电池外壳结构、微型柱式锂电池及制造方法与流程

本申请涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种电池外壳结构、微型柱式锂电池及制造方法。

背景技术：

现有的柱式锂电池是采用金属冲制成圆筒外壳。将电池极片隔膜通过卷绕机卷成柱状放入圆筒外壳内，再在开口的一端辊槽，再配合已制好的盖帽焊接压合密封。然而该做法无法充分利用电池内部空间，无法尽可能地提高电池容量。

技术实现要素：

本申请提供了一种电池外壳结构、电池和电池的制造方法，其能解决现有的电池内部空间没得到充分利用，电池容量无法进一步提高的问题。

第一方面，本发明实施例提供一种电池外壳结构，包括：

电池盖，电池盖包括边缘区域；

密封圈，密封圈设置于边缘区域，且密封圈由边缘区域的正面延伸至边缘区域的背面；

电池杯，电池杯的上沿内折形成压合部，压合部将密封圈压合于边缘区域的正面；以及

支撑环，支撑环位于电池杯中，其一端抵接于电池杯的底面，另一端将密封圈压合于边缘区域的背面。

上述方案中，提供了一种电池外壳结构，当使用该电池外壳结构制造电池，电池能够充分的利用电池外壳结构的内部空间，较现有技术，能够进一步地提高电池容量。电池外壳结构包括电池盖、密封圈、电池杯以及支撑环。密封圈设置于电池盖的边缘区域，且延伸至边缘区域的正面和背面，支撑环位于电池杯中，且支撑环的一端支撑于位于电池盖背面的密封圈。压合电池杯的上沿，使得电池杯上沿形成的压合部压合于位于电池盖的正面的密封圈，从而使得压合部、位于电池盖的正面的密封圈、电池盖、位于电池盖的背面的密封圈以及支撑环共同形成了电池密封线，即电池盖、支撑环和电池杯之间限定为电池的内部空间，该空间可以放置储存有电能的电芯组件。由于密封圈是通过电池盖的正面和背面压合的方式进行封口的，故密封圈所占的面积较现有技术中的密封圈所占的面积小，同时，本方案中，密封圈处于支撑环上，其在电池的径向上，不会对电池组件造成干扰，故较现有技术中，可提高电池组件的体积，从而提高电池的电池容量。

在可选的实施方式中，密封圈注塑于边缘区域。

在可选的实施方式中，密封圈的材料为聚丙烯、聚醚醚酮和聚偏氟乙烯中至少一种材料改性或聚合。

在可选的实施方式中，支撑环的上沿内折形成支撑部，支撑部将密封圈压合于边缘区域的背面。

在可选的实施方式中，电池盖包括中心区域，中心区域相对于边缘区域向上凸出。

第二方面，本发明实施例提供一种微型柱式锂电池，包括电芯组件和前述实施方式任意一项的电池外壳结构；

电芯组件位于支撑环的内环中，且电芯组件的至少一个正极和至少一个负极分别电连接于电池盖和电池杯中的一个。

在可选的实施方式中，电芯组件包括电芯绕组，电芯绕组的正极和负极分别焊接于电池盖和电池杯中的一个。

在可选的实施方式中，电芯绕组的正极包括钴酸锂、钴镍锰酸锂、磷酸亚铁锂中的一种或多种；

电芯绕组的负极包括人造石墨、天然石墨中的一种或多种；

电芯绕组的隔离膜包括聚丙烯、聚乙烯、聚酰亚胺中的任意一种。

第三方面，本发明实施例提供一种微型柱式锂电池的制造方法，包括步骤：

提供电池盖、密封圈、支撑环以及电池杯，电池盖包括边缘区域，密封圈设于边缘区域，支撑环设于电池杯中；

提供电芯组件，将电芯组件放置于电池杯中，电芯组件的至少一个正极和至少一个负极分别电连接于电池盖和电池杯中的一个；

组装电池盖和电池杯，电池杯的上沿内折形成压合部，将压合部、密封圈以及支撑环压合一体。

在可选的实施方式中，在提供电芯组件的步骤中，电芯组件包括电芯绕组，电芯绕组由正极、负极和隔离膜以卷绕方式组成，电芯绕组中正极和负极通过极耳分别焊接于电池盖和电池杯中的一个。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实施例中微型柱式锂电池的结构示意图；

图2为本实施例中电池外壳结构的结构示意图；

图3为本实施例中电池盖的结构示意图；

图4为本实施例中带有密封圈的电池盖的结构示意图；

图5为本实施例中电池杯的结构示意图；

图6为本实施例中支撑环的结构示意图；

图7为本实施例中微型柱式锂电池的制造方法的流程图。

图标：10-电芯组件；11-电芯绕组；110-正极；111-负极；112-隔离膜；

20-电池外壳结构；21-电池盖；21a-中心区域；21b-边缘区域；22-密封圈；23-电池杯；23a-压合部；24-支撑环；24a-支撑部。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通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，都属于本申请保护的范围。

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定义和解释。

在本申请实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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申请的限制。

在本申请实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”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，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行描述。

本实施例提供一种微型柱式锂电池，微型柱式锂电池较现有的电池，具有充分利用电池内部空间，提高电池容量的特点。

请参见图1-图6，图1为本实施例中微型柱式锂电池的结构示意图，图2为本实施例中电池外壳结构20的结构示意图。图3为本实施例中电池盖21的结构示意图。图4为本实施例中带有密封圈22的电池盖21的结构示意图。图5为本实施例中电池杯的结构示意图。图6为本实施例中支撑环24的结构示意图。

微型柱式锂电池包括电芯组件10和电池外壳结构20，电芯组件10位于电池外壳结构20中。

电池外壳结构20包括电池盖21、密封圈22、电池杯23以及支撑环24。

电池盖21包括中心区域21a和边缘区域21b，中心区域21a相对于边缘区域21b向上凸出，其中，凸出的中心区域21a能够与耗电设备形成良好地接触，耗电设备是指微型柱式锂电池对其供电的设备。在其他具体实施方式中，不限制中心区域21a与边缘区域21b的位置关系，例如，中心区域21a可相对于边缘区域21b下凹，或平齐。

密封圈22设置于边缘区域21b，且密封圈22由边缘区域21b的正面延伸至边缘区域21b的背面。

电池杯23的上沿内折形成压合部23a，压合部23a将密封圈22压合于边缘区域21b的正面。

支撑环24位于电池杯23中，其一端抵接于电池杯23的底面，另一端将密封圈22压合于边缘区域21b的背面。

请参见图1，电芯组件10位于支撑环24的内环中，本实施例中，电芯组件10包括电芯绕组11。电芯绕组11由正极110、负极111以及隔离膜112卷绕构成。本实施例中，电芯绕组11的负极111电连接于电池盖21，电芯绕组11的正极110电连接于电池杯23的底端。

电芯绕组11的正极110包括钴酸锂、钴镍锰酸锂、磷酸亚铁锂中的一种或多种。电芯绕组11的负极111包括人造石墨、天然石墨中的一种或多种。电芯绕组11的隔离膜112包括聚丙烯、聚乙烯、聚酰亚胺中的任意一种。

其中，本实施例中，电芯绕组11的负极111焊接于电池盖21，电芯绕组11的正极110焊接于电池杯23，实现微型柱式锂电池的充电和放电。

在图1中可以看出，电芯绕组11的负极111与电池盖21之间的焊点，以“a”表示，电芯绕组11的正极110与电池杯23之间的焊点，以“b”表示。需要说明的是，在其他具体实施方式中，还可以为电芯绕组11的正极110电连接于电池盖21，电芯绕组11的负极111电连接于电池杯23的底端。

其中，需要说明的是，由于电芯组件10包括电芯绕组11，故其正极110和负极111的数量分别为一个。

在其他具体实施方式中，例如，电芯组件10包括叠片电芯，叠片电芯由正极110、负极111以及隔离膜112通过叠片工艺制程，其具有多个正极110和多个负极111，同一性质的所有极片连接于电池盖21和电池杯23中的一个。

参见图1，可以看出，电芯组件10位于电池外壳结构20中，密封圈22在微型柱式锂电池的径向上未对电芯组件10的造成影响，故较现有技术，电芯组件10能够储存更多的电能，从而实现了较现有技术，进一步地提高微型柱式锂电池的容量的效果。

其中，本实施例中密封圈22为注塑于电池盖21的边缘区域21b。密封圈22的材料为聚丙烯、聚醚醚酮和聚偏氟乙烯中至少一种材料改性或聚合。

如图6，支撑环24的上沿内折形成支撑部24a。支撑部24a抵接于密封圈22，将密封圈22压合于边缘区域21b的背面。

支撑环24的厚度为0.1-0.5mm，其中，当支撑环24的厚度为0.1mm时，能够保证电池外壳结构20，在径向上具有较大的容积。当支撑环24的厚度为0.5mm时，支撑环24具有较好的支撑强度，保证电池杯23、密封圈22、电池盖21以及支撑环24之间的密封强度。

在制作直径为2-16mm，厚度为3-20mm的微型柱式锂电池时，支撑环24的厚度可以为0.2mm。

上述方案中，提供了一种微型柱式锂电池，微型柱式锂电池具有电池外壳结构20，通过电池外壳结构20，微型柱式锂电池能够充分的利用电池外壳结构20的内部空间，较现有技术，能够进一步地提高电池容量。电池外壳结构20包括电池盖21、密封圈22、电池杯23以及支撑环24。密封圈22设置于电池盖21的边缘区域21b，且延伸至边缘区域21b的正面和背面，支撑环24位于电池杯23中，且支撑环24的一端支撑于位于电池盖21背面的密封圈22。压合电池杯23的上沿，使得电池杯23上沿形成的压合部23a压合于位于电池盖21的正面的密封圈22，从而使得压合部23a、位于电池盖21的正面的密封圈22、电池盖21、位于电池盖21的背面的密封圈22以及支撑环24共同形成了电池密封线，即电池盖21、支撑环24和电池杯23之间限定为微型柱式锂电池的内部空间，该空间放置储存有电能的电芯组件10。由于密封圈22是通过电池盖21的正面和背面压合的方式进行封口的，故密封圈22所占的面积较现有技术中的密封圈22所占的面积小，同时，本方案中，密封圈22处于支撑环24上，其在电池的径向上，不会对电池组件造成干扰，故较现有技术中，可提高电池组件的体积，从而提高微型柱式锂电池的电池容量。

需要说明的是，本实施例还提供一种微型柱式锂电池的制造方法。

请参见图7，图7为微型柱式锂电池的制造方法的流程图。

微型柱式锂电池的制造方法包括以下步骤：

提供电池盖21、密封圈22、支撑环24以及电池杯23，电池盖21包括边缘区域21b，密封圈22设于边缘区域21b，支撑环24设于电池杯23中。

提供电芯组件10，将电芯组件10放置于电池杯23中，电芯组件10的至少一个正极110和至少一个负极111分别电连接于电池盖21和电池杯23中的一个。在提供电芯组件10的步骤中，电芯组件10包括电芯绕组11，电芯绕组11由正极110、负极111和隔离膜112以卷绕方式组成，电芯绕组11中正极110和负极111通过极耳分别焊接于电池盖21和电池杯23中的一个。其中，电芯绕组11的正极110和负极111的极耳，在未涂层处通过折叠出适合的长度与电池盖21和电池杯23中的一个焊接连接。

组装电池盖21和电池杯23，电池杯23的上沿内折形成压合部23a，通过模具将压合部23a、密封圈22以及支撑环24压合一体。

其中，密封圈22可以注塑于电池盖21的边缘区域21b。电池盖21、支撑环24以及电池杯23可为不锈钢冲制或者压制而成。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。