CN107994138B - 一种软包锂离子电池铝塑膜冲壳结构及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种软包锂离子电池铝塑膜冲壳结构及方法，该结构包括下模板和与下模板固定连接的上模板，铝塑膜固定在上模板和下模板之间，上模板的底面上设置有用于冲壳定型铝塑膜的凹槽，下模板上位于凹槽正下方的位置处开设有贯通下模板的通孔，下模板的底部设置有与通孔连通的高压压缩气瓶；该方法包括步骤：一、软包锂离子电池铝塑膜冲壳结构的安装；二、无刚性推动体的形成；步骤三、铝塑膜冲壳定型。本发明通过无刚性推动体对铝塑膜施加拉伸力，避免冲头和模板的相对运动，利用凹槽内腔的形状决定铝塑膜冲壳结构，冲壳深度更深，解决软包电池外壳深度成型易于破损、破壳的问题。
Description
技术领域
本发明属于铝塑膜冲技术领域，具体涉及一种软包锂离子电池铝塑膜冲壳结构及方法。
背景技术
软包锂离子电池外壳为一层薄而软的铝塑复合膜，铝塑复合膜经冲压工序成为带有凹坑形状的外壳。电池材料等储能物质被密封入外壳的凹坑形状内，凹坑的深浅限定了电池的最大容量。优良的冲坑方法具备使用同等厚度铝塑包装膜材料冲压成型出更深凹坑的特性。传统的电池外壳成型方法，参阅图1，现有技术中冲壳结构的结构示意图，先用中间带凹坑上下金属板，将平面型的铝塑复合膜夹紧，使铝塑复合膜在受力过程中无滑动；然后，使用一个凸形的刚性材质从下金属板凹坑处向上冲压，从而拉伸出带有侧壁的立体形凹坑。由于依靠凹凸结构的上下相对运动拉伸，受力拉伸区域主要为凹凸结构间隙的铝塑包装膜，此方法的拉伸区域较小，冲壳过程中容易破壳、破损。现有冲壳方法的改进方向，参阅图2，现有技术(去掉铝塑膜)优化后的结构示意图，通过增大上压板和凸形冲头边缘的倒圆角来增加拉伸区域，从而缓解冲壳过程中的破壳、破损。由于凹凸结构间隙和倒圆角的调整会减少宽度和厚度方向的设计空间，现有冲壳方法存在调整因子较少，且调整范围受限的弊端。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种软包锂离子电池铝塑膜冲壳结构，其设计新颖合理，通过无刚性推动体对铝塑膜施加拉伸力，避免冲头和模板的相对运动，利用凹槽内腔的形状决定铝塑膜冲壳结构，冲壳深度更深，解决软包电池外壳深度成型易于破损、破壳的问题，便于推广使用。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种软包锂离子电池铝塑膜冲壳结构，其特征在于：包括下模板和与下模板固定连接的上模板，铝塑膜固定在上模板和下模板之间，上模板的底面上设置有用于冲壳定型铝塑膜的凹槽，下模板上位于凹槽正下方的位置处开设有贯通下模板的通孔，下模板的底部设置有与通孔连通的高压压缩气瓶。
上述的一种软包锂离子电池铝塑膜冲壳结构，其特征在于：所述下模板靠近凹槽的一侧设置有与通孔相连通的记忆橡胶袋。
上述的一种软包锂离子电池铝塑膜冲壳结构，其特征在于：所述记忆橡胶袋为中空的弹性记忆橡胶袋。
上述的一种软包锂离子电池铝塑膜冲壳结构，其特征在于：所述铝塑膜定型外壳的形状与凹槽的内表面轮廓一致。
上述的一种软包锂离子电池铝塑膜冲壳结构，其特征在于：所述铝塑膜为片状铝塑膜。
同时，本发明公开了一种方法步骤简单、设计合理、效果好的软包锂离子电池铝塑膜冲壳的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
步骤一、软包锂离子电池铝塑膜冲壳结构的安装，过程如下：
步骤101、固定下模板，将上模板与下模板固定连接，并将铝塑膜固定在上模板和下模板之间，其中，上模板上的凹槽朝向下模板上的通孔；
步骤102、在下模板的底部安装高压压缩气瓶，高压压缩气瓶与通孔连通；
步骤二、无刚性推动体的形成：开启高压压缩气瓶，高压压缩气瓶通过通孔向铝塑膜的底部输送高压气体，所述高压气体形成推动铝塑膜冲壳定型的无刚性推动体，所述高压气体的气压为0.1MPa～10MPa；
步骤三、铝塑膜冲壳定型：利用无刚性推动体的变形推动上模板和下模板之间的铝塑膜在凹槽内拉伸变形，利用凹槽的内表面形状限定铝塑膜壳体成型的外形，待无刚性推动体变形使位于凹槽下的铝塑膜与凹槽内表面形状一致时，铝塑膜冲壳定型完成。
同时，本发明还公开了一种方法步骤简单、设计合理、效果好的软包锂离子电池铝塑膜冲壳的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
步骤一、软包锂离子电池铝塑膜冲壳结构的安装，过程如下：
步骤101、固定下模板，在下模板靠近凹槽的一侧固定记忆橡胶袋，记忆橡胶袋的开口朝向通孔，再将铝塑膜铺设在记忆橡胶袋上且固定在上模板和下模板之间，其中，上模板上的凹槽朝向下模板上的通孔；
步骤102、在下模板的底部安装高压压缩气瓶，高压压缩气瓶与通孔连通；
步骤二、无刚性推动体的形成：开启高压压缩气瓶，高压压缩气瓶通过通孔将高压气体输送至记忆橡胶袋，记忆橡胶袋填充所述高压气体后形成推动铝塑膜冲壳定型的无刚性推动体，所述高压气体的气压为0.1MPa～10MPa；
步骤三、铝塑膜冲壳定型：利用无刚性推动体的变形推动上模板和下模板之间的铝塑膜在凹槽内拉伸变形，利用凹槽的内表面形状限定铝塑膜壳体成型的外形，待无刚性推动体变形使位于凹槽下的铝塑膜与凹槽内表面形状一致时，铝塑膜冲壳定型完成。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明采用的冲壳结构，使用高压气体或充有高压气体的记忆橡胶袋可塑性材料替代刚性材质制作的冲头，利用高压气体推动上下模板之间的铝塑膜，使铝塑膜在上模板的凹槽内拉伸变形，通过上模板凹槽内腔的形状来限定成型后壳子外形，由于高压气体受力变形特性，冲壳过程最大化了拉伸的铝塑膜区域，解决软包电池外壳深度成型易于破损、破壳的问题，便于推广使用。
2、本发明采用的冲壳方法，步骤简单，由于高压气体受力会形变，受力拉伸区域为凹槽内铝塑膜接触的所有区域，相对于传统的方式，成倍的增大了拉伸区域；通过变化冲压过程中各阶段的高压气体气压，可以对凹槽内铝塑膜接触区域各部分实现精确拉伸控制，从而达到冲壳深度更深的目的，可靠稳定，便于推广使用。
综上所述，本发明设计新颖合理，通过无刚性推动体对铝塑膜施加拉伸力，避免冲头和模板的相对运动，利用凹槽内腔的形状决定铝塑膜冲壳结构，冲壳深度更深，解决软包电池外壳深度成型易于破损、破壳的问题，便于推广使用。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为现有技术中冲壳结构的结构示意图。
图2为现有技术(去掉铝塑膜)优化后的结构示意图。
图3为本发明冲壳结构实施例1的结构示意图。
图4为本发明冲壳结构实施例2的结构示意图。
图5为本发明铝塑膜冲壳定型后的结构示意图。
图6为本发明冲壳方法的方法流程框图。
附图标记说明:
1—上模板； 2—下模板； 3—铝塑膜；
4—高压压缩气瓶； 5—通孔； 6—凹槽；
7—记忆橡胶袋； 8—刚性冲头； 9—刚性冲头倒圆角。
具体实施方式
实施例1
如图3和图5所示，本发明所述的一种软包锂离子电池铝塑膜冲壳结构，包括下模板2和与下模板2固定连接的上模板1，铝塑膜3固定在上模板1和下模板2之间，上模板1的底面上设置有用于冲壳定型铝塑膜3的凹槽6，下模板2上位于凹槽6正下方的位置处开设有贯通下模板2的通孔5，下模板2的底部设置有与通孔5连通的高压压缩气瓶4。
需要说明的是，通孔5的数量设置多个，多个通孔5均匀的设置在下模板2上位于凹槽6正下方的位置处，上模板1的底面上设置有对铝塑膜3冲壳定型的凹槽6的目的是使铝塑膜3在凹槽6内充分的变形，使位于凹槽6下方的铝塑膜3部分变形成与凹槽6内表面一致的形状，铝塑膜壳体的外形主要由上模板1上的凹槽6内腔的形状决定；本实施例中，利用高压压缩气瓶4输出的高压气体作为无刚性推动体，利用该无刚性推动体对铝塑膜3施加拉伸力，高压气体对铝塑膜3施加拉伸力冲压铝塑膜3的过程中无冲头和模板的相对运动，简化上模板1和下模板2的占用体积，且无刚性推动体具有可变形功能，可塑性强，高压气体冲压壳体过程中，高压气体作为冲头的形状在不断变化中，且对铝塑膜3施加拉伸力均匀，避免如图1所示的结构，利用刚性冲头8在上模板1和下模板2之间移动挤压铝塑膜3，刚性冲头8与铝塑膜3接触的顶角均为倒圆角，刚性冲头8在上模板1和下模板2之间移动，边界受力点集中，铝塑膜3受力不均匀，铝塑膜3在拉伸的过程中易破损，导致软包锂离子电池铝塑膜破壳，并且现有的软包锂离子电池铝塑膜冲壳结构在改进上只是对刚性冲头8的刚性冲头倒圆角9和上模板1底部的上模板顶角10进行倒圆角改进，如图2所示，通过增大上模板1和刚性冲头8边缘的倒圆角来增加拉伸区域，从而缓解冲壳过程中的破壳、破损，由于上模板1的凹形结构和刚性冲头8的凸形结构间隙和倒圆角的调整会减少铝塑膜冲壳宽度和厚度方向的设计空间，存在调整因子较少，且调整范围受限的弊端。
本实施例中，所述铝塑膜3定型外壳的形状与凹槽6的内表面轮廓一致。
本实施例中，所述铝塑膜3为片状铝塑膜。
如图6所示，本实施例对应的一种软包锂离子电池铝塑膜冲壳的方法，包括以下步骤：
步骤一、软包锂离子电池铝塑膜冲壳结构的安装，过程如下：
步骤101、固定下模板2，将上模板1与下模板2固定连接，并将铝塑膜3固定在上模板1和下模板2之间，其中，上模板1上的凹槽6朝向下模板2上的通孔5；
步骤102、在下模板2的底部安装高压压缩气瓶4，高压压缩气瓶4与通孔5连通；
步骤二、无刚性推动体的形成：开启高压压缩气瓶4，高压压缩气瓶4通过通孔5向铝塑膜3的底部输送高压气体，所述高压气体形成推动铝塑膜3冲壳定型的无刚性推动体，所述高压气体的气压为0.1MPa～10MPa；
步骤三、铝塑膜冲壳定型：利用无刚性推动体的变形推动上模板1和下模板2之间的铝塑膜3在凹槽6内拉伸变形，利用凹槽6的内表面形状限定铝塑膜壳体成型的外形，待无刚性推动体变形使位于凹槽6下的铝塑膜3与凹槽6内表面形状一致时，铝塑膜冲壳定型完成。
实施例2
如图4和图5所示，本实施例与实施例1不同的是，所述下模板2靠近凹槽6的一侧设置有与通孔5相连通的记忆橡胶袋7。
本实施例中，所述记忆橡胶袋7为中空的弹性记忆橡胶袋。
需要说明的是，记忆橡胶袋7的材质为塑性材料，记忆橡胶袋7中填充有高压压缩气瓶4输出的高压气体的目的是制作成可变形的冲头，代替原有的刚性冲头8，高压压缩气瓶4未开启之前，记忆橡胶袋7收缩入下模板2中，占用体积小，且可压缩，高压压缩气瓶4开启之后，高压气体通过通孔5进入记忆橡胶袋7，推动记忆橡胶袋7伸展膨胀对铝塑膜3施加拉伸力，可塑性强，冲压壳体过程施加拉伸力均匀。
如图6所示，本实施例对应的一种软包锂离子电池铝塑膜冲壳的方法，包括以下步骤：
步骤一、软包锂离子电池铝塑膜冲壳结构的安装，过程如下：
步骤101、固定下模板2，在下模板2靠近凹槽6的一侧固定记忆橡胶袋7，记忆橡胶袋7的开口朝向通孔5，再将铝塑膜3铺设在记忆橡胶袋7上且固定在上模板1和下模板2之间，其中，上模板1上的凹槽6朝向下模板2上的通孔5；
步骤102、在下模板2的底部安装高压压缩气瓶4，高压压缩气瓶4与通孔5连通；
步骤二、无刚性推动体的形成：开启高压压缩气瓶4，高压压缩气瓶4通过通孔5将高压气体输送至记忆橡胶袋7，记忆橡胶袋7填充所述高压气体后形成推动铝塑膜3冲壳定型的无刚性推动体，所述高压气体的气压为0.1MPa～10MPa；
步骤三、铝塑膜冲壳定型：利用无刚性推动体的变形推动上模板1和下模板2之间的铝塑膜3在凹槽6内拉伸变形，利用凹槽6的内表面形状限定铝塑膜壳体成型的外形，待无刚性推动体变形使位于凹槽6下的铝塑膜3与凹槽6内表面形状一致时，铝塑膜冲壳定型完成。
本实施例中，高压压缩气瓶4通过通孔5将高压气体输送至记忆橡胶袋7，由于高压气体的增加使其不断的变化，导致记忆橡胶袋7的形态不断的变形，因此无刚性推动体不断的变形推动上模板1和下模板2之间的铝塑膜3在凹槽6内拉伸变形，代替原有的刚性冲头8，铝塑膜3受力均匀且在拉伸的过程中不易破损及破壳，使用效果好。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (5)
1.一种软包锂离子电池铝塑膜冲壳方法，该方法采用的软包锂离子电池铝塑膜冲壳结构包括下模板(2)和与下模板(2)固定连接的上模板(1)，铝塑膜(3)固定在上模板(1)和下模板(2)之间，上模板(1)的底面上设置有用于冲壳定型铝塑膜(3)的凹槽(6)，下模板(2)上位于凹槽(6)正下方的位置处开设有贯通下模板(2)的通孔(5)，下模板(2)的底部设置有与通孔(5)连通的高压压缩气瓶(4)，
其特征在于：该方法包括以下步骤：
步骤一、软包锂离子电池铝塑膜冲壳结构的安装，过程如下：
步骤101、固定下模板(2)，将上模板(1)与下模板(2)固定连接，并将铝塑膜(3)固定在上模板(1)和下模板(2)之间，其中，上模板(1)上的凹槽(6)朝向下模板(2)上的通孔(5)；
步骤102、在下模板(2)的底部安装高压压缩气瓶(4)，高压压缩气瓶(4)与通孔(5)连通；
步骤二、无刚性推动体的形成：开启高压压缩气瓶(4)，高压压缩气瓶(4)通过通孔(5)向铝塑膜(3)的底部输送高压气体，所述高压气体形成推动铝塑膜(3)冲壳定型的无刚性推动体，所述高压气体的气压为0.1MPa～10MPa；
步骤三、铝塑膜冲壳定型：利用无刚性推动体的变形推动上模板(1)和下模板(2)之间的铝塑膜(3)在凹槽(6)内拉伸变形，利用凹槽(6)的内表面形状限定铝塑膜壳体成型的外形，待无刚性推动体变形使位于凹槽(6)下的铝塑膜(3)与凹槽(6)内表面形状一致时，铝塑膜冲壳定型完成。
2.按照权利要求1所述的一种软包锂离子电池铝塑膜冲壳方法，其特征在于：所述铝塑膜(3)定型外壳的形状与凹槽(6)的内表面轮廓一致。
3.按照权利要求1所述的一种软包锂离子电池铝塑膜冲壳方法，其特征在于：所述铝塑膜(3)为片状铝塑膜。
4.一种软包锂离子电池铝塑膜冲壳方法，该方法采用的软包锂离子电池铝塑膜冲壳结构包括下模板(2)和与下模板(2)固定连接的上模板(1)，铝塑膜(3)固定在上模板(1)和下模板(2)之间，上模板(1)的底面上设置有用于冲壳定型铝塑膜(3)的凹槽(6)，下模板(2)上位于凹槽(6)正下方的位置处开设有贯通下模板(2)的通孔(5)，下模板(2)的底部设置有与通孔(5)连通的高压压缩气瓶(4)，所述下模板(2)靠近凹槽(6)的一侧设置有与通孔(5)相连通的记忆橡胶袋(7)；
其特征在于：该方法包括以下步骤：
步骤一、软包锂离子电池铝塑膜冲壳结构的安装，过程如下：
步骤101、固定下模板(2)，在下模板(2)靠近凹槽(6)的一侧固定记忆橡胶袋(7)，记忆橡胶袋(7)的开口朝向通孔(5)，再将铝塑膜(3)铺设在记忆橡胶袋(7)上且固定在上模板(1)和下模板(2)之间，其中，上模板(1)上的凹槽(6)朝向下模板(2)上的通孔(5)；
步骤102、在下模板(2)的底部安装高压压缩气瓶(4)，高压压缩气瓶(4)与通孔(5)连通；
步骤二、无刚性推动体的形成：开启高压压缩气瓶(4)，高压压缩气瓶(4)通过通孔(5)将高压气体输送至记忆橡胶袋(7)，记忆橡胶袋(7)填充所述高压气体后形成推动铝塑膜(3)冲壳定型的无刚性推动体，所述高压气体的气压为0.1MPa～10MPa；
步骤三、铝塑膜冲壳定型：利用无刚性推动体的变形推动上模板(1)和下模板(2)之间的铝塑膜(3)在凹槽(6)内拉伸变形，利用凹槽(6)的内表面形状限定铝塑膜壳体成型的外形，待无刚性推动体变形使位于凹槽(6)下的铝塑膜(3)与凹槽(6)内表面形状一致时，铝塑膜冲壳定型完成。
5.按照权利要求4所述的一种软包锂离子电池铝塑膜冲壳方法，其特征在于：所述记忆橡胶袋(7)为中空的弹性记忆橡胶袋。
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