化学能电池和电子产品的制作方法

1.本发明涉及电池技术领域，特别涉及一种化学能电池和电子产品。


背景技术：

2.现有的纽扣电池，其电池壳由正极壳体和负极壳体拼接形成，正极壳体和负极壳体之间需要绝缘以避免纽扣电池短路。相关技术通过在正极壳体和负极壳体相互套设，并且在二者之间设置绝缘套膜来实现绝缘，并将正极壳体与负极壳体焊接固定。如此，使得二者的连接强度远远大于电池正极壳体或者负极壳体自身的强度。电池短路或者电池内部发生故障时，电池内部将产生大量的气体，由于气体没有合适的排泄途径，当气压达到一定值时，将使得电池爆裂，引起事故。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的是提出一种化学能电池和电子产品，旨在解决如何提高电池的安全性。
4.一种化学储能电池，所述化学储能电池包括柱形底壳、复合盖板和复合体，所述柱形底壳与所述复合盖板围合形成内部空间，所述复合体布置在所述内部空间中并且包括至少一个正电极和至少一个负电极以及至少一个隔膜；
5.所述复合盖板包括环形盖板层、绝缘粘接层和圆形盖板层，所述环形盖板层的外侧最大直径大于所述圆形盖板层外侧最大直径；
6.所述复合体的其中一电极与所述圆形盖板层进行电连接，另外一电极与所述柱形底壳或者环形盖板层电连接；
7.所述绝缘粘接层投影到所述环形盖板层的面积至少占所述环形盖板层第一侧面面积的0.2～0.9倍；第一侧面面向绝缘粘接层设置；
8.所述绝缘粘接层投影到所述圆形盖板层的面积至少占所述圆形盖板层第二侧侧表面积的0.25～0.95倍；第二侧面面向绝缘粘接层设置；
9.所述柱形底壳包括圆形或椭圆形底部，以及面向所述复合盖板方向延伸的环形侧壁；
10.所述环形侧壁的靠近所述复合盖板的端部具有内切支撑台和外侧密封台；所述内切支撑台的平台宽度大于或者等于环形侧壁厚度的四分之一，小于等于所述环形侧壁厚度的四分之三；
11.所述外侧密封台的高度大于或者等于所述环形盖板层厚度的0.2，小于或者等于所述环形盖板层厚度的1.2，所述外侧密封台的厚度大于等于所述环形盖板层厚度的0.2，小于等于所述环形盖板层厚度的0.8；
12.所述封环形盖板层与所述外侧密封台融合一起形成密封。
13.可选地，所述内切支撑台与所述外侧密封台之间的夹角为90度。
14.可选地，所述内切支撑台与所述环形侧壁的内侧璧之间的夹角为90度。
15.可选地，所述外侧密封台形成的环形的内侧直径与所述环形盖板层的外侧直径的差值小于等于环形盖板层厚度和内切支撑台厚度之和的0.5倍。
16.可选地，所述环形盖板层的厚度为0.1mm-0.2mm。
17.可选地，所述环形侧壁的厚度为0.1mm-0.2mm。
18.可选地，所述外侧密封台和所述环形盖板层为相同金属材质。
19.可选地，所述底部壳体和所述封口焊接层的材质为304不锈钢或316不锈钢。
20.可选地，所述复合体与所述圆形盖板层连接的电极为正极。
21.本技术还提出一种电子产品，包括设备本体和化学储能电池，所述化学储能电池与所述设备本体电连接，以为设备本体提供电能；
22.其中，所述化学储能电池包括柱形底壳、复合盖板和复合体，所述柱形底壳与所述复合盖板围合形成内部空间，所述复合体布置在所述内部空间中并且包括至少一个正电极和至少一个负电极以及至少一个隔膜；
23.所述复合盖板包括环形盖板层、绝缘粘接层和圆形盖板层，所述环形盖板层的外侧最大直径大于所述圆形盖板层外侧最大直径；
24.所述复合体的其中一电极与所述圆形盖板层进行电连接，另外一电极与所述柱形底壳或者环形盖板层电连接；
25.所述绝缘粘接层投影到所述环形盖板层的面积至少占所述环形盖板层第一侧面面积的0.2～0.9倍；第一侧面面向绝缘粘接层设置；
26.所述绝缘粘接层投影到所述圆形盖板层的面积至少占所述圆形盖板层第二侧侧表面积的0.25～0.95倍；第二侧面面向绝缘粘接层设置；
27.所述柱形底壳包括圆形或椭圆形底部，以及面向所述复合盖板方向延伸的环形侧壁；
28.所述环形侧壁的靠近所述复合盖板的端部具有内切支撑台和外侧密封台；所述内切支撑台的平台宽度大于或者等于环形侧壁厚度的四分之一，小于等于所述环形侧壁厚度的四分之三；
29.所述外侧密封台的高度大于或者等于所述环形盖板层厚度的0.2，小于或者等于所述环形盖板层厚度的1.2，所述外侧密封台的厚度大于等于所述环形盖板层厚度的0.2，小于等于所述环形盖板层厚度的0.8；
30.所述封环形盖板层与所述外侧密封台融合一起形成密封。
31.本技术中，通过内切支撑台的设置，使得焊接的激光被环形盖板层和内切支撑台遮挡住，避免激光遗漏到电池内部对复合体造成损伤，从而有效的保护了复合体，提高电池的安全性和产品良率；同时，内切支撑台可以承载和凝固焊接过程中形成的粉尘，避免粉尘落入到电池内部，从而避免粉尘影响电池的短路等现象，有利于提高电池的安全性和产品良率；
32.并且，通过将绝缘粘结层与环形盖板层的连接面积设置占环形盖板层侧面积的0.2～0.9倍；将绝缘粘结层与圆形盖板层的连接面积设置为占圆形盖板层表面积的0.25～0.95倍；并且将外侧密封台的高度设置为环形盖板层厚度的0.2～1.2倍，外侧密封台的厚度设置为环形盖板层厚度的0.2～0.8倍，使得绝缘粘结层与环形盖板层连接面积，以及绝缘粘结层与圆形盖板层的连接面积均足够大，连接强度足以支撑后续工艺(如向电池内注
入电解液的工艺中，需要通过电池内与电池外存在压差，电解液在压差的作用下进入到收容腔体内)和工作过程中所需的连接强度；同时，也使得当电池内部形成大量的气体的时候，电池内的气体可以冲开绝缘粘结层与环形盖板层的连接处，得到气体的释放，避免电池爆炸；
33.并且，使得封口密封层与外侧密封台(在一些实施例中，还包括临近外侧密封台的部分内切支撑台)的熔接强度，大于绝缘粘结层与环形盖板层的连接强度，大于绝缘粘结层与圆形盖板层的连接强度，并且小于柱形底壳自身的承载强度。如此，在当电池内部由于故障短时间内产生大量的气体时，可以先冲开绝缘粘结层，再慢慢撕裂环形盖板层与纵向焊接(在一些实施例中，还包括临近外侧密封台的部分内切支撑台)的熔接位置，缓慢泄气；如此，形成两道泄气安防保障，不论是电池内部的气压缓慢增加，还是电池内部的气压短时间内快速增加，都可以通过放气泄压的方式避免电池爆炸，大幅的提高了电池的安全性。
附图说明
34.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。
35.图1为本发明化学能电池一实施例的结构示意图；
36.图2为图1的俯视图；
37.图3为图2中c-c处的剖面结构示意图；
38.图4为图3中p处的放大结构示意图；
39.图5为图1中柱形底壳的结构示意图；
40.图6为图5中e-e处的剖面结构示意图；
41.图7为图6中q处一实施例的放大结构示意图；
42.图8为图6中q处另一实施例的放大结构示意图。
43.图9为图1中复合盖板结构示意图；
44.图10为图9中e-e处的剖面结构示意图；
45.图11为图10中s处一实施例的放大结构示意图。
[0046][0047][0048]
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0049]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
[0050]
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0051]
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“a和/或b为例”，包括a方案，或b方案，或a和b同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
[0052]
本发明提出一种化学能电池，该电池以小型号的纽扣电池，手机电池，圆环电池等为例。下面具体介绍电池的结构和原理。
[0053]
一种化学储能电池，所述化学储能电池包括柱形底壳200、复合盖板100和复合体300，所述柱形底壳200与所述复合盖板100围合形成内部空间210，所述复合体300布置在所述内部空间210中并且包括至少一个正电极和至少一个负电极以及至少一个隔膜；
[0054]
所述复合盖板100包括环形盖板110层、绝缘粘接层120和圆形盖板130层，所述环形盖板110层的外侧最大直径大于所述圆形盖板130层外侧最大直径；
[0055]
所述复合体300的其中一电极与所述圆形盖板130层进行电连接，另外一电极与所述柱形底壳200或者环形盖板110层电连接；
[0056]
所述绝缘粘接层120投影到所述环形盖板110层的面积至少占所述环形盖板110层第一侧面面积的0.2～0.9倍；第一侧面面向绝缘密封层设置；
[0057]
所述绝缘粘接层120投影到所述圆形盖板130层的面积至少占所述圆形盖板130层第二侧侧表面积的0.25～0.95倍；第二侧面面向绝缘密封层设置；
[0058]
所述柱形底壳200包括圆形或椭圆形底部，以及面向所述复合盖板100方向延伸的环形侧壁220；
[0059]
所述环形侧壁220的靠近所述复合盖板100的端部具有内切支撑台230和外侧密封台240；所述内切支撑台230的平台宽度大于或者等于环形侧壁220厚度的四分之一，小于等于所述环形侧壁220厚度的四分之三；
[0060]
所述外侧密封台240的高度大于或者等于所述环形盖板110层厚度的0.2，小于或者等于所述环形盖板110层厚度的1.2，所述外侧密封台240的厚度大于等于所述环形盖板110层厚度的0.2，小于等于所述环形盖板110层厚度的0.8；
[0061]
所述封环形盖板110层与所述外侧密封台240融合一起形成密封。
[0062]
具体地，本实施例中，柱形底壳200和复合盖板100的外形可以有很多，二者围合形成收容腔体。复合盖板100通过焊接的方式与柱形底壳200密封连接。化学能电池的整体外
形可以有很多，如圆饼状，椭圆饼状，长方体状等均可，以电池呈圆饼状为例进行说明。优选的，为了降低电池壳体的厚度以及提高电池的使用寿命，本技术中的柱形底壳200和复合盖板100的部分由金属材质制成，在一些实施例中，为了提高焊接效果，柱形底壳200和环形盖板110层为相同金属材质。金属材质可以为不锈钢，具体的不锈钢可以为304不锈钢，或者316不锈钢。具体地，复合盖板100的环形盖板110层和圆形盖板130层均有金属材质支撑。绝缘粘结层为绝缘胶层，不仅仅可以使得环形盖板110层与圆形盖板130层绝缘，还可以将二者紧密的连接在一起。
[0063]
复合体300具有正电极和负电极，其中正电极与圆形盖板130层电连接；负电极与环形盖板110层电连接，或者，负电极与柱形底壳200电连接。当然，在一些实施例中，负电极也可以与圆形盖板130层电连接；正电极电极与环形盖板110层电连接，或者，正电极与柱形底壳200电连接。电连接的方式有很多，本实施例中，以电极延伸至欲连接的位置通过焊接实现为例。复合体300还包括正极膜、负极膜以及隔膜，正极膜、隔膜，以及负极膜一次层叠设置后卷绕，以形成正极膜和负极膜绝缘隔离的卷绕复合体300。
[0064]
环形盖板110层的形状可以有很多，以呈圆环装为例，其中部具有避让孔111。圆形盖板130层的形状可以有很多，以呈圆形为例。环形盖板110层、绝缘粘结层和圆形盖板130层依次层叠设置。绝缘粘结层的形状可以有很多，以呈圆环状为例，其填满环形盖板110层和圆形盖板130层的层叠区域，完全隔离环形盖板110层和圆形盖板130层。其中，通过将绝缘粘结层与环形盖板110层的层叠面积设置为至少占环形盖板110层面积的0.2倍，使得绝缘粘结层与环形盖板110层连接面积足够大，二者的连接强度足以支撑后续工艺(如向电池内注入电解液的工艺中，需要通过电池内与电池外存在压差，电解液在压差的作用下进入到收容腔体内)和工作过程中所需的连接强度。同时，通过将绝缘粘结层与环形盖板110层的层叠面积设置为不超过占环形盖板110层面积的0.9倍，使得电池短路或者电池内部发生故障，电池内部形成大量的气体的时候，电池内的气体可以冲开绝缘粘结层与环形盖板110层的连接处，得到气体的释放，避免电池爆炸，提高电池的安全性。
[0065]
同样的，通过将绝缘粘结层与圆形盖板130层的连接面积设置为至少占圆形盖板130层表面积的0.25倍，可以使得绝缘粘结层与圆形盖板130层的连接面积足够大，使得二者的连接强度足以支撑后续工艺(如向电池内注入电解液的工艺中，需要通过电池内与电池外存在压差，电解液在压差的作用下进入到收容腔体内)和工作过程中所需的连接强度。同时，通过将绝缘粘结层与圆形盖板130层的层叠面积设置为不超过占圆形盖板130层面积的0.95倍，使得电池短路或者电池内部发生故障，电池内部形成大量的气体的时候，电池内的气体可以冲开绝缘粘结层与圆形盖板130层的连接处，得到气体的释放，避免电池爆炸，提高电池的安全性。
[0066]
柱形底壳200包括圆形或椭圆形底部，以及面向复合盖板100方向延伸的环形侧壁220。环形侧壁220的靠近复合盖板100的端部具有向内部收容腔体外侧延伸的内切支撑台230，内切支撑台230的平台宽度l大于等于环形侧壁220的厚度d的0.25。内切支撑台230的平台宽度l小于或者等于环形侧壁220的厚度d的0.75倍。环形盖板110层搭接于内切支撑台230上，在环形盖板110层与外侧密封台240通过激光焊接的过程中，激光将外侧密封台240和环形盖板110层的边缘熔接。此时，激光被环形盖板110层和内切支撑台230遮挡住，避免激光遗漏到电池内部对复合体300造成损伤，从而有效的保护了复合体300，提高电池的安
全性和产品良率。同时，在实际熔融的过程中，内切支撑台230靠近外侧密封台240的部分(熔融的位置发生在内切支撑台230面向环形盖板110层的一侧)也将与环形盖板110层熔融，如此，内切支撑台230可以承载和凝固焊接过程中形成的粉尘，避免粉尘落入到电池内部，从而避免粉尘影响电池的短路等现象，有利于提高电池的安全性和产品良率。其中，内切支撑台230的平台宽度l不宜过大，也不宜过小，当内切支撑台230的平台宽度l小于环形侧壁220的厚度d的0.25时，激光和焊接过程中形成的粉尘可能泄露至复合体300上，影响电池的使用寿命和安全。当内切支撑台230的平台宽度l大于环形侧壁220的厚度d的0.75时，激光和焊接过程中形成的粉尘可能泄露至复合体300上，影响电池的使用寿命和安全。
[0067]
同时，通过将外侧密封台240的高度h大于或等于环形盖板110层厚度d的0.2倍，且小于或者等于环形盖板110层厚度d的1.2倍；同时，外侧密封台240的厚度d2大于等于环形盖板110层厚度d的0.2，小于等于环形盖板110层厚度d的0.8。使得封口密封层与外侧密封台240(在一些实施例中，还包括临近外侧密封台240的部分内切支撑台230)的熔接强度，大于绝缘粘结层与环形盖板110层的连接强度，大于绝缘粘结层与圆形盖板130层的连接强度，并且小于柱形底壳200自身的承载强度。如此，在当电池内部由于故障短时间内产生大量的气体时，可以先冲开绝缘粘结层，再慢慢撕裂环形盖板110层与纵向焊接(在一些实施例中，还包括临近外侧密封台240的部分内切支撑台230)的熔接位置，缓慢泄气。避免电池爆炸，提高电池的安全性。在一些实施例中，外侧密封台240的厚度d2与内切支撑台230的宽度l之和，与环形侧壁220的厚度d相当。
[0068]
本实施例中，通过内切支撑台230的设置，使得焊接的激光被环形盖板110层和内切支撑台230遮挡住，避免激光遗漏到电池内部对复合体300造成损伤，从而有效的保护了复合体300，提高电池的安全性和产品良率；同时，内切支撑台230可以承载和凝固焊接过程中形成的粉尘，避免粉尘落入到电池内部，从而避免粉尘影响电池的短路等现象，有利于提高电池的安全性和产品良率；
[0069]
并且，通过将绝缘粘结层与环形盖板110层的连接面积设置占环形盖板110层侧面积的0.2～0.9倍；将绝缘粘结层与圆形盖板130层的连接面积设置为占圆形盖板130层表面积的0.25～0.95倍；并且将外侧密封台240的高度设置为环形盖板110层厚度的0.2～1.2倍，外侧密封台240的厚度设置为环形盖板110层厚度的0.2～0.8倍，使得绝缘粘结层与环形盖板110层连接面积，以及绝缘粘结层与圆形盖板130层的连接面积均足够大，连接强度足以支撑后续工艺(如向电池内注入电解液的工艺中，需要通过电池内与电池外存在压差，电解液在压差的作用下进入到收容腔体内)和工作过程中所需的连接强度；同时，也使得当电池内部形成大量的气体的时候，电池内的气体可以冲开绝缘粘结层与环形盖板110层的连接处，得到气体的释放，避免电池爆炸；
[0070]
并且，使得封口密封层与外侧密封台240(在一些实施例中，还包括临近外侧密封台240的部分内切支撑台230)的熔接强度，大于绝缘粘结层与环形盖板110层的连接强度，大于绝缘粘结层与圆形盖板130层的连接强度，并且小于柱形底壳200自身的承载强度。如此，在当电池内部由于故障短时间内产生大量的气体时，可以先冲开绝缘粘结层，再慢慢撕裂环形盖板110层与纵向焊接(在一些实施例中，还包括临近外侧密封台240的部分内切支撑台230)的熔接位置，缓慢泄气；如此，形成两道泄气安防保障，不论是电池内部的气压缓慢增加，还是电池内部的气压短时间内快速增加，都可以通过放气泄压的方式避免电池爆
炸，大幅的提高了电池的安全性。
[0071]
在一些实施例中，为了提高环形盖板110层与内切支撑台230的搭接便捷性和熔接效果，所述内切支撑台230与所述外侧密封台240之间的夹角为90度。所述内切支撑台230与所述环形侧壁220的内侧璧之间的夹角为90度。
[0072]
在一些实施例中，为了提高化学能电池的防爆效果，所述外侧密封台240形成的环形的内侧直径与所述环形盖板110层的外侧直径的差值小于等于环形盖板110层和内切支撑台230厚度之和的0.5倍。
[0073]
也即，在本实施例中，外侧密封台240形成的内径大于环形盖板110层的外径，即环形盖板110层的边缘与外侧密封台240的内侧壁之间具有焊接间隙，该焊接间隙大于0，且小于等于外侧密封台240和环形盖板110层厚度之和的0.25倍(径向尺寸之差为单侧间隙的2倍)。如此，可以确保外侧密封台240与环形盖板110层边缘之间的距离足够小，可以确保焊接的质量，避免出现虚焊的现象，有利于提高产品良率。环形盖板110层的厚度为0.1mm～0.2mm，外侧密封台240的厚度为0.1mm～0.2mm，当环形盖板110层的厚度为0.2mm，外侧密封台240的厚度为0.2mm时，直径的差值为0.5*(0.2+0.2)mm＝0.2mm，间隙的大小为0.2mm/2＝0.1mm。当环形盖板110层的厚度为0.1mm，外侧密封台240的厚度为0.1mm时，直径的差值为0.5*(0.1+0.1)mm＝0.1mm，间隙的大小为0.1mm/2＝0.05mm。
[0074]
在一些实施例中，为了提高电池的防爆效果，所述环形盖板110层的厚度为0.1mm-0.2mm，以0.12mm、0.15mm、0.16mm、0.18mm为例。所述环形侧壁220的厚度为0.1mm-0.2mm，以0.11mm、0.12mm、0.13mm、0.14mm、0.16mm、0.18mm为例。本实施例中，通过将环形盖板110层的厚度设置为0.1mm-0.2mm，底部壳体的厚度设置为0.1mm-0.2mm，使得焊接处的结构强度小于底部壳体的结构强度。
[0075]
本发明还提出一种电子产品，该电子产品包括设备本体和电池，所述电池与所述设备本体电连接，以为设备本体提供电能。该电池的具体结构参照上述实施例，由于本电池采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。该电池可设置为纽扣电池，纽扣电池主要应用于电子产品中，以为电子产品提供电能。其中，电子产品可以为耳机、手表等，使用电压较小的电子产品。
[0076]
以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。