一种成型模具及成型设备的制作方法

1.本实用新型涉及模具技术领域，尤其涉及一种成型模具及成型设备。


背景技术：

2.电池是通过氧化还原反应实现化学能和电能互相转换的装置。通常电池包括正极、负极、电解质和防止电极间短路的隔膜等组成部件，其中，正极和负极统称为电极。一般的电极是由活性物质、导电剂、粘结剂等组成的混合物与具有收集电子作用的金属箔、金属网、柔性石墨纸、石墨烯等导电性较好的集流体紧密结合而构成的。
3.在现有的技术条件下，电池电极制作过程主要包括电极料浆的制备、电极涂覆、压制、分切、干燥等几个步骤。采用涂覆工艺制作的电极，其活性物质层的厚度不大，一般为5～300μm，这导致所组装的电池中集流体的质量所占比重较大，从而使整个电池单位质量的电容量较小。为了提高电池单位质量的电容量，特别是针对于水系离子电池，电池电极片采用厚极片设计，其活性物质层的厚度可达1mm以上。厚极片的制作一般不采用涂覆工艺，而是采用辊压成型工艺、擀压成型工艺或干压成型工艺。
4.通常情况下，若将活性物质、导电剂、粘结剂等组成的混合物进行压制成型后再与集流体结合，则需要进行二次压制或粘接，易产生错位现象；若先将集流体裁剪成电极片相同形状再置于模具中，然后加入活性物质、导电剂、粘结剂等组成的混合物粉末后进行压制，则可能因集流体放置偏移、变形等原因而产生错位或压制密度不均匀等现象；若先将活性物质、导电剂、粘结剂等组成的混合物与集流体压制成面积较大的极片初样再通过裁剪或冲裁等方式获得所需极片成品，则会产生边角余料造成浪费且由于剩余料中既含有活性物质、导电剂、粘结剂等组成的混合物又含有集流体材料而不便于回收。


技术实现要素：

5.为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种成型模具，该磨具结构简单，在完成活性物质、导电剂、粘结剂等组成的混合物料与集流体的压制成型的同时对电池极片进行剪裁，不需要对混合物料与集流体的压制成型后再与集流体结合，减少了进行二次压制或粘接的步骤。
6.为解决上述技术问题，本实用新型还提供了一种成型设备，其使用上述提供的成型模具，能够一次性完成活性物质、导电剂、粘结剂等组成的混合物与集流体的压制和电池极片的剪裁，从而获得所需形状的电池极片，同时还具有结构简单，使用方便的优点。
7.为达上述目的，本实用新型提供的一种成型模具，包括第一模体组件和第二模体组件，所述第一模体组件与所述第二模体组件相互配合；
8.所述第一模体组件包括第一模体和第一冲杆，在所述第一模体上开设有第一模体腔孔，所述第一冲杆置于所述第一模体腔孔中，所述第一冲杆与所述第一模体腔孔相适配，所述第一模体设有第一装配定位件；
9.所述第二模体组件包括第二模体和第二冲杆，在所述第二模体上开设有第二模体
腔孔，所述第二冲杆置于所述第二模体腔孔中，所述第二冲杆与所述第二模体腔孔相适配，所述第二模体设有第二装配定位件，所述第二装配定位件与所述第一装配定位件相互配合，用以对所述第二模体和所述第一模体进行定位，使所述第二模体腔孔与所述第一模体腔孔对齐，所述第二冲杆与所述第一冲杆对位于所述第一模体腔孔中的物料进行挤压成型。
10.作为上述技术方案的进一步改进：
11.上述的成型模具，进一步地，所述第一装配定位件为装配定位销，所述第二装配定位件为装配定位槽；
12.或，所述第一装配定位件为装配定位槽，所述第二装配定位件为装配定位销。
13.上述的成型模具，进一步地，所述装配定位销和所述装配定位槽均设置有两个。
14.上述的成型模具，进一步地，所述第一装配定位件和所述第二装配定位件均为定位孔。所述第一装配定位件为装配定位销，所述第二装配定位件为装配定位槽。
15.上述的成型模具，进一步地，所述第一装配定位件为装配定位槽，所述第二装配定位件为装配定位销。
16.上述的成型模具，进一步地，所述装配定位销和所述装配定位槽有两个。
17.上述的成型模具，进一步地，所述第一模体组件还包括调节件，用于调节所述第一冲杆进入所述第一模体型腔孔的深度。
18.上述的成型模具，进一步地，所述第一模体组件还包括底板，所述第一冲杆安装于所述底板上，且所述调节件可调节高度地安装于所述底板上。
19.上述的成型模具，进一步地，所述第一模体上设有调节件定位槽，用于所述调节件的定位。
20.上述的成型模具，进一步地，所述调节件为旋转螺栓。
21.上述的成型模具，进一步地，所述第一冲杆的端面设有隔粘层，用于防止所述第一冲杆与压制物料相粘结。
22.为达上述目的，本实用新型还提供了一种成型设备，包括：
23.上述的成型模具；及
24.加压装置，用于对所述成型模具施加成型压力。
25.本实用新型的有益效果：
26.本实用新型提供的一种成型模具，包括第一模体组件和第二模体组件，第一模体组件与第二模体组件相互配合；第一模体组件包括第一模体和第一冲杆，在第一模体上开设有第一模体腔孔，第一冲杆适配于第一模体腔孔中，第一模体设有第一装配定位件；第二模体组件包括第二模体和第二冲杆，在第二模体上开设有第二模体腔孔，第二冲杆适配于第二模体腔孔中，第二模体设有第二装配定位件，第二装配定位件与第一装配定位件相互配合，用以对第二模体和第一模体进行定位。使用时，将活性物质、导电剂、粘结剂等组成的混合物料填充第一模体型腔孔的剩余空间并将高于第一模体型腔孔端面的物料清除，并将大于第一模体型腔孔横截面的集流体平整地覆盖于下膜型腔孔上，最后，上冲组件对集流体和位于下膜型腔孔中的混合物料进行压制成型。同时完成混合物料与集流体的压制和电池极片的剪裁，而一次性地获得所需形状的电池极片，且在采用该模具制作电池极片时，混合物料与集流体之间结合紧密且无错位，颗粒状混合物料的填充高度基本一致，因此压制
后的密度均匀性较好，制备电池极片后所产生的边角余料仅为集流体，便于回收处理，因此还具有环保的优点。
27.本实用新型还提供了一种成型设备，应用了上述的成型模具，能够一次性完成活性物质、导电剂、粘结剂等组成的混合物与集流体的压制和电池极片的剪裁，从而获得所需形状的电池极片，同时还具有结构简单，使用方便的优点。
28.综上所述，本实用新型的成型模具及成型设备，其具有上述诸多的优点及实用价值，并在同类产品中未见有类似的方法公开发表或使用而确属创新，产生了好用且实用的效果，较现有的技术具有增进的多项功效，从而较为适于实用，并具有广泛的产业价值。
29.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
30.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
31.图1示出了本实用新型实施例的第一冲杆、底板及调节件的装配结构示意图；
32.图2示出了本实用新型实施例一的第一模体的主视图；
33.图3示出了本实用新型实施例一的第一模体的俯视图；
34.图4示出了本实用新型实施例一的第二模体的主视图；
35.图5示出了本实用新型实施例一的第二模体的仰视图；
36.图6示出了本实用新型实施例的第二冲杆的结构示意图；
37.图7示出了本实用新型实施例的顶座的结构示意图；
38.图8示出了本实用新型实施例二的第一模体的主视图；
39.图9示出了本实用新型实施例二的第二模体的主视图。
40.主要元件符号说明：
41.110
‑
第一模体；111
‑
第一模体腔孔；112
‑
第一装配定位件；113
‑
调节件槽；114
‑
定位销；115
‑
第一模体定位孔；120
‑
第一冲杆；130
‑
底板；140
‑
调节件；210
‑
第二模体；211
‑
第二模体腔孔；212
‑
第二装配定位件；213
‑
定位槽；214
‑
第二模体定位孔；215
‑
下第二模体腔孔；216
‑
上第二模体腔孔；220
‑
第二冲杆；221
‑
下第二冲杆；222
‑
上第二冲杆；230
‑
顶座。
具体实施方式
42.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
43.在本实用新型的描述中，需要理解的是，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
44.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
45.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，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；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实用新型中的具体含义。
46.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
47.实施例一
48.本实施例的成型模具，包括第一模体组件及第二模体组件，第二模体组件与第一模体组件相互配合，用以电池极片的成型；第一模体组件包括第一模体110、第一冲杆120、底板130和调节件140，第二模体组件包括第二模体210、第二冲杆220和顶座230。
49.请参阅图1，第一冲杆120安装于底板130上，且调节件140可调节高度地安装于底板130上，用于调节第一冲杆120进入第一模体腔孔111的深度。本实施例所提供的成型模具的调节件140为一旋转螺栓，该旋转螺栓可旋转安装于底板130上，且旋转螺栓与第一冲杆120安装于底板130的同一侧上，第一模体110的下表面上设有调节件槽113，用于与旋转螺栓相互配合，对旋转螺栓进行定位。
50.请参阅图2和图3，第一模体110设有第一模体腔孔111和第一装配定位件112，第一冲杆120适配于第一模体腔孔111中；本实施例所提供的成型模具中的第一装配定位件112为装配定位销114，且装配定位销114有两个，分别对称安装于第一模体110的上表面两侧。
51.请参阅图4和图5，第二模体210设有第二模体腔孔211和第二装配定位件212，第二模体腔孔211包括下第二模体腔孔215和上第二模体腔孔216，本实施例所提供的成型模具中的第二装配定位件212为装配定位槽213，且装配定位槽213有两个，分别对称安装于第二模体210的下表面两侧，与第一模体110的两装配定位销114相互配合，用于对第二模体腔孔211与第一模体腔孔111进行定位。
52.请参阅图6，第二冲杆220包括下第二冲杆221和上第二冲杆222，下第二冲杆221与下第二模体腔孔215相适配，上第二冲杆222与上第二模体腔孔216相适配，且上第二冲杆222的上段部设有外螺纹。
53.请参阅图7，顶座230上设有圆孔，且圆孔内设有内螺纹，内螺纹与上第二冲杆222的上段部的外螺纹相互配合，用于将第二冲杆220与顶座230进行组装。本实施例所提供的
成型模具，将第二冲杆220穿过第二模体腔孔211之后，增加一弹簧件穿设于上第二冲杆222上，之后再将上第二冲杆222通过位于上端部的外螺纹与顶座230进行组装。
54.使用时，先将第一冲杆120装配于第一模体110的第一模体腔孔111中，并通过调节位于底板130上的旋转螺栓，根据需要制作的电极厚度，控制第一冲杆120伸入第一模体110的第一模体腔孔111的深度。再将活性物质、导电剂、粘结剂等组成的混合物料填充第一模体腔孔111的剩余空间并将高于第一模体腔孔111端面的物料清除，再将大于第一模体腔孔111的横截面的集流体平整地覆盖于第一模体腔孔111上。之后，将第二冲杆220装配于第二模体210的第二模体腔孔211中，再装配弹簧件之后与顶座230连接，再将第二模体210装配于第一模体110上，且使得第二模体210的第二装配定位件212与第一模体110的第一装配定位件112相配合。
55.通过对顶座230施加压力，使得下第二冲杆221伸出第二模体腔孔211，并伸至第一模体腔孔111，完成对集流体和混合物料进行压制成型，同时完成电池极片的剪裁，从而一次性地获得所需形状的电池极片。
56.在采用该模具制作电池极片时，混合物料与集流体之间结合紧密且无错位，颗粒状混合物料的填充高度基本一致，因此压制后的密度均匀性较好，制备电池极片后所产生的边角余料仅为集流体，便于回收处理，因此还具有环保的优点。
57.在本实施例所提供的成型模具，第一冲杆120的端面设有隔粘层(图未示)，用于防止第一冲杆120与压制物料相粘结。由于混合物料具有较强的粘附性，为避免或减少粘料现象，压制时需与混合物料接触的第一冲杆120端面需做防粘处理，通常措施有抛光和加隔粘层等，本实施例中的第一冲杆120的端面设有隔粘层。
58.实施例二
59.本实施例提供的一种成型模具是在实施例一的基础上针对所述装配定位件的结构做的改进，其它结构未做改动，可参照实施例一的结构设计方案，具体改进如下：
60.第一模体110的第一装配定位件112为装配定位槽，且装配定位槽有两个，分别对称安装于第一模体110的上表面两侧。
61.第二模体210的第二装配定位件212为装配定位销，且装配定位销有两个，分别对称安装于第二模体210的下表面两侧，与第一模体110的两装配定位槽相互配合，用于对第二模体腔孔211与第一模体腔孔111进行定位。
62.实施例三
63.本实施例提供的一种成型模具是在实施例一或实施例二的基础上针对所述装配定位件的结构做的改进，其它结构未做改动，可参照实施例一或实施例二的结构设计方案，具体改进如下：
64.请参阅图8，第一模体110的第一装配定位件112为第一模体定位孔115，且第一模体定位孔115有四个，四个第一模体定位孔115绕第一模体腔孔111均布于第一模体110的上表面。
65.请参阅图9，第二模体210的第二装配定位件212为第二模体定位孔214，且第二模体定位孔214有四个，四个第二模体定位孔214绕第二模体腔孔211均布于第二模体210的下表面。
66.在第一模体定位孔115插入销轴，并使销轴伸出第一模体定位孔115，再将第二模
体定位孔214与伸出第一模体定位孔115的销轴进行装配，完成第二模体210与第一模体110装配，且使得第二模体腔孔211与第一模体腔孔111对齐。
67.实施例四
68.本实施例提供的一种成型设备，包括上述实施例一或实施例二提供的任意一种成型模具及加压装置，用于对成型模具施加成型压力。
69.使用时，将组装好的成型模具固定于本实施例提供的成型设备的加压装置下，加压装置对成型模具施加压力，已完成电池电极的制作。
70.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
71.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
72.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。