[发明专利]基于锂离子的纽扣电池

说明书

基于锂离子的纽扣电池,其包括以液密方式封闭的外壳，该外壳由正极化的金属的外壳半部和负极化的金属的外壳半部组成,外壳半部借助电绝缘的密封件互相分开。在外壳内布置正电极和负电极。正电极与正极化的外壳半部电接触，负电极与负极化的外壳半部电接触。在电极之间布置离子导电的隔板。正电极包括金属的集流体。多孔的三维组织结构用作这样的集流体，其孔填充有合适的电化学的活性材料。在纽扣电池的制造过程中，组织结构通过焊接与正极化的外壳半部连接。

技术领域

本发明涉及基于锂离子的纽扣电池。

背景技术

在电化学电池的放电的过程中发生产能的化学反应，所述化学反应由两个互相电耦合但是在空间上互相分开的部分反应组成。在相对较低的氧化还原电势情况下发生的部分反应在负电极上进行，在相对较高的氧化还原电势情况下发生的部分反应在正电极上进行。在放电过程中在负电极上通过氧化过程释放电子，导致电子流通过外部的用电器来到正电极，由正电极接收相应的数量的电子。在正电极上因此发生还原过程。同时在电池内发生相应于电极反应的离子流。通过离子导电的电解质保证这种离子流。在次级电池中该放电反应是可逆的，因此存在如下可能性：在放电情况下进行的化学能量到电能量的转换逆转。如果就此而论使用术语：阳极和阴极，则通常将电极与其放电功能相应地命名。负电极在这种电池中也即是阳极，正电极是阴极。

电化学电池的特别已知的实施方式是纽扣电池。纽扣电池通常具有由正极化和负极化的金属外壳半部组成的圆柱形的外壳，其高度小于其直径。在外壳中可以包含不同的电化学系统。基于镍-金属氢化物系统和基于锂离子的纽扣电池非常普遍。这些电池通常可以再次充电。

首先，基于锂离子的纽扣电池具有非常高的能量密度。在这些电池情况下，在提到的充电和放电过程的范围中使锂离子占入电极或从电极转移出。基于锂离子的纽扣电池实现非常高的电流负载能力，其取代传统的接地电极包括由多个扁平的电池组成的堆（stack（堆叠））形式的复合体或者可替代地包括卷绕形式的电池。然而由多个扁平的电池组成的堆的形成是复杂的，因为电池必须以跨层的方式互相连接。除此之外，相应的电接触需要空间并且产死体积，这降低相应的电池的能量密度。

例如在DE 10 2009 060 800 A1中存在具有以卷绕形式的电池的纽扣电池的示例。在该申请中描述以圆柱形绕组的形式的电池。导电条从绕组的端面突出，其与金属外壳导电连接。然而这种绕组只能自特定的最低厚度起被顺利制造。具有小于5mm的厚度的绕组的制造是困难的。除此之外，只能以困难的方式将这种薄的绕组装入常规的电池外壳中。

因此，具有高的导电能力和≤5mm的小的结构高度的纽扣电池是几乎不可用的。

发明内容

本发明的任务基于，提供具有≤5mm的结构高度的纽扣电池，其具有高的能量密度并且能够放出高的电流。

这些任务通过具有权利要求1的特征的纽扣电池以及具有权利要求9的特征的方法得以解决。根据本发明的纽扣电池的优选的实施方式在从属权利要求2到8中说明。根据本发明的方法的优选的实施方式在从属权利要求10到13中说明。全部权利要求的用语在此参考下面的描述的内容。

根据本发明的纽扣电池是基于锂离子的纽扣电池。与上面的讲述一致，这意味着：纽扣电池具有如下电极，在这些电极中，在充电和放电过程中锂离子占入和转移出。纽扣电池始终包括：

•以液密的方式封闭的外壳，该外壳由正极化的金属的外壳半部和负极化的金属的外壳半部组成，这些外壳半部借助电绝缘的密封件相互分开，

•布置在外壳内并与正极化的外壳半部电接触的正电极，

•布置在外壳内并与负极化的外壳半部电接触的负电极，和

•离子导电的隔板，该隔板在外壳中被布置在正电极和负电极之间。

根据本发明的纽扣电池的特征特别地在于：