CN111883732A - 扣式锂离子电池及适用于扣式锂离子电池的转接片 - Google Patents

Abstract

本发明涉及锂离子电池领域，公开了一种扣式锂离子电池及适用于扣式锂离子电池的转接片。电池包括壳体，电芯体，包括正极片、负极片及间隔在两者之间的隔膜，正极片、负极片的极耳分别伸出在电芯体的两相对端部，电解液，浸润在电芯体内；两转接片，两转接片的第一长度末端段分别与正极片、负极片的极耳连接，两转接片的第二长度末端段分别与两极盖的内壁连接，在两转接片的任意或两者上，在第一长度末端段、第二长度末端段之间设置有限流位，在转接片的垂直于长度方向的各横截面中，横截面的面积最小的位置在限流位处，应用该技术方案，有利于提高扣式锂离子电池的安全性。

Description

扣式锂离子电池及适用于扣式锂离子电池的转接片

技术领域

本发明涉及锂离子电池制造领域，尤其涉及一种扣式锂离子电池及适用于扣式锂离子电池的转接片。

背景技术

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。提高扣式电池的安全性能是目前需要解决的一大课题。

扣式电池作为便携电池，其安全性要求更高，本发明人在进行本发明的研究过程中发现，现有技术的扣式锂离子电池容易发生内部短路，进而存在引发爆炸的风险。

发明内容

本发明实施例的目的之一在于提供一种扣式锂离子电池及适用于扣式锂离子电池的转接片，应用该技术方案，有利于提高扣式锂离子电池的安全性。

第一方面，本发明实施例提供的一种扣式锂离子电池，包括：

壳体，包括相扣合的两极盖，在两所述极盖之间间隔有绝缘密封圈，在两所述极盖之间形成用于容置电芯体的腔室，两所述极盖分别作为扣式锂离子电池的电极；

所述电芯体，包括正极片、负极片及间隔在两者之间的隔膜，所述正极片、所述负极片的极耳分别伸出在所述电芯体的两相对端部，

电解液，浸润在所述电芯体内；

两转接片，两所述转接片的第一长度末端段分别与所述正极片、负极片的极耳连接，两所述转接片的第二长度末端段分别与两所述极盖的内壁连接，

在两所述转接片的任意或两者上，在所述第一长度末端段、第二长度末端段之间设置有限流位，在所述转接片的垂直于长度方向的各横截面中，横截面的面积最小的位置位于所述限流位上。

可选地，在所述转接片上，所述限流位的宽度最窄。

可选地，在所述转接片上，所述限流位的厚度最窄。

可选地，在任一所述转接片或两所述转接片上，位于所述第一长度末端段侧的片段的宽度，大于位于所述第二长度末端段侧的片段的宽度。

可选地，在任一所述转接片或两所述转接片上，位于所述第二长度末端段侧的片段的轮廓为弧形。

可选地，一所述转接片平铺在所述电芯体的顶面，其所述第二长度末端段位于所述电芯体的顶面，与位于所述电芯体的顶面侧的所述极盖的内壁面对面相贴焊接，所述转接片的所述第一长度末端段与所述正极片的极耳相贴焊接；

另一所述转接片平铺在所述电芯体的底面，其所述第二长度末端段位于所述电芯体的底面，与位于所述电芯体的底面侧的另一所述极盖的内壁面对面相贴焊接，所述转接片的所述第一长度末端段与所述负极片的极耳相贴焊接。

可选地，在各所述极耳与连接于本所述极耳的所述转接片的所述第一长度末端段的外周，包覆有绝缘膜，

各所述极耳与连接于本所述极耳的所述转接片的所述第一长度末端段共同弯折在所述电芯体的侧面，所述极耳位于所述转接片的所述第一长度末端段的内侧，所述绝缘膜间隔在所述极耳与所述电芯体之间。

可选地，与所述负极片的极耳连接的所述转接片为铜箔片。

可选地，与所述正极片的极耳连接的所述转接片为铝箔片。

第二方面，本发明实施例提供的一种适用于扣式锂离子电池的电极连接的转接片，包括：

金属箔片，在所述金属拨片的第一长度末端段、第二长度末端段之间设置有限流位，在所述转接片的垂直于长度方向的各横截面中，横截面的面积最小的位置位于所述限流位上。

11、根据权利要求10所述的适用于扣式锂离子电池的电极连接的转接片，其特征是，

所述限流位的宽度最窄。

12、根据权利要求10所述的适用于扣式锂离子电池的电极连接的转接片，其特征是，

所述限流位的厚度最窄。

13、根据权利要求10所述的适用于扣式锂离子电池的电极连接的转接片，其特征是，

位于所述第一长度末端段侧的片段的宽度，大于位于所述第二长度末端段侧的片段的宽度。

14、根据权利要求10所述的适用于扣式锂离子电池的电极连接的转接片，其特征是，

位于所述第二长度末端段侧的片段的轮廓为弧形。

15、根据权利要求10至14之任一所述的适用于扣式锂离子电池的电极连接的转接片，其特征是，

所述转接片为铜箔片。

16、根据权利要求10至14之任一所述的适用于扣式锂离子电池的电极连接的转接片，其特征是，

所述转接片为铝箔片

由上可见，采用本实施例技术方案，在本实施例的转接片上设置有横截面的面积最窄的限流位，使当电流经过该限流位时，电流在该限流位处汇集，使在限流位的单位面积经过的电流增大，随电流的增大而温度升高。当扣式电池的电流大于一定值时，限流位处的温度升高至限流位熔断，实现了限流保护，从而起到防爆功能，避免扣式电池的内部或者外部电路短路而引起爆炸导致事故，提高了电池的安全性。

在制备时，可以根据当前扣式电池的允许输出的最大电流以及当前的转接片的材料，计算该转接片的最窄位置的横截面的面积，即可实现限流，使在大于该限流值的电流通过时，转接片的限流位自动熔断。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明实施例1提供的一种矩形转接片的结构示意图；

图2为本发明实施例1提供的一种转接片的结构示意图；

图3为本发明实施例1提供的另一种转接片的结构示意图；

图4为本发明实施例1提供的又一种转接片的结构示意图；

图5为本发明实施例1提供的一叠片电芯体的结构示意图；

图6为本发明实施例1提供的一转接片与叠片电芯体的连接结构示意图；

图7为图6中的极耳连接部位向下弯折的结构示意图；

图8为将图7所示的电芯体翻转连接另一转接片的连接结构示意图；

图9为图8中的极耳连接部位向下弯折的结构示意图。

附图标记：

1：第一长度末端段；2：第二长度末端段；3：限流位；

4：转接片；5：电芯体；6：极耳。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

实施例1

参见图1-9所示，

本实施例提供了一种转接片，其应用于扣式锂离子电池，用于将电芯体5的电极与扣式锂离子电池的壳体上的极盖连接起来，实现电极的转接。

扣式锂离子电池主要包括：壳体、电芯体5、电解液以及两转接片4。

壳体包括相对扣合的正极盖、负极盖，在正极盖、负极盖之间形成用于放置电芯体5的腔室，在正极盖、负极盖之间间隔有绝缘密封圈，正极盖、负极盖一般采用金属材料制成，比如但不限于为钢壳，正极盖、负极盖除了未电芯体5提供壳体外，还作为扣式锂离子电池的对外电极，其中之一为正极，另一为负极，分别通过转接片4与电芯体5的正极、电芯体5的负极连接。

扣式锂离子电池呈柱形状，比如但不限于为圆柱形，正极盖、负极盖分别为柱形的两相对端，分别作为扣式电池的正极、负极。

电芯体5主要包括正极片、负极片以及隔膜，其中隔膜间隔在每正极片与每负极片之间。该电芯体5可以为叠片电芯体5也可以但不限于为卷绕电芯体5，具体的结构及制备工艺参见现有技术。

在电芯体5上伸出有分别与正极片、负极片连接的极耳6，两极耳6分别从电芯体5的两相对端部伸出。

参见5-9图示，当电芯体5为叠片电芯体5时，为了充分利用壳体内的有限空间提升扣式电池的容量，本实施例除为极耳6的伸出位置预留必要的空间为，将极片的边缘设置为与扣式电池的壳体形状相匹配的略窄于壳体的圆弧状。

各正极片上延伸出来的极耳6均从电芯体5的端部（比如左侧）伸出，且从该端伸出的各极耳6正对层叠在一起，作为电芯体5的正极；

各负极片上延伸出来的极耳6均从电芯体5的另一端部（比如右侧）伸出，从该端伸出的各极耳6正对层叠在一起，作为电芯体5的负极。

在电芯体5的正极、负极上分别连接有一转接片4，转接片4的一端与电芯体5的正极（或负极）连接，另一端与壳体的正极盖（或负极盖）连接，实现电芯的电极与壳体上的电极的转接。当扣式锂离子电池工作时，电流回路如下：电流从电芯体5的正极流出，经过正极连接的转接片4，到达正极盖流向外部负载电路，回流至负极盖，经过负极盖连接的转接片4到达电芯体5的负极，流进电芯体5，形成电流回路。

将与电芯体5的正极（或负极）连接的端部段记为第一长度末端段1，将与壳体的正极盖（或负极盖）连接的端部段记为第二长度末端段2。

在本实施例的两转接片4的其中之一或者两转接片4上，在其第一长度末端段1、第二长度末端段2之间的任意位置设置有限流位2。在该转接片4的长度方向的任何位置，取垂直于本转接片4的长度方向的横截面，在全部横截面中，横截面的面积最小的位置在限流位2处，即转接片4的最窄位置在限流位2处。

在本实施例的转接片4上设置有横截面的面积最窄的限流位2，使当电流经过该限流位2时，电流在该限流位2处汇集，使在限流位2的单位面积经过的电流增大，随电流的增大而温度升高。当扣式电池的电流大于一定值时，限流位2处的温度升高至限流位2熔断，实现了限流保护，从而起到防爆功能，避免扣式电池的内部或者外部电路短路而引起爆炸导致事故，提高了电池的安全性。

在制备时，可以根据当前扣式电池的允许输出的最大电流以及当前的转接片4的材料，计算该转接片4的最窄位置的横截面的面积，即可实现限流，使在大于该限流值的电流通过时，转接片4的限流位2自动熔断。

作为本实施例的示意，本实施的转接片4为导电性能良好的金属箔片，比如但不限于为镍箔片、不锈钢箔片、铜箔片或者铝箔片。

比如但不限于在电芯的负极与负极盖之间采用铜箔片作为转接片4；在电芯体5的正极与正极盖之间采用铝箔片作为转接片4。

作为本实施例的示意，本实施例的转接片4的各处的厚度一致，使在限流位2处宽度变小，从而减小其横截面的面积。比如可以但不限于如图2、3、4所示，在转接片4的左右两侧分别剪除一部分，留下中间的部分作为限流位2。

参见图4所示，左右剪除的部分分别可以为矩形，在左右两边分别留下左右对称的矩形缺口；也可以但不限于如图2所示，在左右两边剪除半圆形或者超过半圆或小于半圆的材料，在左右两边形成左右对称的圆弧状的缺口。

需要说明的是，位于左右两边的缺口也可以但不限于为非对称状。

另外，还可以如图3所示地，在转接片4的一侧剪除材料，形成一圆弧形或者矩形状的缺口，以使转接片4的宽度变窄形成限流位2。

另外，以上以剪切工艺形成限流位2仅为示意，实际但不限于采用剪切工艺实现，还可以但不限于采用冲压工艺实现，具体不做赘述。

作为本实施例的示意，本实施例还提供了一种转接片4结构，转接片4的用于焊接到电芯体5的极耳6的第一水平末端段为与极耳6同宽的矩形段。将限流位2设置在转接片4的矩形段上。将转接片4的用于连接正极盖或负极盖的第二水平末端段的轮廓设计成与壳体的轮廓相近似或相同状，使转接片4与极盖的连接部位的表面积较大，以便于将该较宽的第二水平末端段面对面紧贴在正极盖或负极盖的内壁，激光焊接连接，采用该方案有利于增大转接片4与极壳的接触面积，提高焊接的牢固性，提高焊接操作的便利性，降低连接位置的内阻，降低损耗。

本实施例的转接片4与电芯体5的连接工艺如下，将一转接片4平置在电芯体5的一面（以顶面为示意），使转接片4上宽度较宽的第二长度末端段2的一面正对贴在电芯体5的顶面，另一面正对上极盖的内端面，并激光焊接在一起；转接片4上宽度较窄的矩形状的第一长度末端段1与电芯体5的极耳6面对面相贴，第一长度末端段1的末端与极耳6的末端相平或略长于极耳6的末端，并且激光焊接在一起形成一整体。在转接片4与极耳6连接后在连接部位的外周包覆绝缘膜，比如但不限于包覆胶布，然后将连接部向下90度或近似90度弯折，使转接片4的第一长度末端段1以及其连接的极耳6一起弯折在电芯体5侧，转接片4位于外侧，层叠在一起的极耳6位于转接片4的内侧，使在侧面该弯折下来的极耳6与转接片4连接结构的外侧为规则的片状，有利于提高结构的紧凑型，提高壳体内空间的利用率，提高扣式锂离子电池的容量。

为了进一步说明本发明，以下以制备规格为1654(其中直径为16mm，高度为5.4mm)的扣式锂离子电池进行实验例测试，各实验例采用的电芯体5为叠片电芯体5，电芯体5的容量为120mAh，壳体为钢壳，进行以下的实验例测试：

实验例1：

在电芯体5的两极耳6处分别采用图1所示的矩形转接片4连接两极盖。

实验例2：

与实验例1所不同的是，本实验例2的其中一转接片4如图1所示，另一转接片4的结构如图2所示；

实验例3：

与实验例1所不同的是，本实验例2的其中一转接片4如图1所示，另一转接片4的结构如图3所示；

实验例4：

与实验例1所不同的是，本实验例2的其中一转接片4如图1所示，另一转接片4的结构如图4所示；

实验例5：

与实验例1所不同的是，本实验例2的其中一转接片4如图1所示，另一转接片4的结构如图5所示；

对上述实验例的扣式锂离子电池进行常温外部短路测试，具体测试流程如下：

对各样品充满电后，在扣式电池的正负极之间连接一80毫欧的电阻作为负载，模拟扣式电池外部短路的情形，实时监测扣式电池的温度变化，并记录温度。

在测试结束后，拆解扣式电池，观察转接片4是否熔断，得到下表所示的实验记录表。

项目	最高温度	最高温度时间	内部连接是否熔断
				实验例1	101.2℃	6.3min	完好
实验例2	35.2℃	0.8min	最窄处熔断
				实验例3	37.3℃	0.9min	最窄处熔断
实验例4	36.6℃	0.8min	最窄处熔断

由上可见，当电池遭遇滥用短路时，本发明转接片能有效阻止电池恶化，杜绝可能造成的电池燃烧或爆炸。

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。

Claims (10)

1.一种扣式锂离子电池，其特征是，包括：

壳体，包括相扣合的两极盖，在两所述极盖之间间隔有绝缘密封圈，在两所述极盖之间形成用于容置电芯体的腔室，两所述极盖分别作为扣式锂离子电池的电极；

所述电芯体，包括正极片、负极片及间隔在两者之间的隔膜，所述正极片、所述负极片的极耳分别伸出在所述电芯体的两相对端部，

电解液，浸润在所述电芯体内；

两转接片，两所述转接片的第一长度末端段分别与所述正极片、负极片的极耳连接，两所述转接片的第二长度末端段分别与两所述极盖的内壁连接，

在两所述转接片的任意或两者上，在所述第一长度末端段、第二长度末端段之间设置有限流位，在所述转接片的垂直于长度方向的各横截面中，横截面的面积最小的位置位于所述限流位上。

2.根据权利要求1所述的扣式锂离子电池，其特征是，

在所述转接片上，所述限流位的宽度最窄。

3.根据权利要求1所述的扣式锂离子电池，其特征是，

在所述转接片上，所述限流位的厚度最窄。

4.根据权利要求1所述的扣式锂离子电池，其特征是，

在任一所述转接片或两所述转接片上，位于所述第一长度末端段侧的片段的宽度，大于位于所述第二长度末端段侧的片段的宽度。

5.根据权利要求1所述的扣式锂离子电池，其特征是，

在任一所述转接片或两所述转接片上，位于所述第二长度末端段侧的片段的轮廓为弧形。

6.根据权利要求1所述的扣式锂离子电池，其特征是，

一所述转接片平铺在所述电芯体的顶面，其所述第二长度末端段位于所述电芯体的顶面，与位于所述电芯体的顶面侧的所述极盖的内壁面对面相贴焊接，所述转接片的所述第一长度末端段与所述正极片的极耳相贴焊接；

另一所述转接片平铺在所述电芯体的底面，其所述第二长度末端段位于所述电芯体的底面，与位于所述电芯体的底面侧的另一所述极盖的内壁面对面相贴焊接，所述转接片的所述第一长度末端段与所述负极片的极耳相贴焊接。

7.根据权利要求6所述的扣式锂离子电池，其特征是，

在各所述极耳与连接于本所述极耳的所述转接片的所述第一长度末端段的外周，包覆有绝缘膜，

各所述极耳与连接于本所述极耳的所述转接片的所述第一长度末端段共同弯折在所述电芯体的侧面，所述极耳位于所述转接片的所述第一长度末端段的内侧，所述绝缘膜间隔在所述极耳与所述电芯体之间。

8.根据权利要求1至7之任一所述的扣式锂离子电池，其特征是，

与所述负极片的极耳连接的所述转接片为铜箔片。

9.根据权利要求1至7之任一所述的扣式锂离子电池，其特征是，

与所述正极片的极耳连接的所述转接片为铝箔片。

10.一种适用于扣式锂离子电池的电极连接的转接片，其特征是，包括：

金属箔片，在所述金属拨片的第一长度末端段、第二长度末端段之间设置有限流位，在所述转接片的垂直于长度方向的各横截面中，横截面的面积最小的位置位于所述限流位上。

Images