CN105070853B - 一种高性能柱式锂亚电池用盖板及其加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高性能柱式锂亚电池用盖板及其加工方法，所述盖板具有内凹的内表面、略微外凸的外表面，其特征在于：还具有注液孔和中心孔(2)，所述内表面的外壁与内壁形成一定的角度；所述内表面内凹的深度为0.8～1.2mm，盖板厚度为2.75～3.75mm。所述盖板的加工方法，包括备料、分料、冲压、车削、钻孔、清洗、烘干的步骤。本发明可以更加有效避免清洗死角，清洗只需加入自制的普通碱溶液和酸溶液在滚筒机将盖板搅拌，再用自来水冲洗干净和烘干即可，可大大节省设备，水等耗材。因此本发明使盖板的生产效率显著提高至少一倍，成本显著下降达到40％左右，制造和清洗的盖板表面更加洁净和光亮，符合高性能锂亚电池技术发展的需要。
Description
技术领域
本发明属于金属材料加工技术领域，涉及锂亚电池，具体涉及一种高性能柱式锂亚电池用盖板及其加工方法。
背景技术
锂-亚硫酰氯电池(简称“锂亚电池”)的负极是金属锂(Li)，内部正极活性物质和电解液溶剂都是亚硫酰氯(SOCl2)，最早在军用领域使用，如现代化国防及军事领域：航空、航天、航海电子、兵器等。目前在民用领域已广泛使用，如主要用于仪表AMR及CMOS电路板各种智能表计、存储器及后备电源、无线电报警器/传感器、远程监控系统、定位装置、海洋遥测系统；汽车电子的轮胎胎压监测系统。锂亚电池在所有可以实际使用的化学电源中具有最高的比容量和比能量，被作为一种新型能源系统广泛应用于许多现代电子设备。锂亚电池具有电压高且稳定的工作电压，其工作电压在整个使用寿命期间都保持明显的平稳性。温度使用范围广，可在-60℃到85℃的温度之间使用，经过特殊设计的锂亚电池，其工作温度范围可以延伸到高达+125℃，甚至更高温度。具有高能量密度，目前锂亚电池是现在所有一次电池中能量密度最高的，可达到650Wh/kg和1280Wh/dm3。较好的储存寿命和可靠性，具有特别低的自放电的特性，年自放电率≤1％，同时其制造采用不锈钢壳体与金属-玻璃密封气密焊接结构，因此该电池的在室温条件下可存储10年以上。安全性好，无污染，不含有汞、镉、铅等重金属，无环境危害。具有良好的密封性能，锂亚电池为全密封电池，电池盖是焊接到电池外壳上的，正、负极之间通过玻璃-金属封接(Glass to metal)进行绝缘和密封，注液孔也通过钢珠或销钉焊接实现全密封。在实际生产中，为确保电池密封性能，其密封封装技术也往往要求很高，从每一个零部件的设计、生产都十分严苛，特别是零件表面的高清洁度是保证密封焊接质量的关键。
现有技术中，高性能的柱式锂亚电池工艺较复杂，其端部密封用的盖板有不同的规格，盖板不够圆润，特别是内凹表面和通孔表面，往往形成清洗死角。另外，目前的制造工艺和清洗方法繁琐，落后。特别是去毛刺，过去都是选择大型分仓式滚筒机配置研磨石和抛光石等磨料，利用购买较贵的专用酸性溶液搅拌，再用专业碱性溶液搅拌，反复清洗，后用震动筛分离磨料与产品，之后用纯水机制造出的纯水清洗过滤，再放入超声波内清洗盖板死角，再用上光剂，再漂洗和使用烘干机烘干，让产品达到理想状态。其实，这种清洗往往不彻底，影响后续的焊接质量，况且磨料的加入又增加了二次污染，造成了清洗环节多，产生的废液多，危害环境，生产效率低，因此急需改进盖板设计和加工方法，提升效率，降低生产制造成本。
发明内容
基于上述问题，本发明提供一种高性能柱式锂亚电池用盖板及其加工方法，以缩短生产周期，减少原料的损耗，有效降低成本，使盖板表面更加洁净。具体的技术方案是：
1、一种高性能柱式锂亚电池用盖板，具有内凹的内表面(3)、略微外凸的外表面(4)，其特征在于：还具有注液孔(1)和中心孔(2)，所述内表面(3)的外壁(61)与内壁(62)形成一定的角度(a)；所述内表面(3)内凹的深度(h)为0.8mm～1.2mm，盖板厚度(J)为2.75mm～3.75mm。
进一步的，所述注液孔(1)和所述中心孔(2)之间的孔距(L)和盖板的外直径的比值保持为1∶3；所述注液孔(1)至少为一个。
进一步的，所述盖板的外直径为13mm～41mm；所述外表面(4)的曲率半径(R)为33.5mm～38.5mm；所述中心孔(2)的孔径为4.05mm～4.10mm，所述注液孔(1)的孔径为1.10mm～1.15mm；所述角度(a)为43～46度。
进一步的，所述盖板的外直径为13.5mm或31.5mm；所述外表面(4)的曲率半径(R)为36.5mm；所述注液孔(1)的孔径为1.12mm；所述中心孔(2)的孔径为3.9mm；所述角度(a)为45度；所述深度(h)为1.0mm；所述盖板厚度(J)为2.85mm。
进一步的，所述注液孔(1)和中心孔(2)的孔径不变，适用于不同型式的盖板；所述盖板的外形，可以是圆形、椭圆形或矩形。
进一步的，所述盖板的材料为不锈钢、钢材、钛或钛合金。
2、如上述一种高性能柱式锂亚电池用盖板的加工方法，其特征在于：包括备料、分料、冲压、车削、钻孔、清洗、烘干的步骤；
所述备料的步骤，是依据盖板的不同规格合理选择整张材料备料；
所述分料的步骤，是采用剪床对整张备料进行剪切分料形成所需要尺寸的板块；
所述冲压的步骤，是将所述板块放入模具冲压形成冲压模块；
所述车削的步骤，是利用车床车削所述冲压模块的外径、倒角、倒毛刺，形成外观圆润的模块；
所述钻孔的步骤，是对所述圆润的模块钻中心孔和注液孔，并保证两孔间距，形成盖板；
所述清洗的步骤，是对加工过程在盖板表面形成的污物清洗，将所述盖板放置在滚筒机中加入普通弱碱溶液搅拌10min～25min后滤干，再重复至少3次该步骤，并用自来水漂洗干净，之后加入普通弱酸溶液再搅拌5min～20min之后滤干，并注入自来水清洗，最后转用超声波清洗3min～9min；
所述烘干的步骤，是对超声波清洗后的盖板，再使用烘干机烘干即成清洁的盖板成品。
所述普通弱碱溶液，为普通工业碱片与水溶解配制而成，其质量比为1.6∶100；所述普通弱酸溶液，是用普通弱酸与水配比混合而成，其容积比为1∶84。
所述普通弱碱溶液，具体的配比是普通工业碱片0.25Kg与15L水搅拌均匀即可；所述普通弱酸溶液，具体为用0.2L普通弱酸与16.8L水混合而成。
本发明有益的技术效果是，设计及制造的盖板更加有效避免清洗死角，无需任何磨料，只需加入自制的便宜的普通碱溶液和酸溶液在滚筒机将盖板搅拌，再用自来水冲洗干净和使用烘干机烘干后即可。此外，本发明的耗材是自来水和自配酸、碱剂，无需购买专业用酸碱性溶液，费用低，还省去了上光剂的步骤。这样可大大节省设备，水等耗材，工序简单，可单人操作，节省人工，电费和水费大幅减少；再者，因无需专购制纯水机等设备占地面积显著减少，成本下降更加显著。
因此，与现有技术比，本发明的盖板及其加工方法，使盖板的生产效率显著提高至少一倍，成本显著下降达到40％左右，制造和清洗的盖板表面更加洁净，更加光亮，符合更高性能的锂亚电池技术发展的需要。
附图说明
图1，为本发明的内表面结构示意图。
图2，为本发明的外表面结构示意图。
图3，为本发明图1的T-T剖视结构示意图。
图4，为本发明的立体图。
其中，1-注液孔、2-中心孔、3-内表面、4-外表面、61-外壁、62-内壁、a-倾斜角、h-深度、J-盖板厚度、L-注液孔与中心孔的孔距、R-曲率半径。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的盖板进行详细说明。
如图1～图4所示，为本发明盖板的内表面结构示意图、外表面结构示意图、剖视结构示意图和立体图。锂亚电池的盖板包括注液孔1、中心孔2、内表面3、外表面4；所述内表面3的外壁61与内壁62具有一定的倾斜角度a，通常介于43～46度，该角度不宜太小，太小易产生清洗死角，盖板的外直径较小的时候a可适度大一些，反之则小一些，本实施例优选为45度；所述内表面3内凹的深度h通常为0.8mm～1.2mm，本实施例优选为1mm，所述盖板厚度J介于为2.75mm～3.75mm，本实施例优选为2.85mm。所述盖板的外直径(图中未标出，即外形尺寸)为13.5mm(小规格)或31.5mm(较大的规格)；所述外表面4的曲率半径R优选为36.5mm。因所述所述注液孔1、中心孔2的孔径通常不变，若不考虑误差所述中心孔2的孔径优选为3.9mm，所述注液孔1的孔径为1.12mm。所述注液孔1和中心孔2之间的孔距L和所述盖板的外直径的比值保持为1∶3即可。所述盖板的材料优选为不锈钢、钢材、钛或钛合金。
下面对本发明的盖板加工方法进一步详细说明。
一种高性能柱式锂亚电池用盖板的加工方法，总体工艺分为：备料、分料、冲压、车削、钻孔、清洗、烘干的步骤：
分料是采用剪床对整张不锈钢按盖板的不同规格要求进行剪切分料形成所需要的不同尺寸的板块；再放入冲压模具进行冲压形成冲压模块；再利用车床车削所述冲压模块的外径、倒角、倒掉毛刺，形成外观圆润的模块；对所述圆润的模块用钻床钻中心孔和注液孔，并保证两孔间距符合订单要求，形成盖板。因在之前的加工环节中，盖板表面有一些油污。因此对加工过程在盖板表面形成的污物进行清洗十分重要，将所述盖板放置在滚筒机中加入普通弱碱溶液搅拌15min后滤干，再重复3次该步骤，并用自来水漂洗干净，之后加入普通弱酸溶液再搅拌10min之后滤干，并注入自来水清洗，后转用超声波清洗5min；最后使用烘干机烘干后即清洁的盖板成品。
其中，所述普通弱碱溶液，是在市场上购买的普通工业碱片与水溶解配制而成，其质量比为可控制在1.6∶100左右，具体的配比是工业碱片0.25Kg与15L水搅拌均匀即可。所述普通弱酸溶液，是在市场上购买的普通弱酸与水配比混合而成，其容积比为通常控制在1∶84左右，具体是用0.2L普通弱酸与16.8L水混合而成。
Claims (3)
1.一种高性能柱式锂亚电池用盖板的加工方法，所述盖板具有内凹的内表面(3)、略微外凸的外表面(4)，还具有注液孔(1)和中心孔(2)，所述内表面(3)的外壁(61)与内壁(62)形成一定的角度(a)；所述内表面(3)内凹的深度(h)为0.8mm～1.2mm；盖板厚度(J)为2.75mm～3.75mm；
其特征在于：所述盖板的加工方法步骤包括：备料、分料、冲压、车削、钻孔、清洗、烘干的步骤：
所述备料的步骤，是依据盖板的不同规格合理选择整张材料备料；
所述分料的步骤，是采用剪床对整张备料进行剪切分料形成所需要尺寸的板块；
所述冲压的步骤，是将所述板块放入模具冲压形成冲压模块；
所述车削的步骤，是利用车床车削所述冲压模块的外径、倒角、倒毛刺，形成外观圆润的模块；
所述钻孔的步骤，是对所述圆润的模块钻中心孔和注液孔，并保证两孔间距，形成盖板；
所述清洗的步骤，是对加工过程在盖板表面形成的污物清洗，将所述盖板放置在滚筒机中加入普通弱碱溶液搅拌10min～25min后滤干，再重复至少3次该步骤，并用自来水漂洗干净，之后加入普通弱酸溶液再搅拌5min～20min之后滤干，并注入自来水清洗，最后转用超声波清洗3min～9min；
所述烘干的步骤，是对超声波清洗后的盖板，再使用烘干机烘干即成清洁的盖板成品；
所述普通弱碱溶液，为普通工业碱片与水溶解配制而成，其质量比为1.6∶100；所述普通弱酸溶液，是用普通弱酸与水配比混合而成，其容积比为1∶84。
2.如权利要求1所述的一种高性能柱式锂亚电池用盖板的加工方法，其特征在于：所述普通弱碱溶液，具体的配比是普通工业碱片0.25Kg与15L水搅拌均匀即可；所述普通弱酸溶液，具体为用0.2L普通弱酸与16.8L水混合而成。
3.如权利要求1所述的一种高性能柱式锂亚电池用盖板的加工方法，其特征在于：所述盖板的材料为不锈钢、钢材、钛或钛合金。
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| CN201699092U (zh) * | 2010-06-08 | 2011-01-05 | 惠州亿纬锂能股份有限公司 | 一种锂电池 |
| CN204834702U (zh) * | 2015-08-10 | 2015-12-02 | 宝鸡市荣兴金属材料有限公司 | 一种高性能柱式锂亚电池用盖板 |
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