CN113211545B - 一种提高动力软包锂离子电池深冲能力的凸模结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高动力软包锂离子电池深冲能力的凸模结构，包括凸模本体，所述凸模本体呈长方体状，所述凸模本体的棱边及角位均进行倒角，水平的棱边的倒角大小相同，竖直的棱边的倒角大于水平的棱边的倒角，角位处的倒角与棱边的倒角平滑过渡。本发明通过增加优化凸模角位尺寸，从而降低Pouch角位漏液开裂风险，提高Pouch袋冲深能力；在不改变棱边R角的前提下，有效的避免了角位的应力集中问题及棱边的应力集中问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种新型模具结构技术领域，尤其是涉及一种提高动力软包锂离子电池深冲能力的凸模结构。
背景技术
铝塑膜用于软包电池电芯的封装，电芯组装后用此封装，形成电池，起保护内容物的作用，是软包锂电池电芯封装的关键材料；铝塑膜一般分为四层，外层为PET，其次为尼龙材质，内层为PP材质，中间层为Al层，起阻隔作用，防止水分侵入并隔绝氧气的作用；铝塑膜采用凸模冲压形成，现有凸模在棱边处应力集中容易造成铝塑膜破损，现有的解决方案为增大凸模的棱边的倒角R1，R2，增大角位交界面，缓解角位应力集中，但增大凸模R1，R2，Pouch袋棱边与电芯四边距离增大，电芯在Pouch袋晃动严重，抽真空后，电芯边缘褶皱，整体尺寸偏大，造成铝塑膜浪费，电芯整体体积较大，体积能量密度较小；降低上下凹凸模板铝塑膜压边力，让边缘更多的铝塑膜补偿至角位但由于冲坑延展过程中，铝塑膜存在其受力、延展不均匀，易在角位位置形成鱼尾纹，鱼尾外观无法接受。
例如，一种在中国专利文献上公开的“一种软包电池用铝塑复合膜冲压模具”，其公告号CN202607721U，定位销孔设置在夹板和凹模的对角上；螺钉孔均匀分布在夹板和凹模四周，螺钉个数为6个，凹模上有凹槽，凹槽位置在凹模的左上角，在凹槽侧面和下面分别留出凹槽面积大小1~1.2倍的空间，夹板位于凹模之上，外形尺寸与凹模相同，其上有与所述凹模上凹槽形状相同的通槽，凸模与凹模内凹槽形状相吻合，凸模穿过夹板的通槽。但未能解决凸模在冲压时，棱边应力集中的问题。
发明内容
本发明是为了克服现有技术的凸模在冲压铝塑膜时，棱边与角位处应力集中，容易造成铝塑膜破损等问题，提供一种提高动力软包锂离子电池深冲能力的凸模结构，结构简单，对角位处与凸模的棱边进行倒角，缓解应力集中的问题。
本发明还是为了克服现有技术的在电芯本体不干涉情况下即电芯底坑不变情况下，增大凸模的棱边倒角造成电芯在铝塑膜形成的Pouch袋中晃动严重，抽真空后，电芯边缘褶皱，整体尺寸偏大，造成铝塑膜浪费的问题，提供一种提高动力软包锂离子电池深冲能力的凸模结构。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种提高动力软包锂离子电池深冲能力的凸模结构，包括凸模本体，所述凸模本体呈长方体状，所述凸模本体的棱边及角位均进行倒角，水平的棱边的倒角大小相同，竖直的棱边的倒角大于水平的棱边的倒角，角位处的倒角与棱边的倒角平滑过渡。将水平的棱边、竖直的棱边及角位即顶角均进行倒角，增大了棱边及角位与铝塑膜的接触面积，缓解了凸模在冲压铝塑膜时的应力集中问题；倒角越大则与铝塑膜的接触面积越大，应力则越小，铝塑膜越不容易破裂；棱边与角位处的倒角平滑过渡，防止棱边倒角与角位倒角的交界处形成新的尖角对铝塑膜造成损坏。
作为优选，水平的棱边与竖直的棱边均进行倒圆角，水平的棱边的倒角为R1角，竖直的棱边的倒角为R2角，竖直的棱边的倒角R2角大于水平棱边的倒角R1角，靠近角位处的倒角在棱边至角位方向上由小圆角到大圆角过渡，在角位处形成球面，角位处的倒角为R3角。R1角靠近角位处的倒角在棱边至角位方向上由小圆角到大圆角过渡，在不增加R1的前提下增大了角位处于铝塑膜的接触面积，减小了铝塑膜在角位处的应力，还能避免由于增加R1导致铝塑膜冲压得到的Pouch袋过大，造成电芯在铝塑膜形成的Pouch袋中晃动严重，抽真空后，电芯边缘褶皱，整体尺寸偏大，造成铝塑膜浪费的问题。
作为优选，在凸模的角位处切除一个三棱锥，在凸模的角位处形成一个三角形的切面，所述切面位于水平面上的切边大于竖直的棱边的倒角的宽度，对三角形切面的每条棱边进行倒圆角，对凸模水平的棱边与竖直的棱边倒原角形成所述凸模结构。在不引起电芯干涉情况下增大了角位处于铝塑膜的接触面积，减小了铝塑膜在角位处的应力，有效降低角位空间，防止后续抽真空时，电芯四角褶皱、塌陷，尖锐棱角问题。
作为优选，所述水平的棱边上设有多段由小圆角向大圆角过渡再由大圆角向小圆角过渡的过渡段，水平的棱边上的其余部分为统一的倒圆角。水平的棱边上设有多段过渡段，既能够增大棱边与铝塑膜的接触面积，防止应力集中，又避免了冲压所得到的Pouch袋过大，造成电芯在铝塑膜形成的Pouch袋中晃动严重，抽真空后，电芯边缘褶皱，整体尺寸偏大，造成铝塑膜浪费的问题；过渡段的存在使得冲压得到的Pouch袋的边缘宽窄不一，窄的一边起到定位电芯的作用，宽的一边相比于传统的直边，增加了电芯的一个空间，因为电芯充放电循环的时候内部会产气，造成电芯内部内压增大，内压过大会引起漏液，所以增加电芯内部空间能够避免漏液。
作为优选，所述过渡段均匀分布在水平的棱边上。
作为优选，所述切面与水平面呈60度夹角。
作为优选，所述角位处的倒角R3角等于R2角。
因此，本发明具有如下有益效果：本发明通过增加优化凸模角位尺寸，从而降低Pouch角位漏液开裂风险，提高Pouch袋冲深能力；在不改变棱边R角的前提下，有效的避免了角位的应力集中问题及棱边的应力集中问题；方法简单有效，成本较低，便于批量生产，产生较大的经济效益；在水平棱边上增加过渡段，既解决了棱边处应力集中的问题，又能够避免冲压所得到的Pouch袋过大导致电芯晃动等情况。
附图说明
图1是本发明装配图的一种结构示意图；
图2是本发明实施例1的一种结构示意图；
图3是本发明实施例2步骤a的一种结构示意图；
图4是本发明实施例2的一种结构示意图。
图中：1、凸模本体 2、R1角 3、R2角 4、R3角 5、过渡段 6、切面。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。
在图1及图2所示的实施例1中，本发明的一种提高动力软包锂离子电池深冲能力的凸模结构，包括凸模本体，其特征是，所述凸模本体呈长方体状，所述凸模本体的棱边及角位均进行倒角，水平的棱边的倒角大小相同，竖直的棱边的倒角大于水平的棱边的倒角，角位处的倒角与棱边的倒角平滑过渡。
水平的棱边与竖直的棱边均进行倒圆角，水平的棱边的倒角为R1角，竖直的棱边的倒角为R2角，竖直的棱边的倒角R2角大于水平棱边的倒角R1角，靠近角位处的倒角在棱边至角位方向上由小圆角到大圆角过渡，在角位处形成球面，角位处的倒角为R3角，所述角位处的倒角R3角等于R2角。R1角靠近角位处的倒角在棱边至角位方向上由小圆角到大圆角过渡，在不增加R1的前提下增大了角位处于铝塑膜的接触面积，减小了铝塑膜在角位处的应力，还能避免由于增加R1导致铝塑膜冲压得到的Pouch袋过大，造成电芯在铝塑膜形成的Pouch袋中晃动严重，抽真空后，电芯边缘褶皱，整体尺寸偏大，造成铝塑膜浪费的问题。
如图2所示，所述水平的棱边上设有多段由小圆角向大圆角过渡再由大圆角向小圆角过渡的过渡段，水平的棱边上的其余部分为统一的倒圆角。所述过渡段均匀分布在水平的棱边上。图中只画出了其中一条水平的棱边上的过渡段。过渡段的存在使得冲压得到的Pouch袋的边缘宽窄不一，窄的一边起到定位电芯的作用，宽的一边相比于传统的直边，增加了电芯的一个空间，因为电芯充放电循环的时候内部会产气，造成电芯内部内压增大，内压过大会引起漏液，所以增加电芯内部空间能够避免电芯漏液。
当凸模冲坑深度小于4mm时，R1角选择在1-2mm，R2角选择在1.5-2.5mm，R3角选择在1.5-2.5mm；当凸模冲坑深度大于4mm小于6.5mm时，R1角选择在1.5-2mm，R2角选择在2.5-3mm，R3角选择在2.5-3mm；当凸模冲坑深度大于6.5mm小于14mm时，R1角选择在2-6mm，R2角选择在3-8mm，R3角选择在3-8mm。
在图1、图2及图4所示的实施例2中，本发明的一种提高动力软包锂离子电池深冲能力的凸模结构，包括凸模本体，其特征是，所述凸模本体呈长方体状，所述凸模本体的棱边及角位均进行倒角，水平的棱边的倒角大小相同，竖直的棱边的倒角大于水平的棱边的倒角，角位处的倒角与棱边的倒角平滑过渡。
在凸模的角位处切除一个三棱锥，在凸模的角位处形成一个三角形的切面，所述切面与水平面呈60度夹角，所述切面位于水平面上的切边大于竖直的棱边的倒角的宽度，对三角形切面的每条棱边进行倒圆角，对凸模水平的棱边与竖直的棱边倒原角形成所述凸模结构。在不引起电芯干涉情况下增大了角位处于铝塑膜的接触面积，减小了铝塑膜在角位处的应力，有效降低角位空间，防止后续抽真空时，电芯四角褶皱、塌陷，尖锐棱角问题。
如图4所示，所述水平的棱边上设有多段由小圆角向大圆角过渡再由大圆角向小圆角过渡的过渡段，水平的棱边上的其余部分为统一的倒圆角。所述过渡段均匀分布在水平的棱边上。图中只画出了其中一条水平的棱边上的过渡段。过渡段的存在使得冲压得到的Pouch袋的边缘宽窄不一，窄的一边起到定位电芯的作用，宽的一边相比于传统的直边，增加了电芯的一个空间，因为电芯充放电循环的时候内部会产气，造成电芯内部内压增大，内压过大会引起漏液，所以增加电芯内部空间能够避免电芯漏液。
一种实施例2所述的凸模结构的加工方法：a.以与水平面成60度夹角的斜面方向切除凸模的一个角，切除部分为三棱锥状；b.对切除面的三条棱边进行倒角，R角控制在0.5-1.5mm；c.对水平的棱边倒R1角，对竖直的棱边倒R2角。
Claims (6)
1.一种提高动力软包锂离子电池深冲能力的凸模结构，包括凸模本体，其特征是，所述凸模本体呈长方体状，所述凸模本体的棱边及角位均进行倒角，水平的棱边的倒角大小相同，竖直的棱边的倒角大于水平的棱边的倒角，角位处的倒角与棱边的倒角平滑过渡；所述水平的棱边上设有多段由小圆角向大圆角过渡再由大圆角向小圆角过渡的过渡段，水平的棱边上的其余部分为统一的倒圆角。
2.根据权利要求1所述的一种提高动力软包锂离子电池深冲能力的凸模结构，其特征是，水平的棱边与竖直的棱边均进行倒圆角，水平的棱边的倒角为R1角，竖直的棱边的倒角为R2角，竖直的棱边的倒角R2角大于水平棱边的倒角R1角，靠近角位处的倒角在棱边至角位方向上由小圆角到大圆角过渡，在角位处形成球面，角位处的倒角为R3角。
3.根据权利要求1所述的一种提高动力软包锂离子电池深冲能力的凸模结构，其特征是，在凸模的角位处切除一个三棱锥，在凸模的角位处形成一个三角形的切面，所述切面位于水平面上的切边大于竖直的棱边的倒角的宽度，对三角形切面的每条棱边进行倒圆角，对凸模水平的棱边与竖直的棱边倒原角形成所述凸模结构。
4.根据权利要求1所述的一种提高动力软包锂离子电池深冲能力的凸模结构，其特征是，所述过渡段均匀分布在水平的棱边上。
5.根据权利要求3所述的一种提高动力软包锂离子电池深冲能力的凸模结构，其特征是，所述切面与水平面呈60度夹角。
6.根据权利要求2所述的一种提高动力软包锂离子电池深冲能力的凸模结构，其特征是，所述角位处的倒角R3角等于R2角。
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