CN117160828A - 壳体制作方法及设备、壳体、电池单体、电池、用电设备 - Google Patents
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Abstract
本申请适用于动力电池技术领域,提出一种壳体制作方法及设备、壳体、电池单体、电池、用电设备,壳体制作方法包括:向壳体内注入溶液,并于溶液的液面与壳体的顶面之间形成留白区域;将溶液抽出,并在壳体内形成溶液残留层;干燥溶液残留层,并形成涂层;重复上述全部步骤,直至涂层的厚度大于或等于厚度阈值;本申请实施例提供的壳体制作方法使得在涂层形成之后,留白区域能够随之形成,而无需额外的工序生成留白区域,简化了工艺操作过程,提高了效率,同时因减少了清洗的工序,还能够相应的减少涂层形成工艺对空间的需求,节省了空间。
Description
技术领域
本申请涉及动力电池技术领域,特别涉及一种壳体制作方法及设备、壳体、电池单体、电池、用电设备。
背景技术
在动力电池的壳体加工过程中,需要在壳体的内壁设置涂层以使得壳体具有绝缘、防腐蚀等性能,又因壳体还需要焊接顶盖或其他构件,故还需要在壳体内壁靠近顶面处设置没有涂层的留白区域,以便于顶盖或其他构件的焊接与安装。
相关技术中壳体涂层通过喷涂方式形成,通过喷涂方式形成的涂层无法控制留白区域的尺寸,此时多需要在涂层形成后设置清洗工序,通过清洗工序将壳体内壁上与留白区域对应上的残留油墨、涂层等清洗去除,以降低对后续焊接装配工序的影响。这种方式较为繁琐,效率低下。
发明内容
针对上述问题,本申请提供了一种壳体制作方法及设备、壳体、电池单体、电池、用电设备,能够在涂层形成的过程中形成留白区域,简化了工艺操作过程中,提高了效率。
第一方面,本申请实施例提供一种壳体制作方法,应用于电池,制作方法包括:
向壳体内注入溶液,并在壳体的内壁上形成位于溶液的液面与壳体的顶面之间的留白区域;
将壳体中的溶液抽出,并在壳体内形成溶液残留层;
干燥溶液残留层,并形成涂层;
重复上述全部步骤,直至涂层的厚度大于或等于厚度阈值。
在本实施例的技术方案中,先将溶液注入壳体,再将溶液抽出,通过该注入并抽出的过程使得壳体的内壁上能够形成溶液残留层,之后通过干燥该溶液残留层即可形成涂层。其中,在溶液注入壳体的过程中,能够在壳体顶面和溶液液面之间的壳体内壁上形成留白区域,工作人员能够通过控制注入溶液的量控制溶液液面的高度,以控制留白区域的尺寸。这样的设计使得在涂层形成之后,留白区域能够随之形成,而无需额外的工序生成留白区域,简化了工艺操作过程,提高了效率,同时因减少了清洗的工序,还能够相应的减少涂层形成工艺对空间的需求,节省了空间。
在一些实施例中,再将溶液抽出的步骤中,包括:
将壳体内的部分溶液自壳体内抽出;
使壳体倾斜;
将壳体内的剩余溶液自倾斜的壳体内抽出。
因本申请实施例提供的壳体制作方法使通过对壳体内壁上残留的溶液进行干燥而形成涂层的,故需要在抽出溶液的过程中减少壳体底部的溶液残留,以减少壳体底壁的涂层厚度远超壳体内壁的涂层厚度的情况出现。据此,在本实施例的技术方案进一步提供了溶液抽出的步骤,在该溶液抽出步骤中,先将壳体内的溶液抽出,之后将壳体倾斜,并至壳体内剩余的溶液能够汇聚在壳体内部的最低处,之后再次抽液溶液,以更好将壳体底部附近的溶液抽出,减少壳体底部附近溶液的剩余,从而减少壳体底壁的涂层厚度远超壳体内壁的涂层厚度的情况出现。
在一些实施例中,在将壳体内的剩余溶液自倾斜的壳体内抽出的步骤中,进行两次抽液作业。
因将溶液自倾斜的壳体内抽出的作用在于减少壳体底部的溶液积存,故为了更好的将壳体底部积存的溶液抽出,本实施例的技术方案使溶液自倾斜的壳体内抽出的步骤包括两次抽液作业,以便于更好的将壳体底部的溶液抽出,减少壳体底部的溶液积存,减少壳体底壁的涂层厚度与壳体侧壁的涂层厚度的差,以使得壳体内的涂层能够更加均匀。
在一些实施例中,在将壳体内的部分溶液自壳体内抽出的步骤中,通过第一抽液组件将溶液自壳体内抽出;
在将壳体内的剩余溶液自倾斜的壳体内抽出的步骤中,通过第二抽液组件将溶液自壳体内抽出。
本实施例的技术方案中,具体提供了将溶液自壳体内抽出步骤、将溶液自倾斜的壳体内抽出步骤的操作方法,即通过第一抽液组件、第二抽液组件分别实现前述两个步骤的抽液过程。这样的设计使得一个壳体在第二抽液组件处被抽液时,另一壳体能够在第一抽液组件处被抽液,从而能够提高涂层形成的效率。
在一些实施例中,第二抽液组件包括第一抽液结构和第二抽液结,以分别对壳体进行两个抽液作业。
本实施例的技术方案中,使第二抽液组件包括第一抽液结构和第二抽液结构,并通过第一抽液结构和第二抽液结构分别对倾斜后的壳体进行抽液,以对倾斜后的壳体进行两次抽液作业。这样的设计使得一个壳体在被第二抽液结构抽液时,另一壳体能够被第一抽液结构抽液,从而能够更好的提高涂层形成的效率。
在一些实施例中,在使壳体倾斜的步骤中,倾斜的壳体具有一个最低位置部;
将壳体内的剩余溶液自倾斜的壳体内抽出的步骤中,壳体内的剩余溶液能够于最低位置部处被抽出。
因壳体倾斜步骤的作用在于汇聚溶液以便于更好的抽出,故本实施例的技术方案使壳体在倾斜之后具有一个最低位置部,以便于溶液更好的汇聚在该最低位置部处,从而使溶液能够更好的被抽出,以减少壳体底部溶液的量。
在一些实施例中,在使壳体倾斜的步骤中,溶液的液面最高处与留白区域间隔设置。
因本实施例提供的制作方法用于形成留白区域,而若壳体内存留的溶液过多,壳体倾斜时将导致溶液的液面高于留白区域并进入留白区域内,从而导致留白区域面积变小,影响留白区域的作用,故本实施例的技术方案使壳体倾斜时溶液的液面与留白区域间隔设置,以减少壳体倾斜时对留白区域的影响。
在一些实施例中,在干燥溶液残留层,并形成涂层的步骤中,干燥的温度范围为60℃~200℃。
本实施例的技术方案提供了干燥溶液残留层的具体温度,以使得溶液残留层能够被干燥固化于壳体的内壁上,同时该温度范围还能够减少溶液残留层被外界环境温度影响而提前固化的情况出现。
在一些实施例中,干燥的持续时间范围为0.5min~30min。
本实施例的技术方案提供了干燥的持续时间,工作人员可以根据该时间范围确定具体的时间,以使溶液残留层完全固化;工作人员也可以根据该时间范围确定具体的时间,以使得溶液残留层部分固化并形成粘附于壳体内壁的粘稠液体,以便于下一层溶液残留层能够更好的附着。
在一些实施例中,厚度阈值的范围为10um~1000um。
本实施例的技术方案提供了厚度阈值的范围,在该范围内,涂层具有较好的绝缘、防腐蚀等性能,同时对电池的能量密度影响也较小。
在一些实施例中,厚度阈值的范围为30um~200um。
本实施例的技术方案进一步提供了厚度阈值的范围,以使得涂层具有较好的绝缘、防腐蚀等性能的同时,还能够进一步的减少对电池能量密度的影响。
在一些实施例中,溶液按重量百分比的组成配比包括:5%~90%的高分子材料、10%~95%的溶剂和1%~20%的固化剂。
本实施例的技术方案提供了一种溶液的组分和各个组分的配比方案,利用该配比能够使得涂层具有绝缘、防腐蚀等性能,同时还能够使得溶液具有一定的粘附性能,以使得在将壳体内的溶液抽出之后,能够在壳体内壁上形成较为均为的溶液残留层,并能够经干燥固化成为涂层。
在一些实施例中,高分子材料包括聚酰亚胺、酚醛树脂、环氧树脂、脲醛树脂中的至少一种。
本实施例的技术方体提供了一种高分子材料的组成方案,以使得涂层能够具有一定的绝缘、耐高温、粘结、耐腐蚀等性能。
在一些实施例中,溶剂包括水、甲醇、乙醇、正丁醇、丙酮、N甲基吡咯烷酮中的至少一种。
本实施例的技术方案提供了一种溶剂的组成方案,以使得溶剂能够具有良好的溶解性能。
在一些实施例中,固化剂包括六亚甲基四胺,乙二胺,己二胺,二乙稀三胺,三乙稀四胺,对苯二胺,间苯二胺,对苯二甲酸,对苯二乙酸,顺丁烯二酸酐,邻苯二甲酸酐中的至少一种。
本实施例的技术方案提供了一种固化剂的组成方案,以使得固化剂能够在干燥温度下分解并与高分子材料、溶剂发生反应并形成固态的涂层。
在一些实施例中,在直至涂层的厚度大于或等于厚度阈值的步骤之后,制作方法还包括:
干燥涂层,并使涂层固化。
因在干燥溶液残留层并形成涂层的步骤之后,若涂层的厚度小于厚度阈值,则还需要再次重复涂层形成的各个步骤以加厚涂层,此时干燥溶液残留层并形成涂层的步骤之后,可以通过控制干燥温度使涂层不完全固化并处于较为粘稠的液体状态,而当涂层的厚度大于或等于厚度阈值时,则需要将涂层固化,以减少涂层的形变。据此,本实施例的技术方案在直至涂层的厚度大于或等于厚度阈值的步骤之后增设了干燥固化的步骤,以进一步干燥涂层,从而起到固化涂层的作用。
第二方面,本申请实施例提供了一种壳体,采用第一方面实施例提供的制作方法制成。
第三方面,本申请实施例还提供一种电池单体,包括第二方面实施例提供的壳体。
第四方面,本申请实施例还提供一种电池,包括第二方面实施例提供的壳体,或第三方面实施例提供的电池单体。
第五方面,本申请实施例还提供一种用电设备,包括第二方面实施例提供的壳体,或第三方面实施例提供的电池单体,或第四方面实施例提供的电池。
第六方面,本申请实施例提供了一种涂层形成工艺设备,应用于第一方面实施例提供的制作方法。
工艺设备包括依次设置的注液系统、抽液系统和干燥系统;
注液系统用于向壳体内注入溶液,抽液系统用于自壳体内抽出溶液,干燥系统用于对溶液残留层进行干燥处理。
本实施例的技术方案提供了一种能够应用于壳体制作方法的工艺设备,该工艺设备具有注液、抽液和干燥功能,以使得工作人员能够通过设备在壳体上形成涂层,提高了工作效率。
在一些实施例中,抽液系统包括第一抽液组件和第二抽液组件,第一抽液组件和第二抽液组件用于依次自壳体内抽出溶液。
本实施例的技术方案中,使抽液系统包括第一抽液组件和第二抽液组件,以使得第一抽液组件能够执行壳体倾斜之前的抽液步骤,第二抽液组件能够执行壳体倾斜之后的抽液步骤,从而提高涂层形成作业的效率。
在一些实施例中,第二抽液组件至少包括一个抽液结构。
本实施例的技术方案中,使第二抽液组件能够包括一个或多个抽液结构,以便于工艺设备在执行壳体倾斜之后的抽液步骤时能够根据需求进行一次或多次抽液动作,从而能够更好的将壳体内存留的溶液抽出,减少壳体内溶液的剩余量。
在一些实施例中,涂层形成工艺设备还包括:
送料系统,送料系统用于将壳体依次输送至注液系统、第一抽液组件、第二抽液组件和干燥系统处。
本实施例的技术方案中,使涂层形成工艺设备还包括能够输送壳体的送料系统,以便于注液系统、第一抽液组件、第二抽液组件和干燥系统分别对壳体进行作业。
在一些实施例中,送料系统上设有若干夹具,夹具用于固定壳体,且夹具能够带动壳体旋转。
本实施例的技术方案中,使送料系统包括能够固定壳体的夹具,以减少夹具的晃动,提高抽液、注液、干燥等步骤的精确度;同时使夹具能够带动壳体旋转,以便于壳体倾斜并使得二次抽液系统能够更好的将壳体内存留的溶液抽出。
上述说明仅是本申请技术方案的概述,为了能够更清楚了解本申请的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
通过阅读对下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本申请的限制。而且在全部附图中,用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中:
图1为本申请一些实施例提供的电池单体的爆炸示意图。
图2为本申请一些实施例提供的壳体制作方法的流程示意图。
图3为图2所示的壳体制作方法中将溶液抽出步骤的流程示意图。
图4为本申请一些实施例提供的壳体的剖面示意图。
图5为本申请一些实施例提供的涂层形成工艺设备的示意图。
图6为本申请一些实施例提供的电池的爆炸示意图。
图7为本申请一些实施例提供的用电设备的示意图。
图中标记的含义为:
100、电池单体;
11、壳体;111、顶面;112、涂层;113、留白区域;114、侧壁;115、底壁;12、端盖;13、电极组件;
200、工艺设备;
20、注液系统;
30、抽液系统;31、第一抽液组件;32、第二抽液组件;321、第一抽液结构;322、第二抽液结构;
40、干燥系统;
50、送料系统;51、夹具;52、输送装置;
300、电池;
60、箱体;
400、用电设备。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案,因此只作为示例,而不能以此来限制本申请的保护范围。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同;本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本申请;本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。
在本申请实施例的描述中,技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中,“多个”的含义是两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
在本申请实施例的描述中,术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请实施例的描述中,术语“多个”指的是两个以上(包括两个),同理,“多组”指的是两组以上(包括两组),“多片”指的是两片以上(包括两片)。
在本申请实施例的描述中,技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请实施例的限制。
在本申请实施例的描述中,除非另有明确的规定和限定,技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;也可以是机械连接,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,可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。
目前,从市场形势的发展来看,动力电池的应用越加广泛。动力电池不仅被应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统,而且还被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具,以及军事装备和航空航天等多个领域。随着动力电池应用领域的不断扩大,其市场的需求量也在不断地扩增。
而在动力电池的壳体加工过程中,需要在壳体的内壁设置涂层以使得壳体具有绝缘性能、防腐蚀性能等性能,又因壳体还需要焊接顶盖或其他构件,故还需要在壳体内壁靠近顶面处设置没有涂层的留白区域,以便于顶盖或其他构件的焊接与安装。
相关技术中壳体涂层通过喷涂方式形成,通过喷涂方式形成的涂层不易控制留白区域的尺寸,此时多需要在涂层形成后设置清洗工序,例如,通过激光清洗的将壳体内壁上与留白区域对应上的残留油墨、涂层等清洗去除,以形成留白区域,从而降低对后续焊接装配工序的影响。
在喷涂方式形成涂层的过程中,也存在通过遮挡物预先遮挡留白区域对应位置的方法,例如,在喷涂之前预先在留白区域对应的壳体外壁上设置遮挡物,之后再进行喷涂作业,在喷涂作业之后再将遮挡物去除。
为了简化壳体涂层及留白区域的形成过程,提高涂层形成效率,本申请提供了一种壳体制作方法,其中,先将溶液注入壳体,再将溶液抽出,通过该注入并抽出的过程使得壳体的内壁上能够形成溶液残留层,之后通过干燥该溶液残留层即可形成涂层。
该制作方法中,在溶液注入壳体的过程中,能够在壳体顶面和溶液液面之间的壳体内壁上形成留白区域,工作人员能够通过控制注入溶液的量控制溶液液面的高度,以控制留白区域的尺寸。这样的设计使得在涂层形成之后,留白区域能够随之形成,而无需额外的工序生成留白区域,简化了工艺操作过程,提高了效率,同时因减少了清洗的工序,还能够相应的减少涂层形成工艺对空间的需求,节省了空间。
本申请实施例公开的壳体制作方法可应用于各种壳体的涂层形成,例如电池单体的壳体。该电池单体可以是方壳电池单体、圆柱电池单体或其他类型的电池单体的壳体。该电池单体可以用于电池作为电源的用电装置或者使用电池作为储能元件的各种储能系统。用电装置可以为但不限于手机、平板、笔记本电脑、电动玩具、电动工具、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器等等。其中,电动玩具可以包括固定式或移动式的电动玩具,例如,游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等,航天器可以包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等。
以下实施例为了方便说明,以本申请一实施例的一种电池单体100为方壳电池单体进行说明。
参考图1,图1为本申请一些实施例提供的电池单体100的分解结构示意图。电池单体100是指组成电池的最小单元。如图,电池单体100包括有端盖12、壳体11、电极组件13以及其他的功能性部件。
端盖12是指盖合于壳体11的开口处以将电池单体100的内部环境隔绝于外部环境的部件。不限地,端盖12的形状可以与壳体11的形状相适应以配合壳体11。可选地,端盖12可以由具有一定硬度和强度的材质(如铝合金)制成,这样,端盖12在受挤压碰撞时就不易发生形变,使电池单体100能够具备更高的结构强度,安全性能也可以有所提高。端盖12上可以设置有如电极端子等的功能性部件。电极端子可以用于与电极组件13电连接,以用于输出或输入电池单体100的电能。在一些实施例中,端盖12上还可以设置有用于在电池单体100的内部压力或温度达到阈值时泄放内部压力的泄压机构。端盖12的材质也可以是多种的,比如,铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等。在一些实施例中,在端盖12的内侧还可以设置有绝缘件,绝缘件可以用于隔离壳体11内的电连接部件与端盖12,以降低短路的风险。示例性的,绝缘件可以是塑料、橡胶等。
壳体11是用于配合端盖12以形成电池单体100的内部环境的组件,其中,形成的内部环境可以用于容纳电极组件13、电解液以及其他部件。壳体11和端盖12可以是独立的部件,可以于壳体11上设置开口,通过在开口处使端盖12盖合开口以形成电池单体100的内部环境。不限地,也可以使端盖12和壳体11一体化,例如,端盖12和壳体11可以在其他部件入壳前先形成一个共同的连接面,当需要封装壳体11的内部时,再使端盖12盖合壳体11。壳体11可以是多种形状和多种尺寸的,例如长方体形、圆柱体形、六棱柱形,具体地,壳体11的形状可以根据电极组件13的具体形状和尺寸大小来确定。壳体11的材质可以是多种,比如,铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等。
电极组件13是电池单体100中发生电化学反应的部件。壳体11内可以包含一个或更多个电极组件13。电极组件13主要由正极片和负极片卷绕或层叠放置形成,并且通常在正极片与负极片之间设有隔膜。正极片和负极片具有活性物质的部分构成电极组件13的主体部,正极片和负极片不具有活性物质的部分各自构成极耳。正极极耳和负极极耳可以共同位于主体部的一端或是分别位于主体部的两端。在电池的充放电过程中,正极活性物质和负极活性物质与电解液发生反应,极耳连接电极端子以形成电流回路。
第一方面,根据本申请的一些实施例,参考图2、图4,图2为本申请一些实施例的壳体制作方法的流程示意图,图4为本申请一些实施例中的壳体制作方法形成的涂层112在壳体11内壁的结构的剖视示意图。
本申请一些实施例提供了一种壳体制作方法,该制作方法应用于电池,例如可以应用于方壳电池单体100中在壳体11的内壁上形成涂层112。
该制作方法包括:
S610:向壳体11内注入溶液,并于溶液的液面与壳体11的顶面111之间形成留白区域113。
壳体11是指电池单体100的壳体11,壳体11的形状包括但不限于长方体形、圆柱体形、六棱柱形等,壳体11的形状具体可以根据电极组件13的形状和尺寸大小来确定;壳体11的材质可以是铜,也可以是铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶或其他材料。
溶液是指用于形成涂层112的液体。该溶液可以包括用于为涂层112提供绝缘性能、防腐蚀性能的材料,例如聚酰亚胺、酚醛树脂等;该溶液还可以包括用于溶解的材料的容积,例如水等;该溶液还可以包括固化剂,例如六亚甲基四胺等,以便于液态的溶液能够形成固态的涂层112。
溶液可以具有较高的粘度,以使得溶液能够更好的粘附于壳体11的内壁;溶液也可以具有较低的粘度,以便于溶液被抽出。
壳体11的顶面111是指壳体11朝向外界的一面,端盖12可以设置在该面上并覆盖该面;壳体11的内壁包括侧壁114和底壁115,其中底壁115是指壳体11朝向开口或端盖12的壁面;侧壁114是指朝向壳体11内部并与开口相邻的壁面;壳体11顶面111的高度是指顶面111与底壁115之间的间距,参考图4,该间距即为顶面111与底壁115沿图中Y轴方向的间距的尺寸。
溶液的液面是指溶液在注入壳体11内后形成的液体表面,溶液液面的高度即为溶液在壳体11高度方向的尺寸,参考图4,溶液液面的高度为溶液液面在图中Y轴方向与壳体11底壁115之间的距离。
溶液的液面与壳体11的顶面111之间形成留白区域113是指,溶液液面的高度小于顶面111的高度。
参考图4,留白区域113是指形成在壳体11侧壁114上的区域,留白区域113中不存在涂层112或溶液,即在溶液注入壳体11的过程中,溶液的液面高度不会进入留白区域113内,且在涂层112形成后,涂层112也不会延伸至留白区域113内。留白区域113的作用用于固定端盖12或其他构件,因壳体11为薄壁结构,壳体11的顶面111能够与端盖12或其他构件相连的面积较小,通过顶面111与端盖12或其他构件相连的强度较低,故在壳体11侧壁114上设置留白区域113,以使得端盖12或其他构件能够连接在壳体11侧壁114的留白区域113处,以增大端盖12或其他构件与壳体11的连接面积,从而增加连接处的强度。
该步骤中,向壳体11内注入溶液,并使溶液的液面高度低于壳体11的顶面111,以在壳体11的侧壁114上形成不与溶液接触的留白区域113;同时该设置能够减少溶液溢出或溅射至外界。
该步骤中,在向壳体11内注入溶液后,溶液的液面可以与顶面111平行,也可以相对顶面111倾斜。在一些实施例中,在向壳体11内注入溶液后,溶液的液面与顶面111平行,即此时壳体11水平放置且壳体11的底壁115处于水平状态,该设置能够使得留白区域113形状规则,且能够使得留白区域113的高度(Y轴方向)保持一致。
该步骤中向壳体11内注入溶液的过程可通过工作人员人工手动操作,也可通过注入设备自动注入。在一些实施例中,工作人员可手持容纳有溶液的容器,并将溶液倒入壳体11内;在另一些实施例中,工作人员可操作注入设备,并通过注入设备将溶液注入壳体11,注入设备可以是注液机或其他设备;在又一些实施例中,可以设置自动注液设备,并通过预设在自动注液设备中的程序使得自动注液设备能够自动将溶液注入壳体11内并控制溶液注入的量。
S620:将壳体11中的溶液抽出,并在壳体11内形成溶液残留层。
溶液残留层是指在溶液抽出后残留在壳体11内壁上的溶液形成的层状结构。因溶液存在的一定的粘度,在将溶液自壳体11内抽出后,仍会有部分溶液粘附在壳体11的内壁上并覆盖壳体11的内壁,这些覆盖壳体11内壁的溶液形成了溶液残留层,而壳体11内壁上粘附溶液的量则与溶液的粘度相关,溶液的粘度越大,壳体11的内壁上粘附的溶液越多,形成的溶液残留层的厚度也越厚。
溶液残留层的厚度是指溶液残留层在朝向壳体11内部方向上的尺寸,参考图4,溶液残留层的厚度为图中X轴所在方向上的尺寸。
该步骤中,将壳体11内的溶液抽出,在将溶液抽出之后,部分溶液将粘附残留在壳体11内壁上,并形成溶液残留层;工作人员可通过调整溶液的粘度使溶液残留层覆盖壳体11的内壁,工作人员也可通过调整溶液的粘度控制溶液残留层的厚度。在一些实施例中,因溶液的粘度越高,溶液残留层的厚度越厚,故溶液残留层的厚度不应过厚,以降低溶液抽出的难度。
该步骤的溶液抽出动作可以仅进行一次,也可以进行多次,进行多次抽液动作可以更好的将壳体11内的溶液抽出,减少底壁115和底壁115附近的侧壁114上的溶液残留层的厚度,以减少对电池能量密度的影响,同时也能够使得壳体11内的溶液残留层厚度更加均匀。
该步骤中将壳体11内的溶液抽出的过程可通过工作人员人工手动操作,也可通过注入设备自动注入。在一些实施例中,工作人员可手持抽液设备,并将溶液自壳体11内抽出;在另一些实施例中,工作人员可操作抽液设备,并通过抽液设备将溶液抽出壳体11,抽液设备可以是提取器或其他设备;在又一些实施例中,可以设置自动抽液设备,并通过预设在自动抽液设备中的程序使得自动抽液设备能够自动将溶液抽出壳体11。
S630:干燥溶液残留层,并形成涂层112。
涂层112是指溶液残留层干燥后的形成的层状结构,该涂层112能够起到保护壳体11的作用与提高壳体11性能的作用。根据溶液的具体组成,该涂层112可以提升壳体11的绝缘性能、防腐蚀性能或其他性能。
该步骤中干燥溶液残留层可以通过电热丝干燥、热风干燥或其他干燥方式;经干燥后的形成的涂层112可以是固态,也可以是高粘度的液态。
S640:重复上述全部步骤,直至涂层112的厚度大于或等于厚度阈值。
上述全部步骤是指S610-S630的步骤,重复上述全部步骤的作用在于增加涂层112的厚度。
厚度阈值是指壳体制作方法结束后涂层112的最终厚度的下限,涂层112的最终厚度应大于该厚度阈值。厚度阈值的设置受电池单体100的能量密度、需要的绝缘性能、防腐蚀性能等影响,厚度阈值应减小涂层112对电池单体100能量密度的影响,厚度阈值应使得涂层112能够起到提高壳体11的绝缘性能、防腐蚀性能等性能的效果。
该步骤中,在S610-S630步骤的重复过程中,S610、S620的步骤中形成溶液残留层形成在涂层112上,S630的步骤中溶液残留层被干燥并使涂层112厚度变厚,随着S610-S630步骤的多次重复,涂层112的厚度逐渐变厚;直至在某次S630的步骤之后,涂层112的厚度大于或等于厚度阈值,此时壳体制作方法结束,涂层112形成。
在本实施例先将溶液注入壳体11,再将溶液抽出,通过该注入并抽出的过程使得壳体11的内壁上能够形成溶液残留层,之后通过干燥该溶液残留层即可形成涂层112。其中,在溶液注入壳体11的过程中,能够在壳体11顶面111和溶液液面之间的壳体11内壁上形成留白区域113,工作人员能够通过控制注入溶液的量控制溶液液面的高度,以控制留白区域113的尺寸。这样的设计使得在涂层112形成之后,留白区域113能够随之形成,而无需额外的工序生成留白区域113,简化了工艺操作过程,提高了效率,同时因减少了清洗的工序,还能够相应的减少涂层112形成工艺对空间的需求,节省了空间。
在一些实施例中,在S630的步骤中,经干燥溶液残留层得到的涂层112为粘度较高的液态结构,该设置使得每次S610-S630步骤之后得到的涂层112能够更好的融合,从而减少涂层112分层的情况出现。
在一些实施例中,根据留白区域113的作用,留白区域113的高度不应过大,以使得端盖12或其他结构装配于留白区域113后,涂层112应能够覆盖壳体11内壁。
根据本申请的一些实施例,参考图3,为本申请一些实施例提供的壳体制作方法中S620将溶液抽出并在壳体11内形成溶液残留层的步骤。
S620中,将溶液抽出的步骤包括:
S621:将壳体11内的部分溶液自壳体11内抽出。
该步骤可以通过人工手动进行,也可以通过人工操作设备进行,也可以通过自动化设备自动进行,该步骤用于将壳体11内的部分溶液抽出。
在S610中,为使得留白区域113为规则形状且高度保持一致,壳体11可以水平放置,并使底壁115处于水平状态;在S610中,也能够使壳体11处于一定角度的倾斜状态,但受留白区域113的高度限制,壳体11的倾斜角度不能过大,以减少溶液自壳体11内溢出的情况出现。而溶液又具备一定的粘度,据此,S621步骤的作用在于将壳体11内的大部分溶液抽出。
在该步骤中,抽液作业可以仅进行一次,也可以进行多次,以更好的将更多的溶液自壳体11内抽出。
在该步骤之后,因壳体11底壁115处于水平状态或小角度倾斜状态,抽出溶液时不易将壳体11内的溶液完全抽出,故壳体11内通常还会存在残留的溶液积存在壳体11的底部;在一些实施例中,S621的步骤用于抽出壳体11内90%的溶液。
S622:使壳体11倾斜。
壳体11的倾斜是指相对水平面的倾斜,即在壳体11倾斜之后,壳体11的底壁115相对水平面倾斜并与水平面成夹角设置。
该步骤能够在壳体11内形成一个最低处,从而使得溶液能够汇聚在该最低处,以便于后续进一步将汇聚的溶液抽出。
壳体11的倾斜可通过人工手动实现,也可以通过机械手或其他结构、器件实现。
壳体11的倾斜可以通过沿一个方向转动实现,壳体11的倾斜也可以通过沿多个方向转动实现。在一些实施例中,壳体11仅沿一个方向转动,此时壳体11的某一棱边处于最低处,溶液能够汇聚在该最低处,以便于抽出溶液;在另一些实施例中,壳体11沿两个方向转动,此时壳体11的某一棱角处于最低处,溶液能够汇聚在该最低处,以便于抽出溶液。
S623:将壳体11内的剩余溶液自倾斜的壳体11内抽出。
该步骤用于将壳体11内残留的溶液抽出,相较于S621中的抽出作业,该步骤中壳体11的底壁115具有更大的倾斜角度,溶液能够汇聚在壳体11的最低处,以便于抽出。
该步骤可以通过人工手动进行,也可以通过人工操作设备进行,也可以通过自动化设备自动进行,该步骤用于将壳体11内的溶液抽出。
在该步骤中,抽液作业可以仅进行一次,也可以进行多次,以更好的将更多的溶液自壳体11内抽出。
根据步骤S621-S623,S621的步骤中先将壳体11内的部分溶液抽出的作用在于,其能够减少S622中溶液进入留白区域113的情况发生,从而起到保护留白区域113的作用。
因本申请实施例提供的壳体制作方法使通过对壳体11内壁上残留的溶液进行干燥而形成涂层112的,故需要在抽出溶液的过程中减少壳体11底部的溶液残留,以减少壳体11底壁115的涂层112厚度远超壳体11内壁的涂层112厚度的情况出现。据此,本实施例进一步提供了溶液抽出的步骤,在该溶液抽出步骤中,先将壳体11内的溶液抽出,之后将壳体11倾斜,并至壳体11内剩余的溶液能够汇聚在壳体11内部的最低处,之后再次抽液溶液,以更好将壳体11底部附近的溶液抽出,减少壳体11底部附近溶液的剩余,从而减少壳体11底壁115的涂层112厚度远超壳体11内壁的涂层112厚度的情况出现。
根据本申请的一些实施例,在一些实施例中,在将溶液自倾斜的壳体11内抽出的步骤中,至少进行一次抽液作业。
即在S623的步骤中,可以仅进行一次抽液作业,也可以进行多次抽液作业,以便于将溶液更好的抽出,从而减少壳体11底部附近剩余的溶液量,减少壳体11底壁115的涂层112厚度远超壳体11内壁的涂层112厚度的情况出现。
因将溶液自倾斜的壳体11内抽出的作用在于减少壳体11底部的溶液积存,故本实施例提供了抽出溶液的具体步骤,即可以将溶液自倾斜的壳体11内抽出的步骤仅包括一次抽液作业,也可以包括多次抽液作业,以便于工作人员根据需求设置抽液作业次数,增加制作方法的兼容性。
根据本申请的一些实施例,在一些实施例中,在将壳体11内的剩余溶液自倾斜的壳体11内抽出的步骤中,进行两次抽液作业,即在S623的步骤中两次抽液作业。
因将溶液自倾斜的壳体11内抽出的作用在于减少壳体11底部的溶液积存,故为了更好的将壳体11底部积存的溶液抽出,本实施例使溶液自倾斜的壳体11内抽出的步骤包括两次抽液作业,以便于更好的将壳体11底部的溶液抽出,减少壳体11底部的溶液积存,减少壳体11底壁115的涂层112厚度与壳体11侧壁114的涂层112厚度的差,以使得壳体11内的涂层112能够更加均匀。
根据本申请的一些实施例,在一些实施例中,在将壳体11内的部分溶液自壳体11内抽出的步骤中,通过第一抽液组件31将溶液自壳体11内抽出;在将壳体11内的剩余溶液自倾斜的壳体11内抽出的步骤中,通过第二抽液组件32将溶液自壳体11内抽出。
第一抽液组件31是指用于抽液的设备,该第一抽液组件31可以包括提取器,也可以包括吸嘴、液泵等其他器件;在S621的步骤中,通过第一抽液组件31将溶液自壳体11内抽出。
第二抽液组件32是指用于抽液的设备,该第二抽液组件32可以包括提取器,也可以包括吸嘴、液泵等其他器件;在S623的步骤中,通过第二抽液组件32将溶液自壳体11内抽出。
即在本实施例中,通过两个或两组不同的抽液设备进行壳体11倾斜前后的抽液作业。
本实施例具体提供了将壳体11内的部分溶液自壳体11内抽出步骤、将将壳体11内的剩余溶液自倾斜的壳体11内抽出步骤的操作方法,即通过第一抽液组件31、第二抽液组件32分别实现前述两个步骤的抽液过程。这样的设计使得一个壳体11在第二抽液组件32处被抽液时,另一壳体11能够在第一抽液组件31处被抽液,从而能够提高涂层112形成的效率。
根据本申请的一些实施例,在一些实施例中,第二抽液组件32包括第一抽液结构321和第二抽液结构322,以分别对壳体11进行两个抽液作业。
第一抽液结构321、第二抽液结构322均是指用于抽液的设备或结构 ,其可以包括提取器,也可以包括吸嘴、液泵等其他器件;在S623的步骤中,第一抽液结构321和第二抽液结构322能够分别对倾斜后的壳体11进行抽液作业,以使得S623的步骤中至少包括两次抽液作业。
在一些实施例中,S623的步骤中包括两次抽液作业,且第一抽液结构321和第二抽液结构322分别进行一次抽液作业。
本实施例使第二抽液组件32包括第一抽液结构321和第二抽液结构322,并通过第一抽液结构321和第二抽液结构322分别对倾斜后的壳体11进行抽液,以对倾斜后的壳体11进行两次抽液作业。这样的设计使得一个壳体11在被第二抽液结构322抽液时,另一壳体11能够被第一抽液结构321抽液,从而能够更好的提高涂层112形成的效率。
根据本申请的一些实施例,在一些实施例中,在使壳体11倾斜的步骤中,倾斜的壳体11具有一个最低位置部;
将壳体11内的剩余溶液自倾斜的壳体内抽出的步骤中,即S623中,壳体11内的剩余溶液能够于最低位置部处被抽出。
该最低位置部是指壳体11倾斜后处于壳体11最低处的部分,在一些实施例中红,壳体11沿一个方向转动并使底壁115倾斜,此时壳体11具有一个最低的边并形成一个类槽状的结构,最低位置部即为该最低的边形成的结构,溶液能够汇聚在该最低位置部处。
在另一些实施例中,在使壳体11倾斜的步骤中,最低位置部是指壳体11倾斜后形成的处于最低位置的角。
该步骤中,壳体11沿两个方向转动并使底壁115倾斜,此时壳体11具有一个最低的角并形成一个类凹坑状的结构,最低位置部即为该最低的角形成的结构,得溶液能够汇聚在该最低位置部处。
在S622步骤之后,壳体11倾斜并能够使壳体11内的剩余溶液汇聚在最低位置部处,之后S623步骤中的抽液作业能够将壳体11中剩余的溶液自最低位置部处抽出。
因壳体11倾斜步骤的作用在于汇聚溶液以便于更好的抽出,故本实施例的使壳体11在倾斜之后具有一个处于最低位置的角,以便于溶液更好的汇聚在该处于最低位置的角处,以进一步使溶液能够更好的被抽出,进一步减少壳体11底部溶液的量。
根据本申请的一些实施例,在一些实施例中,在使壳体11倾斜的步骤中,溶液的液面最高处与留白区域113间隔设置。
该设置用于减少溶液随壳体11的倾斜而进入留白区域113内的情况出现,据此,可通过调整S621的步骤中溶液抽出的量实现溶液的液面最高处与留白区域113的间隔设置,也可通过调整壳体11的倾斜角度实现溶液的液面最高处与留白区域113的间隔设置。
在一些实施例中,S621的步骤中,第一抽液组件31能够将壳体11内的大部分溶液抽出,具体的,该大部分溶液是指壳体11在倾斜时溶液的液面最高处不会进入留白区域113所需抽出的溶液量;在另一些实施例中,壳体11的倾斜角度不应过大,具体的,壳体11的倾斜角度应使得溶液的液面最高处不会进入留白区域113。
因本申请实施例提供的制作方法用于形成留白区域113,而若壳体11内存留的溶液过多,壳体11倾斜时将导致溶液的液面高于留白区域113并进入留白区域113内,从而导致留白区域113面积变小,影响留白区域113的作用,故本实施例使壳体11倾斜时溶液的液面与留白区域113间隔设置,以减少壳体11倾斜时对留白区域113的影响。
根据本申请的一些实施例,在一些实施例中,留白区域113的高度范围为2mm~5mm。
参考图4,留白区域113的高度是指留白区域113沿图中Y轴所在方向的尺寸。
该高度范围使得端盖12或其他构件与壳体11的内壁之间具有充足的装配面积,以使得端盖12或其他构件能够稳定的装配于壳体11,同时该高度范围还能够使得涂层112能够在端盖12或其他构件装配于壳体11后覆盖壳体11的内壁,以使得涂层112能够提高壳体11的绝缘性能、防腐蚀性能等性能。
本实施例提供了留白区域113的具体尺寸,以使得留白区能够更好的满足后续顶盖或其他构件焊接或装配的要求,减少涂层112对后续顶盖或其他构件焊接或装配的影响。
根据本申请的一些实施例,在一些实施例中,在干燥溶液残留层,并形成涂层112的步骤中,干燥的温度范围为60摄氏度(℃)~200℃;即在S630的步骤中,干燥的温度范围为60℃~200℃。
其中,干燥的温度可以是60℃、80℃、100℃、120℃、140℃、160℃、180℃、200℃或其他温度。
该温度范围使得涂层112能够被固化在壳体11的内壁上,而不会在沿壳体11的内壁流动,以使得涂层112能够对壳体11起到保护作用,并使得涂层112能够提高壳体11的绝缘性能、防腐蚀性能等性能。
该温度范围中,温度范围的下限能够使得涂层112在进入S630的步骤之前不易受环境温度的影响而提前出现固化的现象,温度范围的上限能够使得温度便于控制,并能够减少温度过高对壳体11、溶液内组分的影响。
本实施例提供了干燥溶液残留层的具体温度,以使得溶液残留层能够被干燥固化于壳体11的内壁上,同时该温度范围还能够减少溶液残留层被外界环境温度影响而提前固化的情况出现。
在一些实施例中,干燥的持续时间范围为0.5分钟(min)~30min;即在S630的步骤中,干燥的持续时间范围为0.5min~30min。
其中,干燥的持续时间可以是0.5min、1min、3min、5min、10min、15min、30min或其他时间。
在该持续时间范围内,工作人员可以选择较短的时间,以使得涂层112在干燥后处于高粘度的液态状态;在该持续时间范围内,工作人员也可以选择较长的时间,以使得涂层112在干燥后处于完全固化的固体状态。
本实施例提供了干燥的持续时间,工作人员可以根据该时间范围确定具体的时间,以使溶液残留层完全固化;工作人员也可以根据该时间范围确定具体的时间,以使得溶液残留层部分固化并形成粘附于壳体11内壁的粘稠液体,以便于下一层溶液残留层能够更好的附着。
根据本申请的一些实施例,在一些实施例中,厚度阈值的范围为10um~1000um。
其中,涂层112的厚度阈值可以是10um、50um、100um、300um、500um、700um、1000um或其他厚度。
本实施例提供了厚度阈值的范围,在该范围内,涂层112具有较好的绝缘性能、防腐蚀性能等性能,同时对电池的能量密度影响也较小。
在一些实施例中,厚度阈值的范围为30um~200um。
其中,涂层112的厚度阈值可以是30um、50um、70um、100um、130um、150um、170um、200um或其他厚度。
本实施例进一步提供了厚度阈值的范围,以使得涂层112具有较好的绝缘性能、防腐蚀性能等性能的同时,还能够进一步的减少对电池能量密度的影响。
根据本申请的一些实施例,在一些实施例中,溶液按重量百分比的组成配比包括:5%~90%的高分子材料、10%~95%的溶剂和1%~20%的固化剂。
其中,高分子材料的重量百分比可以是5%、15%、25%、35%、45%、55%、65%、75%、85%、90%或其他百分比;溶剂的重量百分比可以是10%、15%、25%、35%、45%、55%、65%、75%、85%、95%或其他百分比;固化剂的重量百分比可以是1%、3%、5%、7%、10%、13%、15%、17%、20%或其他百分比。
高分子材料用于为溶液提供绝缘、防腐蚀等功能;溶剂是指可以溶化固体溶质、液体溶质或气体溶质的物质,溶剂的作用为熔化高分子材料和固化剂并形成溶液;固化剂是指增进或控制固化反应的物质或混合物,固化剂的作用为在溶液残留层干燥时使其能够固化成固态层状结构。
该溶液中,溶液的粘度与高分子材料的配比正相关,高分子材料的重量百分比越高,溶液的粘度越大,溶液越容易粘附在壳体的内壁上,且粘附在壳体内壁上的溶液更多。
本实施例提供了一种溶液的组分和各个组分的配比方案,利用该配比能够使得涂层112具有绝缘、防腐蚀等性能,同时还能够使得溶液具有一定的粘附性能,以使得在将壳体11内的溶液抽出之后,能够在壳体11内壁上形成较为均为的溶液残留层,并能够经干燥固化成为涂层112。
在一些实施例中,高分子材料包括聚酰亚胺、酚醛树脂、环氧树脂、脲醛树脂中的至少一种。
其中,聚酰亚胺具有良好的机械性能,且绝缘性能优良;酚醛树脂具有良好的绝缘性能,且化学稳定性好、成型性能好;环氧树脂具有良好的绝缘性能,且固化收缩小、耐腐蚀性能好;脲醛树脂具有良好的绝缘性能,且挠曲性较好、耐腐蚀性能较好。
本实施例提供了一种高分子材料的组成方案,以使得涂层112能够具有一定的绝缘、耐腐蚀等性能。
根据本申请的一些实施例,在一些实施例中,溶剂包括水、甲醇、乙醇、正丁醇、丙酮、N甲基吡咯烷酮中的至少一种。
其中,水、甲醇、乙醇、正丁醇、丙酮、N甲基吡咯烷酮均为有机物和无机物的优良溶剂。
本实施例提供了一种溶剂的组成方案,以使得溶剂能够具有良好的溶解性能。
根据本申请的一些实施例,在一些实施例中,固化剂包括六亚甲基四胺,乙二胺,己二胺,二乙稀三胺,三乙稀四胺,对苯二胺,间苯二胺,对苯二甲酸,对苯二乙酸,顺丁烯二酸酐,邻苯二甲酸酐中的至少一种。
本实施例提供了一种固化剂的组成方案,以使得固化剂能够在干燥温度下分解并与高分子材料、溶剂发生反应并形成固态的涂层112。
根据本申请的一些实施例,在一些实施例中,在直至涂层112的厚度大于或等于厚度阈值的步骤之后,制作方法还包括:
S650:干燥涂层112,并使涂层112固化。
该步骤中的涂层112厚度大于或等于厚度阈值,此时涂层112的厚度符合需求且无需再重复S610-S630,此时对涂层112进行固化并使涂层112成为固态,以使得涂层112能够更好的起到提高壳体11的绝缘性能、防腐蚀性能等性能的作用。
该步骤可以在与S640的步骤采用同一设备,也可以另外设置另一干燥设备对涂层112进行进一步的干燥固化。
因在干燥溶液残留层并形成涂层112的步骤之后,若涂层112的厚度小于厚度阈值,则还需要再次重复涂层112形成的各个步骤以加厚涂层112,此时干燥溶液残留层并形成涂层112的步骤之后,可以通过控制干燥温度使涂层112不完全固化并处于较为粘稠的液体状态,而当涂层112的厚度大于或等于厚度阈值时,则需要将涂层112固化,以减少涂层112的形变。据此,本实施例在直至涂层112的厚度大于或等于厚度阈值的步骤之后增设了干燥固化的步骤,以进一步干燥涂层112,从而起到固化涂层112的作用。
第二方面,根据本申请的一些实施例,参考图1、图4,图1为本申请一些实施例中的电池单体100的爆炸示意图,图4为本申请一些实施例中的壳体制作方法形成的涂层112在壳体11内壁的结构的剖视示意图。
本申请一些实施例提供了一种壳体11,采用第一方面的一些实施例中的壳体制作方法制成。
其中,壳体11是用于配合端盖12以形成电池单体100的内部环境的组件,其形成的内部环境可以用于容纳电极组件13、电解液以及其他部件。
壳体11和端盖12可以是独立的部件,壳体11上可以设置有开口,并通过在开口处使端盖12盖合开口以形成电池单体100的内部环境;也可以使端盖12和壳体11一体化,例如,端盖12和壳体11可以在其他部件入壳前先形成一个共同的连接面,当需要封装壳体11的内部时,再使端盖12盖合壳体11。
壳体11包括与端盖12相邻的顶面111以及朝向壳体11内部的内壁,内壁又包括与端盖12、开口相对的底壁115以及与底壁115相邻的侧壁114,涂层112应覆盖底壁115和部分侧壁114,涂层112未覆盖的部分侧壁114能够形成留白区域113。
该留白区域113用于使端盖12能够装配于壳体11上,端盖12可以通过焊接装配于壳体11,也可以通过胶粘等其他方式装配。
本实施例提供的壳体11,通过其内设置的涂层112,增强了壳体11的绝缘性能、防腐蚀性能等性能,同时壳体11内还预留了用于端盖12装配的留白区域113,以减少涂层112对端盖12装配的影响。
第三方面,根据本申请的一些实施例,参考图1,本申请一些实施例还提供一种电池单体100,包括第二方面实施例提供的壳体11,该壳体11的涂层112具有较强的绝缘性能和耐腐蚀性能,以使得电池单体100具有较好的安全性能。
第四方面,根据本申请的一些实施例,参考图6,图6为本申请一些实施例提供的电池300的爆炸示意图。
本申请一些实施例还提供一种电池300,包括第二方面实施例提供的壳体11,或第三方面实施例提供的电池单体100。
电池300包括箱体60和电池单体100,电池单体100容纳于箱体60内。其中,箱体60用于为电池单体100提供容纳空间,箱体60可以采用多种结构,例如箱体60可以为圆柱状、长方体状或其他形状。
在电池300中,电池单体100可以有多个,多个电池单体100之间可串联或并联或混联。
第五方面,根据本申请的一些实施例,参考图7,图7为本申请一些实施例提供的用电设备400的示意图。
本申请一些实施例还提供一种用电设备400,包括第二方面实施例提供的壳体11,或第三方面实施例提供的电池单体100,或第四方面实施例提供的电池300。
用电设备400可以为但不限于手机、平板、笔记本电脑、电动玩具、电动工具、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器等等。其中,电动玩具可以包括固定式或移动式的电动玩具,例如,游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等,航天器可以包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等。
第六方面,根据本申请的一些实施例,参考图5,图5为本申请一些实施例中涂层形成工艺设备200的示意图。
本申请的一些实施例还提供了一种涂层形成工艺设备200,该工艺设备200应用于第一方面的一些实施例中的壳体制作方法。
该工艺设备200包括依次设备的注液系统20、抽液系统30和干燥系统40。
其中,注液系统20是指用于向壳体11内注入溶液的系统。该注液系统20可以包括注液设备,例如注液机;该注液系统20还可以包括用于供应溶液和加压的液泵;该注液系统20还可以包括用于容纳溶液的储液容器;该注液系统20还可以包括其他用于注液的器件或结构。
注液系统20可以通过人工控制开启和关闭,以控制注入壳体11内的溶液的量,注液系统20也可以通过预设的程序进行自动控制,以控制注液工作的开始、结束并控制注入壳体11内的溶液的量。
抽液系统30是指用于自壳体11内抽出溶液的系统。该抽液系统30可以包括抽液设备,例如取液器;该抽液系统30也可以包括吸嘴、抽液泵等器件组合形成的抽液结构;该抽液系统30还可以包括用于容纳溶液的储液容器;该抽液系统30还可以包括其他同于抽液的器件或结构。
抽液系统30可以通过人工控制开启和关闭,以控制抽液的持续时间,抽液系统30也可以通过预设的程序进行自动控制。
干燥系统40是指用于对溶液残留层进行干燥处理的系统。该干燥系统40可以通过电热丝对干燥壳体11所处的空间进行升温的方式达到干燥效果,该干燥系统40也可以通过向壳体11所在的空间内吹入高温空气的方式达到干燥效果,该干燥系统40也可以通过其他方式实现对溶液残留层的干燥。该干燥系统40还可以包括温度控制单元、温度监测单元、保温结构或其他器件或结构。
干燥系统40可以通过人工控制开启和关闭,以控制干燥的持续时间和干燥温度;干燥系统40也可以通过预设的程序进行自动控制。
当需要在壳体11内形成涂层112时,可先将壳体11送至注液系统20处,并通过注液系统20向壳体11内注入溶液;当注液工作结束后,可将壳体11送至抽液系统30出,并通过抽液系统30将壳体11内的溶液抽出,并在壳体11内壁上形成溶液残留层和留白区域113;当抽液工作结束后,可将壳体11送至干燥系统40,并通过干燥系统40将溶液残留层干燥为涂层112;当干燥工作结束后,可根据对最终形成的涂层112的厚度需求多次重复上述全部步骤,直至最终形成的涂层112的厚度符合要求。
注液系统20与壳体制作方法中的S610步骤相对应,抽液系统30与壳体制作方法中的S620步骤相对应,干燥系统40与壳体制作方法中的S630步骤相对应。
根据壳体制作方法,该工艺设备200可以仅包括一个注液系统20、一个抽液系统30和一个干燥系统40,此时可使得外壳可以在工艺设备200中接受多次处理以实现壳体制作方法中的S640步骤;在另一些实施例中,工艺设备200也可以包括多个注液系统20、多个抽液系统30和多个干燥系统40并形成多个系统组,每个系统组均包括一个注液系统20、一个抽液系统30和一个干燥系统40,而多个系统组依次设置,此时外壳在工艺设备200中接受一次处理即可实现壳体制作方法中的S640步骤,系统组的数量可以是两个或更多个,系统组的具体数量可以根据需求设置。
本实施例提供了一种能够应用于壳体制作方法的工艺设备200,该工艺设备200具有注液、抽液和干燥功能,以使得工作人员能够通过该工艺设备200在壳体11上形成涂层112,提高了工作效率。
根据本申请的一些实施例,在一些实施例中,抽液系统30包括第一抽液组件31和第二抽液组件32,第一抽液组件31和第二抽液组件32用于依次自壳体11内抽出溶液。
第一抽液组件31、第二抽液组件32均是指工艺设备200中用于抽液的器件或结构。第一抽液组件31、第二抽液组件32可以均为抽液设备,例如取液器;第一抽液组件31、第二抽液组件32也可以包括吸嘴、抽液泵等器件组合形成的抽液结构;第一抽液组件31、第二抽液组件32还可以包括用于容纳溶液的储液容器;第一抽液组件31、第二抽液组件32还可以包括其他同于抽液的器件或结构。
第一抽液组件31、第二抽液组件32可以通过人工控制开启和关闭,以控制抽液的持续时间,第一抽液组件31、第二抽液组件32也可以通过预设的程序进行自动控制。
第一抽液组件31与壳体制作方法中的S621步骤相对应,第二抽液组件32与壳体制作方法中的S623步骤相对应。
在将壳体11内的溶液抽出的过程中,先将壳体11送至第一抽液组件31处,并通过第一抽液组件31将壳体11内大部分溶液抽出,从而减少壳体11倾斜时溶液液面进入留白区域113的情况出现;在将壳体11倾斜之后,向壳体11送至第二抽液组件32处,并通过第二抽液组件32将壳体11内剩余的溶液抽。
本实施例使抽液系统30包括第一抽液组件31和第二抽液组件32,以使得第一抽液组件31能够执行壳体11倾斜之前的抽液步骤,第二抽液组件32能够执行壳体11倾斜之后的抽液步骤,从而提高涂层112形成作业的效率。
在一些实施例中,第二抽液组件32至少包括一个抽液结构。
该抽液结构是指用于将溶液自壳体11中抽出的装置或结构,例如,抽液结构可以是取液器,也可以是吸嘴、抽液泵等器件组合形成的结构。
第二抽液组件32可以包括一个抽液结构并称为第一抽液结构321,也可以包括两个抽液结构并分别称为第一抽液结构321、第二抽液结构322,第二抽液组件32也可以包括更多个抽液结构。在一些实施例中,第二抽液组件32仅包括第一抽液结构321,此时第一抽液结构321可以仅对壳体11内剩余的溶液进行一次抽液作业,也可以通过反复操作的方式使第一抽液结构321进行多次抽液作业;在另一些实施例中,第二抽液组件32包括第一抽液结构321和第二抽液结构322,此时第一抽液结构321和第二抽液结构322可以依次对壳体11进行抽液作业,以达到两次抽液的效果,进一步减少壳体11内的剩余的溶液量;在又一些实施例中,抽液结构的数量也可以根据壳体制作方法的S623步骤中需要抽液的次数确定。
在一些实施例中,第一抽液组件31也可以包括一个或多个抽液结构;可选地,因第一抽液组件31的作用在于将壳体11内的大部分溶液抽出,以减少壳体11倾斜时溶液液面进入留白区域113的情况出现,故第一抽液组件31的作业过程中对抽液量的精度要求并不高,也无需将尽可能多的溶液抽出,故第一抽液组件31可以包括一个抽液结构。
本实施例使第二抽液组件32能够包括一个或多个抽液结构,以便于工艺设备200在执行壳体11倾斜之后的抽液步骤时能够根据需求进行一次或多次抽液动作,从而能够更好的将壳体11内存留的溶液抽出,减少壳体11内溶液的剩余量。
根据本申请的一些实施例,在一些实施例中,涂层形成工艺设备200还包括:
送料系统50,送料系统50用于将壳体11依次输送至注液系统20、第一抽液组件31、第二抽液组件32和干燥系统40处。
送料系统50是指工艺设备200中用于输送壳体11的系统。该送料系统50可以包括传送带,也可以包括机械手或其他具有输送壳体11能力的结构或装置。该送料系统50还可以包括用于控制送料行程的控制单元,该送料系统50还可以包括固定壳体11的夹具51或其他装置、结构。
送料系统50可以通过人工控制开启和关闭,以送料的进程和壳体11的位置;送料系统50也可以通过预设的程序进行自动控制,以使得壳体11能够依次运动至注液系统20、抽液系统30和干燥系统40处。
本实施例使涂层形成工艺设备200还包括能够输送壳体11的送料系统50,以便于注液系统20、一次抽液组件、二次抽液组件和干燥系统40分别对壳体11进行作业。
在一些实施例中,送料系统50上设有若干夹具51,夹具51用于固定壳体11,且夹具51能够带动壳体11旋转。
夹具51是指送料系统50中用于固定壳体11的构件,夹具51能够固定壳体11并带动壳体11运动;且夹具51还能够带动壳体11旋转,以使壳体11倾斜。夹具51可以包括机械手,也可以包括卡爪配合气缸以实现夹具51固定和旋转壳体11的功能,夹具51还可以包括其他结构或器件,以实现夹具51固定和旋转壳体11的功能。
本实施例使送料系统50包括能够固定壳体11的夹具51,以减少夹具51的晃动,提高抽液、注液、干燥等步骤的精确度;同时使夹具51能够带动壳体11旋转,以便于壳体11倾斜并使得二次抽液系统30能够更好的将壳体11内存留的溶液抽出。
根据本申请的一些实施例,在一些实施例中,第一抽液组件31包括一个抽液结构,第二抽液组件32包括两个抽液结构并分别为第一抽液结构321和第二抽液结构322;干燥系统40包括加热室,并通过电热丝升高加热室内的温度以干燥加热室内的壳体11;送料系统50包括输送装置52和设于输送装置52上的夹具51,夹具51能够带动壳体11倾斜并使壳体11具有一个处于最低处的角。
在壳体11内壁形成涂层112的过程中,将壳体11放置于夹具51上,此时壳体11处于水平状态,壳体11的底壁115平行于水平面;输送装置52先将壳体11输送至注液系统20处,以将溶液注入壳体11内,并在溶液液面和壳体11顶面111之间形成留白区域113;之后输送装置52将壳体11输送至第一抽液组件31处,第一抽液组件31将壳体11内的大部分溶液抽出,以减少壳体11倾斜时溶液液面进入留白区域113的情况出现;之后夹具51带动壳体11倾斜,并使壳体11内剩余的溶液汇聚在最低的角处,在壳体11倾斜后,溶液液面与留白区域113仍间隔设置,以减少溶液对留白区域113的影响;之后输送装置52将壳体11输送至第一抽液结构321处,第一抽液结构321将壳体11内剩余的溶液抽出;之后输送装置52将壳体11输送至第二抽液结构322处,第二抽液结构322进一步抽出壳体11内剩余的溶液,以减少存留在壳体11底部附近的溶液量;之后输送装置52将壳体11输送至干燥系统40,该过程中,夹具51可以使壳体11回复水平状态,也可以不改变壳体11的状态;干燥系统40干燥壳体11并使溶液残留层逐渐形成涂层112。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围,其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。尤其是,只要不存在结构冲突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (25)
1.一种壳体制作方法,应用于电池,其特征在于,所述制作方法包括:
向壳体内注入溶液,并在所述壳体的内壁上形成位于所述溶液的液面与所述壳体的顶面之间的留白区域;
将所述壳体中的溶液抽出,并在所述壳体内形成溶液残留层;
干燥所述溶液残留层,并形成涂层;
重复上述全部步骤,直至所述涂层的厚度大于或等于厚度阈值。
2.根据权利要求1所述的壳体制作方法,其特征在于,在将所述溶液抽出的步骤中,包括:
将所述壳体内的部分溶液自所述壳体内抽出;
使所述壳体倾斜;
将所述壳体内的剩余溶液自倾斜的所述壳体内抽出。
3.根据权利要求2所述的壳体制作方法,其特征在于,在将所述壳体内的剩余溶液自倾斜的所述壳体内抽出的步骤中,进行两次抽液作业。
4.根据权利要求2或3所述的壳体制作方法,其特征在于,在将所述壳体内的部分溶液自所述壳体内抽出的步骤中,通过第一抽液组件将所述溶液自所述壳体内抽出;
在将所述壳体内的剩余溶液自倾斜的所述壳体内抽出的步骤中,通过第二抽液组件将所述溶液自所述壳体内抽出。
5.根据权利要求4所述的壳体制作方法,其特征在于,所述第二抽液组件包括第一抽液结构和第二抽液结构,以分别对所述壳体内的溶液进行抽液作业。
6.根据权利要求2所述的壳体制作方法,其特征在于,在使所述壳体倾斜的步骤中,所述倾斜的壳体具有一个最低位置部;
将所述壳体内的剩余溶液自倾斜的所述壳体内抽出的步骤中,所述壳体内的剩余溶液能够于所述最低位置部处被抽出。
7.根据权利要求2所述的壳体制作方法,其特征在于,在使所述壳体倾斜的步骤中,所述溶液的液面最高处与所述留白区域间隔设置。
8.根据权利要求1所述的壳体制作方法,其特征在于,在干燥所述溶液残留层,并形成涂层的步骤中,干燥作业的温度范围为60℃~200℃。
9.根据权利要求8所述的壳体制作方法,其特征在于,所述干燥作业的持续时间范围为0.5min~30min。
10.根据权利要求1所述的壳体制作方法,其特征在于,所述厚度阈值的范围为10um~1000um。
11.根据权利要求10所述的壳体制作方法,其特征在于,所述厚度阈值的范围为30um~200um。
12.根据权利要求1所述的壳体制作方法,其特征在于,所述溶液按重量百分比的组成配比包括:5%~90%的高分子材料、10%~95%的溶剂和1%~20%的固化剂。
13.根据权利要求12所述的壳体制作方法,其特征在于,所述高分子材料包括聚酰亚胺、酚醛树脂、环氧树脂、脲醛树脂中的至少一种。
14.根据权利要求12或13所述的壳体制作方法,其特征在于,所述溶剂包括水、甲醇、乙醇、正丁醇、丙酮、N甲基吡咯烷酮中的至少一种。
15.根据权利要求12所述的壳体制作方法,其特征在于,所述固化剂包括六亚甲基四胺,乙二胺,己二胺,二乙稀三胺,三乙稀四胺,对苯二胺,间苯二胺,对苯二甲酸,对苯二乙酸,顺丁烯二酸酐,邻苯二甲酸酐中的至少一种。
16.根据权利要求1所述的壳体制作方法,其特征在于,在直至所述涂层的厚度大于或等于厚度阈值的步骤之后,所述制作方法还包括:
干燥所述涂层,并使所述涂层固化。
17.一种壳体,其特征在于,采用权利要求1-16中任一项所述的制作方法制成。
18.一种电池单体,其特征在于,包括如权利要求17所述的壳体。
19.一种电池,其特征在于,包括如权利要求17所述的壳体,或如权利要求18所述的电池单体。
20.一种用电设备,其特征在于,包括如权利要求17所述的壳体,或如权利要求18所述的电池单体,或如权利要求19所述的电池。
21.一种涂层形成工艺设备,其特征在于,应用于如权利要求1-16中任一项所述的制作方法;
所述工艺设备包括依次设置的注液系统、抽液系统和干燥系统;
所述注液系统用于向所述壳体内注入所述溶液,所述抽液系统用于自所述壳体内抽出所述溶液,所述干燥系统用于对所述溶液残留层进行干燥处理。
22.根据权利要求21所述的涂层形成工艺设备,其特征在于,所述抽液系统包括第一抽液组件和第二抽液组件,所述第一抽液组件和所述第二抽液组件用于依次自所述壳体内抽出所述溶液。
23.根据权利要求22所述的涂层形成工艺设备,其特征在于,所述第二抽液组件至少包括一个抽液结构。
24.根据权利要求23所述的涂层形成工艺设备,其特征在于,所述涂层形成工艺设备还包括:
送料系统,所述送料系统用于将所述壳体依次输送至所述注液系统、所述第一抽液组件、所述第二抽液组件和所述干燥系统处。
25.根据权利要求24所述的涂层形成工艺设备,其特征在于,所述送料系统上设有若干夹具,所述夹具用于固定所述壳体,且所述夹具能够带动所述壳体旋转。
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