本发明涉及电池技术领域，具体地指一种锂亚硫酰氯功率型电池的304不锈钢防爆壳体制备方法。
背景技术：
锂亚硫酰氯电池具有高比能量和高比功率特性，其体系的化学比能量相当tnt炸药的9-10倍，正常情况下，电池是在受控状态下向外界输出能量。当电池内部存在缺陷或外部短路或滥用情况下，可能发生恶性爆炸，危害人身安全，特别是放电表面积高的功率型电池，电池的安全性是人们普及重视和关心的问题。
目前有些电池壳体也有防爆设计，公开号为cn101459230a的中国发明专利申请公开了一种防爆卷绕式功率型锂电池，在圆筒形壳体的底部设置不锈钢壳底，壳底上设置刻痕型泄压口，壳底形状为凹进电池的凹槽内设计向外凸起的环，此壳底具有如下缺陷：1.形状复杂，加工困难，凹陷又凸起的结构使其占用电池内部空间较大，导致同型号设计空间变小；2.壳底需要与壳体密封焊接，导致工序増加，增加1道圈焊工序即增加焊接质量风险；3.泄压口位于倒v型环形边缘的凹陷槽外壁上，在后盖径向两端设置，这种两端比较短小的泄压口会导致泄压慢，从而降低定向泄压的效果；4.泄压口的刻痕为线型，宽度和深度都极小，且截面为矩形，会造成该处薄弱点无法瞬间开启，爆破速度慢。上述304不锈钢制成的防爆壳由于泄压口较小将造成不规则撕裂，虽降低了爆炸威力，但爆炸仍然形成，无法达到完全定向防爆泄压的作用。
因此，需要开发出一种加工容易、安全性能好、不占用电池内部空间锂亚硫酰氯电池的304不锈钢防爆壳体制备方法。
技术实现要素：
本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种加工容易、安全性能好、不占用电池内部空间锂亚硫酰氯电池的304不锈钢防爆壳体制备方法。
本发明的技术方案为：一种锂亚硫酰氯电池的304不锈钢防爆壳体制备方法，其特征在于，步骤为：
在筒状壳体的壳底中心处轴向朝外进行一次冲压成型，形成具有防爆槽的凸起部，所述防爆槽长度l与凸起部外径d之比为0.7-1:1，所述防爆槽为开口朝外的梯形槽，检测合格后得到304不锈钢防爆壳体。
本方案在壳底中心处冲压得到防爆槽的凸起部，凸起部作为臌胀初级变形部位，缓解了较大的内压，凸起部中心处的防爆槽在内压继续升高至压力阀值时变形撕开，梯形槽极作为薄弱处极其有利：1.对比现有技术中的矩形槽壁，朝外倾斜的梯形槽壁对槽底的连接力更弱，破裂时更易开启，2.电池破裂时压力处于朝外散开的放射状态，梯形槽壁更利于该压力状态下内部气体及电解液的喷出，快速泄压。
优选的，所述一次冲压成型使用的下模具包括开口朝上、内周与壳体外周形状对应的第一凹陷部，所述第一凹陷部底面与壳底对应，所述第一凹陷部底面向下设有用于形成凸起部的第二凹陷部，所述第二凹陷部底面设有朝上凸起、用于形成防爆槽的梯形径向棱；一次冲压成型使用的上模具为外径与凸起部内径对应的圆柱体。现有技术中凸起处与刻痕属于二次成型，先在壳底上先冲压凸起处，再在外表面用刀直接刻得到，此工艺将造成刻印深浅不均，而且刻印时凸起处易受压变形；而本方案是冷冲压一次成型直接得到凸起处与防爆槽，防爆槽形状规整，凸起处也不会受其影响。本方案在节约工序的前提下提高了防爆槽的加工精度，高效节能。
优选的，所述一次冲压成型为：将壳体套设于下模具第一凹陷部内，壳底与第一凹陷部底面配合，所述上模具向下朝壳底冲压，形成外表面具有防爆槽的凸起部。
优选的，所述壳体由厚度0.4-0.7mm、硬度150-400hv的304不锈钢钢带经连续拉深工艺、边缘切口、清洗、高温固熔化处理得到。本方案采用304不锈钢钢带进行加工，厚度0.4-0.7mm、硬度150-400hv是最利于加工的，若厚度太大则会使整个电池重量大，加工难度大，硬度太大则冲压较困难，而由于电池具有内压，硬度太小则会使加工处极易发生变形，不利于包装、运输和使用。
优选的，所述凸起部为与壳底同轴的圆形且防爆槽径向经过凸起部中心。
优选的，所述凸起部在防爆槽处壁厚c与凸起部未开设防爆槽处壁厚h之比为0.2125-0.23:1。本方案中防爆槽处壁厚c极其关键，既能在日常抵抗电池内压完成包装使用，又能在达到压力阀值时迅速发生撕裂，保证了电池的安全性。
优选的，所述防爆槽为槽口宽于槽底的等腰梯形槽，所述防爆槽的两槽壁间夹角x为45-90°，所述防爆槽的槽底宽度w为0.1-0.5mm。两槽壁间夹角a太大会造成底面变形不平，太小会増加泄压阻力；槽底宽度w太大会造成日常易变形、破裂时变形处不规则，太小会増加泄压阻力，本方案中0.1-0.5mm、45-90°区间有利于保证在压力阀值时防爆槽均匀裂开。
优选的，所述高温固熔化处理具体为将不锈钢加热到1100℃后快速冷却至室温使碳达到过饱和状态。以此有利于使碳化物相全部或基本溶解，碳固溶于奥氏体中，然后快速冷却至室温，使碳达到过饱和状态，目的主要是改善钢和合金的塑性和韧性，使不锈钢合金中各种相充分溶解，强化固溶体，并提高韧性及抗蚀性能，消除应力与软化，以便继续加工或成型。
本发明还提供一种上述任一锂亚硫酰氯电池的304不锈钢防爆壳体制备方法制得的304不锈钢防爆壳体，包括壳体，其特征在于，所述壳体包括环状壳身以及与壳身一体成型的壳底，所述壳底中心处设有轴向朝外的凸起部，所述凸起部顶面内凹形成防爆槽，所述防爆槽为开口朝外的梯形槽。
优选的，所述凸起部为与壳底同轴的圆形且防爆槽径向经过凸起部中心。
优选的，所述防爆槽为槽口宽于槽底、槽底与凸起部顶面平行的等腰梯形槽。
优选的，所述防爆槽的两槽壁间夹角a为45-90°。
优选的，所述凸起部在防爆槽处壁厚c与凸起部未开设防爆槽处壁厚h之比为0.2125-0.23:1。
优选的，所述防爆槽长度小于或等于凸起部外径。
进一步的，所述防爆槽长度l与凸起部外径d之比为0.7-1:1。
优选的，所述凸起部高度为0.5-3mm。
优选的，所述防爆槽的槽底宽度w为0.1-0.5mm。
本发明的有益效果为：
1.壳底中心处冲压得到防爆槽的凸起部，凸起部作为臌胀初级变形部位，缓解了较大的内压，凸起部中心处的防爆槽在内压继续升高至压力阀值时变形撕开，防止电池发生剧烈爆炸。
2.冷冲压一次成型直接得到凸起处与防爆槽，防爆槽形状规整，凸起处也不会受其影响，在节约工序的前提下提高了防爆槽的加工精度，高效节能。
附图说明
图1为本发明壳体冲压工艺示意图
图2为本发明制备所得壳体仰视图
图3为图2中a-a剖面图
图4为图2中b-b剖面图
其中：1-壳体1.1-壳身2-壳底3-凸起部4-防爆槽5-下模具6-第一凹陷部7-第二凹陷部8-梯形径向棱9-上模具。
具体实施方式
下面具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1
本发明提供的一种锂亚硫酰氯电池的304不锈钢防爆壳体制备方法，具体步骤为：
a.将厚度0.4-0.7mm、硬度150-400hv的奥氏体304dq不锈钢钢带经连续拉深工艺一体成型得到筒状壳体1，壳体1包括环状壳体1.1和壳底2，将壳体1经边缘切口、清洗、高温固熔化处理，高温固熔化处理具体为将不锈钢加热到1100℃后快速冷却至室温；
b.在壳底2中心处轴向朝外经一次冲压工艺形成具有防爆槽4的凸起部3，如图1所示，一次冲压成型使用的下模具5包括开口朝上、内周与壳体1.1外周形状对应的第一凹陷部6，第一凹陷部6底面与壳底2对应，第一凹陷部6底面向下设有用于形成凸起部3的第二凹陷部7，第二凹陷部7底面设有朝上凸起、用于形成防爆槽4的梯形径向棱8，梯形径向棱8顶面不高于第一凹陷部6底部；一次冲压成型使用的上模具9为外径与设计的凸起部3内径对应的圆柱体。
一次冲压成型为：将壳体1套设于下模具5第一凹陷部6内，壳底2与第一凹陷部6底面配合，壳体1与下模具5间夹持固定，上模具9从开口处进入壳体内将底板2朝外冲压，如图1中箭头方向，将壳底2冲压出凸起部3的同时形成防爆槽4。一次冲压得到的防爆槽4长度l与凸起部3外径d之比为0.7-1:1，防爆槽4为开口朝外的梯形槽，最后经压力、尺寸检测合格后得到304不锈钢防爆壳体。
如图2-4所示，上述制备得到的304不锈钢防爆壳体具体结构为：包括壳体1，壳体1包括环状壳身1.1以及与壳身1.1一体成型的壳底2，壳底2中心处设有轴向朝外的凸起部3，凸起部3顶面内凹形成防爆槽4，防爆槽4为槽口宽于槽底、槽底与凸起部3顶面平行的等腰梯形槽，防爆槽4两槽壁对称朝外倾斜。凸起部3为与壳底2同轴的圆形且防爆槽4径向经过凸起部3中心。凸起部3在防爆槽4处壁厚c与凸起部3未开设防爆槽4处壁厚h(此处为304不锈钢钢带原始厚度)之比为0.2125-0.23:1。防爆槽4两槽壁对称朝外倾斜，两槽壁间夹角x为45-90°，防爆槽4的槽底宽度w为0.1-0.5mm。凸起部3高度为0.5-3mm，凸起顶面为壳体径向平面。
本实施例中：
原材料304不锈钢钢带厚度0.4mm，硬度150hv；
长度l与外径d＝0.7:1；
厚度比c：h＝0.2125，即h＝0.4mm，厚度c＝0.085mm；
夹角x＝60°
宽度w＝0.3mm
凸起部3高度h为0.5mm。
实施例2-8锂亚硫酰氯电池的304不锈钢防爆壳体制备方法与实施例1完全相同，结构完全相同，尺寸上有差异，实施例1-8制备得到的304不锈钢防爆壳体尺寸如下表1所示。
表1实施例1-8制备得到的304不锈钢防爆壳体尺寸
性能测试
将实施例1-8所得壳体进行放泄压力测试，测试结果如下表2所示。
表2实施例1-8所得壳体放泄压力测试结果
从上述表2可以得到，以上所有制备得到的壳体开启压力均满足防爆要求，而且均从防爆槽处规则裂开，符合电池安全性的需求。