一种电池电容器的制造方法

一种电池电容器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及裡电池加工技术领域，尤其设及一种超级电容器，具体的设及一种电 池电容器结构。
【背景技术】
[0002] 电池电容器是电容器的一种类型，具有高功率、宽温度、长寿命和高可靠性等优 点，目前市场上推广的一般是圆柱型或方形产品，不能满足卡片式或薄型产品对内置电源 的需求。本发明目的在于推出一种电池电容器结构，其外形具有厚度薄且形状规则的特点， 具备不诱铁外壳W保证电池电容器的高可靠性和长使用寿命，可广泛应用于卡片式或厚度 要求薄的产品，同时具备的注塑支架用W固定内部电巧，提高该类型电池电容器产品的防 震性能，减小其对应用环境的限制W拓宽应用领域。
[0003] 目前的电池电容器产品存在W下两个问题：
[0004] 首先，电池电容器主要由正极片、负极片、隔膜、电解液、连接件化及外壳组成，外 壳包括相互扣合的正极壳和负极壳。扣式电池电容器形状为圆形，而通常电巧为方形，内部 空间利用率不高，且电巧在壳内无支撑易晃动，仅小于10次2m高的跌落实验电巧极片与钢 壳连接处就会断裂或脱落导致电巧失效，致使产品应用过程受到限制。
[0005] 其次，现有的一般做法是用不诱钢带将正负极极片与正负极钢壳直接点焊在一 起，不诱钢与不诱钢之间容易实现焊接，但通过此种焊接方式有W下不足；1、不诱钢做正极 导致电池电容器阻抗相对侣制材料做正极大，电性能不佳。2、在高电压环境下充放电存在 的高氧化电位将导致电化学腐蚀，导致焊点诱蚀最终使正极片与正极壳的接触不良，从而 使得电池电容器的阻抗增加，甚至失效。3、不诱钢带置于电巧内点焊连接占用了有限的厚 度空间，且封口后在压紧情况下该钢带挤压电巧将造成电巧表面不平整，意味着正负极片 的不平行引起裡离子从正极片至负极片的运动路径不一致，最终产生裡枝晶刺破隔膜导致 正负极短路引起电巧短路。4、钢带与钢壳点焊处可能产生的焊点毛刺存在刺破隔膜造成短 路的风险。

【发明内容】

[0006] 本发明的目的在于；提出一种能克服上述问题的一种电池电容器。
[0007] 为达此目的，本发明采用W下技术方案：
[000引一种电池电容器，包括电巧、电池电容器壳体W及连接件，所述电池电容器壳体用 于限定电巧安装空间，所述电池电容器壳体包括正极壳W及负极壳，所述电巧包括正极片 W及负极片，所述电巧设置在所述正极壳与所述负极壳之间，所述负极片与所述负极壳电 连接，所述正极片通过所述连接件与所述正极壳电连接。
[0009]作为电池电容器的一种优选技术方案，所述正极壳与所述负极壳之间设置有用于 密封所述正极壳与所述负极壳的连接面的密封圈，所述正极壳和/或所述负极壳中设置有 用于限定电巧在所述电池电容器壳体内部位置的电巧支架，所述电巧支架与所述电巧相接 处的位置设置有倒角结构；
[0010] 所述密封圈与所述电巧支架为一体结构，采用注塑材料通过注塑方式加工而成， 所述注塑材料为可溶性聚四氣己締（PFA)、聚偏氣己締（PVD巧、聚四氣己締（PTFE)、聚丙締 (PP)、全氣己締丙締共聚物（FE巧中的一种或几种材料的混合物。
[0011] 作为电池电容器的一种优选技术方案，所述电巧由卷绕或叠片工艺加工而成，包 括电巧主体、与电巧主体上正极片连接的正极片延长导电体W及与电巧主体上负极片连接 的负极片延长导电体，所述连接件通过所述正极片延长导电体与所述正极片电连接，和/ 或所述连接件通过所述所述负极片延长导电体与所述负极片电连接。
[0012] 作为电池电容器的一种优选技术方案，所述正极片延长导电体与所述负极片延长 导电体分别沿所述电巧的卷绕方向设置，所述负极片延长导电体位于所述电巧主体所在竖 直空间之外，所述正极片延长导电体通过翻折位于所述电巧主体所在竖直空间中。
[0013] 作为电池电容器的一种优选技术方案，所述连接件为长方形，所述连接件的长度 大于所述正极片的宽度小于所述密封圈的内径，或，所述连接件为圆形，所述连接件的直径 小于所述密封圈的内径，使所述连接件至少一端位于所述正极片之外，并通过位于所述正 极片之外的连接件端部连接所述连接件与所述正极壳。
[0014] 所述正极片的宽度与所述电巧主体的宽度相同，所述连接件位于所述电巧主体中 部，其宽度大于所述正极片的宽度即大于所述电巧主体的宽度，使其至少一端可W位于所 述电巧主体的外部，并可通过该位于所述电巧主体外部的端部与所述正极壳通过点焊的方 式进行电连接。
[0015] 优选的，所述连接件的两端均位于所述电巧主体的外部，并且两端均通过点焊的 方式与所述正极壳电连接。
[0016] 使焊点置于电巧之外避免焊点引起的焊点毛刺刺破隔膜。且所述侣连接件左右两 端均与正极壳点焊连接增加了点焊的牢固度。
[0017] 作为电池电容器的一种优选技术方案，所述正极片延长导电体与所述连接件通过 焊接方式连接，所述负极片延长导电体与所述负极壳通过焊接方式连接，所述焊接方式包 括超声焊、电阻焊和激光焊。
[001引作为电池电容器的一种优选技术方案，所述连接件的厚度为0.05~0.4mm，所 述正极延长片导电体的厚度为0. 015~0. 025mm，负极延长片导电体的厚度为0. 005~ 0? 020mm。
[0019] 作为电池电容器的一种优选技术方案，所述连接件采用化学电位高，在充放电体 系中不会被氧化/还原的金属或合金制成。
[0020] 作为电池电容器的一种优选技术方案，所述连接件为侣连接件，所述侣连接件采 用侣或侣合金制成。
[0021] 作为电池电容器的一种优选技术方案，所述电巧包括正极片、负极片W及用于隔 离所述正极片与所述负极片的离子透过性微孔膜，所述电巧由所述正极片、所述负极片W 及所述离子透过性微孔膜卷绕而成，在所述电巧的中部沿垂直于卷绕方向设置有固定胶。
[0022] 本发明的有益效果为；1、本发明通过在正极壳的内侧面上设置与正极片连接的侣 连接件，借助侣表面致密的氧化层防止在电解液和高电位环境下集流体氧化，使得侣连接 件与正极片在电解液和充放电的环境下能实现很好的电连接，进而使正极片与正极壳之间 通过侣连接件也能实现很好的电连接，解决了正极片与正极壳之间因焊点腐蚀所导致的电 池电容器阻抗变大的问题。2、通过应用厚度较薄的侣连接件作为连接件相对面积较小的钢 带减小了连接件给电巧表面带来的挤压引起电巧的变形，进而使裡离子在正负极片间的运 动路径更一致。3、支架极好的实现了固定电巧的效果，提高了电池电容器防震防摔的性能， 减少了其在应用范围的限制。4、支架与密封圈合为一体，减少了组装电池电容器过程中放 置支架该一动作，提高生产效率。
【附图说明】
[0023] 下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
[0024] 图1为本发明实施例所述电池电容器分解状态示意图。
[00巧]图2为本发明实施例所述电巧结构立体状态示意图。
[0026] 图3为本发明实施例所述电巧结构侧视示意图。
[0027] 图4为本发明实施例所述电巧与正极壳组装状态示意图。
[002引图5为本发明实施例所述一种负极壳立体状态示意图。
[0029] 图6为本发明实施例所述另一种负极壳立体状态示意图。
[0030] 图7为本发明实施例所述又一种负极壳立体状态示意图。
[0031]图中；
[0032] 100、电巧；101、正极片；102、负极片；103、正极片延长导电体；104、负极片延长导 电体；10 5、正极壳；106、负极壳；107、电巧支架；108、密封圈；109、连接件；110、离子透过 性微孔膜；111、固定胶；112、正极片延长导电体与连接件焊接点；113、连接件和正极壳焊 点。
【具体实施方式】
[0033] 下面结合附图并通过【具体实施方式】来进一步说明本发明的技术方案。
[0034] 一种电池电容器，包括电巧、电池电容器壳体W及连接件，所述电池电容器壳体用 于限定电巧的安装空间，所述电池电容器壳体包括正极壳W及负极壳，所述电巧包括正极 片W及负极片，所述电巧设置在所述正极壳与所述负极壳之间，所述负极片与所述负极壳 电连接，所述正极片通过所述连接件与所述正极壳电连接。
[0035] 所述正极壳与所述负极壳之间设置有用于密封所述正极壳与所述负极壳的连接 面的密封圈，所述正极壳和/或所述负极壳中设置有用于限定电巧在所述电池电容器壳体 内部位置的电巧支架，所述电巧支架与所述电巧相接处的位置设置有倒角结构；
[0036] 所述密封圈与所述电巧支架为一体结构，采用注塑材料通过注塑方式加工而成， 所述注塑材料为可溶性聚四氣己締（PFA)、聚偏氣己締（PVD巧、聚四氣己締（PTFE)、聚丙締 (PP)、全氣己締丙締共聚物（FE巧中的一种或几种材料的混合物。
[0037] 所述电巧可由卷绕或叠片工艺加工而成，包括电巧主体、与电巧主体上正极片连 接的正极片延长导电体W及与电巧主体上负极片连接的负极片延长导电体，所述连接件通 过所述正极片延长导电体与所述正极片电连接，和/或所述连接件通过所述负极片延长导 电体与所述负极片电连接。
[003引所述正极片延长导电体与所述负极片延长导电体分别沿所述电巧的卷绕方向设 置，所述负极片延长导电体位于所述电巧主体所在竖直空间之外，所述正极片延长导电体 通过翻折位于所述电巧主体所在竖直空间中。
[0039] 所述连接件为长方形，所述连接件的长度大于所述正极片的宽度小于所述密封圈 的内径，或，所述连接件为圆形，所述连接件的直径小于所述密封圈的内径，使所述连接件 至少一端位于所述正极片之外，并通过位于所述正极片之外的连接件端部连接所述连接件 与所述正极壳。
[0040] 所述正极片延长导电体与所述连接件通过焊接方式连接，所述负极片延长导电体 与所述负极壳通过焊接方式连接，所述焊接方式包括超声焊、电阻焊和激光焊。
[0041] 所述连接件的厚度为0. 05~0. 4mm，所述正极延长片导电体的厚度为0. 015~ 0. 025mm，负极延长片导电体的厚度为0. 005~0. 020mm。
[0042] 所述连接件采用化学电位高、在充放电体系中不会被氧化/还原的金属或合金制 成。
[0043] 所述连接件为侣连接件，所述侣连接件采用侣或侣合金制成。
[0044] 所述电巧包括正极片、负极片W及用于隔离所述正极片与所述负极片的离子透过 性微孔膜，所述电巧由所述正极片、所述负极片W及所述离子透过性微孔膜卷绕而成，在所 述电巧的中部沿垂直于卷绕方向设置有固定胶。
[0045] 实施例一；
[0046] 如图1至6所示，本发明公开的一种电池电容器包括由相互连接的正极壳105和 负极壳106组成的电池电容器壳体；正极壳105与负极壳106之间设置电巧100 ;电巧100 包括正极片101、负极片102和离子透过性微孔膜110 ;正极片101由集流体涂敷正极材料 而成，且设有正极片延长导电体103 ;负极片102由集流体涂敷负极材料而成，且设有负极 片延长导电体104 ;离子透过性微孔膜110位于正极片101和负极片102之间，用于隔离正 极片101和负极片102,正极片101与负极片102卷绕完成后由固定胶111沿垂直卷绕方向 贴胶固定，并将正极片延长导电体103和负极片延长导电体104外露于电巧100外。电巧 100的正极片延长导电体103与连接件109点焊连接形成正极片延长导电体与连接件焊接 点112,通过折叠正极片延长导电体103使所述连接件109位于电巧100外侧的正中间，并 通过外露两端分别与正极壳105点焊连接，如图4所示的连接件和正极壳焊点113处，W使 正极片101通过连接件109与正极壳105实现电联接。负极片102通过负极片延长导电体 104与负极壳106点焊连接，W使负极片102与负极壳106实现电联接。
[0047] 于本实施例中负极壳106注塑翻边盖同时包含注塑支架，起到固定电巧防震和定 位的功能电巧支架107采用包括四组定位组件，该四组定位组件分别限定电巧100的一个 角，从而将电巧100固定在负极壳106中。图5所示，本实施例中每组定位组件包括两定位 杆，四组定位组件形成的支架大小恰好是电巧100尺寸大小，起到了固定电巧100防止在跌 落和振动过程中电巧100因晃动导致的焊点脱落或极片短路引起电池电容器失效。
[0048] 优选的，定位组件与电巧100相接触的位置设置为圆角，避免定位组件将电巧100 中的隔膜刺破或导致掉粉。
[0049] 如图6所示，在其它实施例中定位组件还可W为四组设置有定位角的凸起结构， 在四组定位组件形成的电巧100限位空间一侧设置有能够使负极片延长导电体104通过的 让位槽。
[0050] 如图7所示，在其他实施例中定位组件还可w为宽度较大的定位杆。
[0化1] 负极壳106上设置有密封圈108,正极壳105和负极壳106扣合后密封圈108紧压 于正极壳105上，W达到很好的密封效果。
[0052] 在本实施例中，电巧100由正极片101、负极片102和离子透过性微孔膜110卷绕 而成，离子透过性微孔膜110位于正极片101和负极片102之间。通过将离子透过性微孔 膜110设置在正极片101和负极片102之间，能避免正极片101和负极片102直接接触短 路，同时可使正极片101和负极片102的离子通过微孔移动传输，实现充放电。
[0化3] 通过将侣连接件109与正极壳105的焊点设置在正极片101的左右两边，即电巧 100之外，即使电巧100浸液膨胀后，电巧100也不会与侣连接件109和正极壳105之间的 焊点上的毛刺和焊斑接触。
[0054] 在本实施例中，正极片延长导电体103的长度方向与正极片101的卷绕方向一致。
[0化5] 负极片102上设置有负极片延长导电体104,负极片延长导电体104位于电巧100 之外且设置于负极壳106和正极壳105之间，负极片102通过负极片延长导电体104与负 极壳106连接，负极片延长导电体104通过焊接的方式与所述负极壳106连接。
[0化6]通过将负极片延长导电体104设置在电巧100之外，且使负极片延长导电体104的长度方向与负极片102的卷绕方向一致，当电巧100浸液膨胀后，使得负极片延长导电体 104与负极壳106之间的焊点上的毛刺和焊斑无法与电巧100接触，可解决电巧100由于被 负极片延长导电体104与负极壳106之间的焊点上的毛刺和焊斑刺穿所造成的电池电容器 内部微短路的问题。
[0057] 在本实施例中，负极片延长导电体104的长度方向与负极片102的卷绕方向一致。
[005引为了使正极片延长导电体103和负极片延长导电体104均具有很好的延展性和便 于生产操作，W使正极片延长导电体103和负极片延长导电体104不易断裂且易加工，正极 片延长导电体103的厚度为0. 02mm，负极片延长导电体104的厚度为0. 009mm。
[0059] 本发明技术方案中，正极片延长导电体103W及负极片延长导电体104的 厚度 并不局限于上述情况，在其它实施例中正极片延长导电体103的厚度优选为0.015~ 0. 025mm，负极片延长导电体104的厚度优选为0. 005~0. 020mm。
[0060] 需要说明的是，本发明正极片延长导电体103、负极片延长导电体104的厚度还可 W根据实际情况进行设置，其实施方式并不局限于本发明所举实施例。
[0061] 在电巧100浸液膨胀后，为了进一步保证正极片延长导电体103与正极壳105之 间的焊点W及负极片延长导电体104与负极壳106之间的焊点在电巧100浸液膨胀后不会 与电巧100接触，正极片延长导电体103的长为21mm，负极片延长导电体104的长为9mm。
[0062] 本发明技术方案中，正极片延长导电体103W及负极片延长导电体104的长度并 不局限于上述情况，在其它实施例中正极片延长导电体103的长度优选为8~35mm，负极片 延长导电体104的长度优选为5~20mm。
[0063] 需要说明的是，本发明正极片延长导电体103、负极片延长导电体104的长度还可 W根据实际情况进行设置，其实施方式并不局限于本发明所举实施例。
[0064] 为了保证连接件109在与正极壳105点焊时不会被焊穿，连接件109的厚度为 0? 1mm。
[00化]本发明技术方案中，连接件109的厚度并不局限于上述情况，在其它实施例中连 接件109的厚度优选为0. 05~0. 4mm。
[0066] 需要说明的是，本发明连接件109的厚度还可W根据实际情况进行设置，其实施 方式并不局限于本发明所举实施例。
[0067] 在本实施例中，正极壳105和负极壳106之间的通过扣合的方式连接。当然，正极 壳105与负极壳106之间的连接方式不仅仅限于扣合，其他本领域技术人员可知的能够实 现正极壳105和负极壳106连接的连接方式也适用于本发明。
[0068] 电池封装过程如下；
[0069] 首先把电巧100置入负极壳106上的电巧支架107中，将负极片延长导电体104 与负极壳106焊接固定，形成电池电容器负极；然后将正极片延长导电体103与连接件109 点焊在一起，并将连接件109与正极壳105点焊连接形成电池电容器正极。
[0070] 注入适量电解液后将正极壳105与负极壳106合盖，并使正极壳105和负极壳106 之间的密封圈108压于正极壳105上。密封圈108的设置，使得密封圈108与正极壳105 紧密相贴，实现很好的密封性能。
[0071] 最后将合盖后的电池电容器预压排除多余气体，并进行冲压馴合成型，通过化成 激活后得到最终产品。
[0072] 由于目前市场上还未出现扣式电池电容器产品，为了更好的体现本发明能带来的 有益效果，采用现有的扣式裡离子电池产品与本发明的扣式电池电容器产品进行对比测 试，结果如下：
[0073]
[0074] 本结构可应用于电池电容器体系，但不局限于电池电容器体系，在可充与不可充 电电池体系中均可应用，其电压范围可从2. 0V-4. 2V。
[0075] 需要声明的是，上述【具体实施方式】仅仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原 理，在本发明所公开的技术范围内，任何熟悉本技术领域的技术人员所容易想到的变化或 替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。
【主权项】
1. 一种电池电容器，其特征在于，包括电芯、电池电容器壳体以及连接件，所述电池电 容器壳体用于限定电芯的安装空间，所述电池电容器壳体包括正极壳以及负极壳，所述电 芯包括正极片以及负极片，所述电芯设置在所述正极壳与所述负极壳之间，所述负极片与 所述负极壳电连接，所述正极片通过所述连接件与所述正极壳电连接。2. 根据权利要求1所述的电池电容器，其特征在于，所述正极壳与所述负极壳之间设 置有用于密封所述正极壳与所述负极壳的连接面的密封圈，所述正极壳和/或所述负极壳 中设置有用于限定电芯在所述电池电容器壳体内部位置的电芯支架，所述电芯支架与所述 电芯相接处的位置设置有倒角结构； 所述密封圈与所述电芯支架为一体结构，采用注塑材料通过注塑方式加工而成，所 述注塑材料为可溶性聚四氟乙烯（PFA)、聚偏氟乙烯（PVDF)、聚四氟乙烯（PTFE)、聚丙烯 (PP)、全氟乙烯丙烯共聚物（FEP)中的一种或几种材料的混合物。3. 根据权利要求1所述的电池电容器，其特征在于，所述电芯可由卷绕或叠片工艺加 工而成，包括电芯主体、与电芯主体上正极片连接的正极片延长导电体以及与电芯主体上 负极片连接的负极片延长导电体，所述连接件通过所述正极片延长导电体与所述正极片电 连接，和/或所述连接件通过所述负极片延长导电体与所述负极片电连接。4. 根据权利要求3所述的电池电容器，其特征在于，所述正极片延长导电体与所述负 极片延长导电体分别沿所述电芯的卷绕方向设置，所述负极片延长导电体位于所述电芯主 体所在竖直空间之外，所述正极片延长导电体通过翻折位于所述电芯主体所在竖直空间 中。5. 根据权利要求4所述的电池电容器，其特征在于，所述连接件为长方形，所述连接件 的长度大于所述正极片的宽度小于所述密封圈的内径，或，所述连接件为圆形，所述连接件 的直径小于所述密封圈的内径，使所述连接件至少一端位于所述正极片之外，并通过位于 所述正极片之外的连接件端部连接所述连接件与所述正极壳。6. 根据权利要求3所述的电池电容器，其特征在于，所述正极片延长导电体与所述连 接件通过焊接方式连接，所述负极片延长导电体与所述负极壳通过焊接方式连接，所述焊 接方式包括超声焊、电阻焊和激光焊。7. 根据权利要求3所述的电池电容器，其特征在于，所述连接件的厚度为0. 05~ 0. 4mm，所述正极延长片导电体的厚度为0. 015~0. 025mm，负极延长片导电体的厚度为 0. 005 ~0. 020mm。8. 根据权利要求1所述的电池电容器，其特征在于，所述连接件采用化学电位高、在充 放电体系中不会被氧化/还原的金属或合金制成。9. 根据权利要求8所述的电池电容器，其特征在于，所述连接件为铝连接件，所述铝连 接件采用铝或铝合金制成。10. 根据权利要求1所述的电池电容器，其特征在于，所述电芯包括正极片、负极片以 及用于隔离所述正极片与所述负极片的离子透过性微孔膜，所述电芯由所述正极片、所述 负极片以及所述离子透过性微孔膜卷绕而成，在所述电芯的中部沿垂直于卷绕方向设置有 固定胶。
【专利摘要】本发明公开一种电池电容器，包括电芯、电池电容器壳体以及连接件，电池电容器壳体用于限定电芯的安装空间，电池电容器壳体包括正极壳以及负极壳，电芯包括正极片以及负极片，电芯设置在正极壳与负极壳之间，负极片与负极壳电连接，正极片通过连接件与正极壳电连接；本发明在正极壳的内侧面上设置与正极片连接的铝连接件，该连接件可由铝或铝的合金材料构成，借助铝表面致密的氧化层防止在电解液和高电位环境下集流体氧化，使得铝连接件与正极片在电解液和充放电的环境下能实现很好的电连接，进而使正极片与正极壳之间通过铝连接件也能实现很好的电连接；通过在电池电容器壳体注塑对卷芯起固定作用的支架，使电池电容器拥有更佳的防震防摔性能。
【IPC分类】H01G11/82, H01G11/80, H01G11/06, H01G11/26
【公开号】CN104900415
【申请号】CN201510278419
【发明人】吕正中, 赵易, 王先文, 卜芳, 袁中直, 刘金成
【申请人】湖北金泉新材料有限责任公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月27日