CN104953189A - 一种弧形电芯制作模具及方法 - Google Patents

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Abstract

一种弧形电芯制作模具及方法，包括冲盒模具和电芯整形模具，冲盒模具中用于冲出上壳体的冲头呈马鞍状，冲头的中间呈弧形凹陷，两端呈凸起状；电芯整形模具包括弧形凸模和位于弧形凸模下方用于承载电芯的具有弹性变形能力的垫板；弧形凸模的冲压面呈弧形，其弧度与电芯成品的弧度一致，将方形的电芯放置在垫板上，电芯的上壳体朝上，利用弧形凸模冲压在电芯的上表面，使电芯中间凹陷，两端翘起的弧形状。采用马鞍状的冲头先对上壳体进行整形，方便后续能够对电芯整形出同样弧度；由于垫板具有弹性形变能力，电芯的下壳体与垫板接触并相互挤压时，垫板能够将电芯的壳体进行延展，使其在弯曲时不至于发生褶皱。<u/>

Description

一种弧形电芯制作模具及方法
技术领域
本发明涉及锂离子电芯，尤其是一种弧形锂离子电芯快速成型工艺。
背景技术
可穿戴设备即直接穿在身上，或是整合到用户的衣服或配件的一种便携式设备。可穿戴设备不仅仅是一种硬件设备，更是通过软件支持以及数据交互、云端交互来实现强大的功能，可穿戴设备将会对我们的生活、感知带来很大的转变。弯曲电池改变了现有电池的外观理念 ，保证电池电性能的基础上，实现电池的弯曲，从而实现在可穿戴设备上的应用。目前，传统的弯曲电池主要是将方形电池用弧形夹具施加一定的压力，使电池强制弯曲，造成极片弯折，产生很容易气鼓或短路存在较大的安全隐患，而且电池的表面会出现褶皱。或者采用弧形卷绕电芯，直接成型弧形电池的方式制作弧形电池，如公开号为CN104201423的一种弧形锂离子电池制造方法，包括以下步骤 ：（1）制作正极极片、负极极片和隔膜，所述隔膜表面涂敷聚偏氟乙烯，再通过加热复合形成改性复合隔膜；（2）使用弧形卷尺对正极极片、负极极片和隔膜进行竖向卷绕 ；（3）卷绕完成后，在正极极片的焊接点焊接正极极耳，在负极极片的焊接点焊接负极极耳，制作出弧形电芯 ；（4）利用冲盒模具冲压出带有弧形凹槽的上壳和下壳，上壳与下壳的一端连接成一体 ；（5）将弧形电芯放入下壳的弧形凹槽内，然后将上壳进行翻折与下壳配合，利用弧形封头在上壳与下壳边缘进行封边，并留出注液口 ；（6）电芯化成前后上夹具，使隔膜和极片发生聚合，紧密的粘结在一起。该种方式虽然也能成型弧形电池，但是其工艺复杂，而且制造的弧形电池表也变会出现褶皱。
发明内容
  本发明所要解决的技术问题之一是提供一种弧形电芯制作模具，能够无损电芯内部结构，并且制作出来的弧形电芯表面光滑无褶皱。
本发明所要解决的技术问题之二是提供一种弧形电芯制作方法，能够无损电芯内部结构，并且制作出来的弧形电芯表面光滑无褶皱。
  为解决上述技术问题之一，本发明的技术方案是：一种弧形电芯制作模具，包括冲盒模具和电芯整形模具，所述冲盒模具中用于冲出上壳体的冲头呈马鞍状，冲头的中间呈弧形凹陷，两端呈凸起状；所述电芯整形模具包括弧形凸模和位于弧形凸模下方用于承载电芯的具有弹性变形能力的垫板；所述弧形凸模的冲压面呈弧形，其弧度与电芯成品的弧度一致。马鞍状的上壳体的中间弧形凹陷形状图产品弧形电池的弧度一致，两端的凸起的厚度与产品弧形电池的厚度一致；采用马鞍状的冲头先对上壳体进行整形，方便后续能够对电芯整形出同样弧度；在电池化成前后对电芯表面进行热冷压，使电芯表面如常规方形电芯一样平整，此时电芯两端的凸起已经被强制压平，电芯的中间位置受到两端的挤压而绷紧；最后关键的一步是将整平的电芯放置在弹性变形能力的垫板进行整形，在弧形凸模冲压在电芯表面时，电芯中间位置受压向下形成凹陷，如此同时，垫板受到电芯的压力而发生形变，垫板上越靠近电芯中间位置其形变越大，那么就会在垫板上形成变形的弧形凹陷，在垫板的作用下，电芯中间的两端自然形成向上的弯曲，弧形凸模挤压完成后，完整的弧形电芯就可以成型了；由于垫板具有弹性形变能力，电芯的下壳体与垫板接触并相互挤压时，垫板能够将电芯的壳体进行延展，使其在弯曲时不至于发生褶皱。
  作为改进，所述弧形凹陷的弧度大于50mm。
  作为改进，所述垫板为泡棉材料，如EVA。
  为解决上述技术问题之二，本发明技术方案是：一种弧形电芯制作的制作方法，包括以下步骤：
（1）使用卷尺对正极极片、负极极片和隔膜进行竖向卷绕或进行叠片；
（2）卷绕完成后，在正极极片的焊接点焊接正极极耳，在负极极片的焊接点焊接负极极耳，制作出竖卷的电芯；
（3）利用冲盒模具冲压出上壳体和下壳体，所述上壳体呈马鞍状，中间呈向下的弧形凹陷，两端呈向上的凸起状，下壳体为一平面；所述上壳体内形成用于容置电芯的容置空间；
（4）将电芯放入上壳体的容置空间内，然后将上壳体与下壳体配合，利用封头在上壳体与下壳体边缘进行封边，并留出注液口；
（5）电芯化成前和化成后对电芯表面进行热冷压，电芯正常化成分容，制作出表面平整的方型电芯；
（6）将方形的电芯放置在具有弹性变形能力的垫板上，电芯的上壳体朝上，利用弧形凸模冲压在电芯的上表面，使电芯中间凹陷，两端翘起的弧形状。
  作为改进，所述冲盒模具包括用于冲出上壳体的冲头，所述冲头呈马鞍状，冲头的中间呈弧形凹陷，两端呈凸起状。
  作为改进，所述冲头的边缘呈弧形。
  作为改进，所述弧形凹陷的弧度大于50mm。
  作为改进，所述弧形凸模的冲压面呈弧形，其弧度与弧形凹陷的弧度一致。
  作为改进，所述垫板为泡棉材料，如EVA。
  作为改进，所述电芯的厚度在4.0mm以下。
  本发明与现有技术相比所带来的有益效果是：
  采用马鞍状的冲头先对上壳体进行整形，方便后续能够对电芯整形出同样弧度；由于垫板具有弹性形变能力，电芯的下壳体与垫板接触并相互挤压时，垫板能够将电芯的壳体进行延展，使其在弯曲时不至于发生褶皱；本发明只需马鞍状的冲头、垫板和弧形凸模即可制作弧形电池，生成成本低。
附图说明
图1为本发明制作工序图。
图2为本发明制作流程图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明作进一步说明。
如图1、2所示一种弧形电芯制作的制作方法，包括以下步骤：
（1）使用传统的卷尺对正极极片、负极极片和隔膜进行竖向卷绕，也可以通过叠片形式；
（2）卷绕完成后，在正极极片的焊接点焊接正极极耳，在负极极片的焊接点焊接负极极耳，制作出竖卷的电芯4；
（3）利用冲盒模具冲压出上壳体2和下壳体3，所述冲盒模具包括用于冲出上壳体2的冲头1，所述冲头1呈马鞍状，所述冲头1的边缘呈弧形，冲头1的中间呈弧形凹陷11，两端呈凸起12状，所述弧形凹陷11的弧度大于50mm；冲压出来的上壳体2也呈马鞍状，中间呈向下的弧形凹陷22，两端呈向上的凸起23状，该凸起23与弧形凹陷22呈弧形过渡，上壳体2内形成用于容置电芯4的容置空间21；下壳体3为一平面，上壳体2与下可以一侧相互连接在一起；
（4）将电芯4放入上壳体2的容置空间21内，然后将上壳体2翻折与下壳体3配合，利用封头在上壳体2与下壳体3边缘进行封边，并留出注液口；
（5）电芯4化成前和化成后对电芯4表面进行热冷压，电芯4正常化成分容，制作出表面平整的方型电芯4；
（6）将方形的电芯4放置在具有弹性变形能力的垫板6上，垫板6的材质为泡棉材料，如黑色硬质泡棉、EVA，也可以是橡胶垫，一般是指带有一定硬度且能发生弹性形变的材质；电芯4放置完成后，上壳体2朝上；利用弧形凸模5冲压在电芯4的上表面，所述弧形凸模5的冲压面51呈弧形，其弧度与弧形凹陷的弧度一致；弧形凸模安装电芯4弧形凹陷位置进行挤压，使电芯4中间凹陷，两端翘起，从而制得弧形电芯4，弧形电芯4的厚度在4.0mm以下最佳。
马鞍状的上壳体2的中间弧形凹陷形状图产品弧形电池的弧度一致，两端的凸起的厚度与产品弧形电池的厚度一致；采用马鞍状的冲头1先对上壳体2进行整形，方便后续能够对电芯4整形出同样弧度；在电池化成前后对电芯4表面进行热冷压，使电芯4表面如常规方形电芯4一样平整，此时电芯4两端的凸起已经被强制压平，电芯4的中间位置受到两端的挤压而绷紧；最后关键的一步是将整平的电芯4放置在弹性变形能力的垫板进行整形，在弧形凸模冲压在电芯4表面时，电芯4中间位置受压向下形成凹陷，如此同时，垫板受到电芯4的压力而发生形变，垫板上越靠近电芯4中间位置其形变越大，那么就会在垫板上形成变形的弧形凹陷，在垫板的作用下，电芯4中间的两端自然形成向上的弯曲，弧形凸模挤压完成后，完整的弧形电芯4就可以成型了；由于垫板具有弹性形变能力，电芯4的下壳体3与垫板接触并相互挤压时，垫板能够将电芯4的壳体进行延展，使其在弯曲时不至于发生褶皱。

Claims (10)

1.一种弧形电芯制作模具，包括冲盒模具和电芯整形模具，其特征在于：
所述冲盒模具中用于冲出上壳体的冲头呈马鞍状，冲头的中间呈弧形凹陷，两端呈凸起状；
   所述电芯整形模具包括弧形凸模和位于弧形凸模下方用于承载电芯的具有弹性变形能力的垫板；所述弧形凸模的冲压面呈弧形，其弧度与电芯成品的弧度一致。
2.根据权利要求1所述的一种弧形电芯制作模具，其特征在于：所述弧形凹陷的弧度大于50mm。
3.根据权利要求1所述的一种弧形电芯制作模具，其特征在于：所述垫板为泡棉材料。
4.一种弧形电芯制作的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）使用卷尺对正极极片、负极极片和隔膜进行竖向卷绕或进行叠片；
（2）卷绕完成后，在正极极片的焊接点焊接正极极耳，在负极极片的焊接点焊接负极极耳，制作出竖卷的电芯；
（3）利用冲盒模具冲压出上壳体和下壳体，所述上壳体呈马鞍状，中间呈向下的弧形凹陷，两端呈向上的凸起状，下壳体为一平面；所述上壳体内形成用于容置电芯的容置空间；
（4）将电芯放入上壳体的容置空间内，然后将上壳体与下壳体配合，利用封头在上壳体与下壳体边缘进行封边，并留出注液口；
（5）电芯化成前和化成后对电芯表面进行热冷压，电芯正常化成分容，制作出表面平整的方型电芯；
（6）将方形的电芯放置在具有弹性变形能力的垫板上，电芯的上壳体朝上，利用弧形凸模冲压在电芯的上表面，使电芯中间凹陷，两端翘起的弧形状。
5.根据权利要求4所述的一种弧形电芯制作的制作方法，其特征在于：所述冲盒模具包括用于冲出上壳体的冲头，所述冲头呈马鞍状，冲头的中间呈弧形凹陷，两端呈凸起状。
6.根据权利要求5所述的一种弧形电芯制作的制作方法，其特征在于：所述冲头的边缘呈弧形。
7.根据权利要求4所述的一种弧形电芯制作的制作方法，其特征在于：所述弧形凹陷的弧度大于50mm。
8.根据权利要求4所述的一种弧形电芯制作的制作方法，其特征在于：所述弧形凸模的冲压面呈弧形，其弧度与弧形凹陷的弧度一致。
9.根据权利要求4所述的一种弧形电芯制作的制作方法，其特征在于：所述垫板为泡棉材料。
10.根据权利要求4所述的一种弧形电芯制作的制作方法，其特征在于：所述电芯的厚度在4.0mm以下。
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