按钮型二次电池的制作方法

按钮型二次电池
1.与相关申请之间的相互引用
2.本技术主张基于2021年10月01日提交的韩国专利申请第10-2021-0130714号的优先权权益，作为本说明书的一部分包括对应的韩国专利申请文献中公开的所有内容。
技术领域
3.本实用新型涉及具有直径大于高度的形态的按钮型二次电池，更加详细地，填充了顶板与电极组件之间的空间而能够减少传递至上述电极组件的冲击及振动并且能够防止上述电极组件变形的按钮型二次电池。


背景技术：

4.按钮型电池还常用作硬币型电池、纽扣型电池等，其具有较薄的纽扣或按钮形状，广泛用于遥控器、钟表、玩具、电脑零件等各种设备中。
5.这样的按钮型电池大部分制造为无法再次充电的一次电池，但是，最近随着小型化仪器的开发，还被广泛制造为可进行充电放电的二次电池。另外，与圆筒形二次电池或者软包二次电池相同地，按钮型二次电池也制造为在外壳内内置有电极组件以及电解液而可以反复充电放电的结构。
6.图1是现有的按钮型二次电池的纵截面示意图。
7.如图所示，按钮型二次电池具有上罐4和下罐3结合的结构，并且上述上罐4和下罐3形成为直径大于高度的扁平的圆筒形形状，上述上罐4形成为具有比下罐3稍大的直径。
8.在上述下罐3上搭载有以层叠状态卷取正极、分离膜、负极的电极组件1以及电解液(未图示)。上述电极组件1具有按照分离膜、负极、分离膜、正极的顺序安放到旋转的卷芯并被卷取，当拔掉上述卷芯时形成中心孔2的结构。
9.另外，突出有从负极延伸的负极极耳(未图示)以及从正极延伸的正极极耳(未图示)，上述负极极耳接合于下罐3，上述正极极耳接合于上罐4。
10.为了防止在上述上罐4和下罐3结合时出现短路，在不具有导电性的垫片5位于上罐4与下罐3接触的点的状态下，上罐4以弯折的状态紧固于下罐3，以便通过上罐4的末端加压垫片5。
11.而且，还公开有如下按钮型电池，即为了降低高度，以圆盘状顶板代替上罐结合于下罐的结构，以此来代替将上罐4压入下罐3进行结合的方式。这时，上述顶板具有边缘部分通过缝焊(seam welding)结合于下罐的侧壁部上端的结构，具有上述顶板结合有正极端子并且上述正极端子连接有正极极耳的结构。
12.另一方面，不管是上罐4的结合方式还是顶板的结合方式，上述电极组件1均内置于上述说明的下罐3内。另外，当施加有外部冲击以及振动时，冲击或振动直接传递至电极组件、或者由于下罐、上罐、顶板被压扁，有可能带来电极组件1受损以及变形。
13.尤其是，正极极耳和负极极耳在弯折的状态下实现焊接，所以如果电极组件1因冲击或振动持续晃动，则存在有可能引起正极极耳和负极极耳的断线的问题。
14.并且，在制造电极组件之后，如果去除卷芯，则存在由于冲击和振动在电极组件1的中心孔2附近发生变形的可能性会进一步增加的问题。


技术实现要素：

15.要解决的技术问题
16.因此，本实用新型的主要目的在于提供(通过填充顶板与电极组件之间的内部空间)具有针对外部冲击的更加强健的结构，能够缓解传递至电极组件的冲击的按钮型二次电池，以便解决上述问题。
17.解决技术问题的手段
18.用于实现上述目的的本实用新型是在下罐上搭载有电极组件，且在注入电解液之后顶板通过焊接结合于上述下罐的按钮型二次电池，其特征在于，包括：电极组件，其由负极、分离膜及正极卷取而成，并且朝下侧延伸有负极极耳，朝上侧延伸有正极极耳；下罐，其沿底面的外缘朝上侧形成有侧壁部，上述电极组件搭载于上述下罐；顶板，其边缘焊接结合于上述下罐的侧壁部上端，以便锁闭上述下罐；正极端子，其通过垫片与上述顶板结合，以便实现电气绝缘，并且上述正极端子的一部分贯通形成于顶板的孔后与正极极耳接合；以及环形垫片，其配置在上述顶板的下方，在上述下罐内吸收电解液后体积膨胀，从而填充顶板与电极组件之间的空间。
19.上述环形垫片在粘贴于朝向电极组件的顶板的内侧面的状态下进行膨胀。
20.在上述环形垫片的下方且电极组件的上表面放置有具有电绝缘性的顶部绝缘体，在上述电极组件的下方且下罐的底面放置有具有电绝缘性的底部绝缘体。
21.上述环形垫片制造为中心形成有孔的环状或者环形圈(donut)形状。
22.形成于上述环形垫片的孔的直径大于电极组件的中心孔且小于形成于顶板的孔。
23.上述环形垫片在吸收电解液后膨胀时，膨胀到能够朝下方弹性加压电极组件的程度。
24.上述正极端子包括：支承部，其直径比形成于顶板的孔更大，并且设置在上述顶板的外侧；以及突出部，其与上述支承部形成为一体，且以进入形成于顶板的孔内的方式具有突出的形状，并且与正极极耳连接。
25.上述突出部制造为具有直径随着远离支承部而变小的锥形(tapered)形状。
26.而且，本实用新型中还可以提供多个具有如上所述的特征的按钮型二次电池彼此并联或者串联连接的二次电池模块。
27.实用新型效果
28.根据具有如上所述的技术特征的本实用新型，环形垫片填充顶板与电极组件之间的空间，所以能够缓解传递至上述电极组件的外部冲击，减弱振动带来的影响。
29.由此，能够防止电极组件受损，能够进一步提高二次电池的耐久性。
30.并且，能够防止顶板和下罐变形。
31.上述环形垫片在粘贴于朝向电极组件的顶板内侧面的状态下进行膨胀的同时填充空的空间的结构，所以无需加大下罐的高度，从而能够防止不必要的体积增大。
32.上述环形垫片的下方且电极组件的上表面放置有具有电绝缘性的顶部绝缘体，从而能够实现上述环形垫片无法遮挡的正极端子的突出部与电极组件之间的绝缘。
33.上述环形垫片在吸收电解液后膨胀时，膨胀到能够朝下方弹性加压电极组件的程度，从而在与电极组件抵接的状态下能够缓解冲击。
34.另外，突出部具有锥形形状，从而在将突出部插入顶板的孔时，即使没有准确地对准中央，也能够容易实现插入，从而能够提高组装便利性。
附图说明
35.图1是现有的按钮型二次电池的纵截面图。
36.图2是根据本实用新型实施例的按钮型二次电池的纵截面图，示出了环形垫片膨胀之前的样子。
37.图3是示出图2状态下拆分顶板的样子的图。
38.图4是示出图2状态下各构成元素分开的样子的图。
39.图5是环形垫片粘贴于底面的顶板的仰视图。
40.图6是示出图2状态下吸收电解液后环形垫片膨胀的样子的图。
41.标记说明
42.10：电极组件
43.20：下罐
44.30：顶板
45.40：正极端子
46.50：环形垫片
47.70：底部绝缘体
48.80：顶部绝缘体
具体实施方式
49.下面，根据附图详细说明本实用新型，以使本实用新型所属技术领域的技术人员容易实现。但是，本实用新型可以以各种不同的方式实现，并不限定于下面说明的实施例。
50.为了明确说明本实用新型，省略了与说明无关的部分，在整个说明书中对于相同或者相似的构成元素可以标注相同的附图标记。
51.并且，对于本说明书以及权利要求书中使用的术语或单词，不应该限定在通常的含义或者词典上的含义中进行解释，鉴于实用新型人为了以最佳的方法说明其自身的实用新型而可以适当地定义术语概念的原则，应该解释为符合本实用新型的技术思想的含义以及概念。
52.本实用新型涉及形成为直径大于高度的按钮型二次电池，特征在于具有制造为使得粘贴在顶板30底面的环形垫片50吸收电解液后体积膨胀，从而保护电极组件10免受外部冲击的影响的结构。下面，参照附图进一步详细说明根据本实用新型的实施例。
53.图2是根据本实用新型实施例的按钮型二次电池的纵截面图，示出了环形垫片膨胀之前的样子，图3是示出图2状态下拆分顶板的样子的图，图4是示出图2状态下各构成元素分开的样子的图，图5是环形垫片粘贴于底面的顶板的仰视图，图6是示出图2状态下吸收电解液后环形垫片膨胀的样子的图。
54.参照附图，本实用新型涉及下罐20上搭载有电极组件10并且当注入电解液时顶板
30焊接结合于上述下罐20的按钮型二次电池，包括电极组件10、下罐20、顶板30、正极端子40以及环形垫片50构成。
55.如上所述，上述电极组件10具有在旋转的卷芯按照分离膜、负极、分离膜、正极的顺序(或者其它顺序)安放并卷取而以层叠有分离膜、负极、分离膜、正极的状态卷取的结构，并且具有上述卷芯在旋转之后被分离后在其位置形成中心孔10a的结构。另外，突出有从负极延伸的负极极耳12以及从正极延伸的正极极耳11，上述负极极耳12接合于下罐20。
56.上述下罐20形成为沿底面21的外缘朝上侧延伸有侧壁部22，其内部空间搭载有上述电极组件20，并且注入电解液。另外，上述底面21焊接有负极极耳12。
57.另一方面，随着负极极耳12焊接于上述下罐20，下罐20具有负极。因此，为了防止下罐20与卷取在电极组件10内的正极的接触，上述电极组件10以在下面层叠(粘贴)有具有电绝缘性的底部绝缘体70的状态搭载于下罐20。而且，基于相同的理由，为了防止连接于正极极耳11的正极端子40与卷取在电极组件10内的负极的接触，上述电极组件10的上表面层叠(粘贴)有具有电绝缘性的顶部绝缘体80。
58.上述下罐20的底面21呈圆盘状，侧壁部22从底面21延伸，具有长度较短的管道(pipe)形态。由此，提供具有与上述下罐20的底面21大致相似尺寸的圆盘状的顶板30。
59.即，顶板30的边缘通过缝焊(seam welding)结合于侧壁部22上端，以便锁闭上述下罐20的开口的上侧。上述顶板30具有在中央形成有孔31的结构，上述孔31中夹入正极端子40的突出部42。
60.上述正极端子40具有通过垫片60与上述顶板30结合，以便实现电气绝缘，并且突出部42贯通形成于顶板30的孔31，从而与正极极耳11连接的结构。
61.即，上述正极端子40包括具有比形成于顶板30的孔31更大的直径并且设在上述顶板30的外侧的支承部41以及与上述支承部41一体形成并且具有突出的样子以便进入形成于顶板30的孔31中且与正极极耳11接合的突出部42。
62.上述突出部42制造为具有直径随着远离支承部41变小的锥形(tapered)形状。
63.即，通过具有锥形形状，当将突出部42插入顶板30的孔31时，即使不准确地对准中央，也能够容易实现插入。作为参考，在图2中，突出部42通过顶部绝缘体80能够与卷取在电极组件中的负极实现绝缘。即，通过提供顶部绝缘体80(无需通过限制突出部的尺寸从而防止与电极组件直接接触)，能够提高突出部42的尺寸以及形状的设计自由度。
64.另一方面，正极端子40的支承部41以底面粘贴有垫片60的状态放在顶板30上，垫片60形成为环状以避免遮挡突出部42。即，如上所述，下罐20具有负极，焊接于上述下罐20的顶板30也具有负极。但是，正极端子40具有正极，所以正极端子40与顶板30之间需要实现电气绝缘，因此在其之间插入垫片60。上述垫片60具有足以实现顶板30与正极端子40的绝缘的厚度及面积。
65.而且，上述垫片60中与支承部41接触的一面以及与顶板30接触的一面分别涂抹有粘合剂，从而粘贴顶板30和支承部41，同时进一步提供锁闭其之间的功能。因此，上述垫片60可以构成为同时提供顶板30与支承部41之间的电气绝缘、粘贴、密封的方式。
66.上述环形垫片50配置在顶板30下方，从而在上述顶板30和下罐20结合时，位于下罐20内部，吸收电解液后体积膨胀。由此体积膨胀的环形垫片50填充顶板30与电极组件10之间的空间。
67.为了提供组装便利性，上述环形垫片50可以以粘贴在朝向电极组件10的顶板30内侧面(形成有突出部的一面)的状态提供，由此当上述顶板30与下罐20结合时，位于上述下罐20内。
68.上述环形垫片50制造为在中心形成有孔51(参照图3的附图标记)的环状或者环形圈形状。这时，形成于上述环形垫片50的孔51具有大于电极组件10的中心孔10a并且小于形成于顶板30从而插入突出部42的孔31的直径。
69.上述环形垫片50可以制造为常用于二次电池中的溶胀带，并且只要能够吸收电解液并且不会出现异常的电化学反应，则可以制造为各种不同种类的薄膜、带等。或者，还可以以涂抹在顶板30表面的方式或者形成涂层的方式等提供。
70.另外，上述环形垫片50在吸收电解液后膨胀时，膨胀到能够朝下方弹性加压电极组件10的程度。
71.即，上述环形垫片50的膨胀程度比放在电极组件10上表面的顶部绝缘体80与顶板30之间的间隔(以图6为基准沿上下方向)更大。由此，上述环形垫片50在顶部绝缘体80与顶板30之间以弹性压缩的状态实现膨胀。因此，电极组件10维持在下罐20与顶板30之间(以图6为基准沿上下方向)通过弹性实现了固定的状态。
72.另外，当从外部施加冲击时，电极组件10产生加压环形垫片50的力量(惯性力)，当这样的力量加压环形垫片50时，上述环形垫片50喷出所吸收的电解液，缓解力量。另外，随着时间的流失，环形垫片50再次吸收电解液时，还原到原来的样子。并且，下罐20内部变成沿上下方向填满内部的状态，从而能够降低外部冲击导致的下罐20以及顶板30的变形可能性。
73.而且，在本实用新型中，作为其它实施例，可以进一步提供多个具有如上所述的特征的按钮型二次电池彼此并联或者串联连接的二次电池模块。
74.根据具有如上所述的技术特征的本实用新型，环形垫片50填充顶板30与电极组件10之间的空间，所以能够缓解传递至上述电极组件10的外部冲击，减弱振动带来的影响。
75.由此，能够防止电极组件10受损，能够进一步提高二次电池的耐久性。
76.并且，能够防止顶板30和下罐20变形。
77.上述环形垫片50在粘贴于朝向电极组件10的顶板30内侧面的状态下进行膨胀的同时填充空的空间的结构，所以无需加大下罐20的高度，从而能够防止不必要的体积增大。
78.在上述环形垫片50的下方且电极组件10的上表面放置有具有电绝缘性的顶部绝缘体80，从而能够实现上述环形垫片50无法遮挡的正极端子40的突出部42与电极组件10之间的绝缘。
79.上述环形垫片50在吸收电解液后膨胀时，膨胀到能够朝下方弹性加压电极组件10的程度，从而在与电极组件10抵接的状态下能够缓解冲击。
80.另外，突出部42具有锥形形状，从而在将突出部42插入顶板30的孔31时，即使没有准确地对准中央，也能够容易实现插入，从而能够提高组装便利性。
81.以上，通过有限的实施例和附图说明了本实用新型，但是本实用新型并不限定于这些，本实用新型所属技术领域的技术人员可以在本实用新型的技术思想和与权利要求书等同的范围内进行各种实施。