CN109713171A - 高容量小型纽扣式锂电池内壳与绝缘膜固定加工方法 - Google Patents

Abstract

一种高容量小型纽扣式锂电池内壳与绝缘膜固定加工方法，该加工方法包括下述步骤：1、选材：选用具有热缩性、耐电解液腐蚀的塑胶材料作为绝缘膜，内壳呈桶状；2、切段：参照内壳的高度将绝缘膜进行切段，保证热缩后的绝缘膜长度比锂电池内壳的高度大；3、套管：将绝缘膜套装在内壳上；4、加热：通过烘箱进行加热，使绝缘膜热缩变形，包覆在内壳外侧；5、定型：对绝缘膜进行加热使其软化，并通过形状与内壳内部形状相吻合的定型柱对绝缘膜位于内壳内侧部分进行定型；6、脱模：将定型柱从内壳内脱出，即完成。通过本发明可将厚度较薄的绝缘膜附着在锂电池内壳上，可降低内壳整体厚度，从而实现采用绝缘膜结构实现内壳与外壳之间的绝缘、密封。

Description

高容量小型纽扣式锂电池内壳与绝缘膜固定加工方法

技术领域

本发明公开一种锂电池，特别是一种高容量小型纽扣式锂电池内壳与绝缘膜固定加工方法。

背景技术

纽扣电池（button cell ）也称扣式电池，是指外形尺寸像一颗小纽扣的电池，一般来说直径较大，厚度较薄（相对于柱状电池如市场上的5号AA等电池）。纽扣电池一般来说常见的有充电的和不充电的两种，不充电的包括3V锂锰扣式电池及1.5V碱性锌锰扣式电池；充电的包括3.6V可充锂离子扣式电池以及3V可充锂离子扣式电池。

常规的锂电池主要包括内壳、外壳和电池芯，内壳和外壳相互扣合在一起，电池芯设置在内壳内部，由于电池芯内有液体存在，所以锂电池在组装时，需要将内壳和外壳之间进行密封，常规的纽扣式锂电池的密封方式都是在内壳侧壁的两侧设置有PVC密封材料，根据密封材料的弹性达到内壳和外壳之间的密封效果，常规的PVC密封材料整体厚度可达到1.2~1.4mm，内壳与外壳的总壁厚约1.5mm，造成产品内部有效空间较小，加之由于PVC材料弹性较差，目前的锂电池由于漏液而造成的产品不良率回答道20%~30%，不良品率较高。

发明内容

针对上述提到的现有技术中的纽扣式锂电池密封材料层较厚，内部有效空间较小的缺点，本发明提供一种高容量小型纽扣式锂电池内壳与绝缘膜固定加工方法，通过本发明可将厚度较薄的绝缘膜附着在锂电池内壳上，可降低内壳整体厚度，增加其内部有效空间的容量。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种高容量小型纽扣式锂电池内壳与绝缘膜固定加工方法，该加工方法包括下述步骤：

（1）、选材：选用具有热缩性、耐电解液腐蚀的塑胶材料作为绝缘膜，内壳呈桶状；

（2）、切段：参照内壳的高度将绝缘膜进行切段，保证热缩后的绝缘膜长度比锂电池内壳的高度大；

（3）、套管：将绝缘膜套装在内壳上；

（4）、加热收缩：通过烘箱进行加热，使绝缘膜热缩变形，包覆在内壳外侧，底部边沿处向内翻折形成翻边；

（5）、加热定型：对绝缘膜进行加热使其软化，并通过形状与内壳内部形状相吻合的定型柱对绝缘膜位于内壳内侧部分进行定型；

（6）、脱模：将定型柱从内壳内脱出，即完成。

本发明解决其技术问题采用的技术方案进一步还包括：

所述的绝缘膜采用PVDF材质。

所述的内壳顶部设有内凹肩部。

所述的步骤（3），套管时，绝缘膜顶部与内壳肩部平齐，绝缘膜底部向下延伸，超出内部底部。

所述的步骤（4）烘箱的温度大于或等于绝缘膜材料的热变形温度，小于绝缘膜材料的熔点温度。

所述的步骤（4）烘箱分钟的加热温度为145~165℃，加热时间为5~6分钟。

所述的步骤（5）中，定型时采用定型装置进行定型，定型装置包括电机、电机轴、凹模、定位柱、定型柱和热风枪，电机轴安装在电机上，凹模固定安装在电机轴上，凹模顶部设有凹槽，凹模上方设有定位柱，定位柱上套装有定型柱，凹模侧面设有热风枪，将步骤（4）加热后的内壳放置在凹模上的凹槽内，向下压下定位柱，通过定位柱压住内壳，启动热风枪对其进行加热，热风枪的加热温度为115℃~125℃，加热时间为1~2秒，使绝缘膜软化，当绝缘膜软化后，向下压下定型柱进行定型，定型柱的形状与内壳内部形状相吻合。

所述的采用热风枪对内壳进行加热时，电机通过电机轴驱动凹槽转动。

所述的定型装置还包括冷风枪，冷风枪和热风枪相对设置，定型完成后，热风枪后退，冷风枪前进，通过冷风枪对内壳进行风冷冷却，冷却后，定型柱向上拔出，定位柱压住内壳，定型柱拔出后，再将定位柱拔出，取出内壳即可。

所述的采用冷风枪对内壳进行冷却时，电机通过电机轴驱动凹槽转动。

本发明的有益效果是：通过本发明可将厚度较薄的绝缘膜附着在锂电池内壳上，可降低内壳整体厚度，从而实现采用绝缘膜结构实现内壳与外壳之间的绝缘、密封，可将绝缘膜的厚度降低至0.1mm，使带有绝缘膜内壳总厚度降低到0.35mm，内壳与外壳总壁厚可降至0.5mm，利用减少的壁厚来作为有效的电池容量，在壁厚上提升了60%，可增加其内部有效空间的容量。

下面将结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

附图说明

图1为本发明步骤3局部剖面结构示意图。

图2为本发明步骤4局部剖面结构示意图。

图3为本发明中定型装置结构示意图。

图4为本发明步骤5加工后局部剖面结构示意图。

图5为发明加工后产品局部剖面结构示意图（剖面图单侧结构）。

图中，1-内壳，2-绝缘膜，3-肩部，4-翻边，5-外层绝缘膜，6-内层绝缘膜，7-电机，8-电机轴，9-凹模，10-定位柱，11-定型柱，12-热风枪，13-冷风枪。

具体实施方式

本实施例为本发明优选实施方式，其他凡其原理和基本结构与本实施例相同或近似的，均在本发明保护范围之内。

本发明主要为一种高容量小型纽扣式锂电池内壳1与绝缘膜2固定加工方法，应用于小型纽扣式锂电池内壳1加工，目的为将锂电池内壳1与绝缘膜2固定在一起，本发明主要包括如下步骤：

（1）、选材：本实施例中，选用PVDF（PVDF聚偏氟乙烯，外观为半透明或白色粉体或颗粒，分子链间排列紧密，又有较强的氢键，氧指数为46%，不燃，结晶度65%~78%，密度为1.77~1.80g/cm3，熔点为172℃，热变形温度112~145℃，长期使用温度为-40~150℃。PVDF主要是指偏氟乙烯均聚物或者偏氟乙烯与其他少量含氟乙烯基单体的共聚物，它兼具氟树脂和通用树脂的特性，除具有良好的耐化学腐蚀性、耐高温性、耐氧化性、耐候性、耐射线辐射性能外，还具有压电性、介电性、热电性等特殊性能）作为绝缘膜材料，具体实施时，绝缘膜材料也可以选用其他具有热缩性、较高弹性、耐电解液腐蚀的改性塑胶材料，本实施例中，绝缘膜材料呈管状结构。

本实施例中，内壳1呈桶状，本实施例中，内壳1为圆形桶状，即其纵切面呈“U”形，横截面呈圆形，内壳1顶部设有内凹肩部3。

（2）、切段：参照锂电池内壳1的高度将绝缘膜2进行切段，由于绝缘膜2具有热缩性，应保证热缩后的绝缘膜2长度比锂电池内壳1的高度大。

（3）、套管：请参看附图1，将绝缘膜2撑开套装在内壳1上，本实施例中，套管时，绝缘膜2顶部与内壳肩部3平齐，绝缘膜2底部向下延伸，超出内部底部。

（4）、烘箱加热：通过烘箱对套装有绝缘膜2的内壳1进行加热，利用绝缘膜2的热缩特性，使其热缩变形，包覆在内壳1外侧，形成外层绝缘膜5，绝缘膜2靠近内壳1底部边沿位置处向内壳1内部翻折，形成一个翻边4，翻边4的角度通常在90°~120°之间。本实施例中，烘箱加热的温度为大于或等于绝缘膜材料的热变形温度，小于绝缘膜材料的熔点温度，本实施例中，选用PVDF作为绝缘膜材料，烘箱温度选用145~165℃，优选为160℃，加热时间为5~6分钟。通过烘箱加热后的产品结构如图2。

（5）、定型：请参看附图3，定型时采用热风对绝缘膜2进行加热使其软化，并通过定型柱对绝缘膜2位于内壳1内侧部分进行定型，形成内层绝缘膜6。本实施例中，定型时采用定型装置进行定型，请参看附图3，定型装置包括电机7、电机轴8、凹模9、定位柱10、定型柱11和热风枪12，电机轴8安装在电机7上，电机7驱动电机轴8转动，凹模9固定安装在电机轴8上，可通过电机轴8驱动凹模9转动，凹模9顶部设有凹槽，可用于放置内壳1，凹模9上方设有定位柱10，定位柱10上套装有定型柱11，定型柱11能沿着定位柱10上下滑动，凹模9侧面设有热风枪12，可对设置在凹模9内的内壳1进行加热，使用时，将步骤（4）加热后的内壳1放置在凹模9上的凹槽内，向下压下定位柱10，通过定位柱10压住内壳1，防止其在加热过程中掉落，启动热风枪12对其进行加热，本实施例中，热风枪12的加热温度小于绝缘膜材料的热缩温度，防止其在定型时，产生热缩反应，本实施例中，热风枪12的加热温度为115℃~125℃，加热时间为1~2秒，使绝缘膜2软化，当绝缘膜2软化后，向下压下定型柱11，定型柱11的形状与内壳1内部形状相吻合（本实施例中，由于内壳1与定型柱之间设有一层绝缘膜2，所以定型柱形状略小于内壳1内部形状，即内壳与定型柱之间间隔一层绝缘膜的距离，将其定义为吻合）的定型柱对绝缘膜2进行定型，即将向内壳1内部推挤，使绝缘膜2与内壳1内部贴附在一起，形成内层绝缘膜6。通过定型后的结构，请参看附图4。本实施例中，在采用热风枪12对内壳1进行加热时，电机7通过电机轴8驱动凹槽9转动，使得凹模9带动内壳1一起转动，从而使得加热更加均匀。

（6）脱模：将定型柱从内壳1内脱出，即完成。本实施例中，脱模时，先通过冷风枪采用自然温度冷风对内壳1外表面进行风冷1~2秒，使其降温后再进行脱模，更加容易脱出。本实施例中，定型装置还包括冷风枪13，冷风枪13可吹出压缩空气，对内壳1进行冷却，本实施例中，冷风枪13和热风枪12相对设置，冷风枪13和热风枪12分别设置在滑轨上，定型完成后，热风枪12后退，冷风枪3前进，对内壳1进行风冷冷却，冷却时，电机7通过电机轴8驱动凹槽9转动，使得凹模9带动内壳1一起转动，从而使得冷却更加均匀，冷却后，先将定型柱11向上拔出，此时，仍通过定位柱10压住内壳1，以便于使定型柱11能顺利拔出，定型柱11拔出后，再将定位柱10拔出，取出内壳1即可。

通过本发明可将厚度较薄的绝缘膜附着在锂电池内壳上，可降低内壳整体厚度，从而实现采用绝缘膜结构实现内壳与外壳之间的绝缘、密封，可将绝缘膜的厚度降低至0.1mm，使带有绝缘膜内壳总厚度降低到0.35mm，内壳与外壳总壁厚可降至0.5mm，利用减少的壁厚来作为有效的电池容量，在壁厚上提升了60%，可增加其内部有效空间的容量。

Claims (10)

1.一种高容量小型纽扣式锂电池内壳与绝缘膜固定加工方法，其特征是：所述的加工方法包括下述步骤：

（1）、选材：选用具有热缩性、耐电解液腐蚀的塑胶材料作为绝缘膜，内壳呈桶状；

（2）、切段：参照内壳的高度将绝缘膜进行切段，保证热缩后的绝缘膜长度比锂电池内壳的高度大；

（3）、套管：将绝缘膜套装在内壳上；

（4）、加热收缩：通过烘箱进行加热，使绝缘膜热缩变形，包覆在内壳外侧，底部边沿处向内翻折形成翻边；

（5）、加热定型：对绝缘膜进行加热使其软化，并通过形状与内壳内部形状相吻合的定型柱对绝缘膜位于内壳内侧部分进行定型；

（6）、脱模：将定型柱从内壳内脱出，即完成。

2.根据权利要求1所述的高容量小型纽扣式锂电池内壳与绝缘膜固定加工方法，其特征是：所述的绝缘膜采用PVDF材质。

3.根据权利要求1所述的高容量小型纽扣式锂电池内壳与绝缘膜固定加工方法，其特征是：所述的内壳顶部设有内凹肩部。

4.根据权利要求3所述的高容量小型纽扣式锂电池内壳与绝缘膜固定加工方法，其特征是：所述的步骤（3），套管时，绝缘膜顶部与内壳肩部平齐，绝缘膜底部向下延伸，超出内部底部。

5.根据权利要求1所述的高容量小型纽扣式锂电池内壳与绝缘膜固定加工方法，其特征是：所述的步骤（4）烘箱的温度大于或等于绝缘膜材料的热变形温度，小于绝缘膜材料的熔点温度。

6.根据权利要求5所述的高容量小型纽扣式锂电池内壳与绝缘膜固定加工方法，其特征是：所述的步骤（4）烘箱分钟的加热温度为145~165℃，加热时间为5~6分钟。

7.根据权利要求1所述的高容量小型纽扣式锂电池内壳与绝缘膜固定加工方法，其特征是：所述的步骤（5）中，定型时采用定型装置进行定型，定型装置包括电机、电机轴、凹模、定位柱、定型柱和热风枪，电机轴安装在电机上，凹模固定安装在电机轴上，凹模顶部设有凹槽，凹模上方设有定位柱，定位柱上套装有定型柱，凹模侧面设有热风枪，将步骤（4）加热后的内壳放置在凹模上的凹槽内，向下压下定位柱，通过定位柱压住内壳，启动热风枪对其进行加热，热风枪的加热温度为115℃~125℃，加热时间为1~2秒，使绝缘膜软化，当绝缘膜软化后，向下压下定型柱进行定型，定型柱的形状与内壳内部形状相吻合。

8.根据权利要求7所述的高容量小型纽扣式锂电池内壳与绝缘膜固定加工方法，其特征是：所述的采用热风枪对内壳进行加热时，电机通过电机轴驱动凹槽转动。

9.根据权利要求7所述的高容量小型纽扣式锂电池内壳与绝缘膜固定加工方法，其特征是：所述的定型装置还包括冷风枪，冷风枪和热风枪相对设置，定型完成后，热风枪后退，冷风枪前进，通过冷风枪对内壳进行风冷冷却，冷却后，定型柱向上拔出，定位柱压住内壳，定型柱拔出后，再将定位柱拔出，取出内壳即可。

10.根据权利要求9所述的高容量小型纽扣式锂电池内壳与绝缘膜固定加工方法，其特征是：所述的采用冷风枪对内壳进行冷却时，电机通过电机轴驱动凹槽转动。