专利名称：方形电池的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电池，更具体地说，涉及一种用于移动电话、手提电脑、电子记事本、电子玩具等电子设备中的方形电池。
现有方形锂离子电池的壳体，一般是由一端密封而另一端开口的方形筒状金属壳与金属盖板通过激光焊焊接而成。为了制造方形筒状壳，目前主要是采用金属拉伸成形工艺，这种工艺所需的工序、模具较多，模具损耗大，生产效率较低；也有的是先将金属板冲压、对折、再用氩弧焊或激光焊焊接形成方形筒状壳，其工艺也较复杂。另外，在制作电池时，正极片、负极片和隔膜等放入方形筒状壳后，要采用激光焊接的方法将壳与盖板焊接起来，设备费用高，从而导致整个生产成本较高。
为了减轻电池的质量，提高电池的质量能量密度，还有的生产商使用塑料复合膜(一般是塑料与铝箔多层复合形成的塑铝复合膜)制作成软包装方形电池，然而在使用过程中，由于塑料复合膜的强度较低，其包装易被划伤，从而导致漏液或电解质与外界接触，使电池性能大大降低或完全不能使用，甚至给电子设备造成损害。另外，制作软性塑料复合膜包装的电池时，金属极耳与极片的焊接、极耳引出处的密封等工艺非常复杂，从而使电池的制作成本居高不下。
实用新型内容本实用新型提供一种制作工艺简单、成本低且具有通用性的方形电池，以解决现有方形电池所存在的制造工艺复杂、成本较高的等问题。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是构造一种方形电池，包括方形壳体和装在所述壳体内的正极片、负极片、隔膜和电解液，其中，所述壳体包括一个方形底壳、一个方形上盖和一个方形卡扣环；所述底壳的四条边向上升伸出一段后再向外弯折；所述卡扣环的四条边的内侧设有卡槽，并通过其卡槽紧密卡装在所述底壳的向外弯折边上；所述上盖的四条边向下伸出一段后再向内弯折，其伸出长度略大于所述卡扣环的厚度，并通过其向内弯折边将所述卡扣环紧密包在其内部，从而通过所述卡扣环与所述底壳结合为一体。
本实用新型中，当所述底壳和上盖用金属片材制成时，所述卡扣环则用绝缘材料制成，它既是所述底壳与上盖之间的密封环，又是所述底壳与上盖之间的绝缘环。同时，可将正极片或负极片与所述底壳的内侧连接，并将另一个极片与所述上盖的内侧连接，从而使底壳或上盖中一个作为电池的正极，另一个作为电池的负极。
本实用新型中，可将所述底壳和上盖的内腔设计为向内凸出的结构，这样可充分保证所述正负电极片与所述底壳和上盖之间的良好电接触，也可减少因电池内压而引起的电池凸出变形等情况。
作为进一步改进，还可在所述底壳和上盖上设计安全阀，其方式是在所述上盖或底壳的表面上设一个槽形凹口，在电池内压极高时，该安全阀是作为薄弱环节会按预定方式爆裂，从而防止造成不必要的损坏。
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点1、采用将片材冲压等方式形成方形电池壳体的底壳和上盖，与现有技术中的整体方形电池壳体相比，减少了制作成本；2、所述底壳和上盖中的任一个可作为正极，另一个则作为负极，装配成非常方便，并能节约空间；3、可采用模压包边的方式用上盖将卡扣环紧包在其内部，工艺简单，效率高；4、壳体坚固耐用、体积一致性好，采用卡扣环密封绝缘又使电池安全防爆。
其中，卡扣环2可通过塑胶注射成型等方法成型，可以在注塑成型时将卡扣环直接嵌于底壳1的弯折边周围。这里的卡扣环2既是底壳1与上盖3之间的密封环，又是底壳1与上盖3之间的绝缘环。可以是聚丙烯、聚苯乙烯等塑胶材料制成，也可以是其它能起到绝缘和密封作用的材料，并可以根据电池的大小、材料强度和工艺要求等因素设计成不同的环状，只要能起到密封和绝缘的作用即可。
其中，可在底壳1和上盖3上设计安全阀，其方式是在上盖或底壳的表面上设一个槽形凹口，在电池内压极高时，该安全阀是作为薄弱环节会按预定方式爆裂，从而防止造成不必要的损坏。
如
图10所示，本实用新型中，还可将底壳1和上盖3的内腔设计为向内凸出的结构，这样可充分保证正、负电极片与底壳1和上盖3之间的良好电接触，也可减少因电池内压而引起的电池凸出变形等情况。
其中，底壳和上盖可由厚度为0.05-2.00毫米的金属片材制成，本实施例中采用0.25毫米厚度的不锈钢片材，经过冲压制成底壳1和上盖3。从图2中可以看出，底壳1的四个角都设有倒角R1，这是为了冲压方便、并保证电池制作时其包边封口具有较好的密封效果。将带倒角的底壳1视为塑料注射成型的金属嵌件，先嵌入注射模具中，再注入聚丙烯，即可得到图5中所示结构。
上盖3也是用0.25毫米厚度的不锈钢经过冲压形成，其四个角也设有倒角R2，R2的大小可以与R1相同，也可以稍大于R1，本实施例R1和R2相等，都为2.0毫米。
本实用新型的电池壳体可适用于多种一次电池，例如锂-二氧化锰电池(磁)、碱性电池、锌银电池等；还可适应于多种二次电池，例如锂离子电池、锂聚合物电池、Ni-Cd电池、MH-Ni电池等。当用于制作锂-二氧化锰电池时，在干燥的环境中将负极锂片、隔膜、正极二氧化锰成型片依次叠放，然后放入底壳中，再加入电解液，最后密封上盖。此时底壳1与负极片连接成为电池的负极，上盖3与正极片连接成为电池的正极。
当用于制作锂聚合物电池时，将正极片、聚合物电解质膜、负极片三层形成卷绕结构，使负极集流体铜箔从负极膜中露出与底壳点焊在一起，使正极集流体铝箔从正极膜中露出后与上盖点焊在一起，然后放入盒状底壳中；在干燥的环境中，注入电解液，盖上收边的上盖，用模压包边封口，经化成即成一个可充电的锂聚合物电池。此时底壳1与正极片连接成为电池的正极，上盖3与负极片连接成为电池的负极。
权利要求1.一种方形电池，包括方形壳体和装在所述壳体内的正极片、负极片、隔膜和电解液，其特征在于，所述壳体包括一个方形底壳、一个方形上盖和一个方形卡扣环；所述底壳的四条边向上升伸出一段后再向外弯折；所述卡扣环的四条边的内侧设有卡槽，并通过其卡槽紧密卡装在所述底壳的向外弯折边上；所述上盖的四条边向下伸出一段后再向内弯折，其伸出长度略大于所述卡扣环的厚度，并通过其向内弯折边将所述卡扣环紧密包在其内部，从而通过所述卡扣环与所述底壳结合为一体。
2.根据权利要求1所述的方形电池，其特征在于，所述底壳的内腔为向上凸出的结构，所述上盖的内腔内向下凸出的结构。
3.根据权利要求1所述的方形电池，其特征在于，在所述上盖或底壳的表面上设有一个槽形凹口作为电池的安全阀。
4.根据权利要求1所述的方形电池，其特征在于，所述负极片、隔膜和正极片之间为叠层结构或卷绕结构；所述底壳与所述负极片连接成为电池的负极，所述上盖与所述正极片连接成为电池的正极。
5.根据权利要求1所述的方形电池，其特征在于，所述正极片、隔膜和负极片之间为叠层结构或卷绕结构；所述底壳与所述正极片连接成为电池的正极，所述上盖与所述负极片连接成为电池的负极。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方形电池，其特征在于，所述底壳和上盖是由厚度为0.05-2.00毫米的金属片材制成。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的方形电池，其特征在于，所述底壳和上盖的四个角部分别设有尺寸为第一半径R1和为第二半径R2的倒角，其中所述第二半径R2等于或大于所述第一半径R1。
8.根据权利要求1-5中任一项所述的方形电池，其特征在于，所述第二半径R2和所述第一半径R1都为2毫米。
专利摘要本实用新型涉及一种方形电池，包括方形壳体和装在所述壳体内的正极片、负极片、隔膜和电解液，其中，所述壳体包括一个方形底壳、一个方形上盖和一个方形卡扣环；所述底壳的四条边向上升伸出一段后再向外弯折；所述卡扣环的四条边的内侧设有卡槽，并通过其卡槽紧密卡装在所述底壳的向外弯折边上；所述上盖的四条边向下伸出一段后再向内弯折，其伸出长度略大于所述卡扣环的厚度，并通过其向内弯折边将所述卡扣环紧密包在其内部，从而通过所述卡扣环与所述底壳结合为一体。本实用新型方形电池的壳体制作工艺简单、实用方便、成本低，可适合制作各种方形电池。
文档编号H01M2/02GK2599761SQ0320207
公开日2004年1月14日 申请日期2003年1月2日 优先权日2003年1月2日
发明者徐丙任 申请人:未来科学研究院有限公司