻璃

【技术实现步骤摘要】
具有改进的密封性能的纽扣电池


[0001]本专利技术涉及纽扣形电池，尤其涉及这些电池的密封。

技术介绍

[0002]纽扣形电池，也简称为“纽扣电池”、“扣式电池”或“微型电池”，广泛用于为小型电器和设备供电。有各种类型的纽扣电池在使用中，它们的区别在于不同的尺寸以及用于电极和电解质的材料。诸如手表等低压电器的常用类型通常称为“CR”型电池，C表示电极的化学成分，R表示电池的圆形形状。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。电解质可以是固体或液体有机材料。其他类型编码为LR、SR或PR电池，分别已知为碱性电池、氧化银电池和锌空气电池。后三种电池类型包含水基电解质。
[0003]所有纽扣电池都包括圆形金属端子，其中一个端子通常称为杯，另一个端子称为盖，电极和电解质被容纳在它们之间。
[0004]在包含液体电解质的纽扣电池中遇到的一个常见问题是电解质的泄漏。当电池密封不好时，就会发生电解质泄漏，使得其电解质可以从内部泄露到大气中。
[0005]对于氧化银电池、锌空气电池和碱性电池，电解质通常是强碱性溶液，其中包含NaOH和KOH以及其他化学物质。对于锂电池，电解质通常是溶解有锂盐的一种或多种有机溶剂。这两种电解质都会对环境和人类造成危害。强碱性溶液具有很强的腐蚀性，即使是少量也会引起金属腐蚀。如果它进入眼睛、嘴巴、皮肤，甚至被吸入，都可能对人体器官造成严重损害。
[0006]目前，纽扣电池通过将杯压接在塑料垫圈上来进行封闭，塑料垫圈将杯和盖分开。然而，尤其是对于小型纽扣电池，压接强度往往不够，从而增加了电解质泄漏的风险。

技术实现思路

[0007]本专利技术旨在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纽扣电池和用于生产所述电池的方法来实现。
[0008]根据本专利技术，提供了一种纽扣电池，其包括密封组件，该密封组件包括电池的其中一个端子、电绝缘部分和周壁部分。电绝缘部分与所述端子和周壁部分形成气密密封结合部，即气体密封和液体密封结合部，这可通过在玻璃
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金属型技术中应用的方法来获得。电绝缘部分因此例如可以是玻璃部分。密封组件呈插座形状，并且电池的一个或多个组成部件，例如阳极、隔板和阴极，可以在组装电池之前插入所述插座形状中。密封组件的周壁部分形成第二端子的一部分，并且通过诸如周向焊缝的导电且气密封闭的连接部附接到所述第二端子的其余部分上。这些端子可以由不锈钢或任何其他合适的金属形成。
[0009]根据本专利技术的电池可以这样来生产：将电池的一个或多个组成部件插入到插座形状的密封组件中，并且例如通过焊接将所述组件的周壁部分附接到第二端子的其余部分上。
[0010]本专利技术能够将玻璃
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金属类型的技术用于不同形状和尺寸的纽扣电池的生产过程
中，包括目前的垫圈密封存在电解质泄漏风险的小型电池。通过根据本专利技术的电池中包括的更高品质的金属
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玻璃型密封件，这种风险得以降低或基本消除。
附图说明
[0011]‑
图1a和1b示出了本领域目前已知的纽扣电池的正视和平面截面图。
[0012]‑
图2a和2b示出了根据本专利技术一个实施例的纽扣电池的正视和平面截面图。
[0013]‑
图3a至3d示出了用于生产根据图2a和2b所示实施例的电池的方法的多个步骤。
[0014]‑
图4a至4d示出了根据本专利技术另一实施例的用于生产电池的方法的各步骤。
具体实施方式
[0015]在描述根据本专利技术的电池的特征元件之前，将首先描述现有技术的纽扣电池以定义其各种组成部件。图1a和1b示出了本领域目前已知的纽扣电池1。该电池包括通常由不锈钢形成的金属杯2，其形成电池的正极端子。阴极3被放置在杯2内部。图1a中所示的阴极成形为片剂，其可通过将阴极粉末压入金属保持件4中而获得，该金属保持件4为带有底部条带5和侧壁6的环的形状。或者，可以将阴极粉末压入金属网中。保持件4或所述网旨在增加压实的阴极粉末的机械稳定性。
[0016]如图1a所示，压实的阴极材料3与环形条带5的底面齐平，并且这些元件都与杯2的底部物理接触。片剂3的上方是分隔件或隔板7，其将阴极片剂3与位于隔板7顶部的电池阳极8隔开。阳极8被金属盖9覆盖，该金属盖9形成电池1的负极端子，通常也由不锈钢制成。负极端子9包括圆形的平面接触表面11和远离接触表面11定向的直立壁部分12。类似地，正极端子2包括圆形的平面接触表面13和远离所述接触表面13定向的壁部分14。接触表面11和13构造成电连接到由电池供电的设备的相应触点。
[0017]分隔件7可以是层压在阴极3上的片状固体电解质，在这种情况下，阴极3也包括与活性材料混合在一起的固体电解质。或者，电池1可以包括液体电解质。在这种情况下，阴极3浸泡在这种液体电解质中，并且分隔件7可以是多孔聚合物膜，其本身是电绝缘的，但可以吸收液体电解质以便将离子从阳极8传导到阴极3。
[0018]电绝缘垫圈10插在杯2与盖9的外沿之间，从而将正极端子与负极端子分隔开并且将电池1的内部与外部大气隔绝。如引言中所述的，杯2的侧壁14被压接到垫圈10上，但是这种密封电池的方式导致在使用液体电解质时存在电解质泄漏的风险，尤其是对于较小尺寸的电池而言。
[0019]本专利技术通过提供一种在纽扣电池中应用玻璃
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金属型密封的方法来解决此问题。由于本专利技术不限于使用玻璃作为密封材料，因此这种类型的密封在下文中将被称为“绝缘体
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金属”密封。然而，应该理解的是，此术语是指已知技术，其中电绝缘材料——例如玻璃——与金属化学结合，从而在固态绝缘体与金属之间形成气密密封部，并且其中金属和绝缘体的膨胀系数相匹配以使得密封部保持在给定的温度范围内。此技术在建筑、汽车、光学器件和许多其他领域的应用中是已知的。
[0020]图2a和2b示出了根据本专利技术的纽扣电池的一个示例。可以识别出许多上述部件，并用相同的附图标记表示：具有其接触表面13和侧壁14的杯2、阴极3、隔板7、阳极8、具有其接触表面11和侧壁12的负极端子9。在这种情况下，阴极3可以是压制片剂，其没有被压入环
形保持件中，而是被压入网中(图中不可见，但已知如此)。例如，对于氧化银电池，可以将阴极片剂直接压入杯2中。
[0021]此外可以看出，杯2焊接到金属环15上，该金属环15部分地插入杯2中并通过焊缝16焊接到杯2上。
[0022]在负极端子9的直立壁12与金属环15之间存在电绝缘部分17。一方面在电绝缘部分17与端子9之间的以及另一方面在电绝缘部分17与金属环15之间的结合部属于如上文定义的绝缘体
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金属类型，即，环15、电绝缘部分17(例如玻璃部分)和负极端子9形成紧密结合材料的组件，其中电绝缘部分17与负极端子9和金属环15紧密结合，并且其中电绝缘部分17与金属部件的膨胀系数在给定的温度范围内相匹配。这种紧密结合材料的组件在所附权利本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纽扣电池(1'，1”)，包括插座形金属正极端子和插座形金属负极端子，所述正极端子和负极端子各自包括圆形的接触表面(13，11)，以及在与所述接触表面相反的方向上延伸的侧壁(14，15；12)，其中所述接触表面配置成电连接到由所述纽扣电池供电的设备的相应触点，所述纽扣电池还包括与所述正极端子电接触的阴极(3)、与所述负极端子电接触的阳极(8)、布置在所述阳极与所述阴极之间的分隔件(7)、以及配置成在所述阳极与所述阴极之间传导电流的电解质，其中：
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所述纽扣电池包括插座形的密封组件，所述密封组件包括：
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所述正极端子和所述负极端子中的第一端子，所述第一端子可以是所述正极端子或所述负极端子，
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周壁部分(15)，
·
电绝缘部分(17)，所述电绝缘部分(17)将所述第一端子与所述周壁部分(15)分隔开并电绝缘，
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所述电绝缘部分(17)通过气密密封结合部与所述第一端子和所述周壁部分(15，15')结合，
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所述周壁部分(15，15')是第二端子的一部分，并且通过气密封闭的导电连接部(16)附接到所述第二端子的其余部分，其中，所述第一端子是所述负极端子(9)，并且所述正极端子的所述其余部分是具有直立壁(14)的杯形元件(2)，使得所述正极端子的侧壁由通过所述导电连接部(16)彼此连接的所述直立壁(14)和所述周壁部分(15)形成，并且其中所述导电连接...

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