一种纽扣电池的制作方法

本发明属于电池的技术领域，具体涉及一种纽扣电池。

背景技术：

锂离子电池由于具有循环寿命长、电压高、能量密度高、自放电小、无记忆效应以及工作范围宽等的优点，而被广泛应用于人们的日常生活中。并且，随着5g时代的到来以及市场小型终端迅速发展，如tws耳机，智能手环、智能手表等电子设备的兴起，人们对体积小且安全性能高、能量密度高的锂离子电池的需求显得越来越大。

然而，经过了大量的设计和研究，发明人发现了现有的纽扣电池至少具有以下的缺陷：1)当前行业内生产的纽扣电池的组装结构大多数由两个金属外壳相互嵌套，然后使用机械外力挤压或者铆接的方式形成封装，这样的封装方式可靠性低，隔水效果差，极易造成漏液的风险，如中国专利公开的“一种具有集流环形支架的纽扣电池”(公开号为：cn206639838u)，其采用极壳与密封圈压合的封装方式，不能保障电池的使用安全；2)机械外力挤压或者铆接的方式封装，无法保证电池通过如燃烧喷射、热冲击、过充等的国标规定的安全测试，当电芯遇到高温、过充等情况时容易导致电池的内部产气严重，电芯内的气体无法及时排出而导致电芯的内压大大提高，使得电子终端在使用过程中会有爆炸的风险；3)现有的纽扣电池的电芯能量密度不高，严重地影响了电子终端的长时间的续航能力；4)现有的纽扣电池不能有效地协调好电池外观和电芯能量密度的关系，严重地影响了纽扣电池和电子设备的良好匹配性能，降低了纽扣电池的通用性；5)现有的纽扣电池不能有效地保护好电芯的电极引出端，增加了电池受损的风险，大大地降低了电池的安全性。

为此，亟需提出一种新型的纽扣电池以解决上述问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于：针对现有技术的不足，提供一种纽扣电池，其可靠性高，稳定性能好，通用性强，结构紧凑，能量密度高，安全性能好，不仅改善了电芯内部出现的高气压的问题，还有效地协调了电池外观和电芯能量密度的关系，有效地保护了电芯的电极引出端。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种纽扣电池，包括第一极壳和第二极壳，所述第一极壳和所述第二极壳连接形成电池本体，所述第一极壳包括第一金属层和第一绝缘层，所述第一金属层设置于所述电池本体的外部，所述第一绝缘层收容于所述电池本体的内部，所述电池本体的内部设置有电芯，所述第一绝缘层设置有留空区，所述电芯的第一电极引出端穿过所述留空区与所述第一金属层连接，所述电芯的第二电极引出端与所述第二极壳连接。由于第一极壳包括第一金属层和第一绝缘层，第一金属层设置于电池本体之外，保障了电池的外壳不会产生形变或褶皱的问题，第一绝缘层设置于电池本体之内，起到了避免第一极壳和第二极壳之间造成短路的问题，并且，第一极壳的第一绝缘层可以通过热熔密封或涂胶密封等的方式与第二极壳形成封装，在电芯受热或发生胀气等问题时，封印位置可撑开进行泄压，不至于使电池发生爆炸等安全问题，从而有效地改善了电芯内部出现的高气压的问题。此外，在电池本体的内部直接设置电芯和电解液，能够极大地增强电芯的能量密度。而且，第一绝缘层设置的留空区用于导通第一电极引出端和第一金属层，第一电极引出端和第二电极引出端均容置于电池本体之内，留空区周侧的第一绝缘层起到了对第一金属层的绝缘保护作用，上述的设计能够有效地保护了电芯的电极引出端，确保了电池的外观平整，从而显著地提高了电池的通用性和安全性。

进一步地，所述第一金属层形成有弧形倒角，所述弧形倒角能够减小所述第一极壳的粗糙度和提高所述第一极壳的光滑度，所述第一金属层通过冲压或弯折等方式形成所述弧形倒角。

进一步地，所述第一极壳形成有第一容纳腔，所述第二极壳形成有第二容纳腔，所述第一容纳腔连通于所述第二容纳腔，所述电芯容置于所述第一容纳腔和所述第二容纳腔，所述第一容纳腔和所述第二容纳腔能够有效地增大放置裸电芯的体积，从而极大地增强了电芯的能量密度和电池的容量。

进一步地，所述第一金属层的体积为v1，所述第一绝缘层的体积为v2，所述第一绝缘层设置的留空区的体积为v3，分别满足关系式：1.2≤v1/v2≤3；5≤v2/v3≤10，从而有效地保障了第一极壳的刚性。

进一步地，所述电芯包括正极片、负极片和隔膜，所述正极片、所述隔膜和所述负极片依次层叠并沿同一方向卷绕形成卷绕电芯，将所述电芯设计为卷绕电芯，能够显著地提高电芯的能量密度。

进一步地，所述第一极壳的材料为钢塑膜，所述第二极壳的材料为钢塑膜或金属，当所述第一极壳的材料为钢塑膜时，所述第一极壳仅具有第一金属层和第一绝缘层，第一金属层和第一绝缘层紧密结合，第一金属层的材料为金属箔材，可以为纯金属箔材或合金箔材，第一绝缘层的材料为聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚苯醚和聚砜中的一种或多种的组合。当所述第一极壳的材料为钢塑膜时，钢塑膜不仅能够改善了电芯内部出现的高气压的问题，提高电池的安全性，还可以使第一极壳更轻薄，从而增强电芯的能量密度。

进一步地，所述第一极壳和所述第二极壳均可以通过冲壳模具冲压而成。

进一步地，所述第一极壳的厚度为10～150μm，所述第二极壳的厚度为10～1500μm，从而有效地保障了第一极壳和第二极壳的刚性。

进一步地，所述第二极壳的材料为钢塑膜，所述第二极壳包括第二金属层和第二绝缘层，所述第一绝缘层与所述第二绝缘层热熔连接形成所述电池本体，所述第二金属层的材料为纯金属箔材或合金箔材，所述第二绝缘层的材料为聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚苯醚和聚砜中的一种或多种的组合，其中，第二绝缘层设置有用于使第二电极引出端与第二极壳连接导通的留空区，第二绝缘层收容于电池本体的内部，第一绝缘层和第二绝缘层的封印位置可撑开进行泄压，避免了电池发生爆炸的现象，从而有效地改善了电芯内部出现的高气压的问题。

进一步地，当所述第二极壳的材料为钢塑膜时，所述第二极壳的厚度为10～150μm。

进一步地，所述第一极壳形成有第一翻边，所述第二极壳形成有第二翻边，所述第一翻边和所述第二翻边连接形成所述电池本体，所述第一极壳可以通过冲压或弯折等的方式来形成所述第一翻边，所述第二极壳可以通过冲压或弯折等的方式来形成所述第二翻边，所述第一翻边和所述第二翻边能够降低纽扣电池的封装难度，增强电芯的能量密度，并能够减小所述第一极壳和所述第二极壳的占用空间。

进一步地，所述第一翻边和所述第二翻边在连接时形成有平面封装区，所述平面封装区与水平面平行。

进一步地，所述第一翻边和所述第二翻边可以共同弯向所述第一极壳或共同弯向所述第二极壳。

进一步地，所述第二极壳的材料为金属，所述第二极壳的外壁设置有粘胶层，所述第一绝缘层与所述粘胶层连接形成所述电池本体，所述第一极壳部分包围所述第二极壳，其中，粘胶层具有绝缘性，粘胶层收容于电池本体的内部，第一绝缘层和粘胶层的封印位置可撑开进行泄压，避免了电池发生爆炸的现象，从而有效地改善了电芯内部出现的高气压的问题。

进一步地，当所述第二极壳的材料为金属时，所述第二极壳的厚度为10～1500μm。

进一步地，当所述第二极壳的材料为金属时，所述第二极壳的内壁设置有绝缘垫。

进一步地，当所述第二极壳的材料为金属时，可在所述第二极壳的外壁设置表面绝缘层，所述表面绝缘层的材料为聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚苯醚和聚砜中的一种或多种的组合，所述第一绝缘层与所述表面绝缘层热熔连接形成所述电池本体。

进一步地，所述第二极壳的材料为密度大于或等于2.7g/cm³的纯金属。

进一步地，所述第二极壳的材料为密度大于2.7g/cm³的合金。

进一步地，所述第一极壳的厚度为h，所述第二极壳的厚度为k，满足关系式：2≤k/h≤10，从而有效地保障了第一极壳和第二极壳的刚性。

进一步地，所述第一极壳形成有第一平面和第一斜面，所述第二极壳形成有第二平面和第二斜面，所述第一斜面和所述第二斜面连接形成所述电池本体，所述第一平面和所述第二平面相互平行，所述第一斜面和所述第二斜面用于使所述第一极壳和所述第二极壳在组装时相互抵合，从而提高了所述电池本体的封装密封性和所述电池本体的外观平整性，避免了所述第一极壳的表面形成有皱褶。

进一步地，所述第一极壳可以通过冲压或弯折等的方式形成所述第一平面和所述第一斜面，所述第二极壳可以通过冲压或弯折等的方式形成所述第二平面和所述第二斜面，所述第一平面和所述第一斜面的夹角为a，所述第二平面和所述第二斜面的夹角为b，分别满足关系式：90°<a≤120°；60≤b<90°；a+b＝180°，从而有效地保障了电池本体的封装密封性以及第一极壳和第二极壳的刚性。

本发明的有益效果在于：1)本发明包括第一极壳和第二极壳，第一极壳和第二极壳连接形成电池本体，第一极壳包括第一金属层和第一绝缘层，第一金属层设置于电池本体之外，保障了电池的外壳不会产生形变或褶皱的问题，第一绝缘层设置于电池本体之内，起到了避免第一极壳和第二极壳之间造成短路的问题；2)第一绝缘层设置于电池本体之内，在电芯受热或发生胀气等问题时，第一绝缘层的封印位置可撑开进行泄压，不至于使电池发生爆炸等安全问题，从而有效地改善了电芯内部出现的高气压的问题；3)电池本体的内部直接设置电芯和电解液，能够极大地增强电芯的能量密度，确保了电子终端具有长时间的续航能力；4)第一绝缘层设置有留空区，电芯的第一电极引出端穿过留空区与第一金属层连接，电芯的第二电极引出端与第二极壳连接，第一绝缘层设置的留空区用于导通第一电极引出端和第一金属层，第一电极引出端和第二电极引出端均容置于电池本体之内，留空区周侧的第一绝缘层起到了对第一金属层的绝缘保护作用，电池本体不仅能够有效地保护了电芯的电极引出端，确保了电池的外观平整，还能够使纽扣电池和电子设备良好匹配，从而显著地提高了电池的通用性和安全性。

附图说明

图1为本发明实施例1的正视图之一。

图2为本发明实施例1的正视图之二。

图3为本发明实施例2的结构示意图。

图4为本发明实施例3的结构示意图。

图5为本发明实施例3的第一极壳的结构示意图。

图6为本发明实施例3的第二极壳的结构示意图。

其中：1-第一极壳；2-第二极壳；3-电池本体；4-电芯；11-第一金属层；12-第一绝缘层；13-留空区；14-第一翻边；15-第一平面；16-第一斜面；21-第二金属层；22-第二绝缘层；23-第二翻边；24-第二平面；25-第二斜面；41-第一电极引出端；42-第二电极引出端。

具体实施方式

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件，本领域技术人员应可理解，制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决技术问题，基本达到技术效果。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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。

在发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合附图1～6和具体实施例对本发明作进一步详细说明，但不作为对本发明的限定。

实施例1

一种纽扣电池，包括第一极壳1和第二极壳2，第一极壳1和第二极壳2连接形成电池本体3，第一极壳1包括第一金属层11和第一绝缘层12，第一金属层11设置于电池本体3的外部，第一绝缘层12收容于电池本体3的内部，电池本体3的内部设置有电芯4，第一绝缘层12设置有留空区13，电芯4的第一电极引出端41穿过留空区13与第一金属层11连接，电芯4的第二电极引出端42与第二极壳2连接。

其中，第一极壳1为正极壳，第二极壳2为负极壳，第一电极引出端41为正极引出端，第二电极引出端42为负极引出端，第一金属层11的材料为导电率大于或等于3.78×10⁷s/m的纯金属箔材，第一绝缘层12的材料为聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚苯醚和聚砜中的一种。

具体地，第一极壳1形成有第一容纳腔，电芯4和电解液均容置于第一容纳腔，电芯4包括正极片、负极片和隔膜，第一电极引出端41分别与正极片和第一金属层11连接，第二电极引出端42分别与负极片和第二极壳2连接。

优选地，正极片、隔膜和负极片依次层叠并沿同一方向卷绕形成卷绕电芯，卷绕电芯和电解液均容置于第一容纳腔，卷绕电芯能够大大提高电芯的能量密度。

优选地，第一金属层11的体积为v1，第一绝缘层12的体积为v2，留空区13的体积为v3，分别满足关系式：2≤v1/v2≤3；8≤v2/v3≤9，从而有效地保障了第一极壳1的刚性。

优选地，第一极壳1和第二极壳的材料为钢塑膜，第一极壳1仅具有第一金属层11和第一绝缘层12，第二极壳2仅具有第二金属层21和第二绝缘层22，第一金属层11和第二金属层21材料相同，第一绝缘层12和第二绝缘层22材料相同，第一绝缘层12与第二绝缘层22热熔连接形成电池本体3，第二绝缘层22设置有与留空区13的体积相等的用于使第二电极引出端42与第二极壳2连接导通的留空区，第一绝缘层12和第二绝缘层22收容于电池本体的内部，由于第一绝缘层12与第二绝缘层22热熔连接，当电芯4遇到高温、过充等情况时容易导致电池的内部产气严重时，第一绝缘层12和第二绝缘层22的封印位置可撑开进行泄压，避免了电池发生爆炸的现象，从而有效地改善了电芯4内部出现的高气压的问题。

优选地，第一极壳1的厚度为10～100μm，第二极壳2的厚度为10～100μm，第一极壳1和第二极壳2较为轻薄，能够提高电芯4对电池的占比，从而极大地增强了电芯的能量密度。

优选地，第一极壳1形成有第一翻边14，第二极壳2形成有第二翻边23，第一翻边14和第二翻边23连接形成电池本体3，其中，第一翻边14和第二翻边23能够降低纽扣电池的封装难度。

实施例2

本实施例与实施例1不同的是，第二极壳2形成有第二容纳腔，第一容纳腔连通于第二容纳腔，电芯4容置于第一容纳腔和第二容纳腔，第一容纳腔和第二容纳腔能够有效地增大放置裸电芯的体积，使得电芯4的体积要比实施例1的电芯4的体积大，从而极大地增强了电芯的能量密度和电池的容量，同时，第一翻边14和第二翻边23形成有平面封装区，电池的平面封装要比侧面封装更为稳定。

优选地，第一翻边14和第二翻边23均进行90°的折边，第一翻边14和第二翻边23共同弯向第二极壳2，从而减小了第一极壳1和第二极壳2的占用空间，增强了电芯的能量密度。

优选地，第一金属层11和第二金属层21均形成有弧形倒角，弧形倒角能够减小第一极壳1和第二极壳2的粗糙度，提高第一极壳1和第二极壳2的光滑度，保障了电池外观的安全性。

并且，本实施例的其他结构均与实施例1相同，这里不再赘述。

实施例3

一种纽扣电池，包括第一极壳1和第二极壳2，第一极壳1和第二极壳2连接形成电池本体3，第一极壳1包括第一金属层11和第一绝缘层12，第一金属层11设置于电池本体3的外部，第一绝缘层12收容于电池本体3的内部，电池本体3的内部设置有电芯4，第一绝缘层12设置有留空区13，电芯4的第一电极引出端41穿过留空区13与第一金属层11连接，电芯4的第二电极引出端42与第二极壳2连接，第二极壳2的材料为金属。

其中，第一极壳1为正极壳，第二极壳2为负极壳，第一电极引出端41为正极引出端，第二电极引出端42为负极引出端，第一金属层11的材料为导电率大于或等于3.78×10⁷s/m的纯金属箔材，第一绝缘层12的材料为聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚苯醚和聚砜中的一种，第二极壳2的材料为铜金属或铜合金。

优选地，电芯4包括正极片、负极片和隔膜，正极片、隔膜和负极片依次层叠并沿同一方向卷绕形成卷绕电芯，第一电极引出端41分别与正极片和第一金属层11连接，第二电极引出端42分别与负极片和第二极壳2连接。

优选地，第一极壳1的厚度为10～100μm，第二极壳2的厚度为40～800μm，第一极壳1的厚度为h，第二极壳2的厚度为k，满足关系式：4≤k/h≤8，从而有效地保障了第一极壳1和第二极壳2的刚性，第二极壳2的外壁设置有粘胶层，第一绝缘层12与粘胶层连接形成电池本体3，第一极壳1部分包围第二极壳2，其中，粘胶层具有绝缘性，粘胶层的材料可以选用热熔胶，粘胶层收容于电池本体3的内部，第一绝缘层12和粘胶层的封印位置可撑开进行泄压，避免了电池发生爆炸的现象，从而有效地改善了电芯4内部出现的高气压的问题。

优选地，第一极壳1形成有第一平面15和第一斜面16，第二极壳2形成有第二平面24和第二斜面25，第一绝缘层12形成有第一平面15和第一斜面16，第二斜面25设置有粘胶层，第一斜面16和第二斜面25连接形成电池本体3，并且，第一平面15和第二平面24相互平行，第一斜面16和第二斜面25用于使第一极壳1和第二极壳2在组装时相互抵合，不仅有效地避免了第一极壳1的表面出现皱褶的情况，还避免了第一极壳1和第二极壳2之间出现较大公差的情况，从而提高了电池本体3的封装密封性和电池本体3的外观平整性。

优选地，第一平面15和第一斜面16的夹角为a，第二平面24和第二斜面25的夹角为b，分别满足关系式：95°≤a≤110°；70°≤b≤85°；a+b＝180°，从而有效地保障了电池本体3的封装密封性和外观平整性以及保障了第一极壳1和第二极壳2的刚性。

实施例4

本实施例与实施例3不同的是，第二极壳2的外壁设置的粘胶层改为表面绝缘层，第二斜面25设置有表面绝缘层，表面绝缘层的材料为聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚苯醚和聚砜中的一种，第一绝缘层12与表面绝缘层热熔连接形成电池本体3，第一绝缘层12与表面绝缘层均收容于电池本体3的内部，由于第一绝缘层12与表面绝缘层热熔连接，当电芯4遇到高温、过充等情况时容易导致电池的内部产气严重时，第一绝缘层12和表面绝缘层的封印位置可撑开进行泄压，避免了电池发生爆炸的现象，从而有效地改善了电芯4内部出现的高气压的问题。

并且，本实施例的其他结构均与实施例3相同，这里不再赘述。

实施例5

本实施例与实施例1不同的是，第一极壳1为负极壳，第二极壳2为正极壳，第一电极引出端41为负极引出端，第二电极引出端42为正极引出端，第一电极引出端41分别与负极片和第一金属层11连接，第二电极引出端42分别与正极片和第二极壳2连接，并且，本实施例的其他结构均与实施例1相同，这里不再赘述。

实施例6

本实施例与实施例1不同的是，第一金属层11的材料为导电率大于3.78×10⁷s/m的合金箔材，第一绝缘层12的材料包括聚丙烯、聚苯乙烯、聚苯醚和聚砜，聚丙烯、聚苯乙烯、聚苯醚和聚砜的含量比为3:1:1:2，第一金属层11和第一绝缘层12紧密结合，第一金属层11和第二金属层21材料相同，第一绝缘层12和第二绝缘层22材料相同，第一绝缘层12与第二绝缘层22热熔连接形成电池本体3，并且，本实施例的其他结构均与实施例1相同，这里不再赘述。

实施例7

本实施例与实施例2不同的是，第一极壳1为负极壳，第二极壳2为正极壳，第一电极引出端41为负极引出端，第二电极引出端42为正极引出端，第一电极引出端41分别与负极片和第一金属层11连接，第二电极引出端42分别与正极片和第二极壳2连接，并且，本实施例的其他结构均与实施例2相同，这里不再赘述。

实施例8

本实施例与实施例2不同的是，第一绝缘层12的材料包括聚碳酸酯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚苯醚和聚砜，聚碳酸酯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚苯醚和聚砜的含量比为1:4:1:1:2，第一绝缘层12和第二绝缘层22材料相同，第一绝缘层12与第二绝缘层22热熔连接形成电池本体3，并且，本实施例的其他结构均与实施例2相同，这里不再赘述。

实施例9

本实施例与实施例3不同的是，第一极壳1为负极壳，第二极壳2为正极壳，第一电极引出端41为负极引出端，第二电极引出端42为正极引出端，第二极壳2的材料为铝金属或铝合金，第一电极引出端41分别与负极片和第一金属层11连接，第二电极引出端42分别与正极片和第二极壳2连接，并且，本实施例的其他结构均与实施例3相同，这里不再赘述。

实施例10

本实施例与实施例3不同的是，第一金属层11的材料为导电率大于3.78×10⁷s/m的合金箔材，第一绝缘层12的材料包括聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯和聚苯醚，聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯和聚苯醚的含量比为4:1:1:2，第一金属层11和第一绝缘层12紧密结合，第一绝缘层12与粘胶层连接形成电池本体3，并且，本实施例的其他结构均与实施例3相同，这里不再赘述。

显然，现有的纽扣电池不能解决电芯遇到高温、过充等情况时容易导致电池的内部产气严重、电芯内的气体无法及时排出的技术问题，并且，现有的纽扣电池不能有效地协调好电池外观和电芯能量密度的关系，严重地影响了纽扣电池和电子设备的高效匹配，从上述实施例可知，本发明的纽扣电池可靠性高，稳定性能好，结构紧凑，能量密度高，安全性能好，通用性强，不仅改善了电芯内部出现的高气压的问题，还有效地协调了电池外观和电芯能量密度的关系，有效地保护了电芯的电极引出端，在电芯受热或发生胀气等问题时，封印位置可撑开进行泄压，不至于使电池发生爆炸等安全问题，并且，电池的外壳不会产生形变或褶皱，有效地保障了电池的安全性能。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。