锂离子电池及适用于锂离子电池的组合盖的制作方法

1.本实用新型涉及锂离子电池制造领域，尤其涉及一种锂离子电池及适用于锂离子电池的组合盖。


背景技术：

2.随着智能穿戴产品的应用越来越广泛，人们对于小体积的锂离子扣式二次可充电电池（简称扣式锂离子电池）的需求也越来越广。扣式锂离子电池越来越多的应用于智能穿戴产品，比如用于无线蓝牙耳机等，随着扣式锂离子电池的应用越来越广，比如耳机等，对电池的要求也越来越高。
3.穿戴产品为了达到设计要求，给人更好的使用体验，对扣式锂离子电池提出更高要求。


技术实现要素：

4.本实用新型实施例的目的之一在于提供一种锂离子电池及适用于锂离子电池的组合盖，应用该技术方案有利于提高锂离子电池的密封可靠性。本技术方案特别适用于扣式锂离子电池。
5.本实用新型实施例提供的一种锂离子电池，包括：
6.叠片体或卷绕体，包括第一极片、第二极片，在每相邻的所述第一极片、第二极片之间间隔有隔膜，所述第一极片、第二极片的其中之一为正极片，另一为负极片；
7.电解质，在所述叠片体或卷绕体内的各所述第一极片、第二极片以及隔膜内的孔隙内，以及在所述第一极片、第二极片、隔膜的任意两者之间的间隙之间；
8.密封壳体，包括一体化的具有一开口的金属壳体，在所述金属壳体的开口处设置有组合盖，所述叠片体或卷绕体以及电解液密封在所述金属壳体与所述组合盖组成的密封空间内，
9.所述组合盖包括金属材料制成的盖内板、盖外板，所述盖外板内设置有一直径窄于所述盖内板的外径的孔部，所述盖内板套于所述盖外板的孔部上，所述盖内板的外周与所述盖外板的内周边缘重叠，
10.在所述盖内板与盖外板之间间隔有环形的绝缘膜片，所述绝缘膜片的两表面分别与表面相对的所述盖内板、盖外板的表面热复合密封结合成一起，
11.所述盖外板的外周与所述金属壳体的开口处的金属材料熔融密封结合成一体，所述盖内板的底面与所述叠片体或卷绕体的所述第一极片的极耳电连接，以所述盖内板作为电池的第一电极，
12.所述盖外板或所述金属壳体与所述叠片体或卷绕体的所述第二极片的极耳电连接，以所述盖外板作为所述电池的第二电极。
13.可选地，在所述金属壳体的壳壁上或者在所述盖外板上，还设置有注液孔，
14.在所述注液孔内设置有第一金属件，所述第一金属件与所述注液孔的外周的金属
材料熔融密封结合。
15.可选地，在所述盖内板上，还设置有注液孔，
16.在所述注液孔内设置有第一金属件，所述第一金属件与所述注液孔的外周的金属材料熔融密封结合。
17.可选地，所述盖内板呈平板状，所述第一金属件凸起在所述盖内板的顶面。
18.可选地，所述盖内板的位于所述注液孔周围的部分向内凹进预定的深度，所述第一金属件的顶面低于或相平于所述盖内板的外周的顶面。
19.可选地，所述绝缘膜片包括环形的第一绝缘膜片以及第二绝缘膜片，所述第一绝缘膜片热复合密封结合在所述盖外板的底面，所述第二绝缘膜片热复合密封结合在所述盖外板的顶面以及所述盖内板的底面，伸出在所述盖外板的孔部内的所述第二绝缘膜片的底面与伸出在所述孔部内的所述第一绝缘膜片的顶面热复合密封结合成一体。
20.可选地，在所述金属壳体的壳壁上，或者在所述组合盖的盖外板上，还设置有抽真空孔，
21.在所述抽真空孔内设置有第二金属件，所述第二金属件与所述抽真空孔的外周的金属材料熔融密封结合。
22.可选地，所述抽真空孔与所述注液孔相对。
23.可选地，所述抽真空孔的孔径小于所述注液孔的孔径。
24.可选地，所述的抽真空孔孔径最大处等于或大于0.1毫米，等于或小于2毫米。
25.可选地，所述注液孔的孔径最大处等于或大于0.5毫米，等于或小于3毫米。
26.可选地，所述金属壳体为钢壳。
27.可选地，所述盖内板和/或盖外板为钢板或铝板。
28.可选地，所述电池为扣式锂离子电池。
29.第二方面，本实用新型实施例提供了一种适用于锂离子电池的组合盖，包括金属材料制成的盖内板、盖外板，
30.所述盖外板内设置有一直径窄于所述盖内板的外径的孔部，所述盖内板套于所述盖外板的孔部上，所述盖内板的外周与所述盖外板的内周边缘重叠，
31.在所述盖内板与盖外板之间间隔有环形的绝缘膜片，所述绝缘膜片的两表面分别与表面相对的所述盖内板、盖外板的表面热复合密封结合成一起。
32.可选地，所述盖内板呈平板状，第一金属件凸起在所述盖内板的顶面。
33.可选地，所述盖内板的位于注液孔周围的部分向内凹进预定的深度，所述第一金属件的顶面低于或相平于所述盖内板的外周的顶面。
34.可选地，所述绝缘膜片包括环形的第一绝缘膜片以及第二绝缘膜片，所述第一绝缘膜片热复合密封结合在所述盖外板的底面，所述第二绝缘膜片热复合密封结合在所述盖外板的顶面以及所述盖内板的底面，伸出在所述盖外板的孔部内的所述第二绝缘膜片的底面与伸出在所述孔部内的所述第一绝缘膜片的顶面热复合密封结合成一体。
35.可选地，在所述盖内板或盖外板上，还设置有注液孔，以供进行电解液灌注。
36.可选地，所述注液孔的孔径最大处等于或大于0.5毫米，等于或小于3毫米。
37.可选地，在所述盖内板或盖外板上，还设置有抽真空孔，以供进行抽真空。
38.可选地，所述的抽真空孔孔径最大处等于或大于0.1毫米，等于或小于2毫米。
39.可选地，所述抽真空孔的孔径小于所述注液孔的孔径。
40.可选地，所述盖内板和/或盖外板为钢板或铝板。
41.由上可见，本实施例扣式锂离子电池的组合盖的外周与金属壳体的侧向开口的边缘采用金属熔融结合连接，将叠片体（或卷绕体）以及电解液密封在密封壳体内，相对于现有技术的通过内外金属壳体压缩位于他们之间的密封圈而实现壳体密封的技术方案，本实施技术方案的密封连接更加可靠，降低或避免扣式锂离子电池存放或循环后的漏液风险，提高了扣式锂离子电池的可靠性及安全性。
42.另外，本实施例组合盖通过绝缘膜片与盖外板、盖内板的热复合通过绝缘膜片与盖外板、盖内板的热复合密封结合而将盖外板、盖内板绝缘组合成一体，三者牢牢密封结合在一起，确保密封性，且工艺简便易于实现，特别有利于推广应用。并且特别适用于组合盖的薄型化设计，以提高锂离子电池的有效利用空间，提高电池的容量。
附图说明
43.此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本技术的一部分，并不构成对本实用新型的不当限定。
44.图1为本实用新型实施例提供的一种锂离子电池的侧视结构示意图；
45.图2为图1所示电池的俯视结构示意图；
46.图3为图1所示电池的仰视结构示意图；
47.图4为图1所示电池的立体结构示意图；
48.图5为图2所示电池的密封壳体的b-b剖视结构示意图；
49.图6为图1所示电池中的组合盖的分解结构示意图；
50.图7为本实用新型实施例提供的另一种锂离子电池的侧视结构示意图；
51.图8为图7所示电池的俯视结构示意图；
52.图9为图7所示电池的立体结构示意图；
53.图10为图8所示电池的密封壳体的b-b剖视结构示意图；
54.图11为图7所示电池中的组合盖的分解结构示意图。
55.附图标记：
56.1：金属壳体；2：组合盖；21：盖外板；22：盖内板；
57.23：绝缘膜片；24：第一绝缘膜片；25：第二绝缘膜片；
58.26：第一金属块；3：注液孔。
具体实施方式
59.下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本实用新型，在此本实用新型的示意性实施例以及说明用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。
60.实施例1
61.参见图1-11。
62.本实施例提供了一种扣式锂离子电池，其主要包括：叠片体或卷绕体（图中未画出），其中叠片体采用叠片工艺制成。卷绕体采用卷绕工艺制成，叠片体（或卷绕体）主要包括第一极片、第二极片以及间隔在每层相邻的第一极片、第二极片之间的隔膜层，其中，第
一极片、第二极片的其中之一为正极片，另一为负极片。
63.电解质可以为固态电解质也可以但不限于为电解液。当采用电解液时，电解液浸泡在叠片体（或卷绕体）中，具体是充盈在叠片体（或卷绕体）内的各第一极片、第二极片以及隔膜内的孔隙内，以及在第一极片、第二极片、隔膜的任意两者之间的间隙之间。
64.叠片体（或卷绕体）以及充盈在其中的电解质密封在一密封壳体内，其中，密封壳体主要由一金属壳体1和组合盖2构成，该金属壳体1可以但不限于为钢壳。金属壳体1为一腔体，在金属壳体上设置有一开口，本实施例图示以将该开口设置在金属壳体1的顶部，从而将组合盖2设置在电池的顶部为示意，但是并不限于此，也可以但不限于将该开口设置在金属壳体1的侧向，将组合盖2设置在电池的侧向，此时组合盖2的盖外板21可以为平板状也可以但不限于呈曲面状。
65.本实施例的组合盖2包括由金属材料制成的盖外板21、盖内板22。在盖外板21上设置有一直径窄于盖内板22的外径的孔部，盖内板22套于盖外板21的孔部上，盖内板22的外周与盖外板21的内周边缘重叠。在盖内板22与盖外板21之间间隔有环形的绝缘膜片23，绝缘膜片23的两表面分别与该表面相对的盖内板、盖外板的表面热复合密封结合成一起，通过绝缘膜片23与盖外板21、盖内板22的热复合密封结合而将盖外板21、盖内板22绝缘组合成一体。其中本实施例的绝缘膜片23与盖外板21、盖内板22的热复合密封结合工艺可以但不限于采用热复合设备实现，以预定的高温下以一定的压力作用于相互热复合的两部件使绝缘膜片热熔与其表面相贴的另一部件结合成一体。
66.在装配时，将叠片体（或卷绕体）上的第一极耳（与第一极片连接）连接到盖内板22的位于密封壳体内的内表面，以盖内板22作为锂离子电池的第一电极。将叠片体（或卷绕体）上的第二极耳（与第二极片连接）连接到盖外板21的位于密封壳体内的内表面或者将第二极耳连接到金属壳体1的任一处内表面上，以盖外板21以及金属壳体1作为锂离子电池的第二电极。其中第一电极、第二电极的其中之一为正极，另一为负极。
67.在将叠片体（或卷绕体）装配至金属壳体1内，并且完成第一电极、第二电极与盖外板21、盖内板22的连接后，将组合盖密封于金属壳体1的开口上，具体是将组合盖上的盖外板21的外周与金属壳体1的开口处的金属材料熔融密封结合成一体实现了组合盖与金属壳体1之间的密封连接，其连接工艺可以但不限于采用激光焊实现。
68.作为本实施例的示意，本实施例的盖内板22可以但不限于位于盖外板21的中心，也可以但不限于位于其上的其他位置。
69.由上可见，本实施例扣式锂离子电池的组合盖2的外周与金属壳体1的侧向开口的边缘采用金属熔融结合成一体化连接，将叠片体（或卷绕体）以及电解液密封在密封壳体内，相对于现有技术的通过内外金属壳体1压缩位于他们之间的密封圈而实现壳体密封的技术方案，本实施技术方案的密封连接更加可靠，降低或避免扣式锂离子电池存放或循环后的漏液风险，提高了扣式锂离子电池的可靠性及安全性。
70.另外，本实施例组合盖2通过绝缘膜片与盖外板21、盖内板22的热复合通过绝缘膜片23与盖外板21、盖内板22的热复合密封结合而将盖外板21、盖内板22绝缘组合成一体，三者牢牢密封结合在一起，确保密封性，且工艺简便易于实现，特别有利于推广应用。并且特别适用于组合盖2的薄型化设计，以提高锂离子电池的有效利用空间，提高电池的容量。
71.作为本实施例的示意，本实施例可以在密封组合盖2前将电解液浸润至叠片体（或
卷绕体）内，其工艺可以但不限于采用浸泡工艺或者注液工艺。
72.另外，本实施例还可以在密封组合盖2后进行注液工艺，具体是在密封壳体上、或者在组合盖的盖外板上、或者盖内板上设置注液孔3。这样在将叠片体（或卷绕体）置入金属壳体1内后，将叠片体（或卷绕体）的电极与组合盖2的盖外板21、盖内板22分别连接后，将组合盖密封连接在金属壳体1的开口上后，通过注液孔3向密封壳体内注入定量的电解液，然后采用金属件（记为第一金属件26）密封注液孔3，即得本实施例的扣式锂离子电池。其中注液孔3的孔径的形状不限，孔径的最大处等于或大于0.5毫米，等于或小于3毫米。
73.本实施例可以但不限于在注液孔3装入第一金属件26后，通过焊接使第一金属件26与注液孔3的外的金属材料熔融密封结合成一体，实现注液口的密封。本实施例的金属壳体1与组合盖采用金属熔融结合呈一体而密封连接，密封可靠性强。
74.作为本实施例的示意，还可以在本实施例的锂离子电池的金属壳体1的壳壁上或者组合盖2的盖外板21或者盖内板22上，还可以但不限于进一步设置抽真空孔(图中未画出)，抽真空孔的位置可以与注液孔3在同一个端面或曲面上，也可以不在同一端面或曲面上。优选地，将抽真空孔的位置设计为与注液孔3的位置相对。比如，当注液孔3位于组合盖2上时，将抽真空孔设计在金属壳体1的底盖上；反之，当注液孔3位于金属壳体1的底盖上时，将抽真空孔设计在组合盖2上；比如当注液孔3位于金属壳体1的侧壁上时，则将抽真空孔设计在金属壳体的与注液孔3相对的另一侧的侧壁上。这样，在往注液孔3进行注液时，同时在抽真空孔对密封壳体内的腔体进行抽真空，以加速电解液在腔体内的充分渗透，提高电解液的浸润效果，提高注液效率。在注液后，对注液孔3以及抽真空孔进行密封，抽真空孔的密封工艺可以但不限于同注液孔3的封装工艺，可以但不限于采用金属件（记为第二金属件）激光焊接工艺实现。
75.其中抽真空孔的孔径的形状不限，孔径的最大处等于或大于0.1毫米，等于或小于2毫米。
76.作为本实施例的示意，本实施例在密封叠片体（或卷绕体）后通过注液孔3将电解液灌注至密封壳体内，避免在密封前电解液对密封壳体的污染，提高电解液灌注的灌注量的精确度和可控性，提高了工艺的效率。另外本实施例的注液孔3的密封采用金属熔融结合成一体，密封可靠性更强。
77.作为本实施例的示意，本实施例还进一步提供了一种组合盖2的制备工艺，其中绝缘膜片23由环形的第一绝缘膜片24以及第二绝缘膜片25组成。在制备时，将环形的第一绝缘膜片24置于盖外板21的底面，使第一绝缘膜片24的内周部分伸出在盖外板21的孔部内，将层叠的第一绝缘膜片24、盖外板21置于热复合设备上，通过热压将绝缘膜片24热复合密封结合在盖外板21的底面，然后将环形的第二绝缘膜片25铺设在盖外板21的顶面，且第二绝缘膜片25的内周部分伸出在盖外板21的孔部内，位于盖外板21的孔部内的第一绝缘膜片24以及第二绝缘膜片25面对面相贴，将盖内板22置于第二绝缘膜片25上，正对盖外板21的孔部上，且第二绝缘膜片25的外周超出盖内板22的外周，采用热复合设备热压自上而下层叠在一起的盖内板22、第一绝缘膜片24、第二绝缘膜片25、以及盖外板21，使第二绝缘膜片25的两表面分别与盖外板21的顶面、盖内板22的底面热复合密封结合在一起，位于盖外板21的孔部内的第二绝缘膜片25的底面与位于孔内的第一绝缘膜片24的顶面热复合密封结合成一体。以上，即实现了组合盖的热复合连接。本实施例以两次热复合工艺实现为示意，
但实际可以但不限于将第一绝缘膜片24、盖外板21、第二绝缘膜片25、盖内板22自下而上层叠后，置入热复合设备采用较大的功率以及压力，一次热复合实现。
78.以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。