[实用新型]一种纽扣型锂离子二次电池

说明书

技术领域

本实用新型涉及锂离子电池制造领域，具体涉及一种纽扣型锂离子二次电池。

背景技术

纽扣电池是一种由金属底壳和顶壳组合而成的腔室结构。底壳通常与正极相连，而顶壳通常与负极相连。底壳和顶壳之间隔着一层塑料胶圈(通常是聚丙烯)。胶圈同时起着密封和绝缘的功能。密封时，底壳边沿受机械力的挤压内翻，与顶壳包合从而形成密闭壳体。具体的例子见US6569564。

通常地，纽扣电池的壳体内部是由单层的正极片、隔膜纸和负极片组成的“三明治”结构的电芯，电芯平行于壳体的上下底面水平放置。此方法制备的纽扣电池的容量非常有限。专利US20120028110A1描述了一种具有小圆柱形卷绕电芯的高容量的纽扣电池，电芯的电极片和隔膜垂直于壳体的上下底面。传统上，纽扣电池的密封过程中的附带着轴向的机械力，机械作用会引发小圆柱形电芯的变形，从而导致电池的生产不良。改进后的密封方法通过在底壳侧面底部施加单纯的径向机械力，挤压底壳侧面和顶壳边沿之间的胶圈进行密封，从而有效地地避免了在此过程中机械力对卷绕电芯的破坏作用。

铝壳电池和圆柱形电池都采用金属外壳，相较于聚合物软包电池，可以在一定程度上避免由于电池内部产气而引起的外在尺寸的变化。然而，圆柱形电池的顶组合需要占用一定的空间，在高度方向上存在自身的设计极限。铝壳电池兼具有较坚固的外壳和较大的电芯空间，可以有效避免了软包电池和圆柱形电池各自的不足，其组装技术可被借鉴应用于纽扣电池的设计和制造上，成为制备高容量纽扣电池的替代选择。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种纽扣型锂离子二次电池。

本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种纽扣型锂离子二次电池，其包括电池外壳，及设于外壳内部的电芯及电解液；所述电芯为圆柱形电芯，且电芯中心设有一内部中空的柱状辅助装置；所述外壳包括顶盖组件和底杯，且底杯开口处设有顶盖放置位，所述顶盖组件与底杯通过焊接固定；所述电芯两极通过导片与顶盖组件和底杯分别相连接；于外壳上还设有注液孔。

所述顶盖组件包括中心柱状件和一中间设有通孔的圆形盖片，所述中心柱状件设于圆形盖片通孔处，且中心柱状件与圆形盖片之间设有绝缘垫；所述中心柱状件中部直径小于两端直径，并形成卡位，且中心柱状件下端位于所述柱状辅助装置内；所述圆形盖片的通孔周围设有与所述卡位配合的卡件，且该卡件上部设有中心柱状件及绝缘垫放置位。

中心柱状件使用的是不锈钢。圆形盖片和底杯使用相同的金属材料，可以是不锈钢或者铝，优先是铝。圆形盖片和底杯使用的材质决定着正负极导片的排布以及它们外接到电池外壳的方式。当材质是铝时，负极导片居于电芯的中心，向上连接到中心柱状件，而正极导片居于电芯的外围或者中部，向中心折叠后连接到底杯的底部；当材质是不锈钢时，正极和负极出导片以及导片与壳体的连接方式恰好对调。导片与壳体的连接通过点焊、超声波或者激光焊接等方法实现。

所述柱状辅助装置为一空心管，于该柱状辅助装置一侧设有开口，且该开口的上端大于下端或上下端一致，所述导片通过上端开口进入柱状辅助装置内，并与顶盖中心柱状件相连接。

所述电芯由正极片、负极片和隔膜在卷片机上卷绕而成，其中，所述隔膜设于正极片与负极片之间，且电芯最外层为隔膜；电芯上下两端与外壳接触部均设有绝缘介子，且于底杯底部或顶盖还设有一沉孔结构。

所述注液孔设于顶盖组件或底杯上；当设于顶盖组件上时，其设于顶盖圆形盖片上；当设于底杯上时，该注液孔设于底杯底部中心，其包括一由底杯底部向内凸起的凸出件，该凸出件中部设有注液孔，且该注液孔处设有一止回球，所述凸出件位于所述柱状辅助装置内，于该底杯底部还设有一双金属片。

一种所述纽扣型锂离子二次电池的制备方法，其包括以下步骤：

(1)制备电池外壳，该外壳包括底杯、顶盖组件和注液孔；

(2)制备柱状辅助装置，将该柱状辅助装置套设于卷针上，将正极片、隔膜和负极片依次设于绕卷机上，卷绕成卷芯，或先将正极片、隔膜和负极片依次设于绕卷机上，卷绕成卷芯，再将柱状辅助装置置于卷芯内，其中，隔膜设于正极片与负极片之间，且卷芯最外层为隔膜，得到电芯；

(3)将电芯上的一极向内弯曲，然后把整个电芯放入设有绝缘介子的底杯内，并将一极的导片若在上面则焊接在顶盖上,若在下面则焊接在底杯杯底；

(4)将另一极的导片焊接于顶盖组件底部，并将该极导片折好放入柱状辅助装置内，并在电芯顶部设置绝缘介子；