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扣式電池及其制備方法以及電子裝置與流程

文檔序號:34656495發布日期:2023-06-30 01:49閱讀:33019來源:國知局
扣式電池及其制備方法以及電子裝置與流程

1.本技術涉及儲能技術領域,特別是涉及一種扣式電池及其制備方法以及電子裝置。


背景技術:

2.由于具有可充電、可重復使用等優點,二次電池如扣式電池被廣泛應用于各種電子裝置中,例如被應用于便攜式電子裝置中。相關技術中,二次電池多包括殼體及置于殼體內部的電極組件。
3.二次電池的制造是一個相對精密的過程,對于殼體、電極組件等的裝配精度有著較高的要求。此外,二次電池在一些充放電過程中,如當二次電池處于高溫高壓環境中時,殼體內部會產生一些氣體,如果氣體得不到疏散,會影響二次電池的產品性能。


技術實現要素:

4.本技術實施例的目的在于提供一種扣式電池及電子裝置,以提高扣式電池的安全性及產品性能。具體技術方案如下:
5.本技術第一方面的實施例提供了一種扣式電池,包括電極組件、第一殼體和第二殼體。其中,第一殼體與第二殼體連接并配合形成容納空間,電極組件置于容納空間內,第一殼體包括第一底壁和與第一底壁連接的第一側壁,第一底壁上設置有凹槽,第一底壁沿第一方向的尺寸為tμm,凹槽沿第一方向的尺寸為hμm,其中第一方向為垂直于第一底壁的方向,0.1t≤h≤0.7t。
6.本技術實施例的有益效果:通過調控凹槽的尺寸滿足上述關系,當扣式電池內部壓力過大時(例如極端濫用情況下導致電池大量產氣),內部積累的氣體可以通過凹槽處提前沖開泄壓,從而將電池內部的氣體可控的釋放排出提高扣式電池的安全性及產品性能。另一方面,第一底壁的凹槽滿足上述關系,有利于識別和定位殼體,從而有利于第一殼體和第二殼體的組裝、扣合,提高電極組件的裝配精度,提高產品性能。
7.一些實施例中,0.3t≤h≤0.6t,有利于獲得更加優異的性能。
8.一些實施例中,凹槽沿第一底壁的邊緣向第一底壁的中心的方向延伸。如此,當扣式電池內部壓力過大時,有利于在凹槽以及凹槽所在的第一底壁的邊緣到中心的方向的延伸線上形成泄壓口,有利于將電池內部的氣體快速的釋放排出,有利于提高扣式電池的安全性及產品性能。
9.一些實施例中,凹槽從第一底壁的邊緣向第一底壁的中心延伸。如此,當扣式電池內部壓力過大時,第一底壁的邊緣為第一底壁和第一側壁的連接處,強度較弱,內部積累的氣體可以通過凹槽位于底壁的邊緣處提前沖開泄壓,從而將電池內部的氣體可控的釋放排出,有利于提高扣式電池的安全性及產品性能。
10.一些實施例中,凹槽與第一底壁的中心相分離,從而在第一殼體外轉接焊導電板時或者內部焊接電極組件時,降低焊接不良或者焊穿風險,更有利于提高扣式電池的安全
性及產品性能。也有利于通過凹槽對于第一底壁進行精確的定位,提高裝配的精確性。
11.一些實施例中,凹槽由第一底壁延伸至第一側壁,如此,凹槽經過第一底壁的邊緣,且凹槽的區域更大,更有利于扣式電池在濫用大量產氣情況下泄壓,以及提高凹槽泄壓工作的可靠性,更有利于提高扣式電池的安全性。也有利于通過第一側壁進行裝配定位。
12.一些實施例中,本技術的扣式電池還包括電解液,第二殼體設置有注液結構,第一底壁未設置注液結構。一方面便于向扣式電池內注入電解液,另一方面降低注液結構和凹槽同時位于第一底壁時對第一底壁強度的影響,有利于提高扣式電池的安全性。
13.一些實施例中,在第一方向上,第一底壁的兩面均設置有凹槽,位于第一底壁的兩面的凹槽沿第一方向的正投影至少部分重合,0.1t≤h≤0.3t。有利于提高凹槽泄壓的可靠性以及降低凹槽對第一底壁強度的影響。同時,由于凹槽在第一底壁上可以容易地被識別到,因此還能利用第一底壁兩面的凹槽分別作為第一底壁內外兩面的標記,提高裝配精度。如在焊接導電板時,利用該標記對導電板進行定位,有利于提高導電板焊接精度。
14.一些實施例中,在第一方向上,位于第一底壁的一面的凹槽的尺寸為h1μm,位于第一底壁的另一面的凹槽的尺寸為h2μm,0.4t≤h1+h2≤1.2t。第一底壁兩面的凹槽能夠提高凹槽泄壓的可靠性,降低扣式電池發生熱失控的風險,并且,由于凹槽在第一底壁上可以容易地被識別到,因此還能利用第一底壁兩面的凹槽分別作為第一底壁內外兩面的標記,從而在焊接導電板時,利用該標記對導電板進行定位,更有利于提高導電板焊接精度。
15.一些實施例中,第一底壁呈圓形,沿第一方向,第一底壁的至少一面設置有凹槽。當扣式電池內部壓力過大時,內部積累的氣體可以通過凹槽處提前沖開泄壓,從而將電池內部的氣體可控的釋放排出,降低扣式電池進一步發生熱失控的風險,更有利于提高扣式電池的安全性及產品性能。
16.一些實施例中,凹槽在第一底壁的正投影呈條帶狀,凹槽沿其延伸方向的尺寸為lmm,凹槽沿與其延伸方向相垂直的方向的尺寸為wmm,第一底壁的半徑為rmm,4t≤l≤2r,0.5t≤w≤0.1πr。如此,能夠在扣式電池正常使用時保持第一殼體具有足夠的結構強度,還能在扣式電池內部壓力過大時,內部積累的氣體可以通過凹槽處提前沖開泄壓,從而將電池內部的氣體可控的釋放排出,降低扣式電池進一步發生熱失控的風險,一方面有利于提高扣式電池的可靠性,另一方面有利于提高扣式電池的安全性。
17.一些實施例中,4t≤l≤r,如此,能夠在扣式電池正常使用時保持第一殼體具有足夠的結構強度,還能在扣式電池內部壓力過大時,內部積累的氣體可以通過凹槽處提前沖開泄壓,從而將電池內部的氣體可控的釋放排出,降低扣式電池進一步發生熱失控的風險,一方面有利于提高扣式電池的可靠性,另一方面有利于提高扣式電池的安全性。
18.一些實施例中,第一底壁的一面設置有三個凹槽,凹槽在第一底壁的正投影呈條帶狀,凹槽沿第一底壁的直徑方向延伸,且相鄰的凹槽沿自身延伸方向上的中心線之間的夾角為α,115
°
≤α≤125
°
。有利于平衡扣式電池形成較大泄壓口進行快速泄壓的安全性以及降低凹槽對第一底壁強度的影響。同時,三個凹槽在第一底壁上可以容易地被識別到,因此還能利用上述三個凹槽作為標記,利于識別和定位殼體,從而有利于第一殼體和第二殼體的組裝、扣合,提高電極組件的裝配精度;此外,在焊接導電板時,便于焊接機器利用該標記進行定位,還有利于提高導電板焊接精度。
19.一些實施例中,第一底壁的半徑為rmm,3≤r≤10,有利于得到具有良好產品性能
的扣式電池。
20.一些實施例中,第一底壁的一面設置有兩個凹槽,兩個凹槽交叉設置,凹槽的區域更大,且可以通過交叉點制造進一步的泄壓薄弱點,更有利于扣式電池在濫用大量產氣情況下泄壓,更有利于提高扣式電池的安全性。此外,可以通過交叉點進一步提高定位的精度。
21.一些實施例中,電極組件包括第一導電板,第一導電板與第一底壁連接并在第一底壁上形成連接部,從第一方向觀察,連接部與凹槽相分離。即連接部與凹槽不重疊,從而降低因連接部與凹槽重疊而導致的焊接不良或者焊穿風險,更有利于提高扣式電池的安全性及產品性能。
22.一些實施例中,電極組件還包括第二導電板,第二導電板與第二殼體連接,從第一方向觀察,凹槽與第一導電板和/或第二導電板重疊。一方面便于制造過程中提高電極組件的裝配精度和導電板的焊接位置的精度,另一方面可以使電極組件以固定方位裝配至容納空間內,降低導電板完全或部分堵住注液結構導致的注液效率下降風險,有利于提高電解液注液效率和電極組件的浸潤效果,有利于提高電化學裝置的優率和產品性能。
23.一些實施例中,30≤t≤300,有利于使扣式電池具有良好的結構強度和能量密度。
24.一些實施例中,凹槽在第一底壁的正投影的形狀包括圓形、方形或條帶形中的至少一種。
25.一些實施例中,第一殼體和第二殼體一體成型。有利于制造效率的提高。
26.本技術第二方面的實施例提供了一種扣式電池的制備方法,包括:
27.制備電極組件;
28.制備第一殼體,第一殼體包括第一底壁和與第一底壁連接的第一側壁,第一底壁上設置有凹槽,第一底壁沿第一方向的尺寸為tμm,凹槽沿所述第一方向的尺寸為hμm,0.1t≤h≤0.7t,第一方向為垂直于第一底壁的方向;
29.制備第二殼體;
30.將電極組件與第一殼體進行裝配,將第一殼體與第二殼體進行裝配以形成容納空間,電極組件置于容納空間內。
31.本技術第三方面的實施例提供了一種電子裝置,電子裝置包括上述第一方面任一實施例的扣式電池。
32.本技術實施例中,扣式電池用于向電子裝置提供電能,本技術實施例的扣式電池的第一底壁上設置有凹槽,第一底壁沿第一方向的尺寸為tμm,凹槽沿第一方向的尺寸為hμm,0.1t≤h≤0.7t,當扣式電池內部壓力過大時,內部積累的氣體可以通過凹槽處提前沖開泄壓,從而將電池內部的氣體可控的釋放排出,降低扣式電池進一步發生熱失控的風險,有利于提高扣式電池的安全性及產品性能。當然,實施本技術的任一實施方案并不一定需要同時達到以上的所有優點。
附圖說明
33.為了更清楚地說明本技術實施例和現有技術的技術方案,下面對實施例和現有技術中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本技術的一些實施例,對于本領域普通技術人員來講,還可以根據這些附圖獲得其他的實施例。
34.圖1為本技術一些實施例中的扣式電池的縱向剖面示意圖;
35.圖2為本技術一些實施例中的第一殼體的俯視圖;
36.圖3為圖2中沿f-f虛線縱向剖開的剖面圖;
37.圖4為本技術另一些實施例中的第一殼體的俯視圖;
38.圖5為圖4中沿f-f虛線縱向剖開的剖面圖;
39.圖6為本技術再一些實施例中的第一殼體的俯視圖;
40.圖7為圖6中沿f-f虛線縱向剖開的剖面圖;
41.圖8為本技術一些實施例中的扣式電池的縱向剖面示意圖;
42.圖9為本技術一些實施例中的第二殼體的俯視圖;
43.圖10為本技術再一些實施例中的第一殼體的俯視圖;
44.圖11為圖10中沿f-f虛線縱向剖開的剖面圖;
45.圖12為本技術再一些實施例中的第一殼體的俯視圖;
46.圖13為圖12中沿f-f虛線縱向剖開的剖面圖;
47.圖14為本技術再一些實施例中的第一殼體的俯視圖;
48.圖15為圖14中沿f-f虛線縱向剖開的剖面圖;
49.圖16為本技術再一些實施例中的第一殼體的俯視圖;
50.圖17為圖16中沿f-f虛線縱向剖開的剖面圖;
51.圖18為本技術再一些實施例中的第一殼體的俯視圖;
52.圖19為本技術再一些實施例中的第一殼體的俯視圖;
53.圖20為本技術一些實施例中的扣式電池的仰視圖;
54.圖21為本技術另一些實施例中的扣式電池的仰視圖;
55.圖22為本技術再一些實施例中的扣式電池的仰視圖;
56.圖23為本技術再一些實施例中的第一殼體的俯視圖;
57.圖24為本技術再一些實施例中的第一殼體的俯視圖;
58.圖25為本技術再一些實施例中的第一殼體的俯視圖。
59.附圖標記:
60.電極組件-1,第一殼體-2,第二殼體-3,第一極片-4,隔離膜-5,第二極片-6,中心-o,第一導電板-7,第二導電板-8,容納空間-20,第一底壁-21,第一面-21a,第二面-21b,第一側壁-22,邊緣-23,注液結構-31,第一活性材料層-41,第一集流體-42,第二活性材料層-61,第二集流體-62,連接部-71,凹槽-211,第一凹槽-211a,第二凹槽-211c,第三凹槽-211e,第四凹槽-211b,第五凹槽-211d,第六凹槽-211f,第七凹槽-211-1,第八凹槽-211-2,第九凹槽-211-3,第三面-22a,第四面-22b。
具體實施方式
61.為使本技術的目的、技術方案、及優點更加清楚明白,以下參照附圖并舉實施例,對本技術進一步詳細說明。顯然,所描述的實施例僅僅是本技術一部分實施例,而不是全部的實施例。基于本技術中的實施例,本領域普通技術人員所獲得的所有其他實施例,都屬于本技術保護的范圍。
62.下面對本技術實施例中的技術方案進行清楚、詳細地描述,顯然,所描述的實施例
僅僅是本技術一部分實施例,而不是全部的實施例。除非另有定義,本文所使用的所有的技術和科學術語與屬于本技術的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。在本技術的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的,不是旨在于限制本技術。
63.下文,將詳細地描述本技術的實施方式。但是,本技術可體現為許多不同的形式,并且不應解釋為限于本文闡釋的示例性實施方式。而是,提供這些示例性實施方式,從而使本技術透徹的和詳細的向本領域技術人員傳達。
64.另外,為了簡潔和清楚,在附圖中,各種組件、層的尺寸或厚度可被放大。遍及全文,相同的數值指相同的要素。如本文所使用,術語“及/或”、“以及/或者”包括一個或多個相關列舉項目的任何和所有組合。另外,應當理解,當要素a被稱為“連接”要素b時,要素a可直接連接至要素b,或可能存在中間要素c并且要素a和要素b可彼此間接連接。
65.進一步,當描述本技術的實施方式時使用“可”指“本技術的一個或多個實施方式”。
66.本文使用的專業術語是為了描述具體實施方式的目的并且不旨在限制本技術。如本文所使用,單數形式旨在也包括復數形式,除非上下文另外明確指出。應進一步理解,術語“包括”,當在本說明書中使用時,指存在敘述的特征、數值、步驟、操作、要素和/或組分,但是不排除存在或增加一個或多個其他特征、數值、步驟、操作、要素、組分和/或其組合。
67.空間相關術語,比如“上”等可在本文用于方便描述,以描述如圖中闡釋的一個要素或特征與另一要素(多個要素)或特征(多個特征)的關系。應理解,除了圖中描述的方向之外,空間相關術語旨在包括設備或裝置在使用或操作中的不同方向。例如,如果將圖中的設備翻轉,則描述為在其他要素或特征“上方”或“上”的要素將定向在其他要素或特征的“下方”或“下面”。因此,示例性術語“上”可包括上面和下面的方向。應理解,盡管術語第一、第二、第三等可在本文用于描述各種要素、組分、區域、層和/或部分,但是這些要素、組分、區域、層和/或部分不應受這些術語的限制。這些術語用于區分一個要素、組分、區域、層或部分與另一要素、組分、區域、層或部分。因此,下面討論的第一要素、組分、區域、層或部分可稱為第二要素、組分、區域、層或部分,而不背離示例性實施方式的教導。
68.下面對本技術的一些實施方式作詳細說明。在不沖突的情況下,下述的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
69.為提高扣式電池的安全性及產品性能,本技術實施例提供了一種扣式電池及電子裝置。其中,扣式電池用于向電子裝置提供電能。本技術實施例第一方面的實施例提供了一種扣式電池,如圖1所示,包括電極組件1、第一殼體2和第二殼體3,其中,第一殼體2為中空狀,第一殼體2與第二殼體3連接并配合形成容納空間20,電極組件1置于容納空間20內。在一種實施方式中,參考圖1,沿第一方向z,第二殼體3扣合在第一殼體2的頂部,如此,第一殼體2與第二殼體3連接并形成容納空間20。第一殼體2包括第一底壁21和與第一底壁21連接的第一側壁22,第一側壁22從第一底壁21的邊緣延伸,第一底壁21上設置有凹槽211,第一底壁21沿第一方向的尺寸為tμm,凹槽211沿第一方向的尺寸為hμm,0.1t≤h≤0.7t。第一底壁具有第一面21a和第二面21b,第一面21a可以是第一底壁21的內表面,第二面21b可以是第一底壁21的外表面。凹槽211可以設置在第一面21a,也可以設置在第二面21b,當然,還可以同時設置在第一面21a和第二面21b。
70.本技術實施例中,定義垂直于第一底壁21的方向為第一方向z,且將垂直于第一方
向z的兩個方向定義為第二方向x和第三方向y,第二方向x與第三方向y相互垂直。第一底壁21沿第一方向z的尺寸是指沿第一方向z第一底壁21的內表面與外表面之間的距離,可以獲取從第三方向y對第一底壁21觀察的圖像,在圖像中測量相應尺寸。凹槽211沿第一方向z的尺寸是指沿第一方向z,凹槽211的最低點到第一底壁21的內表面之間的距離,可以利用激光測距儀測量。本技術中,第一底壁21的內表面即第一面21a,是指第一底壁21與電極組件1相鄰的一面;第一底壁21的外表面即第二面21b,是指第一底壁21與電極組件1相背離的一面。如此設置,當扣式電池內部壓力過大時(例如極端濫用情況下導致電池大量產氣),內部積累的氣體可以通過凹槽處提前沖開泄壓,從而將電池內部的氣體可控的釋放排出,降低扣式電池進一步發生熱失控的風險,有利于提高扣式電池的安全性及產品性能。另一方面,第一底壁的凹槽有利于識別和定位殼體,從而有利于第一殼體和第二殼體的組裝、扣合,提高電極組件的裝配精度。本技術對凹槽的形成方式沒有特別限制,例如,可以通過外部壓力設備對第一殼體2施加壓力形成,例如通過沖壓機沖壓形成。
71.本技術對第一殼體2的材料沒有特別限制,只要能實現本技術目的即可。在一種實施方案中,第一殼體2為正極殼體,第一殼體2的材質可以為鋼、鋁或鋁合金。鋼殼包括元素fe和c,鋼殼體還可以包括元素ni、co、al、mn、cr、cu、mg、mo、s、si、ti、v、pb、sb、n、p中的一種或幾種。鋁合金殼體包括元素al,鋁合金殼體還可以包括mn、cr、ni、co、cu、fe、mg、si、ti、v、zn中的一種或幾種。
72.本技術對第二殼體3的材料沒有特別限制,只要能實現本技術目的即可。在一種實施方案中,第二殼體3為負極殼體,第二殼體3的材質可以為鋼。
73.在一些實施例中,第一殼體2可以呈柱狀,第一底壁21可以呈圓形,第一側壁22在第一底壁21上的正投影可以呈環形。當然,第一底壁21還可以是矩形、橢圓形等,只要能滿足本技術目的即可。
74.本技術實施例的電極組件1,參考圖1,包括第一極片4、隔離膜5和第二極片6。其中,隔離膜5設置在第一極片4和第二極片6之間,主要起到防止正、負極短路的作用,同時可以使離子通過。第一極片4包括第一活性材料層41和第一集流體42,第二極片6包括第二活性材料層61和第二集流體62。第一極片4可以是正極極片,也可以是負極極片,當第一極片4為正極極片時,第一活性材料層41可以是正極活性材料層,第一集流體42可以是正極集流體;當第一極片4為負極極片時,第一活性材料層41可以是負極活性材料層,第一集流體42可以是負極集流體。第二極片6可以是負極極片,也可以是正極極片,當第二極片6為負極極片時,第二活性材料層61為負極活性材料層,第二集流體62為負極集流體;當第二極片6為正極極片時,第二活性材料層61為正極活性材料層,第二集流體62為正極集流體。
75.在一種實施方案中,參考圖2和圖3,圖3為圖2中沿f-f虛線(z方向)剖開的剖面圖,凹槽211沿第一底壁21的邊緣23向第一底壁21的中心的方向延伸。如此,當扣式電池內部壓力過大時,有利于在凹槽211以及凹槽211所在的第一底壁21的邊緣23到中心o的方向的延伸線上形成泄壓口,有利于將扣式電池內部的氣體快速的釋放排出,有利于提高扣式電池的安全性及產品性能。可以理解的是,第一側壁22也具有兩個表面,即內表面和外表面。本技術實施例中,定義第一側壁22的內表面為第三面22a,第一側壁22的外表面為第四面22b。本技術實施例中,邊緣23可以指第一底壁21的第一面21a與第一側壁22的第三面22a的交界處。邊緣23也可以指第一底壁21的第二面21b與第一側壁22的第四面22b的交界處。從圖2還
可以看出,從第一方向觀察,凹槽211遠離第一側壁22,即不與第一側壁22接觸。
76.在一種實施方案中,如圖4和圖5所示,其中圖5是圖4中沿f-f虛線剖開的剖面圖,凹槽211從第一底壁21的邊緣23向第一底壁21的中心延伸。如此,當扣式電池內部壓力過大時,第一底壁21的邊緣23為第一底壁21和第一側壁22的連接處,強度較弱,內部積累的氣體可以通過凹槽處提前沖開泄壓,從而將電池內部的氣體可控的釋放排出,降低扣式電池進一步發生熱失控的風險,有利于提高扣式電池的安全性及產品性能。
77.本技術實施例中,第一底壁21的中心o可以通過如下方式確定:獲取扣式電池1的仰視圖,得到第一底壁21的圖像,獲取第一底壁21的外接圓,從而確定該外接圓的圓心即為第一底壁的中心o。
78.在一種實施方案中,如圖2和圖4所示,凹槽211與第一底壁21的中心o相分離,從而在第一殼體2外轉接焊導電板時或者內部焊接電極組件1時,降低焊接不良或者焊穿風險,更有利于提高扣式電池的安全性及產品性能。也有利于通過凹槽211對于第一底壁21進行精確的定位,提高裝配的精確性。
79.在一種實施方案中,如圖6和圖7所示,其中圖7為圖6中沿f-f虛線剖開的剖面圖,凹槽211由第一底壁21延伸至第一側壁22。如此,凹槽211經過第一底壁21的邊緣23,且凹槽的區域更大,更有利于扣式電池在濫用大量產氣情況下泄壓,以及提高凹槽211泄壓工作的可靠性,更有利于提高扣式電池的安全性。也有利于通過第一側壁22進行裝配定位。
80.在一種實施方案中,本技術實施例的扣式電池還包括電解液。如圖8和圖9所示,第二殼體3設置有注液結構31,一方面便于向扣式電池內注入電解液;另一方面,注液結構31所在位置處的設計強度通常較低,當扣式電池內部壓力過大時,隨著扣式電池內部壓力增加,扣式電池的第二殼體3能夠在注液結構31所在處或其附近處提前沖開,從而將扣式電池內部的氣體可控的釋放排出,更有利于提高扣式電池的安全性。由于注液結構31注液后會進行二次焊接密封,本技術實施例的第一底壁21未設置注液結構31,降低因注液結構31和凹槽211位于同一區域而導致的凹槽211受到損傷以及對第一底壁21強度影響的風險,更有利于提高扣式電池的安全性。本技術實施例的注液結構31可以是注液孔,在注入電解液后,可以將注液結構31密封以對扣式電池進行密封。本技術實施例對密封形式不做限定,可以采用本領域的密封形式,例如激光焊進行密封。
81.在一種實施方案中,在第一方向上,第一底壁21的兩面均設置有凹槽211,位于第一底壁21的兩面的凹槽211沿第一方向的正投影至少部分重合,0.1t≤h≤0.3t。本技術實施例中,第一底壁21的兩面可以是指沿第一方向觀察,第一底壁21的第一面21a和第二面21b,其中第一面21a是指第一底壁21與電極組件1相對的一面,第二面21b是指第一底壁21與電極組件1相背離的一面。
82.在一種具體的實施方案中,如圖10和圖11所示,第一底壁21的第一面21a分別設置有第一凹槽211a、第二槽211c、第三槽211e,第一底壁21的第二面21b分別設置有第四凹槽211b、第五凹槽211d、第六凹槽211f。其中,第一凹槽211a和第四凹槽211b沿第一方向的正投影重合,第二凹槽211c和第五凹槽211d沿第一方向的正投影重合,第三凹槽211e和第六凹槽211f沿第一方向的正投影重合。第一凹槽211a、第二凹槽211c、第三凹槽211e的厚度h滿足0.1t≤h≤0.3t,第四凹槽211b、第五凹槽211d、第六凹槽211f的厚度h也滿足0.1t≤h≤0.3t。
83.在另一種具體的實施方案中,如圖12和圖13所示,其中圖13為圖12中沿f-f虛線剖開的剖面圖。參見圖12,第一底壁21的第一面21a分別設置有第一凹槽211a、第二凹槽211c、第三凹槽211e,第一底壁21的第二面21b分別設置有第四凹槽211b、第五凹槽211d、第六凹槽211f。其中,第一凹槽211a和第四凹槽211b沿第一方向的正投影部分重合,第二凹槽211c和第五凹槽211d沿第一方向的正投影部分重合,第三凹槽211e和第六凹槽211f沿第一方向的正投影部分重合。第一凹槽211a、第二凹槽211c、第三凹槽211e的厚度h滿足0.1t≤h≤0.3t,第四凹槽211b、第五凹槽211d、第六凹槽211f的厚度h也滿足0.1t≤h≤0.3t。
84.如此,有利于提高凹槽211泄壓的可靠性以及降低凹槽211對第一底壁21強度的影響。同時,第一底壁21兩面的的凹槽211能夠降低扣式電池發生熱失控的風險。并且,第一凹槽211a、第二凹槽211c、第三凹槽211e在焊接導電板時便于快速識別從而固定導電板,利用上述凹槽對導電板進行定位,有利于導電板焊接優率的提高;第四凹槽211b、第五凹槽211d、第六凹槽211f在電極組件20制造過程中便于機械手識別抓取,有利于第一殼體21和第二殼體22的組裝、扣合,提高電極組件的裝配精度。
85.在另一種具體的實施方案中,如圖14和圖15所示,其中圖15為圖14中沿f-f虛線剖開的剖面圖。參見圖14,第一底壁21的第一面21a分別設置有第一凹槽211a、第二凹槽211c、第三凹槽211e,第一底壁21的第二面21b分別設置有第四凹槽211b、第五凹槽211d、第六凹槽211f。其中,第一凹槽211a和第四凹槽211b沿第一方向的正投影相分離,第二凹槽211c和第五凹槽211d沿第一方向的正投影相分離,第三凹槽211e和第六凹槽211f沿第一方向的正投影相分離。第一凹槽211a、第二凹槽211c、第三凹槽211e的厚度h滿足0.1t≤h≤0.3t,第四凹槽211b、第五凹槽211d、第六凹槽211f的厚度h也滿足0.1t≤h≤0.3t。如此設置,第一底壁21兩面的的凹槽能夠降低扣式電池發生熱失控的風險。并且,在第一殼體21和第二殼體22的組裝、扣合時有利于從第一殼體21的外側和內則進行定位,提高電極組件的裝配精度,以及降低在第一殼體21和第二殼體22扣合時工的藝操作難度。
86.在一種實施方案中,如圖16和圖17所示,圖17為圖16中沿f-f虛線剖開的剖面圖。在第一方向上,位于第一底壁21的一面的凹槽211的尺寸為h1μm,位于第一底壁21的另一面的凹槽211的尺寸為h2μm,0.4t≤h1+h2≤1.2t。在一種具體的實施方案中,參見圖16,第一凹槽211a、第二凹槽211c、第三凹槽211e的尺寸均為h1μm,第四凹槽211b、第五凹槽211d、第六凹槽211f的尺寸均為h2μm。如此設置,第一凹槽211a、第二凹槽211c、第三凹槽211e在焊接導電板時便于快速識別從而固定導電板,利用上述凹槽對導電板進行定位,有利于導電板焊接優率的提高;第四凹槽211b、第五凹槽211d、第六凹槽211f在電極組件20制造過程中便于機械手識別抓取,有利于第一殼體21和第二殼體22的組裝、扣合,提高電極組件的裝配精度。
87.在一種實施方案中,第一底壁21呈圓形,沿第一方向,第一底壁21的至少一面設置有凹槽211。在一些具體的實施方案中,如圖2至圖7所示,第一底壁21的一面設置有凹槽211;在另一些具體的實施方案中,如圖10至圖17所示,第一底壁21的第一面21a設置有第一凹槽211a,第二凹槽211c、第三凹槽211e,第一底壁21的第二面21b設置有第四凹槽211b,第二凹槽211c和第五凹槽211d。如此,當扣式電池內部壓力過大時,內部積累的氣體可以通過凹槽處提前沖開泄壓,從而將電池內部的氣體可控的釋放排出,降低扣式電池進一步發生熱失控的風險,有利于提高扣式電池的安全性及產品性能。
88.在一種實施方案中,參考圖18,凹槽211在第一底壁21的正投影呈條帶狀,凹槽211沿其延伸方向的尺寸為lmm,凹槽211沿與其延伸方向相垂直的方向的尺寸為wmm,第一底壁21的半徑為rmm,4t≤l≤2r,優選為4t≤l≤r,0.5t≤w≤0.1πr。通過調控凹槽的尺寸滿足上述關系,能夠在扣式電池正常使用時保持第一殼體具有足夠的結構強度,還能在扣式電池內部壓力過大時,內部積累的氣體可以通過凹槽處提前沖開泄壓,從而將電池內部的氣體可控的釋放排出,降低扣式電池進一步發生熱失控的風險,一方面有利于提高扣式電池的可靠性,另一方面有利于提高扣式電池的安全性。可以理解的是,對于多個凹槽211中的任意一個,該凹槽211的延伸方向,以及該第一凹槽211與其延伸方向相垂直的方向,這兩個方向位于同一個平面內。本技術實施例中,凹槽211沿其延伸方向的尺寸lmm(即凹槽的長度),以及凹槽211沿與其延伸方向相垂直的方向的尺寸wmm(即凹槽211的寬度),均可以利用利用ccd相機拍照得到放大的圖像,在圖像中測量相應尺寸。
89.本技術實施例中,第一底壁21的半徑r可以通過如下方式確定:獲取扣式電池1的仰視圖,得到第一底壁21的圖像,獲取第一底壁21的外接圓,從而確定該外接圓的半徑即為第一底壁21的半徑r。
90.在一種實施方案中,如圖18所示,第一底壁21的一面設置有三個凹槽,分別為第七凹槽211-1,第八凹槽211-2、第九凹槽211-3,對于第七凹槽211-1、第八凹槽211-2、第九凹槽211-3中的任一個,其在第一底壁21的正投影呈條帶狀。三個凹槽沿第一底壁21的直徑方向延伸,且相鄰的兩個凹槽沿自身延伸方向上的中心線之間的夾角為α,115
°
≤α≤125
°
。通過上述設置方式,有利于平衡扣式電池形成較大泄壓口進行快速泄壓的安全性以及降低凹槽211對第一底壁21強度的影響。同時,三個凹槽211在第一底壁21上可以容易地被識別到,因此還能利用上述三個凹槽211作為標記,從而有利于第一殼體2和第二殼體3的組裝、扣合,提高電極組件2的裝配精度。此外,在焊接導電板時,便于焊接機器利用該標記進行定位,還有利于提高導電板焊接優率。
91.在一種實施方案中,第一底壁21的半徑為rmm,3≤r≤10,能夠得到具有良好產品性能的扣式電池。
92.在一種實施方案中,參考圖19,第一底壁21的一面設置有兩個凹槽,分別為第七凹槽211-1和第八凹槽211-2,其中第七凹槽211-1和第八凹槽211-2交叉設置。兩個凹槽之間的夾角為β,0
°
<β<180
°
。作為示例,圖19中兩個凹槽211之間的夾角為90
°
。如此,凹槽的區域更大,且可以通過交叉點制造進一步的泄壓薄弱點,更有利于扣式電池在濫用大量產氣情況下泄壓,進一步提高扣式電池的安全性。此外,可以通過交叉點進一步提高定位的精度。
93.在一種實施方案中,如圖1所示,本技術實施例的電極組件1還包括第一導電板7,第一導電板7與第一底壁21連接,并在第一底壁21上形成連接部71。如圖20所示,從第一方向觀察,連接部71與凹槽211相分離。發明人研究發現,第一導電板7通常為金屬材質的長條狀薄片,通常情況下一條導電板只有一部分與第一殼體2電連接,即連接部71與第一底壁21連接,連接部71可以通過焊接方式固定在第一底壁21上,在電連接的位置第一導電板7與第一殼體2相接觸以用于導電。由于凹槽211通常是不平整的,且相對于第一底壁21的其他部分更薄,因此本技術實施例的連接部71與凹槽211相分離,從而降低因連接部71未與凹槽211相分離而導致的焊接不良或者焊穿風險,更有利于提高扣式電池的安全性及產品性能。
94.在一種實施方案中,如圖1所示,本技術實施例的電極組件1還包括第二導電板8,第二導電板8與第二殼體3連接,從第一方向觀察,凹槽211與第一導電板7和/或第二導電板8重疊。一方面,第一底壁21上的凹槽211可以用于定位第一導電板7和第二導電板8,便于制造過程中提高電極組件1的裝配精度和導電板的焊接位置的精度;另一方面,參考圖8和圖9,第二殼體3的頂部通常設置有注液結構31(例如注液孔),且注液結構31在第一底壁21的正投影通常不與凹槽211重合。基于此,本技術中,第一導電板7和第二導電板8在第一底壁21上的正投影均被凹槽211在底壁21上的正投影部分或完全覆蓋,可以使電極組件1以固定方位裝配至容納空間20內,降低導電板完全或部分堵住注液結構31導致的注液效率下降風險,有利于提高電解液注液效率,也有利于提高電化學裝置的優率。
95.在一種具體的實施方案中,如圖20所示,第一底壁21的一面設置有三個凹槽,分別為第七凹槽211-1,第八凹槽211-2、第九凹槽211-3。其中,第七凹槽211-1與第一導電板7重疊,第一導電板7在第一底壁21上的正投影被第七凹槽211-1在第一底壁21上的正投影部分或完全覆蓋。
96.在另一種具體的實施方案中,如圖21所示,第一底壁21的一面設置有三個凹槽,分別為第七凹槽211-1,第八凹槽211-2、第九凹槽211-3。其中,第九凹槽211-3與第二導電板8重疊,第二導電板8在第一底壁21上的正投影被第九凹槽211-3在第一底壁21上的正投影部分或完全覆蓋。
97.在另一種具體的實施方案中,如圖22所示,第一底壁21的一面設置有三個凹槽,分別為第七凹槽211-1,第八凹槽211-2、第九凹槽211-3。其中,第七凹槽211-1與第一導電板7重疊,第九凹槽211-3與第二導電板8均重疊,第一導電板7和第二導電板8在第一底壁21上的正投影均被第七凹槽211-1和第九凹槽211-3在底壁21上的正投影部分或完全覆蓋。
98.本技術實施例中,第一導電板7及第二導電板8是指從電極組件1中將正、負極引出來的金屬導電體,通過接觸扣式電池上正、負兩極可以完成對扣式電池的充放電。第一導電板7與第二導電板8的極性相反,例如,當第一導電板7為正極導電板時,第二導電板8為負極導電板。當第一導電板7為負極導電板時,第二導電板8為正極導電板。本技術實施例對第一導電板7及第二導電板8的材料沒有特別限制,只要能夠實現本技術實施例的目的即可。例如,正極導電板材料包括鋁(al),鋁合金或鎳(ni)中的至少一種,負極導電板材料包括鎳(ni)、銅(cu)、銅(cu)鎳(ni)合金或銅鍍鎳(ni-cu)中的至少一種。
99.本技術實施例對第一導電板7、第二導電板8與第一底壁21、第二殼體3的連接方式沒有特別限制,只要能夠實現本技術實施例目的即可。例如,連接方式可以包括激光焊焊接、超聲焊焊接、電阻焊焊接或導電膠粘結等中的至少一種,從而實現二者間的電連接。本技術實施例對不同導電板引出的方向沒有特別限制,只要能夠實現本技術實施例的目的即可。例如,第一導電板7和第二導電板8的引出的方向可以為同向或異向。
100.在一種實施方案中,第一底壁21沿第一方向的尺寸為tμm,其中30≤t≤300。當t過小時,第一底壁21較薄,影響扣式電池的強度;當t過大時,第一底壁21較厚,影響扣式電池的容量,也不利于凹槽的泄壓。通過調控t在上述范圍內,能夠使扣式電池具有良好的結構強度和容量。
101.在一種實施方案中,凹槽211在第一底壁21的正投影的形狀包括圓形、方形或條帶形中的至少一種。在一種具體的實施方案中,參考圖23,第一底壁21的一面設置有四個凹槽
211,凹槽211在第一底壁21的正投影呈條帶形;在另一種具體的實施方案中,參考圖24,第一底壁21的一面設置有四個凹槽211,凹槽211在第一底壁21的正投影的形狀呈圓形;在另一種具體的實施方案中,參考圖25,第一底壁21的一面設置有四個凹槽211,凹槽211在第一底壁21的正投影的形狀呈矩形。
102.在本技術中,正極極片通常包括正極集流體,本技術對正極集流體沒有特別限制,只要能實現本技術的目的即可,例如可以包括但不限于鋁箔、鋁合金箔或復合集流體等。在本技術中,對正極集流體的厚度沒有特別限制,只要能夠實現本技術目的即可,例如厚度為4μm至12μm。在本技術中,正極活性材料層可以設置于正極集流體厚度方向上的一個表面上,也可以設置于正極集流體厚度方向上的兩個表面上。需要說明,這里的“表面”可以是正極集流體的全部區域,也可以是正極集流體的部分區域,本技術沒有特別限制,只要能實現本技術目的即可。
103.本技術中,正極活性材料層包含正極活性材料,本技術對正極活性材料的種類沒有特別限制,只要能夠實現本技術目的即可,例如,正極活性材料可以包含鎳鈷錳酸鋰(811、622、523、111)、鎳鈷鋁酸鋰、磷酸鐵鋰、富鋰錳基材料、鈷酸鋰、錳酸鋰或磷酸錳鐵鋰中的至少一種。在本技術中,正極活性材料還可以包含非金屬元素,例如非金屬元素包括氟、磷、硼、氯、硅、硫等中的至少一種,這些元素能進一步提高正極材料的穩定性。
104.在本技術中,正極活性材料層中還可以包括正極粘結劑,本技術對正極粘結劑沒有特別限制,只要能夠實現本技術目的即可,例如可以包括但不限于含氟樹脂、聚丙烯樹脂、纖維型粘結劑、橡膠型粘結劑或聚酰亞胺型粘結劑中的至少一種。
105.在本技術中,正極活性材料層中還可以包括正極導電劑,本技術對正極導電劑沒有特別限制,只要能夠實現本技術目的即可,例如可以包括但不限于導電炭黑(super p)、碳納米管(cnts)、碳纖維、乙炔黑、鱗片石墨、科琴黑、石墨烯、金屬材料或導電聚合物中的至少一種,優選地,正極導電劑包括導電炭黑和碳納米管。上述碳納米管可以包括但不限于單壁碳納米管和/或多壁碳納米管。上述碳纖維可以包括但不限于氣相生長碳纖維(vgcf)和/或納米碳纖維。上述金屬材料可以包括但不限于金屬粉和/或金屬纖維,具體地,金屬可以包括但不限于銅、鎳、鋁或銀中的至少一種。上述導電聚合物可以包括但不限于聚亞苯基衍生物、聚苯胺、聚噻吩、聚乙炔或聚吡咯中的至少一種。
106.本技術對正極活性材料、正極粘結劑、正極導電劑的含量沒有特別限制,可以采用本領域的常規含量,只要能實現本技術的目的即可。例如,基于正極材料層的質量,正極活性材料的質量百分含量為90%至98%,正極粘結劑的質量百分含量為0.5%至5%,正極導電劑的質量百分含量為0.5%至5%。
107.任選地,正極極片還可以包括導電層,導電層位于正極集流體和正極活性材料層之間。本技術對導電層的組成沒有特別限制,可以是本領域常用的導電層,例如可以包括但不限于上述正極導電劑和上述正極粘結劑。
108.在本技術中,負極極片通常包括負極集流體,本技術對負極集流體沒有特別限制,只要能實現本技術的目的即可,例如,可以包括但不限于銅箔、銅合金箔、鎳箔、不銹鋼箔、鈦箔、泡沫鎳、泡沫銅或復合集流體等。在本技術中,對負極的集流體的厚度沒有特別限制,只要能夠實現本技術目的即可,例如厚度為3μm至12μm。在本技術中,負極活性材料層可以設置于負極集流體厚度方向上的一個表面上,也可以設置于負極集流體厚度方向上的兩個
表面上。需要說明,這里的“表面”可以是負極集流體的全部區域,也可以是負極集流體的部分區域,本技術沒有特別限制,只要能實現本技術目的即可。
109.本技術中,負極活性材料層包括負極活性材料,其中,負極活性材料沒有特別限制,只要能實現本技術的目的即可,例如負極活性材料包括可逆地嵌入/脫嵌鋰離子的碳材料。碳材料可以是本領域已知的用作負極活性材料的碳材料,例如,碳材料可以包括但不限于結晶碳和/或非晶碳。上述結晶碳可以包括但不限于無定形的、片形的、小片形的、球形的或纖維狀的天然石墨或人造石墨。上述非晶碳可以包括但不限于軟碳、硬碳、中間相瀝青碳化物或煅燒焦中的至少一種。示例性地,負極活性材料可以包括但不限于天然石墨、人造石墨、中間相微碳球(mcmb)、硬碳、軟碳、硅、氧化硅(sio
x
,x為1或2)或硅-碳復合物中的至少一種。其中,硅-碳復合物中硅與碳的質量比為1:10至10:1、dv50為0.1μm至100μm。
110.在本技術中,負極活性材料層中還可以包括負極導電劑,本技術對負極導電劑沒有特別限制,只要能夠實現本技術目的即可,例如可以包括但不限于基于碳的材料、基于金屬的材料或導電聚合物中的至少一種。上述基于碳的材料選自天然石墨、人造石墨、導電碳黑、乙炔黑、科琴黑或碳纖維中的至少一種。上述基于金屬的材料可以包括但不限于金屬粉和/或金屬纖維,具體地,金屬可以包括但不限于銅、鎳、鋁或銀中的至少一種。導電聚合物可以包括但不限于聚亞苯基衍生物、聚苯胺、聚噻吩、聚乙炔或聚吡咯中的至少一種。
111.在本技術中,負極活性材料層中還可以包括負極粘結劑,本技術對負極粘結劑沒有特別限制,只要能夠實現本技術目的即可,例如可以包括但不限于聚乙烯醇、羧甲基纖維素、羥丙基纖維素、二乙酰基纖維素、聚氯乙烯、羧化的聚氯乙烯、聚氟乙烯、含亞乙基氧的聚合物、聚乙烯吡咯烷酮、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚偏1,1-二氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯酸、丁苯橡膠、丙烯酸(酯)化的丁苯橡膠、環氧樹脂或尼龍中的至少一種。
112.任選地,負極極片還可以包括導電層,導電層位于負極集流體和負極活性材料層之間。本技術對導電層的組成沒有特別限制,可以是本領域常用的導電層,導電層可以包括但不限于上述導電劑和上述粘結劑。
113.本技術對隔離膜沒有特別限制,只要能夠實現本技術目的即可,例如可以包括但不限于聚乙烯(pe)、聚丙烯(pp)、聚四氟乙烯為主的聚烯烴(po)類隔離膜、聚酯膜(例如聚對苯二甲酸二乙酯(pet)膜)、纖維素膜、聚酰亞胺膜(pi)、聚酰胺膜(pa)、氨綸、芳綸膜、織造膜、非織造膜(無紡布)、微孔膜、復合膜、隔膜紙、碾壓膜或紡絲膜中的至少一種,優選為聚乙烯或聚丙烯,它們對防止短路具有良好的作用,并可以通過關斷效應改善電化學裝置的穩定性。本技術的隔離膜可以具有多孔結構,孔徑的尺寸沒有特別限制,只要能實現本技術的目的即可,例如,孔徑的尺寸可以為0.01μm至1μm。在本技術中,隔離膜的厚度沒有特別限制,只要能實現本技術的目的即可,例如厚度可以為5μm至500μm。
114.在本技術實施例中,電解液可以包括鋰鹽和非水溶劑。本技術實施例對鋰鹽沒有特別限制,只要能實現本技術實施例的目的即可,例如可以包括但不限于鋰鹽可以選自lipf6、libf4、liasf6、liclo4、lib(c6h5)4、lich3so3、licf3so3、lin(so2cf3)2、lic(so2cf3)3、li2sif6、libob或者二氟硼酸鋰中的至少一種。優選地,鋰鹽包括lipf6。
115.本技術實施例對非水溶劑沒有特別限制,只要能實現本技術實施例的目的即可,例如可以包括但不限于碳酸酯化合物、羧酸酯化合物、醚化合物或其它有機溶劑中的至少一種。上述碳酸酯化合物可以包括但不限于鏈狀碳酸酯化合物、環狀碳酸酯化合物或氟代
碳酸酯化合物中的至少一種。上述鏈狀碳酸酯化合物可以包括但不限于碳酸二甲酯(dmc)、碳酸二乙酯(dec)、碳酸二丙酯(dpc)、碳酸甲丙酯(mpc)、碳酸乙丙酯(epc)或碳酸甲乙酯(mec)中的至少一種。上述環狀碳酸酯可以包括但不限于碳酸乙烯酯(ec)、碳酸亞丙酯(pc)、碳酸亞丁酯(bc)或碳酸乙烯基亞乙酯(vec)中的至少一種。氟代碳酸酯化合物可以包括但不限于氟代碳酸乙烯酯(fec)、碳酸1,2-二氟亞乙酯、碳酸1,1-二氟亞乙酯、碳酸1,1,2-三氟亞乙酯、碳酸1,1,2,2-四氟亞乙酯、碳酸1-氟-2-甲基亞乙酯、碳酸1-氟-1-甲基亞乙酯、碳酸1,2-二氟-1-甲基亞乙酯、碳酸1,1,2-三氟-2-甲基亞乙酯或碳酸三氟甲基亞乙酯中的至少一種。上述羧酸酯化合物可以包括但不限于甲酸甲酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸叔丁酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、γ-丁內酯、癸內酯、戊內酯、甲瓦龍酸內酯或己內酯中的至少一種。上述醚化合物可以包括但不限于二丁醚、四甘醇二甲醚、二甘醇二甲醚、1,2-二甲氧基乙烷、1,2-二乙氧基乙烷、乙氧基甲氧基乙烷、2-甲基四氫呋喃或四氫呋喃中的至少一種。上述其它有機溶劑可以包括但不限于二甲亞砜、1,2-二氧戊環、環丁砜、甲基環丁砜、1,3-二甲基-2-咪唑烷酮、n-甲基-2-吡咯烷酮、甲酰胺、二甲基甲酰胺、乙腈、磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三辛酯或磷酸酯中的至少一種。
116.本技術實施例第二方面的實施例提供了一種扣式電池的制備方法,包括:
117.制備電極組件1;
118.制備第一殼體2,第一殼體2包括第一底壁21和與第一底壁21連接的第一側壁22,第一底壁21上設置有凹槽211,第一底壁21沿第一方向z的尺寸為tμm,凹槽211沿第一方向z的尺寸為hμm,0.1t≤h≤0.7t,第一方向z為垂直于第一底壁22的方向;
119.制備第二殼體3;
120.將電極組件1與第一殼體2進行裝配,將第一殼體2與第二殼體3進行裝配以形成容納空間20,電極組件1置于容納空間20內。
121.電極組件1可以參照前述組成以及本領域常規的制造工藝。上述扣式電池制備方法中,在第一殼體2與電極組件1裝配前,在第一殼體2上設置凹槽211,可以利用凹槽211對電極組件1的裝配進行定位,提高制造精度和良品率。凹槽211也可以使扣式電池在內部壓力過于增加時進行有效泄壓,提高安全性能。
122.本技術實施例第三方面的實施例提供了一種電子裝置,包括本技術實施例第一方面的實施例提供的扣式電池。
123.本技術實施例提供的電子裝置包括但不限于各種便攜式設備。
124.具體地,舉出多個實施例及對比例來對上述申請的實施方式進行更具體地說明。
125.測試方法和設備:
126.熱箱測試:
127.1)將各實施例和對比例制得的電池每組各10個滿充后,裝入熱箱中;
128.2)以5℃/min的升溫速率將熱箱溫度由室溫上升到170℃;
129.3)保持上述預定溫度30分鐘,若電池的凹槽率先沖開,則通過測試;若電池殼體炸開,有電池零部件濺落則未通過測試。
130.跌落測試:
131.將各實施例和對比例制得的電池樣品每組各10個從高度為1.75米的位置自由跌落到光滑大理石表面,每個電池重復100次;若電池不起火、不爆炸、不漏液,則通過測試;若
電池起火、爆炸或漏液,則未通過測試。
132.焊接測試:
133.取各實施例和對比例制得的電池樣品每組各100個,觀察連接部焊接情況,若一次焊接不脫落、未焊穿外殼或未出現明顯焊接位偏移,則通過測試;若一次焊接脫落、焊穿外殼或出現焊接位偏移,則未通過測試。
134.實施例
135.實施例1
136.(1)正極極片的制作
137.將鈷酸鋰、聚偏二氟乙烯、導電炭黑(sp)按照重量比97∶1.5∶1.5置于n-甲基吡咯烷酮(nmp)中充分攪拌混合,形成均勻的正極漿料;然后將正極漿料涂覆在正極集流體(鋁箔,厚度為12μm,寬度為4.0mm)正反兩個表面形成均勻涂層,經烘干、冷壓處理后,單面涂層厚度為50μm,然后在正極極片焊接導電板,得到正極極片。
138.(2)負極極片的制作
139.將石墨材料、丁苯橡膠(sbr)、羧甲基纖維素鈉(cmc)按照重量比97.4∶1.2∶1.4置于去離子水中,充分攪拌混合,形成均勻的負極漿料;將該負極漿料涂覆于預先涂覆有底涂涂層的負極集流體(銅箔,厚度為10μm,寬度為4.5mm)上,經烘干、冷壓后,單面涂層厚度為60μm,得到負極極片;其中,底涂涂層是由sp、cmc、sbr按照質量比60∶5∶35混合后通過凹版涂布法涂敷于集流體兩個表面形成。然后在負極極片焊接導電板,得到負極極片。
140.(3)隔離膜的制作
141.選用聚乙烯(pe)材質的單層膜的基材層作為隔離膜,隔離膜厚度為16μm,隔離膜寬度為6.1mm,隔離膜與負極極片的寬度之差為1.6mm。
142.(4)扣式電池的制作
143.將上述制備的正極極片、隔離膜、負極極片按順序疊好,使隔離膜處于正極極片和負極極片中間起到隔離的作用,并卷繞得到電極組件。將電極組件裝入第一殼體中,將第二殼體扣合在第一殼體頂部,并在80℃下脫去水分,注入配好的電解液(電解液的組成為:碳酸乙烯酯(ec)∶碳酸丙烯酯(pc)∶碳酸二乙酯(dec)=1∶1∶1,且lipf6的濃度為1.15mol/l),經過封裝、靜置、化成等工序得到扣式電池。其中,凹槽位于第一殼體的第一底壁內表面;第一底壁尺寸為:t=150μm,r=5mm;凹槽尺寸為:h1=45μm,l=2mm,w=0.2mm。可以通過外部壓力設備調整凹槽的尺寸。由于凹槽設置于第一殼體的第一底壁內表面,本實施例可認為h1=h,h2=0。
144.實施例2至實施例7
145.除了在扣式電池的制作中,按照表1調整第一底壁和凹槽的尺寸以外,其余與實施例1相同。
146.實施例8
147.除了在扣式電池的制作中,第一殼體的第一底壁兩面(內表面和外表面)均具有凹槽以外,其余與實施例1相同。其中,第一底壁尺寸為:t=150μm,r=5mm;位于內表面的凹槽的尺寸為:h1=15μm,l=2mm,w=0.2mm;位于外表面的凹槽的尺寸為:h2=15μm,l=2mm,w=0.2mm。
148.實施例9至實施例28
149.除了在扣式電池的制作中,按照表2調整第一底壁、位于內表面的凹槽和位于外表面的凹槽的尺寸以外,其余與實施例8相同。
150.對比例1和對比例2
151.除了按照表1調整第一底壁和凹槽的尺寸以外,其余與實施例1相同。
152.[0153][0154]
表1中,從實施例1至實施例7和對比例1、對比例2可以看出,凹槽沿第一方向的尺寸過小(如對比例1),凹槽處的強度與第一殼體其他部分的強度難以形成差異,電池易整體
爆開,有安全風險,且凹槽不清晰,不易于識別定位;凹槽沿第一方向的尺寸過大(如對比例2),電池易出現跌落漏液,導致電池失效問題。通過調控第一底壁沿第一方向的尺寸tμm以及凹槽沿第一方向的尺寸hμm滿足0.1t≤h≤0.7t,能夠降低扣式電池發生熱失控的風險,提高電池的安全性及產品性能。進一步可以看出,當滿足0.3t≤h≤0.6t時,以上3個測試中至少有2項測試全部通過,具有更佳優異的性能。
[0155]
表2中,從實施例8至實施例11、實施例1至實施例4可以看出,第一底壁的內表面(即第一面21a)和外表面(即第二面21b)均具有凹槽,可以使凹槽的凹陷區域更大,更有利于電池極端情況下泄壓,進一步提高電池安全性。并且,第一底壁內表面的凹槽(即凹槽211a)在焊接導電板時便于快速識別從而固定導電板,利用上述凹槽對導電板進行定位,有利于導電板焊接優率的提高;第一底壁外表面的凹槽(即第四凹槽211b)在電極組件制造過程中便于機械手識別抓取,有利于第一殼體和第二殼體的組裝、扣合,提高電極組件的裝配精度。
[0156]
從實施例12至實施例17可以看出,通過調整h1+h2在本技術范圍內,第一底壁的內表面和外表面均具有凹槽,更有利于電池極端情況下泄壓,進一步提高電池安全性。并且,第一底壁內表面的凹槽在焊接導電板時便于快速識別從而固定導電板,利用上述凹槽對導電板進行定位,有利于導電板焊接優率的提高;第一底壁外表面的凹槽在電極組件制造過程中便于機械手識別抓取,有利于第一殼體和第二殼體的組裝、扣合,提高電極組件的裝配精度。
[0157]
凹槽沿其延伸方向的尺寸lmm、凹槽沿與其延伸方向相垂直的方向的尺寸wmm、第一底壁的半徑rmm通常也會對電池的性能產生影響。從實施例18至實施例22可以看出,通過協同調整lmm、wmm和rmm之間的關系在本技術范圍內,對電池的泄壓效果提升顯著,從而進一步提高電池的安全性。
[0158]
從實施例23至實施例28可以看出,第一底壁沿第一方向的尺寸tμm(即第一底壁的厚度)也會對電池的性能產生影響。通過調控第一底壁沿第一方向的尺寸tμm在本技術范圍內,能夠降低電池的漏液風險,同時有利于得到具有高體積、高重量能量密度的電池。
[0159]
以上所述僅為本技術的較佳實施例,并不用以限制本技術,凡在本技術的原則之內,所做的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本技術保護的范圍之內。
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