卷绕式豆式电池的制作方法

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种卷绕式豆式电池。

背景技术：

纽扣电池也称扣式电池，是指外形尺寸像一颗小纽扣的电池。纽扣电池一般包括底壳、盖帽和设置在二者构成的容纳腔内的电芯，由于纽扣电池的尺寸非常小，造成其密封难度非常大。纽扣电池的装配过程如下：将密封圈套设在底壳上，放置电芯等操作后，将盖帽盖设在底壳上进行密封处理。现有的纽扣电池虽然含有密封圈，但是其密封效果仍然一般，易导致电池漏液，影响纽扣电池的使用寿命，且在密封时，密封圈也容易发生破损，导致密封失效。

另外，目前常规的卷绕式纽扣电池的极耳均处于极片的端部，使得目前的纽扣电池在快充和大倍率放电性能上存在短板。

技术实现要素：

本发明实施例的一个目的在于：提供一种卷绕式豆式电池，其结构简单，密封效果好。

本发明实施例的另一个目的在于：提供一种卷绕式豆式电池，其能够实现快充和大倍率放电性能。

为达此目的，本发明实施例采用以下技术方案：

提供一种卷绕式豆式电池，包括底壳和盖帽，所述底壳与所述盖帽之间形成容纳卷绕式电芯的空间，所述卷绕式电芯的一极耳与所述盖帽连接，另一极耳与所述底壳连接，所述底壳包括底板和环设在所述底板的一侧面的第一围壁，所述盖帽包括顶板和环设在所述顶板一侧面的第二围壁，所述第二围壁套设在所述第一围壁外，所述第一围壁上沿其轴线方向设置有多个连续的第一弧形部，所述第二围壁上沿其轴线方向设置有多个与所述第一弧形部配合的第二弧形部，所述第一围壁与所述第二围壁之间夹设有密封件；

所述卷绕式电芯的极片呈长条形，当所述极片上设置一个所述极耳时，所述极耳设置在所述极片的长度方向的中心位置，当所述极片上设置至少两个所述极耳时，至少两个所述极耳沿所述极片的长度方向间隔设置，所述极耳延伸至所述卷绕式电芯的外部。

作为卷绕式豆式电池的一种优选方案，所述第一弧形部环形设置在所述第一围壁上，多个所述第一弧形部沿所述第一围壁的轴线方向平行；或，

多个所述第一弧形部沿所述第一围壁的轴线方向螺旋盘绕在所述第一围壁上；或，

所述第一弧形部包括沿所述第一围壁的周向环形间隔设置的多个子弧形部。

作为卷绕式豆式电池的一种优选方案，所述第一弧形部由所述第一围壁冲压或辊压形成，所述第二弧形部由所述第二围壁冲压或者辊压形成。

作为卷绕式豆式电池的一种优选方案，所有的所述第一弧形部均朝向所述第一围壁的中心凸出设置，所有的所述第二弧形部均朝向所述第二围壁的中心凸出设置；或，

所有的所述第一弧形部均朝向背离所述第一围壁的中心凸出设置，所有的所述第二弧形部均朝向背离所述第二围壁的中心凸出设置；或，

所述第一围壁上的相邻两个所述第一弧形部的凸设方向相反，多个所述第一弧形部在所述第一围壁上形成第一波浪形结构，所述第二围壁上的多个所述第二弧形部形成与所述第一波浪形结构相配合的第二波浪形结构。

作为卷绕式豆式电池的一种优选方案，所述第一围壁的硬度大于所述第二围壁的硬度。

作为卷绕式豆式电池的一种优选方案，所述第二围壁远离所述顶板的一端形成有缩口部，所述缩口部的端部抵紧在所述第一围壁的外壁或所述底板的外壁；或，

所述第二围壁远离所述顶板的一端与所述第一围壁的外壁抵紧；或，

所述第二围壁远离所述顶板的一端设置有卷边结构，所述卷边结构与所述第一围壁的外壁抵紧。

作为卷绕式豆式电池的一种优选方案，所述密封件包括夹设在所述第一围壁与所述第二围壁之间的密封本体，所述密封本体靠近所述顶板的一端朝向所述密封本体的中心延伸有第一延伸部，所述第一延伸部远离所述密封本体的一端朝向所述底板延伸有第二延伸部，所述第二延伸部贴紧在所述第一围壁的内壁。

作为卷绕式豆式电池的一种优选方案，所述底壳和所述盖帽均采用金属材料制成。

作为卷绕式豆式电池的一种优选方案，所述极片包括集流体和涂覆在所述集流体上的活性物质，所述极耳与所述集流体一体成型；或，

所述集流体上设置有未涂覆所述活性物质的空箔区，所述极耳一端与所述空箔区焊接，另一端延伸至所述卷绕式电芯的外部。

作为卷绕式豆式电池的一种优选方案，当所述极片上设置有至少两个所述极耳时，其中一个所述极耳位于所述极片的长度方向的中心，其余的所述极耳与位于所述极片长度方向的中心的所述极耳间隔设置。

作为卷绕式豆式电池的一种优选方案，所述极片上设置至少两个且单数个所述极耳，其中一个所述极耳位于所述极片的长度方向的中心，剩余的所述极耳相对于所述极片长度方向的中心对称设置。

作为卷绕式豆式电池的一种优选方案，所述卷绕式电芯包括正极片、负极片以及设置在所述正极片与所述负极片之间的隔膜，所述隔膜具有沿所述卷绕式电芯的轴线方向延伸至所述负极片的两端的隔离部，所述隔离部用于隔离所述卷绕式电芯的极耳与所述卷绕式电芯的端面。

本发明实施例的有益效果为：通过在第一围壁和第二围壁上设置有对应的弧形部，弧形部的设置可以将密封件压紧在第一围壁和第二围壁之间，显著提升了底壳和盖帽之间的密封性，且弧形部的设置还可以对密封件进行保护，防止密封件在盖帽封边时发生破损，延长密封件的使用寿命，同时也保证底壳和盖帽之间的密封不失效；通过将单个极耳设置在卷绕式电芯的极片的长度方向的中心位置，或者在极片上间隔设置多个极耳，均可以使卷绕式豆式电池满足快充及大倍率放电的要求。

附图说明

下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明一实施例的卷绕式豆式电池的剖视示意图。

图2为图1的分解示意图。

图3为本发明另一实施例的卷绕式豆式电池的剖视示意图。

图4为图3的分解示意图。

图5为本发明又一实施例的卷绕式豆式电池的剖视示意图。

图6为图5的分解示意图。

图7为本发明再一实施例的卷绕式豆式电池的剖视示意图。

图8为本发明另一实施例的卷绕式豆式电池的剖视示意图。

图9为本发明一实施例的极片与极耳的结构示意图。

图10为本发明另一实施例的极片与极耳的结构示意图。

图11为本发明一实施例的展开状态下的极片与极耳的结构示意图。

图12为本发明另一实施例的展开状态下的极片与极耳的结构示意图。

图中：

1、底壳；11、底板；12、第一围壁；13、第一弧形部；

2、盖帽；21、顶板；22、第二围壁；23、第二弧形部；24、卷边结构；

3、卷绕式电芯；31、极耳；311、正极耳；312、负极耳；32、延伸部；321、叠合位置；33、加强件；34、极片；341、正极片；342、负极片；35、隔膜；351、隔离部；

4、密封件；41、密封本体；42、第一延伸部；43、第二延伸部。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；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发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

参照图1至图6，以及图11所示，本发明公开的卷绕式豆式电池包括底壳1和盖帽2，所述底壳1与所述盖帽2之间形成容纳卷绕式电芯3的空间，所述卷绕式电芯3的一极耳31与所述盖帽2连接，另一极耳31与所述底壳1连接，所述底壳1包括底板11和环设在所述底板11的一侧面的第一围壁12，所述盖帽2包括顶板21和环设在所述顶板21一侧面的第二围壁22，所述第二围壁22套设在所述第一围壁12外，所述第一围壁12上沿其轴线方向设置有多个连续的第一弧形部13，所述第二围壁22上沿其轴线方向设置有多个与所述第一弧形部13配合的第二弧形部23，所述第一围壁12与所述第二围壁22之间夹设有密封件4；所述卷绕式电芯3的极片34呈长条形，当所述极片34上设置一个所述极耳31时，所述极耳31设置在所述极片34的长度方向的中心位置，当所述极片34上设置至少两个所述极耳31时，至少两个所述极耳31沿所述极片34的长度方向间隔设置，所述极耳31延伸至所述卷绕式电芯3的外部。通过在第一围壁12和第二围壁22上设置有对应的弧形部，弧形部的设置可以将密封件4压紧在第一围壁12和第二围壁22之间，且可以在有限的空间内(豆式电池的尺寸较小，例如：直径为10mm-13mm，高为3mm-6mm)利用凸出设置的弧形部形成较长的密封加强区域，有效地提升了底壳1和盖帽2之间的密封性，且弧形部与密封件4的接触位置为圆弧面，可以有效地防止密封件4与尖锐的部位进行接触，进而防止密封件4在盖帽2封边时发生破损，延长密封件4的使用寿命，同时也保证底壳1和盖帽2之间的密封不失效；通过将单个极耳31设置在卷绕式电芯3的极片34的长度方向的中心，或者在极片34上间隔设置多个极耳31，均可以使卷绕式豆式电池满足快充和大倍率放电的要求。

卷绕式电芯3可以为圆柱形、方柱形、椭圆柱形等形状。

所述极耳31也不限于在卷绕式电芯3的两端，也可以在卷绕式电芯3的同一端。

如图1和图2所示，在本实施例中，所述第一弧形部13环形设置在所述第一围壁12上，对应地，第二弧形部23也是环形设置在第二围壁22上，环形设置的弧形部不仅可以保证较好的密封效果，有效防止漏液，同时还可以降低制造难度，提升生产效率，另外，此结构的弧形部沿第一围壁12或第二围壁22一周无间隔，进一步增强密封效果。

在其他实施例中，不限于将弧形部设置为整体的环形结构，还可以将每个弧形部设置为环形间隔的结构，所述第一弧形部13包括沿所述第一围壁12的周向环形间隔设置的多个子弧形部，相邻两个所述第一弧形部13的所述子弧形部位置一一对应，对应地，第二弧形部23也包括沿第二围壁22的周向环形间隔设置的多个子弧形部，相邻两个第二弧形部23的子弧形部的位置一一对应，以使第一弧形部13和第二弧形部23的位置能够对应实现贴合。

每个第一弧形部13的子弧形部的沿卷绕式电芯3的中心轴线对称设置，相邻两个所述第一弧形部13的所述子弧形部位置一一对应。

一一对应设置的意思是：俯视角度下，最上面的第一弧形部13中的子弧形部将其余的第一弧形部13的子弧形部全部遮挡。另外，还可以将多个所述第一弧形部13沿所述第一围壁12的轴线方向螺旋盘绕在所述第一围壁12上，对应地，多个第二弧形部23沿第二围壁22的轴线方向螺旋盘绕在所述第二围壁22上。螺旋盘绕的结构可以使盖帽2旋接在底壳1上，不仅使密封性更强，还可以利用螺旋方式安装降低对密封件4的磨损，有效地延长密封件4的使用寿命。

在本实施例中，所述第一弧形部13由所述第一围壁12冲压或辊压形成，所述第二弧形部23由所述第二围壁22冲压或者辊压形成。冲压或者辊压成型弧形部，不仅可以降低制造难度，在弧形部凸设的背侧形成对应的凹槽，利用此凹槽容纳与其贴合的弧形部，实现紧密配合。

在本发明的一个具体的实施例中，如图1和2所示，所有的所述第一弧形部13均朝向所述第一围壁12的中心凸出设置，所有的所述第二弧形部23均朝向所述第二围壁22的中心凸出设置。

在本发明的另一个具体的实施例中，如图3和4所示，所有的所述第一弧形部13均朝向背离所述第一围壁12的中心凸出设置，所有的所述第二弧形部23均朝向背离所述第二围壁22的中心凸出设置。

在本发明的又一个具体的实施例中，如图5和6所示，所述第一围壁12上的相邻两个所述第一弧形部13的凸设方向相反，多个所述第一弧形部13在所述第一围壁12上形成第一波浪形结构，所述第二围壁22上的多个所述第二弧形部23形成与所述第一波浪形结构相配合的第二波浪形结构。波浪形结构可以使第一围壁12和第二围壁22的贴合更加紧密，密封性更好。

为了保证卷绕式豆式电池在组装和封边时不发生变形，将所述第一围壁12的硬度设置为大于所述第二围壁22的硬度，第一围壁12的硬度较大，可以作为支撑基体，不论是在装配密封件4、盖帽2还是对盖帽2进行密封等步骤，都不会使第一围壁12(即底壳1)发生变形或第一围壁12的形变量远小于第二围壁22的形变量，保证卷绕式豆式电池的外观形态和密封不失效。

一实施例中，所述第二围壁22远离所述顶板21的一端形成有缩口部，所述缩口部的端部抵紧在所述第一围壁12的外壁。缩口部的设置可以有效防止盖帽2脱离底壳1，并可以进一步提升底壳1和盖帽2之间的密封性。

当然，缩口部的端部不限于抵接在第一围壁12的外壁，还可以将盖帽2的第二围壁22设置得足够长，使得盖帽2装配到底壳1上后可以延伸到底板11背离第一围壁12的一侧面，然后对第二围壁22的缩口部进行缩口，此时缩口部抵紧在底板11的外壁。

另外，还可以不形成缩口部，直接将第二围壁22的端部抵紧在第一围壁12的外壁，或者如图7所示，对第二围壁22远离顶板21的端部进行卷边处理，形成卷边结构24，卷边结构24也能提升底壳1和盖帽2之间的密封性。

一实施例中，如图1至6所示，所述密封件4包括夹设在所述第一围壁12与所述第二围壁22之间的密封本体41，所述密封本体41靠近所述顶板21的一端朝向所述密封本体41的中心延伸有第一延伸部42，所述第一延伸部42远离所述密封本体41的一端朝向所述底板11延伸有第二延伸部43，所述第二延伸部43贴紧在所述第一围壁12的内壁。密封本体41被夹设在第一围壁12和第二围壁22之间，由于这两个围壁上设置有相对应的第一弧形部13和第二弧形部23，使得密封本体41被挤压形成多个凹凸结构，由于密封本体41上存在有凹凸结构，可以使密封的面积增大，进而提升密封效果，同时此结构的密封本体41的气密性高，可有效防止漏液现象的发生。

当然还可以在密封件4上预先设置有与第一弧形部13和第二弧形部23相配合的第三弧形部，通过设置第三弧形部，可以使密封件4与第一围壁12和第二围壁22贴合更加紧密，密封性较好。

在本实施例中，第三弧形部设置在密封本体41上。

另外，第一延伸部42和第二延伸部43可以配合密封本体41形成一个对密封件4的定位结构，在安装时，第一围壁12的上端卡设在第二延伸部43和密封本体41之间，而第一延伸部42则抵紧在第一围壁12的上端的端面，实现对密封件4的位置定位。

第二延伸部43的沿竖直方向的长度小于单个第一弧形部13或第二弧形部23沿竖直方向的宽度，使得第二延伸部43位于第一围壁12内的尺寸较短，这样可以降低材料的消耗，进而降低制造成本，同时也能保证基本的定位效果。

一实施例中，所述底壳1和所述盖帽2均采用金属材料制成。金属材料制成的底壳1和盖帽2的硬度高，使得卷绕式豆式电池的整个外壳为硬壳，硬壳结构可以保证整个卷绕式豆式电池的外观形态不变，还能有效防止因电池内胀气而引起的外壳变形的情况。

此处的金属材料可以为单一的金属材料，也可以为合金材料。

在本实施例中，金属材料为不锈钢。

一实施例中，如图1和图11所示，所述卷绕式电芯3的极片34分为正极片341和负极片342，正极片341和负极片342的形状类似，均成长条形，每个极片34均包括集流体和涂覆在所述集流体上的活性物质。

在本实施例中，正极片341上只设置一个正极耳311，负极片342上只设置一个负极耳312，正极耳311位于正极片341的长度方向的中心，并朝向卷绕式电芯3的上方延伸与盖帽2连接，负极耳312位于负极片342的长度方向的中心，并朝向卷绕式电芯3的下方延伸与底壳1连接。

当然，极片34上的极耳31不限于为一个，还可以为两个或者两个以上，当极片34上设置两个或者两个以上的极耳31时，在极片34的长度方向的中心位置设置一个极耳31，在此极耳31的一侧或者两侧间隔设置剩余的极耳31。如图12所示，以每个极片34上设置三个极耳31为例，其中一个极耳31设置在极片34的长度方向的中心位置，剩余两个极耳31沿极片34的长度方向的中心对称设置。

在其他实施例中，如果极片34上设置有至少两个极耳31时，还可以将极耳31设置在极片34的长度方向的端部。

如图1、图9和图10所示，当极耳31从极片34的端部引出时，所述集流体具有沿所述卷绕式电芯3的径向方向延伸至所述活性物质外的延伸部32，所述延伸部32弯折后部分叠合，所述延伸部32与所述极片34呈夹角设置，所述延伸部32弯折形成所述极耳31。通过将极片34的集流体的延伸部32延伸至活性物质的外部弯折后直接形成极耳31，省去了极耳31焊接的工序，提升了生产效率，降低了卷绕式电芯3的内阻，同时一体成型的极耳31和极片34强度更高，不易脱离。

优选地，所述延伸部32的叠合位置321设置有加强件33。通过在延伸部32的叠合位置321设置额外的加强件33，加强件33可以加强折弯叠合位置321的强度，有效防止延伸部32折弯后被折断，保护极耳31的完整性，同时也加强了极耳31的整体强度。

延伸部32折弯的角度大小根据卷绕式电芯3在封装时的要求灵活调整，具体地，延伸部32以与极片34的端部连接的位置为支点弯折，弯折第一夹角α，其中第一夹角α为90°，此角度可以使延伸部32便于从卷绕式电芯3的两端引出，缩短极耳31的长度，降低了制造成本。当然，延伸部32的折弯角度不限于为90°，还可以根据需要将第一夹角α设置为30°、45°、100°或者120°等等。

如图9所示，在本发明的一个优选的实施例中，加强件33包裹在延伸部32的叠合位置321的外部的胶带。将加强件33设置为胶带，一方面可以对延伸部32在弯折后的叠合位置321进行缓冲，可在一定程度上减缓延伸部32在弯折处的应力，有效减少延伸部32在叠合位置321的断裂而导致极耳31与极片34分离的现象，另一方面，利用胶带对延伸部32的叠合位置321的结构起到保护及定型的作用，防止极耳31经过长时间的使用后，延伸部32在弯折后的叠合位置321发生变形而影响卷绕式电芯3的正常使用。为了进一步增强胶带对延伸部32的保护作用，可以在叠合位置321缠绕多层胶带。

如图10所示，在本发明的另一个优选的实施例中，所述加强件33为双面胶，所述延伸部32上并位于所述叠合位置321设置有相贴合的第一叠合面和第二叠合面，所述双面胶设置在所述第一叠合面和所述第二叠合面之间。双面胶的设置可以有效防止第一叠合面和第二叠合面分离，以避免极耳31占用底壳1和盖帽2之间的空间。

另外，延伸部32可以在同一位置弯折多次，增加叠合位置321的厚度，进而提升极片34的强度。

当极耳31从极片34的非端部位置引出时，极片34的集流体上直接沿卷绕式电芯3的轴线方向延伸出延伸部32，无需弯折就能形成极耳31。

在其他实施例中，不限于采用极耳31与极片34的集流体为一体的结构，还可以将极耳31与极片34的集流体设置为分体的结构，比如，所述集流体上对应位置设置有未涂覆所述活性物质的空箔区，所述极耳31一端与所述空箔区焊接，另一端延伸至所述卷绕式电芯3的外部。

一实施例中，如图8所示，所述卷绕式电芯3的正极片341和负极片342之间设置有隔膜35，所述隔膜35具有沿所述卷绕式电芯3的轴线方向延伸至所述负极片342的两端的隔离部351，所述隔离部351用于隔离所述卷绕式电芯3的极耳31与所述卷绕式电芯3的端面。隔离部351的设置可以有效防止极耳31与卷绕式电芯3的竖直方向的两端发生电接触，无需额外在卷绕式电芯3的端面上设置绝缘垫片，降低了卷绕式豆式电池的制备难度和成本，提升了生产效率，同时无需改变现有电池的制备工艺和设备，有利于卷绕式豆式电池的大规模生产，且绝缘性良好。

在本实施例中，隔离部351延伸出卷绕式电芯3的端面的长度不小于0.75mm。此设计可以保证正极片341、负极片342和隔膜35卷绕后形成的卷绕式电芯3的端面有足够长度的隔离部351，以对极耳31进行绝缘隔离，保证绝缘效果。

另外，一般地，由于正极片341的集流体为铝箔，而负极片342的集流体为铜箔，因此正极耳311的材质为铝箔，负极耳312的材质为铜箔。对于铝箔和铜箔，二者均比现有的极耳的材质镍片软，使得隔离部351在贴合到卷绕式电芯3的端面时不易被极耳31刺破。

为了进一步提高卷绕式豆式电池的安全性，可以使用具有耐高温(130-150℃)特性和/或具有高机械强度的隔膜，例如：芳纶隔膜。

上述卷绕式豆式电池的直径高度比≥1；优选＞1。

上述卷绕式豆式电池为可充电豆式电池。

于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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发明的限制。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”等的描述意指结合该实施例的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例。

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将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。