一种弧形弯曲电池及其制作方法、制作模具与流程

本发明涉及电池生产加工领域，具体涉及及一种弧形弯曲电池及其制作方法和制作模具。

背景技术：

随着电子技术的发展，产品越来越趋于小型化，结构多样化，这样也要求与之配套的电池具有相应的结构及尺寸，例如，在智能手环中需要相应的具有弧度的弯曲电池来配合。关于弯曲电池，公开号103401024A的专利，公开了一种弯曲电池及制作方法，文中以电池形状为主保护，只是提及成弧方法为采用具有弧面的加工装置进行滚压或者模压，但并没有具体说明是什么样的弧面装置，如何进行滚压，如何进行模压，特别是如何解决其弧压过程中电池弧度较大时电池表面起皱的问题，完全没有涉及。

公开号为103441306A的专利公开了一种上下为凹凸的两个模组对冲制作的弧形电池及其制作方法，这种电池制作方法，对于弧度较大的电池，极易导致电池起皱，极易破坏电池，且其结构特点受限，其无法制作弧度大于180度以上（半圆以上）的电池。

CN201420575174公开了一种弧形电池及制作方法，其弧形成型上模采用钢性弧形模具，下模采用块状弹性材料进行垂直上下挤压；这种单方向冲压的方式制作弯曲电池对于弧度较小的电池尚能完成弯曲，相比上下均为硬质模具稍有改善，但是对于弧度较大的电池，如180度弯曲的电池，仍然无法解决起皱的问题，同时也同样无法制作大于180度的弯曲电池。

技术实现要素：

本发明提供了一种能够加工任意弧度的弯曲电池的方法，以解决现有技术中弧形电池弯曲过程中容易起皱的问题。

本发明的技术方案如下：

一种弧形弯曲电池制作方法，所述弧形包括曲率半径相同及曲率半径变化的弧形，采用可以旋转的曲面上模，配合可形变下模，将待加工的电池置于上下模之间，上模旋转来回滚压电池，滚压过程中逐渐增加上下模的之间的压力，下模随压力形变配合电池弯曲，最终将电池滚压成所需的弧度。

优选的，所述滚压过程中采用分级多次滚压方式，逐步增大弯曲程度实现电池弯曲。

优选的，滚压过程中通过在电池不同位置施加不同的压力，形成曲率半径不同的弯曲电池，或者通过添加连续变化的压力配合滚压次数形成连续曲率半径变化的弯曲电池。

优选的，待加工电池在滚压运动过程中相对上下模表面接触点或接触面的摩擦为静摩擦；或者滚压过程中，上模在待加工的电池上来回转动滚压，下模与上模以同线速度跟随运动。

具体的，所述待加工的电池包括平面型电池及已经具有一定弧度的电池。

本发明同时要求保护用于制作弧形弯曲电池的滚压模具，所述模具包括上模及下模，所述上模为截面是圆或环状的光滑曲面以及非闭合的光滑柱状曲面。

优选的，所述上模曲率半径可调整以满足电池成型过程中不同弯曲程度对上模的尺寸需求。更优选的，所述上模表面曲率半径小于或等于待加工电池表面最终加工后的曲率半径。

所述下模包括可左右摇摆或者旋转的平面型、圆柱型、或凹、凸状可形变模具。

或者，所述下模包括通过外力可以产生形变的带状、环状、块状物体及弹性装置；其中带状下模的形变程度通过将其固定的可左右移动的非弹性装置控制。

再或者，所述下模包括刚性可形变材料及弹性张力装置，在外力作用下，弹性张力装置形变使刚性可形变材料逐步形变。

本发明也要求保护由上述方法及模具制得的电池，该电池包括电池本体，所述电池本体为具有一定曲率半径的弧形弯曲电池。

进一步的，所述电池本体曲率半径逐渐变化形成螺旋。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明通过特制的上下模，通过上下模旋转滚压，且滚压过程中分级逐步增加压力，使得每一次滚压过程中，电池只产生微小的形变，从而使得电池弯曲时每一点弯曲的力度与弯曲程度变化均匀一致，有效保证电池弯曲过程中表面光滑不起皱；另外，通过对电池不同段进行不同压力的控制与滚压次数的控制，可以控制电池不同位置的弧度，从而实现同一电池的不同曲率半径的弯曲特性，形成多样的电池结构，例如螺旋形电池。

附图说明

图1 为本发明所述方法中一种模具的结构实施例实现滚压的流程图；

图2 为本发明所述方法中模具的结构实施例二实现滚压的流程图；

图3 为本发明所述方法中模具的结构实施例三实现滚压的流程图；

图4 为本发明所述上模结构实施例二示意图；

图5为本发明所述上模结构实施例三示意图；

图6 为本发明所述上模结构实施例四示意图；

图7为采用本发明所述方法制得的电池结构实施例一；

图8为采用本发明所述方法制得的电池结构实施例二；

图9为本发明所述方法中模具结构实施例四工作状态示意图。

具体实施方式

为便于本领域技术人员理解本发明，下面将结合具体实施例和附图对本发明作进一步详细描述。

本发明所述弧形弯曲电池制作方法是采用特制的上下模结构，通过上下模配合旋转滚压对电池进行弯曲，其主旨体现在滚压过程中对待加工的电池进行逐步增加滚压压力的方式，使电池逐渐变形。且采用分级多次滚压方式，每一次滚压过程中，电池只产生微小的形变，比如可设定每次滚压后使电池外曲面与平面夹角小于等于10度，如图1所示。从而使得电池弯曲时每一点弯曲的力度与弯曲程度变化均匀一致，保证电池弯曲后表面光滑不起皱。另外，通过对电池不同段进行不同压力的控制与滚压次数的控制，可以控制电池不同位置的弧度，从而实现同一电池的不同曲率半径的弯曲特性，形成多样的电池结构，例如螺旋形电池。

本发明所述的模具包括上模和下模。上模结构如附图所示，图1中给出了圆柱状上模10，其横截面为圆形，配合平面型下模20，平面型下模包括底部的支撑装置22及设在支撑装置上表面的弹性材料21，二者配合，滚压时，只有上模滚动，而下模相对电池不动。上模滚压时向下施力，弹性材料21受力形变适应电池形变，逐步对电池进行滚压弯曲。图中箭头表示上模的运动方向，上模可转动，可左右平移，可上下运动及向下施压。图5中，上模为截面具有缺口的圆形圆柱面，其与下模的配合方式及和运动方式同图1所示的实施例1，呈一定角度旋转摆动进行滚压。图6中，上模包括截面具有缺口的环状柱面11和锥台状模塞12，通过将锥台状模塞12塞入上模柱面11内环，改变柱面11曲率，可适应不同曲率半径的电池滚压。图7中，上模采用截面具有缺口的环状柱面11’，配合开口逐渐变大的模套12’，使用时，将模套12’套接在上模柱面11’缺口处，也可以实现改变柱面曲率，适应不同曲率半径的电池滚压。

图2为本发明所述方法中模具的结构实施例二实现滚压的流程图。图中给出了圆柱状上模，其横截面为圆形，配合圆柱状下模，下模外表面设置弹性材料，二者配合，滚压时，上模和下模均可滚动，上模滚动时，下模与其同线速度跟随运动，逐步对电池进行滚压弯曲。图中箭头表示上模的运动方向，上模可转动，可上下运动及向下施压，但不需要左右运动。

图3为本发明所述方法中模具的结构实施例三实现滚压的流程图。图中给出了圆柱状上模，其横截面为圆形，下模还可以包括两根相对距离可变的支撑柱及一连接在两支撑柱之上的刚性可弯曲形变的带状物体；上模旋转滚压过程中，两支撑柱逐渐靠近使刚性可弯曲的带状物体弯曲适应滚压。上模滚动下压时，两支撑柱逐步向内靠近适应电池弯曲，下模的刚性可弯曲形变的带状物体会随待加工的电池相应发生形变，逐步对电池进行滚压弯曲。图中箭头表示上模的运动方向，上模可转动，可左右运动，可上下运动及向下施压。

如图4所示，与实施例三类似的，该实施例中采用圆柱状上模，其横截面为圆形。下模包括两根可弯曲弹性形变的支撑柱及一连接在两弹性支撑柱之上的刚性可弯曲形变的带状物体；上模旋转滚压过程中，两支撑柱向内形变弯曲，使其形成弹性张力，弹性张力施加在带状物体上，随着弹性支撑柱弯曲程度增加张力增加，带状物体的张力也随之增加，同时刚性可弯曲的带状物体受压弯曲适应滚压。

通过本发明所述方法，可制得任意弧度的弯曲电池，例如接近360度弯曲的电池，如图8所示；并且还可制成曲率半径逐渐变化的螺旋电池，如图9所示。本发明也要求保护这两种电池的结构。

本发明的描述是结合以上具体实施例进行的，但是，熟悉本领域的技术人员能够根据上述的内容进行许多微小的显而易见的替换、修改和变化，这些都应属于本发明所要求保护的范围内。