电池箱及其导电片的设计.ppt
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电池箱及其导电片的设计 目录 1、电池箱的介绍 2、电池箱设计的基本要求 3、电池箱导电片设计的基本要求 4、常用电池的分类及基本尺寸 5、圆柱形碱性电池的电池箱设计 6、钮扣电池的电池箱设计 7、如何确定电池箱位于产品的位置 8、电池箱的标识 9、如何验证电池箱及其导电片的设计是否合格 附录一：常用材料的弹性模量 附录二：常用材料的许用应力 附录三：电池弹簧的常用材料 附录四：电池弹片的常用材料 附录五：电池弹片（簧）的常见表面处理方式 电池箱及其导电片的设计 1、电池箱的介绍 电子产品中的电池箱部分主要由电池容纳箱体、导电片（ 包括正极片、负极片、正负联接片）、电池门、电池组成 其在设计时需要考虑的要素有以下几个方面： 用户使用的要素 （人机工程） 安全的要素 机械强度的要素 环境的要素 设计电池箱 时需要考虑 的要素 正确的电池标识 防止电池反向导通 电池门易拆装 电池易拆换 防止电池门打开后电池飞出 防止短路 电池箱部分远离热源 满足跌落测试的需要 足够的接触压力，避免电池瞬间断电 电池片、电池门能耐受足够的拆装次数 防止化学腐蚀 防止氧化 电池箱及其导电片的设计 电子产品中使用的电池从类型上来说，主要有钮扣电 池（Button cell）、圆柱形碱性干电池，其常用的规格 见2。
由于同样规格的电池，其外形尺寸是按标准尺寸进 行制造的，所以电池箱及其导电片的设计是可以标准化的 ，标准化可以缩短开发周期，降低成本，提高效率 本教材编写的目的就是要将电池箱及其导电片的设计 标准化，以期达到上述目的 电池箱及其导电片的设计 2、电池箱设计的基本要求 A：防止反向导通；即将电池正、负极反向装入电池槽后是 不能导通的； B：不能漏电；即放入任何一个电池后，无论以哪一个角度 使用一根直的任意长度的无尺寸要求的直导线，以任何方 式都不可以使这个电池的正负极导电片直接短路，实际操 作是选用一根0.5mm的活动铅笔中的铅芯，随便搭配，都不 能使得电池的正负极短路； C：要有明确的标记；包括电池的规格及正负极方向符号； D：电池门开启后，电池不能轻易飞出； E：电池及电池门的拆装符合人机工程学要求； F：电池周边的材料，要使用耐酸及耐碱佳的材料； G：设计美观，从电池箱处不能看到产品内部构件； 电池箱及其导电片的设计 3、电池箱导电片设计的基本要求 A：良好的导电性； B：不易生锈； C：对电池有足够的轴向压紧力； D：耐疲劳； E：防拔出结构； F：好的焊接工艺性（如有焊接要求）； 一般采用磷青铜片，如导电性能要求高的可表面镀金； 表面需做防锈处理，一般镀5∪m以上的厚镍，不锈钢可以不处理； 导电片对电池两端端子的轴向压紧力一般要求：0.5～1.5kgf ； 电池反复拆装：6000次以上，导电片仍能保持所需性能 ； 导电片插入电池槽内不能轻易拨出 ； 要求焊接时上锡容易，尤其是选择用不锈钢材料时要考虑其焊接工艺 ； 电池箱及其导电片的设计 4、常用电池的分类及标准尺寸 4.1、圆柱形碱性电池（干电池）尺寸示意图 外形图： 下页的表一列出了不同执行标准及不同规格的电池的 尺寸值，并列出了我们在设计中的标准取值。
电池箱及其导电片的设计 表一：干电池的标准尺寸 电电池规规格尺寸标标准设计值设计值IEC标标准DIN标标准ANSI标标准JIS标标准 “D”(1#) R20、 LR20、 UM-1 L61.559.5~61.559.5~61.558.72~61.4958.5~61 D34.232.2~34.232.2~34.232.2~34.1932~34 a1.51.5 min1.5 min1.5 min1.5 min b9.57.8~9.57.9~9.58.33~9.097.8~9.5 “C”(2#) R14、 LR14、 UM-2 L5048.5~50.048.5~50.047.63~50.0148~50.0 D26.224.7~26.224.7~26.224.69~26.1925~26 a1.51.5 min1.5 min1.5 min1.5 min b7.55.5~7.55.5~7.55.97~6.735.5~7.5 “AA”(5#) R06、 LR06、 UM-3 L50.549.0~50.549.0~50.548.41~50.549.2~50.5 D14.513.5~14.513.5~14.513.49~14.513.5~14.5 a1.01.0 min1.0 min1.0 min1.0 min b5.54.2~5.54.2~5.53.96~4.724.2~5.5 “AAA”(7#) R03、 LR03、 UM-4 L44.542.5~44.542.5~44.542.49~44.543.5~44.5 D10.59.5~10.59.5~10.59.5~10.59.5~10.5 a0.80.8 min0.8 min0.8 min--------- b3.82.0~3.82.0~3.82.79~3.56--------- 本公司常用品牌：金霸王、GP、双鹿,最常用AAA、AA两种规格。
单位：mm 电池箱及其导电片的设计 4.2、钮扣电池尺寸示意图 外形图 下页的表二列出了不同规格的钮扣电池的尺寸值及其 标称电压和容量 电池箱及其导电片的设计 表二：钮扣电池的使用参数及尺寸 电电池规规格D尺寸H尺寸电压电压容量电电池规规格D尺寸H尺寸电压电压容量 CR1220 12.523V35mAh CR1616 161.63V50mAh CR1620 1623V70mAh CR2016 201.63V75mAh CR2025 202.53V140mAh CR2032 203.23V180mAh CR2320 2323V125mAh CR23302333V260mAh CR2354235.43V500mAh CR24302433V280mAh CR24502453V500mAh 单位：mm 钮扣电池命名规则 : C:锂-二氧化锰 R:圆柱形 本公司常用品牌：高能达，常用CR2032、CR2430两种 5.1、常规结构 电池箱及其导电片的设计 5、圆柱形碱性电池的电池箱设计 负极导 电弹弓 正极导 电片 容纳两节 电池的电 池箱 注:本页以容纳两节电池的电池箱作为设计参考。
正负极联接片 干电池 负极导电片 焊线端子 正极导电片 焊线端子 正面 背面 电池箱及其导电片的设计 5.2、干电池箱的常规设计尺寸 A=52~52.5mm B=59.9mm C=0.7～0.8mm D=14.5～14.7mm E=5.8～6.5mm F=9～9.5mm G=10～11mm 负极弹弓有效圈数：4.5 负极弹弓线径：0.6mm 5.2.1、AA电池的电池箱设计尺寸 电池箱及其导电片的设计 5.2.2、AAA电池的电池箱设计尺寸 A=45.8~46mm B=53.4mm C=0.6～0.7mm D=10.5～10.7mm E=5～5.5mm F=7～7.5mm G=8～9mm 负极弹弓有效圈数：4 负极弹弓线径：0.5mm 电池箱及其导电片的设计 5.3.1、AA电池的电池槽总长度设计方法 H=G’+电池标准长度+I+电池装配间隙 =4+50.5+1.4+1=56.9mm 电池装配间隙取值：1mm G’：负极弹簧完全压缩后 总高度 I：正极导电片总高度 H：电池槽总长度 5.3、如何设计电池槽的总长度 电池箱及其导电片的设计 5.3.2、AAA电池的电池槽总长度设计方法 H=G’+电池标准长度+I+电池装配间隙 =3.3+44.5+1.6+1=50.4mm 电池装配间隙取值：1～1.5mm G’：负极弹簧完全压缩后 总高度 I：正极导电片总高度 H：电池槽总长度 电池箱及其导电片的设计 5.4.1、正极导电片的常规设计 推荐材料：磷青铜片 推荐厚度: 0.3mm 表面处理：镀镍 5∪m以上 倒刺(防拨出) 电池正极接 触区 勾线焊接孔 电池箱位于面 壳时应用 电池片可正 反两个方向 插拔 5.4、如何设计电池导电片 电池箱及其导电片的设计 5.4.1.1、AA电池的正极导电片的常规设计尺寸 电池箱及其导电片的设计 5.4.1.2、AAA电池的正极导电片的常规设计尺寸 电池箱及其导电片的设计 5.4.1.3、正极导电片的常规设计要点 电池片最高 面应比电池 箱围骨低 0.5~1mm 电池片的宽 度比电池片 槽位宽度小 0.5~1mm 良: 电池反装 应接触不 到正极片 √ x 不良: 电池反装 接触到正 极片 电池箱及其导电片的设计 5.4.1.3、正极导电片的常规设计要点 电池片拨刺与 塑胶的过盈量 0.2~0.25mm 为防止电池向上 弹起，电池片正 极接触区的纵向 平面范围需高于 电池正极 设计时电池正极片到此骨位的距离要按规定 的标准来设计,因为各国家的要求及各电池 品牌的电池正极高度有差异,因此此距离要 按最小之电池正极高度来设计,这样就可以 适用各不同品牌的电池。
这种品牌 的电池可 以接触到 更换另一 品牌的电 池接触不 到 x 电池箱及其导电片的设计 5.4.2、负极导电片的常规设计 推荐材料：磷青铜片 厚度0.3mm 弹簧推荐材料：琴钢线 表面处理：镀镍 5μm以上 倒刺 负极接 触弹簧 勾线焊接孔 电池箱位于 面壳时应用 电池片可正 反两个方向 插拔 电池箱及其导电片的设计 5.4.2.1、AA电池的负极导电片的常规设计尺寸 弹簧材料：琴钢线(推荐) 线径:0.6mm 大端直径:7mm 小端直径:5mm 有效圈数：4.5圈 自由长:9.7~10.7mm 顶端:压平处理 连接方式:铆接 电池箱及其导电片的设计 5.4.2.2、AAA电池的负极导电片的常规设计尺寸 弹簧材料：琴钢线(推荐) 线径:0.5mm 大端直径:6mm 小端直径:4mm 有效圈数：4圈 自由长:7.7~8.7mm 顶端:压平处理 弹簧固定方式:铆接 电池箱及其导电片的设计 5.4.2.3、负极导电片的常规设计要点 电池片最高 面应比电池 箱围骨低： 0.5~1mm 电池片的宽 度比电池片 槽位宽度小 0.5~1mm 电池片拨刺 与塑胶的过 盈量： 0.2~0.25mm 电池箱及其导电片的设计 5.4.2.3、负极导电片的常规设计要点 为防止伤人及提供 一个平整的接触平 面，弹簧末端应做 压平处理！√ x√ 做压平 处理！ 末端弯折并做 压平处理！ 末端未做压 平处理！ 电池中心与 电池弹簧中 心要对齐， 否则弹簧易 偏出造成失 效。
中心偏离，弹簧 容易向上滑出 中心偏离，弹簧 容易向下滑出 √xx F F F 绿色箭头为 受力方向 电池箱及其导电片的设计 5.4.3、正负极联接片的常规设计 推荐材料：磷青铜片 厚度0.3mm 弹簧推荐材料：琴钢线 表面处理：镀镍 5μm以上 倒刺 电池正极 接触区 负极弹簧 电池片可正 反两个方向 插拔 电池箱及其导电片的设计 5.4.3.1、AA电池的正负极联接片的常规设计尺寸 推荐材料：磷青铜片 弹簧材料：琴钢线(推荐) 线径:0.6mm 大端直径:7mm 小端直径:5mm 有效圈数：4.5圈 自由长:9.7~10.7mm 顶端:压平处理 弹簧固定方式:铆接 电池箱及其导电片的设计 5.4.3.2、AAA电池的正负极联接片的常规设计尺寸 推荐材料：磷青铜片 弹簧材料：琴钢线(推荐) 线径:0.5mm 大端直径:6mm 小端直径:4mm 有效圈数：4圈 自由长:7.7~8.7mm 顶端:压平处理 弹簧固定方式:铆接 电池片最高 面应比电池 箱围骨低 0.5~1mm 电池箱及其导电片的设计 5.4.3.3、正负极联接片的常规设计要点 电池片的宽 度比电池片 槽位宽度小 0.5~1mm 电池片拨刺 与塑胶的过 盈量： 0.2~0.25mm 负极弹簧及正极 接触区关于中心 的。
