CN109994661A - 碱性锌锰电池及电池钢壳的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电池钢壳的生产工艺，包括多次拉伸电池板材成型至第一预设内径和第一预设高度的第一电池筒的普通拉伸工序。拉伸第一电池筒至第二预设内径和第二预设高度的第二电池筒的变薄拉伸工序，第二电池筒包括上段拉伸区和下段拉伸区，下段拉伸区的壁厚小于电池板材的壁厚。拉伸第二电池筒的上段拉伸区至上段成型区，拉伸第二电池筒的下段拉伸区至电池胴身，制备成型后的电池筒身的成型拉伸工序。通过对电池板材的多次拉伸，经一次变薄工序即可进入成型，减少了对电池筒变薄部位的拉伸工序，可避免对变薄的下段拉伸区壁厚进行配对调整，减少发生问题的几率，提高电池钢壳成型过程中的安全性。本发明还提供了一种碱性锌锰电池。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域，更具体地说，涉及一种碱性锌锰电池及电池钢壳的生产工艺。
背景技术
碱性锌锰电池是以锌为负极，二氧化锰为正极，氢氧化钠或氢氧化钾为电解质，采取反极式结构制成的电池。
目前，碱性锌锰电池的电池钢壳采用多工位连续拉伸冲制的方法成型，拉伸工艺采用变薄拉伸工艺，为通过设计凸模与凹模之间的间隙小于拉伸材料的厚度，从而强行将厚料挤压拉伸成薄料的工艺。
如图1-1至图1-5所示，图1-1为电池钢壳第一道普通拉伸后结构示意图；图1-2为电池钢壳第二道普通拉伸后的结构示意图；图1-3为电池钢壳变薄拉伸后的结构示意图；图1-4为电池钢壳薄壁部拉伸后的结构示意图；图1-5为电池钢壳成型拉伸后的结构示意图。
图1-1和图1-2所示为电池钢壳的普通拉伸工位，该过程电池钢壳通体壁厚与钢壳原板材厚度一致；图1-3所示为电池钢壳的变薄拉伸工位，电池钢壳分为上段拉伸区1`和下段拉伸区2`，上段拉伸区1`的壁厚与钢壳原板材厚度一致，而下段拉伸区2`为壁厚变薄段，该段壁厚拉伸后小于钢壳原板材的厚度，其底部的壁厚仍与钢壳原板材厚度一致；图1-4所示为薄壁部拉伸工位，该工位仅对下段拉伸区2`拉伸形成薄壁拉伸区3`，该段的底部仍与钢壳原板材厚度一致；图1-5所示为电池钢壳胴身成型拉伸工位，该工位对薄壁拉伸区3`继续拉伸形成钢壳胴身，而薄壁拉伸区3`的底部及其余部位的厚度仍与钢壳原板材的厚度一致。
变薄工序会产生大量的热，从而影响材料性能，导致变薄拉伸成型过程总，电池钢壳在材料性能上或多或少会变化，因此在钢壳胴身成型之前，后续经过的拉伸工序越多就不利于成型，如薄壁部拉伸工位中，就存在增加故障的几率。
如现有工艺中，电池钢壳变薄拉伸工位后，经薄壁部拉伸工位和成型拉伸工位，3个工位成型钢壳的壁厚需相互协调，由其需要控制薄壁部拉伸工位的厚度，导致电池钢壳的壁厚调节配对过程增加，发生问题(电池钢壳拉毛)的几率增加。
因此，如何提高电池钢壳生产过程中的安全性，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种电池钢壳的生产工艺，以提高电池钢壳生产过程中的安全性；本发明还提供了一种碱性锌锰电池。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种电池钢壳的生产工艺，用于电池筒身的制备，包括步骤：
1)普通拉伸工序，包括多次拉伸电池板材成型至第一预设内径和第一预设高度的第一电池筒；
2)变薄拉伸工序，拉伸所述第一电池筒至第二预设内径和第二预设高度的第二电池筒，所述第二电池筒包括上段拉伸区和下段拉伸区，所述下段拉伸区的壁厚小于所述电池板材的壁厚；
3)成型拉伸工序，拉伸所述第二电池筒的上段拉伸区至上段成型区，拉伸所述第二电池筒的下段拉伸区至电池胴身，制备成型后的电池筒身。
优选地，在上述电池钢壳的生产工艺中，所述第一电池筒的通体壁厚与所述电池板材的厚度差值位于第一预定误差范围内。
优选地，在上述电池钢壳的生产工艺中，所述上段拉伸区的壁厚与所述电池板材的厚度差值位于所述第一预定误差范围内。
优选地，在上述电池钢壳的生产工艺中，所述上段成型区的厚度与所述电池板材的厚度差值位于所述第一预定误差范围内。
优选地，在上述电池钢壳的生产工艺中，所述普通拉伸工序包括所述第一电池筒的内径和高度逐步拉伸的第一拉伸工序、第二拉伸工序和第三拉伸工序；所述第一电池筒在所述第一拉伸工序、所述第二拉伸工序或所述第三拉伸工序中的筒体壁厚与所述电池板材的厚度差值均位于所述第一预定误差范围内。
优选地，在上述电池钢壳的生产工艺中，所述第二电池筒的底部壁厚与所述电池板材的厚度差值位于所述第一预定误差范围内。
优选地，在上述电池钢壳的生产工艺中，所述电池筒身的底部壁厚与所述电池板材的厚度差值位于所述第一预定误差范围内。
一种碱性锌锰电池，包括电池钢壳和填充于所述电池钢壳的电解质，所述电池钢壳采用如上任意一项所述的电池钢壳的生产工艺制备的电池筒身。
本发明提供的电池钢壳的生产工艺，包括多次拉伸电池板材成型至第一预设内径和第一预设高度的第一电池筒的普通拉伸工序。拉伸第一电池筒至第二预设内径和第二预设高度的第二电池筒的变薄拉伸工序，第二电池筒包括上段拉伸区和下段拉伸区，下段拉伸区的壁厚小于电池板材的壁厚。拉伸第二电池筒的上段拉伸区至上段成型区，拉伸第二电池筒的下段拉伸区至电池胴身，制备成型后的电池筒身的成型拉伸工序。通过多次拉伸工序，制备第一电池筒，对第一电池筒进行变薄拉伸后，进入成型工序，通过对第一电池筒的内径和高度进行控制，通过变薄拉伸制备第二电池筒，并控制第二电池筒的内径和高度满足成型要求，直接成型即可制备电池筒身。通过对电池板材的多次拉伸，经一次变薄工序即可进入成型，减少了对电池筒变薄部位的拉伸工序，可避免对变薄的下段拉伸区壁厚进行配对调整，减少发生问题的几率，提高电池钢壳成型过程中的安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1-1为电池钢壳第一道普通拉伸后结构示意图；
图1-2为电池钢壳第二道普通拉伸后的结构示意图；
图1-3为电池钢壳变薄拉伸后的结构示意图；
图1-4为电池钢壳薄壁部拉伸后的结构示意图；
图1-5为电池钢壳成型拉伸后的结构示意图；
图2-1为采用本发明中电池钢壳的生产工艺的第一拉伸结构示意图；
图2-2为采用本发明中电池钢壳的生产工艺的第二拉伸结构示意图；
图2-3为采用本发明中电池钢壳的生产工艺的第三拉伸结构示意图；
图2-4为采用本发明中电池钢壳的生产工艺的变薄拉伸结构示意图；
图2-5为采用本发明中电池钢壳的生产工艺的成型拉伸结构示意图。
具体实施方式
本发明公开了一种电池钢壳的生产工艺，提高了电池钢壳生产过程中的安全性；本发明还提供了一种碱性锌锰电池。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图2-1至图2-5所示，图2-1为采用本发明中电池钢壳的生产工艺的第一拉伸结构示意图；图2-2为采用本发明中电池钢壳的生产工艺的第二拉伸结构示意图；图2-3为采用本发明中电池钢壳的生产工艺的第三拉伸结构示意图；图2-4为采用本发明中电池钢壳的生产工艺的变薄拉伸结构示意图；图2-5为采用本发明中电池钢壳的生产工艺的成型拉伸结构示意图。
本发明提供了一种电池钢壳的生产工艺，用于电池筒身的制备，包括多次拉伸电池板材成型至第一预设内径和第一预设高度的第一电池筒21的普通拉伸工序。拉伸第一电池筒21至第二预设内径和第二预设高度的第二电池筒22的变薄拉伸工序，第二电池筒22包括上段拉伸区221和下段拉伸区222，下段拉伸区222的壁厚小于电池板材的壁厚。拉伸第二电池筒22的上段拉伸区221至上段成型区231，拉伸第二电池筒22的下段拉伸区222至电池胴身232，制备成型后的电池筒身23的成型拉伸工序。通过多次拉伸工序，制备第一电池筒21，对第一电池筒21进行变薄拉伸后，进入成型工序，通过对第一电池筒21的内径和高度进行控制，通过变薄拉伸制备第二电池筒22，并控制第二电池筒22的内径和高度满足成型要求，直接成型即可制备电池筒身23。通过对电池板材的多次拉伸，经一次变薄工序即可进入成型，减少了对电池筒身变薄部位的拉伸工序，可避免对变薄的下段拉伸区222壁厚进行配对调整，减少发生问题的几率，提高电池钢壳成型过程中的安全性。
结合现有技术，可以理解的是，电池板材在普通拉伸过程中，电池筒身的壁厚与电池板材的厚度保持一致，通过多次普通拉伸，将第一电池筒拉伸至第一预定内径和第一预定高度，此时第一电池筒21经普通拉伸，其通体壁厚基本与电池板材壁厚一致。多次拉伸成型的第一电池筒21，其内径和高度达到预定要求，通过变薄拉伸工艺，可获得对下段拉伸区222变薄拉伸的第二电池筒22，对第二电池筒22通过成型拉伸工序制备电池筒身的各个功能区。通过增加普通拉伸工序，减少现有技术中对下段变薄区的二次拉伸，从而避免了下段变薄区二次拉伸过程容易出现钢壳拉毛问题的几率。应用于碱性锌锰电池，通过上述工序制备的电池筒身，电池板材选用钢材质板材，即可制备碱性锌锰电池的电池钢壳。
在本案一具体实施例中，第一电池筒21的通体壁厚与电池板材的厚度差值位于第一预定误差范围内。碱性锌锰电池的电池钢壳在普通拉伸工艺中，根据工艺要求普通拉伸后成型的电池筒身与电池板材的厚度保持一致，然而在工艺操作过程中，受拉伸速率，拉伸压力等因素影响，普通拉伸成型后的电池筒身与电池板材在厚度上存在误差。根据电池钢壳成型过程中的工艺要求，设定普通拉伸成型后的第一电池筒21的通体壁厚与电池板材之间的厚度差值满足第一预定误差范围要求，该第一预定误差范围内认定普通拉伸工艺成型的第一电池筒21与电池板材的厚度一致。
在本案一具体实施例中，上段拉伸区221的壁厚与电池板材的厚度差值位于第一预定误差范围内。变薄拉伸工序中，第一电池筒21分为上段拉伸区和下段拉伸区，下段拉伸区进行变薄拉伸，下段拉伸区的变薄厚度可根据工艺过程中成型结构进行限定，并可设定第二预定误差范围对变薄的下段拉伸区的厚度进行限定。
而上段拉伸区221在拉伸时，仍保证上段拉伸区的壁厚与电池板材的厚度满足第一预定误差误差范围内，即，上段拉伸区221在变薄拉伸工序中，其厚度与电池板材的厚度一致。
在本案一具体实施例中，上段成型区231的厚度与电池板材的厚度差值位于第一预定误差范围内。上段拉伸区221通过成型拉伸工序拉伸成型至电池筒身23的上段成型区231的结构，设定上段成型区231的厚度与电池板材的厚度差值位于第一预定误差范围内。即，电池板材通过普通拉伸工序、变薄拉伸工序和成型拉伸工序，电池筒身23的上段经多次拉伸，其厚度仍保持与电池板材的厚度一致。
在本案一具体实施例中，普通拉伸工序包括第一电池筒21的内径和高度逐步拉伸的第一拉伸工序、第二拉伸工序和第三拉伸工序；第一电池筒21在第一拉伸工序、第二拉伸工序或第三拉伸工序中的筒体壁厚与电池板材的厚度差值均位于第一预定误差范围内。
普通拉伸工序具体包括第一拉伸工序、第二拉伸工序和第三拉伸工序，通过三道拉伸工序成型至具有第一预定内径和第一预定高度的第一电池筒21。第一电池筒21在三道拉伸工序中的厚度与电池板材的厚度保持一致。图2-1为第一拉伸工序制备的电池筒，此时电池板材被拉伸至筒状结构；将第二拉伸工序拉伸至图2-2的电池筒结构，其内径变小，高度增加；通过第三拉伸工序获得图2-3中的第一电池筒，第一电池筒达到第一预定内径和第一预定高度，即可进入后续变薄工序。
通过三道拉伸工序获得第一电池筒21，通过变薄拉伸工序后，直接通过成型拉伸工序成型至电池筒身。即，通过三道拉伸工序，取代现有技术中对变薄拉伸的第二电池筒的二次拉伸，采用第一拉伸工序、第二拉伸工序和第三拉伸工序的普通拉伸工序，第一电池筒的成型稳定性提高，且无需更改凸模尺寸，即采用相同的拉伸系数，仅需对凹模结构进行更改即可成型第一电池筒和第二电池筒。
变薄拉伸工序后直接进入成型拉伸工序，减少了变薄区域的二次拉伸工序，从而最大限度减小了变薄工序对材料性能的影响带来的不确定性(易拉毛)。同时去除了多余工位拉伸，减少了钢壳的壁厚调节配对过程，减少了故障几率，更好的控制电池筒身壁厚，提高材料利用率和工作效率。
在本案一具体实施例中，第二电池筒22的底部壁厚与电池板材的厚度差值位于第一预定误差范围内。
在本案一具体实施例中，电池筒身23的底部壁厚与电池板材的厚度差值位于第一预定误差范围内。电池筒身23拉伸成型的多个工序中，主要的拉伸位置为电池筒身的侧壁，电池筒身23的底壁在普通拉伸工序以及成型工序后，其底壁壁厚均保持与电池板材的厚度一致，满足电池筒身的工艺要求。
一种碱性锌锰电池，包括电池钢壳和填充于所述电池筒身内的电解质，所述电池钢壳具有采用如上任意一项所述的电池钢壳的生产工艺制备的电池筒身。
基于上述实施例中提供的电池钢壳的生产工艺，本发明还提供了一种碱性锌锰电池，包括电池钢壳和填充于电池钢壳内的电解质，该电池钢壳的电池筒身为上述实施例中提供的电池钢壳的生产工艺制备的电池筒身。
由于该碱性锌锰电池采用了上述实施例的电池钢壳的生产工艺制备的电池筒身，所以该碱性锌锰电池由电池钢壳的生产工艺带来的有益效果请参考上述实施例。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种电池钢壳的生产工艺，用于电池筒身的制备，其特征在于，包括步骤：
1)普通拉伸工序，包括多次拉伸电池板材成型至第一预设内径和第一预设高度的第一电池筒；
2)变薄拉伸工序，拉伸所述第一电池筒至第二预设内径和第二预设高度的第二电池筒，所述第二电池筒包括上段拉伸区和下段拉伸区，所述下段拉伸区的壁厚小于所述电池板材的壁厚；
3)成型拉伸工序，拉伸所述第二电池筒的上段拉伸区至上段成型区，拉伸所述第二电池筒的下段拉伸区至电池胴身，制备成型后的电池筒身。
2.根据权利要求1所述的电池钢壳的生产工艺，其特征在于，所述第一电池筒的通体壁厚与所述电池板材的厚度差值位于第一预定误差范围内。
3.根据权利要求2所述的电池钢壳的生产工艺，其特征在于，所述上段拉伸区的壁厚与所述电池板材的厚度差值位于所述第一预定误差范围内。
4.根据权利要求2所述的电池钢壳的生产工艺，其特征在于，所述上段成型区的厚度与所述电池板材的厚度差值位于所述第一预定误差范围内。
5.根据权利要求2所述的电池钢壳的生产工艺，其特征在于，所述普通拉伸工序包括所述第一电池筒的内径和高度逐步拉伸的第一拉伸工序、第二拉伸工序和第三拉伸工序；所述第一电池筒在所述第一拉伸工序、所述第二拉伸工序或所述第三拉伸工序中的筒体壁厚与所述电池板材的厚度差值均位于所述第一预定误差范围内。
6.根据权利要求2所述的电池钢壳的生产工艺，其特征在于，所述第二电池筒的底部壁厚与所述电池板材的厚度差值位于所述第一预定误差范围内。
7.根据权利要求2所述的电池钢壳的生产工艺，其特征在于，所述电池筒身的底部壁厚与所述电池板材的厚度差值位于所述第一预定误差范围内。
8.一种碱性锌锰电池，包括电池钢壳和填充于所述电池钢壳内的电解质，其特征在于，所述电池钢壳采用如权利要求1-7中任意一项所述的电池钢壳的生产工艺制备的电池筒身。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190709 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |