一种电池的制作方法

本发明涉及储能装置技术领域，更具体地，涉及一种电池。

背景技术：

电池，尤其是锂离子电池，通常包括壳体、电芯和帽盖组件。所述帽盖组件包括扣合在一起的上盖和下盖，以及设置在上盖和下盖的外边缘的绝缘圈。上盖与下盖均为导体，二者呈中部凸出的片状结构。在组装时，两个片状结构的凸出部分相对设置，在边缘处相互连接。在下盖上设置有防爆槽。下盖与电芯的正极或者负极连接。

然而，这种帽盖组件的结构复杂，体积大，不利于电池的小型化设计。

因此，需要提供一种新的技术方案，以解决上述技术问题。

技术实现要素：

本发明的一个目的是提供一种电池的新技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种电池。该电池包括：壳体,所述壳体的内部设置有容纳腔；储能元件，所述储能元件被设置在所述容纳腔内；以及帽盖组件，所述帽盖组件包括被密封设置在所述壳体的开口端的帽盖本体，所述帽盖本体呈片状结构，在所述帽盖本体上开设有防爆槽，所述帽盖本体与所述储能元件的一个集流体连接，所述帽盖本体与外部设备连接。

可选地，所述帽盖本体通过金属线与所述集流体连接。

可选地，所述帽盖组件还包括柱状导体，所述柱状导体的一端与所述帽盖本体的中部固定连接，所述储能元件为可卷绕的片状结构，所述储能元件卷绕在所述柱状导体外，并且其中一个所述集流体与所述柱状导体连接。

可选地，所述柱状导体的侧部形成凹槽，所述集流体被焊接在所述凹槽中；或者所述柱状导体包括沿轴向设置的缝隙，所述集流体被固定在所述缝隙中,以实现导电连接。

可选地，所述帽盖本体包括形成连接并彼此绝缘的第一电极部和第二电极部，所述第一电极部与所述储能元件的正极集流体连接，所述第二电极部与所述储能元件的负极集流体连接。

可选地，所述第二电极部呈环状结构，所述第一电极部与所述环状结构的内环形成固定,在所述第一电极部与所述第二电极部之间设置有绝缘元件。

可选地，由所述第一电极部向所述容纳腔的内部延伸形成柱状导体，所述储能元件为可卷绕的片状结构，所述储能元件卷绕在所述柱状导体外，所述正极集流体与所述柱状导体连接。

可选地，所述第一电极部包括极柱和由所述极柱的一端沿径向凸出的帽部，所述极柱与所述环状结构的内环形成连接，所述帽部位于所述容纳腔内，所述帽部与所述第二电极部相间隔，所述帽部通过金属线与所述正极集流体连接。

可选地，所述第二电极部包括盖部和由所述盖部的内边缘向侧部延伸形成的第一侧壁部以及由所述盖部的外边缘向同一侧延伸形成的第二侧壁部，所述第二电极部盖合在所述开口端，所述第二侧壁部焊接在所述壳体的外侧，在所述壳体上设置有泄压孔，所述第二侧壁部的与所述泄压孔对应的位置设置有所述防爆槽，所述绝缘元件被设置在所述第一侧壁部围成的空间内。

可选地，所述绝缘元件的材质为陶瓷、橡胶、塑料或者硅胶。

可选地，所述帽盖本体嵌入所述开口端内，并且与所述壳体焊接。

可选地，所述帽盖本体的侧部形成环形台阶结构，所述环形台阶结构的细径部插入所述开口端内，所述环形台阶结构的粗径部与所述壳体的外壁平齐。

可选地，所述壳体包括位于所述开口端且向所述容纳腔内凸出的缩颈部，所述帽盖本体被设置在所述缩颈部上；或者在所述壳体的内侧并靠近开口端的部位设置有支撑件，所述帽盖本体被设置在所述支撑件上。

可选地，在所述帽盖本体的外边缘注塑形成有绝缘密封件，所述帽盖本体嵌入所述开口端内，所述绝缘密封件的侧部通过辊压的方式被固定在所述开口端。

可选地，所述帽盖本体包括位于中部的减薄部，所述防爆槽开设在所述减薄部。

可选地，所述壳体包括与所述帽盖组件相对的底部，在所述底部外表面设置有凹陷部，在所述凹陷部开设有注液通孔，还包括盖设在所述注液通孔的外侧的密封元件，所述密封元件位于所述凹陷部中，所述密封元件的外表面与所述底部的凹陷部以外的外表面平齐。

根据本公开的一个实施例，帽盖组件的设置方式能够有效地减小帽盖组件所占容纳腔的容积，可以使储能元件的质量做的更大，提高了电池的容量，便于电池的小型化设计。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1是根据本发明的一个实施例的电池的剖视图。

图2是根据本发明的一个实施例的帽盖组件的结构示意图。

图3是根据本发明的一个实施例的另一种帽盖组件的结构示意图。

图4是根据本发明的一个实施例的第二种电池的剖视图。

图5是根据本发明的一个实施例的第三种电池的剖视图。

图6是根据本发明的一个实施例的帽盖组件与壳体的装配图。

图7是根据本发明的一个实施例的另一种帽盖组件与壳体的装配图。

图8是根据本发明的一个实施例的第四种电池的一部分的剖视图。

图9是根据本发明的一个实施例的第五种电池的剖视图。

图10是图9的局部放大图。

附图标记说明：

11：壳体；12：绝缘面垫；13：帽盖本体；14：正极集流体；15：滚槽；16：防爆槽；17：减薄部；18：金属线；19：柱状导体；20：凹槽；21：缝隙；23：陶瓷环；24：帽部；25：极柱；26：第一侧壁部；27：第二侧壁部；28：细径部；29：粗径部；30：缩颈部；31：支撑件；32：绝缘密封件；33：凹陷部；34：注液通孔；35：负极极片；36：第一隔离膜；37：正极材料；38：第二隔离膜；39：密封元件；40：第二电极部；41：泄压孔；42：环形槽。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

根据本发明的一个实施例，提供了一种电池。如图1所示，电池可以是一次电池或者二次电池。该电池包括壳体11、储能元件和帽盖组件。壳体11呈圆筒状或者方形筒状结构。壳体11的内部设置有容纳腔。壳体11具有一个开口端或者两个开口端。

储能元件被设置在容纳腔内。储能元件用于储能。优选地，储能元件为可卷绕的片状结构。例如，锂离子电池的电芯。这种结构能够根据容纳腔的结构卷绕成设定结构，适应性强、安全系数高。如图1所示，储能元件包括正极材料37、负极极片35以及位于正极材料37和负极极片35之间的第一隔离膜36。在储能元件的外侧包裹有第二隔离膜38，用于与壳体11进行绝缘。正极材料37与正极集流体14连接。负极极片35与负极集流体连接。在储能元件的上、下端面还设置有用于与壳体11绝缘的绝缘面垫12。

帽盖组件包括被密封设置在壳体11的开口端的帽盖本体13。密封设置是指帽盖本体13与壳体11的开口端固定连接并且封闭容纳腔。帽盖本体13为导体，例如金属、导电玻璃、导电陶瓷等。帽盖本体13呈片状结构。可选地，帽盖本体13可以是平面片状结构或者具有设定形状片状结构。例如，片状金属材料经冲压、剪切、组装等加工方式，形成具有凸起、凹陷、镂空等结构的片状结构。根据壳体11的横截面的形状，帽盖本体13可以是圆形、矩形、椭圆形等形状。

在帽盖本体13上开设有防爆槽16。防爆槽16由片状结构的表面向内冲压而成。在容纳腔内的压力达到设定值时，防爆槽16被高压气体冲开，以进行泄压，防止因容纳腔内压强过高而导致电池爆炸。

在一个例子中，如图1所示，帽盖本体13包括位于中部的减薄部17。防爆槽16开设在减薄部17。减薄部17的厚度比其他部位的厚度小。例如，通过冲压的方式，在帽盖本体13的中部形成减薄部17，或者在浇铸时通过改变模具的形状在中部形成减薄部17。减薄部17的结构强度相对较低。相对于在较厚的区域开设防爆槽16，在该部位开设时，同样压力等级的防爆槽16的深度可以更小。

或者，同样深度的防爆槽16，对于容纳腔内压强的升高更灵敏，能够更有效地泄压。

在该例子中，帽盖本体13与储能元件的一个集流体连接。例如，帽盖本体13与正极集流体14或者负极集流体连接，这样帽盖本体13作为电池的正极或者负极。当帽盖本体13具有相互绝缘的两个部分时，两个部分分别与正极集流体14和负极集流体连接。这样，帽盖组件同时作为正极和负极，以输出电能或者进行充电。

帽盖本体13与外部设备连接。例如，直接接触或者直接固定连接。帽盖本体13作为电池的电极直接输出电能，或者进行充电。帽盖本体13为单层结构，而不是由上盖和下盖组成的多层结构。这种设置方式，能够有效地减小帽盖组件所占容纳腔的容积，可以使储能元件的质量做的更大，提高了电池的容量，便于电池的小型化设计。例如，可以作为无线耳机的针形电池等。

在一个例子中，如图4、5或9所示，帽盖本体13通过金属线18与集流体连接。通过激光焊接的方式将金属线18与集流体(例如，正极集流体14)和帽盖组件焊接连接。金属线18所占空间小、成本低、焊接容易。优选地，金属线18为金线、银线或者铝线等，在使用过程中上述材料能够形成钝化，从而有效地延长了电池的使用寿命。

此外，金属线18能随意弯折，实用性强。

当然，金属线18的种类不限于上述实施例，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。

在其他示例中，还可以采用fpcb(柔性线路板)代替金属线18，这种方式同样能够起到电连接的作用。

在一个例子中，帽盖组件还包括柱状导体19。柱状导体19的一端与帽盖本体13的中部固定连接。储能元件为可卷绕的片状结构。储能元件卷绕在柱状导体19外，并且其中一个集流体与柱状导体19连接。

具体地，柱状导体19可以是圆柱、方形柱、椭圆形柱或者曲面柱形。通过焊接、粘结、过盈配合等方式被固定在帽盖本体13的中部。优选地，如图2-3所示，柱状导体19与帽盖本体13是一体成型的t字形结构或者十字形结构。这种方式的结构强度高，加工制作容易。柱状导体19为储能元件的卷绕提供了卷轴，可以使卷绕的结构更紧密，提高了加工速度。尤其适用于小型电池的卷绕。

可选地，如图2所示，柱状导体19的侧部形成凹槽20。例如，通过冲压、等离子切割的方式形成凹槽20。集流体(例如正极集流体14)被焊接在凹槽20中。

还可以是，如图3所示，柱状导体19包括沿轴向设置的缝隙21。例如，通过等离子切割形成缝隙21。集流体被固定在缝隙21中,以实现导电连接。例如，通过焊接、粘结、过盈配合的方式加工正极集流体14固定在缝隙21中。然后，再进行卷绕。通过设置柱状导体19，不用另外设置金属线18等进行电连接。

在一个例子中，帽盖本体13包括形成连接并彼此绝缘的第一电极部和第二电极部40。第一电极部与储能元件的正极集流体14连接，第二电极部40与储能元件的负极集流体连接。例如，第一电极部和第二电极部40为在主表面划分的不同区域。主表面为沿轴向俯视电池时，帽盖本体13的表面。优选地，第一电极部和第二电极部40形成沿电池的轴向的高度差。这使得两个电极部更容易区分，以便于与外部设备进行连接。

两个区域之间通过绝缘元件进行绝缘。绝缘元件可以是绝缘胶、塑料、陶瓷、玻璃等能够进行绝缘的材料。通过这种方式，帽盖本体13可以同时作为电池的正极和负极。第一电极部和第二电极部40可以直接与电池的正、负集流体连接，也可以间接地连接，只要能够形成导通即可。

在一个例子中，第二电极部40呈环状结构。第一电极部与环状结构的内环形成固定。在第一电极部与第二电极部40之间设置有绝缘元件。例如，绝缘元件为陶瓷材料或者玻璃材料。第一电极部呈圆柱结构。

例如，在制作时，先将陶瓷坯料填充到第一电极部和第二电极部40之间，然后进行烧结，以形成陶瓷环23。陶瓷环23在烧结过程中与第一电极部和第二电极部40固定在一起。陶瓷环23具有良好的绝缘以及密封效果。

优选地，第一电极部、陶瓷环23和第二电极部40同心设置。通过这种方式，电池的结构更规整，第一电极部和第二电极部40与集流体的连接更容易。

优选地，如图5-8所示，第一电极部向上凸出于第二电极部40的上表面。在于pcm进行连接时，第一电极部直接插进pcm的电路板的过孔中，并形成导通。这使得pcm的连接变得容易。

在一个例子中，帽盖本体13嵌入开口端内，并且与壳体11焊接。如图6所示，第二电极部40的侧部与开口端的内壁焊接连接。壳体11与负极集流体连接。第二电极部40通过壳体11与负极集流体导通。

在一个例子中，如图6-8所示，由第一电极部(例如，极柱25)向容纳腔的内部延伸形成柱状导体19。储能元件为可卷绕的片状结构。储能元件卷绕在柱状导体19外，正极集流体14与柱状导体19连接。第一电极部与柱状导体19形成一体结构。该一体结构由导体材料制作而成。正极集流体14与第一电极部的连接方式如前所述。通过这种方式，储能元件的卷绕变得容易。

此外，该结构不用另外设置用于连接集流体与第一电极部的导电元件。

在一个例子中，如图5所示，第一电极部包括极柱25和由极柱25的一端沿径向凸出的帽部24。极柱25与环状结构的内环形成连接。形成连接是指二者的位置相对固定，可以是直接连接也可以是通过其他部件连接在一起。帽部24位于容纳腔内。帽部24与第二电极部40相间隔。帽部24通过金属线18与正极集流体14连接。第一电极部的结构近似于铆钉。帽部24的设置使得金属线18的焊接面积增大，降低了焊接难度。帽部24与第二电极部40相间隔，这样可以避免正、负极导通。

例如，极柱25通过绝缘元件被固定在第二电极部40的内环中，绝缘元件如前所述。

在一个例子中，如图7所示，第二电极部40包括盖部和由盖部的内边缘向侧部延伸形成的第一侧壁部26以及由盖部的外边缘向同一侧延伸形成的第二侧壁部27。第二电极部40盖合在开口端。第二侧壁部27焊接在壳体的外侧。例如，通过激光焊接的方式将第二侧壁部27焊接在壳体11的外侧。在壳体11上设置有泄压孔41。泄压孔41为通孔，其与容纳腔连通。第二侧壁部27的与泄压孔41对应的位置设置有防爆槽16。绝缘元件被设置在第一侧壁部26围成的空间内。

在该例子中，第一侧壁部26和第二侧壁部27分别用于与壳体11和绝缘元件连接。帽盖本体13位于壳体11的外侧，盖部可以做的更薄。这样，帽盖组件占用的容纳腔内的空间少，可以为储能元件预留更多的空间，提高了电池的容量。

第二侧壁部27与壳体11的位于开口端的部分形成相互交错，这使得二者的密封面积变得更大，有利于电池的密封。

此外，使得二者之间的焊接变得容易。

此外，防爆槽16设置在电池的侧部，在进行泄压时不会对电池的轴向上方的元器件造成损伤。

此外，在该例子中，壳体11与储能元件的负极集流体连接，例如壳体11的底部与负极集流体连接。通过焊接的方式，第二电极部40与负极集流体导通。

在一个例子中，如图5所示，帽盖本体13的侧部形成环形台阶结构，环形台阶结构的细径部28插入开口端内。环形台阶结构的粗径部29与壳体11的外壁平齐。在该例子中，帽盖本体13首先采用插接的方式插入壳体11的开口端。环形台阶结构使得帽盖本体13与壳体11之间的定位变得容易，装配精度高。例如，在插接之后可以采用激光焊接的方式将细径部28与壳体焊接在一起。

此外，粗径部29与壳体11的外壁平齐，这使得电池的结构更规整。

在一个例子中，如图9-10所示，在帽盖本体13的外边缘注塑形成有绝缘密封件32。例如，绝缘密封件32为塑料、橡胶、硅胶等材料，通过双射注塑的方式注塑形成绝缘密封件32。优选地，在帽盖本体13的侧面设置有环形槽42。绝缘密封件32的局部进入环形槽42中，这样能够有效地提高绝缘密封件32与帽盖本体13的结合力。

帽盖本体13嵌入开口端内。绝缘密封件32的侧部通过辊压的方式被固定在开口端。通过辊压在壳体上形成滚槽15。滚槽15向内凸出，从而挤压绝缘密封件的侧部。这种方式使得帽盖本体13与壳体的连接变得容易，并且密封效果良好。

在一个例子中，如图4所示，壳体11包括位于开口端且向容纳腔内凸出的缩颈部30。帽盖本体13被设置在缩颈部30上。例如，缩颈部30通过辊压的方式形成。帽盖本体13通过外侧的绝缘密封件32与缩颈部30接触。储能元件的上、下端面设置有绝缘圈，用于与壳体11的缩颈部30和底部绝缘。通过这种方式，帽盖组件的定位更准确，装配精度更高。

还可以是，在壳体11的内侧并靠近开口端的部位设置有支撑件31。支撑件31为环形、块状等。支撑件31为金属、塑料、橡胶等材料。例如，通过粘结、焊接的方式将支撑件31固定在壳体11的内侧。支撑件31能够承托帽盖本体13。帽盖本体13被设置在支撑件31上。例如，如图9所示，带有绝缘密封件32的帽盖本体13被放置到支撑件31上。然后，通过辊压的方式将壳体11与绝缘密封件32进行固定，并对开口端进行收口。支撑件31的设置不会破坏壳体11的整体结构，电池的稳定性更好。

在一个例子中，如图1和4所示，壳体11包括与帽盖组件相对的底部。例如，底部与侧壁是一体成型的。在底部外表面设置有凹陷部33。在凹陷部33开设有注液通孔34。电池还包括盖设在注液通孔34的外侧的密封元件39。密封元件39位于凹陷部33中。密封元件39的外表面与底部的凹陷部33以外的外表面平齐。

例如，凹陷部33经冲压的方式形成，在容纳腔内形成凸起部。负极集流体被焊接在凸起部。这使得壳体11可以作为电池的负极。在凹陷部33开设有注液通孔34。在电池组装完毕后，通过注液通孔34向容纳腔内注射电解液。这样，在组装电池时，不需要预先对储能元件浸电解液。

密封元件39用于密封注液通孔34。例如，密封元件39为塑料、橡胶或者硅胶材料。通过粘结的方式固定在凹陷部33中。上述材料均能起到良好的密封作用。

在其他示例中，帽盖组件为两个，并且分别被固定在筒状的壳体11的两个开口端。两个帽盖组件分别作为电池的正、负极。

在其他示例中，第一电极部与储能元件的负极集流体连接。第一电极部作为电池的负极。第二电极部与正极集流体连接。第二电极部作为电池的正极。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。