CN116210118A - 用于模制电池壳体的装置和方法以及电池壳体 - Google Patents
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Abstract
用于解决上述问题的根据本发明的一个实施例的用于模制电池壳体的装置包括:模具,具有在其顶面上设置的软包膜,并且包括从顶面向内凹陷的至少一个成型空间;以及冲头,设置在成型空间上方,并且下降以将软包膜插入到成型空间中并且模制,其中,模具的顶面包括至少一个模具斜面。
Description
技术领域
相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年10月6日提交的韩国专利申请No.10-2020-0129026和于2021年10月5日提交的韩国专利申请No.10-2021-0131992的优先权的权益,这两项专利申请通过引用全部并入本说明书中。
本发明涉及一种用于模制电池壳体的装置和方法以及电池壳体,更具体地,涉及一种用于模制电池壳体的装置和方法,在该电池壳体中,当通过模制软包膜来形成杯部时,形成在将第一壳体一体连接至第二壳体的折叠部的一侧的杯部的外壁被模制为接近垂直。
背景技术
通常,二次电池包括镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池和锂离子聚合物电池。这种二次电池适用于小型产品(例如,数码相机、P-DVD、MP3P、移动电话、PDA、便携式游戏机、电动工具、电动自行车等)以及需要高功率的大型产品(例如,电动车辆和混合动力车辆、用于储存多余电力或可再生能源的电力存储装置和备用电力存储装置)中。
通常,为了制造二次电池,先将电极活性材料浆料涂布到正极集电体和负极集电体上以制造正极和负极,然后将电极堆叠在隔膜的两侧上以形成电极组件。此外,将电极组件容纳在电池壳体中,然后在将电解液注入到电池壳体中之后将电池壳体密封。
这种二次电池根据容纳电极组件的壳体的材料分为软包型二次电池和硬壳(can)型二次电池。在软包型二次电池中,电极组件容纳在由具有可变的形状的柔性聚合物材料制成的软包中。
软包作为软包型二次电池的壳体,其通过对具有柔性的软包膜进行冲压加工而形成杯部来制造。此外,当形成杯部时,电极组件容纳在杯部的容纳空间中,然后,将杯部的边缘密封以制造二次电池。
在冲压加工中,通过将软包膜插入到模制装置(例如,冲压设备)中并且通过使用冲头对软包膜施加压力来拉伸软包膜,从而进行拉伸成型。然而,由于在模具的成型空间的内壁与冲头的外壁之间存在间隙,因此在软包型电池壳体中杯部的外壁倾斜地形成。因此,存在杯部的外壁与电极组件之间的空间增大的问题。特别地,如果在将电池壳体的第一壳体一体连接至第二壳体的折叠部的一侧上形成的杯部的外壁具有倾斜度(inclination),则杯部的外壁在随后的脱气工序中会变形,由此,折叠部侧冲压边缘会突出至外部,从而形成高度增加的高边缘现象。由于这种高边缘形状,二次电池的不必要的厚度增加,因此存在相对于体积的能量密度降低的问题。
[现有技术文献]
(专利文献1)韩国专利公开No.2018-0055427
发明内容
技术问题
用于解决上述问题的本发明的一个目的是提供一种用于模制电池壳体的装置和方法以及电池壳体,在该电池壳体中,当通过模制软包膜来形成杯部时,在将第一壳体一体连接至第二壳体的折叠部的一侧形成的杯部的外壁被模制为接近垂直。
本发明的目的不限于上述目的,而是本领域技术人员通过下面描述将清楚地理解本文中未描述的其它目的。
技术方案
用于实现上述目的的根据本发明的一个实施例的用于模制电池壳体的装置包括:模具,具有顶面,软包膜设置顶面上,并且该模具包括形成为从顶面向内凹陷的至少一个成型空间;以及冲头,设置在成型空间上方并且下降以将软包膜插入到成型空间中从而模制软包膜,其中,模具的顶面包括至少一个模具斜面。
另外,模具倾斜面可以具有在冲头下降的方向上倾斜的倾斜度。
另外,成型空间可以形成为从模具斜面向模具的内部凹陷。
另外,模具斜面可以包括第一模具斜面和第二模具斜面,并且第一模具斜面和第二模具斜面可以形成为彼此对称。
另外,第一模具斜面和第二模具斜面可以是随着彼此邻近而向下倾斜的倾斜度。
另外,成型空间可以包括:第一成型空间,形成为从第一模具斜面向模具的内部凹陷;以及第二成型空间,形成为从第二模具斜面向模具的内部凹陷。
另外,模具还可以包括在第一成型空间与第二成型空间之间形成的分隔壁。
另外,分隔壁可以具有朝向其下部逐渐增加的厚度,并且由分隔壁形成的成型空间的内壁可以具有倾斜度。
另外,冲头可以在对应于分隔壁的位置处具有凹槽,分隔壁插入到该凹槽中。
另外,冲头可以包括:第一模制部,被配置为将软包膜插入到第一成型空间中;以及第二模制部,被配置为将软包膜插入到第二成型空间中。
另外,模具还可以包括模具水平面,其从模具斜面的至少一端延伸并且垂直于冲头下降的方向。
另外,在冲头中,与软包膜直接接触的模制部可以具有与模具斜面相同的倾斜度。
另外,装置还可以包括剥离器,该剥离器设置在模具上方,下降以在与模具之间具有软包膜的情况下与模具接触,并且被配置为固定软包膜。
另外,剥离器的底面可以包括至少一个剥离器斜面,该剥离器斜面与模具斜面接触并且具有与模具斜面相同的倾斜度。
用于实现上述目的的根据本发明的一个实施例的用于模制电池壳体的方法包括:将软包膜设置在模具的顶面上;使得设置在形成为从模具的顶面向内凹陷的成型空间上方的冲头在相对于顶面的至少一部分倾斜的方向上下降;以及通过使用冲头将软包膜插入到成型空间中,以在软包膜中形成杯部。
另外,在使得冲头下降时,模具的顶面可以包括至少一个斜面。
用于实现上述目的的根据本发明的一个实施例的电池壳体包括:杯部,形成在第一壳体或第二壳体中的至少一个中,并且具有沿着底部的一个表面的边缘的外壁,从而为电极组件提供容纳空间;以及折叠部,在杯部的一侧折叠以将第一壳体一体连接至第二壳体,其中,外壁包括:第一外壁,在底部的一个表面的边缘上的折叠部的一侧形成;第二外壁,在第一外壁的相对侧形成;第三外壁,形成为将第一外壁连接至第二外壁;以及第四外壁,在第三外壁的相对侧形成,其中,第一外壁与底部之间的内倾斜角形成为在90°至95°的范围内。
另外,第二外壁与底部之间的内倾斜角可以形成为大于第一外壁与底部之间的内倾斜角。
另外,第二外壁与底部之间的内倾斜角可以形成为比第一外壁与底部之间的内倾斜角大10°以上。
实施例的其它细节包括在详细描述和附图中。
有益效果
根据本发明的实施例,至少具有以下效果。
在折叠部的边缘上形成的杯部的外壁与底部的倾斜角度可以进一步减小以形成为接近垂直,因此可以将电极组件设置得非常接近杯部的外壁,以减小杯部的不必要的体积。
另外,即使在脱气工序中杯部的内部压力降低,也可以防止杯部的外壁或底部变形以防止发生高边缘现象。
另外,可以减小蝙蝠耳的尺寸,并且可以防止蝙蝠耳的形状突出的问题。
本发明的效果不限于前面的描述,因此本说明书中包括更多变化的效果。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施例的二次电池1的组装图。
图2是根据本发明的一个实施例的软包膜135的横截面图。
图3是根据现有技术的用于模制电池壳体的装置4的透视图。
图4是根据现有技术的用于模制电池壳体的装置4的示意图。
图5是示出根据现有技术的冲头43下降的状态的示意图。
图6是示出根据现有技术的杯部333的冲压边缘3334的局部放大图。
图7是示出根据现有技术的二次电池3的折叠部339的局部放大图。
图8是根据现有技术的二次电池3的示意性俯视图。
图9是示出根据本发明的一个实施例的通过对软包膜135进行冲压加工来制造电池壳体13的方法的流程图。
图10是根据本发明的一个实施例的用于模制电池壳体的装置2的透视图。
图11是根据本发明的一个实施例的用于模制电池壳体的装置2的示意图。
图12是示出根据本发明的一个实施例的剥离器22下降的状态的示意图。
图13是示出根据本发明的一个实施例的冲头23下降的状态的示意图。
图14是示出根据本发明的一个实施例的杯部133的冲压边缘1334的局部放大图。
图15是示出根据本发明的一个实施例的二次电池1的折叠部139的局部放大图。
图16是示出根据本发明的一个实施例的二次电池1的示意性俯视图。
图17是根据本发明的另一实施例的用于模制电池壳体的装置2a的透视图。
图18是根据本发明的另一实施例的用于模制电池壳体的装置2a的示意图。
图19是示出根据本发明的另一实施例的剥离器22a下降的状态的示意图。
图20是示出根据本发明的另一实施例的冲头23a下降的状态的示意图。
图21是示出根据本发明的另一实施例的杯部133a的冲压边缘1334a的局部放大图。
具体实施方式
本发明的优点和特征及其实施方法将通过下面结合附图描述的实施例来阐明。然而,本发明可以以不同的形式实施,并且不应理解为局限于本文中阐述的实施例。相反,提供这些实施例使得本公开内容将是彻底和完整的,并且将本发明的范围充分传达给本领域技术人员。此外,本发明仅由权利要求书的范围限定。在全文中,相同的附图标记指相同的部件。
除非本发明中使用的术语被不同地定义,否则本文中使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本领域技术人员通常理解的含义相同的含义。此外,除非在说明书中清楚和明确地定义,否则在常用词典中定义的术语并不理想地或过度地理解为具有形式含义。
在下面描述中,技术术语仅用于解释具体的示例性实施例,而不限制本发明。在本说明书中,除非具体提及,否则单数形式的术语可以包括复数形式。“包括”和/或“包含”的含义不排除除了提及的部件之外的其它部件。
下文中,将参照附图详细描述优选实施例。
图1是根据本发明的一个实施例的二次电池1的组装图。
电极组件10通过交替堆叠电极和隔膜而形成。首先,将混合有电极活性材料、粘合剂和增塑剂的浆料涂布在正极集电体和负极集电体上,以制造电极(例如,正极和负极)。然后,在电极之间堆叠各个隔膜以形成电极组件10,将电极组件10插入到电池壳体13中,并且注入电解液以密封电池壳体13。
具体地,电极组件10包括两种类型的电极(例如,正极和负极),以及插入在电极之间以使电极彼此绝缘的隔膜。电极组件10可以是堆叠型、卷绕型、堆叠折叠型等。两种类型的电极,即正极和负极分别具有其中活性材料浆料涂布到具有金属箔或金属网形状的电极集电体上的结构。浆料通常可以通过在加入溶剂的情况下搅拌粒状活性材料、辅助导体、粘合剂和增塑剂来形成。溶剂可以在随后工序中去除。
如图1中所示,电极组件10包括电极接线片11。电极接线片11分别连接至电极组件10的正极和负极以从电极组件10向外突出,从而在电极组件10的内部与外部之间提供电子通过其移动的路径。电极组件10的电极集电体由涂布有电极活性材料的部分和未涂布电极活性材料的末端,即,未涂布部分构成。此外,各个电极接线片11可以通过切割未涂布部分,或通过超声波焊接将单独的导电部件连接至未涂布部分来形成。如图1中所示,电极接线片11可以在电极组件10的各个不同方向上突出,但是不限于此。例如,电极接线片可以在各个方向上突出(例如,在相同方向上从一侧彼此平行地突出)。
在电极组件10中,通过点焊将向二次电池1的外部供电的电极引线12连接至电极接线片11。此外,电极引线12的一部分被绝缘部14包围。绝缘部14可以设置为限定在电池壳体13的第一壳体131和第二壳体132热熔接的边缘134,使得电极引线12粘合至电池壳体13。此外,可以防止从电极组件10产生的电通过电极引线12流至电池壳体13,并且可以保持电池壳体13的密封。因此,绝缘部14可以由不导电的具有非导电性的非导电材料制成。通常,尽管主要使用容易粘附于电极引线12并且具有相对薄的厚度的绝缘胶带作为绝缘部14,但是本发明不限于此。例如,可以使用各种部件作为绝缘部14,只要这些部件能够使电极引线12绝缘即可。
电极引线12的一端与电极接线片11连接,并且电极引线12的另一端突出至电池壳体13的外部。也就是说,电极引线12包括:阴极引线121,其一端连接至阴极片111以在阴极片111突出的方向上延伸;以及阳极引线122,其一端连接至阳极片112以在阳极片112突出的方向上延伸。另一方面,如图1中所示,正极引线121和负极引线122的全部另一端突出至电池壳体13的外部。因此,可以将电极组件10中产生的电供应至外部。此外,由于正极接线片111和负极接线片112分别形成为在不同方向上突出,因此正极引线121和负极引线122可以分别在不同方向上延伸。
正极引线121和负极引线122可以由彼此不同的材料制成。也就是说,阴极引线121可以由与阴极集电体相同的材料,即铝(Al)材料制成,并且阳极引线122可以由与阳极集电体相同的材料,即铜(Cu)材料或涂布有镍(Ni)的铜材料制成。此外,电极引线12的向电池壳体13的外部突出的部分也可以设置为端部,并且与外部端子电连接。
电池壳体13是由柔性材料制成的软包,电极组件10容纳在其中。下文中,将描述电池壳体13为软包的情况。当使用冲头23(见图10)等对具有柔性的软包膜135进行拉伸成型时,软包膜135的一部分被拉伸以形成包括软包容纳空间1331的杯部133,从而制造电池壳体13。
电池壳体13容纳电极组件10,使得电极引线12的一部分暴露然后被密封。如图1中所示,电池壳体13包括第一壳体131和第二壳体132。其中形成有杯部133以容纳电极组件10的容纳空间1331可以设置在第一壳体131中,并且第二壳体132可以覆盖容纳空间1331的上侧,使得电极组件10不分离到电池壳体13的外部。如图1中所示,第一壳体131的一侧和第二壳体132的一侧可以彼此连接。然而,本发明不限于此。例如,第一壳体131和第二壳体132可以单独地制造以彼此分离。
当在软包膜135中模制杯部133时,在一个软包膜135中可以仅形成一个杯部133,但是本发明不限于此。例如,在一个软包膜135中可以将两个杯部拉伸成型以彼此相邻。然后,如图1中所示,杯部133分别形成在第一壳体131和第二壳体132中。这里,在第一壳体131和第二壳体132中分别形成的各个杯部133可以具有相同的深度D,但是不限于此,并且可以具有不同的深度D。将电极组件10容纳在设置在第一壳体131的杯部133中的容纳空间1331中之后,电池壳体13可以相对于在电池壳体13中的两个杯部133之间形成的桥部136折叠,使得两个杯部133彼此面对。然后,第二壳体132的杯部133也从其上侧容纳电极组件10。因此,由于两个杯部133容纳一个电极组件10,因此当与设置一个杯部133的情况相比时,可以容纳具有更厚的厚度的电极组件10。此外,由于第一壳体131和第二壳体132通过折叠电池壳体13而彼此一体连接,因此可以减少当后面进行密封工序时要密封的边缘134的数目。因此,可以提高工序速率,并且可以减少密封工序的数目。
电池壳体13可以包括:杯部133,在其中设置有容纳电极组件10的容纳空间1331;以及脱气部137,形成在杯部133的侧部以通过脱气孔H排出在杯部133中产生的气体。当电极组件10容纳在电池壳体13的杯部133中并且注入电解液,然后进行活化工序时,在电池壳体13的内部产生气体。通过在脱气部137中冲压(punch)脱气孔以将气体排出至外部而进行脱气工序之后,可以将脱气部137密封并且切割以除去。
当电极引线12连接至电极组件10的电极接线片11,并且在电极引线12的一部分上形成绝缘部14时,将电极组件10容纳在设置在第一壳体131的杯部133中的容纳空间1331中,并且第二壳体132从上侧覆盖容纳空间。此外,将电解液注入到容纳空间中,并且将分别延伸至第一壳体131和第二壳体132的杯部133的外侧的边缘134密封。电解液可以使在二次电池1的充电和放电的过程中由电极的电化学反应产生的锂离子移动。电解液可以包括非水有机电解液,其是锂盐和高纯度有机溶剂的混合物,或使用聚合物电解质的聚合物。此外,电解质可以包括硫化物类、氧化物类或聚合物类固体电解质,并且该固体电解质可以具有容易被外力变形的柔性。软包型二次电池1可以通过上述方法制造。
图2是根据本发明的一个实施例的软包膜135的横截面图。
作为根据本发明的一个实施例的软包型二次电池1的电池壳体13的软包可以通过拉伸软包膜135来制造。也就是说,通过使用冲头23等拉伸软包膜135以形成杯部133,从而制造电池壳体13。根据本发明的一个实施例,如图2中所示,软包膜135包括密封剂层1351、水分阻挡层1352和表面保护层1353。
密封剂层1351可以由第一聚合物制成并且形成在最内层以与电极组件10直接接触。这里,最内层表示当在与电极组件10相对于水分阻挡层1352设置的方向相反的方向上取向时设置在最后的层。当通过使用冲头23等拉伸成型具有如上所述的堆叠结构的软包膜135时,可以在拉伸软包膜135的一部分以形成包括具有软包形状的容纳空间1331的杯部133的同时制造电池壳体13。此外,当电极组件10容纳在容纳空间1331中时,注入电解液。此后,当第一壳体131与第二壳体132彼此接触以便彼此面对,并且对边缘134施加热压缩时,密封剂层1351彼此粘合以密封电池壳体13。这里,由于密封剂层1351与电极组件10直接接触,因此密封剂层23必须具有绝缘性能。此外,由于密封剂层23与电解液接触,因此密封剂层23必须具有耐腐蚀性。此外,由于电池壳体13的内部被完全密封以防止材料在电池壳体13的内部与外部之间移动,因此必须实现高密封性能。也就是说,其中密封剂层1351彼此粘合的边缘134应当具有优异的热粘合强度。通常,形成密封剂层1351的第一聚合物可以包括选自以下的一种或更多种材料:聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氯乙烯、丙烯酸聚合物、聚丙烯腈、聚酰亚胺、聚酰胺、纤维素、芳族聚酰胺、尼龙、聚酯、聚对苯撑苯并二噁唑、聚芳酯、聚四氟乙烯和玻璃纤维。具体地,使用聚烯烃类树脂如聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)用于密封剂层23。聚丙烯(PP)的机械性能如拉伸强度、刚性、表面硬度、耐磨性和耐热性,以及化学性能如耐腐蚀性优异,因此主要用于制造密封剂层1351。此外,密封剂层23可以由流延聚丙烯、酸改性聚丙烯或聚丙烯-丁烯-乙烯三元共聚物制成。这里,酸处理的聚丙烯可以是马来酸酐聚丙烯(MAH PP)。此外,密封剂层1351可以具有由一种材料制成的单层结构,或其中两种或更多种材料分别形成为层的复合层结构。
水分阻挡层1352堆叠在表面保护层1353与密封剂层1351之间,以确保软包的机械强度,阻止二次电池1外部的气体或水分的引入和排出,并且防止电解液泄漏。水分阻挡层1352可以由金属,具体地,包含铝合金的金属制成。铝可以确保具有预定水平以上的机械强度,但是重量轻。因此,铝可以改善电化学性能并确保电极组件10和电解液的散热。铝合金可以包括多种材料。例如,选自铁(Fe)、铜(Cu)、铬(Cr)、锰(Mn)、镍(Ni)、镁(Mg)和锌(Zn)中的一种或更多种材料。这里,水分阻挡层1352由包含铁的材料制成,可以提高机械强度。当水分阻挡层1352由包含铝的材料制成时,可以提高柔性。因此,可以考虑到水分阻挡层1352的特性来使用形成水分阻挡层1352的材料。
表面保护层1353由第二聚合物制成并且形成在最外层以保护二次电池1免受外部摩擦和碰撞,并且还使电极组件10与外部电绝缘。这里,最外层表示当在与电极组件10相对于水分阻挡层1352设置的方向相反的方向上取向时,设置在最后的层。形成表面保护层1353的第二聚合物可以包括选自聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氯乙烯、丙烯酸聚合物、聚丙烯腈、聚酰亚胺、聚酰胺、纤维素、芳族聚酰胺、尼龙、聚酯、聚对苯撑苯并二噁唑、聚芳酯、聚四氟乙烯和玻璃纤维中的一种或更多种材料。具体地,可以主要使用具有耐磨性和耐热性的聚合物,如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。此外,表面保护层1353可以具有由一种材料制成的单层结构,或其中两种或更多种材料分别形成为层的复合层结构。
尽管PET较便宜,具有优异的耐久性,并且具有优异的电绝缘性,但是PET与经常用于水分阻挡层1352的铝的粘合性差,而且当通过施加压力拉伸PET时行为也不同。因此,当将表面保护层1353和水分阻挡层1352彼此直接粘合时,在拉伸成型的过程中表面保护层1353和水分阻挡层1352会剥离。因此,水分阻挡层1352被不均匀地拉伸,从而引起模制性能劣化。
根据本发明的一个实施例,电池壳体13可以由第三聚合物制成并且还包括在表面保护层1353与水分阻挡层1352之间堆叠的拉伸辅助层(未示出)。拉伸辅助层堆叠在表面保护层1352与水分阻挡层1352之间,以防止在拉伸表面保护层1352和水分阻挡层1352时表面保护层1353和水分阻挡层1352剥离。形成拉伸辅助层1354的第三聚合物可以包括选自聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氯乙烯、丙烯酸聚合物、聚丙烯腈、聚酰亚胺、聚酰胺、纤维素、芳族聚酰胺、尼龙、聚酯、聚对苯撑苯并二噁唑、聚芳酯、聚四氟乙烯和玻璃纤维中的一种或更多种材料。具体地,由于尼龙树脂容易粘附至表面保护层1352的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)上,并且拉伸时的行为与水分阻挡层1352的铝合金相似,因此优选主要使用尼龙树脂。此外,拉伸辅助层可以具有由一种材料制成的单层结构,或其中两种或更多种材料分别形成为层的复合层结构。
图3是根据现有的用于模制电池壳体的装置4的透视图,图4是根据现有技术的用于模制电池壳体的装置4的示意图。
如图3和图4中所示,根据现有技术的用于模制电池壳体的装置4包括:模具41,在其顶面412上设置有软包膜135,并且包括形成为从顶面412向内凹陷的成型空间411;剥离器42,设置在模具41上方,并且当下降时在其间有软包膜135的情况下与模具41接触,以固定软包膜135;以及冲头43,设置在成型空间411上方并且位于剥离器42的中心部分,并且下降以将软包膜135插入到成型空间411中以模制软包膜135。
首先,如图4中所示,将具有柔性的软包膜135设置在模具41的顶面412上。这里,将软包膜135设置在模具41的顶面412上,使得成型空间411设置在后面将形成杯部333的区域中。根据现有技术,模具41的顶面412相对于地面水平地形成。因此,软包膜135也平行于地面安装在模具41的顶面412上。
图5是示出根据现有技术的冲头43下降的状态的示意图。
如图5中所示,剥离器42设置在模具41上方,从而当在模具21的顶面412上设置软包膜135时下降。此外,剥离器42在其间有软包膜135的情况下与模具21接触,并且向上挤压软包膜135以固定软包膜135。
冲头43以预定压力和预定速度下降以向设置在模具41上的软包膜135的顶面施加压力,从而拉伸软包膜135。由此,可以在软包膜135中形成杯部333以制造软包型电池壳体33。
冲头43具有对应于模具41的成型空间411的形状和尺寸。这里,冲头43和成型空间411的形状彼此对应是指冲头43和模具41的成型空间411具有彼此相同或相似的形状,并且当拉伸软包膜135以形成杯部333时,杯部333具有分别与冲头23和模具41的成型空间411相同或相似的形状。此外,对应的尺寸是指冲头43插入到具有软包膜135的模具41的成型空间411中并且拉伸软包膜135,因此,最终冲头43以间隙CL小于模具41的成型空间411。
间隙CL是指模具41的成型空间411的内壁414与冲头43的外壁3333之间的水平距离。实际上,模具41的成型空间411与冲头43的尺寸之间存在差不多间隙CL的微小差异。如果间隙CL过小,则成型空间411的内壁与冲头43的外壁之间的距离过小。然后,软包膜135不能插入到成型空间411中,或者软包膜135会由于较大的摩擦而损坏。
根据现有技术,剥离器42的底面422和冲头43的模制部431也相对于地面水平地形成。因此,当通过模制软包膜135来形成杯部333时,杯部333的底部3332也与地面水平地形成。
图6是示出根据现有技术的杯部333的冲压边缘3334的局部放大图。
在电池壳体33中,杯部333的边缘包括各种类型的边缘,如冲压边缘3334、模具边缘和厚度边缘。其中,冲压边缘3334形成为对应于冲头43的边缘并且将围绕杯部333的外围的多个外壁3333分别连接至底部3332。
间隙CL是模具41的成型空间411的内壁414与冲头43的外壁432之间的水平距离,可以被称为杯部333的外壁3333的上端与电池壳体33中的杯部333的冲压边缘3334和外壁3333之间的边缘界点之间的水平距离。然而,如上所述,当间隙CL增大时,软包型电池壳体33中杯部333的外壁3333与底部3332的倾斜角C增大。因此,存在杯部333的外壁3333与电极组件10之间的空间增大的问题。实际上,即使该间隙CL被最小化,根据现有技术,杯部333的外壁3333与底部3332的倾斜角C也为95°以下,并且在模制为接近垂直方面存在限制。
图7是示出根据现有技术的二次电池3的折叠部339的局部放大图,图8是根据现有技术的二次电池3的示意性俯视图。
当在二次电池3中进行脱气工序时,随着气体从电池壳体33的内部排出至外部,杯部333的内部压力降低。因此,根据现有技术,为了在降低杯部333的内部压力的同时减小杯部333的外壁3333与电极组件10之间的空间的体积,杯部333的外壁3333或底部3332会变形。具体地,如图7中所示,由于二次电池3的折叠部339侧外壁3333向内凹陷,因此会发生杯部333的折叠部339侧冲压边缘3334向外突出以增加高度的高边缘现象。由于这种高边缘现象,二次电池3的不必要的厚度增加,由此存在相对于体积的能量密度降低的问题。此外,由于杯部333的折叠部339侧外壁3333变形,因此二次电池3的外观不美观,由此存在适销性也降低的问题。
另外,如图8中所示,存在蝙蝠耳35的尺寸进一步增大,并且由于高边缘现象引起形状突出的问题。蝙蝠耳35是从折叠部339的两端的一部分分别向外突出时在视觉上呈现出来的部分。当蝙蝠耳35的尺寸形成得大时,二次电池3的不必要的体积进一步增加,因此二次电池3的形状和尺寸的设计值与实际值中产生误差。因此,存在的问题是,当将二次电池3组装至电池模块5(未示出)时不容易组装,并且考虑到蝙蝠耳35,二次电池3的尺寸必须从一开始就设计得小。此外,由于二次电池3的体积增大,因此也存在相对于体积的能量密度降低的问题。此外,存在的问题是,当将二次电池3容纳在电池模块的外壳体(未示出)中时,蝙蝠耳35将外壳体与折叠部339大大间隔开,从而使二次电池3的冷却效率劣化。
图9是示出根据本发明的一个实施例的通过对软包膜135进行冲压加工来制造电池壳体13的方法的流程图。
根据本发明的一个实施例,杯部133的外壁1333与底部1332的倾斜角进一步减小以形成为接近垂直。因此,由于电极组件10被设置得非常靠近杯部133的外壁1333,因此可以减小杯部133的不必要的体积。此外,即使当在脱气工序中杯部133的内部压力降低时,也可以防止杯部133的外壁1333或底部1332变形,以防止发生高边缘现象。此外,可以减小蝙蝠耳15的尺寸,并且可以防止发生蝙蝠耳15的形状突出的问题。
因此,根据本发明的一个实施例的用于模制电池壳体的方法包括:将软包膜135设置在模具21的顶面上的工序(S901);使得设置在从模具21的顶面向内凹陷的成型空间211上方的冲头23在顶面的至少一部分具有倾斜度的方向上下降的工序(S903);以及通过使用冲头23将软包膜135插入到成型空间211中以在软包膜135中形成杯部133的工序(S904)。
下文中,将参照图10至图21描述图9中所示的流程图的各个步骤的内容。
图10是示出根据本发明的一个实施例的用于模制电池壳体的装置2的透视图,图11是根据本发明的一个实施例的用于模制电池壳体的装置2的示意图。
如图10和图11中所示,根据本发明的一个实施例的用于模制电池壳体的装置2包括:模具21,在其顶面上设置有软包膜135,并且包括形成为从顶面向内凹陷的成型空间211;以及冲头23,设置在成型空间211上方并且下降以将软包膜135插入到成型空间211中,以模制软包膜135。模具21的顶面包括至少一个模具斜面212。此外,用于模制电池壳体的装置2还可以包括设置在模具21上方的剥离器22,该剥离器22在其间有软包膜135的情况下下降以与模具21接触,并且固定软包膜135。
将具有柔性的软包膜135设置在模具21的顶面上。这里,设置软包膜135使得成型空间211设置在要形成杯部133的区域中。模具21的顶面包括至少一个模具斜面212,其相对于冲头23下降的方向倾斜。此外,模具21的顶面还可以包括模具水平面213,其从模具斜面212的至少一端延伸并且垂直于冲头23下降的方向。模具水平面213可以垂直于冲头23下降的方向,但是也可以相对于地面水平地形成。因此,在模制软包膜135之后,设置在模具水平面213上的软包膜135的一部分可以相对于地面水平地形成而没有倾斜。例如,为了后面容易固定软包膜135,可以在模具21的顶面上形成网格图案或微小凹凸。
根据本发明的一个实施例,在一个软包膜135上可以彼此相邻地拉伸成型两个杯部133。也就是说,杯部133可以分别形成在第一壳体131和第二壳体132中。因此,如图10和图11中所示,模具斜面212包括第一模具斜面2121和第二模具斜面2122,第一模具斜面2121和第二模具斜面2122可以形成为彼此对称。这里,对称形成是指在第一模具斜面2121和第二模具斜面2122彼此接触的点处形成的线成为中心轴线,并且第一模具斜面2121和第二模具斜面2122形成为相对于中心轴线彼此对称。此外,由于彼此相邻,第一模具斜面2121和第二模具斜面2122可以具有向下倾斜的倾斜度,由此,模具21可以形成为向下凹的形状。
模具21包括从模具21的顶面向内凹陷的至少一个成型空间211。成型空间211具有对应于后面形成的杯部133的外表面的形状和尺寸。这里,对应的形状是指,当后面通过使用冲头23拉伸软包膜135来形成杯部133时,杯部133分别具有与冲头23和模具21的成型空间411相同或相似的形状。因此,如果杯部133的横截面具有矩形形状,则成型空间211的横截面也可以具有矩形形状。如果杯部133的横截面具有圆形形状,则成型空间211的横截面也可以具有圆形形状。此外,对应的尺寸是指,当冲头23拉伸软包膜135时,冲头23和软包膜135一起插入到模具21的成型空间211中,因此杯部133具有比模具21的成型空间211细微地小的尺寸。此外,成型空间211在与冲头23下降的方向平行的方向上形成。因此,如果插入到成型空间211中的冲头23继续沿下降方向下降,则冲头沿成型空间211移动,并且软包膜135在冲头23移动的方向上模制。
根据本发明的一个实施例,成型空间211形成为从模具斜面212向模具21的内部凹陷,并且包括:第一成型空间2111,形成为从第一模具斜面2121向模具21的内部凹陷;以及第二成型空间2112,形成为从第二模具斜面2122向模具21的内部凹陷。此外,模具21也包括在第一成型空间2111与第二成型空间2112之间形成的分隔壁215。当模制软包膜135时,在电池壳体13中形成对应于分隔壁215的桥部136。
当电池壳体13稍后被折叠时,桥部136可以充当参考部分。当二次电池1的制造完成时,桥部136可以在二次电池1的一侧形成折叠部139(见图16)。由于折叠部139将第一壳体131彼此一体连接至第二壳体132,因此当后面进行密封工序时,可以减少要密封的边缘134的数目。因此,可以提高工序速率,并且可以减少密封工序的数目。这里,随着折叠部139的宽度减小,杯部133的外壁1333与电极组件10之间的空间也会减小。因此,由于二次电池1的整体体积减小,相对于体积的能量密度会增加。
由于折叠部139的宽度与桥部136的厚度成比例,并且桥部136形成为对应于分隔壁215,因此桥部136的厚度与分隔壁215的厚度成比例。因此,当模制软包膜135时,桥部136的厚度可以最小化,因此分隔壁212的厚度可以最小化。然而,如果分隔壁212形成为在薄的状态下具有过高的高度,则在拉伸成型工序中分隔壁215会损坏。具体地,根据现有技术,模具21具有底部,但是在这种情况下,存在的问题是,当冲头23模制软包膜135时,软包膜135与成型空间211之间存在的气体不被排出。因此,近来,可以去除模具21的底部,使得软包膜135与成型空间211之间存在的气体容易排出,但是存在的问题是,分隔壁215的高度会过高。因此,根据本发明的一个实施例,如图11中所示,分隔壁215可以具有朝向其下部逐渐增加的厚度。也就是说,分隔壁215的横截面的至少一部分可以具有大致三角形的形状,并且在分隔壁215中形成的成型空间211的内壁214可以具有倾斜度。在分隔壁215中形成的成型空间211的内壁214的准确倾斜度可以通过分隔壁215的上部的厚度、分隔壁215的材料、冲头23的压力和要形成的杯部133的深度在实验上确定。
然而,本发明不限于此,并且分隔壁215的上部可以保持为最小的厚度,并且可以在分隔壁215的下部形成加强部(未示出),该加强部具有比分隔壁215更大的厚度。加强部可以形成为比在电池壳体13中形成的杯部133的深度更深,并且可以在不损坏分隔壁215的位置处形成。加强部的确切位置可以根据分隔壁215的上部的厚度、分隔壁215的材料、冲头23的压力和要形成的杯部133的深度在实验上确定。因此,可以增加分隔壁215的强度以防止分隔壁215在拉伸成型工序中被损坏。
剥离器22设置在模具21上方,从而当将软包膜135设置在模具21的顶面上时下降。此外,剥离器22在其间有软包膜135的情况下与模具21接触,并且向上挤压软包膜135以固定软包膜135。这里,剥离器22在其间有软包膜135的情况下与模具21接触是指部件之间不直接接触,而是通过软包膜135间接地彼此接触。当后面使用冲头23来模制软包膜135时,剥离器22均匀地挤压软包膜135以将施加于软包膜135的拉伸力均匀地分散。
因此,当软包膜135被固定时,剥离器22的底面接触软包膜135的顶面。因此,剥离器22的底面可以具有对应于模具21的顶面的形状。也就是说,由于模具21的顶面包括至少一个模具斜面212和从模具斜面212的至少一端延伸的模具水平面213,因此剥离器22的底面包括:至少一个剥离器斜面222,其与模具斜面212接触并且具有与模具斜面211相同的倾斜度;以及剥离器水平面223,其与模具水平面213接触并且从剥离器斜面222的至少一端延伸。
因此,当软包膜135被固定时,剥离器22的底面接触软包膜135的顶面。此外,为了后面容易固定软包膜135,可以在剥离器22的底面上形成网格图案或微小的凹凸。
根据本发明的一个实施例,模具斜面212包括形成为彼此对称的第一模具斜面2121和第二模具斜面2122。因此,剥离器斜面222也包括第一剥离器斜面2221和第二剥离器斜面2222。第一剥离器斜面2221在其间有软包膜135的情况下与第一模具斜面2121接触,并且第二剥离器斜面2222在其间有软包膜135的情况下与第二模具斜面2122接触。因此,第一剥离器斜面2221可以具有与第一模具斜面2121相同的倾斜度,并且第二剥离器斜面2222可以具有与第二模具斜面2122相同的倾斜度。第一剥离器斜面2221和第二剥离器斜面2222也可以形成为彼此对称,并且可以具有朝向中心向下倾斜的倾斜度。
冲头23设置在模具21的成型空间211上方并且下降以将软包膜135插入到成型空间211中,以模制软包膜135。冲头23以预定的压力和速度下降。然后,在插入到冲头23的成型空间211中的同时,冲头23的模制部231与设置在模具21上的软包膜135的顶面直接接触,以对软包膜135施加压力从而拉伸软包膜135。因此,在软包膜135中可以形成杯部133以制造软包。在剥离器22的大约中心处形成贯穿部221。此外,冲头23通过贯穿部221穿过剥离器22以垂直地移动。当冲头23垂直移动时,贯穿部221具有对应于冲头23的形状和尺寸,使得贯穿部221的内壁引导冲头23。这里,贯穿部221与冲头23的形状彼此对应是指贯穿部221与冲头23具有彼此相同或相似的形状,使得冲头23通过贯穿部221容易向上和向下移动。此外,对应的尺寸是指贯穿部221的最终尺寸大于冲头23的尺寸。如果贯穿部221的尺寸等于或小于冲头23的尺寸,则由于与贯穿部221的内壁的摩擦,冲头23不能垂直地移动通过贯穿部221,或者冲头23不能容易垂直移动。另一方面,如果贯穿部221的尺寸太大,则贯穿部221的内壁不能引导冲头23,由此,冲头23会从固定位置上分离。因此,优选地,贯穿部221具有使得冲头23插入到贯穿部221中以容易垂直移动而不从固定位置上分离的尺寸。实际上,贯穿部221可以根据要形成的杯部133的尺寸和形状而在实验上确定。
另外,冲头23具有对应于模具21的成型空间211的形状和尺寸。这里,冲头23和成型空间211的形状彼此对应是指,冲头23和模具21的成型空间211具有彼此相同或相似的形状,并且当拉伸软包膜135以形成杯部133时,杯部133具有分别与冲头23和模具21的成型空间411相同或相似的形状。因此,如果冲头23具有矩形形状,则模具21的成型空间211也可以具有矩形形状,并且杯部133也可以具有矩形形状。如果冲头23具有圆形形状,则模具21的成形空间211也可以具有圆形形状,并且杯部133也可以具有圆形形状。此外,对应的尺寸是指,冲头23具有比模具的成型空间211细微地小软包膜135的厚度的尺寸,这是因为冲头23插入到具有软包膜135的模具21的成型空间211中以拉伸软包膜135。
根据本发明的一个实施例,如上所述,模具21的成型空间211包括第一成型空间2111和第二成型空间2112,并且模具21也包括在第一成型空间2111与第二成型空间2112之间形成的分隔壁215。因此,由于冲头23具有对应于模具21的形状,因此冲头23的模制部231包括:将软包膜135插入到第一成型空间2111中的第一模制部2311,和将软包膜135插入到第二成型空间2112中的第二模制部2312。在第一模制部2311与第二模制部2312之间对应于模具21的分隔壁215的位置处形成在其中插入分隔壁215的凹槽。
图12是示出根据本发明的一个实施例的剥离器下降的状态的示意图。
当将软包膜135设置在模具21的顶面上(S901)时,剥离器22下降(S902),如图12中所示。当软包膜135的顶面接触剥离器22的底面时,剥离器22与模具21在其间有软包膜135的情况下彼此接触。此外,剥离器22向上挤压软包膜135以固定软包膜135。由此,当后面形成杯部133时,剥离器22均匀地挤压软包膜135以将施加于软包膜135的拉伸力均匀地分散。
这里,剥离器斜面222与模具斜面212在其间有软包膜135的情况下彼此接触,并且剥离器水平面223与模具水平面213在其间有软包膜135的情况下彼此接触。因此,如图12中所示,在剥离器斜面222与模具斜面212彼此接触的区域中的软包膜135形成为具有倾斜度,并且在剥离器水平面223与模具水平面213彼此接触的区域中的软包膜135水平地形成而不倾斜。
具体地,根据本发明的一个实施例,模具斜面212包括形成为彼此对称的第一模具斜面2121和第二模具斜面2122。此外,第一模具斜面2121和第二模具斜面2122可以具有随着彼此邻近而向下倾斜的倾斜度。因此,如图12中所示,在剥离器斜面222与模具斜面212彼此接触的区域中的软包膜135的两侧彼此对称,并且可以具有朝向中心向下倾斜的倾斜度。
图13是示出根据本发明的一个实施例的冲头23下降的状态的示意图。
当剥离器22固定软包膜135时,如图13中所示,冲头23在相对于模具21的顶面,具体地,模具斜面212倾斜的方向上下降(S903)。然后,将冲头23插入到具有软包膜135的成型空间211中,并且拉伸软包膜135(S903)。因此,可以模制软包膜135来形成杯部133(S904)。此后,当冲头23和剥离器22再次上升时,可以取出其中形成有杯部133的软包膜135,由此,可以制造根据本发明的一个实施例的软包型电池壳体13。
如上所述,冲头23的模制部231与设置在模具21上的软包膜135的顶面直接接触以施加压力,从而拉伸软包膜135。此外,当模制软包膜135以形成杯部133时,杯部133的底部1332形成为对应于冲头23的模制部231的形状。这里,冲头23的模制部231也可以形成为具有倾斜度,具体地,可以具有与模具斜面212相同的倾斜角的倾斜度。因此,当模制软包膜135以制造电池壳体13时,电池壳体13的杯部133的底部1332可以具有与在剥离器斜面222与模具斜面212彼此接触的区域中的软包膜135相同的倾斜角的倾斜度,由此,底部1332可以平行于软包膜135。然而,本发明不限于此,并且冲头23的模制部231可以具有与模具斜面212不同的倾斜角。在这种情况下,电池壳体13的杯部133的底部1332可以形成为具有与在剥离器斜面222和模具斜面212彼此接触的区域中的软包膜135不同的倾斜角的倾斜度。
根据本发明的一个实施例,由于模具斜面212包括第一模具斜面2121和第二模具斜面2122,因此冲头23的模制部231也可以包括第一模制部2311和第二模制部2312。将冲头23的第一模制部2311插入到模具21的第一成型空间2111中以拉伸软包膜135。然后,可以在第一壳体131中形成杯部133。这里,在第一壳体131中形成的杯部133的底部1332可以具有与在第一模具斜面2121和第一剥离器斜面2221彼此接触的区域中的软包膜135相同的倾斜角的倾斜度,由此,底部1332可以平行于软包膜135。此外,将冲头23的第二模制部2312插入到模具21的第二成型空间2112中以拉伸软包膜135。因此,可以在第二壳体132中形成杯部133。这里,在第二壳体132中形成的杯部133的底部1332可以具有与在第二模具斜面2122和第二剥离器斜面2222彼此接触的区域中的软包膜135相同的倾斜角的倾斜度,由此,底部1332可以平行于软包膜135。
因此,当模制软包膜135以制造电池壳体13时,分别在第一壳体131和第二壳体132中形成的杯部133的底部1332也可以形成为彼此对称,并且可以具有朝向中心向下倾斜的倾斜度。
当冲头23下降并且插入到模具21的成型空间211中时,模具21的分隔壁215可以插入到在冲头23的第一模制部2311与第二模制部2312之间形成的凹槽中。因此,当模制软包膜135时,可以在电池壳体13上形成对应于模具21的分隔壁215的桥部136。桥部136形成为对应于模具21的分隔壁215,并且冲压边缘1334形成为对应于冲头23的边缘。此外,间隙CL是模具21的成型空间211的内壁214与冲头23的外壁232之间的水平距离,其存在于模具21的成型空间211的内壁214与冲头23的外壁232之间。因此,如图13中所示,间隙CL可以被称为电池壳体13中的桥部136与冲压边缘1334之间的水平距离,并且杯部133的外壁1333可以形成为具有间隙CL的倾斜度。
图14是示出根据本发明的一个实施例的杯部133的冲压边缘1334的局部放大图。
如图14中所示,虽然杯部133的外壁1333本身形成为具有倾斜度,但是根据本发明的一个实施例,杯部133的底部1332也形成为具有倾斜度。因此,杯部133的底部1332与外壁1333的倾斜角a可以进一步减小以形成为接近垂直,以便具有约90°与约95°之间,进一步地,90°与93°之间的倾斜角。
图15是示出根据本发明的一个实施例的二次电池1的折叠部139的局部放大图。
根据本发明的一个实施例,杯部133的外壁1333与底部1332的倾斜角a可以形成为接近垂直。因此,由于电极组件10设置得非常靠近杯部133的外壁1333,因此杯部133的不必要的体积减少。因此,即使通过进行脱气工序杯部133的内部压力降低,也可以防止杯部133的外壁1333或底部1332变形。也就是说,如图15中所示,可以防止发生高边缘现象,由此,相对于体积的能量密度不会降低。
图16是示出根据本发明的一个实施例的二次电池1的示意性俯视图。
如上所述,蝙蝠耳15是在二次电池1中从折叠部139的两端的一部分分别向外突出时在视觉上呈现出来的部分。具体地,电池壳体13通过拉伸软包膜135来形成,在这种情况下,不仅杯部133被有限地拉伸,而且杯部133的外围边缘134也整体上地被微小地拉伸。因此,当桥部136折叠时,边缘134的被微小拉伸的部分在从折叠部139的两端向外突出的同时累积并由此在视觉上呈现出来。这被称为蝙蝠耳15。
根据本发明的一个实施例,由于防止了高边缘现象的发生,因此可以减小蝙蝠耳15的尺寸,并且可以防止发生蝙蝠耳15的形状突出的问题。因此,二次电池1可以容易组装到电池模块中,并且二次电池1的不必要的体积减小,由此,相对于体积的能量密度会增加。此外,当将二次电池1容纳在电池模块的外壳体中时,可以减小蝙蝠耳15的尺寸,可以减小外壳体与折叠部139之间的间隙,并且也可以提高二次电池1的冷却效率。
图17是根据本发明的另一实施例的用于模制电池壳体的装置2a的透视图,图18是根据本发明的另一实施例的用于模制电池壳体的装置2a的示意图。
根据本发明的一个实施例,在一个软包膜135中彼此相邻地形成两个杯部133,因此杯部133可以分别形成在第一壳体131和第二壳体132中。然而,根据本发明的另一实施例,在一个软包膜135中可以仅形成一个杯部133,因此杯部133可以仅形成在第一壳体131中。因此,如图17中所示,模具21a的顶面可以仅包括一个模具斜面212a,该模具斜面212a相对于冲头23a下降的方向倾斜。此外,模具21a的顶面还可以包括多个模具水平面213a,多个模具水平面213a分别从模具斜面212a的两端延伸并且垂直于冲头23a下降的方向。
由于模具21a的顶面仅包括一个模具斜面212a,因此模具21a可以仅包括从模具21a的顶面向内凹陷的一个成型空间211a。因此,根据本发明的另一实施例,模具21a可以不包括分隔壁,并且在通过模制软包膜135制造的电池壳体13a上不会形成桥部。
当软包膜135通过剥离器22a的底面固定时,剥离器22a的底面与软包膜135的顶面接触。因此,根据本发明的另一实施例,剥离器22a也可以仅包括具有与模具21a的斜面相同的倾斜度的一个剥离器斜面222a,并且还可以包括与模具21a的水平面接触并从剥离器斜面222a的两端延伸的多个剥离器水平面223a。
根据本发明的另一实施例,由于模具21a仅包括一个成型空间211a,因此冲头23a也可以仅包括将软包膜135插入到成型空间211a中的一个模制部231a。此外,由于模具21a不包括分隔壁,因此即使在冲头23a中也不会形成分隔壁插入到其中的凹槽。
图19是示出根据本发明的另一实施例的剥离器22a下降的状态的示意图。
当将软包膜135设置在模具21a的顶面上时(S901),如图19中所示,剥离器22下降(S902)。当软包膜135的顶面接触剥离器22的底面时,剥离器22与模具21在其间有软包膜135的情况下彼此接触。此外,剥离器22向上挤压软包膜135以固定软包膜135。
根据本发明的另一实施例,由于模具21a仅包括一个模具斜面212a,并且剥离器22a仅包括一个剥离器斜面222a,因此可以仅形成软包膜135的一个倾斜区域。此外,由于模具21a包括多个模具水平面213a,并且剥离器22a包括多个剥离器水平面223a,因此可以形成软包膜135的多个水平区域。
图20是示出根据本发明的另一实施例的冲头23a下降的状态的示意图。
如图20中所示,当剥离器22a固定软包膜135时,冲头23a在相对于模具21a的顶面,具体地,模具斜面212a倾斜的方向上下降(S903)。因此,冲头23a插入到具有软包膜135的成型空间211a中,并且软包膜135被拉伸(S903)。因此,软包膜135可以被模制以形成杯部133a(S904)。此后,当冲头23a和剥离器22a再次上升时,可以取出其中形成杯部133a的软包膜135,由此,可以制造根据本发明的一个实施例的软包型电池壳体13a。
根据本发明的另一实施例,冲头23a的模制部231a可以插入到模具21a的成型空间211a中以拉伸软包膜135,由此在第一壳体131中形成杯部133a,但是在第二壳体132中可以不形成杯部。
图21是示出根据本发明的另一实施例的杯部133a的冲压边缘1334a的局部放大图。
如图21中所示,虽然杯部133a的外壁1333a本身被形成为具有倾斜度,但是根据本发明的一个实施例,杯部133a的底部1332a也形成为具有倾斜度。因此,杯部133a的底部1332a与外壁1333a之间的倾斜角b可以进一步减小以形成为接近垂直,以便具有约90°与约95°之间,进一步地,90°与93°之间的倾斜角b。
参照图1、图14和图16,根据本发明的一个实施例的电池壳体包括:杯部133,其形成在第一壳体131或第二壳体132中的至少一个中并且具有沿着底部1332的一个表面的边缘的外壁1333,从而为电极组件提供容纳空间;以及折叠部139,其在杯部133的一边缘折叠以将第一壳体131一体连接至第二壳体132。
外壁1333可以包括:在底部1332的一个表面的边缘上的折叠部139的一侧形成的第一外壁;在第一外壁的相对侧形成的第二外壁;形成为将第一外壁连接至第二外壁的第三外壁;以及在第三外壁的相对侧形成的第四外壁,并且第一外壁与底部1332之间的内倾斜角可以形成为在90°至95°的范围内。
这里,折叠部139是指,当用于模制软包的装置包括分隔壁215时,可以形成对应于分隔壁215的桥部,并且该桥部可以是当电池壳体13随后折叠时的基准部分。也就是说,当二次电池1的制造完成时,桥部在二次电池1的一侧会形成有折叠部139,因此同样可以理解为在底部1332的一个表面的边缘中的桥部的一侧处形成折叠部139。
然而,当杯部133a仅形成在第一壳体131或第二壳体132中的一个中时,不存在单独的桥部。在这种情况下,可以理解,第一外壁形成在底部的一个表面的边缘中的折叠部的一侧处。
因此,与第一外壁(其是在折叠部139一侧形成的杯部133的外壁)的底部1332的倾斜角a可以进一步减小以形成为接近垂直,由此,电极组件可以设置地非常靠近杯部的外壁,以减小杯部的不必要的体积。
第二外壁与底部1332之间的内倾斜角可以大于第一外壁与底部1332之间的内倾斜角a。
另外,第二外壁与底部1332之间的内倾斜角可以比第一外壁与底部1332之间的内倾斜角a大10°以上。
本发明所属技术领域的普通技术人员将理解的是,在不改变技术构思或基本特征的情况下,本发明可以以其它具体形式实施。因此,认为上面公开的实施例是说明性的而非限制性的。因此,本发明的范围由所附权利要求书而非前面描述和其中描述的示例性实施例限定。在本发明的权利要求书的等同物的含义内以及在权利要求范围内进行的各种修改认为是在本发明的范围之内。
[附图标记]
1:二次电池 2:模制装置
10:电极组件 11:电极接线片
12:电极引线 13:电池壳体
14:绝缘部 15:蝙蝠耳
21:模具 22:剥离器
23:冲头 111:正极接线片
112:负极接线片 121:正极引线
122:负极引线 131:第一壳体
132:第二壳体 133:杯部
134:边缘 135:软包膜
136:桥部 137:脱气部
139:折叠部 211:成型空间
212:模具斜面 213:模具水平面
214:内壁 215:分隔壁
221:贯穿部 222:剥离器斜面
223:剥离器水平面 231:模制部
232:外壁 1331:容纳空间
1332:底部 1333:外壁
1334:冲压边缘 1351:密封剂层
1352:水分阻挡层 1353:表面保护层
2111:第一成型空间 2112:第二成型空间
2121:第一模具斜面 2122:第二模具斜面
2151:加强部 2221:第一剥离器斜面
2222:第二剥离器斜面 2311:第一模制部
2312:第二模制部
Claims (19)
1.一种用于模制电池壳体的装置,所述装置包括:
模具,具有顶面,软包膜设置在所述顶面上,并且所述模具包括形成为从所述顶面向内凹陷的至少一个成型空间;以及
冲头,设置在所述成型空间上方并且下降以将所述软包膜插入到所述成型空间中从而模制所述软包膜,
其中,所述模具的所述顶面包括至少一个模具斜面。
2.根据权利要求1所述的装置,其中,所述模具斜面具有在所述冲头下降的方向上倾斜的倾斜度。
3.根据权利要求1所述的装置,其中,所述成型空间形成为从所述模具斜面向所述模具的内部凹陷。
4.根据权利要求1所述的装置,其中,所述模具斜面包括第一模具斜面和第二模具斜面,并且
所述第一模具斜面和所述第二模具斜面形成为彼此对称。
5.根据权利要求4所述的装置,其中,所述第一模具斜面和所述第二模具斜面是随着彼此邻近而向下倾斜的倾斜度。
6.根据权利要求5所述的装置,其中,所述成型空间包括:
第一成型空间,形成为从所述第一模具斜面向所述模具的内部凹陷;以及
第二成型空间,形成为从所述第二模具斜面向所述模具的内部凹陷。
7.根据权利要求6所述的装置,其中,所述模具还包括在所述第一成型空间与所述第二成型空间之间形成的分隔壁。
8.根据权利要求7所述的装置,其中,所述分隔壁具有朝向其下部逐渐增加的厚度,并且
由所述分隔壁形成的所述成型空间的内壁具有倾斜度。
9.根据权利要求7所述的装置,其中,所述冲头在对应于所述分隔壁的位置处具有凹槽,所述分隔壁插入到所述凹槽中。
10.根据权利要求6所述的装置,其中,所述冲头包括:
第一模制部,被配置为将所述软包膜插入到所述第一成型空间中;以及
第二模制部,被配置为将所述软包膜插入到所述第二成型空间中。
11.根据权利要求1所述的装置,其中,所述模具还包括模具水平面,所述模具水平面从所述模具斜面的至少一端延伸并且垂直于所述冲头下降的方向。
12.根据权利要求1所述的装置,其中,在所述冲头中,与所述软包膜直接接触的模制部具有与所述模具斜面相同的倾斜度。
13.根据权利要求1所述的装置,所述装置还包括剥离器,所述剥离器设置在所述模具上方,下降以在与所述模具之间具有所述软包膜的情况下与所述模具接触,并且被配置为固定所述软包膜。
14.根据权利要求13所述的装置,其中,所述剥离器的底面包括至少一个剥离器斜面,所述剥离器斜面与所述模具斜面接触并且具有与所述模具斜面相同的倾斜度。
15.一种用于模制电池壳体的方法,所述方法包括:
将软包膜设置在模具的顶面上;
使得设置在形成为从所述模具的所述顶面向内凹陷的成型空间上方的冲头在相对于所述顶面的至少一部分倾斜的方向上下降;以及
通过使用所述冲头将所述软包膜插入到所述成型空间中,以在所述软包膜中形成杯部。
16.根据权利要求15所述的方法,其中,在使得所述冲头下降时,所述模具的所述顶面包括至少一个斜面。
17.一种电池壳体,包括:
杯部,形成在第一壳体或第二壳体中的至少一个中,并且具有沿着底部的一个表面的边缘的外壁,从而为电极组件提供容纳空间;以及
折叠部,在所述杯部的一侧折叠以将所述第一壳体一体连接至所述第二壳体,
其中,所述外壁包括:
第一外壁,形成在所述底部的所述一个表面的所述边缘上的所述折叠部的一侧;
第二外壁,形成在所述第一外壁的相对侧;
第三外壁,形成为将所述第一外壁连接至所述第二外壁;以及
第四外壁,形成在所述第三外壁的相对侧,
其中,所述第一外壁与所述底部之间的内倾斜角形成为在90°至95°的范围内。
18.根据权利要求17所述的电池壳体,其中,所述第二外壁与所述底部之间的内倾斜角形成为大于所述第一外壁与所述底部之间的内倾斜角。
19.根据权利要求18所述的电池壳体,其中,所述第二外壁与所述底部之间的内倾斜角形成为比所述第一外壁与所述底部之间的内倾斜角大10°以上。
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