CN116984480A - 盖板成型方法及电池顶盖 - Google Patents

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Abstract

一种盖板成型方法，包括如下步骤：S101，提供金属板材，并在所述金属板材冲压形成穿孔；S102，对所述穿孔周缘的金属板材向上翻边形成向上延伸的侧壁；S103，对所述侧壁进行整形拍边使所述侧壁达到预定状态；S104，对所述侧壁进行分料形成水平状的底壁并形成极柱孔。本申请还包括一种电池顶盖。

Description

盖板成型方法及电池顶盖
技术领域
本申请涉及动力电池领域，尤指一种盖板成型方法及电池顶盖。
背景技术
电池技术被广泛应用于电动机车上，为社会创造了极大的经济效益，同时有利于环保降低排放。对于车用电池最重要的性能包括安全、能量密度、抗冲击等。动力电池包括若干电池单体，每个电池单体以串并联的方式连接在一起构成了动力强大的车用电池包。每个电池单体包括有电池外壳、封装于电池外壳内的电芯、电解液及封闭所述电池外壳的电池顶盖。而电池单体的表现形式多种多样，市面上最常用的包括有圆柱形电池、方形电池及刀片电池等。虽然电池形状多样，但是产品组件构成原理一致，均包括有壳体、顶盖等组件。
中华人民共和国第201911418867.8号专利申请揭示了一种动力电池顶盖结构，该动力电池顶盖包括设有极柱孔的盖板、极柱、成型于所述极柱外周的包胶件。所述盖板上成型有极柱孔，所述极柱孔形成有下台阶及初始状态未竖直外壁的竖直壁，所述极柱包括凸环，所述包胶件延伸至所述凸环下表面周缘，所述凸环底面边缘与所述下台阶通过所述包胶件接触，所述包胶件同样覆盖所述凸环上表面，所述极柱装入所述极柱孔内后，通过旋铆所述竖直壁上侧，使所述竖直壁上端向内折弯形成压制所述凸环上表面的翻边从而固定所述极柱。对比文件简化了产品结构，但是盖板的极柱孔成型工艺困难；包胶件与所述极柱模内成型，注塑成本较高，且包胶件要实现密封，其必须采用硅胶等柔性材质，即极柱上下两侧均为柔性材质压接，稳固性容易出现问题，且材料成本较高。包胶件与所述极柱一体成型，通用性不佳。
发明内容
鉴于此，有必要提供一种盖板成型方法及电池顶盖，通过冲压工艺实现非常规的盖板极柱孔。
为解决上述技术问题，本申请提供了一种盖板成型方法，包括如下步骤：
S101，提供金属板材，并在所述金属板材冲压形成穿孔；
S102，对所述穿孔周缘的金属板材向上翻边形成向上延伸的侧壁；
S103，对所述侧壁进行整形拍边使所述侧壁达到预定状态；
S104，对所述侧壁进行分料形成水平状的底壁并形成带有极柱孔的盖板，所述侧壁内侧部分壁厚材料挤压成所述水平状的底壁。
优选地，所述步骤S101与步骤102之间还包括去除所述穿孔毛刺的步骤。
优选地，步骤S102中，通过翻边模具来成型所述侧壁，所述翻边模具包括中空的上模套、套设于所述上模套内的定位头及自所述金属板材下侧将所述穿孔周缘向上折弯的翻边冲头，初始时，所述定位头底面中间向下凸出形成伸入所述穿孔内的头部，所述翻边冲头顶端边缘为圆弧结构。
优选地，所述定位头的头部向下插入所述穿孔内以保护所述穿孔边缘，所述翻边冲头向上挤压所述金属板材，所述翻边冲头与所述穿孔共圆心，所述翻边冲头外侧面与所述上模套的内壁面之间存在间隙以容纳向上折弯的所述侧壁，当所述翻边冲头向上移动时，先接触所述定位头的头部并向上推动所述定位头，随后，开始向上挤压所述金属板材直至将所述穿孔周缘的金属板材向上挤压形成所述侧壁为止，此时，所述侧壁向内呈一定倾斜的角度。
优选地，步骤S102与步骤S103之间还包括对所述侧壁进行定型的步骤，主要是使所述侧壁从倾斜状态变成竖直状态，本步骤通过定型模作业，所述定型模通过一个围设于所述侧壁外围的定位套限制所述侧壁的外围位置，再通过一个定型头自所述侧壁之间插入向外挤压所述侧壁以使所述侧壁相对于水平面处于90度的垂直状态。
优选地，步骤S103通过拍边模作业，所述拍边模包括中空的上模基座、插入所述上模基座内的拍边冲头及下支撑模，所述拍边冲头底面中间部分向下凸出形成有冲头挤压部，在所述冲头挤压部外周与所述上模基座内壁面之间形成有容纳所述侧壁的间隙，所述间隙的高度为所述侧壁的预定高度，所述拍边冲头向下挤压，所述侧壁产生金属流动并使之均匀，各位置处的高度保持一致。
优选地，步骤S104通过分料模进行作业，所述分料模包括中空的上模基座、下模基座及插装于所述上模基座内的分料冲头，所述下模基座顶面中间部分向下凹陷一定位置，凹陷处位于所述侧壁分料位置外侧，但不超出所述侧壁的外壁面，所述分料冲头下侧外缘形成有内凹槽，所述内凹槽与所述上模基座的内壁面之间的距离为被分料后的侧壁的厚度；经过本步骤分料后，所述侧壁内侧超过一半壁厚的材料被向下挤压形成所述水平状的底壁。
优选地，所述下模基座与所述分料冲头底面分别设置相互配对的孔与凸柱结构，使向下被挤压的金属材料被限位于所述凸柱外围。
优选地，步骤S104后还包括将所述金属板材切割成若干盖板单元的步骤，每个盖板单元至少包括一个所述极柱孔。
为解决上述技术问题，本申请还提供了一种电池顶盖，包括采用前述工艺成型的盖板及固定于所述盖板内的极柱组件，所述极柱组件包括极柱及覆盖于所述极柱部分上表面的上壳及贴合于所述极柱下表面的密封件，所述密封件夹持于所述底壁与所述极柱下表面之间，所述侧壁向内折弯压制于所述上壳上并施加向下的压力使所述密封件形变实现密封。
优选地，所述上壳采用导电塑胶材料制成，所述下壳采用绝缘塑胶制成，所述导电塑胶的阻值介于1-10000欧姆之间。
优选地，所述极柱包括固定环、自所述固定环中间向上凸出形成的连接部及形成于所述连接部与固定环之间的台阶部，所述台阶部的外径大于所述连接部的外径且小于所述固定环的外径，所述极柱组件还包括包裹所述固定环外侧面的下壳，所述下壳采用绝缘塑胶制成，所述下壳包括环形主体、自所述环形主体内壁面朝径向内侧凸出形成的限位台阶，所述上壳包括覆盖于所述固定环上表面的覆盖主体及自所述覆盖主体内缘向上延伸形成的隔离凸起，所述隔离凸起覆盖所述台阶部的外侧面，将所述固定环压入所述下壳内，所述固定环下表面外缘限位于所述限位台阶上，所述上壳向下扣入所述下壳内并将所述极柱固定于所述下壳与上壳内，所述连接部向上超出所述覆盖主体表面。
本申请盖板成型方法及电池顶盖，采用冲压的工艺即成型了盖板上的极柱孔，用较薄的金属板材采用先翻折成型侧壁，再将所述侧壁内侧壁厚挤压成型所述底壁，通过成本低廉的冲压工艺即实现了侧壁与底壁的成型，降低了传统采用焊接环工艺制造产品的成本。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
实施例一
图1为实施例一电池顶盖的立体组合图；
图2为实施例一电池顶盖的立体分解图；
图3为实施例一电池顶盖的盖板沿图2所示C-C虚线的剖视图；
图4为实施例一极柱组件的立体组合图；
图5为实施例一极柱组件另一角度的立体组合图；
图6为实施例一极柱组件的立体分解图；
图7为实施例一极柱组件另一角度的立体分解图；
图8为沿图6所示D-D虚线的剖视图；
图9为沿图4所示J-J虚线的剖视图；
图10为沿图1所示A-A虚线的剖视图；
图11为沿图1所示B-B虚线的剖视图。
实施例二
图12为实施例二电池顶盖的剖视图。
实施例三
图13为实施例三电池顶盖的立体分解图；
图14为沿图13所示X-X虚线的剖视图；
图15为实施例三电池顶盖处于组合状态下的剖视图；
实施例四
图16为实施例四电池顶盖的立体分解图；
图17为沿图16所示Y-Y虚线的剖视图；
图18为实施例四电池顶盖处于组合状态下的剖视图。
实施例五
图19为实施例五顶盖片成型方法中金属板材结构的变化示意图；
图20为实施例五顶盖片成型方法中金属板材结构变化及冲压模具的配合图；
图21为沿图19所示E-E虚线的剖视图；
图22为沿图20所示F-F虚线的剖视图。
实施例六
图23为实施例六顶盖片成型方法中金属板材结构的变化示意图；
图24为实施例六顶盖片成型方法中金属板材结构变化及冲压模具的配合图；
图25为沿图23所示G-G虚线的剖视图；
图26为沿图24所示H-H虚线的剖视图；
附图标记说明
盖板-10；极柱孔-11；穿孔-112；侧壁-113；底壁-114；底壁中间体-114’；防转槽-115；翻边-116；板体-12；防爆口-13；凸沿-131；注液口-14；极柱组件-20；极柱-21；固定环-211；台阶部-212；连接部-213；防转平面-214，224；卡槽-215；上壳-22；覆盖主体-221；隔离凸起-222；防转配合面-223，233；卡扣结构-225；下壳-23；环形主体-231；防转块-232；卡扣配合结构-234；内凸环-235；限位台阶-236；密封件-24，25；夹持环体-241；限位凸边-242；延伸筒体-243；垫片-26；容纳槽-261；防爆组件-30；防爆片-31；焊接边-311；防爆区域-312；刻痕-313；保护盖-32；绝缘板-40；绝缘板体-41；热熔柱-42；连接孔-43；环形凸台-431；金属板材-S；爪印-111；冲印模具-91；定位模-911；冲印冲头-912；冲孔模具-92；上固定套-921；下固定套-922；冲孔冲头-923；去毛刺模具-93；翻边模具-94；上模套-941；翻边冲头-942；定位头-943；圆头-944；定型模-95；拍边模-96；上模基座-961，971；拍边冲头-962；冲头挤压部-964；下支撑模-963，973；分料模-97；分料冲头-972；内凹槽-974；墩挤模-81；上模套-811，821；下模座-812,822；墩挤冲头-813；分料槽-814；整形模-82；整形冲头-823。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。
本申请以图1所示X方向为横向方向，以Y方向为纵向方向，以Z方向为垂直方向的上方。
实施例一
图1至图11为实施例一的极柱组件、电池顶盖的结构示意图。
请参阅图1至图3所示，本实施例一电池顶盖包括设有极柱孔11与防爆口13的盖板10、装入所述极柱孔11内的极柱组件20、焊接于所述防爆口13上的防爆组件30及固定于盖板10下侧的绝缘板60。
所述盖板包括板体12，所述极柱孔11与防爆口13在垂直方向上贯穿所述板体12，所述板体12上还贯穿形成有注液口14。
所述极柱孔11包括上下贯穿形成的穿孔112、自所述板体12沿所述穿孔延伸形成的底壁114、自所述板体12沿所述底壁114周缘向上延伸形成的侧壁113及自所述侧壁113顶部折弯延伸于所述底壁114上方的翻边116。所述侧壁113内壁面上开设有至少一个防转槽115。所述底壁114的厚度不大于所述板体12厚度的一半，所述底壁114的底面向下凸出所述板体12的底面。所述竖壁113向上延伸出所述板体12的上表面并在顶部沿径向向内铆压形成位于所述底壁114上方的所述翻边116，所述底壁114与所述翻边116之间形成的空间用于安装固定所述极柱组件20。所述底壁114位置上的穿孔112的内径小于所述翻边116位置上的穿孔112的内径。所述板体12位于所述底壁114上侧部分的厚度作为所述侧壁113的一部分。
所述防爆口13表面周缘向上凸出形成有凸沿131，所述凸沿131整体为非平面结构。所述防爆组件30包括防爆片31及保护盖32，所述防爆片31包括焊接边311、形成于所述焊接边311内的防爆区域312及形成于所述防爆区域312上的刻痕313，所述防爆区域312的厚度小于所述焊接边311的厚度，所述刻痕以一定规律形成于所述防爆区域312上以使所述防爆区域312在承受既定压力时爆开泄压。所述防爆片31通过所述焊接边311焊接固定于所述防爆口13底面边缘，所述保护盖32贴盖于所述防爆口13的凸沿131上，且所述凸沿131的非平面结构使所述保护盖32内的防爆口13与外界保持连通，所述防爆该32可以是一种保护膜。
所述绝缘板40包括覆盖于所述板体12下表面的绝缘板体41、自所述绝缘板体41顶部向上凸出形成的若干热熔柱42及对应所述极柱孔11贯穿形成的连接孔43。所述连接孔43边缘向上凸出形成有环形凸台431。所述板体12下表面对应所述热熔柱42开设有若干盲孔(未图示)，所述绝缘板40通过所述热熔柱42塞入所述盲孔内热熔固定。
请继续参阅图4至图9所示，以下将详细介绍实施例一极柱组件20的结构原理。
实施例一的极柱组件20包括下壳23、上壳22及夹持于所述下壳23与上壳之间的极柱21与密封件24。所述密封件24贴合于所述极柱21下表面上。
所述极柱21包括固定环211、自所述固定环211中间向上凸出形成的台阶部212及子所述台阶部212向上凸出形成的连接部213。所述极柱21呈分段圆柱形结构，所述固定环211的外径大于所述台阶部212的外径，所述台阶部212的外径大于所述连接部213的外径。所述固定环211底面中间向下凸出并在周缘形成有卡槽215。
图10所示为正极柱组件的剖面图，图11为负极柱组件的剖面图，所述正极柱21采用铝材质，而负极柱21采用铜铝复合材质，即所述负极柱21底层采用同材质，上层采用铝材质，通过压合等方案固定在一起。实施例一种，若极柱21为负极柱，则所述固定环211包括铜材质层与铝材质层。
所述密封件24包括贴合于所述固定环211下表面外缘的夹持环体241、自所述夹持环体241内缘向下一体延伸形成的延伸筒体243及子所述夹持环体241外缘向上凸出形成的限位凸边242。所述密封件24优选氟橡胶材料，提升耐热、耐腐蚀性能。
所述下壳23包括环形主体231、自所述环形主体231底部向圆心方向凸出的内凸环235及自所述环形主体231外周凸出形成的至少一个防转块232。所述环形主体231内壁面上设有至少一处设有防转平面233，所述环形主体231内壁面为圆弧面，所述防转平面233在所述圆弧面上凸出形成平面结构。所述防转平面233上侧开设有卡扣配合结构234，所述卡扣配合结构234为卡槽或卡块中的一种。所述环形主体231内壁面在所述内凸环235上侧设置有一个限位台阶236，所述极柱21的固定环211的端部被限位于所述限位台阶236上，以对所述密封件24与极柱21的位置进行一定的区分，在铆接挤压所述极柱组件20时，避免过度挤压所述密封件24以保护所述密封件24。
所述上壳22包括覆盖于所述极柱21固定环211上表面的覆盖主体221、自所述覆盖主体221内缘向上凸出形成的隔离凸起222。所述隔离凸起222的上表面不低于所述极柱21的台阶部212的表面，以二者平齐为优选方案。所述上壳22的内壁面设有防转配合面223。所述覆盖主体221外沿对应所述下壳23的防转配合面233处设有防转平面224，所述覆盖主体221的防转配合面233与所述防转平面224配合以防止二者之间出现转动。所述覆盖主体221的防转配合面223上还设有卡扣结构225，所述卡扣结构为卡勾或卡槽，所述卡扣结构225与所述下壳23的卡扣配合结构234卡扣实现二者的预固定。
在一实施方案中，所述上壳22还包括自所述隔离凸起222向内凸出延伸形成覆盖所述台阶部212的延伸覆盖部(未覆盖)。
本实施例一的极柱组件20可以预装成为一个整体再装入所述盖板10的极柱孔11内。
具体地，先将所述密封件24从上方装入所述下壳23内，所述密封件24的夹持环体241边缘限位于所述内凸环235上；再将所述极柱21从上方装入所述下壳23内，所述极柱21的固定环211下表面贴合在所述密封件24的夹持环体241上表面，所述卡槽215沿径向外侧限位所述密封件24的限位凸边242，防止所述密封件24变形向内滑落。或者，先将所述密封件24贴合于所述极柱21下表面上后再一起装入所述下壳23内，可以防止所述密封件24移位变形。
最后，将所述上壳22从上方压入所述下壳23内，此时，所述覆盖主体221覆盖于所述固定环211上表面，所述上壳22的卡扣结构225与所述下壳23的卡扣配合结构235预固定。
所述极柱组件20组装好后，所述极柱21固定环211上的防转平面214与所述下壳23内的防转配合面223配合防止所述极柱21在所述下壳23内转动。所述极柱21的台阶部212外的防转平面214与所述上壳22内的防转配合面223配合防止所述上壳22与所述极柱21之间产生转动。所述上壳22的覆盖主体221外的防转平面224与所述下壳23内的防转配合面233配合防止所述下壳23与所述上壳22之间发生转动。
所述上壳22采用导电塑胶材料制造，如导电PPS等，所述下壳23采用绝缘塑胶制造。所述上壳22的导电塑胶材料的阻值介于1-10000欧姆，所述上壳22通过采用导电塑胶材料，可以有效降低盖板10与所述极柱21之间的电势差，避免对所述盖板10与所述极柱造成电腐蚀以提高极柱21与盖板10的使用寿命。而导电塑胶材料的价格是绝缘塑胶材料的两至三倍，本实施例将壳体分割成上壳22与下壳23，上壳22起到覆盖作用体积、用料大大缩小，而下壳23起到容纳作用体积、用料相对较大。相较于传统均采用导电塑胶材料的技术方案可以极大地降低用料成本，所述上壳22与下壳23相较于传统均采用导电塑胶材料的技术方案，可以节省导电塑胶材料成本达60％-70％，有效提升产品的市场竞争力。
同时，所述极柱21相较于传统极柱，本实施例一的所述极柱21下侧不需要向下凸出，大大减薄了所述极柱21的厚度，极柱21的材料成本可降低55％-70％，且所述极柱21结构简单，利用冲压工艺即可制造，无需进行成本高昂的CNC加工技术，可进一步降低制造成本。同时提升了空间利用率，可提升单位体积内的产品能量密度。而本实施例一的所述上壳22、下壳23与密封件24均是独立注塑成型，即所述极柱组件20没有模内注塑工艺，可降低制造成本。
最重要的是，采用本实施例一的极柱组件20，各部件均是独立的，经过简单组装即可，如此，可使之标准化，开发不同产品类型时，实现所述极柱组件的通用化，重新开发不同类型的所述盖板10规格即可。降低整个产业冗余，提升产品开发速度，降低库存成本。
实施例二
请继续参阅图12所示，实施例二作为实施例一的一种替代结构，区别在于：取消所述下壳23，而改用密封件25来集成原密封件24与所述下壳23的功能。
具体地，所述极柱21、上壳22结构不变，所述密封件25包括包覆于所述极柱21的固定环211下侧表面的覆盖主体211、自所述覆盖主体241内缘向下延伸形成的延伸筒部243及自所述覆盖主体211外缘向上延伸形成的覆盖于所述固定环211外缘的环形主体231。所述环形主体231顶部超出所述固定环211的上表面但不超过所述台阶部212的上表面。
在组装时，所述密封件25向上包裹于所述极柱21外，且所述环形主体231的厚度大于所述极柱21的固定环211与所述极柱孔11的侧壁113之间的距离以在装入后实现过盈配合密封。所述环形主体231的内部边缘还可以向圆心方向延伸形成包覆所述上壳22的覆盖主体221部分表面的延伸边，组装时，先将所述上壳22套入所述极柱21外，再将所述密封件25从下向上包裹于所述极柱21外并包裹住所述上壳22部分表面实现预固定。
所述极柱21下表面的卡槽215及所述密封件25的覆盖主体241边缘的限位凸边242均可以保留以在挤压所述密封件25的过程中，所述密封件25不会产生溃缩移位的问题。所述上壳22采用的材质与实施例一一样的导电塑胶。
实施例二相较于实施例一，减少一个下壳23组件，结构更简单，但是极柱21固定环211外周缺少硬质材料支撑，可能会出现轻微移动的风险。
实施例三
请继续图13至图15所示，为本申请实施例三极柱组件20及电池顶盖的附图，以下将详细介绍本申请实施例三的结构原理。
实施例三为实施例一的一种替代技术方案，区别在于，将所述下壳23部分功能结构集成在所述上壳22上，使所述上壳22与所述下壳23形成一个整体结构。因该部件从所述极柱21上方套入，本实施例中仍称之为上壳22。
具体地，本实施例极柱组件20的上壳22包括覆盖于所述极柱21的固定环211上表面上的覆盖主体221、自所述覆盖主体221内缘向上延伸形成的隔离凸起222及自所述覆盖主体221外缘向下延伸形成的包裹于所述固定环211外表面的环形主体231。所述环形主体231的向下延伸的长度超过所述固定环211的下表面。所述密封件24的夹持环体241的边缘位于所述环形主体231内侧。
在本实施例的一个实施方式中，所述极柱21底部的卡槽215与所述密封件24的限位凸边242仍可保留以限制所述密封件24位置，避免挤压后向内溃缩。
相较于实施例一，本实施例取消了下壳23，并将下壳23的部分功能集成至上壳22上，可以使结构更为简单。组装时，先将所述极柱21以过盈的方式压入所述上壳22内，再将所述密封件24装入所述上壳22的环形主体231内并贴合所述极柱21的固定环211底面。而劣势在于，造成了导电塑胶材质使用量提升，提高了产品材料成本。同样地，本实施例也可以将其推广为行业标准，使各部件实现通用。
本实施例中，所述上壳22的环形主体231、覆盖主体221与隔离凸起222内壁面上仍保留防转配合面223,233以与所述极柱21上的防转平面214配合防止上壳22与所述极柱21之间发生转动。所述环形主体231外保留所述防转块232以与所述极柱孔11内的防转槽115配合防止极柱组件20在所述极柱孔11内转动。
实施例四
请继续参阅图16至图18所示，为本申请实施例四极柱组件20及电池顶盖的附图，以下将详细介绍本申请实施例四的结构原理。
实施例四是对实施例三技术方案的改进优化，区别在于增加了一个垫片26，所述垫片26外缘凹陷形成有容纳槽261。所述上壳22的环形主体231底部容纳于所述容纳槽261内。而所述环形主体231向下延伸的长度相应变短，所述极柱21的固定环211底面边缘压接于所述垫片26的上表面。
所述垫片26在铆压所述极柱孔11的翻边116并向下挤压所述上壳22时，可以限制所述上壳22的环形主体231不会向内溃缩挤压所述密封件24，避免所述密封件24移位。
重点参阅图10、图11所示，实施例一至实施例四所介绍的极柱组件20最终被装入所述盖板10的极柱孔11内，所述密封件24夹持于所述极柱21固定环211与所述极柱孔11底壁114之间。所述延伸筒部243向下延伸于所述底壁114处的穿孔112内壁面上，向下与所述绝缘板体40的连接孔43的环形凸台431相抵接，所述环形凸台431对所述密封件24起到一定的支撑作用，避免所述密封件24挤压变形向下延伸。在一实施方式中，所述限位凸台431可以设计成向圆心倾斜，使所述密封件24的延伸筒部243位于所述限位凸台431与所述穿孔112的内壁面之间。
随后，将所述极柱孔11的侧壁113顶部向圆心方向铆压形成向下挤压所述上壳22的覆盖主体221的翻边116，位于所述固定环211与所述底壁114之间的密封件24的夹持主体241被挤压密封。在垂直投影方向上，所述固定环211的外缘与所述翻边116至少部分重叠。所述翻边116、隔离凸起222与台阶部212表面平齐。
实施例一、实施例二的极柱组件20在被装入极柱孔11内铆接固定后，所述密封件24的限位凸边242被所述固定环211底部的卡槽215沿径向外侧限位，避免所述密封件24向圆心方向溃缩。
需要说明的是，实施例一至实施例四的极柱组件20同样可以应用于使用焊接环的盖板10中，如申请人之前申请的申请号为202110666517.4的专利也可以将该极柱组件20应用于其内。如此可以大大增加本申请极柱组件20的通用性，并使之成为通用标准。
本申请电池盖板用于动力电池，动力电池还包括电池壳体、封装于所述电池壳体内的电芯、将所述电芯封闭于所述电池壳体内的电池盖板及连接所述极柱21与所述电芯的导电片。具体地，所述导电片通过所述电池盖板下的绝缘板体40的连接孔43与所述极柱21固定环211中间部分的下表面焊接在一起。
本申请实施例中的极柱组件20均呈圆柱形结构，在其他实施例中，方形极柱仍在本申请的保护范围内。
实施例五
请继续参阅图19至图22所示，实施例五主要介绍所述盖板10极柱孔11的成型工艺。
本实施例以图19所示Y方向为纵向方向，以X方向为横向方向，以Z方向为垂直方向的上方。
本实施例盖板成型方法主要包括如下步骤：
S101，提供金属板材S，在所述金属板材S预定位置冲压形成环形分布的爪印111；
本步骤为非必要步骤，在不同实施方案中，本步骤中的爪印可以不用冲压。所述爪印111的作用在于一些模内注塑成型方案中，用于增加与成型塑胶之间的结合力。
所述爪印111在所述金属板材S横向方向两侧冲压成型，对应于极柱孔11的正极与负极。在一些实施例中，例如刀片电池，仅需要在所述金属板材S的横向方向上成型一个环形爪印11即可。
本步骤中，通过冲印模具91实现，所述冲印模具91包括呈柱形压持于所述金属板材S表面上的定位模911及自设于所述定位模911内开设的若干孔结构向下冲击所述金属板材S以形成所述爪印的冲印冲头912。具体地，所述定位模911周缘设有若干呈环形分布的孔结构，所述冲印冲头912自所述孔结构向下冲压形成所述爪印。
S102，在所述金属板材S的爪印111中间冲压形成穿孔112；
本步骤中通过冲孔模具92在环形爪印111中间部分冲压形成穿孔112，所述穿孔112与所述环形爪印111共圆心，且所述穿孔112边缘与所述爪印111位置处存在一定距离。
所述冲压模具92包括中空并支撑于所述金属板材S下表面的下固定套922、对应所述下固定套922且中空压持于所述金属板材S上表面的上固定套921及套设于所述上固定套921内的冲孔冲头923。通过所述冲孔冲头923向下冲压切除金属板材S预定位置处的部分并形成所述穿孔112。
S103，对冲压形成的穿孔进行去毛刺操作；
本步骤主要为了去除步骤S102冲孔过程中形成的毛刺，本步骤为非必要步骤，视产品品质、冲压工艺改善等情况可取消本步骤。本步骤采用去毛刺模具93去除毛刺等物质，避免后续出现短路等情况。
S104，对所述穿孔112周缘的金属板材S向上翻边形成向上延伸的侧壁113；
本步骤中翻边量由产品尺寸规格决定。利用翻边模具94来实现本步骤中的翻边操作。具体地，所述翻边模具94包括中空的上模套941、套设于所述上模套941内的定位头943及自所述金属板材S下侧将所述穿孔112周缘向上折弯的翻边冲头942。初始时，所述定位头943底面中间向下凸出形成伸入所述穿孔112内的头部945，所述头部945利于保护所述穿孔112边缘。所述翻边冲头942顶端边缘为圆弧结构避免向上翻边时损伤所述金属板材S。
翻边操作时，所述定位头943的头部945向下插入所述穿孔112内以保护所述穿孔112边缘，所述翻边冲头942向上挤压所述金属板材S，所述翻边冲头942与所述穿孔112共圆心。所述翻边冲头942外侧面与所述上模套941的内壁面之间存在间隙以容纳向上折弯的所述侧壁113。当所述翻边冲头942向上移动时，先接触所述定位头943的头部945并向上推动所述定位头943，随后，开始向上挤压所述金属板材S直至将所述穿孔112周缘的金属板材S向上挤压形成所述侧壁113为止。此时，所述侧壁113优选为有一定倾斜角度，具体地，所述侧壁113向圆心倾斜一个小角度。
S105，对所述穿孔112周缘的侧壁113进行定型作业；
本步骤主要是对所述侧壁113进行整形使其呈竖直状态。主要通过定型模95进行操作，所述定型模95通过一个围设于所述侧壁113外围的定位套(未标号)限制所述侧壁113的外围位置，再通过一个定型头(未标号)自所述侧壁113之间插入向外挤压所述侧壁113以使其处于90度的数值状态。
S106，对所述侧壁113进行整形拍边使所述侧壁113达到预定形状；
本步骤中主要是对所述侧壁113顶面的平面度，各位置的厚度进行整形。使所述侧壁113达到预定形状结构。具体地，通过拍边模96进行本步骤的工艺，所述拍边模96包括中空的上模基座961、插入所述上模基座961内的拍边冲头962及下支撑模963。所述拍边冲头962底面中间部分向下凸出形成有冲头挤压部964，在所述冲头挤压部964外周与所述上模基座961内壁面之间形成有容纳所述侧壁113的间隙，所述间隙的高度为所述侧壁113的预定高度。
拍边时，通过所述拍边冲头962向下挤压，使所述侧壁113产生金属流动并使之均匀，各位置处的高度保持一致。
S107，对所述侧壁113进行分料形成水平状的底壁114；
本步骤中，将所述侧壁113内侧壁厚的一部分向下挤压形成所述水平状的底壁114，完成本步骤后，所述侧壁113的厚度减薄一半以上，即所述侧壁113内侧超过一半以上的材料被挤压成所述底壁114了。同时，所述底壁114的厚度大于所述侧壁113的厚度。
本步骤采用分料模97进行作业，所述分料模97包括中空的上模基座971、下模基座973及插装于所述上模基座971内的分料冲头972。所述下模基座973顶面中间部分向下凹陷一定位置，凹陷处位于所述侧壁113分料位置外侧，但不超出所述侧壁113的外壁面，以此使所述底壁114向下凸出一点距离形成凸出面T。所述分料冲头972下侧外缘形成有内凹槽974，所述内凹槽974与所述上模基座971的内壁面之间的距离为被分料后的侧壁113的厚度。
在另一实施例中，对本申请分料模97进行改进，以在分料的同时形成完好的穿孔112。此时依据所述穿孔112的内径，在所述下模基座973与所述分料冲头972底面分别设置相互配对的孔与凸柱结构，使向下被挤压的金属材料被限位于所述凸柱外围。而所述凸柱设置成斜面可容易插入所述孔内，优选所述凸柱设于所述分料冲头972底面，所述孔设于所述下模基座972内，当然所述凸柱与所述孔的位置可以互换。此时，控制好分料厚度即可一次冲压形成完好的底壁114与穿孔112。
S108，沿横向将所述金属板材S切割成若干盖板单元；
本步骤是将所述金属板材S连续冲压的若干极柱孔11切割成若干个独立的盖板10单元。在本实施例中，每个盖板10单元包括在纵向分布的两个极柱孔11。即沿图23所示虚线C将所述金属板材S切割成多个盖板10单元。
本实施例五通过冲压方式来成型所述盖板10的极柱孔11，再通过整体铆压折弯所述侧壁113来固定所述极柱组件20，避免现有技术中需要采用单独成型焊接环来焊接固定所述极柱组件20，极大地降低了成本，且结构简单，组装简单。
实施例六
请继续参阅图23至图26所示，实施例六主要介绍所述盖板10极柱孔11的另一种成型工艺。
本实施例的盖板成型方法主要包括如下步骤：
S201，提供金属板材S，通过在所述金属板材S预定区域挤压，使该区域压薄并迫使多余的金属向上流动形成侧壁113，同时形成减薄的底壁114；
本步骤中，通过墩挤模81来实现作业，具体地，所述墩挤模81包括表面平整的下模座812、中空的上模套811及插入所述上模套811内的墩挤冲头813。
所述下模座812支撑于所述金属板材S对应位置处的底面上，所述上模套811中空并压持于所述金属板材S对应位置处的上表面上，且所述上模套811中空腔体下侧沿径向外侧凹陷形成有分料槽814，所述分料槽814的高度大于所述侧壁113所需高度。所述墩挤冲头813中间位置向下凸出，凸出部分的外径不大于所述穿孔112的内径。
在本步骤中，所述侧壁113在垂直方向上的壁厚不一定一致，可以设计成下厚上薄的状态。
在另一实施例中，所述分料槽814也可以设置在所述墩挤冲头813下侧外周，而所述上模座811的中空内壁面保持平整；或者所述分料槽814通过所述上模座811与所述墩挤冲头813共同组合而成。
在本步骤的墩挤过程中，所述墩挤冲头813中间凸出部分先向下挤压所述金属板材S预定位置，使该位置处的金属产生沿径向外侧流动而变薄，继续向下挤压，所述墩挤冲头813下表面完整挤压对应位置处的金属板材S，此时，该位置处的金属沿径向外侧流动并最终沿分料槽814生长而形成所述侧壁113，同时形成所述底壁114，而所述底壁114中间对应所述墩挤冲头813凸出部分则形成相较于所述底壁114更薄的底壁中间体114’。
S202，对所述底壁114与侧壁113进行整形处理；
本步骤中，对所述底壁114与侧壁113不规则的位置进行整形以达到预定的厚度与形状。
本步骤通过整形模82进行操作，所述整形模82包括下模座822、上模套822及插入所述上模套823内的整形冲头823。类似于所述墩挤模81，所述上模套822与所述整形冲头823在对应所述侧壁113位置处形成有整形槽824，所述整形槽824是通过所述上模套821中空腔体内壁面向外凹陷与所述整形冲头823外表面向内凹陷组合而成，如此设计，可以避免所述整形冲头823向下冲压整形时避免对所述侧壁113再次进行分料，而步骤S201中所述侧壁113下厚上薄也是为了降低该风险。所述整形冲头823底面中间部分同样向下凸出形成有凸出部分以进一步使所述底壁114厚度达到预定厚度并保证所述底壁114的平面度。所述整形槽824的高度与所述侧壁113预定高度一致，此步骤后，所述侧壁113表面将被整形平整并使所述侧壁113的厚度保持一致。
所述下模座822中间对应所述侧壁113位置形成有凹陷空间，使所述底壁114向下轻微凸起并形成凸出面T。
S203，切除所述底壁114中间部分形成穿孔112；
本步骤中通过简单冲压模具即可实现，图示并未示出对应的模具结构。具体地，所述底壁中间体114’进行切除形成所述穿孔112。
S204，沿横向将所述金属板材S切割成若干盖板单元；
本步骤是将所述金属板材S连续冲压的若干极柱孔11切割成若干个独立的盖板10单元。在本实施例中，每个盖板10单元包括在纵向分布的两个极柱孔11。即沿图26所示虚线C将所述金属板材S切割成多个盖板10单元。切割设备相对简单，并未在图中示出。切割步骤可以与前述作业流程设置在一个连续冲压设备中，通过连续作业完成，一次冲压动作即可完成一遍每一个冲压程序，可有效提升冲压效率。
本实施例六通过冲压方式来成型所述盖板10的极柱孔11，再通过整体铆压折弯所述侧壁113来固定所述极柱组件20，避免现有技术中需要采用单独成型焊接环来焊接固定所述极柱组件20，极大地降低了成本，且结构简单，组装简单。相较于实施例五的成型方法，本实施例步骤更为简单，冲压设备更为简洁，可有效提升效率，降低成本。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本发明的优选的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (12)

1.一种盖板成型方法，其特征在于，包括如下步骤：
S101，提供金属板材，并在所述金属板材冲压形成穿孔；
S102，对所述穿孔周缘的金属板材向上翻边形成向上延伸的侧壁；
S103，对所述侧壁进行整形拍边使所述侧壁达到预定状态；
S104，对所述侧壁进行分料形成水平状的底壁并形成带有极柱孔的盖板，所述侧壁内侧部分壁厚材料挤压成所述水平状的底壁。
2.如权利要求1所述的盖板成型方法，其特征在于，所述步骤S101与步骤102之间还包括去除所述穿孔毛刺的步骤。
3.如权利要求1所述的盖板成型方法，其特征在于，步骤S102中，通过翻边模具来成型所述侧壁，所述翻边模具包括中空的上模套、套设于所述上模套内的定位头及自所述金属板材下侧将所述穿孔周缘向上折弯的翻边冲头，初始时，所述定位头底面中间向下凸出形成伸入所述穿孔内的头部，所述翻边冲头顶端边缘为圆弧结构。
4.如权利要求3所述的盖板成型方法，其特征在于，所述定位头的头部向下插入所述穿孔内以保护所述穿孔边缘，所述翻边冲头向上挤压所述金属板材，所述翻边冲头与所述穿孔共圆心，所述翻边冲头外侧面与所述上模套的内壁面之间存在间隙以容纳向上折弯的所述侧壁，当所述翻边冲头向上移动时，先接触所述定位头的头部并向上推动所述定位头，随后，开始向上挤压所述金属板材直至将所述穿孔周缘的金属板材向上挤压形成所述侧壁为止，此时，所述侧壁向内呈一定倾斜的角度。
5.如权利要求4所述的盖板成型方法，其特征在于，步骤S102与步骤S103之间还包括对所述侧壁进行定型的步骤，主要是使所述侧壁从倾斜状态变成竖直状态，本步骤通过定型模作业，所述定型模通过一个围设于所述侧壁外围的定位套限制所述侧壁的外围位置，再通过一个定型头自所述侧壁之间插入向外挤压所述侧壁以使所述侧壁相对于水平面处于90度的垂直状态。
6.如权利要求3或5所述的盖板成型方法，其特征在于，步骤S103通过拍边模作业，所述拍边模包括中空的上模基座、插入所述上模基座内的拍边冲头及下支撑模，所述拍边冲头底面中间部分向下凸出形成有冲头挤压部，在所述冲头挤压部外周与所述上模基座内壁面之间形成有容纳所述侧壁的间隙，所述间隙的高度为所述侧壁的预定高度，所述拍边冲头向下挤压，所述侧壁产生金属流动并使之均匀，各位置处的高度保持一致。
7.如权利要求1或3所述的盖板成型方法，其特征在于，步骤S104通过分料模进行作业，所述分料模包括中空的上模基座、下模基座及插装于所述上模基座内的分料冲头，所述下模基座顶面中间部分向下凹陷一定位置，凹陷处位于所述侧壁分料位置外侧，但不超出所述侧壁的外壁面，所述分料冲头下侧外缘形成有内凹槽，所述内凹槽与所述上模基座的内壁面之间的距离为被分料后的侧壁的厚度；经过本步骤分料后，所述侧壁内侧超过一半壁厚的材料被向下挤压形成所述水平状的底壁。
8.如权利要求7所述的盖板成型方法，其特征在于，所述下模基座与所述分料冲头底面分别设置相互配对的孔与凸柱结构，使向下被挤压的金属材料被限位于所述凸柱外围。
9.如权利要求1所述的盖板成型方法，其特征在于，步骤S104后还包括将所述金属板材切割成若干盖板单元的步骤，每个盖板单元至少包括一个所述极柱孔。
10.一种电池顶盖，其特征在于，包括如权利要求1成型的盖板及固定于所述盖板内的极柱组件，所述极柱组件包括极柱及覆盖于所述极柱部分上表面的上壳及贴合于所述极柱下表面的密封件，所述密封件夹持于所述底壁与所述极柱下表面之间，所述侧壁向内折弯压制于所述上壳上并施加向下的压力使所述密封件形变实现密封。
11.如权利要求10所述的电池顶盖，其特征在于，所述上壳采用导电塑胶材料制成，所述导电塑胶的阻值介于1-10000欧姆之间。
12.如权利要求11所述的电池顶盖，其特征在于，所述极柱包括固定环、自所述固定环中间向上凸出形成的连接部及形成于所述连接部与固定环之间的台阶部，所述台阶部的外径大于所述连接部的外径且小于所述固定环的外径，所述极柱组件还包括包裹所述固定环外侧面的下壳，所述下壳采用绝缘塑胶制成，所述下壳包括环形主体、自所述环形主体内壁面朝径向内侧凸出形成的限位台阶，所述上壳包括覆盖于所述固定环上表面的覆盖主体及自所述覆盖主体内缘向上延伸形成的隔离凸起，所述隔离凸起覆盖所述台阶部的外侧面，将所述固定环压入所述下壳内，所述固定环下表面外缘限位于所述限位台阶上，所述上壳向下扣入所述下壳内并将所述极柱固定于所述下壳与上壳内，所述连接部向上超出所述覆盖主体表面。
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