一种纽扣电池论文和设计

全文摘要

本实用新型涉及一种纽扣电池。该电池包括：电芯；电极部包括正极极耳和负极极耳，正极极耳和负极极耳分别与电芯连接；壳体沿厚度方向包括两个绝缘层以及位于两个绝缘层之间的补强层和塑性形变层；壳体包括第一外壳和第二外壳，在第一外壳和第二外壳的内部形成腔体，电芯被设置在腔体内，正极极耳与负极极耳的另一端均位于壳体的外侧，位于第一外壳和第二外壳的密封面上的相对的两个绝缘层热熔连接，正极极耳和负极极耳的外表面均设置有绝缘膜，绝缘膜与壳体的绝缘层热熔连接。

主设计要求

1.一种纽扣电池，其特征在于，包括：电芯，所述电芯用于将化学能转换为电能；电极部，所述电极部包括正极极耳和负极极耳，所述正极极耳的一端和所述负极极耳的一端分别与所述电芯的正极极片和负极极片连接；以及壳体，所述壳体沿厚度方向包括两个绝缘层以及位于两个所述绝缘层之间的补强层和塑性形变层，所述两个绝缘层、所述补强层和所述塑性形变层复合在一起；所述壳体包括第一外壳和第二外壳，所述第一外壳和所述第二外壳连接在一起，在所述第一外壳和所述第二外壳的内部形成腔体，所述电芯被设置在所述腔体内，所述正极极耳的另一端与所述负极极耳的另一端均位于所述壳体的外侧，位于所述第一外壳和所述第二外壳的密封面上的相对的两个所述绝缘层热熔连接，所述正极极耳和所述负极极耳的外表面均设置有绝缘膜，所述绝缘膜与所述壳体的所述绝缘层热熔连接。

设计方案

1.一种纽扣电池，其特征在于，包括：

电芯，所述电芯用于将化学能转换为电能；

电极部，所述电极部包括正极极耳和负极极耳，所述正极极耳的一端和所述负极极耳的一端分别与所述电芯的正极极片和负极极片连接；以及

壳体，所述壳体沿厚度方向包括两个绝缘层以及位于两个所述绝缘层之间的补强层和塑性形变层，所述两个绝缘层、所述补强层和所述塑性形变层复合在一起；所述壳体包括第一外壳和第二外壳，所述第一外壳和所述第二外壳连接在一起，在所述第一外壳和所述第二外壳的内部形成腔体，所述电芯被设置在所述腔体内，所述正极极耳的另一端与所述负极极耳的另一端均位于所述壳体的外侧，位于所述第一外壳和所述第二外壳的密封面上的相对的两个所述绝缘层热熔连接，所述正极极耳和所述负极极耳的外表面均设置有绝缘膜，所述绝缘膜与所述壳体的所述绝缘层热熔连接。

2.根据权利要求1所述的纽扣电池，其特征在于，所述第一外壳和所述第二外壳均包括筒状部，所述筒状部一端形成封闭端，另一端形成敞开端，由所述敞开端向外延伸形成环状密封部，所述第一外壳和所述第二外壳以敞开端相对的方式连接，两个所述环状密封部的相对的两个所述绝缘层热熔连接，所述正极极耳和所述负极极耳由相对的两个所述绝缘层之间穿出，并且分别与两个所述绝缘层热熔连接。

3.根据权利要求2所述的纽扣电池，其特征在于，两个所述环状密封部向靠近所述第一外壳或者第二外壳的方向弯折。

4.根据权利要求3所述的纽扣电池，其特征在于，所述正极极耳和所述负极极耳分别通过导线与外部电路导通。

5.根据权利要求1所述的纽扣电池，其特征在于，所述第一外壳和所述第二外壳均包括筒状部，所述筒状部一端形成封闭端，另一端形成敞开端，所述第二外壳的尺寸大于所述第一外壳的尺寸，所述第一外壳和所述第二外壳以敞开端同向的方式连接，所述第一外壳的嵌入所述第二外壳中，所述第一外壳的筒状侧壁与所述第二外壳的筒状侧壁的局部热熔连接，所述正极极耳和所述负极极耳由两个所述筒状侧壁的相对的两个所述绝缘层之间穿出，并且分别与两个所述绝缘层热熔连接。

6.根据权利要求5所述的纽扣电池，其特征在于，所述第一外壳的筒状侧壁和所述第二外壳的筒状侧壁的用于热熔连接的部分向所述第一外壳的内侧弯折。

7.根据权利要求5或6所述的纽扣电池，其特征在于，在所述第一外壳的容纳腔中设置有保护电路模块。

8.根据权利要求1所述的纽扣电池，其特征在于，所述第一外壳和所述第二外壳由同一个复合材料制备而成，所述第一外壳和所述第二外壳是相互对称的，所述复合材料对折后使所述第一外壳和第二外壳扣合在一起。

9.根据权利要求8所述的纽扣电池，其特征在于，所述腔体呈柱状，所述密封面位于所述腔体的径向方向上；或者

所述密封面位于腔体的轴向方向上，所述正极极耳和所述负极极耳分别由所述电芯的一个端面的中部引出，并由所述第一外壳和所述第二外壳的相对的两个绝缘层之间穿出。

10.根据权利要求1-6、8和9中的任意一项所述的纽扣电池，其特征在于，绝缘层的材质为聚丙烯、聚乙烯、热塑性聚氨酯、聚碳酸酯或者氟塑料，所述补强层为纤维材料，所述塑性形变层为金属材料。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及电源装置技术领域，更具体地，本实用新型涉及一种纽扣电池。

背景技术

电子产品的小型化趋势越来越受到重视。纽扣电池的体积小、厚度薄，非常适用于小型化的电子产品中。然而，由于纽扣电池的体积小，故加工制作难度较大。在通常情况下，纽扣电池的外壳由不锈钢等硬度较大的金属材料制成。

由于金属材料是导电的，故需要在外壳的内侧设置绝缘膜，以及在密封的部位设置绝缘密封材料。这样，一方面造成了纽扣电池的材料成本上升，另一方面纽扣电池的加工工序增加。

此外，金属材料的外壳通常采用压力加工的方式装配在一起。当压力不均时，容易造成纽扣电池的密封不严、外观不良。

因此，需要提供一种新的技术方案，以解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是提供一种纽扣电池的新的技术方案。

根据本实用新型的一个方面，提供一种纽扣电池。该电池包括：电芯，所述电芯用于将化学能转换为电能；电极部，所述电极部包括正极极耳和负极极耳，所述正极极耳的一端和所述负极极耳的一端分别与所述电芯连接；以及壳体，所述壳体沿厚度方向包括两个绝缘层以及位于两个所述绝缘层之间的补强层和塑性形变层，所述两个绝缘层、所述补强层和所述塑性形变层复合在一起；所述壳体包括第一外壳和第二外壳，所述第一外壳和所述第二外壳连接在一起，在所述第一外壳和所述第二外壳的内部形成腔体，所述电芯被设置在所述腔体内，所述正极极耳的另一端与所述负极极耳的另一端均位于所述壳体的外侧，位于所述第一外壳和所述第二外壳的密封面上的相对的两个所述绝缘层热熔连接，所述正极极耳和所述负极极耳的外表面均设置有绝缘膜，所述绝缘膜与所述壳体的所述绝缘层热熔连接。

可选地，所述第一外壳和所述第二外壳均包括筒状部，所述筒状部一端形成封闭端，另一端形成敞开端，由所述敞开端向外延伸形成所述环状密封部，所述第一外壳和所述第二外壳以敞开端相对的方式连接，两个所述环状密封部的相对的两个所述绝缘层热熔连接，所述正极极耳和所述负极极耳由相对的两个所述绝缘层之间穿出，并且分别与两个所述绝缘层热熔连接。

可选地，两个所述环状密封部向靠近所述第一外壳或者第二外壳的方向弯折。

可选地，所述正极极耳和所述负极极耳分别通过导线与外部电路导通。

可选地，所述第一外壳和所述第二外壳均包括筒状部，所述筒状部一端形成封闭端，另一端形成敞开端，所述第二外壳的尺寸大于所述第一外壳的尺寸，所述第一外壳和所述第二外壳以敞开端同向的方式连接，所述第一外壳的嵌入所述第二外壳中，所述第一外壳的筒状侧壁与所述第二外壳的筒状侧壁的局部热熔连接，所述正极极耳和所述负极极耳由两个所述筒状侧壁的相对的两个所述绝缘层之间穿出，并且分别与两个所述绝缘层热熔连接。

可选地，所述第一外壳的筒状侧壁和所述第二外壳的筒状侧壁的用于热熔连接的部分向所述第一外壳的内侧弯折。

可选地，在所述第一外壳的容纳腔中设置有保护电路模块。

可选地，所述第一外壳和所述第二外壳由同一个复合材料制备而成，所述第一外壳和所述第二外壳是相互对称的，所述复合材料对折后使所述第一外壳和第二外壳扣合在一起。

可选地，所述腔体呈柱状，所述密封面位于所述腔体的径向方向上；或者所述密封面位于腔体的轴向方向上，所述正极极耳和所述负极极耳分别由所述电芯的一个端面的中部引出，并由所述第一外壳和所述第二外壳的相对的两个绝缘层之间穿出。

可选地，绝缘层的材质为聚丙烯、聚乙烯、热塑性聚氨酯、聚碳酸酯或者氟塑料，所述补强层为纤维材料，所述塑性形变层为金属材料。

本实用新型的一个技术效果在于，该纽扣电池的壳体由复合材料制成。该复合材料具有绝缘层。绝缘层能够起到绝缘的作用，并采用热熔的方式使壳体的各个部分连接在一起，其中各个部分的相对的绝缘层热熔在一起。正极极耳和负极极耳均具有绝缘膜，采用热熔的方式将绝缘膜与壳体的相对应的绝缘层连接在一起。这种方式使得纽扣电池的加工容易，成品率高，密封效果良好，在腔体内不用另外设置与电芯隔离的绝缘材料。

通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本实用新型的实施例，并且连同说明书一起用于解释本实用新型的原理。

图1是根据本公开的一个实施例的第一种扣式电池的分解图。

图2是图1的剖视图。

图3是根据本公开的一个实施例的第二种扣式电池的分解图。

图4是图3的剖视图。

图5是根据本公开的一个实施例的第三种扣式电池的分解图。

图6是根据本公开的一个实施例的第三种扣式电池的立体图。

图7是根据本公开的一个实施例的第三种扣式电池的侧视图。

图8是根据本公开的一个实施例的第三种扣式电池的剖视图。

图9是根据本公开的一个实施例的第四种扣式电池的剖视图。

图10是根据本公开的一个实施例的第五种扣式电池的剖视图。

附图标记说明：

11：第一外壳；12：第二外壳；13：第一环状密封部；14：第二环状密封部；15：极耳；16：电芯；17：台阶结构；18：绝缘膜；19：粗径部；20：细径部；21：底部；22：顶部；23：筒状部；24：导线；25：第一凹槽；26：第二凹槽；27：保护电路模块；28：折边；30：第三环状密封部；31：平面密封部；32：内折结构。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

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讨论。

根据本公开的一个实施例，提供了一种纽扣电池。如图1所示，该纽扣电池包括电芯16、电极部和壳体。电芯16用于将化学能转换为电能。例如，电芯16为锂离子电芯、镍镉电芯、碱性电芯等。以锂离子电芯为例，锂离子电芯可以为层叠结构或者卷绕结构。锂离子电芯可进行充放电。

电极部包括极耳15。例如，极耳15包括正极极耳和负极极耳。正极极耳的一端和负极极耳的一端分别与电芯16连接。例如，正极极耳和负极极耳均为镍片。正极极片的集流体为铝箔，负极极片的集流体为铜箔。正极极耳与铝箔连接。负极极耳与铜箔连接。

正极极片包括铝箔和涂覆在铝箔的上、下两侧的正极活性材料。正极活性材料是嵌入、脱嵌材料，例如，磷酸铁锂、钴酸锂、钛酸锂等材料。负极极片包括铜箔和涂覆在铜箔的上、下两侧的负极活性材料。负极活性材料也是嵌入、脱嵌材料，例如，负极活性材料为石墨材料。正极极片和负极极片之间设置有隔离膜。该隔离膜允许锂离子穿过。正极极片和负极极片为本领域的公知常识，在此不做详细说明。

壳体由复合材料制成。壳体沿厚度方向包括两个绝缘层以及位于两个绝缘层之间的补强层和塑性形变层。两个绝缘层、补强层和塑性形变层复合在一起。绝缘层起到绝缘的作用。绝缘层为热塑性材料。例如，热塑性材料可以是但不局限于聚丙烯、聚乙烯、热塑性聚氨酯、聚碳酸酯或者氟塑料。通过热熔的方式将壳体的不同部分连接在一起，并使连接面形成密封。

补强层用于提高壳体的强度、韧性。例如，补强层为纤维材料。纤维材料可以是但不局限于玻璃纤维、碳纤维等。

塑性形变层能够根据机械加工被加工成设定的形状，使复合材料具有良好的可加工性能。例如，加工形成敞开腔。例如，塑性形变层为金属材料。金属材料可以是但不局限于铝、不锈钢、铜合金等。

该复合材料通过流延、粘结等方式使各个层复合在一起。

按照结构分，壳体包括第一外壳11和第二外壳12。例如，通过冲压的方式，第一外壳11和\/或第二外壳12形成敞开腔。第一外壳11和第二外壳12连接在一起。在第一外壳11和第二外壳12的内部形成腔体。腔体是密封的。电芯16被设置在腔体内。

正极极耳和负极极耳均由腔体内延伸到腔体外。正极极耳的另一端与负极极耳的另一端均位于壳体的外侧。

位于第一外壳11和第二外壳12的密封面上的相对的两个绝缘层热熔连接。密封面是指两个外壳11，12用于连接并形成密封的面。正极极耳和负极极耳的外表面的至少局部均设置有绝缘膜18，如图3、9所示。例如，绝缘膜18为热塑性材料制成的膜层。绝缘膜18与壳体的绝缘层热熔连接。

在该例子中，通过热熔的方式使两个外壳11，12的相对的两个绝缘层连接在一起，并且将绝缘膜18和与绝缘膜18相对应的绝缘层连接在一起。

根据本公开的一个实施例，该壳体由复合材料制成。该复合材料具有绝缘层。绝缘层能够起到绝缘的作用，并采用热熔的方式使壳体的各个部分连接在一起，其中各个部分的相对的绝缘层热熔在一起。正极极耳和负极极耳均具有绝缘膜18，采用热熔的方式将绝缘膜18与壳体的相对应的绝缘层连接在一起。这种方式使得纽扣电池的加工容易，成品率高，密封效果良好，在腔体内不用另外设置与电芯隔离的绝缘材料。

在一个例子中，如图1-2所示，第一外壳11和第二外壳12均包括筒状部23。筒状部23一端形成封闭端，另一端形成敞开端。两个外壳11，12均形成皿状结构。第一外壳11包括筒状部23和顶部22。第二外壳12包括筒状部23和底部21。

两个外壳11，12均由敞开端向外延伸形成环状密封部，例如，第一环状密封部13和第二环状密封部14。电芯16由敞开端被装入壳体中。例如，电芯16为卷绕结构。壳体在露点为-30℃以下的条件下进行封装。在该条件下，能保证电芯16的工作环境内的水分少，纽扣电池的充放电性能良好，寿命长。

在该例子中，正极极耳和负极极耳分别由电芯16的沿轴向的一端引出后，并折回，再由电芯16的轴向的中部向外伸出。例如，两个极耳的伸出端垂直于轴向，并且相对设置。

第一外壳11和第二外壳12以敞开端相对的方式连接。两个环状密封部13，14的相对的两个绝缘层热熔连接。正极极耳和负极极耳由相对的两个绝缘层之间穿出，并且分别与两个相对的绝缘层热熔连接。

例如，第一外壳11和第二外壳12的结构完全相同。在加工时只需要一套加工设备即可进行加工，这使得壳体的制作简单，组装容易，成品率高。

在一个例子中，如图3-4所述，两个环状密封部13，14向靠近第一外壳11或者第二外壳12的方向弯折。

在该例子中，先对两个环状密封部13，14进行弯折，再将两个外壳11，12组装到一起。例如，第一壳体弯折形成第三环状密封部30，第三环状密封部30与第一壳体的筒状侧壁形成U形结构。第二壳体弯折形成粗径部19，第二壳体的筒状侧壁作为细径部20。粗径部19和细径部20之间形成台阶结构17。

例如，第三环状密封部30和粗径部19平行于第一外壳11的筒状侧壁或者第二外壳12的筒状侧壁。

在该例子中，由于对两个环状密封部13，14进行了弯折，故能使得纽扣电池变得更加紧凑，更容易组装到其他设备中。

此外，在组装时，第三环状密封部30插入粗径部19中，以形成嵌套结构，这样，能对两个外壳11，12的组装起到定位的作用，防止两个外壳11，12的敞开端发生错位，提高了纽扣电池的加工精度。

此外，如图4所示，U形结构的下端面与台阶结构17相抵，并形成密封。这种方式形成了弯曲的密封面，密封效果更好。

在一个例子中，如图3-4所示，正极极耳和负极极耳分别通过导线24与外部电路导通。例如，导线24为漆包线。两条导线24分别焊接在正极极耳和负极极耳上。导线24具有更高的适配性，能根据电子设备的内部空间任意调整走线方向。

在一个例子中，如图9所示，第一外壳11和第二外壳12均包括筒状部23。筒状部23一端形成封闭端，另一端形成敞开端。第二外壳12的尺寸大于第一外壳11的尺寸。例如，两个外壳11，12均形成皿状结构。第一外壳11和第二外壳12以敞开端同向的方式连接。第一外壳11嵌入第二外壳12中。

第一外壳11的筒状侧壁与第二外壳12的筒状侧壁的局部热熔连接。正极极耳和负极极耳由两个筒状侧壁的相对的两个绝缘层之间穿出，并且分别与相对的两个绝缘层热熔连接。

在该例子中，两个外壳11，12的封闭端之间形成腔体。在组装前，电芯16被放置到第二外壳12内。正极极耳和负极极耳由电芯16的沿轴向的一端引出，并且贴靠在第二外壳12的内壁上。然后，将第一外壳11放置到第二外壳12的敞开端内。最后，采用热熔装置将第一外壳11的筒状侧壁与第二外壳12的筒状侧壁局部热熔在一起，同时，正极极耳和负极极耳的绝缘膜18与两个外壳11，12的绝缘层热熔在一起。

例如，热熔装置包括两部分，即用于插入第一外壳11内的柱状部和用于套在第二外壳12的筒状侧壁外侧的环状部。在两个外壳11，12装配完成后，柱状部和环状部同时加热，以使两个外壳11，12进行热熔连接。

在一个例子中，如图10所示，第一外壳11的筒状侧壁和第二外壳12的筒状侧壁的用于热熔连接的部分向第一外壳11的内侧弯折，例如，形成内折结构32。通过这种方式，纽扣电池具有更小的高度，体积更紧凑。

在一个例子中，在第一外壳11的容纳腔中设置有保护电路模块27。保护电路模块27(PCM)能有效地防止纽扣电池的过度冲电、过度放电、放电电流过大、电池过热等现象。例如，PCM被放置到皿状的第一外壳11的容纳腔内。正极极耳、负极极耳分别与PCM连接在一起。

或者，如图10所示，PCM被放置到弯折后的第一外壳11的封闭端的中部,该部位形成容纳腔。正极极耳、负极极耳分别与PCM连接在一起。

在一个例子中，如图5-8所示，第一外壳11和第二外壳12由同一个复合材料制备而成。第一外壳11和第二外壳12是相互对称的。例如，通过冲压的方式在材料上形成第一凹槽25和第二凹槽26。电芯16被放置到其中一个凹槽(例如，第二凹槽26)中。在复合材料沿折线对折后，第一外壳11和第二外壳12扣合在一起。第一凹槽25和第二凹槽26共同构成腔体。对折的线为两个凹槽25，26的中垂线。

在该例子中，两个外壳11，12是一体成型的，不需要分别加工两个外壳11，12再进行对准。这使得纽扣电池的加工更容易。

此外，第一外壳11和第二外壳12的一条边是连接在一起的，对折后形成折边28。这样，只需要对其他的边(例如，平面密封部31)进行热熔即可，从而减少了两个外壳11，12的密封面，这使得纽扣电池的密封更容易。

在一个例子中，两个外壳11，12围成的腔体呈柱状。密封面位于腔体的径向方向上。或者

如图7-8所示，密封面位于腔体的轴向方向上。正极极耳和负极极耳分别由电芯16的一个端面的中部引出，并由第一外壳11和第二外壳12的相对的两个绝缘层之间穿出。

当然，壳体的结构不限于上述实施例，本领域技术人员可以根据实际需要进行设置。

虽然已经通过示例对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。

设计图

一种纽扣电池论文和设计

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