CN207398197U - 圆柱锂离子电池组合盖帽 - Google Patents

Abstract

本实用新型圆柱锂离子电池组合盖帽，包括包容于塑胶密封圈内且依次固定连接的上盖、安全片、底铝片，所述安全片包括中心的凹陷部、环绕凹陷部的边缘部，所述边缘部的边部向上向内折弯后包覆并固连所述上盖的外沿。本盖帽制作时安全片经两次旋压后包覆上盖外沿实现封口。其目的是为了提供一种封口合格率高、尺寸精度高、牢固性高的圆柱锂离子电池组合盖帽。

Description

圆柱锂离子电池组合盖帽

技术领域

本实用新型涉及一种带盖或端盖的电池箱、套或罩，特别是涉及一种圆柱锂离子电池组合盖帽。

背景技术

锂离子电池的盖帽组合装置是锂离子电池的关键部件，它关系到产品的安全性，影响到生产者、消费者的人身安全。高精度的组合盖帽组合后的圆柱锂离子电池的安全性、密封性更高。现有组合盖帽的制作方法有很多种，其中比较常见的有：1、安全片与上盖不进行封口，只是互相叠加在一起，然后放置在密封圈内即可，该种组合盖帽在电池组合封口时有密封不好的风险。2、安全片与上盖进行封口，也进行激光焊接，但是在焊接时没有加上氮气保护，容易出现焊接时氧化发黑发黄的现象，影响美观和导致电池的内阻增大。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种封口合格率高，尺寸精度高，牢固性高的圆柱锂离子电池组合盖帽。

本实用新型圆柱锂离子电池组合盖帽，包括包容于塑胶密封圈内且依次固定连接的上盖、安全片、底铝片，所述安全片包括中心的凹陷部、环绕凹陷部的边缘部，所述边缘部的边部向上向内折弯后包覆并固连所述上盖的外沿。

本实用新型圆柱锂离子电池组合盖帽，其中所述凹陷部呈底面为球面的圆柱形，所述球面底部与所述底铝片焊接固定，所述边部与上盖的外沿焊接固定。

本实用新型圆柱锂离子电池组合盖帽，其中所述安全片与底铝片边缘处存在间隔空间，所述间隔空间内镶嵌有形状与其适配的塑胶隔离圈，所述塑胶隔离圈的圆孔套装在安全片的凸台上，底铝片包覆于塑胶隔离圈外。

本实用新型圆柱锂离子电池组合盖帽，其中所述上盖的直壁沿周向开设若干个透气孔，所述底铝片靠近边缘处周向均布若干通孔。

本实用新型圆柱锂离子电池组合盖帽，其中所述塑胶密封圈包括位于上方的大直径圈和其下方的小直径圈，所述大直径圈和小直径圈之间通过环形片连接，所述上盖和安全片的边缘部位于所述大直径圈围成的空间内，所述凹陷部、底铝片、塑胶隔离圈位于小直径圈围成的空间内。

本实用新型圆柱锂离子电池组合盖帽，其中所述边部做倒角处理后由尖角变成钝角。

本实用新型的组合盖帽的制作时进行两次旋压封口，因旋压封口是逐步把安全片的直壁部分进行缩口的，使得封口时合格率提高。旋压倒角工艺能使安全片的周围与上盖的贴合度好，容易激光焊接。氮气保护气下激光弧焊焊接安全片和上盖后焊缝无氧化发黑发黄现象。氮气保护气下激光点焊焊接安全片与底铝片后也无氧化发黑发黄现象。总之，本实用新型电池组合盖帽封口合格率高，尺寸精度高，牢固性高且因安全片边缘包覆外盖进行封口，故盖帽密封可靠，电池安全性大大提高。

下面结合附图对本实用新型的圆柱锂离子电池组合盖帽作进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型圆柱锂离子电池组合盖帽的俯视结构示意图；

图2为图1的A-A剖面图；

图3为图2中I处的局部放大图；

图4为本实用新型圆柱锂离子电池组合盖帽中安全片未进行旋压封口时和外盖组装后的俯视图；

图5为图4的B-B剖面图；

图6为本实用新型圆柱锂离子电池组合盖帽中安全片第一次旋压封口时和外盖组装后的俯视图；

图7为图6的C-C剖面图；

图8为本实用新型圆柱锂离子电池组合盖帽中安全片和底铝片焊接状态仰视图；

图9为图8的D-D剖面图；

图10为本实用新型圆柱锂离子电池组合盖帽中安全片未进行旋压封口时和旋转轴配合状态示意图；

图11为本实用新型圆柱锂离子电池组合盖帽中安全片第一次旋压封口时和旋转轴配合状态示意图；

图12为本实用新型圆柱锂离子电池组合盖帽中安全片第二次旋压封口时和旋转轴配合状态示意图；

图13为本实用新型圆柱锂离子电池组合盖帽制作工艺流程示意图；

图14为目前常见冲压模具第一次冲压状态示意图；

图15为目前常见冲压模具第二次冲压状态示意图。

具体实施方式

如图1至图9所示，本实用新型圆柱锂离子电池组合盖帽包括包容于塑胶密封圈3内且依次固定连接的上盖4、安全片1、底铝片2，上盖4中部隆起形成圆台。安全片1中心处向下凹陷形成凹陷部11。环绕凹陷部11的部分为边缘部12。边缘部12的边部121向上向内折弯后包覆并固连上盖4的外沿。凹陷部11呈底面为球面的圆柱形，球面底部与底铝片2焊接固定，边部121与上盖4的外沿焊接固定。安全片1与底铝片2边缘处存在间隔空间，间隔空间内镶嵌有形状与其适配的塑胶隔离圈9，塑胶隔离圈9的圆孔套装在安全片1的凸台111上，底铝片2包覆于塑胶隔离圈9外。上盖4的直壁41沿周向开设若干个透气孔42，底铝片2靠近边缘处周向均布若干通孔21。塑胶密封圈3包括位于上方的大直径圈31和其下方的小直径圈32，大直径圈31和小直径圈32之间通过环形片33连接，上盖4和安全片1的边缘部12位于大直径圈31围成的空间内，凹陷部11、底铝片2、塑胶隔离圈9位于小直径圈32围成的空间内。边部121做倒角处理后由尖角变成钝角。

结合图10至图13所示，上述圆柱锂离子电池组合盖帽的制作工艺，包括如下步骤：

①准备组合盖帽物料，将物料放入振动料斗内，物料包括安全片1、底铝片2、塑胶密封圈3、上盖4、塑胶隔离圈9，然后将上盖4放置入安全片1内；

②旋转安全片1，旋压模具边旋转边向安全片1的边部121施加压力将其向上向内折弯，使边部121包覆住上盖4的外沿，完成封口；

此步骤具体包括如下步骤：

A、第一次旋压：如图4、图5所示，旋压之前，边部121为直壁，旋压开始时，安全片1旋转，旋压模具边旋转边向边部121施加压力，迫使直壁的上部朝安全片1径向向内弯，使直壁122变形为如图6、图7中所示的斜壁；

B、第二次旋压：安全片1旋转，旋压模具边旋转边向上述斜壁施加压力，直至将斜壁按压至与直壁的下部垂直的水平位置，即将斜壁压至与上盖4的外沿平行，此时，上盖4的外沿被边部121完全包覆，实现封口。

如图14、图15所示，目前常见的通过冲压模具100进行冲压封口的方法是从上至下进行冲压，在冲压时，冲压模具100的直径与待冲压封口的安全片1的直径要一致，精度等级比较高，稍微出现偏差，安全片1就不能完全冲压在模具内，废品率较高。本实用新型采用旋压封口方式，大大提高了合格率，如图10至图12所示，旋压模具会通过一个旋转轴10在封口的时候进行旋转运动，图中箭头表示旋转轴10的运动方向，这样相当于逐步碾压安全片1的边部121，边部121逐步变形，所以，即使是安全片1的尺寸较大，仍然可以通过这种逐步旋压的方式来进行封口，非常有效的提高了合格率。

③在氮气保护气下用激光弧焊将边部121和上盖4的外沿焊接固定，焊接后边部121与该外沿之间出现两段焊缝8，本步骤中激光点焊工艺参数如下：

1、反馈方式：能量，峰值5.5-7.0KW之间；

2、工作频率：12-18Hz之间，能量上限为120J；

3、脉宽：一段0.3，100％；二段0.8，100％；三段1.4，40％；

4、激光焊接速度20-25毫米/秒，电流1A；

5、焊接效率1.2秒/只，包含前后吹氮气时间。

④在安全片1下方放置塑胶隔离圈9，接着在安全片1下放置底铝片2，并使塑胶隔离圈9镶嵌在安全片1与底铝片2之间；

⑤在氮气保护气下用激光点焊在安全片1下方焊接底铝片2，出现两个焊点6；本步骤中激光点焊工艺参数如下：

1、反馈方式：能量，峰值5.5-7.0KW之间；

2、工作频率：12-18Hz之间，能量上限为120J；

3、脉宽：一段0.3,100％，二段0.7,100％，三段1.5,40％；

4、激光焊接速度20-25毫米/秒，电流1A；

5、焊接效率0.8秒/只，包含前后吹氮气时间。

上述步骤③和步骤⑤中，焊接设备的机械手把组合盖帽放置到正确的位置后，电磁阀打开，进行氮气保护，达到合适的时间后开始进行激光焊接，焊接完毕后，延时氮气保护，延时结束后，组合盖帽进入下一工步。

⑥放置塑胶密封圈3，将上盖4、安全片1、底铝片2及塑胶隔离圈9进行工艺组合后全部放置于塑胶密封圈3内，接着将组装好的盖帽流入储存盒内。

上述工艺还包括旋压倒角的步骤，具体地，组合盖帽旋转，旋压倒角模具边旋转边向边部121施加倒角压力，迫使边部121的尖角变成钝角，避免尖角划伤使用者。该钝角的形成未采用常见的切削方式，是为了避免切削出现掉铝屑，而掉下的铝屑难以处理，另外也避免了出现毛刺现象。因此，采用旋压倒角的方式提高了安全片1表面的硬度，且不掉铝屑、无毛刺。

另外，激光焊接时金属会发热融化，如果没有氮气保护，在冷却的时候会出现氧化现象，就容易出现发黑发黄现象。而有氮气保护时，氮气吹到了焊接处，首先起到了冷却作用，另外氮气为惰性气体，隔绝了氧气，起到了保护金属表面的作用。

本实用新型的工艺提高了安全片1封口时的合格率，解决了焊接过程中焊缝发黑发黄问题，保证在焊接后组合盖帽无发黑发黄现象，而该制作工艺生产出的电池组合盖帽封口合格率高，尺寸精度高，牢固性、安全性高。

以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种圆柱锂离子电池组合盖帽，包括包容于塑胶密封圈(3)内且依次固定连接的上盖(4)、安全片(1)、底铝片(2)，其特征在于：所述安全片(1)包括中心的凹陷部(11)、环绕凹陷部(11)的边缘部(12)，所述边缘部(12)的边部(121)向上向内折弯后包覆并固连所述上盖(4)的外沿。

2.根据权利要求1所述的圆柱锂离子电池组合盖帽，其特征在于：所述凹陷部(11)呈底面为球面的圆柱形，所述球面底部与所述底铝片(2)焊接固定，所述边部(121)与上盖(4)的外沿焊接固定。

3.根据权利要求1或2所述的圆柱锂离子电池组合盖帽，其特征在于：所述安全片(1)与底铝片(2)边缘处存在间隔空间，所述间隔空间内镶嵌有形状与其适配的塑胶隔离圈(9)，所述塑胶隔离圈(9)的圆孔套装在安全片(1)的凸台(111)上，底铝片(2)包覆于塑胶隔离圈(9)外。

4.根据权利要求3所述的圆柱锂离子电池组合盖帽，其特征在于：所述上盖(4)的直壁(41)沿周向开设若干个透气孔(42)，所述底铝片(2)靠近边缘处周向均布若干通孔(21)。

5.根据权利要求4所述的圆柱锂离子电池组合盖帽，其特征在于：所述塑胶密封圈(3)包括位于上方的大直径圈(31)和其下方的小直径圈(32)，所述大直径圈(31)和小直径圈(32)之间通过环形片(33)连接，所述上盖(4)和安全片(1)的边缘部(12)位于所述大直径圈(31)围成的空间内，所述凹陷部(11)、底铝片(2)、塑胶隔离圈(9)位于小直径圈(32)围成的空间内。

6.根据权利要求5所述的圆柱锂离子电池组合盖帽，其特征在于：所述边部(121)做倒角处理后由尖角变成钝角。