CN108422089A - 一种提高集流性能的扣式电池壳体加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高集流性能的扣式电池壳体加工方法，包括以下步骤：1)将扣式电池壳体容置腔室朝上置于工作台，确认扣式电池壳体的内腔面改质区域；2)采用激光对扣式电池壳体内的改质区域进行扫描，使之形成表面改性的扣式电池壳体，表面改性的扣式电池壳体具有集流性能。本发明工序简单，无需使用额外的导电胶以及粘胶设备，仅采用已有的对扣式电池壳体外壳进行刻蚀的激光设备，对扣式电池壳体的容置腔室内表面进行激光扫描，以使扣式电池壳体的表面改性，形成具有一定集流性能的扣式电池壳体；制备的扣式电池壳体与正极接触后可提高集流性能，集流性能与粘结导电胶后的集流性能相当。
Description
技术领域
本发明属于纽扣电池领域，具体是一种提高集流性能的扣式电池壳体加工方法。
背景技术
常规的纽扣电池包括正极壳，负极壳，以及正极，负极，隔膜，正极集流体和负极集流体，其中正极集流体通常设置在正极和正极壳之间。
为了增大正极集流体的集流性能，通常将正极集流体或正极做成特定的形状，如申请号为201710315552.5的中国专利中公开的网状的支撑体，提供了“正极集流体、正极饼、扣式电池及正极集流体加工方法”，又如申请号为201620403110.7的中国专利公开的U型或弧形的支撑片和正极片，从而在扣式电池放电时，有效的补偿正极壳的变形，保证正极与正极壳之间良好的导流能力，然而这些方法均需要将正极集流体的形状和整体构造做较大的改变，工序复杂，同时增加扣式电池的高度，不适用于超薄扣式电池。
也有的将正极和正极壳之间采用导电胶粘结在一起，以增大两者这件的有效接触面积和持续接触时间，然而使用导电胶粘结需要额外的制胶、导胶、粘胶等仪器设备，制造成本高，如申请号为200920218670.5的中国专利公开的“扣式电池及其正极壳”，其正极壳的内表面涂覆了一层导电石墨层，同时在导电石墨中增加了粘结剂以使得导电材料紧密、牢固地覆盖在正极壳的壳底内表面，此时的正极壳可作为正极集流体，封口成型后电池内阻较低，放电容量更高，但其石墨的粒度必须精细控制和选择，石墨和粘结剂的配比也必须谨慎选择才会不影响导电性能；另外，采用导电胶粘接正极片与正极壳，需要涂胶设备；必须解决导电胶的装入和输送过程中胶体的设备及管路堆积以及凝固造成设备出胶困难，甚至堵塞出胶口等问题，这样影响电池生产，存在维护成本高。
发明内容
本发明的目的是提供一种提高集流性能的扣式电池壳体加工方法，加工方法简单有效，可使常规结构的扣式电池的集流性能与粘结有导电胶的扣式电池的集流性能相当。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种提高集流性能的扣式电池壳体加工方法，包括以下步骤：
1)将扣式电池壳体容置腔室朝上置于工作台，确认扣式电池壳体的内腔面改质区域；
2)采用激光对扣式电池壳体内的改质区域进行扫描，使之形成表面改性的扣式电池壳体，表面改性的扣式电池壳体具有集流性能。
本发明1)无需使用额外的导电胶以及粘胶设备，仅采用已有的对扣式电池壳体外壳进行刻蚀的激光设备，对扣式电池壳体的容置腔室内表面进行激光扫描，以使扣式电池壳体的表面改性，形成具有一定集流性能的扣式电池壳体；2)工序简单，无需增加额外设备；3)制备的扣式电池壳体与正极接触后可提高集流性能，集流性能与粘结导电胶后的集流性能相当，初始内阻更小。
进一步地，所述步骤1)中改质区域为扣式电池壳体与正极相接触的内表面。
进一步地，所述步骤2)中采用激光打标机产生激光。
再一步地，所述步骤2)中激光的功率为5～30W，扫描时间为0.5～10s。
优选地，所述步骤2)中激光的功率为5～30W，扫描时间为5～8s。
又一步地，所述步骤2)中表面改性的扣式电池壳体作为扣式电池的正极集流体。
进一步地，所述扣式电池壳体的材质选自不锈钢或不锈铁。
进一步地，所述改质区域为圆形或方形。
再一步地，所述改质区域的厚度为0.5～5μm。
优选地，所述改质区域的厚度为1～5μm。
具体实施方式
下面结合优选的具体实施方式对本发明作进一步详细说明，便于更清楚地了解本发明，但本发明不局限于下述具体实施方式。
本发明的工作原理是：扣式电池的电荷负载能力与各部件之间的接触电阻相关性很大，一般而言，正极与扣式电池壳体间的电流通道是否畅通是电流能否进行高效传递和正极集流的非常关键的环节，但正极一般内阻较大，直接与扣式电池壳体接触时，两者之间的内阻较大。解决的办法是增大正极与外壳的有效接触面积，采用本发明的加工方法，将扣式电池壳体与正极接触的一面采用激光扫描后，扣式电池壳体内表面的改质区域产生一系列突起，增加接触面积，可以使扣式电池壳体不涂抹导电胶的情况下与正极接触良好，达到降低电池整体内阻的目的。
实验条件：
(一)、加工对象
扣式电池壳体
(二)、激光
仪器：低功率激光打标机
光源：固体或是气体激光器
光源功率：5～30W
波长：1064nm
扫描形式：密集的面扫描、疏松的线扫描或点扫描
扫描速度：400mm/s扫描时间0.5～10s
实施例1
将不锈钢的扣式电池壳体容置腔室朝上置于工作台，确认扣式电池壳体的内腔面改质区域，选择扣式电池壳体与正极相接触的内表面的圆形区域作为改质区域；采用激光打标机产生激光，对改质区域进行扫描，激光的功率为5W，扫描时间为5s，改质区域被刻蚀的厚度为1μm；扫描完成后的扣式电池壳体作为正极集流体。
采用上述制得的扣式电池壳体，应用于常规的扣式电池中，正极材料主要为MnO2，通过电阻测试和容量测试，反应该扣式电池的性能，得到该扣式电池的放电容量为105mAh，初始电阻为20Ω。
实施例2
将不锈钢的扣式电池壳体容置腔室朝上置于工作台，确认扣式电池壳体的内腔面改质区域，选择扣式电池壳体与正极相接触的内表面的圆形区域作为改质区域；采用激光打标机产生激光，对改质区域进行扫描，激光的功率为10W，扫描时间为8s，改质区域被刻蚀的厚度为2μm；扫描完成后的扣式电池壳体作为正极集流体。
采用上述制得的扣式电池壳体，应用于常规的扣式电池中，正极材料主要为MnO2，通过电阻测试和容量测试，反应该扣式电池的性能，得到该扣式电池的放电容量为110mAh，初始电阻为15Ω。
实施例3
将不锈钢的扣式电池壳体容置腔室朝上置于工作台，确认扣式电池壳体的内腔面改质区域，选择扣式电池壳体与正极相接触的内表面的一部分方形区域作为改质区域；采用激光打标机产生激光，对改质区域进行扫描，激光的功率为20W，扫描时间为8s，改质区域被刻蚀的厚度为3μm；扫描完成后的扣式电池壳体作为正极集流体。
采用上述制得的扣式电池壳体，应用于常规的扣式电池中，正极材料主要为MnO2，通过电阻测试和容量测试，反应该扣式电池的性能，得到该扣式电池的放电容量为115mAh，初始电阻为8Ω。
实施例4
将不锈钢的扣式电池壳体容置腔室朝上置于工作台，确认扣式电池壳体的内腔面改质区域，选择扣式电池壳体与正极相接触的内表面的一部分方形区域作为改质区域；采用激光打标机产生激光，对改质区域进行扫描，激光的功率为30W，扫描时间为8s，改质区域被刻蚀的厚度为5μm；扫描完成后的扣式电池壳体作为正极集流体。
采用上述制得的扣式电池壳体，应用于常规的扣式电池中，正极材料主要为MnO2，通过电阻测试和容量测试，反应该扣式电池的性能，得到该扣式电池的放电容量为115mAh，初始电阻为7Ω。
实施例5
将不锈钢的扣式电池壳体容置腔室朝上置于工作台，确认扣式电池壳体的内腔面改质区域，选择扣式电池壳体与正极相接触的内表面的一部分圆形区域作为改质区域；采用激光打标机产生激光，对改质区域进行扫描，激光的功率为30W，扫描时间为0.5s，改质区域被刻蚀的厚度为0.5μm；扫描完成后的扣式电池壳体作为正极集流体。
采用上述制得的扣式电池壳体，应用于常规的扣式电池中，正极材料主要为MnO2，通过电阻测试和容量测试，反应该扣式电池的性能，得到该扣式电池的放电容量为104mAh，初始电阻为21Ω。
实施例6
将不锈钢的扣式电池壳体容置腔室朝上置于工作台，确认扣式电池壳体的内腔面改质区域，选择扣式电池壳体与正极相接触的内表面的一部分方形区域作为改质区域；采用激光打标机产生激光，对改质区域进行扫描，激光的功率为5W，扫描时间为10s，改质区域被刻蚀的厚度为1.5μm；扫描完成后的扣式电池壳体作为正极集流体。
采用上述制得的扣式电池壳体，应用于常规的扣式电池中，正极材料主要为MnO2，通过电阻测试和容量测试，反应该扣式电池的性能，得到该扣式电池的放电容量为112mAh，初始电阻为12Ω。
对比例1
采用未经本发明的方法激光扫描的普通扣式电池壳体，应用于常规的扣式电池中，同时将扣式电池壳体和正极之间采用导电胶粘结在一起，正极材料主要为MnO2，扣式电池壳体材料为不锈钢，采用与实施例1相同的测试条件，测得该扣式电池的放电容量为113mAh，初始电阻为7Ω。
对比例2
采用未经本发明的方法激光扫描的普通扣式电池壳体，应用于常规的扣式电池中，正极与壳之间不作集流处理，正极材料主要为MnO2，扣式电池壳体材料为不锈钢，采用与实施例1相同的测试条件，测得该扣式电池的放电容量为92mAh，初始电阻为35Ω。
由上述实施例1～6和对比例1的扣式电池的电池性能参数相比较，可得采用本发明提高集流性能的扣式电池壳体加工方法制得的扣式电池壳体与正极之间的导电能力，与表面粘结导电胶后的扣式电池壳体和正极之间的导电能力相差不大，两者之间的放电容量、电阻相当，表明采用本发明的确可增加扣式电池壳体表面的集流性能，而无需粘结导电胶，省去粘胶的繁琐步骤和操作、以及投资和运行成本；
再将上述实施例1～6和对比例2的扣式电池的电池性能参数相比较，可得采用本发明提高集流性能的扣式电池壳体加工方法制得的扣式电池壳体与正极之间的导电能力，明显优于扣式电池壳体未做任何集流处理而直接与正极之间接触安装后的扣式电池的导电能力。
本说明书中未详细说明的常规扣式电池的结构以及其制造方法为本领域普通技术人员公知的现有技术，不展开阐述。
以上所述的具体实施方式仅仅是示意性的，本发明中所用到的技术术语的限定性修饰词仅为方便本发明的描述，本领域的普通技术人员在本发明一种提高集流性能的扣式电池壳体加工方法的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可衍生出很多形式，这些均在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种提高集流性能的扣式电池壳体加工方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)将扣式电池壳体容置腔室朝上置于工作台，确认扣式电池壳体的内腔面改质区域；
2)采用激光对扣式电池壳体内的改质区域进行扫描，使之形成表面改性的扣式电池壳体，表面改性的扣式电池壳体具有集流性能。
2.根据权利要求1所述的一种提高集流性能的扣式电池壳体加工方法，其特征在于：所述步骤1)中改质区域为扣式电池壳体与正极相接触的内表面。
3.根据权利要求1或2所述的一种提高集流性能的扣式电池壳体加工方法，其特征在于：所述步骤2)中采用激光打标机产生激光。
4.根据权利要求3所述的一种提高集流性能的扣式电池壳体加工方法，其特征在于：所述步骤2)中激光的功率为5～30W，扫描时间为0.5～10s。
5.根据权利要求3所述的一种提高集流性能的扣式电池壳体加工方法，其特征在于：所述步骤2)中激光的功率为5～30W，扫描时间为5～8s。
6.根据权利要求1、4或5所述的一种提高集流性能的扣式电池壳体加工方法，其特征在于：所述步骤2)中表面改性的扣式电池壳体作为扣式电池的正极集流体。
7.根据权利要求6所述的一种提高集流性能的扣式电池壳体加工方法，其特征在于：所述扣式电池壳体的材质选自不锈钢或不锈铁。
8.根据权利要求1、2、4、5或7所述的一种提高集流性能的扣式电池壳体加工方法，其特征在于：所述改质区域为圆形或方形。
9.根据权利要求8所述的一种提高集流性能的扣式电池壳体加工方法，其特征在于：所述改质区域的厚度为0.5～5μm。
10.根据权利要求8所述的一种提高集流性能的扣式电池壳体加工方法，其特征在于：所述改质区域的厚度为1～5μm。
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