CN111740041A - 一种电池壳体的制造方法、电池壳体和单体电池 - Google Patents

Abstract

本发明涉及动力电池技术领域，公开了一种电池壳体的制造方法、电池壳体和单体电池。电池壳体的制造方法包括以下步骤：S1、将金属毛坯通过热挤压或冷挤压制成管状的预制金属件；S2、沿预制金属件的轴向拉伸预制金属件；S3、沿轴向截取一段拉伸后的预制金属件作为电池壳体。本发明提高了电池壳体的合格率和制造效率，降低了制造成本，降低了制造壁厚较薄且尺寸较长或较深电池壳体的生产难度，也突破了传统多次冲压成型方法制造电池壳体的容量的限制，利于生产大容量电池壳体，也便于生产与薄片电池更适配的电池壳体，也使电池模组能适用于各种空间尺寸，同时提高电池模组的安全性能。

Description

一种电池壳体的制造方法、电池壳体和单体电池

技术领域

本发明涉及动力电池技术领域，尤其涉及一种电池壳体的制造方法、电池壳体和单体电池。

背景技术

单体电池的电池壳体上一般设有用于安装电芯的开口，在电池壳体的开口处焊接盖板组成单体电池。目前，电池壳体大多是薄壁金属板折弯成型后焊接或直接多次冲压成电池壳体，由于电池壳体的壁厚较薄，电池壳体的制造难度和成本随壳体的长度或深度加长而成倍增加，且制造效率低下。而且多次冲压易造成金属薄板局部材料缺失，同时搭边废料也较多，降低了材料利用率，降低了合格率，导致成本增加；金属材料的韧性也限制了冲压深度，限制了电池壳体的尺寸，从而限制了单体电池的容量，也很难生产出适配于薄片电池的电池壳体；而且焊接薄壁金属板，易造成焊缝处的开裂，增大了单体电池电解液的漏液风险。故通过上述方法不易制造出壁厚较薄的且长度或深度较长电池壳体，导致电池壳体的制造工序增多，难度大，成本高，也降低了单体电池或单体电池组成的电池模组的散热效率，降低了安全性。

综上，亟需一种电池壳体的制造方法、电池壳体和单体电池用来解决如上提到的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电池壳体的制造方法，提高了电池壳体的合格率和制造效率，降低了制造壁厚较薄且尺寸较长或较深电池壳体的生产难度，也突破了对于电池壳体的容量的限制。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种电池壳体的制造方法，包括以下步骤：

S1、将金属毛坯通过热挤压或冷挤压制成管状的预制金属件；

S2、沿所述预制金属件的轴向拉伸所述预制金属件；

S3、沿轴向截取一段拉伸后的所述预制金属件作为电池壳体。

优选地，所述步骤S1中，当所述金属毛坯通过热挤压制成管状的所述预制金属件时，具体包括：加热所述金属毛坯，挤压加热后的所述金属毛坯制成管状的所述预制金属件。

优选地，所述步骤S1中，当所述金属毛坯通过冷挤压制成管状的所述预制金属件时，具体包括：冷挤压所述金属毛坯制成管坯，割除所述管坯的多余部分制成管状的所述预制金属件。

优选地，所述步骤S2具体包括，当拉伸所述预制金属件至其壁厚为预设值时，则停止拉伸所述预制金属件。

优选地，所述壁厚的所述预设值不小于0.2mm。

优选地，所述步骤S3中，在拉伸后的所述预制金属件上截取的长度为 300-1000mm。

优选地，在步骤S3之后，还包括：S4、清洗并烘干所述电池壳体。

本发明的目的在于提供一种电池壳体，提高了电池壳体的合格率和制造效率，降低了制造成本，降低了制造壁厚较薄且尺寸较长或较深电池壳体的生产难度，突破了对于电池壳体的容量的限制，利于生产大容量电池壳体，也使电池壳体更适配于薄片电池。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种电池壳体，所述电池壳体为采用如上所述的电池壳体的制造方法制造而成。

本发明的目的在于提供一种单体电池，提高了电池壳体的合格率和制造效率，降低了制造成本，降低了制造壁厚较薄且尺寸较长或较深电池壳体的生产难度，保证了电池的散热效率，提高了安全性，也突破了对于单体电池的容量的限制，利于生产大容量电池，也便于生产薄片电池。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种单体电池，包括盖板、电芯和如上所述的电池壳体，两个所述盖板分别封堵于所述电池壳体的两端开口处，所述电芯置于所述电池壳体和所述盖板围成的腔体内并连接于所述盖板上的极柱。

优选地，两个所述盖板上的所述极柱分别为正极极柱和负极极柱，所述正极极柱焊接于所述电芯的正极极耳，所述负极极柱焊接于所述电芯的负极极耳。

本发明的有益效果：

本发明提供的电池壳体的制造方法，通过热挤压或冷挤压的方式，获得管状的预制金属件，减少了废料的产生，降低了生产难度和成本，提高了制造效率，有效降低了材料缺失和焊缝处开裂的风险，提高了电池壳体的合格率。在热挤压或冷挤压后，对预制金属件进行再次拉伸，进一步减小了电池壳体的壁厚，降低了制造出尺寸较长或较深且壁厚较薄的电池壳体的难度，提高了合格率，而且提高了采用本方法制成的电池壳体的电池模组的比能量，也提高了采用本方法制成的电池壳体的电池模组的散热效率，符合单体电池的散热需求，提升了安全性。相较于传统的多次拉伸成型的制作方法，采用先热挤压或冷挤压再拉伸的顺序，进一步降低了产生材料缺失和焊缝处开裂的风险，提高了电池壳体的合格率及原材料的利用率，也缩短了生产时间，进一步降低了成本。直接在管状的预制金属件上直接截取电池外壳，能够根据电池容量的需求截取所需要长度的电池外壳，使电池满足各种空间需要，提高了空间利用率，突破了对于单体电池的容量的限制，利于生产尺寸较大的大容量电池壳体，也便于生产与薄片电池更适配的电池壳体。

本发明提供的电池壳体，采用上述电池壳体的制造方法制造而成，两端开口的电池壳体，降低了制造壁厚较薄且尺寸较长或较深电池壳体的生产难度，提高了电池壳体的合格率和制造效率，降低了制造成本，突破了对于电池壳体的容量的限制，利于生产大容量电池，也使电池壳体更适配于薄片电池。

本发明提供的单体电池，使用上述电池壳体，提高了电池壳体的合格率和制造效率，降低了制造成本，降低了制造壁厚较薄且尺寸较长或较深电池壳体的生产难度，保证了电池的散热效率，提高了安全性，降低了由单体电池组成的电池模组内部温控系统或冷板的需求，进一步降低了成本，也突破了对于单体电池的容量的限制，利于生产大容量电池，也便于生产薄片电池。

附图说明

图1是本发明实施例提供的电池壳体的制造方法的主要步骤流程图；

图2是本发明实施例提供的电池壳体的制造方法的详细步骤流程图；

图3是本发明实施例提供的单体电池的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的电池模组的结构示意图。

图中：

10、单体电池；

1、电池壳体；

2、盖板；21、极柱。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案做进一步的详细描述，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。基于本发明中的实施例，本领域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。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

目前，制造电池壳体的制造难度较高，合格率低下，成本较高，而且制造工艺限制了电池壳体长度或深度、壁厚及容量等，不利于生产大容量电池壳体，也不利于生产薄片电池。

为了解决上述问题，本实施例提供了一种电池壳体的制造方法，提高了电池壳体的合格率和制造效率，降低了制造成本，降低了制造尺寸较长或较深且壁厚较薄电池壳体的生产难度，突破了对于电池壳体长度或深度、壁厚、容量等的限制，利于薄片、长度及大容量电池壳体的生产，也就是说利于生产尺寸较大的大容量电池壳体，也便于生产与薄片电池更适配的电池壳体。

具体地，如图1所示，电池壳体的制造方法包括以下步骤：

S1、将金属毛坯通过热挤压或冷挤压制成管状的预制金属件。

在本实施例中，金属毛坯为铝材质，通过热挤压或冷挤压的方式制成铝制的管状的预制金属件，降低了制造难度，提高了制造效率，电池壳体采用铝材质，铝材料易获得且质量轻，又降低了材料成本。

在本实施例中，铝管作为预制金属件，其截面为方形。在其他实施例中，铝管的截面可为圆形或其它形状，在此不作限定。

S2、沿预制金属件的轴向拉伸预制金属件。

在本实施例中，沿铝管的轴向拉伸铝管，直至铝管的尺寸达到要求。先热挤压或冷挤压再拉伸的顺序，进一步降低了产生材料缺失和焊缝处开裂的风险，提高了电池壳体的合格率。

S3、沿轴向截取一段拉伸后的预制金属件作为电池壳体。

在本实施例中，根据电池壳体的容量需求，截取一定长度的一段铝管作为电池壳体。

先将金属毛坯通过热挤压或冷挤压制成管状的预制金属件，再拉伸预制金属件，最后截取一段拉伸后的预制金属件作为电池壳体。通过热挤压或冷挤压的方式，获得管状的预制金属件，也减少了废料的产生，降低了生产难度和成本，提高了制造效率，有效降低了材料缺失和焊缝处开裂的风险，提高了电池壳体的合格率。在热挤压或冷挤压后，对预制金属件进行再次拉伸，进一步减小了电池壳体的壁厚，降低了制造出尺寸较长较深且壁厚较薄的电池壳体的难度，提高了合格率，而且提高了采用本方法制成的电池壳体的电池模组的比能量，也提高了采用本方法制成的电池壳体的电池模组的散热效率，符合单体电池的散热需求，提升了安全性。相较于传统的多次冲压成型的制作方法，先热挤压或冷挤压再拉伸的顺序，进一步降低了产生材料缺失和焊缝处开裂的风险，提高了电池壳体的合格率及原材料的利用率，也缩短了生产时间，进一步降低了成本。直接在管状的预制金属件上截取电池外壳，能够根据电池容量的需求截取所需要长度的电池外壳，从而使具有使用本方法制作而成的电池壳体的电池模组满足各种空间需要，也提高上述电池模组的体积比能量，也突破了对于单体电池的容量的限制，利于生产尺寸较大的大容量的电池壳体，利于生产大容量电池，也便于生产与薄片电池更适配的电池壳体。

图2是电池壳体的制造方法的详细步骤流程图，结合图2-3，下面详细介绍电池壳体的制造方法，该制造方法包括以下步骤：

S1、将金属毛坯通过热挤压或冷挤压制成管状的预制金属件。

其中，步骤S1包含金属毛坯通过热挤压或冷挤压加工为预制金属件，具体将金属毛坯加工为预制金属件时需要选择上述其中一种加工形式，两种形式具体如下：

第一种形式，当步骤S1中金属毛坯通过热挤压制成管状的预制金属件时，其具体包括：加热金属毛坯，挤压加热后的金属毛坯制成管状的预制金属件。采用热挤压工艺提高了制造效率，相较于传统的电池壳体制造方法，降低了生产难度，有效避免了产生材料缺失和焊缝处开裂的风险，提高了电池壳体的合格率，又便于在保证电池壳体合格率的情况下，生产出任意长度的电池壳体，突破了对于单体电池的容量的限制，利于生产大容量电池。具体地，加热铝制毛坯使其形态处于半固态，再通过挤压形成铝制方管。

第二种形式，当步骤S1中金属毛坯通过冷挤压制成管状的预制金属件时，具体包括：冷挤压金属毛坯制成管坯，割除管坯的多余部分制成管状的预制金属件。采用冷挤压工艺提高了制造效率，相较于传统的电池壳体制造方法，有效避免了产生材料缺失和焊缝处开裂的风险，减少生产工序，提高了电池壳体的合格率及生产效率，而且冷挤压也避免了热挤压过程中热胀冷缩而导致工件尺寸的变化。具体地，铝制毛坯经过冷挤压后形成带有盲孔的管坯，割除管坯的多余部分，形成铝管。

S2、沿所述预制金属件的轴向拉伸预制金属件。

在本实施例中，步骤S2具体包括，当拉伸预制金属件至其壁厚为预设值时，则停止拉伸预制金属件。在其他实施例中，也可当拉伸预制金属件至其他尺寸达到要求时，停止拉伸预制金属件。

在本实施例中，壁厚的上述预设值不小于0.2mm，采用先热挤压或冷挤压再拉伸的顺序，利于进一步减小了电池壳体的壁厚，降低了制造出壁厚较薄的电池壳体的难度，降低了制造成本，提高了生产效率。

在本实施例中，拉伸电池壳体至其厚度在0.2mm-0.5mm的范围内。在其他实施例中，电池壳体的厚度可为不小于0.2mm的任意数值，在此不作限定。

S3、沿轴向截取一段拉伸后的所述预制金属件作为电池壳体。

具体地，步骤S3中，在拉伸后的金属件上截取的长度为300-1000mm。根据电池容量的需求截取所需要长度的电池外壳，使具有使用本方法制作而成的电池壳体的电池模组满足各种空间需要，提高了采用本方法制成的电池壳体的电池模组比能量及空间利用率，突破了对于单体电池的容量的限制，利于生产大容量电池。在其他实施例中，截取长度不局限于此，具体可根据电池的容量需求而定。

优选地，在步骤S3之后，还包括：

S4、清洗并烘干电池壳体。

能够便于电池壳体的后续使用，也便于检查电池壳体是否存在缺陷，减少了时间成本。

在本实施例中，清洗并烘干电池壳体之前，还可以对电池壳体的两端进行修整，更便于电池壳体的后续使用。

本实施例还提供了一种电池壳体1。电池壳体1为采用如上所述的电池壳体的制造方法制造而成。电池壳体1呈两端开口的管状结构，降低了制造尺寸较长较深且壁厚较薄的电池壳体1的生产难度，提高了电池壳体的合格率和制造效率，降低了制造成本，突破了对于电池壳体1的容量的限制，利于生产大容量电池壳体1，也使电池壳体1更适配于薄片电池。

本实施例还提供了一种单体电池10，如图3所示，其包括盖板2、电芯和如上所述的电池壳体1，两个盖板2分别封堵于电池壳体1的两端开口处，电芯置于电池壳体1和盖板2围成的腔体内并连接于盖板2上的极柱21。突破了对于单体电池10的容量的限制，利于生产大容量电池，也便于生产薄片电池。使用上述电池壳体1，减小了电池壳体1的壁厚，提高了单体电池10的散热效率，符合单体电池10的散热需求，提升了安全性，也降低了由单体电池10组成的电池模组内部温控系统或冷板的需求，进一步降低了成本。此外，也提高了由单体电池10组成的电池模组的比能量和散热效率。

在本实施例中，盖板2与电池壳体1之间通过焊接连接，提高了连接可靠性，保证了单体电池10的密封性，防止电解液漏出，提高了安全性。

在本实施例中，单体电池的厚度范围为10mm-30mm，电芯厚度可选择为10mm 左右的尺寸，能够放置在电池壳体1内部即可。采用较薄的电芯尺寸，同一容积下，使得单体电池10的厚度随之降低，使单体电池10的侧面面积增大，增大了散热面积，提高了安全性，也降低了由单体电池10组成的电池模组内部温控系统或冷板的需求，进一步降低了成本。

在本实施例中，两个盖板2上的极柱21分别为正极极柱和负极极柱，正极极柱焊接于电芯的正极极耳，负极极柱焊接于电芯的负极极耳。

为了便于理解，安装上述单体电池10的步骤如下：

首先，将电芯的正极极耳与盖板2的正极极柱焊接，负极极耳与盖板2的负极极柱焊接。其次，将焊接好的盖板2和电芯穿入电池壳体1内。再次，在电池壳体1的两端开口处焊接盖板2。然后，通过盖板2上的注液口向单体电池 10内注射电解液。最后，将密封钉焊接在注液口处。

由本实施例提供的单体电池10组成的电池模组如图4所示。使由单体电池 10组成的电池模组能够满足各种空间需要，提高了电池模组的比能量及空间利用率。连接单体电池10时，采用多个单体电池10串联或并联形成电池模组。

在本实施例中，采用多个单体电池10并联形成电池模组，每个单体电池10 的正极极柱焊接在同一铝排上，每个单体电池10的负极极柱焊接在同一铜排上。

在其他实施例中，也可以采用多个单体电池10串联形成电池模组，在此不作限定。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池壳体的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将金属毛坯通过热挤压或冷挤压制成管状的预制金属件；

S2、沿所述预制金属件的轴向拉伸所述预制金属件；

S3、沿轴向截取一段拉伸后的所述预制金属件作为电池壳体。

2.根据权利要求1所述的电池壳体的制造方法，其特征在于，所述步骤S1中，当所述金属毛坯通过热挤压制成管状的所述预制金属件时，具体包括：加热所述金属毛坯，挤压加热后的所述金属毛坯制成管状的所述预制金属件。

3.根据权利要求1所述的电池壳体的制造方法，其特征在于，所述步骤S1中，当所述金属毛坯通过冷挤压制成管状的所述预制金属件时，具体包括：冷挤压所述金属毛坯制成管坯，割除所述管坯的多余部分制成管状的所述预制金属件。

4.根据权利要求1所述的电池壳体的制造方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括，当拉伸所述预制金属件至其壁厚为预设值时，则停止拉伸所述预制金属件。

5.根据权利要求4所述的电池壳体的制造方法，其特征在于，所述壁厚的所述预设值不小于0.2mm。

6.根据权利要求1所述的电池壳体的制造方法，其特征在于，所述步骤S3中，在拉伸后的所述预制金属件上截取的长度为300-1000mm。

7.根据权利要求1所述的电池壳体的制造方法，其特征在于，在步骤S3之后，还包括：S4、清洗并烘干所述电池壳体。

8.一种电池壳体，其特征在于，所述电池壳体(1)为采用如权利要求1-7任意一项所述的电池壳体的制造方法制造而成。

9.一种单体电池，其特征在于，包括盖板(2)、电芯和如权利要求8所述的电池壳体(1)，两个所述盖板(2)分别封堵于所述电池壳体(1)的两端开口处，所述电芯置于所述电池壳体(1)和所述盖板(2)围成的腔体内并连接于所述盖板(2)上的极柱(21)。

10.根据权利要求9所述的单体电池，其特征在于，两个所述盖板(2)上的所述极柱(21)分别为正极极柱和负极极柱，所述正极极柱焊接于所述电芯的正极极耳，所述负极极柱焊接于所述电芯的负极极耳。

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