一种稳定性好的电池的制作方法

1.本实用新型属于技术领域，具体涉及一种稳定性好的电池。


背景技术：

2.随着科技的进步，人们对智能化的追求越发强烈，而在恶劣温度的使用环境下，智能化设备的发展还存在很多瓶颈，比如高温(超过100℃)环境系监控设备(电子仪表)，高离心加速度力的实时监控仪(实时胎压监控 tpms)等，这些智能仪器设备均需内置一颗供电源用负载使用并作记忆体电池。
3.但在现有的电池体系很少有能耐受超过100℃的电池，例如现有的锂电池体系，br(li－cf)x电池工作温度可以达到125℃，但此系列电池的氟化碳原料生产比较复杂，价格昂贵，大量商品化成本高，锂亚硫酰氯 (li－socl2)电池工作温度达到85℃，但锂亚硫酰氯(li－socl2)电池内部物质含有s化有害物，存在泄漏风险，泄漏对人体有害；上述电池虽然理论值能够超过100℃，但是这些电池超过100℃会产生很多问题，比如密封不良，漏液，爆炸，鼓涨，电池失效等。
4.一般锂锰电池(cr)的工作环境温度一般为－20～60℃，这个是由电池的配件材料、组件结构、内部物料所造成的；首先一般cr电池基本使用的是二件套(正极壳 负极组合盖(负极盖边缘注塑密封圈))，这样在负极盖和密封圈之间是注塑接上，由于密封圈注塑时高温溶解接合在负极盖上，在负极盖和密封圈接触部份，不能加注胶水，当完成负极组合盖注密封圈冷却后，负极盖和密封圈之间是有空隙，在后续电池封口时也不能完全封住，这种电池的结构影响电池的密封性能。其次cr电池的密封圈材料一般使用耐有机电解液溶解的pp材料，pp材料的特性在60～70℃就开始软化，如果电池长期在高温工作，pp材料由于高温软化，使电池密封失效，从而电池性能也失效。最后是cr电池内部的物质材料(电解液，隔膜，负极，正极，密封剂)，现时一般的锂锰电池这些物料超过60℃环境均会失效或性能下降。
5.因此，需要对现有技术进行改进。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的是提供一种稳定性好的电池。
7.为了实现上述目的，本实用新型提供了一种稳定性好的电池，包括正极壳杯和负极盖杯，正极壳杯和负极盖杯通过介于两者之间的密封套环进行密封装配，其中，在正极壳杯的底部内平面的中央区域设有集流片，并在集流片的至少部分区域涂上导电墨。
8.作为本实用新型的另一种具体实施方式，集流片为一字片、三角片或者星状片。
9.作为本实用新型的另一种具体实施方式，集流片焊接在正极壳杯的底部。
10.作为本实用新型的另一种具体实施方式，负极盖杯具有顶壁和连接折边；正极壳杯具有底壁和外周壁；密封套环具有连续的套环外壁、套环底壁和套环内壁，在套环外壁与套环内壁之间形成内槽部，负极盖杯的连接折边置于内槽部，外周壁置于套环外壁的外侧。
11.作为本实用新型的另一种具体实施方式，负极盖杯的折边与内槽部的接触处设有内粘接剂层，正极壳杯与套环外壁、套环底壁的接触处设有外粘接剂层。
12.作为本实用新型的另一种具体实施方式，负极盖杯的连接折边形成有具有水平分量的台阶面，外周壁的顶部、套环外壁的顶部向内侧收缩并压紧在台阶面上。
13.作为本实用新型的另一种具体实施方式，负极盖杯中依次填充负极活性物饼、隔膜和正极活性物饼，其中正极活性物饼上套设有定型环体，定型环体具有连续的外圈壁和边圈底壁，外圈壁紧贴正极活性物饼的外周，边圈底壁与正极活性物饼的至少一侧平面的部分区域相重叠。
14.作为本实用新型的另一种具体实施方式，集流片上还设有凸钉，凸钉面向正极活性物饼，封口成型后，凸钉嵌入正极活性物饼内。
15.作为本实用新型的另一种具体实施方式，隔膜为杯状隔膜，隔膜的开口与负极盖杯的开口方向相同。
16.作为本实用新型的另一种具体实施方式，在正极壳杯的表面设有镀镍层或镀金层，在负极盖杯的表面设有镀镍层或镀金层。
17.本实用新型具备以下有益效果：
18.本实用新型采用耐高温设计，具有良好的密封性、结构稳固性好的优点，可以在高温125℃环境下放电稳定输出电能，同时本实用新型的电池还具有耐高离心加速度力的优点，可耐2000g(相当于一辆17寸轮毂汽车以 300km/h行驶速度，电池附在轮毂外壁的离心加速度力)高速离心加速度力。
19.下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。
附图说明
20.图1是本实用新型实施例1电池的剖面示意图；
21.图2是本实用新型实施例1电池的正极壳杯的剖面示意图；
22.图3是本实用新型实施例1电池的负极盖杯的剖面示意图；
23.图4是本实用新型实施例1电池的密封套环的剖面示意图；
24.图5是本实用新型实施例1电池的定型环体的剖面示意图；
25.图6是本实用新型实施例1电池的集流片的示意图；
26.图7是本实用新型实施例1电池中集流片与正极壳体的位置示意图。
具体实施方式
27.为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
28.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不限于下面公开的具体实施例的限制。
29.实施例1
30.本实用新型提供了一种稳定性好的电池，具体是如图1所示的纽扣电池，其包括正
极壳杯10和负极盖杯30，正极壳杯10和负极盖杯30通过介于两者之间的密封套环20进行密封装配，在正极壳杯10的底部内平面的中央区域15设有集流片80，并在集流片80的至少部分区域涂上导电墨90。
31.具体的，集流片80为一字片、三角片或者星状片。
32.再具体的，集流片80焊接在正极壳杯10的底部。
33.本实施例中的负极盖杯30具有顶壁31和连接折边32，正极壳杯10具有底壁11和外周壁12，密封套环20具有连续的套环外壁21、套环底壁23 和套环内壁25，在套环外壁21与套环内壁23之间形成内槽部26，负极盖杯30的连接折边32置于内槽部26，外周壁12置于套环外壁21的外侧。
34.进一步的，负极盖杯30的折边与内槽部26的接触处设有内粘接剂层 27，正极壳杯10与套环外壁21、套环底壁23的接触处设有外粘接剂层28，以进行稳固有效的密封连接。
35.再进一步的，负极盖杯30的连接折边32形成有具有水平分量的台阶面，外周壁12的顶部、套环外壁21的顶部向内侧收缩并压紧在台阶面上，如图1所示。
36.本实施例中负极盖杯30中依次填充负极活性物饼40、隔膜50和正极活性物饼60；
37.其中正极活性物饼60上套设有定型环体70，定型环体70具有连续的外圈壁71和边圈底壁72，外圈壁71紧贴正极活性物饼60的外周，边圈底壁72与正极活性物饼60的至少一侧平面(具体为图1中的下侧)的部分区域相重叠。
38.本实施例中，采用耐有机电解液腐蚀的金属制成正极壳杯10，具体的正极壳杯10例如采用不锈钢材质制成，例如430不锈钢片、304不锈钢片或316不锈钢片；优选的，还可以对正极壳杯10的表面镀镍或镀金处理，增加表面光明度和增加表面硬度防止在生产过程刮伤而影响外观。
39.正极壳杯10的生产过程为：通过五金摸具剪圆片，冲压成型，如图2 所示，其中外周壁12具有壳杯内圈表面13，底壁11具有底部内平面的边缘区域14和中央区域15；优选的，正极壳杯10的片材厚度一般在 0.10～0.40mm之间，优选0.25～0.30mm，正极壳杯10的外圈直径及高度按照设计的电池外径而定。
40.本实施例中，采用耐有机电解液腐蚀的金属制成负极盖杯30，具体的负极盖杯30例如采用不锈钢材质制成，例如430不锈钢片、304不锈钢片或316不锈钢片；优选的，还可以负极盖杯30的表面镀镍或镀金处理，增加表面光明度和增加表面硬度防止在生产过程刮伤而影响外观。
41.负极盖杯30的生产过程为：通过五金摸具剪圆片，冲压折边成型，如图3所示，其中顶壁31具有内平面33；优选的，负极盖杯30的片材厚度一般在0.10～0.40mm之间，优选0.25～0.30mm，负极盖杯30的外圈直径及高度按照设计的电池外径而定。
42.本实施例中，采用耐高温塑料制成密封套环20，密封套环20具有封口弹性，具体的，所采用的是耐高温工程塑料，具体例如聚苯硫醚、lck、ppa、pfa、ppsu、pps、pei、psu或peek制成，通过对材料的改性，或增加韧性，或参杂玻璃纤维，达到封口弹性及耐高温特性。
43.密封套环20的生产过程为：耐高温工程塑料通过塑胶模具，注塑成型，如图4所示，套环外壁21具有套环外壁面22，套环底壁23具有套环底壁面24，套环外壁21的高度高于套环内壁25的高度，密封套环20的外圈直径及高度按照设计的电池外径而定。
44.本实施例中，集流片80设置在正极壳杯10的底部内平面的中央区域 15，如图6－7
所示，具体的，集流片80采用430不锈钢片，304不锈钢片或316不锈钢片制成，还可以对不锈钢片表面镀镍或镀金处理，增加表面光明度和增加表面硬度防止在生产过程刮伤而影响外观。
45.集流片80通过五金摸具冲压成型，其中集流片80设有中间穿孔81，在中间穿孔81的外周对称或不规则打上凸钉82，凸钉82优选为菱形、圆形、四方形或三角形等形状，集流片80的片材厚度一般在0.05-0.20mm之间，优选0.10-0.15mm，集流片80的长度按照设计的电池外径而定。
46.进一步的，集流片80焊接方式在正极壳杯10的底部内平面的中央区域 15上，焊接方式可以是激光点焊或两条铜针回流点焊，以将集流片80牢固在正极壳杯10的底部内平面的中央区域15上，优选焊点83位于凸钉82对角，然后将导电墨90均匀涂在集流片80的中间，形成一个多重集电装置。
47.正极活性物饼60采用高温下不会相变的改性二氧化锰，将正极活性物饼60置于定型环体70上形成正极组合体。
48.本实施例中，定型环体70优选采用430不锈钢片，304不锈钢片或316 不锈钢片制成，此外，还可以对不锈钢片表面镀镍或镀金处理，增加表面光明度和增加表面硬度防止在生产过程刮伤而影响外观。
49.定型环体70的生产过程为：通过五金摸具剪圆环片，冲压成型，如图 5所示，外圈壁71具有与正极活性物饼60的外周紧贴的外圈壁内表面73，边圈底壁72具有与正极活性物饼60的至少一侧平面(具体为图1中的下侧) 的部分区域相重叠的边圈底壁内表面74；其中定型环体70的片材厚度一般在0.05～0.20mm之间，优选0.10～0.15mm，定型环体70的外圈直径及高度按照设计的电池外径而定。
50.形成正极组合体的过程优选为：将正极活性物饼60置于定型环体70 上，通过放入模具及冲床上，将二者压合紧密在一起，此时定型环体70的外圈壁内表面73、边圈底壁内表面74和正极活性物饼60充分压合紧密套紧，形成坚固的正极组合体，定型环体70具有良好的导电性和结构稳定性，可以保护正极活性物饼60在放电过程不会爆裂。
51.本实施例中，首先，在内槽部26的表面涂有内粘接剂层27，负极盖杯的连接折边302置于内槽部26中，并利用内粘接剂层27将密封套环20与负极盖杯30连接在一起形成负极组合体；
52.然后，在负极组合体中依次填充负极活性材料、隔膜50和正极组合体，并在隔膜50、正极组合体上加有电解液；
53.上述填充过程展开为：在低湿度(小与2％rh湿度)环境中，将由负极活性材料所形成的负极活性物饼40置于负极盖杯30内，并使负极活性物饼40的一侧平面压贴在负极盖杯的内平面33的中央，在负极活性物饼40 的另一侧平面上放置隔膜50；在放置正极组合体之前，向隔膜50上滴加电解液，在放置正极组合体之后，向正极组合体加注电解液。
54.具体的，优选用压力攻头将负极活性物饼40(例如金属锂饼)紧密压贴在负极盖杯的内平面33上，或将负极活性物饼切成四方粒，置于负极盖杯的内平面33中间，再垫上干净的pp胶纸，并用压力攻头将锂延压成圆形紧贴负极盖杯内平面33上。
55.其中负极活性材料选用提高熔点的锂铝合金、锂硼合金、锂钒合金或锂镁合金，由负极活性材料制成负极活性物饼40；
56.其中隔膜50选用耐高温的lck、ppa、ppsu、pps、pei、psu、peek 或玻璃纤维，具体的，隔膜50为杯状隔膜，隔膜50的开口与负极盖杯40 的开口方向相同；
57.其中，电解液添加有耐高温特性添加剂，耐高温特性添加剂选用vec、 mmds、ps、tfsi、tfs、pst/ps－2、fec中的至少一种，实现在高温情况下不会气化及分解。
58.最后，将正极壳杯10套设于正极组合体上，保持集流片80与正极组合体紧贴，在正极壳体10与密封套环20的接触处涂有外粘接剂层28，通过对正极壳杯10进行封口，封口成型后，密封套环20的顶部顺延周口收缩，压紧负极盖杯30。
59.其中，集流片80上的凸钉82面向正极组合体平面，封口成型后，凸钉 82嵌入正极组合体内，可以有效增加接触的效果。
60.其中，外粘接剂28覆盖在正极壳体10与套环外壁21、套环底壁23的接触处，优选的，内粘接剂层27和外粘接剂层28材料相同，均选用采用耐高温老化的丁基橡胶、改性环氧树脂或改性双组份密封胶。
61.本实施例中所制造的电池如图1所示，所制造的电池具有密封良好、耐高温性能优异的优点，可以在高温125℃环境下放电稳定输出电能，可耐 2000g高速离心加速度力(相当于一辆17寸轮毂汽车以300km/h行驶速度，电池附在轮毂外壁的离心加速度力)，对本实施例所提供的制造方法制造处理的两种电池(cr2032hr和cr1632hr)进行高温储存、高温放电、离心速度在线放电测试，测试结果如下：
[0062][0063][0064]
本实施例的电池具有良好的密封性和耐高温性，具有耐高温储存时间长、高温使用表现好和耐离心加速度力更大的优点。
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虽然本实用新型以较佳实施例揭露如上，但并非用以限定本实用新型实施的范围。任何本领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的发明范围内，当可作些许的改进，即凡是依照本实用新型所做的同等改进，应为本实用新型的范围所涵盖。