無(wú)卷邊的紐扣電池的制作方法
【專利摘要】說(shuō)明一種紐扣電池，其包括液體密封地封閉的殼體，殼體由電池杯(其具有底部、環(huán)繞的外罩、連接底部與外罩的過(guò)渡區(qū)域和終端的切割棱邊)、電池蓋(其具有底部、環(huán)繞的外罩、連接底部與外罩的過(guò)渡區(qū)域和終端的切割棱邊)和密封件構(gòu)成，其中，電池蓋以切割棱邊向前插入電池杯中并且密封件在電池杯與電池蓋之間布置成使得其使它們彼此絕緣。該紐扣電池特征特別在于，電池蓋的外罩劃分成單層壁的截段和聯(lián)接在其處的帶有U形橫截面的環(huán)繞的雙層壁的開(kāi)邊，其通過(guò)電池蓋的切割棱邊向外徑向彎曲來(lái)形成，電池蓋的外罩就在雙層壁的開(kāi)邊之下具有環(huán)繞的缺口，在缺口中其外徑具有最小值而電池杯的外罩具有通過(guò)徑向拉入所形成的環(huán)繞的鼻部，其接合到該缺口中。此外說(shuō)明一種用于制造這樣的紐扣電池的方法。
【專利說(shuō)明】無(wú)卷邊的紐扣電池
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]當(dāng)前發(fā)明涉及一種紐扣電池(Knopfzelle),其帶有液體密封地封閉的殼體,殼體包括電池杯(Zellenbecher)、電池蓋和密封件。
【背景技術(shù)】
[0002]紐扣電池通常具有由兩個(gè)殼體半部電池杯和電池蓋構(gòu)成的殼體。其例如可由鍍鎳的深沖鋼板制造為沖壓拉伸件(Stanzziehteil)。通常電池杯是正極性而電池蓋是負(fù)極性。在殼體中可包含有最不同的電化學(xué)系統(tǒng)、例如鋅/ 二氧化錳、初級(jí)和次級(jí)鋰離子系統(tǒng)或者次級(jí)系統(tǒng)如鎳/鎘或鎳/金屬氫化物。
[0003]紐扣電池的液體密封的封閉傳統(tǒng)地通過(guò)電池杯的邊緣與塑料環(huán)(其布置在電池杯與電池蓋之間且其同時(shí)用作密封元件以及用于電池杯與電池蓋的電絕緣)相連接卷邊(Umboerdeln)到電池蓋的邊緣上而實(shí)現(xiàn)。這樣的紐扣電池例如在文件DE 31 13 309中來(lái)說(shuō)明。
[0004]備選地也可能制造紐扣電池，在其中電池杯和電池蓋在軸向上僅通過(guò)力配合被保持在一起且其相應(yīng)地不具有卷邊的杯緣。這樣的紐扣電池及其制造例如在文件WO2010/089152 Al以及在德國(guó)專利申請(qǐng)文件10 2009 017 514.8中來(lái)說(shuō)明。
[0005]在文件DE 196 47 593中說(shuō)明了一種密封元件的應(yīng)用，其通過(guò)深沖由箔(Folie)來(lái)制造。借助于拔絲模(Ziehmatrize)和成形沖模(Formstempel)在真空下由加熱的箔拉出杯狀的成形件。聚酰胺被說(shuō)明為優(yōu)選的箔材料。變形根據(jù)所希望的直徑/高度比在一個(gè)或者多個(gè)分級(jí)的工序中實(shí)現(xiàn)。在通過(guò)深沖所制造的杯狀的成形件的底部區(qū)域中接下來(lái)借助于沖裁模(Schnittstempels)和沖裁套(Schnittbuchse)實(shí)現(xiàn)沖裁。將由此所制造的密封元件裝配到蓋上，蓋然后可被插入杯中。因?yàn)橛纱怂圃斓牟芊饧H具有非常小的厚度，所形成的紐扣電池容量?jī)?yōu)化。箔密封件的應(yīng)用相對(duì)于由注塑件構(gòu)成的密封件的傳統(tǒng)應(yīng)用就此而言提供明顯的優(yōu)點(diǎn)。
[0006]在文件WO 2007/062838、文件 EP O 731 516 和文件 US 5，919，586 中說(shuō)明一種殼體蓋，其具有帶有U形橫截面的雙層壁的開(kāi)邊(Oeffnungsrand),開(kāi)邊通過(guò)電池蓋的切割棱邊(Schnittkante)向外徑向彎曲來(lái)形成。帶有這樣的紐扣電池蓋的殼體具有突出的密封性能和高容量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]當(dāng)前所說(shuō)明的發(fā)明基于所提及的現(xiàn)有技術(shù)。其目的在于提供尤其通過(guò)進(jìn)一步優(yōu)化的容量而出眾的紐扣電池。
[0008]該目的通過(guò)帶有權(quán)利要求1的特征的紐扣電池來(lái)實(shí)現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的紐扣電池的優(yōu)選實(shí)施形式在從屬權(quán)利要求2至6中來(lái)說(shuō)明。帶有權(quán)利要求7的特征的方法也有助于實(shí)現(xiàn)該目的。以此通過(guò)參考該說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容做出全部權(quán)利要求的表達(dá)。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的紐扣電池包括液體密封地封閉的殼體,其包括電池杯、電池蓋和密封件。電池杯和電池蓋經(jīng)由密封件相互連接。其分別具有底部、環(huán)繞的外罩(Mantel)、連接底部與外罩的過(guò)渡區(qū)域和終端的(endstaendig)切割棱邊。
[0010]電池杯的底部和電池蓋的底部?jī)?yōu)選地分別平地且優(yōu)選地圓形地、必要時(shí)還橢圓地來(lái)構(gòu)造。電池杯的外罩和電池蓋的外罩優(yōu)選地可作為帶有圓形的或者橢圓的橫截面的空心柱體的環(huán)狀部段來(lái)說(shuō)明。通常，電池杯和電池蓋的外罩正交于屬于此的底部取向。
[0011]電池杯和電池蓋的所提及的過(guò)渡區(qū)域優(yōu)選地包括電池杯和電池蓋的部分，其處于相應(yīng)的底部的平面之外、但是還不是屬于此的外罩的部分。過(guò)渡區(qū)域可構(gòu)造成倒圓的、例如肩狀的，或者還具有尖銳的棱邊的形狀。
[0012]電池杯和電池蓋優(yōu)選地由金屬材料如鍍鎳的鋼或鋼板制成。此外適合的尤其還有三金屬(Trimetall),例如以順序鎳、鋼和銅(從外向內(nèi))。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的紐扣電池的電池蓋以切割棱邊向前插入電池杯中。在此，密封件在電池杯與電池蓋之間布置成使得其使它們彼此絕緣。
[0014]密封件優(yōu)選地是箔密封件，如其例如在開(kāi)頭所提及的文件DE 196 47 593中所說(shuō)明的那樣。優(yōu)選地可使用由熱塑性塑料構(gòu)成的箔密封件。聚酰胺或者聚醚醚酮尤其適合作為材料。然而本發(fā)明不限于這樣的密封件。原則上也可使用傳統(tǒng)的、尤其通過(guò)注塑來(lái)制造的密封件。
[0015]在電池蓋插入電池杯中時(shí)電池杯和電池蓋的外罩重疊且構(gòu)造環(huán)繞的重疊區(qū)域。區(qū)域的大小或重疊的區(qū)域與不重疊的區(qū)域的比例在此通過(guò)電池杯和電池蓋的外罩的相應(yīng)的高度以及通過(guò)插入的深度來(lái)確定。
[0016]電池杯和電池蓋與密封件共同構(gòu)造殼體，在其中電池杯和電池蓋的底部彼此平行布置。底部的間距限定紐扣電池的高度，通過(guò)底部的中點(diǎn)的連接直線限定參考軸線(軸向)，沿著其在裝配紐扣電池時(shí)實(shí)現(xiàn)電池蓋插入電池杯中。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的紐扣電池特征特別在于，電池蓋的外罩包括單層壁的截段和聯(lián)接在其處的帶有U形橫截面的環(huán)繞的雙層壁的開(kāi)邊，其通過(guò)電池蓋的切割棱邊向外徑向彎曲來(lái)形成。換言之，根據(jù)本發(fā)明的紐扣電池具有紐扣電池蓋，如其原則上已由開(kāi)頭所提及的文件WO 2007/062838、文件EP O 731 516和文件US 5，919，586所已知的那樣。在所有這些文件中說(shuō)明電池蓋，在其中如在當(dāng)前所使用的電池蓋中那樣電池蓋的彎曲的切割棱邊貼靠在電池蓋外罩的外側(cè)處。貼靠的切割棱邊在電池蓋外罩的外側(cè)處形成較小的凸肩或突起。然而如果帶有U形橫截面的雙層壁的開(kāi)邊被徑向向內(nèi)拉入、如其例如在文件EP 0731516的圖1或圖2中或者在文件US 5，919，586的圖3a或圖3b中所示出的那樣，則在缺口(在其中電池蓋外罩的外徑具有最小值)中產(chǎn)生突起或者凸肩。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的紐扣電池還具有帶有這樣的環(huán)繞的缺口的電池蓋，該缺口就在雙層壁的開(kāi)邊之下伸延且在其中電池蓋外罩的外徑具有最小值。電池蓋的外罩的外徑優(yōu)選地在雙層壁的開(kāi)邊的區(qū)域中具有最大值，然后朝向缺口減小而在缺口之下又增長(zhǎng)。或者換言之，外罩的外徑在缺口中具有最小值而在缺口之上和之下又增長(zhǎng)。
[0019]不由現(xiàn)有技術(shù)已知的是，這樣的缺口可用于將電池蓋固定在電池杯中。對(duì)此，根據(jù)本發(fā)明的紐扣電池的電池杯的外罩具有通過(guò)徑向拉入所形成的環(huán)繞的鼻部，其接合到該缺口中。本發(fā)明的紐扣電池的電池杯和電池蓋因此在軸向上通過(guò)形狀配合相連接，而不強(qiáng)制要求開(kāi)頭所提及的傳統(tǒng)的卷邊。[0020]電池杯和電池蓋的封閉裝配在根據(jù)本發(fā)明的紐扣電池中可比在傳統(tǒng)紐扣電池中簡(jiǎn)單得多地來(lái)實(shí)現(xiàn)。為了形成所提及的環(huán)繞的鼻部不需要復(fù)雜的卷邊工具，而是僅還需要錐形地伸延的拉入襯套(Einziehbuchse)。在本身拉入時(shí)徑向力僅在帶有U形橫截面的雙層壁的開(kāi)邊的區(qū)域中作用到電池蓋上。在該區(qū)域中電池蓋具有特別高的穩(wěn)定性，使得在最終裝配時(shí)電池的損壞的可能性非常小。
[0021]在特別優(yōu)選的實(shí)施形式中接合到缺口中的鼻部由電池杯的徑向向內(nèi)拉入的切割棱邊來(lái)形成。在該實(shí)施形式中電池杯的外罩僅具有非常小的高度。由此引起較大的材料節(jié)省。電池杯的切割棱邊的徑向拉入例如可利用已提及的拉入襯套來(lái)實(shí)現(xiàn)。切割棱邊的徑向拉入優(yōu)選地在電池蓋被插入電池杯中之后實(shí)現(xiàn)。
[0022]在另一實(shí)施形式中同樣可能的是，接合到缺口中的鼻部由布置在切割棱邊之下的徑向環(huán)繞的凹入部(Einbuchtung)在電池杯外罩中來(lái)形成。在該情況中電池杯的外罩比在之前所說(shuō)明的實(shí)施形式中更高。處在凹入部之上的切割棱邊優(yōu)選地還在電池蓋完全插入電池杯中時(shí)貼靠在電池蓋外罩的外壁處、尤其在單層壁的截段中并且例如不卷邊到電池蓋的過(guò)渡區(qū)域中。
[0023]徑向環(huán)繞的凹入部同樣可借助于所提及的拉入襯套來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0024]在優(yōu)選的實(shí)施形式中電池杯的外罩具有小于紐扣電池的高度的60%、優(yōu)選地小于
40%的高度。
[0025]電池蓋的外罩在單層壁的截段中的外徑通常不超過(guò)電池杯的外罩的最大外徑、通常低于其。
[0026]密封件通常包圍電池蓋的雙層壁的開(kāi)邊。在優(yōu)選的實(shí)施形式中其此外還至少部分地、優(yōu)選地完全地覆蓋電池蓋的外罩的外側(cè)，甚至可拉高直到過(guò)渡區(qū)域中。
[0027]在優(yōu)選的實(shí)施形式中密封件可著色。在箔密封件的情況中例如可使用包含顏料的箔。密封件例如可著藍(lán)色、紅色、黃色、綠色或黑色。以該方式可在顏色上分辨紐扣電池，例如用于區(qū)分可充電的和不可充電的紐扣電池。對(duì)于可充電的紐扣電池例如可使用綠色的箔。在傳統(tǒng)的紐扣電池中在殼體件電池杯與電池蓋之間的密封件不可見(jiàn)或幾乎不可見(jiàn)。當(dāng)密封件根據(jù)所說(shuō)明的優(yōu)選的實(shí)施形式至少部分地或者甚至完全覆蓋電池蓋的外罩時(shí)，表現(xiàn)得完全不同。
[0028]如已提及的那樣，一種用于制造紐扣電池的方法也是本發(fā)明的內(nèi)容。在該方法中使用電池杯、電池蓋和密封件，如其在上面所說(shuō)明的那樣。
[0029]在該方法中在一步驟中將密封件施加到電池蓋的外罩上。如上所述，其除了所提及的單層壁的截段和聯(lián)接在其處的帶有U形橫截面的環(huán)繞的雙層壁的開(kāi)邊之外在開(kāi)邊之下包括環(huán)繞的缺口，在缺口中其外徑具有最小值。在另一步驟中將帶有所施加的密封件的電池蓋以切割棱邊向前插入電池杯中，其中，電池杯的外罩具有通過(guò)徑向拉入所形成的環(huán)繞的鼻部，其在電池蓋插入電池杯中時(shí)接合到該缺口中。備選地，該鼻部也可在電池蓋插入電池杯中之后通過(guò)徑向拉入來(lái)形成。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的紐扣電池優(yōu)選地是鋅/空氣-紐扣電池。備選地，但是電池例如也可以是鎳/金屬氫化物電池或鋰電池。
[0031]本發(fā)明的另外的特征由優(yōu)選的實(shí)施形式的接下來(lái)的說(shuō)明得到。就此而言應(yīng)明確強(qiáng)調(diào)的是，根據(jù)本發(fā)明的裝置的所有在本申請(qǐng)中所說(shuō)明的可選方面可分別本身單獨(dú)地或者與在本發(fā)明的實(shí)施形式中另外的所說(shuō)明的可選方面中的一個(gè)或多個(gè)相結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選的實(shí)施形式的接下來(lái)的說(shuō)明僅用于闡述和用于更好地理解本發(fā)明且絕不應(yīng)限制性地來(lái)理解。
【具體實(shí)施方式】
[0032]圖1顯示根據(jù)本發(fā)明的紐扣電池100的部分剖開(kāi)的圖示。其包括由電池杯101、電池蓋102和密封件103構(gòu)成的殼體。電池蓋具有外罩104，其劃分成單層壁的截段105和聯(lián)接在其處的帶有U形橫截面的環(huán)繞的雙層壁的開(kāi)邊106。后者通過(guò)切割棱邊107向外徑向彎曲來(lái)形成。
[0033]可清晰地識(shí)別出的是，帶有U形橫截面的雙層壁的開(kāi)邊106被徑向向內(nèi)拉入，使得外罩104在雙層壁的開(kāi)邊106的區(qū)域中的外徑不超過(guò)外罩在單層壁的區(qū)域105中的外徑。作為拉入的結(jié)果，外罩104就在雙層壁的開(kāi)邊106之下具有缺口 108，在其中電池蓋外罩104的外徑具有最小值。該缺口 108可被用于使電池杯101和電池蓋102形狀配合地相互連接。
[0034]密封件106包圍電池蓋的雙層壁的開(kāi)邊106。此外，其還完全覆蓋外罩104的外偵U、尤其還覆蓋電池蓋的完整的單層壁的截段105。其拉高直到在電池蓋的外罩與底部之間的肩狀地構(gòu)造的過(guò)渡區(qū)域中。
[0035]圖2顯示在圖1中剖開(kāi)的區(qū)域的局部放大圖?？闪己玫刈R(shí)別出的是缺口 108，其在切割棱邊107之下伸延。凹入部111接合到該缺口。凹入部111通過(guò)雙層壁的開(kāi)邊106的徑向拉入來(lái)形成。電池杯101的切割棱邊110本身徑向向外彎曲。
[0036]所示出的紐扣電池100是鋅/空氣-紐扣電池。空氣陰極112置入電池杯101中。由于清晰性原因未示出鋅陽(yáng)極，其通常在空氣陰極(通過(guò)分離器與其分離)之上基本上完全填滿殼體。
【權(quán)利要求】
1.一種紐扣電池,其包括液體密封地封閉的殼體,所述殼體包括: -電池杯，其具有底部、環(huán)繞的外罩、連接所述底部與所述外罩的過(guò)渡區(qū)域和終端的切割棱邊， -電池蓋，其具有底部、環(huán)繞的外罩、連接所述底部與所述外罩的過(guò)渡區(qū)域和終端的切割棱邊，以及-密封件， 其中，所述電池蓋以所述切割棱邊向前插入所述電池杯中并且所述密封件在所述電池杯與所述電池蓋之間布置成使得所述密封件使它們彼此絕緣， 其特征在于， -所述電池蓋的外罩劃分成單層壁的截段和聯(lián)接在其處的帶有U形橫截面的環(huán)繞的雙層壁的開(kāi)邊，其通過(guò)所述電池蓋的切割棱邊向外徑向彎曲來(lái)形成， -所述電池蓋的外罩就在環(huán)繞的雙層壁的所述開(kāi)邊之下具有環(huán)繞的缺口，在所述缺口中其外徑具有最小值并且 -所述電池杯的外罩具有通過(guò)徑向拉入所形成的環(huán)繞的鼻部，其接合到環(huán)繞的所述缺口中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紐扣電池，其特征在于，所述鼻部由所述電池杯的徑向向內(nèi)拉入的切割棱邊來(lái)形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紐扣電池，其特征在于，所述鼻部由布置在所述切割棱邊之下的徑向環(huán)繞的凹入部在所述電池杯的外罩中來(lái)形成。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的紐扣電池，其特征在于，所述電池杯的外罩具有小于所述紐扣電池的高度的60%、優(yōu)選地小于40%的高度。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的紐扣電池，其特征在于，所述電池蓋的外罩在單層壁的所述截段中的外徑不超過(guò)所述電池杯的外罩的最大外徑。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的紐扣電池，其特征在于，所述密封件完全覆蓋所述電池蓋的外罩的外側(cè)。
7.一種用于制造紐扣電池、尤其根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的紐扣電池的方法，其中，所述紐扣電池的殼體由: -電池杯，其具有底部、環(huán)繞的外罩、連接所述底部與所述外罩的過(guò)渡區(qū)域和終端的切割棱邊， -電池蓋，其具有底部、環(huán)繞的外罩、連接所述底部與所述外罩的過(guò)渡區(qū)域和終端的切割棱邊，以及-密封件 來(lái)形成，通過(guò)將所述密封件施加到所述電池蓋的外罩上且接著將所述電池蓋以所述切割棱邊向前插入所述電池杯中， 其特征在于， -所述電池蓋的外罩具有:單層壁的截段和聯(lián)接在其處的帶有U形橫截面的環(huán)繞的雙層壁的開(kāi)邊，其通過(guò)所述電池蓋的切割棱邊向外徑向彎曲來(lái)形成；以及就在雙層壁的所述開(kāi)邊之下具有環(huán)繞的缺口，在所述缺口中其外徑具有最小值并且 -所述電池杯的外罩具有通過(guò)徑向拉入所形成的環(huán)繞的鼻部，其在所述電池蓋插入所述電池杯中時(shí)接合到所述缺口中，或者在所述電池蓋插入所述電池杯中之后通過(guò)徑向拉入來(lái)形 成這樣的鼻部。
【文檔編號(hào)】H01M2/02GK103814455SQ201280033431
【公開(kāi)日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2012年5月21日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月4日
【發(fā)明者】R.布倫納 申請(qǐng)人:瓦爾達(dá)微電池有限責(zé)任公司