单电池的制作方法

1.本实用新型涉及一种单电池，特别是涉及一种具有金属壳和电极体的单电池。


背景技术：

2.以往，在单电池中，通过焊接工艺将电连接件物理地连接于单电池的外壳。然而，这不仅使得单电池的组装复杂化，而且还需要在外壳上设置用于焊接的额外空间，因此封装效率降低。此外，焊接工艺可能在电连接件中产生热应力，从而损害电连接件的电气性能。并且，电连接件与该电连接件所穿过的外壳的通孔之间可能存在间隙，这会损害单电池的密封完整性。
3.另外，现有技术中公开了通过电连接件在与单电池的外壳保持绝缘的状态下穿过该外壳，以防止单电池短路的技术。然而，当电连接件穿过外壳而与单电池内部的作为电极引线的端子电连接时，可能由于该端子的旋转或移位而导致该端子与外壳接触，使得单电池发生短路。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题中的至少之一，本实用新型的一实施方式提供一种单电池，其特征在于，具有：金属壳，具有上盖、底板以及电连接件，所述上盖具有安装所述电连接件的通孔，在所述上盖与所述底板之间形成有容纳部；以及电极体，包括阳极与阴极，并容纳在所述容纳部中，所述电连接件具有：电极端片，位于所述金属壳的内部，与所述电极体电连接，并具有贯通孔和定位孔；紧固件，具有头部、插入部以及形成于所述插入部的底端的外缘部，所述插入部穿过所述上盖的所述通孔以及所述电极端片的所述贯通孔，所述紧固件将所述电极端片固定至所述金属壳；密封件，设置在所述紧固件与所述金属壳之间；以及绝缘板，设置在所述金属壳与所述电极端片之间，并形成有供所述紧固件的插入部穿过的孔部以及插入所述电极端片的所述定位孔的柱部。
5.根据本实用新型的一实施方式的单电池，通过将绝缘板设置在金属壳与电极端片之间，并形成有供紧固件的插入部穿过的孔部以及插入电极端片的定位孔的柱部，从而，紧固件插入绝缘板的孔部及电极端片的贯通孔，将绝缘板与电极端片进行固定，并将绝缘板的柱部插入电极端片的定位孔，从而形成对电极端片进行固定的两点固定的结构，能够防止电极端片在金属壳内旋转或移位，降低了因电极端片与金属壳接触而导致单电池发生短路的风险，并且，通过在所述紧固件与所述金属壳之间设置密封件，能够抑制紧固件与通孔之间产生间隙，确保单电池的密封完整性。
6.进一步地，在本实用新型的一实施方式的单电池中，所述单电池还具有分隔件，所述分隔件设置在所述电极端片与所述电极体之间，并具有供所述电极体的阳极引线和阴极引线通过的切口部。
7.根据本实用新型的一实施方式的单电池，通过在所述电极端片与所述电极体之间设置具有供所述电极体的阳极引线和阴极引线通过的切口部的分隔件，能够防止电极端片
与电极体直接接触所引起的短路。
8.进一步地，在本实用新型的一实施方式的单电池中，所述绝缘板形成为平面的长条板状。
9.根据本实用新型的一实施方式的单电池，通过使绝缘板形成为平面的长条板状，从而，在绝缘板与电极端片层叠时，通过绝缘板与电极端片的面接触，进一步确保单电池的密封完整性，并且，能够降低绝缘板的制造成本。
10.进一步地，在本实用新型的一实施方式的单电池中，当所述电连接件安装于所述金属壳时，所述紧固件的所述外缘部向与所述插入部插入所述通孔的插入方向相反的方向挤压所述电极端片。
11.根据本实用新型的一实施方式的单电池，通过使紧固件的外缘部向与插入部插入通孔的插入方向相反的方向挤压电极端片，能够稳定地固定电极端片，增加紧固件与电极端片的接触部分，有利于紧固件与电极端片的电连接，且进一步确保单电池的密封完整性。
12.进一步地，在本实用新型的一实施方式的单电池中，所述绝缘板的所述孔部设置在所述绝缘板的长边方向上的中心线与一侧短边之间。
13.根据本实用新型的一实施方式的单电池，通过将孔部设置在绝缘板的长边方向上的中心线与一侧短边之间，能够确保绝缘板的长边方向上的中心线与另一侧短边之间的部分对应于电极端片与电极的引线接触的部分，防止电极端片与金属壳接触。
14.进一步地，在本实用新型的一实施方式的单电池中，所述绝缘板的所述柱部相对于所述孔部更靠近所述一侧短边，并位于短边方向上的中心线与一侧长边之间。
15.根据本实用新型的一实施方式的单电池，通过所述柱部相对于所述孔部更靠近所述一侧短边，并位于短边方向上的中心线与一侧长边之间，能够确保电极端片与电极的引线接触的部位，并能够由紧固件和柱部进一步稳定地固定电极端片。
16.进一步地，在本实用新型的一实施方式的单电池中，所述密封件具有：隔板部，设置在所述紧固件的所述头部与所述金属壳之间，从所述紧固件的所述插入部插入所述密封件的插入方向观察，所述隔板部延伸至所述紧固件的所述头部的外侧；以及环状部，从所述隔板部向所述插入方向延伸，覆盖所述金属壳的所述通孔的壁部。
17.根据本实用新型的一实施方式的单电池，通过使所述隔板部延伸至所述紧固件的所述头部的外侧，使环状部在所述插入方向上覆盖所述金属壳的所述通孔的壁部，能够防止因紧固件与金属外壳接触导致的短路。
18.进一步地，在本实用新型的一实施方式的单电池中，所述环状部在所述插入方向上延伸至与所述绝缘板接触。
19.根据本实用新型的一实施方式的单电池，通过使所述环状部在所述插入方向上延伸至与所述绝缘板接触，能够进一步防止因紧固件与金属外壳接触导致的短路。
20.进一步地，在本实用新型的一实施方式的单电池中，所述柱部的轴向长度大于所述电极端片的厚度。
21.根据本实用新型的一实施方式的单电池，通过使柱部的轴向长度大于电极端片的厚度，能够进一步稳定地固定电极端片。
22.进一步地，在本实用新型的一实施方式的单电池中，从所述绝缘板与所述电极端片层叠的方向观察，所述绝缘板覆盖所述电极端片并延伸至所述电极端片的外侧。
23.根据本实用新型的一实施方式的单电池，通过使所述绝缘板覆盖所述电极端片并延伸至所述电极端片的外侧，能够降低因电极端片与金属壳接触而导致单电池发生短路的风险。
24.如上所述，根据本实用新型的一实施方式的单电池，能够将电极端片稳定地固定在金属壳内，防止电极端片与金属壳接触，并且，通过电连接件与金属壳之间设置密封件以及平面状的绝缘板，能够确保电池的密封完整性。
附图说明
25.图1是示出实施方式所涉及的单电池的分解立体图。
26.图2是示出实施方式所涉及的单电池的上盖以及电连接件的分解立体图。
27.图3是示出实施方式所涉及的绝缘板的立体图。
28.图4是示出实施方式所涉及的电极端片的立体图。
29.图5是示出沿图1的ii
‑
ii线剖切实施方式所涉及的单电池所得到的局部的剖视图。
30.图6是示出图5中的单电池的设置有电连接件的部位的局部放大图。
31.附图标记说明：
32.1：单电池；10：金属壳；20：电极体；10a：上盖；10b：底板；11：容纳部；102：通孔；103：紧固件；1031：头部；1032：插入部；1033：外缘部；104：密封件；1041：隔板部；1042：环状部；105：绝缘板；1051：绝缘板主体；1052：孔部；1053：柱部；106：电极端片；1061：电极端片主体；1062：贯通孔；1063：定位孔；107：分隔件；1071：第一切口；1072：第二切口。
具体实施方式
33.下面，对本实用新型所涉及的单电池的具体实施方式进行详细说明。
34.1.单电池的整体构成
35.图1示出本实用新型的一实施方式所涉及的单电池的结构的一例。单电池1是所谓的层压型单电池，且具有金属壳10和电极体20。构成该单电池1的金属壳10的材料不作限定，可以为铝、铁、不锈钢等金属材料，优选为不锈钢。该金属壳10具有由顶面和四个侧面构成的上盖10a、平面状的底板10b、以及设置在上盖10a的一侧面的电连接件。上盖10a与底板10b的外围部分通过焊接或粘合剂接合，在上盖10a与底板10b之间形成容纳部11。另外，在上盖10a的一侧面上形成有用于设置电连接件的通孔102。通过上盖10a与底板10b的外围部分的接合以及在通孔102处设置电连接件，容纳部11形成为密封的空间。
36.在电极体20中，将阳极与阴极隔着隔膜层叠而形成层叠体，通过将该层叠体沿长度方向卷绕而得到该电极体20，电极体20的阳极和阴极分别形成有阳极引线和阴极引线(未图示)。电极体20容纳于容纳部11中。
37.在单电池1中，电极体20与电连接件之间设置有由绝缘材料制成的分隔件107。该分隔件107在靠底板10b一侧形成有供阳极引线通过的第一切口1071及供阴极引线通过的第二切口1072。阳极引线的一端连接于电极体20的阳极，另一端与金属壳10电连接。阴极引线的一端连接于电极体20的阴极，另一端与后面描述的电极端片106电连接。
38.2.电连接件的构成
39.图2是示出本实用新型的一实施方式所涉及的单电池1的上盖10a以及电连接件的分解立体图。电连接件具有紧固件103、密封件104、绝缘板105以及电极端片106。
40.下面，详细说明电连接件的各部件的构成。
41.紧固件
42.在本实施方式中，紧固件103由导电材料构成。如图2所示，紧固件103包括头部1031、穿过上盖10a的通孔102以及后面描述的电极端片106的贯通孔1062的插入部1032、以及形成于插入部1032的底端的外缘部1033。当电连接件安装于金属壳10时，紧固件103的外缘部1033在插入部1032的径向外侧上向与插入部1032插入通孔102的插入方向相反的方向挤压电极端片106，从而通过紧固件103生成的压缩力，将电极端片106固定至金属壳10。
43.通过外缘部1033与电极端片106接触，从而使紧固件103具有阴极电位。
44.密封件
45.在本实施方式中，密封件104例如由柔性绝缘材料构成。如图2所示，密封件104设置在紧固件103与金属壳10之间，并具有隔板部1041及环状部1042。隔板部1041设置在紧固件103的头部1031与金属壳10之间，从紧固件103的插入部1032插入密封件104的插入方向观察，隔板部1041延伸至紧固件103的头部1031的外侧。并且，环状部1042从隔板部1041向插入方向延伸，覆盖金属壳10的通孔102的壁部。在紧固件103插入金属壳10的通孔102时，通过在紧固件103与金属壳10之间设置密封件104，从而能够防止紧固件103的头部1031与金属壳10的一侧的表面接触，且能够防止紧固件103的插入部1032与通孔102的壁部接触，并且，能够抑制紧固件103与通孔102之间产生间隙，确保单电池1的密封完整性。
46.绝缘板
47.在本实施方式中，绝缘板105例如由柔性绝缘材料构成。如图2和图3所示，绝缘板105设置在金属壳10与电极端片106之间，并形成有供紧固件103的插入部1032穿过的孔部1052以及插入电极端片106的定位孔1063的柱部1053。在本实施方式中，绝缘板105的孔部1052和柱部1053均设置在绝缘板105的长边方向上的中心线的一侧，即孔部1052和柱部1053并非设置在绝缘板105的中央部位，而是设置在绝缘板105的长边方向上的中心线与一侧短边之间。另外，柱部1053相对于孔部1052更靠近上述一侧短边。由此，能够确保绝缘板105的长边方向上的中心线与另一侧短边之间的部分对应于电极端片106的与电极引线接合的部分，有效地增大了设计自由度，并且防止电极端片106与金属壳10的接触。
48.另外，在本实施方式中，绝缘板105形成为平面的长条板状。在绝缘板105与平面状的电极端片106层叠时，形成面接触有利于保持绝缘板105与电极端片106之间的密封性。并且，从制造上来考虑，将绝缘板105设计成平面的长条板状，能够降低制造成本。
49.电极端片
50.在本实施方式中，电极端片106例如由金属等导电材料制成。参照图4，电极端片106包括电极端片主体1061、贯通孔1062以及定位孔1063。从电极体20伸出的阴极引线(未图示)与电极端片主体1061接合，由此电极端片106通过阴极引线与电极体20电连接。贯通孔1062供紧固件103的插入部1032插入，并与绝缘板105的孔部1052对应设置。贯通孔1062的孔径可以小于孔部1052的孔径，并与插入部1032的直径相当。当电连接件安装于金属壳10时，紧固件103的插入部1032插入贯通孔1062，紧固件103的外缘部1033向径向外侧突出的部分与电极端片106抵接，由此，紧固件103确保电极端片106与金属壳10之间的相对位置
固定，并且能够确保紧固件103与电极端片106之间的接触，从而形成良好的电连接。
51.另外，在本实施方式中，在电极端片106中，与绝缘板105的柱部1053对应地设置有定位孔1063。在将绝缘板105与电极端片106层叠时，绝缘板105的柱部1053插入电极端片106的定位孔1063。由此，形成为通过紧固件103的插入部1032和绝缘板105的柱部1053分别与电极端片106的贯通孔1062和定位孔1063嵌合，来对电极端片106进行定位的结构。这样，能够防止电极端片106在金属壳10内旋转或移位。因此，降低了因电极端片106与金属壳10接触而导致单电池1发生短路的风险。
52.上面，对单电池1的整体结构以及电连接件进行了说明。接着，详细说明电连接件103安装至通孔102时的构成。
53.图5是沿图1的ii
‑
ii线剖切实施方式所涉及的单电池1所得到的局部剖视图。图6是示出图5中的单电池1的设置有电连接件的部位的局部放大图。
54.在本实施方式中，如图6所示，紧固件103的插入部1032依次穿过通孔102、绝缘板105的孔部1053及电极端片106的贯通孔1062，形成于插入部1032的底端的外缘部1033与分隔件107抵接。
55.并且，如图6所示，在紧固件103的头部1031与金属壳10的外表面之间、以及紧固件103的插入部1032与形成于金属壳10的通孔102的壁部之间设置密封件104。从插入部1032插入密封件104的环状部1042的插入方向观察，密封件104的隔板部1041覆盖通孔102的外周部分，并延伸至紧固件103的头部1031的外侧。在插入部1032插入环状部1042的状态下，环状部1042介于插入部1032与通孔102的壁部之间，并覆盖通孔102的壁部。由此，通过密封件104来对金属壳10的通孔102进行密封。
56.在金属壳10的内表面上依次层叠有绝缘板105和电极端片106，从上述插入方向观察，绝缘板105覆盖电极端片106并延伸至电极端片106的外侧。这样，在金属壳10与电极端片106之间设置尺寸大于电极端片106的绝缘板105，能够避免出现因电极端片106在金属壳10内移位而导致电路短路的风险。
57.在本实施方式中，在绝缘板105与电极端片106层叠时，绝缘板105的柱部1053插入到电极端片106的定位孔1063中，进一步对电极端片106进行定位。而且，优选地，柱部1053的轴向长度大于电极端片106的厚度。由此，电极端片106与紧固件103嵌合，同时与绝缘板105嵌合，这样能够进一步对电极端片106进行固定。而且，由于通过柱部1053和定位孔1063的嵌合，电极端片106固定于绝缘板105，抑制了电极端片106与绝缘板105的相对移动，即使在出现紧固件103松动的情况下，绝缘板105始终介于金属壳10与电极端片106之间并覆盖电极端片106，也能够有效防止金属壳10与电极端片106的接触。
58.在本实施方式中，优选的是，密封件104的环状部1042在上述插入方向上延伸至与绝缘板105接触。这样，由密封件104的隔板部1041和环状部1042以及绝缘板105形成覆盖金属壳10在通孔102处的外表面、壁部以及内表面的结构，进一步确保单电池1的密封完整性，并且防止电连接于电极端片106的紧固件103与金属壳10接触。
59.本实用新型的一实施方式总结如下：
60.本实施方式中的单电池1具有：金属壳10，具有上盖10a、底板10b以及电连接件，在上盖10a与底板10b之间形成有容纳部11；以及电极体20，包括阳极与阴极，并容纳在容纳部11中，电连接件具有：电极端片106，与电极体20电连接，并具有贯通孔1062；紧固件103，具
有头部1031、插入部1032以及形成于插入部1032的底端的外缘部1033，插入部1032穿过设置于上盖10a的通孔102，外缘部1033与电极端片106接触；密封件104，设置在紧固件103与金属壳10之间；以及绝缘板105，设置在金属壳10与电极端片106之间，并形成有供紧固件103的插入部1032穿过的孔部1052以及插入电极端片106的定位孔1063的柱部1053。
61.根据本实施方式中的单电池1，通过将绝缘板105设置在金属壳10与电极端片106之间，并形成有供紧固件103的插入部1032穿过的孔部1052以及插入电极端片106的定位孔1063的柱部1053，从而，形成为通过紧固件103和绝缘板105的柱部1053分别插入电极端片106的贯通孔1062和定位孔1063，来对电极端片106进行固定的两点固定的结构，能够防止电极端片106在金属壳10内旋转或移位，降低了因电极端片106与金属壳10接触而导致单电池1发生短路的风险，并且，通过在紧固件103与金属壳10之间设置密封件104，能够抑制紧固件103与通孔102之间产生间隙，确保单电池1的密封完整性。
62.在本实施方式中的单电池1中，也可以是单电池1还具有分隔件107，分隔件107设置在电极端片106与电极体20之间，并具有供电极体20的阳极引线和阴极引线通过的切口部。
63.根据本实施方式中的单电池1，通过在电极端片106与电极体20之间设置具有供电极体20的阳极引线和阴极引线通过的切口部的分隔件107，能够防止电极端片106与电极体20直接接触所引起的短路。
64.在本实施方式中的单电池1中，也可以是绝缘板105形成为平面的长条板状。
65.根据本实施方式中的单电池1，通过使绝缘板105形成为平面的长条板状，从而，在绝缘板105与电极端片106层叠时，进一步确保单电池1的密封完整性，并且，能够降低制造成本。
66.在本实施方式中的单电池1中，也可以是当电连接件安装于金属壳10时，紧固件103的外缘部1033向与插入部1032插入通孔102的插入方向相反的方向挤压电极端片106。
67.根据本实施方式中的单电池1，通过使紧固件103的外缘部1033向与插入部1032插入通孔102的插入方向相反的方向挤压电极端片106，能够稳定地固定电极端片106，增加紧固件103与电极端片106的接触部分，有利于紧固件103与电极端片106的电连接，且进一步确保单电池1的密封完整性。
68.在本实施方式中的单电池1中，也可以是孔部1052设置在绝缘板105的长边方向上的中心线与一侧短边之间。
69.根据本实施方式中的单电池1，通过将孔部1052设置在绝缘板105的长边方向上的中心线与一侧短边之间，能够确保绝缘板105的长边方向上的中心线与另一侧短边之间的部分与电极端片106与电极的引线接触的部分对应，并能够由紧固件103稳定地固定电极端片106。
70.在本实施方式中的单电池1中，也可以是柱部1053相对于孔部1052更靠近一侧短边，并位于短边方向上的中心线与一侧长边之间。
71.根据本实施方式中的单电池1，通过柱部1053相对于孔部1052更靠近一侧短边，并位于短边方向上的中心线与一侧长边之间，能够确保电极端片106与电极的引线接触的部位，并能够由紧固件103和柱部1053进一步稳定地固定电极端片106。
72.在本实施方式中的单电池1中，也可以是密封件104具有：隔板部1041，设置在紧固
件103的头部1031与金属壳10之间，从紧固件103插入密封件104的插入方向观察，隔板部1041延伸至紧固件103的头部1031的外侧；以及环状部1042，在插入方向上覆盖金属壳10的通孔102的壁部。
73.根据本实施方式中的单电池1，通过使隔板部1041延伸至紧固件103的头部1031的外侧，使环状部1042在插入方向上覆盖金属壳10的通孔102，能够防止因紧固件103与金属壳10接触导致的短路。
74.在本实施方式中的单电池1中，也可以是环状部1042在插入方向上延伸至与绝缘板105接触。
75.根据本实施方式中的单电池1，通过使环状部在插入方向上延伸至与绝缘板105接触，能够进一步防止因紧固件103与金属外壳10接触导致的短路。
76.在本实施方式中的单电池1中，也可以是柱部1053的轴向长度大于电极端片106的厚度。
77.根据本实施方式中的单电池1，通过使柱部1053的轴向长度大于电极端片106的厚度，能够进一步稳定地固定电极端片106。
78.在本实施方式中的单电池中，也可以是从绝缘板105与电极端片106层叠的方向观察，绝缘板105覆盖电极端片106并延伸至电极端片106的外侧。
79.根据本实施方式中的单电池1，通过使绝缘板105覆盖电极端片106并延伸至电极端片106的外侧，能够降低因电极端片106与金属壳10接触而导致单电池1发生短路的风险。
80.在上述实施方式中，在绝缘板105上形成柱部1053，并且在电极端片106上形成定位孔1063。在将绝缘板105与电极端片106层叠时，绝缘板105的柱部1053插入电极端片106的定位孔1063。但本实用新型不限于此。例如，也可以在绝缘板105上形成定位孔，并且在电极端片106上形成柱部。这样，在将绝缘板105与电极端片106层叠时，电极端片106的柱部插入绝缘板105的定位孔。
81.在上述实施方式中，在绝缘板105上形成一个柱部1053，并且在电极端片106上形成一个定位孔1063。但本实用新型不限于此。例如，也可以在绝缘板105上形成多个柱部，并且在电极端片106上形成多个定位孔，只要形成在绝缘板105上的多个柱部与形成在电极端片106上的多个定位孔相对应即可。
82.在上述实施方式中，示出了在绝缘板105上形成圆柱形的柱部1053，并且在电极端片106上形成圆孔形的定位孔1063。但本实用新型不限于此。例如，柱部1053也可以为棱柱形，并且定位孔也可以为多边形，只要形成在绝缘板105上的柱部的截面轮廓与形成在电极端片106上的定位孔的形状相对应即可。
83.虽然说明了本实用新型的一实施方式，但该实施方式只是作为例子而提出的，并非旨在限定实用新型的范围。这些实施方式能够以其他各种方式实施，在不脱离实用新型的主旨的范围内，能够进行各种省略、替换、变更。这些实施方式、其变形包括在实用新型的范围、主旨内，同样地包括权利要求书记载的实用新型及其均等的范围内。