CN113601147B - 盖组件的加工装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种盖组件的加工装置及方法，所述加工装置包括相对活动的第一热压模组和第二热压模组，第一热压模组包括用于将所述环盖、环形片、凸台盖由下至上布置的支撑机构，第二热压模组包括用于将所述环盖、环形片、凸台盖彼此压合在一起的抵压机构；所述第一热压模组和第二热压模组中至少一个具有加热器件。本发明便于对环盖、环形片、凸台盖进行定位，且通过热压方式可以快速有效地将环盖、凸台盖及环形片热压在一起，而且结构稳定，易加工。
Description
技术领域
本发明属于电池技术领域，具体涉及壳盖组件的加工装置及方法。
背景技术
随着科技的发展和进步，市场对可穿戴设备，譬如无线耳机、运动手表、智能手环、智能戒指等电子产品的需求日益旺盛，这些智能穿戴设备往往需要体型较小的可充电纽扣电池(亦称二次纽扣电池)供电。纽扣电池一般由壳体、壳体内的电芯、及壳盖组件构成，壳盖组件封装于壳体的顶封端口。
壳盖组件作为一个非常关键的组件，其结构上要将正负极进行绝缘隔离，例如，中国公告号为CN212750989U的实用新型专利公开一种纽扣电池，其中通过上盖板、极柱、绝缘套构成的壳盖组件实现正负极的绝缘隔离。但是，上述专利文献中，上盖板、极柱、绝缘套是通过厚度方向上预设的卡扣机构、通过机械扣合的方式结合，其结构相对复杂，而且整个壳盖组件较厚。
然而，作为纽扣电池的关键组件，壳盖组件不仅要将正负极进行绝缘隔离，更重要的是要通过加工工艺优化，使得保证壳盖组件足够薄，结构足够稳定的同时，易于加工。因此，现有技术还存在很大的改进空间。
发明内容
本发明第一目的是提供一种盖组件的加工装置，能够高效地加工厚度更薄，结构稳定的盖组件。本发明第一目的由以下技术方案实现：
一种盖组件的加工装置，所述盖组件包括金属材料的环盖、凸台盖及绝缘材料的环形片，凸台盖具有凸台部及位于凸台部下端的环状外缘，所述凸台部嵌入所述环盖的空心处，所述环形片将所述环盖和凸台盖彼此绝缘隔离地设置于所述环状外缘和环盖之间；其特征在于，所述加工装置包括相对活动的第一热压模组和第二热压模组，第一热压模组包括用于将所述环盖、环形片、凸台盖由下至上布置的支撑机构，第二热压模组包括用于将所述环盖、环形片、凸台盖彼此压合在一起的抵压机构；所述第一热压模组和第二热压模组中至少一个具有加热器件。
具体地，所述支撑机构包括支撑板、定位柱及弹性件，支撑板上面向所述抵压机构开设有定位孔，定位柱可伸入伸出地设置于定位孔内，弹性件为定位柱提供伸出定位孔的作用力；所述支撑板上围绕定位孔设置有环盖支撑机构，所述定位柱上由上至下设置有第一级定位机构和第二级定位机构，第一级定位机构用于凸台部朝下地支撑所述凸台盖，第二级定位机构供所述环形片套设并支撑所述环形片；所述定位柱的结构还满足：所述环盖、环形片、凸台盖能够从定位柱顶端退出定位柱。
具体地，所述环盖支撑机构为支撑板上开设的与所述环盖形状适应的定位槽。
具体地，所述支撑机构包括支撑板、定位柱及弹性件，支撑板上面向所述抵压机构开设有定位孔，定位柱可伸入伸出地设置于定位孔内，弹性件为定位柱提供伸出定位孔的作用力；所述定位柱上由上至下设置有第一级定位机构、第二级定位机构及第三级定位机构，第一级定位机构用于凸台部朝下地支撑所述凸台盖，第二级定位机构供所述环形片套设并支撑所述环形片，第三级定位机构供所述环盖套设并支撑所述环盖；所述定位柱的结构还满足：所述环盖、环形片、凸台盖能够从定位柱顶端退出定位柱。
具体地，所述凸台盖的凸台部的中央开设有上下贯通的装配孔，所述第一级定位机构为所述定位柱顶端面及顶端面上方中央设置的与所述装配孔匹配的细柱，所述第二级定位机构为定位柱上部的相对下部略细的支撑部。
具体地，所述第一级定位机构为所述定位柱顶端面开设的、用于容纳所述凸台部凹槽；；所述第二级定位机构为定位柱上部的相对下部略细的支撑部。
具体地，所述第一热压模组和第二热压模组各自包括基座，所述支撑机构设置于第一热压模组的基座上，所述抵压机构设置于第二热压模组的基座上；所述第一热压模组和第二热压模组的基座中至少一个设置所述加热器件，所述第一热压模组和第二热压模组的基座中至少一个设置有冷却器件。
具体地，所述加工装置还包括引导所述第一热压模组和第二热压模组相对活动的导柱，所述第二热压模组和第一热压模组上还相应设置有导柱配合孔。
本发明第二目的是提供一种加工方法，能够高效地加工上述壳盖组件。本发明第二目的由以下技术方案实现：
一种盖组件加工方法，基于上文所述加工装置；其特征在于，包括：
将所述环盖、环形片、凸台盖由下至上分布地支撑于所述第一热压模组的支撑机构上；
控制所述第一热压模组和第二热压模组相对活动，使得第二热压模组的抵压机构将所述环盖、环形片、凸台盖靠拢并加压；
持续加压加热，使得所述凸台盖的凸台部嵌入所述环盖的空心处，所述环形片通过热压方式粘合于所述环状外缘和环盖之间；
控制第一热压模组和第二热压模组分离，对热压成型的盖组件进行下料。
具体地，所述方法还包括对热压成型的壳盖组件进行冷却的步骤。
本发明的有益效果包括：可以快速有效地加工上述盖组件，而且易于对环盖、环形片、凸台盖进行定位，主要体现在：采用可在支撑机构支撑板的定位孔内伸缩的定位柱，并在定位柱上提供至少两级定位机构，使得环盖、环形片、凸台盖由下至上布置于支撑机构上，当热压时，抵压机构推动定位柱缩回定位孔内，同时使得环盖、环形片、凸台盖彼此靠拢并热压成型，热压完成后，环盖、环形片、凸台盖能够从定位柱顶端退出定位柱。
附图说明
图1为本发明实施例中的纽扣电池壳盖组件的分解图。
图2为本发明实施例中的纽扣电池壳盖组件的组装截面图。
图3为本发明实施例中纽扣电池壳盖加工装置的构造示意图。
图4为本发明实施例提供的加工装置中，在支撑板的定位孔中设置有定位柱及弹簧，以及圆环盖、环形片、凸台盖支撑于其上的示意图。
图5为本发明实施例提供的加工装置中的定位柱的示意图。
图6为本发明实施例提供的纽扣电池壳盖加工方法中，圆环盖、环形片、凸台盖支撑于第一热压模组的支撑机构上待热压的示意图。
图7为本发明实施例提供的纽扣电池壳盖加工方法中，圆环盖、环形片、凸台盖即将热压的示意图。
图8为本发明实施例提供的纽扣电池壳盖加工方法中，圆环盖、环形片、凸台盖热压中的示意图。
图9为本发明实施例提供的纽扣电池壳盖加工方法中，圆环盖、环形片、凸台盖完成热压的示意图。
图10为本发明实施例提供的加工装置中，在支撑板的定位孔中设置有另一结构的定位柱及弹簧，以及圆环盖、环形片、凸台盖支撑于其上的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明，为了便于说明，本申请中针对附图对方位进行定义，这些方位的定义仅仅为了便于清楚地描述相对的位置关系，并不用于对装置在生产、使用、销售等过程中实际方位的限制。下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
结合图1及图2所示，本实施例中的纽扣电池壳盖组件，包括金属材料的圆环盖10、凸台盖20及绝缘材料的环形片30，环形片30可以采用PVC、PU、PP、PE等材料单独制成或混合制成。采用该壳盖组件的纽扣电池中，圆环盖10、凸台盖20将分别作为纽扣电池的两个电极，环形片30则用于绝缘隔离所述两个电极。需要说明的是，本实施例中圆环盖10、凸台盖20及绝缘材料的环形片30的边缘均为圆形；可以理解的是，也可以采用内边缘及或外边缘为多边形的环盖，凸台盖20的凸台也可以是对应的多面棱柱，环形片也可以采用内边缘及或外边缘为多边形的环形片。
凸台盖20具有凸台部21及位于凸台部21下端的环状外缘22，凸台部21的直径小于所述圆环盖10的内径，环状外缘22的外径大于圆环盖10的内径、小于圆环盖10的外径。环形片30的外径大于环状外缘22的外径、小于圆环盖10的外径，环形片30的内径小于所述圆环盖的内径，而且，环形片30的内径较佳与凸台部的直径匹配(即可以等于、略大于或略小于凸台部21的直径)。
结合图2所示，组装时，凸台部21嵌入圆环盖10的空心处，环形片30通过热压方式粘合于环状外缘22和圆环盖10之间。组装后，凸台部21的顶面与圆环盖10的顶面齐平或低于圆环盖10的顶面。
具体地，本实施例中，圆环盖10厚度为0.05-0.5mm，环形片30厚度为0.05-0.5mm，凸台盖20的凸台部21和环状外缘22的厚度分别为0.05-0.5mm。基于上述厚度数据，本实施例提供的纽扣电池壳盖组件的厚度H≤0.15mm，即，环状外缘22厚度0.05mm+环形片30厚度0.05mm+圆环盖10厚度为0.05mm＝0.15mm，其中，环形片30热压后还会变薄。当然，根据具体需求，不排除凸台部21的顶面也可以略高于圆环盖10的顶面，该情形另当别论。
此外，凸台部21的中央开设有上下贯通的装配孔211，用于圆环盖10、凸台盖20及环形片30彼此组装时使用，而且，该装配孔211也不排除在某类纽扣电池生产时作为注液孔使用。
由上可见，本实施例提供的纽扣电池壳盖组件通过热压方式将圆环盖10、凸台盖20及环形片30结合，在保证绝缘隔离的前提下，可以将壳盖组件的厚度做到极致薄，只要控制圆环盖10、凸台盖20及环形片30实现导电或绝缘的有效厚度即可，无需考虑为了设置现有技术中的卡合机构而在各器件厚度方向上增加空间。因此，本实施例中的纽扣电池壳盖组件可以做得更薄，结构稳定，且易加工。
基于上述壳盖组件的纽扣电池，其包括壳体、壳体内的电芯、及壳盖组件，壳盖组件封装于壳体的顶封端口，壳盖组件采用上文所述的壳盖组件，其中，电芯的正、负极片分别与所述圆环盖10、凸台盖20(结合图1和图2)电连接(结合图1和图2)。该纽扣电池采用了上文所述的壳盖组件，因此其整体上也可以相应做的更薄，结构稳定，且易加工。
如图3所示，本实施例还提供一种加工装置，能够高效地加工上文所述的纽扣电池壳盖组件，该加工装置包括相对设置并相对活动的第一热压模组40和第二热压模组50，第一热压模组40包括第一基座41、第一加热器件42、第一冷却器件43、以及用于支撑圆环盖10、环形片30、凸台盖20于其上由下至上布置的支撑机构44。第二热压模组50包括第二基座51、第二加热器件52、第二冷却器件53、以及用于将圆环盖10、环形片30、凸台盖20彼此压合的抵压机构54。支撑机构44和抵压机构54彼此相对地分别设置于第一基座41和第二基座51上；第一加热器件42、第一冷却器件43设置于第一基座41内，用于对支撑机构44进行加热或进行冷却；第二加热器件52、第二冷却器件53设置于第二基座51内，用于对抵压机构54进行加热或进行冷却。
结合图4所示，支撑机构44包括支撑板441、定位柱442及弹簧443，支撑板441上面向抵压机构54开设有若干个定位孔449，定位柱442可伸入伸出地设置于定位孔449内，弹簧443设置于定位孔449内，为定位柱442提供伸出定位孔449的作用力。
结合图3所示，支撑板441上围绕定位孔449设置有圆环盖定位槽448，用于放置圆环盖10；结合图5所示，定位柱442上设置有两级定位机构，分别用于支撑环形片30、凸台盖20。具体地，第一级定位机构为定位柱422顶端面及顶端面上方中央的细柱4421，第二级定位机构为定位柱422上部的、相对下部略细的支撑部(圆台部或圆柱部)4422。环形片30套设并支撑于所述第二级定位机构上，凸台盖20以凸台部21朝下、装配孔211穿入细柱4421的方式支撑于第一级定位机构上。可以理解的是，定位柱442上还可以在第二级定位机构的下方设置用于支撑圆环盖10的第三级定位机构，此种方式时，就无需在支撑板441设置所述圆环盖定位槽448。此外，第一级定位机构也可以由其他结构实现，例如，第一级定位机构为定位柱422顶端面开设的、用于容纳所述凸台部21凹槽4429，凸台部21朝下地嵌入该凹槽4429内，实现对凸台盖20的支撑和定位，参见图10所示。
由上可见，热压前圆环盖10、环形片30、凸台盖20由下至上分布地支撑于支撑机构44上，当第二热压模组50的抵压机构54相对支撑机构44活动时，定位柱442被顶入定位孔449内，此时凸台盖20、环形片30、圆环盖10彼此接触靠拢，持续加压加热，则凸台盖20的凸台部21嵌入圆环盖10的空心处，环形片30通过热压方式粘合于环状外缘22和圆环盖10之间。
当然，第二热压模组50的抵压机构54可以被设计为包括抵压板541及抵压板541上设置面向所述若干个定位孔449的相应的若干个抵压块549，参见图3所示。另外，为了便于第二热压模组50相对第一热压模组40相对活动，所述加工装置还包括导柱(图中未示)，第二热压模组50和第一热压模组40上还相应设置有导柱配合孔990。
结合图6至图9所示，本实施例还提供一种上述纽扣电池壳盖组件的加工方法，基于上文所述的加工装置，该方法包括：
(1)参见图6，将圆环盖10、环形片30、凸台盖20由下至上分布地支撑于第一热压模组40的支撑机构44上；具体地，将圆环盖10支撑于支撑板441的圆环盖定位槽448内，将环形片30套设并支撑于定位柱442的所述第二级定位机构上，将凸台盖20以凸台部21朝下、装配孔211穿入细柱4421的方式支撑于定位柱442的所述第一级定位机构上。
(2)控制第一热压模组40和第二热压模组50相对活动，使得第二热压模组50的抵压机构54将圆环盖10、环形片30、凸台盖20向一起加压；具体地，抵压机构54活动并与定位柱442顶端接触(参见图7)，进而推动定位柱442缩回定位孔449内，同时使得圆环盖10、环形片30、凸台盖20彼此靠拢。
(3)参见图8，持续加压加热，使得凸台盖20的凸台部21嵌入圆环盖10的空心处，环形片30通过热压方式粘合于环状外缘22和圆环盖10之间。
(4)第一热压模组40和第二热压模组50分离，对热压成型的纽扣电池壳盖组件进行下料。由于圆环盖10、环形片30、凸台盖20已经粘合为一体，定位柱442在弹簧443的作用下伸出时，整个纽扣电池壳盖组件支撑于所述第一级定位机构上，参见图9。其中，步骤(4)前还包括对热压成型的壳盖组件进行冷却的步骤。
以上实施例仅为充分公开而非限制本发明，凡基于本发明的创作主旨、无需经过创造性劳动即可得到的等效技术特征的替换，应当视为本发明揭露的范围。例如，上述实施例描述的纽扣电池壳盖组件的结构可以应用于其他类型的电池或其他装置的壳体上。
Claims (8)
1.一种盖组件的加工装置，所述盖组件包括金属材料的环盖、凸台盖及绝缘材料的环形片，凸台盖具有凸台部及位于凸台部下端的环状外缘，所述凸台部嵌入所述环盖的空心处，所述环形片将所述环盖和凸台盖彼此绝缘隔离地设置于所述环状外缘和环盖之间；其特征在于，所述加工装置包括相对活动的第一热压模组和第二热压模组，第一热压模组包括用于将所述环盖、环形片、凸台盖由下至上布置的支撑机构，第二热压模组包括用于将所述环盖、环形片、凸台盖彼此压合在一起的抵压机构；所述第一热压模组和第二热压模组中至少一个具有加热器件；
所述支撑机构包括支撑板、定位柱及弹性件，支撑板上面向所述抵压机构开设有定位孔，定位柱可伸入伸出地设置于定位孔内，弹性件为定位柱提供伸出定位孔的作用力；所述支撑板上围绕定位孔设置有环盖支撑机构，所述定位柱上由上至下设置有第一级定位机构和第二级定位机构，第一级定位机构用于凸台部朝下地支撑所述凸台盖，第二级定位机构供所述环形片套设并支撑所述环形片；所述定位柱的结构还满足：所述环盖、环形片、凸台盖能够从定位柱顶端退出定位柱；
或者，所述支撑机构包括支撑板、定位柱及弹性件，支撑板上面向所述抵压机构开设有定位孔，定位柱可伸入伸出地设置于定位孔内，弹性件为定位柱提供伸出定位孔的作用力；所述定位柱上由上至下设置有第一级定位机构、第二级定位机构及第三级定位机构，第一级定位机构用于凸台部朝下地支撑所述凸台盖，第二级定位机构供所述环形片套设并支撑所述环形片，第三级定位机构供所述环盖套设并支撑所述环盖；所述定位柱的结构还满足：所述环盖、环形片、凸台盖能够从定位柱顶端退出定位柱。
2.根据权利要求1所述的加工装置，其特征在于，所述环盖支撑机构为支撑板上开设的与所述环盖形状适应的定位槽。
3.根据权利要求1至2任意一项所述的加工装置，其特征在于，所述凸台盖的凸台部的中央开设有上下贯通的装配孔，所述第一级定位机构为所述定位柱顶端面及顶端面上方中央设置的与所述装配孔匹配的细柱；所述第二级定位机构为定位柱上部的相对下部略细的支撑部。
4.根据权利要求1至2任意一项所述的加工装置，其特征在于，所述第一级定位机构为所述定位柱顶端面开设的、用于容纳所述凸台部的凹槽；所述第二级定位机构为定位柱上部的相对下部略细的支撑部。
5.根据权利要求1所述的加工装置，其特征在于，所述第一热压模组和第二热压模组各自包括基座，所述支撑机构设置于第一热压模组的基座上，所述抵压机构设置于第二热压模组的基座上；所述第一热压模组和第二热压模组的基座中均设置有所述加热器件和冷却器件。
6.根据权利要求1所述的加工装置，其特征在于，所述加工装置还包括引导所述第一热压模组和第二热压模组相对活动的导柱，所述第二热压模组和第一热压模组上还相应设置有导柱配合孔。
7.一种盖组件加工方法，基于权利要求1-6任意一项所述加工装置；其特征在于，包括：
将所述环盖、环形片、凸台盖由下至上分布地支撑于所述第一热压模组的支撑机构上；
控制所述第一热压模组和第二热压模组相对活动，使得第二热压模组的抵压机构将所述环盖、环形片、凸台盖靠拢并加压；
持续加压加热，使得所述凸台盖的凸台部嵌入所述环盖的空心处，所述环形片通过热压方式粘合于所述环状外缘和环盖之间；
控制第一热压模组和第二热压模组分离，对热压成型的壳盖组件进行下料。
8.根据权利要求7所述的加工方法，其特征在于，所述加工方法还包括对热压成型的壳盖组件进行冷却的步骤。
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