一种动力电池顶盖的加工工艺的制作方法

本发明涉及动力电池领域，尤其涉及一种动力电池顶盖的加工工艺。

背景技术：

动力电池是新能源电池的重要组成部分，其最大优点是能量高、无污染；是新能源汽车及储能电站的发展方向，因而电池的安全用性能尤为重要，而动力电池顶盖的密封是电池安全的重要保障。

目前市场应用的动力电池顶盖通常包括：开设有两个安装孔的顶盖片，穿设于安装孔中的正极柱和负极柱，分别与正极柱和负极柱铆接的正极铆接压块、负极铆接压块。其中，负极柱包括负极柱体和连接于负极柱体底部的负极底板，负极柱底板采用铜材制成、负极柱体采用铝材制成，负极铆接压块整体采用铝材制成，其上开设有与负极柱相适配的焊接孔，在负极柱穿出对应安装孔后再穿入焊接孔，负极柱与负极铆接块在接触部位通过摩擦焊接成一体。这种传统的摩擦焊接方式，不仅焊接工艺复杂，而且无法保证整个负极结构的稳定性和性能。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种动力电池顶盖的加工工艺，克服现有技术存在的焊接工艺复杂、可靠性差等缺陷。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种动力电池顶盖的加工工艺，所述动力电池顶盖包括顶盖片、负极柱和负极铆接块，所述顶盖片上开设有由其顶面贯穿至底面的第一安装孔，所述负极柱包括负极柱体以及连接于负极柱体底部的负极底板；所述加工工艺包括所述负极铆接块的加工步骤；

所述负极铆接块的加工步骤包括：

采用铝材制成铝板本体，采用铜材制成环形铜柱；

将所述环形铜柱铆压嵌入铝板本体内，形成一与所述负极柱相适配的第二安装孔，且使所述环形铜柱的内壁形成为所述安装孔的全部或者部分内壁。

可选的，所述加工工艺还包括所述负极柱的加工步骤；

所述负极柱的加工步骤包括：采用铜材一体成型所述负极柱体和连接于负极柱体底部的负极底板。

可选的，所述加工工艺还包括将所述负极柱与负极铆接块、顶盖片装配成一体的步骤：

所述将负极柱与负极铆接块、顶盖片装配成一体的步骤包括：

将所述负极铆接块叠放于所述顶盖片之上，且使得所述第一安装孔与第二安装孔的位置相对应；

将所述负极柱的负极柱体穿过所述第一安装孔后穿入第一安装孔；

将所述负极柱体与所述环形铜柱焊接成一体。

可选的，在将所述负极柱体与所述环形铜柱焊接成一体的步骤中，采用激光焊接方式。

可选的，所述采用铝材制成铝板本体的方法具体包括：

制作呈长方体结构的铝板本体；

在所述铝板本体上，由其顶面至底面依次开设相互连通的具有同一中心轴的第一通孔和第二通孔，且所述第一通孔的内径大于第二通孔的内径。

可选的，在所述采用铜材制成环形铜柱的步骤中，控制所述环形铜柱的外径等于第一通孔的内径、所述环形铜柱的内径等于第二通孔的内径、所述环形铜柱的高度不大于第一通孔的高度。

可选的，在所述采用铜材制成环形铜柱的步骤中还包括：

在所述环形铜柱的顶端，由其外圆周水平向外增设一外缘部；

在所述环形铜柱的外周壁上，紧邻外缘部的下方位置开设环形凹槽。

可选的，所述将环形铜柱铆压嵌入铝板本体内的步骤包括：

将所述环形铜柱放入铝板本体的第一通孔，使得所述环形铜柱的外缘部位于第一通孔外、所述环形铜柱的位于外缘部下方的部分伸入第一通孔内；

采用冷压工艺，将所述环形铜柱完全铆压入铝板本体的第一通孔内；在铆压过程中，所述铝板本体上在其与所述外缘部相抵靠的区域，因挤压变形形成一与所述环形凹槽相适配的凸出部并卡入所述环形凹槽。

可选的，在将所述负极柱与负极铆接块、顶盖片装配成一体的步骤中还包括：在将所述负极柱的负极柱体穿过所述第一安装孔之前，在所述负极柱体的外周套设一密封圈。

可选的，所述加工工艺还包括：在所述铝板本体的底面设置若干定位柱，在所述顶盖片的顶面开设若干与所述定位柱相适配的定位孔。

本发明的有益效果：

本发明实施例中，采用冷压工艺将环形铜柱和铝板主体铆压制成负极铆接块，使得环形铜柱和铝板主体形成过盈得包容与被包容得整体，提高了整体的牢固性和电阻性能；将焊接区域同材质的负极铆接块与负极柱采用激光焊接方式，不仅简化了焊接工艺，而且提高了产品的整体性能和稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的电池顶盖的正面结构视图；

图2为本发明实施例提供的电池顶盖的背面结构视图；

图3为本发明实施例提供的电池顶盖的侧视图；

图4为本发明实施例提供的电池顶盖在负极柱体焊接前的剖视图；

图5为本发明实施例提供的电池顶盖在负极柱体焊接后的剖视图；

图6为本发明实施例提供的负极铆接块的立体图；

图7为本发明实施例提供的负极铆接块的加工工艺流程图；

图8为本发明实施例提供的负极铆接块在铆压前的剖视图；

图9为本发明实施例提供的负极铆接块在铆压后的剖视图；

图10为本发明实施例提供的负极柱的立体图；

图11为本发明实施例提供的负极铆接块、负极柱、顶盖片的装配工艺流程图；

图示说明：顶盖片1、正极柱2、负极柱3、正极铆接块4、负极铆接块5、正极柱体21、正极底板22、负极柱体31、负极底板32、铝板本体51、环形铜柱52、第二安装孔53、密封圈6、绝缘塑胶板7、防爆装置8。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

请参阅图1至图5，图1至图5分别是本实施例提供的动力电池顶盖的正面结构视图、背面结构视图、侧视图和焊接前后的剖视图，由图可示，本实施例的动力电池顶盖包括：顶盖片1、正极柱2、负极柱3、正极铆接块4、负极铆接块5。

其中，顶盖片1为片状结构，其包括顶面和与顶面相对的底面，以及两个由顶面贯穿至底面的用于安装极柱的第一安装孔。

正极柱2包括正极柱体21和连接于正极柱体21底部的正极底板22，负极柱3包括负极柱体31和连接于负极柱体31底部的负极底板32；正极柱2的正极柱体21和负极柱3的负极柱体31分别穿设在对应的第一安装孔中，且正极柱体21和负极柱体31的上端超出顶盖片1的顶面、正极底板22和负极底板32位于顶盖片1的底面下方。

正极柱2的正极柱体21穿出对应第一安装孔后与正极铆接块4铆接，负极柱3的负极柱体31穿出对应第一安装孔后与负极铆接块4铆接。

请参阅图6，图6为本实施例提供的负极铆接块5的立体图。

负极铆接块5包括由铝材制成的铝板本体51和由铜材制成的环形铜柱52。环形铜柱52采用冷压工艺铆压入铝板本体51内，形成一与负极柱体31相适配的第二安装孔53，负极柱3的负极柱体31穿出对应第一安装孔后再穿入第二安装孔53，之后将负极柱体31与环形铜柱5通过激光焊接连接。

具体地，铝板本体51上，由其顶面至底面依次开设有连通的第一通孔和第二通孔，第一通孔和第二通孔的中心轴相同，且第一通孔的内径大于第二通孔的内径。环形铜柱52的外径等于第一通孔的内径，环形铜柱52的内径等于第二通孔的内径，环形铜柱52的高度略小于第一通孔的高度；环形铜柱52的顶端，沿其圆周水平向外延伸形成有凸出第一通孔外的外缘部；环形铜柱52的外周壁上，紧邻外缘部的下方位置形成有环形凹槽。

为形成上述结构，如图7所示，负极铆接块5的具体加工工艺具体为：

步骤101、采用铝材制成铝板本体51：先制作呈长方体结构的铝板本体51；再在铝板本体51上，由其顶面至底面依次开设相互连通的具有同一中心轴的第一通孔和第二通孔，且第一通孔的内径大于第二通孔的内径；

步骤102、采用铜材制成环形铜柱52，控制环形铜柱52的外径等于第一通孔的内径、环形铜柱52的内径等于第二通孔的内径、环形铜柱52的高度不大于第一通孔的高度；

步骤103、如图8所示，将环形铜柱52放入铝板本体51上的第一通孔；此时，位于环形铜柱52顶端的外缘部挂靠在铝板本体51上第一通孔的周边位置，外缘部下端的部分伸入第一通孔内；

步骤104、采用冷压工艺，将环形铜柱52完全压入铝板本体51上的第一通孔内，如图9所示；由于铜的硬度比铝的硬度高，所以在冷压过程中，铝板本体51上，在其与环形铜柱52的外缘部相抵靠的区域，因为挤压产生变形，形成一与凹槽相适配的凸出部并卡入凹槽，从而使得铝板本体51与环形铜柱52自动卡合，保证了两者装配的良好稳定性。

在环形铜柱52压入铝板本体51的第一通孔后，环形铜柱52内的第三通孔与铝板本体51的第二通孔贯通铝板本体51的顶面和底面，组合形成上述与负极柱3的负极柱体31相适配的第二安装孔53。

在铆压过程中，为了对环形铜柱52进行良好的限位，可在铝板本体51的第一通孔的底部内设置第一斜面，在环形铜柱52的底部设置第二斜面，第一斜面与第二斜面相互配合实现限位功能。当然，在其他实施例中，还可采用其他限位机构，以实现对环形铜柱52的限位功能，不局限于此。

此外，还可在铝板本体51的底面增设定位柱，在顶盖片1的顶面开设与定位柱适配的定位孔，优选的定位柱的数量为至少两个，沿第一通孔的圆周均匀分布。这样，在装配时可以将负极铆接块5快速准确地叠放在顶盖片1之上，使得负极铆接块5的第二安装孔53与顶盖片1的第一安装孔保持上下一致，方便负极柱3的装配。

请参阅图10，图10所示为本实施例提供的负极柱3的立体图。

本实施例中，负极柱3包括负极柱体31和连接于负极柱体31底部的负极底板32，负极主体31和负极底板32均为铜材。

该负极柱3的加工工艺为：采用铜材一体成型负极柱体31和连接于负极柱体31底部的负极底板32。

综上，如图11所示，负极柱3与顶盖片1、负极铆接块5的装配工艺为：

步骤201、将负极铆接块5叠放在顶盖片1之上，使得负极铆接块5的第二安装孔53与顶盖片1的第一安装孔保持上下一致；

步骤202、将负极柱3穿过顶盖片1的第一安装孔并穿入第二安装孔53；

步骤203、将负极主体31与环形铜柱52激光焊接，至此负极柱3与顶盖片1、负极铆接块5装配成一整体。

明显地，第二安装孔53内壁的上半部分为铜材，而穿入第二安装孔53的负极主体31也为铜材，由于两者为相同材质，因而可以采用普通的激光焊接技术，与传统的摩擦焊接方式相比，不仅可大大简化焊接工艺，而且提升了焊接后的产品性能。

本实施例中，动力电池顶盖还包括密封圈6、绝缘塑胶板7、防爆装置8。其中，密封圈套设在负极柱3的负极主体31上，在负极柱3的负极主体31穿入顶盖片1的第一安装孔时，密封圈抵靠于负极柱3的负极底板32与顶盖片1之间，实现良好的密封效果。绝缘塑胶板上形成有与负极底板32相适配的卡位，在装配过程中，负极柱3先与绝缘塑胶板装配成一体，再与顶盖片1、负极铆接块5装配连接，这样可提高装配的准确性，保证产品品质的一致性。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。