用于锂离子电池包装膜的气压成形模具和气压成形方法_2

文档序号:8351735阅读:来源:国知局
br>[0025]目前,现有的用于软包锂离子电池包装膜生产的凹凸模具中的凹模,其侧壁与底部的夹角均为直角,对应地,其侧壁倾角为0°。其中,凹槽部分的侧壁倾角是指其侧壁与底面垂线之间所成角度。在本发明的气压成形模具中,如图2所示,凹槽部分1-1的侧壁与底部的夹角α’不仅能够做成直角,还可以做成锐角。在凹槽部分1-1的侧壁与底部的夹角α’为锐角的情况下,凹槽部分1-1的侧壁向凹槽部分1-1的内部倾斜。也就是说,凹槽部分1-1的侧壁与底部的夹角α’可以在(70° ,90° )之间取值,或者取值为90°。相应地,当α’取值为(70° ,90° )时,α则为(20° ,0° )。
[0026]在一个优选实施例中,凹槽部分1-1的侧壁可以被设置成向凹槽部分1-1的内部倾斜,且凹槽部分1-1的侧壁倾角α可以为(0°,20° ]内的任意值,比如5°、10°等。
[0027]换句话说,当凹槽部分1-1的侧壁与底部的夹角α ’为锐角时,凹槽部分1-1的开口为内收式开口,也就是开口面积小于凹槽部分1-1的底部面积。当凹槽部分1-1的侧壁与底部的夹角α’为直角时,凹槽部分1-1的开口为直上直下式开口。
[0028]相比之下,传统的凹凸模具的凹模凹槽部分无法将其侧壁与底部的夹角做成(0°,90° )之间,这是由于凹凸模具的机械工作原理所致。相比之下,本发明的凹模凹槽部分的侧壁与底部的夹角能够在(0°,90° )之间取值,能够使得成形后的铝塑复合膜的侧壁与底端的夹角小于90° (不考虑材料成形后本身反弹)。
[0029]如图4Α所示,传统的凹模凹槽部分的外张式开口所得到的铝塑复合膜的侧壁与底端的夹角通常要大于90° (成形后反弹);而利用本发明的气压成形模具进行铝塑复合膜成形,如图4Β所示,通过凹模I的凹槽部分的内收式开口(即通过凹槽部分的侧壁向内倾斜的倾角的设置)能够通过铝塑复合膜的变形来部分或完全抵消铝塑复合膜成形后的反弹,使成形后的铝塑复合膜的侧壁与底端的夹角无限接近于90°,从而能够使后继的折边工艺基础尺寸减小,同样空间电池容量更大,也就是能够大幅度减小图4A中凹槽部分的侧壁与铅垂线的夹角Φ,例如减小为0°,甚至可以得到如图4B所示的负值。
[0030]需要说明的是,凹模I的凹槽部分1-1具有四个侧壁,其四个侧壁的倾角可以设置为相同,也可以设置为不同,例如,可以将左右两侧倾角设置为预定角一,而将前后两侧倾角设置为预定角二,且预定角一与预定角二不同。
[0031]其中,在凹槽部分1-1的四个侧壁中,左右侧壁通常是指与锂离子电池左右侧对应的侧壁,而前后侧壁通常是指与锂离子电池前后侧对应的侧壁。这里,锂离子电池的左右两侧是指其长边所在侧,其左右两侧常被制成圆弧状的侧面;锂离子电池的前后两侧是指其短边所在侧,其前后两侧则常被制成平面型的端面;锂离子电池的上下两侧是指电池面积最大的两个侧面所在侧。类似地,
[0032]根据一种实现方式,凹模I的凹槽部分1-1的槽深可以被设置成等于锂离子电池包装膜成形后的预设厚度。例如,待包装的锂离子电池厚度为5_,其预期包装膜成形后的预设厚度为6_,则可将凹槽部分1-1的槽深设为6_。
[0033]此外,根据一种实现方式,凹模I的凹槽部分1-1的槽底面与其左右两侧的连接部分的倒角半径可以被设置成等于待包装的锂离子电池裸电芯厚度的一半。此外,凹模I的凹槽部分1-1的槽底面与其前后两侧的连接部分的倒角半径可以被设置成0.6-1.5_之间的任意值。
[0034]根据其他实现方式,本发明的气压成形模具还可以包括加热装置(图中未示出),该加热装置设置在凹模I和支撑板2的预定距离范围内,以在气压成形模具工作时对该模具进行加热。由此,在高压气体冲压成形的同时,辅以高温成形,能够使得成形的效果更好,成形速度快、效率高。
[0035]需要说明的是,本发明并不限制加热装置的类型和结构的具体样式,能够对凹模I和支撑板2进行加热的各种类型和结构的加热装置都应在本发明的保护范围内。
[0036]此外,本发明的实施例还提供了一种用于锂离子电池包装膜的气压成形方法。该气压成形方法利用气压成形模具实现,气压成形模具包括凹模、支撑板和密封条,其中,支撑板内开有从其一个板面贯穿至另一板面的通气孔,密封条固定或可拆卸地设于凹模或支撑板的表面上;气压成形方法包括:将铝塑复合膜平铺在气压成形模具的凹模与支撑板之间,其中,凹模的凹槽部分所在的凹模表面与支撑板的板面相对放置,且铝塑复合膜的面积覆盖凹槽部分的开口面积;采用预定压力将凹模与支撑板压紧,以通过密封条使凹模与支撑板的接触处密封;通过通气孔向凹槽部分内通入具有预定压强的气体,并使该气体在预定压强下保持预定时间;当预定时间结束时,将该气体从凹槽部分内卸除;以及将凹模与支撑板分离,以取出成形后的铝塑复合膜。图5示出了上述气压成形方法的一个示例性处理。
[0037]需要说明的是,本发明的气压成形方法所利用的气压成形模具可以与上文所描述的气压成形模具具有相同的结构和功能,这里不再详述。
[0038]下面结合图3-5来描述如何使用上述气压成形模具得到成形的锂离子电池包装膜。
[0039]首先,在步骤S510中,将铝塑复合膜4平铺在凹模I与支撑板2之间。其中,凹模I的凹槽部分1-1所在的凹模表面与支撑板2的板面相对放置,且铝塑复合膜4的平铺位置能够使得铝塑复合膜4的面积覆盖住(即不小于)密封条3所围成的面积。另外,通气孔2-1例如可以开在支撑板2的中心位置(但不限于此)。
[0040]根据一种实现方式,在步骤S510中,可以将支撑板2放置在凹模I下方(如图3所示),在使用时,先将铝塑复合膜4平铺在支撑板2的上板面上,然后使凹模I下行至与支撑板2接触。
[0041]根据另一种实现方式,在步骤S510中,也可以将凹模I放置在支撑板2下方(可以参考将图3旋转180°后的图),在使用时,先将铝塑复合膜4平铺在凹模I的具有凹槽部分1-1的一面上,然后使支撑板2下行至与凹模I接触。
[0042]在步骤S520中,采用预定压力将凹模I与支撑板2压紧。其中,预定压力例如可以根据经验值来设定,也可以通过试验的方法来确定。比如,预定压力的值可以等于预设的压强值乘以预设面积的乘积的值,预设的压强值例如可以在[1.5,4.0JMPa内取值,例如取值为2MPa,而预设面积例如可以为凹模I的底面面积。这样,通过密封条3,能够使凹模I与支撑板2的接触处密封。
[0043]在步骤S530中,通过通气孔2-1向凹槽部分1_1内通入具有预定压强的气体,并使该气体在预定压强下保持预定时间。
[0044]预定压强例如可以在[1.5,4.0]MPa气压范围内取值。气体的压强过低,难以达到高压冲压成形的效果,而且冲压成形时间长;而气体的压强过高,可能会造成材料损害,而且容易导致操作不安全。因此,在[1.5,4.0]MPa范围内取值的高压气体能够使得高压冲压成形的效果较好,冲压成形时间短,不易造成材料损害,并且操作相对较为安全。
[0045]预定时间例如可以在(0,4]秒范围内取值。时间过短,难以达到成形效果;而时间过长,可能会造
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