一种冲压式一体电极片及其制备方法与流程

本发明涉及新能源电池技术领域，具体地，涉及一种冲压式一体电极片及其制备方法。

背景技术：

随着石油能源的衰竭及人们对环保要求的越来越高，电动汽车或混合动力车将在陆上交通工具阵营中扮演重要角色。作为电动汽车的核心动力能源——动力电池，其安全性、可靠性等指标显得尤为重要。由于车载动力电池由数十、数百甚至数千的电池串并联而成，连接各电池的连接端子一般是直接经由螺钉固定，长期使用会遇到以下情况：

1、当整车出现较大的冲击、碰撞等状况时，机构中的功能构件与导线之间以及各连接部件间会因位移、拉扯而发生摩擦破损或断开等失效；

2、由于用于串并联各电池的连接部件是直接贴靠在电池端子上的，电池端子和连接部件之间相对松散，装配可靠性差，需要定位工具或者人工辅助才能完成装配；

3、连接部件中一些采用铜包覆铝结构形式，其目的是为了增强连接部件的屈服强度，提升连接部件的机械强度，提升整个动力电池的传输效率和使用寿命，但也存在一些问题，比如：(3.1)铜包覆铝结构加工工序复杂，(3.2)铜的成本远远高于铝，铜的引入提升了产品的成本，(3.3)由于铜包覆铝的机械性能和强度都相对于铝得到极大提升，也相应的使得加工铜包覆铝材料时，加工强度和难度提升，由于结构和制造工艺相对复杂，因此，成本相对较高。

技术实现要素：

本发明克服现有技术的缺陷，提供一种冲压式一体电极片及其制备方法。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案实现：

一种冲压式一体电极片，包括两块铝板，两块铝牌叠合，焊有若干排焊点，其特征在于：两块所述铝板中的上层铝板经过冲压形成u型槽。

优选的，所述上层铝板的u型槽为非通槽。

优选的，所述上层铝板冲压时，下层铝板位于上层铝板之下。

优选的，所述的一种冲压式一体电极片制备方法，包括以下步骤：

(1)初步处理，车削掉经铝锭表面的氧化皮；

(2)将初步处理后的铝锭加热到700℃～720℃，得到熔融状态下的铝液，备用；

(3)将步骤(2)中的铝液引至挤压筒内，并以0.2m/min～0.3m/min的挤压速度向所述产品模具行进，对所述铝液进行挤压，将所述铝液从所述产品模具的模孔中挤出，形成所述铝板本体；

(4)采用压机再将步骤(3)中的铝板本体进行压实，至厚度在1-2mm；

(5)采用压机和相应的模具对步骤(4)中的铝板本体进行冲压，形成所述u型槽，所述u型槽的槽底部厚度为0.22～0.25mm；

优选的，所述步骤(2)中，是在具有强制热风循环系统的电阻炉内进行。

优选的，所述步骤(3)中，所述铝板本体的厚度为3～5mm。

优选的，在冲压处的下层铝板上表面，涂抹耐高温融合剂。

优选的，所述耐高温融合剂由如下重量份数的原料制成：

蜡粉10-15份、气相二氧化2-6份、硅聚乙烯醇树脂3-5份、纳米陶瓷胶粉2-3份、活性白土2-3份、海泡石纤维1-2份、聚氧化乙烯1-2份、石棉绒0.5-1份、分子筛原粉0.5-1份、硫化猪油0.3-0.5份、纳米氧化锌0.05-0.2份、水50-100份。

其制备方法包括如下步骤：

(1)向水中加入聚乙烯醇树脂和聚氧化乙烯，并以5℃/min的升温速度升温至回流状态保温混合10-15min，再加入硫化猪油和纳米氧化锌，继续回流保温混合10-15min，然后自然冷却至室温，即得物料i；

(2)向纳米陶瓷胶粉中加入活性白土和海泡石纤维，并以5℃/min的升温速度升温至75-80℃保温混合10-15min，再加入石棉绒和分子筛原粉，继续以5℃/min的升温速度升温至115-120℃保温混合5-10min，然后自然冷却至室温，即得物料ii；

(3)向物料i中加入物料ii、加入蜡粉、气相二氧化硅，高速搅拌分散10-30min，然后投入研磨机中研磨，至所得浆料的粒径≤10微米，即可。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

1、本申请提供的一种用于新能源电池的铝板，包括u型槽，该u型槽和电池端子卡合，在装配时，只需要将u型槽和电池端子卡合起来，就能够对铝板进行定位，且定位后的铝板由于u型槽和电池端子卡合限位，能够有效避免整车出现较大的冲击、碰撞等状况时，机构中的功能构件与导线之间以及各连接部件间会因位移、拉扯而发生摩擦破损或断开等失效的现象；

2、本申请中，电池端子相当于嵌入在u型槽内的，从而增大了电池端子和u型槽之间的接触面积，本申请中当铝板和电池端子固联后，还通过激光焊穿过通孔使电池端子表面形成熔池，该过程中，激光焊的热量传递给电池端子表面以及通孔周侧，使其共同熔融形成一体结构，不仅增强了动力电池的导电性能，更进一步加强了铝板和电池端子之间的连接可靠性；

3、本申请中，是采用纯铝锭作为原材料铸造铝板，该过程中，通过压机将铝板本体从原来的3～5mm，压实到1～2mm，提升了铝板整体的机械性能和抗屈服强度，使其具有和铜包覆铝一样的机械性能，降低了生产成本和加工难度，且本申请为了进一步提升电池端子和u型槽连接的可靠性，采用压机冲压形成所述u型槽，使得u型槽底部的密度更高，提升其致密性以及稳定性，机械性能更强，从而解决了现有技术中，铝板长期使用后连接性差和机械性能差的问题；

4、本申请中，两块铝板之间通过焊点连接，但是长时间，容易出现松动，冲压上层铝板，价格上层铝板冲至下层铝板表面，增加冲压处的铝板密实度，同时，冲压处u型槽为非通槽，u型槽的冲压处嵌入下层铝板，增强连接性；

5、耐高温融合剂的增加，以水作为溶剂，避免使用挥发性有害有机溶剂存在的使用安全性问题，并且该界面融合剂与铝板表面的共混相容性好，能均匀分散于铝板表面，一方面避免冲压挤压导致的温度过高，另一方面，避免冲压后两层铝板融合度不够，有效将两层铝板贴合。

附图说明：

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明半剖示意图。

具体实施方式：

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐明本发明。

实施例1：

如图1和图2所示，一种冲压式一体电极片，包括两块铝板，两块铝牌叠合，焊有若干排焊点，两块所述铝板中的上层铝板1经过冲压形成u型槽2。上层铝板的u型槽为非通槽。上层铝板冲压时，下层铝板3位于上层铝板之下。

随着石油能源的衰竭及人们对环保要求的越来越高，电动汽车或混合动力车将在陆上交通工具阵营中扮演重要角色。作为电动汽车的核心动力能源——动力电池，其安全性、可靠性等指标显得尤为重要。由于车载动力电池由数十、数百甚至数千的电池串并联而成，连接各电池的连接端子一般是直接经由螺钉固定，长期使用会遇到以下情况：1、当整车出现较大的冲击、碰撞等状况时，机构中的功能构件与导线之间以及各连接部件间会因位移、拉扯而发生摩擦破损或断开等失效；2、由于用于串并联各电池的连接部件是直接贴靠在电池端子上的，电池端子和连接部件之间相对松散，装配可靠性差，需要定位工具或者人工辅助才能完成装配；3、连接部件中一些采用铜包覆铝结构形式，其目的是为了增强连接部件的屈服强度，提升连接部件的机械强度，提升整个动力电池的传输效率和使用寿命，但也存在一些问题，比如：(3.1)铜包覆铝结构加工工序复杂，(3.2)铜的成本远远高于铝，铜的引入提升了产品的成本，(3.3)由于铜包覆铝的机械性能和强度都相对于铝得到极大提升，也相应的使得加工铜包覆铝材料时，加工强度和难度提升，由于结构和制造工艺相对复杂，因此，成本相对较高。本申请提供的一种用于新能源电池的铝板，包括u型槽2，该u型槽2和电池端子卡合，在装配时，只需要将u型槽2和电池端子卡合起来，就能够对铝板进行定位，且定位后的铝板由于u型槽2和电池端子卡合限位，能够有效避免整车出现较大的冲击、碰撞等状况时，机构中的功能构件与导线之间以及各连接部件间会因位移、拉扯而发生摩擦破损或断开等失效的现象。

如图2所示，u型槽中间位置处还设有通孔，u型槽的底部厚度为2.5mm，铝板的厚度在4mm，如此，本申请中，电池端子相当于嵌入在u型槽2内的，从而增大了电池端子和u型槽2之间的接触面积，本申请中当铝板和电池端子固联后，还通过激光焊穿过通孔4使电池端子表面形成熔池，该过程中，激光焊的热量传递给电池端子表面以及通孔周侧，使其共同熔融形成一体结构，不仅增强了动力电池的导电性能，更进一步加强了铝板和电池端子之间的连接可靠性。

实施例2：

本实施例结构与实施例一的结构基本相同，相同之处不再赘述，不同之处在于：本申请还公开了一种冲压式一体电极片，包括以下步骤：

(1)初步处理，车削掉经铝锭表面的氧化皮；

(2)将初步处理后的铝锭加热到700℃～720℃，得到熔融状态下的铝液，备用；

(3)将步骤(2)中的铝液引至挤压筒内，并以0.2m/min～0.3m/min的挤压速度向所述产品模具行进，对所述铝液进行挤压，将所述铝液从所述产品模具的模孔中挤出，形成所述铝板本体；

(4)采用压机再将步骤(3)中的铝板本体进行压实，至厚度在1-2mm；

(5)采用压机和相应的模具对步骤(4)中的铝板本体进行冲压，形成所述u型槽，所述u型槽的槽底部厚度为0.22～0.25mm；

优选的，所述步骤(2)中，是在具有强制热风循环系统的电阻炉内进行。

优选的，所述步骤(3)中，所述铝板本体的厚度为3～5mm。

优选的，在冲压处的下层铝板上表面，涂抹耐高温融合剂。

优选的，所述耐高温融合剂由如下重量份数的原料制成：

蜡粉10份、气相二氧化2份、硅聚乙烯醇树脂3份、纳米陶瓷胶粉2份、活性白土2份、海泡石纤维1份、聚氧化乙烯1份、石棉绒0.5份、分子筛原粉0.5份、硫化猪油0.3份、纳米氧化锌0.05份、水50份。

其制备方法包括如下步骤：

(4)向水中加入聚乙烯醇树脂和聚氧化乙烯，并以5℃/min的升温速度升温至回流状态保温混合10-15min，再加入硫化猪油和纳米氧化锌，继续回流保温混合10-15min，然后自然冷却至室温，即得物料i；

(5)向纳米陶瓷胶粉中加入活性白土和海泡石纤维，并以5℃/min的升温速度升温至75-80℃保温混合10-15min，再加入石棉绒和分子筛原粉，继续以5℃/min的升温速度升温至115-120℃保温混合5-10min，然后自然冷却至室温，即得物料ii；

向物料i中加入物料ii、加入蜡粉、气相二氧化硅，高速搅拌分散10-30min，然后投入研磨机中研磨，至所得浆料的粒径≤10微米，即可。

两块铝板之间通过焊点连接，但是长时间，容易出现松动，冲压上层铝板，价格上层铝板冲至下层铝板表面，增加冲压处的铝板密实度，同时，冲压处u型槽为非通槽，u型槽的冲压处嵌入下层铝板，增强连接性；耐高温融合剂的增加，以水作为溶剂，避免使用挥发性有害有机溶剂存在的使用安全性问题，并且该界面融合剂与铝板表面的共混相容性好，能均匀分散于铝板表面，一方面避免冲压挤压导致的温度过高，另一方面，避免冲压后两层铝板融合度不够，有效将两层铝板贴合。

实施例3：

本实施例结构与实施例一的结构基本相同，相同之处不再赘述，不同之处在于：本申请还公开了一种冲压式一体电极片，包括以下步骤：

(1)初步处理，车削掉经铝锭表面的氧化皮；

(2)将初步处理后的铝锭加热到700℃～720℃，得到熔融状态下的铝液，备用；

(3)将步骤(2)中的铝液引至挤压筒内，并以0.2m/min～0.3m/min的挤压速度向所述产品模具行进，对所述铝液进行挤压，将所述铝液从所述产品模具的模孔中挤出，形成所述铝板本体；

(4)采用压机再将步骤(3)中的铝板本体进行压实，至厚度在1-2mm；

(5)采用压机和相应的模具对步骤(4)中的铝板本体进行冲压，形成所述u型槽，所述u型槽的槽底部厚度为0.22～0.25mm；

优选的，所述步骤(2)中，是在具有强制热风循环系统的电阻炉内进行。

优选的，所述步骤(3)中，所述铝板本体的厚度为3～5mm。

优选的，在冲压处的下层铝板上表面，涂抹耐高温融合剂。

优选的，所述耐高温融合剂由如下重量份数的原料制成：

蜡粉15份、气相二氧化6份、硅聚乙烯醇树脂5份、纳米陶瓷胶粉3份、活性白土3份、海泡石纤维2份、聚氧化乙烯2份、石棉绒1份、分子筛原粉1份、硫化猪油0.5份、纳米氧化锌0.2份、水100份。

其制备方法包括如下步骤：

(6)向水中加入聚乙烯醇树脂和聚氧化乙烯，并以5℃/min的升温速度升温至回流状态保温混合10-15min，再加入硫化猪油和纳米氧化锌，继续回流保温混合10-15min，然后自然冷却至室温，即得物料i；

(7)向纳米陶瓷胶粉中加入活性白土和海泡石纤维，并以5℃/min的升温速度升温至75-80℃保温混合10-15min，再加入石棉绒和分子筛原粉，继续以5℃/min的升温速度升温至115-120℃保温混合5-10min，然后自然冷却至室温，即得物料ii；

向物料i中加入物料ii、加入蜡粉、气相二氧化硅，高速搅拌分散10-30min，然后投入研磨机中研磨，至所得浆料的粒径≤10微米，即可。

两块铝板之间通过焊点连接，但是长时间，容易出现松动，冲压上层铝板，价格上层铝板冲至下层铝板表面，增加冲压处的铝板密实度，同时，冲压处u型槽为非通槽，u型槽的冲压处嵌入下层铝板，增强连接性；耐高温融合剂的增加，以水作为溶剂，避免使用挥发性有害有机溶剂存在的使用安全性问题，并且该界面融合剂与铝板表面的共混相容性好，能均匀分散于铝板表面，一方面避免冲压挤压导致的温度过高，另一方面，避免冲压后两层铝板融合度不够，有效将两层铝板贴合。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的特点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。