一种电池外壳及扣式电池

技术领域

本发明涉及电池领域，尤其涉及一种电池外壳及扣式电池。

背景技术

随着便携电子产品、智能穿戴产品、医疗仪器等发展，电池更加小型化，故发展起来一种体积小、比能高、密封性好、自放电小、可靠性高的电池，由于形状像纽扣，故俗称纽扣电池。扣式电池有很多种类，其中，锂离子扣式电池是能量密度最高、工作电压最高的一种，如能解决其工业制造难点，可以更广泛的应用。

目前，扣式电池的封口方式主要是将扣式电池的上下部分，通过模具收口的方式，即把壳体直接变小，使得盖帽与壳体成为一体，但还存在以下缺陷：现有的纽扣电池的顶盖是一块平整的五金面板，因其为大面积平面，导致其结构强度薄弱，满足不了电池Pack时表面焊接连接片要求。且壳体与顶盖焊接时容易产生焊渣和激光能量通过装配缝隙进入壳体内部的现象，导致壳体内的极芯受损，使得电池短路形成不良品。

发明内容

本发明实施例提供一种电池外壳及扣式电池，以解决顶盖结构导致产品良率较低的问题。

一方面，本发明提供了一种电池外壳，包括壳体、顶盖和限位结构，所述壳体上设置有开口向上的容纳腔；所述顶盖设置在所述容纳腔的开口处，以封闭所述容纳腔，所述顶盖朝向所述容纳腔的一面设置有第一焊接面和至少一个凸起结构，所述第一焊接面设置在所述顶盖的外周；所述壳体端部设置有第二焊接面，所述第一焊接面与所述第二焊接面抵接；

所述限位结构位于所述第一焊接面和所述第二焊接面靠近所述容纳腔的一端，所述限位结构包括限位面，所述限位面设置于所述顶盖上，或所述顶盖和所述壳体靠近所述开口的一端均设置有所述限位面，所述限位面位于所述第一焊接面和所述第二焊接面的延伸方向上。

可选地，所述第一焊接面为环设在所述顶盖外周的第一斜面，所述第二焊接面为设置在所述壳体端部的第二斜面；所述限位面自所述第一斜面靠近所述容纳腔的一端向竖直方向延伸，所述限位面与所述容纳腔的侧壁间隙配合或抵接。

可选地，所述第一焊接面为环设在所述顶盖外周的第一平面，所述第二焊接面为设置在所述壳体端部的第二平面；

所述限位面包括第三斜面、第四斜面和第三平面，所述第三平面设置于所述壳体端部靠近容纳腔的一侧，且所述第三平面和所述第二平面之间设置有高度差，所述第三斜面连接于所述第二平面与所述第三平面之间；

所述第四斜面设置于所述顶盖外周，所述第四斜面与所述第一平面连接，且所述第四斜面与所述第三斜面间隙配合或抵接，所述顶盖朝向所述容纳腔的一面与所述第三平面抵接。

可选地，所述顶盖的外径小于所述壳体的外径，所述顶盖的外缘与所述壳体的外缘之间设置有第一间距，所述顶盖背离所述容纳腔的一面与所述壳体的端部之间设置有第二间距。

可选地，所述第一间距为0.05～0.1cm，所述第二间距为0.05～0.1cm。

可选地，所述电池外壳还包括极柱和绝缘密封件，所述顶盖上设置有通孔，所述极柱设置于所述通孔内；所述绝缘密封件设置于所述极柱与所述顶盖之间。

可选地，所述极柱包括柱体和设置在所述柱体一端的凸缘，所述柱体设置于所述通孔内，所述凸缘位于所述柱体背离所述容纳腔的一侧，所述绝缘密封件设置于所述凸缘与所述顶盖之间。

可选地，所述顶盖背离所述容纳腔的一侧设置有凹槽，所述凹槽与所述通孔同轴设置，所述凸缘设置于所述凹槽内，所述凸缘的外缘与所述凹槽的外壁之间设置有间隙。

可选地，所述顶盖朝向所述容纳腔的一面设置有一个所述凸起结构时，所述凸起结构呈环状，所述凸起结构的外缘和所述凹槽的外壁在所述顶盖方向的投影重合，或，所述凸起结构的外缘在所述顶盖方向的投影位于所述凹槽在所述顶盖方向的投影的外周。

另一方面，本发明的还提供一种扣式电池，包括极芯组和如以上任一项所述的电池外壳；所述极芯设置于所述容纳腔内，所述极芯为卷绕极芯或者叠片极芯。

本发明的有益效果在于：

本发明提供的电池外壳及扣式电池中，通过设置至少一个凸起结构增加顶盖的机械强度解决顶盖平面度差的问题，有效提升产品良率和制造效率。通过设置限位面阻挡第一焊接面和第二焊接面焊接时的激光能量和焊渣，避免焊接时损伤极芯，提高产品良率。同时，通过设置限位面便于壳体和顶盖组装时实现精准组装，提高生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例中电池外壳的示意性结构图；

图2是图1中B的示意性放大图；

图3是本发明另一实施例中电池外壳的示意性局部结构图；

图4是本发明一实施例中电池外壳中顶盖的结构示意图；

图5是本发明一实施例中电池外壳中顶盖的爆炸结构示意图；

图6是本发明另一实施例中电池外壳中顶盖的示意性结构图；

图7是本发明一实施例中扣式电池的结构示意图。

图中：1、壳体；11、第二斜面；12、第二平面；

2、顶盖；21、凸起结构；22、第一斜面；23、第一平面；24、通孔；25、凹槽；

3、限位面；31、第三斜面；32、第四斜面；33、第三平面；

4、绝缘密封件；

51、凹坑；52、柱体；53、凸缘；

6、极芯。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“径向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-图6所示，本发明实施例提供了一种电池外壳，包括壳体1、顶盖2和限位结构，所述壳体1上设置有开口向上的容纳腔。所述顶盖2设置在所述容纳腔的开口处，以封闭所述容纳腔，所述顶盖2朝向所述容纳腔的一面设置有第一焊接面和至少一个凸起结构21，所述第一焊接面设置在所述顶盖2的外周。所述壳体1端部设置有第二焊接面，所述第一焊接面与所述第二焊接面抵接。

所述限位结构位于所述第一焊接面和所述第二焊接面靠近所述容纳腔的一端，所述限位结构包括限位面3，所述限位面3设置于所述顶盖2上，或所述顶盖2和所述壳体1靠近所述开口的一端均设置有所述限位面3，所述限位面3位于所述第一焊接面和所述第二焊接面的延伸方向上。

本发明实施例中，通过设置至少一个凸起结构21增加顶盖2的机械强度解决顶盖2平面度差的问题，有效提升产品良率和制造效率。通过设置限位面3阻挡第一焊接面和第二焊接面焊接时的激光能量和焊渣，避免焊接时损伤极芯，提高产品良率。同时，通过设置限位面3便于壳体1和顶盖2组装时实现精准组装，提高生产效率。

在本发明的一实施例中，壳体1优选为不锈钢或其它五金材质，通过冲压成型。顶盖2通过激光加工成型。

如图2所示，在本发明的一实施例中，所述第一焊接面为环设在所述顶盖2外周的第一斜面22，所述第二焊接面为设置在所述壳体1端部的第二斜面11。所述限位面3自所述第一斜面22靠近所述容纳腔的一端向竖直方向延伸，所述限位面3与所述容纳腔的侧壁间隙配合或抵接。第一斜面22相对于顶盖2的角度和第二斜面11相较于外壳侧壁的角度均大于0°小于90°。

第一焊接面和第二焊接面均为斜面，使得在电池装配过程中，避免了极芯入壳时直角结构对极芯带来的划伤，斜面与极芯同时成装配导向，有效提升制造优率与制造效率。同时，斜面设置在顶盖2和壳体1的装配过程中也起到了导向作用。限位面3沿竖直方向延伸，在第一焊接面与第二焊接面之间出现装配缝隙时，限位面3有效阻止激光能量和焊渣对极芯造成的损伤。同时限位面3与壳体1的侧壁成X轴方向限位，更好的使顶盖2与壳体1装配同心，提升了装配效率，使得激光焊接封口时更易均匀焊接，提升了制造优率。

具体地，限位面3的高度H2为0.05～0.1cm。

在此需要说明的是，限位面3也可以向容纳腔方向延伸的过程中朝向壳体1的侧壁倾斜设置，与限位面3远离第一焊接面的一端与壳体1侧壁抵接。

顶盖2的第一焊接面也可设置在顶盖2的外周面，壳体1的侧壁远离容纳腔的一侧设置有直臂，第二焊接面设置在直臂的内缘，此时第一斜面22和第二斜面11仅起到导向装配的作用。具体地，直臂的高度为0.05～0.1cm。

如图3所示，在本发明的另一实施例中，所述第一焊接面为环设在所述顶盖2外周的第一平面23，所述第二焊接面为设置在所述壳体1端部的第二平面12。本实施例中顶盖2与壳体1的焊点位于电池外壳的侧面，使得焊印不会超过电池高度。

所述限位面3包括第三斜面31、第四斜面32和第三平面33，所述第三平面33设置于所述壳体1端部靠近容纳腔的一侧，且所述第三平面33和所述第二平面12之间设置有高度差，所述第三斜面31连接于所述第二平面12与所述第三平面33之间。

所述第四斜面32设置于所述顶盖2外周，所述第四斜面32与所述第一平面23连接，且所述第四斜面32与所述第三斜面31间隙配合或抵接，所述顶盖2朝向所述容纳腔的一面与所述第三平面33抵接。通过第三斜面31和第四斜面32配合，使得顶盖2与壳体1形成装配限位，有效提升了装配效率。第三斜面31连接于第二平面12与第三平面33之间，顶盖2朝向容纳腔的一面与第三平面33抵接，避免顶盖2与壳体1焊接时产生的焊液或焊渣进入容纳腔，避免极芯的损伤。

具体地，第三斜面31与第三平面33之间的夹角为100°～170°。顶盖2上表面与第一平面23之间的高度差为0.05～0.1cm。第一平面23在水平方向的宽度为0.05～0.1cm。第三平面33和第二平面12之间的高度差为0.05～0.1cm。

如图2所示，在本发明的一实施例中，所述顶盖2的外径小于所述壳体1的外径，所述顶盖2的外缘与所述壳体1的外缘之间设置有第一间距，第一间距为w。所述顶盖2背离所述容纳腔的一面与所述壳体1的端部之间设置有第二间距，第二间距为H1。在本实施例中，通过设置第一间距和第二间距，使得在激光圆周焊接封装时，焊印落在顶盖2与壳体1形成的台阶处，从而使焊印不会超过电池外壳的外径和高度。

在本发明的一实施例中，所述第一间距为0.05～0.1cm，所述第二间距为0.05～0.1cm。

如图1、图4-图6所示，在本发明的一实施例中，所述电池外壳还包括极柱和绝缘密封件4，所述顶盖2上设置有通孔24，所述极柱设置于所述通孔24内。所述绝缘密封件4设置于所述极柱与所述顶盖2之间。具体地，绝缘密封件4呈环状，绝缘密封件4为绝缘胶片，材质选自PP，PEEK，PI复合胶等其它塑胶材质。

如图4-图6所示，在本发明的一实施例中，极柱背离容纳腔的一面设置有凹坑51，凹坑51呈球面状，凹坑51的直径为1-1.2mm，深度为0.05mm～0.1mm，解决了极柱加工时工夹带来的瑕疵。

如图4和图5所示，在本发明的一实施例中，所述极柱包括柱体52和设置在所述柱体52一端的凸缘53，所述柱体52设置于所述通孔24内，所述凸缘53位于所述柱体52背离所述容纳腔的一侧，所述绝缘密封件4设置于所述凸缘53与所述顶盖2之间。通过设置柱体52便于与极耳连接。

在此需要说明的是，凸缘53可以设置在柱体52朝向容纳腔的一侧，此时，柱体52的设置便于与外部装置连接。或者，极柱也可以呈片状。

如图5所示，在本发明的一实施例中，所述顶盖2背离所述容纳腔的一侧设置有凹槽25，所述凹槽25与所述通孔24同轴设置，所述凸缘53设置于所述凹槽25内，所述凸缘53的外缘与所述凹槽25的外壁之间设置有间隙。凹槽25的设置一方面便于放置凸缘53，另一方面，改善顶盖2的平面度，增加顶盖2的结构强度。另一方面，凹槽25的设置以及凸缘53的外缘与凹槽25的外壁之间设置有间隙，有效改善了绝缘胶片热压后溢胶至顶盖2和极柱表面的问题。

凸缘53的上表面可以与顶盖2的上表面齐平或者低于顶盖2的上表面或者高于顶盖2的上表面。

如图4所示，在本发明的一实施例中，所述顶盖2朝向所述容纳腔的一面设置有一个所述凸起结构21时，所述凸起结构21呈环状，所述凸起结构21的外缘和所述凹槽25的外壁在所述顶盖2方向的投影重合，或，所述凸起结构21的外缘在所述顶盖2方向的投影位于所述凹槽25在所述顶盖2方向的投影的外周。凸起结构21的面积大于凹槽25的面积，通过凸起结构21增加凹槽25处的结构强度。

在本发明的一实施例中，所述顶盖2朝向所述容纳腔的一面设置有多个所述凸起结构21时，多个所述凸起结构21呈环状、条状或弧状，多个所述凸起结构21呈环状时，多个凸起结构21同轴心设置。多个凸起结构21呈条状或者弧状时，可交错或按一定规律间隔设置在顶盖2表面。

如图1和图7所示，本发明还提供了一种扣式电池，包括极芯6和以上任一项实施例中的电池外壳，以具备电池外壳的所有效果。所述极芯6设置于所述容纳腔内，所述极芯6为卷绕极芯或者叠片极芯。

在本发明的一实施例中，极芯6包括第一极耳、第二极耳、第一极片、第二极片和隔膜，第一极耳、第二极耳分别与壳体1、极柱焊接导通。焊接方式可为点底焊，电阻焊，双针焊，激光焊等焊接工艺。

在组装时，通过CNC加工出顶盖2和顶盖2上的凸起结构21、凹槽25和限位结构。在凹槽25内放置绝缘密封件4，将极柱的柱体52放置在通孔24内，凸缘53与绝缘密封件4搭接，然后将凸缘53、绝缘密封件4、顶盖2之间进行热压，实现极柱与顶盖2的绝缘密封连接。

极芯6装入壳体1的容纳腔内，然后焊接第一极耳、第二极耳，第一极耳与极柱焊接，第二极耳与壳体1内底面焊接，并注入电解液。再将顶盖2装入壳体1，并通过激光焊接将顶盖2与壳体1焊接成一体，形成一个密封体结构的纽扣电池。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。