一种二次封装钢壳的扣式电池的制作方法

1.本实用新型属于电池生产制造的技术领域，具体涉及一种二次封装钢壳的扣式电池。


背景技术：

2.如今，锂离子电池作为一种新型二次电池，具有能量密度和功率密度大、工作电压高、重量轻、体积小、循环寿命长、安全性好、绿色环保等优点，在便携式电器、电动工具、大型贮能、电动交通动力电源等方面具有广阔的应用前景。
3.在现有扣式电池结构中，没有灌注电解液的孔，盖板和钢壳需在灌注电解液后进行焊接，且还需在低温条件下进行，影响焊接质量。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于：针对现有技术的不足，提供一种二次封装钢壳的扣式电池，采用二次封装的方式，避免焊接过程中的热辐射使电解液气化，有助于提高焊接质量。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
6.一种二次封装钢壳的扣式电池，包括壳体，设置有开口和注液口；盖板，安装在所述开口；封装件，覆盖所述注液口；所述壳体和所述盖板至少一者设置有台阶，所述封装件的边缘固定在所述注液口的周围。
7.优选的，所述开口设置有第一台阶，所述盖板设置有与所述第一台阶配合的第二台阶。
8.优选的，所述第一台阶和所述第二台阶的截面的形状均为方形或长条形。
9.优选的，所述盖板通过激光焊接封闭所述开口，所述封装件的边缘通过激光焊接封闭所述注液口。
10.优选的，所述封装件对应所述注液口的位置为内凹结构，所述封装件靠近所述注液口的一侧设置有刻痕。
11.优选的，所述封装件为金属箔片，所述金属箔片为不锈钢箔、镍箔、铝箔或铜箔，所述封装件的厚度为50μm-100μm。
12.优选的，所述盖板设置有镂空孔及安装于所述镂空孔的极柱，所述镂空孔的内壁设置有绝缘件，所述极柱通过铆接固定于所述镂空孔。
13.优选的，还包括电芯，所述电芯设置有至少两个极耳，其中一个所述极耳通过焊接固定在所述极柱上，另一个所述极耳通过焊接固定在所述壳体的内部。
14.优选的，所述绝缘件的材质为聚丙烯胶、氟橡胶、氯丁橡胶、溴化丁基、聚乙烯、聚脂化合物、防电解液氧化胶、乙丙橡胶、丁基橡胶、固化胶。
15.优选的，所述壳体包括侧壁和底壁，所述侧壁和底壁围成容器，所述侧壁的内侧或外侧设置有防爆纹，所述注液口设置在所述底壁，所述侧壁或所述盖板的底面设置有绝缘层。
16.本实用新型的有益效果在于，本实用新型包括壳体，设置有开口和注液口；盖板，安装在所述开口；封装件，覆盖所述注液口；所述壳体和所述盖板至少一者设置有台阶，所述封装件的边缘固定在所述注液口的周围。由于在现有扣式电池结构中，没有灌注电解液的孔，盖板和钢壳需在灌注电解液后进行焊接，且还需在低温条件下进行，影响焊接质量，因此，在壳体上设置开口，然后将盖板固定在开口上，且壳体和盖板至少一者设置台阶，使得盖板嵌入到壳体的开口，这种结构便于定位和进行激光焊接，盖板和壳体的焊接面为水平方向，可以排除重力的影响，可以使焊缝均匀，焊接质量好，提升焊接效果；电芯装配完成后，盖板和壳体即可进行一次焊接，因焊缝边缘无电解液附着，可以使焊缝均匀，焊接质量好，提升焊接效果，且对焊接的环境要求低，无需在低湿度的条件下进行整体焊接成型，此外，壳体的底部还设有注液口，可在盖板和壳体完成进行一次焊接后灌注电解液，避免盖板和壳体的焊接对电解液造成的影响，而且，注液口通过较薄的封装件封闭，即通过二次激光焊接将封装件的边缘固定在注液口的周围，起到封闭注液口的作用，较薄的封装件对激光焊接的能量要求较低，且注液口的尺寸较少，相比焊接盖板，时间较短，焊缝路径较短，有助于降低焊接时的热辐射，降低对电池内部的电化学环境的影响，还能提升焊接效果。本实用新型采用二次封装的方式，避免焊接过程中的热辐射使电解液气化，有助于提高焊接质量。
附图说明
17.下面将参考附图来描述本实用新型示例性实施方式的特征、优点和技术效果。
18.图1为本实用新型中实施方式一的结构示意图。
19.图2为本实用新型中实施方式一的盖板的分解示意图。
20.图3为本实用新型中实施方式一的壳体的底部示意图
21.图4为本实用新型中实施方式一的壳体和盖板的结构示意图。
22.图5为本实用新型中实施方式二的壳体和盖板的结构示意图。
23.图6为本实用新型中实施方式三的壳体和盖板的结构示意图。
24.图7为本实用新型中实施方式四的壳体和盖板的结构示意图。
25.其中，附图标记说明如下：
26.1-壳体；11-开口；12-注液口；13-侧壁；14-底壁；111-第一台阶；
27.2-盖板；20-第二台阶；21-镂空孔；22-极柱；23-绝缘件；
28.3-封装件；31-内凹结构；32-刻痕；
29.4-防爆纹；
30.5-电芯；51-极耳。
具体实施方式
31.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，硬件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。
32.此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
33.在实用新型中，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实用新型中的具体含义。
34.以下结合附图1～7对本实用新型作进一步详细说明，但不作为对本实用新型的限定。
35.实施方式一
36.下面结合附图1～4描述实施方式一
37.二次封装钢壳的扣式电池，包括壳体1，设置有开口11和注液口12；盖板2，安装在开口11；封装件3，覆盖注液口12；壳体1的侧壁13设置有台阶，封装件3的边缘固定在注液口12的周围。
38.由于在现有扣式电池结构中，没有灌注电解液的孔，盖板和钢壳需在灌注电解液后进行焊接，且还需在低温条件下进行，影响焊接质量，因此，在壳体1上设置开口11，然后将盖板2固定在开口11上，且盖板2的边缘具有台阶，使得盖板2嵌入到壳体1的开口11，这种结构便于定位和进行激光焊接，盖板2和壳体1的焊接面为水平方向，可以排除重力的影响，可以使焊缝均匀，焊接质量好，提升焊接效果；电芯5装配完成后，盖板2和壳体1即可进行一次焊接，因焊缝边缘无电解液附着，可以使焊缝均匀，焊接质量好，提升焊接效果，且对焊接的环境要求低，无需在低湿度的条件下进行整体焊接成型，此外，壳体1的底部还设有注液口12，可在盖板2和壳体1完成进行一次焊接后灌注电解液，避免盖板2和壳体1的焊接对电解液造成的影响，而且，注液口12通过较薄的封装件3封闭，即通过二次激光焊接将封装件3的边缘固定在注液口12的周围，起到封闭注液口12的作用，较薄的封装件3对激光焊接的能量要求较低，且注液口12的尺寸较少，相比焊接盖板2，时间较短，焊缝路径较短，有助于降低焊接时的热辐射，降低对电池内部的电化学环境的影响，还能提升焊接效果。
39.在根据本实用新型的二次封装钢壳的扣式电池中，台阶为第二台阶20，第二台阶20的截面的形状为方形。具体的，第二台阶20的截面的形状可设计为方形，如正方形、长方形或其它不规则形状，第二台阶20设在盖板2边缘，第二台阶20的厚度稍小于盖板2的本体的厚度，与盖板2的本体形成类似台阶的结构，使得盖板2的本体直接嵌入到开口11，焊接时，稍加压力，即可保证两个部件紧密接触，有助于减少两者的间隙，也不会发生移位导致边缘不能对齐，使电池具有良好的密封性。
40.在根据本实用新型的二次封装钢壳的扣式电池中，盖板2通过激光焊接封闭开口11，封装件3的边缘通过激光焊接封闭注液口12。具体的，将焊接工序分成两次进行，即先将电芯5装配在壳体1中，然后对盖板2和壳体1进行第一次激光焊接，使得盖板2封闭开口11，由于没有壳体1内电解液，第一次激光焊接对环境要求较低，无需再低湿度的条件下进行整体焊接成型；在完成第一激光焊接后灌注电解液，接着对封装件3和注液口12进行第二次激光焊接，采用封装件3封闭注液口12，由于封装件3厚度较小，对激光焊接的能量要求低，降低焊接时的热辐射，可提升封装效果，且对电池内部的电化学环境影响大幅度降低。
41.在根据本实用新型的二次封装钢壳的扣式电池中，封装件3对应注液口12的位置为内凹结构31，封装件3靠近注液口12的一侧设置有刻痕32。具体的，封装件3中央的位置采用内凹结构31，相当于将封装件3部分嵌在注液口12，有助于提高封装件3和注液口12之间的稳固性，配合封装件3靠近注液口12的一侧的刻痕32，在预设的内部压力下，刻痕32可以被冲破，防止电池内部压力过大，保证电池的安全性。
42.在根据本实用新型的二次封装钢壳的扣式电池中，封装件3为金属箔片，金属箔片为不锈钢箔、镍箔、铝箔或铜箔，封装件3的厚度为50μm-100μm。根据实际生产需求和成本需求，可以采用不锈钢箔、镍箔、铝箔或铜箔作为封装件3，优选采用不锈钢片，且限定封装件3的厚度，防止封装件3的厚度过大，导致激光焊接的能量要求增加，不利于减少焊接时的热辐射。
43.在根据本实用新型的二次封装钢壳的扣式电池中，盖板2设置有镂空孔21及安装于镂空孔21的极柱22，镂空孔21的内壁设置有绝缘件23，极柱22通过铆接固定于镂空孔21。具体的，采用复合的方式，将绝缘件23复合到镂空孔21上，并为极柱22预留安装孔，绝缘件23可以和金属的盖板2有较好的粘接效果，极柱22可采用铆钉，利用铆接或旋铆工艺将极柱23、绝缘件23或盖板2(壳体1侧壁13)三者复合在一起，即，将铆钉放入预留极柱22的孔中，采用旋铆工艺，将铆钉铆接到盖板2或壳体1上，因为旋铆可以使复合的绝缘件23均匀受压变形，不会使绝缘件23变形不均匀或过度挤压破损；通过上述复合和铆接相结合的工艺，可以使电池具有较好的密封性和正负极绝缘性。其中，复合方式包括但不限于注塑、胶水粘合、热压复合、超声波焊接、喷塑固化、高温固化剂等复合组合方式，此外，在复合过程中，绝缘件23中需要预留极柱22的孔。
44.在根据本实用新型的二次封装钢壳的扣式电池中，还包括电芯5，电芯5设置有至少两个极耳51，其中一个极耳51通过焊接固定在极柱22上，另一个极耳51通过焊接固定在壳体1的内部。于本实施方式中，正极片、负极片、隔离膜三者相互隔离成组成型的电芯5入壳装配，负极片与壳体1通过金属连接片焊接连通，正极片与盖板的极柱22通过金属连接片焊接连通，具体的，正、负极极片，隔离膜通过卷绕或者叠片形成电芯5，正负极极耳从电芯5的同一端或异端引出；正、负极极耳分别为铝带和铜镀镍带(铜带，镍带)，采用超声波焊接方式，把极耳51焊接在对应极片的空箔上；电芯5的正极极耳通过超声波焊，电阻焊或者激光焊焊接在盖板2上，材质为铝、镍、不锈钢中的一种，负极通过电阻焊或者激光焊直接焊接在壳体1的内部，对铝带非焊接点进行绝缘处理，处理方式包括但是不限于热压合pp胶，对贴绝缘胶纸，涂覆绝缘胶水等。
45.在根据本实用新型的二次封装钢壳的扣式电池中，绝缘件23的材质为聚丙烯胶、氟橡胶、氯丁橡胶、溴化丁基、聚乙烯、聚脂化合物、防电解液氧化胶、乙丙橡胶、丁基橡胶、固化胶。根据成本需求，可以采用聚丙烯胶、氟橡胶、氯丁橡胶、溴化丁基、聚乙烯、聚脂化合物、防电解液氧化胶、乙丙橡胶、丁基橡胶、固化胶作为绝缘件23，并将绝缘件23复合到镂空孔21中，复合方式包括但不限于注塑、胶水粘合、热压复合、超声波焊接、喷塑固化、高温固化剂等复合组合方式。
46.在根据本实用新型的二次封装钢壳的扣式电池中，壳体1包括侧壁13和底壁14，侧壁13和底壁14围成容器，侧壁13的内侧或外侧设置有防爆纹4，注液口12设置在底壁14，侧壁13或盖板2的底面设置有绝缘层。具体的，侧壁13的内侧或外侧设置防爆纹4，也可以为防
爆刻痕，采用激光进行刻蚀，在预设的内部压力下，刻痕部位可以被冲破，从而保证电池的安全性；增加防爆纹4，可以增加电池极端滥用使用条件下的安全性，提前释放气体，防止电池的进一步的热失控产生爆炸，起火等危险；壳体1的侧壁13或盖板2朝电芯5里面的一面采用喷塑的方式，即喷涂一层薄薄的绝缘层，或者采用胶纸覆盖，防止正极极耳接触到盖板2上的不锈钢而导致短路。
47.本实用新型的工作原理是：
48.在壳体1上设置开口11，然后将盖板2固定在开口11上，且盖板2的边缘具有台阶，使得盖板2嵌入到壳体1的开口11，这种结构便于定位和进行激光焊接，盖板2和壳体1的焊接面为水平方向，可以排除重力的影响，可以使焊缝均匀，焊接质量好，提升焊接效果；电芯5装配完成后，盖板2和壳体1即可进行一次焊接，因焊缝边缘无电解液附着，可以使焊缝均匀，焊接质量好，提升焊接效果，且对焊接的环境要求低，无需在低湿度的条件下进行整体焊接成型，此外，壳体1的底部还设有注液口12，可在盖板2和壳体1完成进行一次焊接后灌注电解液，避免盖板2和壳体1的焊接对电解液造成的影响，而且，注液口12通过较薄的封装件3封闭，即通过二次激光焊接将封装件3的边缘固定在注液口12的周围，起到封闭注液口12的作用，较薄的封装件3对激光焊接的能量要求较低，注液口12的尺寸较少，相比焊接盖板2，时间较短，焊缝路径较短，有助于降低焊接时的热辐射，降低对电池内部的电化学环境的影响，还能提升焊接效果。
49.本实施方式的壳体1的侧壁13设置有台阶，台阶为第一台阶111，第一台阶111的截面的形状为方形。具体的，第一台阶111的截面的形状可设计为方形，如正方形、长方形或其它不规则形状，第一台阶111设在壳体1的侧壁13边缘，第一台阶111的厚度稍小于壳体1的侧壁13的厚度，与壳体1的侧壁13形成类似台阶的结构，使得盖板2直接嵌入到开口11，焊接时，稍加压力，即可保证两个部件紧密接触，有助于减少两者的间隙，也不会发生移位导致边缘不能对齐，使电池具有良好的密封性。
50.实施方式二
51.与实施方式一不同的是：本实施方式的开口11设置有第一台阶111，盖板2设置有与第一台阶111配合的第二台阶20，第一台阶111和第二台阶20的截面的形状均为方形。具体的，第一台阶111和第二台阶20的截面的形状可设计为方形，如正方形、长方形或其它不规则形状，第一台阶111和第二台阶20的形状相互配合，便于进行定位和激光焊接，且盖板2和壳体1的焊接面为水平方向，焊缝也为水平方向，可以排除重力的影响，使焊缝均匀，焊接质量好，提升焊接效果。
52.其他结构与实施方式一相同，这里不再赘述。
53.实施方式三
54.与实施方式二不同的是：本实施方式的第一台阶111的截面的形状为方形，第二台阶20的截面的形状为长条形。根据实际生产需求，也可将第二台阶20的截面的形状设计为长条形。
55.其他结构与实施方式二相同，这里不再赘述。
56.实施方式四
57.与实施方式二不同的是：本实施方式的第一台阶111和第二台阶20的截面的形状均为长条形。第一台阶111和第二台阶20的截面均采用长条形，有助于增加第一台阶111和
第二台阶20的接触面积，从而增加盖板2和壳体1的接触面积，有助于提高盖板2和壳体1焊接的稳定性。
58.其他结构与实施方式二相同，这里不再赘述。
59.根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型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，本实用新型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实用新型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实用新型的保护范围。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，并不对本实用新型构成任何限制。