企業(yè)內(nèi)訓(xùn)資料之電池箱及其導(dǎo)電片設(shè)計(jì)

1、企業(yè)內(nèi)訓(xùn)資料之電池箱及其導(dǎo)電片設(shè)計(jì)電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)目錄目錄1、電池箱的介紹2、電池箱設(shè)計(jì)的基本要求3、電池箱導(dǎo)電片設(shè)計(jì)的基本要求4、常用電池的分類及基本尺寸5、圓柱形堿性電池的電池箱設(shè)計(jì)6、鈕扣電池的電池箱設(shè)計(jì)7、如何確定電池箱位于產(chǎn)品的位置8、電池箱的標(biāo)識(shí)9、如何驗(yàn)證電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)是否合格附錄一：常用材料的彈性模量附錄二：常用材料的許用應(yīng)力附錄三：電池彈簧的常用材料附錄四：電池彈片的常用材料附錄五：電池彈片（簧）的常見表面處理方式電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)1 1、電池箱的介紹、電池箱的介紹 電子產(chǎn)品中的電池箱部分主要由電池容納箱體、導(dǎo)電片

2、（包括正極片、負(fù)極片、正負(fù)聯(lián)接片）、電池門、電池組成。 其在設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮的要素有以下幾個(gè)方面：用戶使用的要素（人機(jī)工程）安全的要素機(jī)械強(qiáng)度的要素環(huán)境的要素設(shè)計(jì)電池箱時(shí)需要考慮的要素正確的電池標(biāo)識(shí)防止電池反向?qū)姵亻T易拆裝電池易拆換防止電池門打開后電池飛出防止短路電池箱部分遠(yuǎn)離熱源滿足跌落測試的需要足夠的接觸壓力，避免電池瞬間斷電電池片、電池門能耐受足夠的拆裝次數(shù)防止化學(xué)腐蝕防止氧化電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì) 電子產(chǎn)品中使用的電池從類型上來說，主要有鈕扣電池（Button cell）、圓柱形堿性干電池，其常用的規(guī)格見2。由于同樣規(guī)格的電池，其外形尺寸是按標(biāo)準(zhǔn)尺寸進(jìn)行制造的，

3、所以電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)是可以標(biāo)準(zhǔn)化的，標(biāo)準(zhǔn)化可以縮短開發(fā)周期，降低成本，提高效率。 本教材編寫的目的就是要將電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化，以期達(dá)到上述目的。電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)2 2、電池箱設(shè)計(jì)的基本要求、電池箱設(shè)計(jì)的基本要求A：防止反向?qū)?；即將電池正、?fù)極反向裝入電池槽后是不能導(dǎo)通的；B：不能漏電；即放入任何一個(gè)電池后，無論以哪一個(gè)角度使用一根直的任意長度的無尺寸要求的直導(dǎo)線，以任何方式都不可以使這個(gè)電池的正負(fù)極導(dǎo)電片直接短路，實(shí)際操作是選用一根0.5mm的活動(dòng)鉛筆中的鉛芯，隨便搭配，都不能使得電池的正負(fù)極短路；C：要有明確的標(biāo)記；包括電池的規(guī)格及正負(fù)極方向符號(hào)

4、；D：電池門開啟后，電池不能輕易飛出；E：電池及電池門的拆裝符合人機(jī)工程學(xué)要求；F：電池周邊的材料，要使用耐酸及耐堿佳的材料；G：設(shè)計(jì)美觀，從電池箱處不能看到產(chǎn)品內(nèi)部構(gòu)件；電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)3 3、電池箱導(dǎo)電片設(shè)計(jì)的基本要求、電池箱導(dǎo)電片設(shè)計(jì)的基本要求A：良好的導(dǎo)電性；B：不易生銹；C：對電池有足夠的軸向壓緊力；D：耐疲勞；E：防拔出結(jié)構(gòu)；F：好的焊接工藝性（如有焊接要求）；一般采用磷青銅片，如導(dǎo)電性能要求高的可表面鍍金；表面需做防銹處理，一般鍍5m以上的厚鎳，不銹鋼可以不處理；導(dǎo)電片對電池兩端端子的軸向壓緊力一般要求：0.51.5kgf ；電池反復(fù)拆裝：6000次以

5、上，導(dǎo)電片仍能保持所需性能 ；導(dǎo)電片插入電池槽內(nèi)不能輕易撥出 ；要求焊接時(shí)上錫容易，尤其是選擇用不銹鋼材料時(shí)要考慮其焊接工藝 ；電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)4 4、常用電池的分類及標(biāo)準(zhǔn)尺寸、常用電池的分類及標(biāo)準(zhǔn)尺寸4.1、圓柱形堿性電池（干電池）尺寸示意圖外形圖： 下頁的表一列出了不同執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)及不同規(guī)格的電池的尺寸值，并列出了我們在設(shè)計(jì)中的標(biāo)準(zhǔn)取值。電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)表一：表一：干電池的標(biāo)準(zhǔn)尺寸干電池的標(biāo)準(zhǔn)尺寸電池規(guī)格電池規(guī)格尺寸尺寸標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)值標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)值IEC標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)DIN標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)ANSI標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)JIS標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)“D”(1#)R20、LR20、UM-1L

6、61.559.561.559.561.558.7261.4958.561D34.232.234.232.234.232.234.193234a1.51.5 min1.5 min1.5 min1.5 minb9.57.89.57.99.58.339.097.89.5“C”(2#)R14、LR14、UM-2L5048.550.048.550.047.6350.014850.0D26.224.726.224.726.224.6926.192526a1.51.5 min1.5 min1.5 min1.5 minb7.55.57.55.57.55.976.735.57.5“AA”(5#)R06、LR06

7、、UM-3L50.549.050.549.050.548.4150.549.250.5D14.513.514.513.514.513.4914.513.514.5a1.01.0 min1.0 min1.0 min1.0 minb5.54.25.54.25.53.964.724.25.5“AAA”(7#)R03、LR03、UM-4L44.542.544.542.544.542.4944.543.544.5D10.59.510.59.510.59.510.59.510.5a0.80.8 min0.8 min0.8 min-b3.82.03.82.03.82.793.56-本公司常用品牌：金霸王、G

8、P、雙鹿,最常用AAA、AA兩種規(guī)格。單位：mm電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)4.2、鈕扣電池尺寸示意圖外形圖 下頁的表二列出了不同規(guī)格的鈕扣電池的尺寸值及其標(biāo)稱電壓和容量。電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)表二：表二：鈕扣電池的使用參數(shù)及尺寸鈕扣電池的使用參數(shù)及尺寸電池規(guī)格電池規(guī)格D尺寸尺寸H尺寸尺寸電壓電壓容量容量電池規(guī)格電池規(guī)格D尺寸尺寸H尺寸尺寸電壓電壓容量容量CR122012.523V35mAhCR1616161.63V50mAhCR16201623V70mAhCR2016201.63V75mAhCR2025202.53V140mAhCR2032203.23V

9、180mAhCR23202323V125mAhCR23302333V260mAhCR2354235.43V500mAhCR24302433V280mAhCR24502453V500mAh單位：mm鈕扣電池命名規(guī)則鈕扣電池命名規(guī)則: :C:C:鋰鋰- -二氧化錳二氧化錳R:R:圓柱形圓柱形本公司常用品牌：高能達(dá)，常用CR2032、CR2430兩種。5.15.1、常規(guī)結(jié)構(gòu)、常規(guī)結(jié)構(gòu)電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)5 5、圓柱形堿性電池的電池箱設(shè)、圓柱形堿性電池的電池箱設(shè)計(jì)計(jì)負(fù)極導(dǎo)電彈弓正極導(dǎo)電片容納兩節(jié)電池的電池箱注:本頁以容納兩節(jié)電池的電池箱作為設(shè)計(jì)參考。正負(fù)極聯(lián)接片干電池負(fù)極導(dǎo)電片

10、焊線端子正極導(dǎo)電片焊線端子正面背面電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)5.25.2、干電池箱的常規(guī)設(shè)計(jì)尺寸、干電池箱的常規(guī)設(shè)計(jì)尺寸A=5252.5mmB=59.9mmC=0.70.8mmD=14.514.7mmE=5.86.5mmF=99.5mmG=1011mm負(fù)極彈弓有效圈數(shù)：4.5負(fù)極彈弓線徑：0.6mm5.2.1、AA電池的電池箱設(shè)計(jì)尺寸電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)5.2.2、AAA電池的電池箱設(shè)計(jì)尺寸A=45.846mmB=53.4mmC=0.60.7mmD=10.510.7mmE=55.5mmF=77.5mmG=89mm負(fù)極彈弓有效圈數(shù)：4負(fù)極彈弓線徑：0.5

11、mm電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)5.3.1、AA電池的電池槽總長度設(shè)計(jì)方法H=G+電池標(biāo)準(zhǔn)長度+I+電池裝配間隙 =4+50.5+1.4+1=56.9mm電池裝配間隙取值：1mmG：負(fù)極彈簧完全壓縮后總高度I：正極導(dǎo)電片總高度H：電池槽總長度5.35.3、如何設(shè)計(jì)電池槽的總長度、如何設(shè)計(jì)電池槽的總長度電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)5.3.2、AAA電池的電池槽總長度設(shè)計(jì)方法H=G+電池標(biāo)準(zhǔn)長度+I+電池裝配間隙 =3.3+44.5+1.6+1=50.4mm電池裝配間隙取值：11.5mmG：負(fù)極彈簧完全壓縮后總高度I：正極導(dǎo)電片總高度H：電池槽總長度電池箱及其導(dǎo)電片

12、的設(shè)計(jì)電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)5.4.1、正極導(dǎo)電片的常規(guī)設(shè)計(jì)推薦材料：磷青銅片 推薦厚度: 0.3mm表面處理：鍍鎳 5m以上倒刺(防撥出)電池正極接觸區(qū)勾線焊接孔電池箱位于面殼時(shí)應(yīng)用電池片可正反兩個(gè)方向插拔5.45.4、如何設(shè)計(jì)電池導(dǎo)電片、如何設(shè)計(jì)電池導(dǎo)電片電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)5.4.1.1、AA電池的正極導(dǎo)電片的常規(guī)設(shè)計(jì)尺寸電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)5.4.1.2、AAA電池的正極導(dǎo)電片的常規(guī)設(shè)計(jì)尺寸電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)5.4.1.3、正極導(dǎo)電片的常規(guī)設(shè)計(jì)要點(diǎn)電池片最高面應(yīng)比電池箱圍骨低0.51mm電池片的寬度比電池片槽位寬

13、度小0.51mm良良: :電池反裝應(yīng)接觸不到正極片x不良不良: :電池反裝接觸到正極片電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)5.4.1.3、正極導(dǎo)電片的常規(guī)設(shè)計(jì)要點(diǎn)電池片撥刺與塑膠的過盈量0.20.25mm為防止電池向上彈起，電池片正極接觸區(qū)的縱向平面范圍需高于電池正極設(shè)計(jì)時(shí)電池正極片到此骨位的距離要按規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)計(jì),因?yàn)楦鲊业囊蠹案麟姵仄放频碾姵卣龢O高度有差異,因此此距離要按最小之電池正極高度來設(shè)計(jì),這樣就可以適用各不同品牌的電池。這種品牌的電池可以接觸到更換另一品牌的電池接觸不到x電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)5.4.2、負(fù)極導(dǎo)電片的常規(guī)設(shè)計(jì)推薦材料：磷青銅片 厚

14、度0.3mm彈簧推薦材料：琴鋼線 表面處理：鍍鎳 5m以上倒刺負(fù)極接觸彈簧勾線焊接孔電池箱位于面殼時(shí)應(yīng)用電池片可正反兩個(gè)方向插拔電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)5.4.2.1、AA電池的負(fù)極導(dǎo)電片的常規(guī)設(shè)計(jì)尺寸彈簧材料：琴鋼線(推薦) 線徑:0.6mm大端直徑:7mm小端直徑:5mm有效圈數(shù)：4.5圈 自由長:9.710.7mm頂端:壓平處理連接方式:鉚接電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)5.4.2.2、AAA電池的負(fù)極導(dǎo)電片的常規(guī)設(shè)計(jì)尺寸彈簧材料：琴鋼線(推薦) 線徑:0.5mm大端直徑:6mm小端直徑:4mm有效圈數(shù)：4圈 自由長:7.78.7mm頂端:壓平處理彈簧固

15、定方式:鉚接電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)5.4.2.3、負(fù)極導(dǎo)電片的常規(guī)設(shè)計(jì)要點(diǎn)電池片最高面應(yīng)比電池箱圍骨低：0.51mm電池片的寬度比電池片槽位寬度小0.51mm電池片撥刺與塑膠的過盈量：0.20.25mm電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)5.4.2.3、負(fù)極導(dǎo)電片的常規(guī)設(shè)計(jì)要點(diǎn)為防止傷人及提供一個(gè)平整的接觸平面，彈簧末端應(yīng)做壓平處理！x做壓平處理！末端彎折并做壓平處理！末端未做壓平處理！電池中心與電池彈簧中心要對齊，否則彈簧易偏出造成失效。中心偏離，彈簧容易向上滑出。中心偏離，彈簧容易向下滑出。xxFFF綠色箭頭為受力方向電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)

16、計(jì)5.4.3、正負(fù)極聯(lián)接片的常規(guī)設(shè)計(jì)推薦材料：磷青銅片 厚度0.3mm彈簧推薦材料：琴鋼線 表面處理：鍍鎳 5m以上倒刺電池正極接觸區(qū)負(fù)極彈簧電池片可正反兩個(gè)方向插拔電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)5.4.3.1、AA電池的正負(fù)極聯(lián)接片的常規(guī)設(shè)計(jì)尺寸推薦材料：磷青銅片彈簧材料：琴鋼線(推薦) 線徑:0.6mm大端直徑:7mm小端直徑:5mm有效圈數(shù)：4.5圈 自由長:9.710.7mm頂端:壓平處理彈簧固定方式:鉚接電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)5.4.3.2、AAA電池的正負(fù)極聯(lián)接片的常規(guī)設(shè)計(jì)尺寸推薦材料：磷青銅片彈簧材料：琴鋼線(推薦) 線徑:0.5mm大端直徑:

17、6mm小端直徑:4mm有效圈數(shù)：4圈 自由長:7.78.7mm頂端:壓平處理彈簧固定方式:鉚接電池片最高面應(yīng)比電池箱圍骨低0.51mm電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)5.4.3.3、正負(fù)極聯(lián)接片的常規(guī)設(shè)計(jì)要點(diǎn)電池片的寬度比電池片槽位寬度小0.51mm電池片撥刺與塑膠的過盈量：0.20.25mm負(fù)極彈簧及正極接觸區(qū)關(guān)于中心的要求應(yīng)分別遵從電池正極片及負(fù)極片的要求電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)5.4.3.3、正負(fù)極聯(lián)接片的常規(guī)設(shè)計(jì)要點(diǎn)負(fù)極彈簧與正極接觸區(qū)的中心距離=電池標(biāo)準(zhǔn)值+電池箱中間檔骨厚度=14.5(AA)+1.2(參考)=15.7mm=10.5(AAA)+1.2(

18、參考)=11.7mmA A、電池彈片的接觸面中心應(yīng)與電池的中心對齊；、電池彈片的接觸面中心應(yīng)與電池的中心對齊；B B、電池彈片對、電池彈片對AAAA電池的壓緊力應(yīng)在電池的壓緊力應(yīng)在1kgf1kgf1.5kgf1.5kgf之間；之間； 電池彈片對電池彈片對AAAAAA電池的壓緊力應(yīng)在電池的壓緊力應(yīng)在0.5kgf0.5kgf1kgf1kgf之間；之間；電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)5.55.5、如何確保電池彈片對電池的有效接觸、如何確保電池彈片對電池的有效接觸AA 電池： F作用力=11.5kgfAAA電池：F作用力=0.51kgfF電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)5.6

19、5.6、如何計(jì)算電池彈簧對電池的壓緊力、如何計(jì)算電池彈簧對電池的壓緊力5.6.1、圓錐形電池彈簧作用力的計(jì)算G：彈簧系數(shù) 不銹鋼絲：7000 kg/mm2 彈簧鋼絲：8000 kg/mm2 琴鋼線：8000 kg/mm2 d:材料線徑Nc:有效圈數(shù)p:自由狀態(tài)下節(jié)距p:在F作用力下的節(jié)距k:彈簧剛度R2ppF(作用力)材料：琴鋼線d： 0.6mmR1：2.5mmR2：3.5mmNc：4.5p： 2mmp：0.8mmK=G*d4*(R2-R1)/16*Nc*(R24-R14) =8000*0.64*(3.5-2.5)/16*4.5*(3.54-2.54) =0.1297kgf/mm2F作用力=G

20、*d4*(p-p)/64*Ri3 = 8000*0.64*(2-0.8)/64*2.53 =1.244kgf/mm1kgf/mmR1此公式適用于圓錐形壓縮彈簧。電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)G：彈簧系數(shù) 不銹鋼絲：7000 kg/mm2 彈簧鋼絲：8000 kg/mm2 琴鋼線：8000 kg/mm2 d:材料線徑Dcen:中心徑OD:外徑（Dcen+d）Nc:有效圈數(shù)L:作用長度（L0-L）L0:自由長度L:在F作用力下的長度k:彈簧剛度K=G*d4/8*Dcen3*Nc =8000*0.64/8*(6-0.6)3*4.5 =0.1829 kg/mm2ODL0LF(作用力)F作

21、用力=k*L=0.1829*(10-4.5) =1.00594kg/mm材料：琴鋼線d：0.6mmOD：6mmNc：4.5L：10mmL：4.5mm此公式適用于圓柱形壓縮彈簧。5.6.2、圓柱形電池彈簧作用力的計(jì)算電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)5.75.7、堿性電池箱的非常規(guī)結(jié)構(gòu)、堿性電池箱的非常規(guī)結(jié)構(gòu)5.7.1、彈簧式當(dāng)由于產(chǎn)品空間及結(jié)構(gòu)的原因，造成電池箱及其導(dǎo)電片不能采用規(guī)范的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，可以按照適合產(chǎn)品要求的設(shè)計(jì)方式重新設(shè)計(jì)。特 點(diǎn)：電池正極、負(fù)極、正負(fù)極聯(lián)接均采用彈簧。優(yōu)缺點(diǎn)：1、打樣、生產(chǎn)快捷方便，不需開模，可用專用的彈簧機(jī)按所需要求調(diào)整參數(shù)直接成形； 2、成本低； 3

22、、焊接較困難，易掉線，一般要求在焊線末端打勾； 4、定位較麻煩。 5、受成形工藝的限制，難于 應(yīng)用在電池接觸連接比較 復(fù)雜的場合。負(fù)極彈簧正極彈簧彈簧固定卡扣需要遵循的幾個(gè)要求：1、防止反向?qū)ǎ?、對電池的壓緊力符合要求；3、電池的容納尺寸設(shè)計(jì)按標(biāo)準(zhǔn)要求。固定卡扣正負(fù)極聯(lián)接彈簧電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)5.7.2、彈片式特點(diǎn)：電池正極、負(fù)極、正負(fù)極聯(lián)接均采用彈性金屬片。優(yōu)缺點(diǎn)：1、可應(yīng)用在電池接觸連接比較復(fù)雜的場合， 尤其是需要二次接觸的場合。 2、打樣周期長，需要開沖壓模具。(簡單的沖壓件打樣時(shí)可先用線切割成形，確認(rèn)結(jié)構(gòu)，沒問題后再開模) 2、成本較高。 3、彈片易永久變

23、形，不能回復(fù)初始彈力。 4、受材料的影響較大，在使用材料時(shí)要嚴(yán)格控制。 5、彈片對電池的壓緊力較難控制。需要遵循的幾個(gè)要求：1、防止反向?qū)ǎ?、對電池的壓緊力符合要求；3、電池的容納尺寸設(shè)計(jì)按標(biāo)準(zhǔn)要求。正負(fù)聯(lián)接片正極片負(fù)極片這種需要二次聯(lián)接的情況下不得不采用彈片的方式電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)5.7.2.1、電池彈片的設(shè)計(jì)要點(diǎn)1、材料的選用： 電池彈片的材料一般選用 磷青銅片（通用，推薦使用，一般選用3/4H硬度狀態(tài)） 鈹銅片（高要求時(shí)用，需熱處理，一般選用1/2H、3/4H硬度狀態(tài)） 不銹鋼片（無焊接要求時(shí)一般選用1/2H、3/4H硬度狀態(tài)） 厚度選用：視彈力要求，一般選

24、用0.2mm;其變形區(qū)的截面積可根據(jù)力學(xué)公式校核,來確定材料厚度和寬度。2、如何保證彈片的使用壽命： A、盡可能長的彈性臂； B、設(shè)計(jì)防止過負(fù)荷結(jié)構(gòu)； C、滿足強(qiáng)度設(shè)計(jì)條件： 彎曲正應(yīng)力材料許用應(yīng)力 D、防止應(yīng)力集中。電池片在電池裝入后產(chǎn)生彈性變形：藍(lán)色 綠色變形區(qū)（應(yīng)力區(qū)）防止過負(fù)荷結(jié)構(gòu)，裝入電池時(shí)此擋骨會(huì)頂住電池，避免裝入受到電池的大力擠壓。彈性臂的長度太長會(huì)降低彈力，太短則正應(yīng)力過大3、如何保證彈片對電池有效接觸： A、壓緊量:1.52mm； B、壓緊力:0.51.5kgf。電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)5.7.2.2、電池彈片的彈性變形力學(xué)分析如右圖，彈片在受到一定的載荷

25、F時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定距離的變形，這種應(yīng)力-應(yīng)變的變化是存在一定的關(guān)系的，如果F作用力所產(chǎn)生的彎曲正應(yīng)力不超過材料的許用應(yīng)力的話，那么這種變形是可以回復(fù)到原來的狀態(tài)的，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上，我們經(jīng)常會(huì)應(yīng)用到這種彈性變形，如電池彈片，接觸片等。FLbt截面形狀如何計(jì)算彈性變形的載荷、內(nèi)應(yīng)力及彎曲變化量： F=3EIF=3EI/L/L3 3 =3Et/2L=3Et/2L2 2其中：E：彈性模量（可查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊） I：慣性矩：彎曲變化量 L： 跨度：彎曲正應(yīng)力 t ：材料厚度 ：材料的許用應(yīng)力（可查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊）慣性矩I需計(jì)算獲得，不同截面形狀的計(jì)算公式不同，由于我們通常只應(yīng)用這種長方形的的形狀，在這里我們僅介紹

26、長方形的慣性矩的計(jì)算方法： I=btI=bt3 3/12/12從應(yīng)力-應(yīng)彎的計(jì)算公式中可以看出，要設(shè)計(jì)一款變形量、力度及使用壽命符合要求的彈片，需要根據(jù)以下幾個(gè)因素來設(shè)計(jì)： A、材料（確定彈性模量及許用應(yīng)力） B、截面形狀 C、跨度電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)5.7.2.3、彈片的彈性變形力學(xué)分析-實(shí)例9.2mm1.2mm4mm0.2mm截面尺寸慣性矩I=bt3/12=4*0.23/12=0.00267mm4如圖,彈片在受到電池的壓力從藍(lán)色形狀變形為綠色形狀,如果電池不取出,在靜態(tài)情況下,彈片始終對電池負(fù)極端子有一個(gè)作用力F.接觸壓F=3EI/L3=3*12000*0.0026

27、7*1.2/9.23 =0.148kgf/mm2 0.1kgf/mm2正應(yīng)力=3Et/2L2=3*12000*0.2*1.5/2*72 =51.04kgf/mm2 52.3kgf/mm2結(jié)論結(jié)論: :該彈片的接觸壓力大于該彈片的接觸壓力大于0.1kgf/mm0.1kgf/mm2 2的要求的要求, ,彎曲正應(yīng)力小于許用應(yīng)力彎曲正應(yīng)力小于許用應(yīng)力, ,所以這個(gè)彈片適用。所以這個(gè)彈片適用。F設(shè)計(jì)一款電池彈片，要求接觸壓力0.1kgf:第一步:選材磷青銅片 E=12000kgf/mm2, =52.3kgf/mm2第二步:確定橫截面 t=0.2mm, b=4mm第三步:設(shè)計(jì)彈片受壓后變形量 =1.2mm

28、第四步:強(qiáng)度校核電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)附錄一:常用材料的彈性模量(E)附錄二:常用材料的許用應(yīng)力 材料彈性模量E/MPa材料彈性模量E/MPa45#204000不銹鋼20000065Mn210000磷青銅118000LY12鋁合金70000鈹青銅132000材料許用應(yīng)力/MPa材料許用應(yīng)力/MPa45#550不銹鋼58065Mn750磷青銅550LY12鋁合金230鈹青銅600上述數(shù)值僅供參考,不同的材料在不同的情況下有不同的取值,具體可參考機(jī)械設(shè)計(jì)手冊單位轉(zhuǎn)換: 1kgf/mm2=9.8MPa電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)6 6、鈕扣電池的電池箱設(shè)計(jì)、鈕扣

29、電池的電池箱設(shè)計(jì)6.16.1、常規(guī)結(jié)構(gòu)、常規(guī)結(jié)構(gòu)注:本節(jié)以容納一粒CR2032電池的電池箱作為設(shè)計(jì)參考。鈕扣電池電池箱負(fù)極片正極片正極片焊線端子負(fù)極片焊線端子電池固定卡扣電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)6.26.2、鈕扣電池的極性接觸范圍、鈕扣電池的極性接觸范圍從圖中可以看出，電池的正極接觸是金黃色部分，通常設(shè)計(jì)時(shí)采用接觸側(cè)面或電池正面兩種方式，電池的負(fù)極接觸是深謁色部分，設(shè)計(jì)時(shí)負(fù)極片只接觸這一區(qū)域；鈕扣電池的正負(fù)極靠得比較近，設(shè)計(jì)時(shí)要特別注意短路的問題。鈕扣電池是一種較扁的圓柱形狀，其正負(fù)極作如下圖的區(qū)分：金黃色部分為電池的正極范圍深謁色部分為電池的負(fù)極范圍紅色圓環(huán)為電池的正負(fù)極

30、絕緣層電池正面電池反面在這里描述的電池的顏色僅為方便描述而添加了顏色，實(shí)物是沒有這種顏色的。電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)6.36.3、鈕扣電池的導(dǎo)電片接觸位置與電池取出方向的關(guān)系、鈕扣電池的導(dǎo)電片接觸位置與電池取出方向的關(guān)系鈕扣電池箱的電池片接觸位置跟電池的取出方向有關(guān)：負(fù)極片接觸位置正極片接觸位置電池取出方向1（側(cè)面取出）電池取出方向2（向上取出）負(fù)極片接觸位置電池取出方向（側(cè)面取出）正極片接觸位置正負(fù)導(dǎo)電片通常用彈片設(shè)計(jì)(也有用彈簧的,但不常的),材料的選擇參考附錄四,其對電池的壓緊力要求在0.21kgf之間電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)6.46.4、鈕扣電池箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)、鈕扣電池箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)電池箱的容納直徑=電池直徑+0.4mm 如CR2032的容納直徑=20+0.4=20.4mm電池彈片需有一定的保護(hù)結(jié)構(gòu),避免電池對其擠壓造成永久變形為方便電池裝入及取出,電池箱取出位置需設(shè)計(jì)手指位,其大小至少應(yīng)容納成年人食指電池箱內(nèi)應(yīng)有明顯的電池規(guī)格及極性標(biāo)識(shí),方便使用者裝取手指位電池標(biāo)識(shí)這種結(jié)構(gòu)的彈片很容易向后面變形,所以必須在后面設(shè)計(jì)支撐骨電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)6.56.5、鈕扣電池箱的其它結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式、鈕扣電池箱的其它結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式 鈕扣電池的電池箱及