CN109638183A - 一种无极柱锂电池盖板 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无极柱锂电池盖板,它涉及锂电池盖板领域,它包含顶盖片、正极板安装孔、负极板安装孔、U型正极板、U型负极板、PPS纳米一体注塑件,顶盖片的两端分别设置有正极板安装孔和负极板安装孔,正极板安装孔内安装有U型正极板,负极板安装孔内安装有U型负极板,U型正极板和U型负极板与顶盖片的连接处均设置有PPS纳米一体注塑件。它在确保常规动力电池盖板性能的前提下,将传统动力盖板中的密封圈组装、极柱组装、绝缘塑胶件组装都省略了,减少了零部件数量及有效减少了加工工序。
Description
技术领域:
本发明涉及一种无极柱锂电池盖板,属于锂电池盖板技术领域。
背景技术:
目前由于锂电池具有能量密度高、循环使用次数多等优点,在动力和储能方面得到广泛的应用。近几年尤其在新能源汽车设备上集中最多,成为解决能源危机和环境污染等全球性问题的关键。随着电动汽车技术的日益完善和新能源产业的不断发展,尤其是新能源汽车的不断发展,动力电池的使用规模越来越大,使用领域也越来越广。
在业内人士看来,过去我国新能源汽车行业快速发展依赖于补贴政策的支撑。2018年以来,随着补贴新政实施,新能源汽车行业进入“后补贴时代”,双积分政策接棒,而资本寒冬也正蔓延至新能源汽车制造行业,产业链企业面临资金、技术和市场等多方面的空前压力。对于提供动力电池壳盖的厂家来说深度洗牌已开始,中小企业艰难支撑。因新能源动力电池在生活中的渗透,人们对于动力电池的安全性能也变得越来越关注,技术上的要求也越来越高。在上游原材料涨价、下游要求降价的双重夹击下,迫使动力电池产业链的组成者必须走低成本消耗、高技术产品产出这样一种生存模式。只有推动产品技术升级,才能抢占高端市场份额。
目前市场上动力电池的顶盖结构通常采用压铆结构、卡簧结构或其它结构,结构上虽有差异,但组成的零配件基本相同。顶盖片、极柱、防爆阀、密封件、绝缘塑胶件、导电配件等都是必不可少的主配件,因其特殊的结构问题,生产动力电池盖板的成本始终居高不下。
现有的复合极柱结构中,虽对复合极柱焊接线有做拉力要求,但在实际电池生产过程中在受到表面外拉力作用下产生拉力时,依旧会出现焊接处断裂导致的电池失去充放电的功能。且摩擦焊接极柱采用车床摩擦焊接及表面加工方式生产,生产效率低不说,摩擦焊接设备又昂贵,综合成本非常之高。
发明内容:
针对上述问题,本发明要解决的技术问题是提供一种无极柱锂电池盖板,抛去传统极柱结构的制约,改革、优化结构和制程工艺,通过不断的试验验证,实现无极柱锂电池盖板结构,正极用铝板经过冲压成型取缔正极柱的作用,再经过纳米注塑成型工艺直接使其连通盖板内外,负极的铜铝摩擦焊复合极柱也用铜铝复合材料替代,同样经过纳米注塑成型工艺直接使其连通盖板内外。
本发明的一种无极柱锂电池盖板,它包含顶盖片、正极板安装孔、负极板安装孔、U型正极板、U型负极板、PPS纳米一体注塑件,顶盖片的两端分别设置有正极板安装孔和负极板安装孔,正极板安装孔内安装有U型正极板,负极板安装孔内安装有U型负极板,U型正极板和U型负极板与顶盖片的连接处均设置有PPS纳米一体注塑件。
作为优选,所述的顶盖片的中部设置有防爆孔,防爆孔内安装有防爆阀,防爆阀的上表面设置有PET防爆阀保护贴膜。
作为优选,所述的顶盖片、U型正极板和U型负极板上均设置有数个冲压吸附孔,不仅可以增加顶盖片、U型正极板和U型负极板与塑胶之间的吸附紧密度,还能确保正负极不漏气,泄漏率小于1.0*10-7pa.m^3/s。
作为优选,所述的U型正极板和U型负极板上均设置有PPS纳米注塑进胶孔,可以增加正负极板与PPS纳米一体注塑件之间的密封性。
作为优选,所述的U型正极板采用常规铝板材料制成,材料具有普遍性易采购,厚度及成型形状可任意调节,有利于根据使用需求设计,生产效率很高。
作为优选,所述的U型负极板采用铜铝复合材料制成,可靠性高,不易断裂,产品一致性好,铜铝复合板厚度及成型形状可任意调节,有利于根据使用需求设计,界面结合面积可几倍于摩擦焊接方式,在结合区形成头大尾小的小角度榫卯结构,限制界面滑移,大幅提高结合牢度的可靠性,形成永不松动的结合,提高该复合极板的耐疲劳性能,结合力远高于摩擦焊接;而且结合界面弯延曲折,即使使用中形成应力裂纹也不利于裂纹沿界面扩展,结合牢度可靠性高得多,此种材料可用于冲床五金模具冲压,生产效率很高。
本发明的有益效果:
1、在确保常规动力电池盖板性能的前提下,将传统动力盖板中的密封圈组装、极柱组装、绝缘塑胶件组装都省略了,减少了零部件数量及有效减少了加工工序;
2、密封圈、极柱等配件的摒弃,导致该新型结构组成配件少,大大降低了成本;
3、零配件的减少也直接减轻产品的单重,高度的降低也最大限度的增加了电池内外部空间的使用率;
4、纳米注塑工艺极大地简化盖板制造过程,制造过程中的设备投入及使用成本较低,且纳米注塑时安全和可回收的,对环境影响小。
附图说明:
为了易于说明,本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。
图1为本发明的结构示意图;
图2为图1的A-A向剖视图;
图3为图1的B-B向剖视图;
图4为图1的背面结构示意图;
图5为本发明的立体结构示意图;
图6为图5的背面结构示意图;
图7为本发明的分解结构示意图;
图8为本发明中U型正极板折弯过程示意图;
图9为本发明中U型负极板折弯过程示意图;
图10为本发明的工艺流程图;
图11为具体实施方式二的结构示意图;
图12为图11的C-C向剖视图;
图13为具体实施方式二的分解结构示意图。
1-顶盖片;2-正极板安装孔;3-负极板安装孔;4-U型正极板;5-U型负极板;6-PPS纳米一体注塑件;7-防爆孔;8-防爆阀;9-PET防爆阀保护贴膜;10-冲压吸附孔;11-PPS纳米注塑进胶孔;12-Z型正极板;13-Z型负极板;14-Z型PPS纳米一体注塑件。
具体实施方式:
具体实施方式一:如图1-图10所示,本具体实施方式采用以下技术方案:它包含顶盖片1、正极板安装孔2、负极板安装孔3、U型正极板4、U型负极板5、PPS纳米一体注塑件6,顶盖片1的两端分别设置有正极板安装孔2和负极板安装孔3,正极板安装孔2内安装有U型正极板4,负极板安装孔3内安装有U型负极板5,U型正极板4和U型负极板5与顶盖片1的连接处均设置有PPS纳米一体注塑件6。
其中,所述的顶盖片1的中部设置有防爆孔7,防爆孔7内安装有防爆阀8,防爆阀8的上表面设置有PET防爆阀保护贴膜9;所述的顶盖片1、U型正极板4和U型负极板5上均设置有数个冲压吸附孔10,不仅可以增加顶盖片1、U型正极板4和U型负极板5与塑胶之间的吸附紧密度,还能确保正负极不漏气,泄漏率小于1.0*10-7pa.m^3/s;所述的U型正极板4和U型负极板5上均设置有PPS纳米注塑进胶孔11,可以增加正负极板与PPS纳米一体注塑件6之间的密封性;所述的U型正极板4采用常规铝板材料制成,材料具有普遍性易采购,厚度及成型形状可任意调节,有利于根据使用需求设计,生产效率很高;所述的U型负极板5采用铜铝复合材料制成,可靠性高,不易断裂,产品一致性好,铜铝复合板厚度及成型形状可任意调节,有利于根据使用需求设计,界面结合面积可几倍于摩擦焊接方式,在结合区形成头大尾小的小角度榫卯结构,限制界面滑移,大幅提高结合牢度的可靠性,形成永不松动的结合,提高该复合极板的耐疲劳性能,结合力远高于摩擦焊接;而且结合界面弯延曲折,即使使用中形成应力裂纹也不利于裂纹沿界面扩展,结合牢度可靠性高得多,此种材料可用于冲床五金模具冲压,生产效率很高。
具体实施方式二:如图11-图13所示,本具体实施方式与具体实施方式一的不同之处在于:所述的U型正极板4和U型负极板5替换为Z型正极板12和Z型负极板13,所述的PPS纳米一体注塑件6替换为Z型PPS纳米一体注塑件14,其他组成部分和连接关系与具体实施方式一相同。
本具体实施方式的工艺流程:a、首先将正、负极板U形或Z形冲压成型:利用五金冲压模具对极板原材料施加压力,使其塑性变形,U形极板需先预折弯,折弯角度≥45°,最后落料成型,角度的硬性规定是为后续组装入顶盖片1做准备,Z形极板因其形状不同,可直接冲压折弯成类Z形后与顶盖片1组装,正极板材料选用常规铝板,负极板材料使用固相轧制铜铝复合材料,成型后的“U”形或“Z”形极板可直接取缔正、负极柱,担负起电池内外连接的作用,极板底部预留进胶孔,增强后续PPS注塑时的流动性,使注塑出来的成品更加饱满和更强的附着力;b、U形正、负极板与顶盖片1组装:将未完全折完成型的极板以口部朝防爆阀8的方向组装,短边在上,长边在下,组装后的极板与顶盖片1保持着≥45°的装配角度,需经过五金模轻拍加工使其与顶盖片1平行,加工完成后的极板形成类似“U”形结构件;Z形正、负极板与顶盖片1组装:将完全折弯成Z形的极板以正极反Z形和负极正Z形的方向组装,PPS纳米注塑进胶孔11在下,光面在上;c、顶盖片1、正极板和负极板的纳米注塑成型工艺:注塑的材料必须使用PPS纳米材料,并对顶盖片1及正负极板表面进行纳米化处理,然后采用PPS一体化纳米注塑成型,从而实现极板与顶盖片的绝缘及密封性能,且顶盖片1纳米处理前,在与PPS纳米注塑的接触面和极板一样设置了冲压吸附孔10,增加顶盖片1与塑胶之间的吸附紧密度。
本具体实施方式在确保常规动力电池盖板性能的前提下,将传统动力盖板中的密封圈组装、极柱组装、绝缘塑胶件组装都省略了,减少了零部件数量及有效减少了加工工序;密封圈、极柱等配件的摒弃,导致该新型结构组成配件少,大大降低了成本;零配件的减少也直接减轻产品的单重,高度的降低也最大限度的增加了电池内外部空间的使用率;纳米注塑工艺极大地简化盖板制造过程,制造过程中的设备投入及使用成本较低,且纳米注塑时安全和可回收的,对环境影响小。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (7)
1.一种无极柱锂电池盖板,其特征在于:它包含顶盖片(1)、正极板安装孔(2)、负极板安装孔(3)、U型正极板(4)、U型负极板(5)、PPS纳米一体注塑件(6),顶盖片(1)的两端分别设置有正极板安装孔(2)和负极板安装孔(3),正极板安装孔(2)内安装有U型正极板(4),负极板安装孔(3)内安装有U型负极板(5),U型正极板(4)和U型负极板(5)与顶盖片(1)的连接处均设置有PPS纳米一体注塑件(6)。
2.根据权利要求1所述的一种无极柱锂电池盖板,其特征在于:所述的顶盖片(1)的中部设置有防爆孔(7),防爆孔(7)内安装有防爆阀(8),防爆阀(8)的上表面设置有PET防爆阀保护贴膜(9)。
3.根据权利要求1所述的一种无极柱锂电池盖板,其特征在于:所述的顶盖片(1)、U型正极板(4)和U型负极板(5)上均设置有数个冲压吸附孔(10)。
4.根据权利要求1所述的一种无极柱锂电池盖板,其特征在于:所述的U型正极板(4)和U型负极板(5)上均设置有PPS纳米注塑进胶孔(11)。
5.根据权利要求1所述的一种无极柱锂电池盖板,其特征在于:所述的U型正极板(4)采用常规铝板材料制成,U型负极板(5)采用铜铝复合材料制成。
6.根据权利要求1所述的一种无极柱锂电池盖板,其特征在于:所述的U型正极板(4)和U型负极板(5)替换为Z型正极板(12)和Z型负极板(13),所述的PPS纳米一体注塑件(6)替换为Z型PPS纳米一体注塑件(14)。
7.根据权利要求1所述的一种无极柱锂电池盖板,其特征在于:它的工艺流程:a、首先将正、负极板U形或Z形冲压成型:利用五金冲压模具对极板原材料施加压力,使其塑性变形,U形极板需先预折弯,折弯角度≥45°,最后落料成型,角度的硬性规定是为后续组装入顶盖片(1)做准备,Z形极板因其形状不同,可直接冲压折弯成类Z形后与顶盖片(1)组装,正极板材料选用常规铝板,负极板材料使用固相轧制铜铝复合材料,成型后的“U”形或“Z”形极板可直接取缔正、负极柱,担负起电池内外连接的作用,极板底部预留进胶孔,增强后续PPS注塑时的流动性,使注塑出来的成品更加饱满和更强的附着力;b、U形正、负极板与顶盖片(1)组装:将未完全折完成型的极板以口部朝防爆阀(8)的方向组装,短边在上,长边在下,组装后的极板与顶盖片(1)保持着≥45°的装配角度,需经过五金模轻拍加工使其与顶盖片(1)平行,加工完成后的极板形成类似“U”形结构件;Z形正、负极板与顶盖片(1)组装:将完全折弯成Z形的极板以正极反Z形和负极正Z形的方向组装,PPS纳米注塑进胶孔(11)在下,光面在上;c、顶盖片(1)、正极板和负极板的纳米注塑成型工艺:注塑的材料必须使用PPS纳米材料,并对顶盖片(1)及正负极板表面进行纳米化处理,然后采用PPS一体化纳米注塑成型,从而实现极板与顶盖片的绝缘及密封性能,且顶盖片(1)纳米处理前,在与PPS纳米注塑的接触面和极板一样设置了冲压吸附孔(10),增加顶盖片(1)与塑胶之间的吸附紧密度。
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