动力电池用极耳金属带定位加热机构及极耳加热成型方法与流程

本发明属于电池极耳制造技术领域，更具体地说，本发明涉及一种动力电池用极耳金属带定位加热机构及极耳加热成型方法。

背景技术：

动力电池是纯电动汽车的关键零部件，而动力电池极耳则是动力电池的关键零部件，因此对动力电池极耳的需求随着纯电动汽车行业的爆发式增长而同步增长。现有技术中动力电池极耳的制备存在以下问题：动力极耳全自动生产线涉及到数量庞大的工装夹具。工装夹具的设计水平对生产效率，产品成本和品质水平影响巨大。其中，传统的预热定位机构存在沟槽固定，只适应单种宽度的金属带，不同规格产品要不同尺寸的夹具，造成生产管理麻烦，并且浪费资源。国内动力极耳厂商的生产工艺通常采用热平压方式直接对金属带及极耳cpp胶进行加压加热，使其熔合在一起。由于加热时间长，高温发热模直接传热到cpp极耳胶后才传热到金属带，使cpp胶处于溶熔状态才能同金属带熔合在一起，这样不但生产时间长，并且极易破坏cpp极耳胶表层胶内部的分子结构，造成后续锂电池生产加工极耳同铝塑膜封装中熔合不稳定，极易造成锂电池漏液、涨气等质量隐患。

因此，有必要提供一种技术手段以解决上述缺陷。

技术实现要素：

本发明旨在至少一定程度上解决现有技术存在的上述问题，改善工装夹具提升生产效率和产品品质，提升极耳的耐电解液腐蚀性能，严格控制极耳边缘毛刺的尺寸大小，提高极耳关键尺寸的一致性，提高金属带转接焊接的可靠性。

为此，根据本发明第一方面，本发明一个实施例提供一种动力电池用极耳金属带定位加热机构，所述定位加热机构包括加热基座和加热机构，所述加热基座上设有凹槽，所述加热机构上设有与所述凹槽卡接配合的凸部，所述加热机构上设置有夹持装置，所述夹持装置包括可调节夹具，所述可调节夹具包括第一夹具和第二夹具，所述第一夹头和第二夹头之间的夹持空间可调，所述夹持空间用于容纳极耳金属带。

在某些实施例中，所述加热基座包括基座本体和基座凸部，所述基座凸部设置在基座本体的一侧面上，所述基座凸部与所述基座本体的一侧面之间形成所述凹槽；所述加热机构包括第一本体和第二本体，所述凸部包括第一本体凸部和第二本体凸部，所述第一本体凸部设置在所述第一本体上，所述第二本体凸部设置在所述第二本体上，所述第一本体凸部和第二本体凸部与所述凹槽卡接配合以将所述加热机构固定在所述加热基座上。

在某些实施例中，所述第一夹具设置在所述第一本体的一侧部上，所述第二夹具设置在所述第二本体上。

在某些实施例中，所述第一本体凸部和第二本体凸部均与所述凹槽可移动卡接配合，所述第一本体凸部和第二本体凸部在所述凹槽内可相对凹槽滑动以调节所述夹持空间的大小。

在某些实施例中，所述基座凸部为l型结构，所述l型结构与所述加热基座一体形成，所述l型结构上设置有基座凸部连接孔，所述第一本体凸部和第二本体凸部上分别设置有所述第一本体凸部连接孔和第二本体凸部连接孔，所述基座凸部连接孔分别与所述第一本体凸部连接孔和第二本体凸部连接孔通过连接件连接以将所述加热机构在所述加热基座上。

在某些实施例中，所述加热机构还包括加热装置。

作为同一发明构思，根据本发明第二方面，本发明另一个实施例提供一种动力电池用极耳的加热成型方法，其包括第一方面所述的动力电池用极耳金属带定位加热机构，所述方法包括如下步骤：

1)采用轧辊碾压金属带边缘的方法来消除原材料金属带的毛刺；

2)将消除毛刺后的金属带放置在所述夹持空间中，并调整所述加热机构的第一本体凸部和第二本体凸部相对于所述凹槽的位置，以使得所述加热机构的第一夹具和第二夹具夹持所述金属带，并用连接件将所述加热机构固定在所述加热基座上；

3)使用加热装置对金属带进行加热，加使得金属带表面温度达到极耳胶的熔点温度；

4)把极耳胶贴合在已经加热的金属上，让极耳胶和金属带熔合在一起后，加热装置停止加热，热压装置停止热压动作，极耳胶和金属带冷却凝固。

在某些实施例中，所述把极耳胶贴合在已经加热的金属上包括采用热压装置将极耳胶与金属带热压进行热压贴合，所述热压装置设有上下两个同步相向运动的热压板，分别将极耳胶热压贴合在所述金属带的两面。

在某些实施例中，每个所述热压板的左右两侧分别设置一个加热装置，所述热压封头的工作温度大于等于极耳胶的软化点温度而小于极耳胶条的熔点温度，所述加热装置的工作温度大于极耳胶条的熔点温度。

在某些实施例中，所述冷却凝固包括使用冷压装置对所述加热装置进行冷却，对应每个加热装置外设置一个冷却装置，冷却时冷压装置压接对应的加热装置。

与现有技术相比，实施本发明的加热装置及加热成型方法具有以下优点：

1)将加热定位机构设置为自由调节式的定位夹具以适应不同金属带宽度型号的产品，提高生产效率和产品尺寸控制的一致性。

2)采用轧辊碾压金属带边缘的方法来消除原材料金属带的毛刺，控制极耳边缘毛刺的尺寸大小。

3)采用内加热方式，通过先对极耳金属带进行加热，使其温度达到极耳胶的溶熔温度，然后使极耳胶一面处于溶熔状态同金属带粘合在一起，达到金属带与极耳胶熔合在一起的目的。

附图说明

根据仅作为示例并参照附图给出的断路器实施例的以下描述，本发明将被更好地理解，并且后者的其它优点将更清楚地显现，其中：

图1为背景技术传统动力电池用极耳金属带定位加热机构结构示意图；

图2为本发明实施例加热基座结构示意图；

图3为本发明实施例加热机构结构示意图；

图4为本发明实施例定位加热机构的装配示意图；

图5为本发明实施例金属带固定在夹具上结构示意图；

图6为本发明实施例对金属带进行加热示意图；

图7为本发明实施例用极耳胶贴合在已加热的金属带上示意图；

图中，基座本体1，基座凸部2，凹槽3，第一本体4，第二本体5，第一本体凸部6，第二本体凸部7，第一夹具8，第二夹具9，金属带10，加热装置11，极耳胶12。

具体实施方式

为了使本发明的实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图对本发明的实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。

除非另作定义，本文使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内普通技术人员所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同物，而不排除其他元件或者物件。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变，并且仅是为了描述方便而非对本发明的限制。

图1-4为本发明一较佳实施方式所示的一种动力电池用极耳金属带10定位加热机构，所述定位加热机构包括加热基座和加热机构，所述加热基座上设有凹槽3，所述加热机构上设有与所述凹槽3卡接配合的凸部，所述加热机构上设置有夹持装置，所述夹持装置包括可调节夹具，所述可调节夹具包括第一夹具8和第二夹具9，所述第一夹头和第二夹头之间的夹持空间可调，所述夹持空间用于容纳极耳金属带10。其中，所述加热机构用于为极耳金属带10进行加热，以便于极耳胶12能够粘贴在所述极耳金属带10的表面上。且由于加热机构与加热基座通过凸部和凹槽3的卡接配合实现连接，使得整个动力电池用极耳金属带10定位加热机构的组装变得十分简便，凸部和凹槽3的卡接配合的连接方式也使得加热机构和加热基座之间的位置关系可以适应性地调整，以及设置了可调节夹具，使得夹持空间可以根据金属带10尺寸进行调整，以便更好地适应不同金属带10的固定和加热。

在某些实施例中，所述加热基座包括基座本体1和基座凸部2，所述基座凸部2设置在基座本体1的一侧面上，所述基座凸部2与所述基座本体1的一侧面之间形成所述凹槽3；所述加热机构包括第一本体4和第二本体5，所述凸部包括第一本体凸部6和第二本体凸部7，所述第一本体凸部6设置在所述第一本体4上，所述第二本体凸部7设置在所述第二本体5上，所述第一本体凸部6和第二本体凸部7与所述凹槽3卡接配合以将所述加热机构固定在所述加热基座上。具体地，设置两个本体凸部的目的在于，平衡受力，使得加热机构在夹持所述金属带10时能够更好地支撑金属带10。

在某些实施例中，所述第一夹具8设置在所述第一本体4的一侧部上，所述第二夹具9设置在所述第二本体5上。本发明实施例中，第一本体4和第二本体5是分离设置的，两者没有连接关系，使得第一夹具8和第二夹具9之间的夹持空间可以通过调整第一本体4和第二本体5相对于所述加热基座的位置来进行调整。

具体地，所述第一本体凸部6和第二本体凸部7均与所述凹槽3可移动卡接配合，所述第一本体凸部6和第二本体凸部7在所述凹槽3内可相对凹槽3滑动以调节所述夹持空间的大小，此处第一本体凸部6和第二本体凸部7被设置成一个滑块，所述凹槽3被设置成一个长条形的滑槽，所述滑块可以在所述滑槽内相对于所述滑槽滑动。

在某些实施例中，所述基座凸部2为l型结构，所述l型结构与所述加热基座一体形成，所述l型结构上设置有基座凸部2连接孔，所述第一本体凸部6和第二本体凸部7上分别设置有所述第一本体凸部6连接孔和第二本体凸部7连接孔，所述基座凸部2连接孔分别与所述第一本体凸部6连接孔和第二本体凸部7连接孔通过连接件连接以将所述加热机构在所述加热基座上。其中，所述基座凸部2连接孔、第一本体凸部6连接孔和第二本体凸部7连接孔可以是螺纹孔，连接件可以是螺钉或螺栓。优选地，所述基座凸部2连接孔还可以是条形孔，条形孔的设置可以使得连接孔的对应连接更为简便。

在某些实施例中，所述加热机构还包括加热装置11，所述加热装置11用于加热极耳胶12和金属带10，使得极耳胶12可以融化并黏贴在所述金属带10的表面。优选地，所述加热装置11为发热模导热装置或导电电阻加热装置11或高频感应加热装置11等，当然，需要说明的是，其他类型的加热装置11也在本发明的保护范围之内，此处不对加热装置11的具体类型一一阐述。

如图5-7，本发明另一个实施例提供一种动力电池用极耳的加热成型方法，其包括第一方面所述的动力电池用极耳金属带10定位加热机构，所述方法包括如下步骤：

1)采用轧辊碾压金属带10边缘的方法来消除原材料金属带10的毛刺。

动力极耳边缘的毛刺如果超标，则在电池的使用过程中，毛刺有可能会刺破隔膜，造成微短路，可能会造成电池的发热起火，给电动汽车带来安全隐患。因此，行业对动力极耳边缘毛刺的控制要求极为严苛，通常需要控制到5微米之下。动力极耳所使用的原材料金属带10系供应商采用分条工艺加工而成，通常会有毛刺产生。因此本发明实施例首先采用轧辊碾压金属带10边缘的方法来消除原材料金属带10的毛刺，其中，轧辊为轧钢厂轧钢机上的重要零件，利用一对或一组轧辊滚动时产生的压力来轧碾钢材，轧辊为本领域技术人员所熟知的机械结构，因此本实施例中不对其进行详述，通过本实施例的描述，本领域技术人员可以清楚知道如何采用轧辊碾压金属带10边缘，并以此来消除原材料金属带10的毛刺。

2)将消除毛刺后的金属带10放置在所述夹持空间中，并调整所述加热机构的第一本体凸部6和第二本体凸部7相对于所述凹槽3的位置，以使得所述加热机构的第一夹具8和第二夹具9夹持所述金属带10，并用连接件将所述加热机构固定在所述加热基座上；

3)使用加热装置11对金属带10进行加热，加使得金属带10表面温度达到极耳胶12的熔点温度；

4)把极耳胶12贴合在已经加热的金属上，让极耳胶12和金属带10熔合在一起后，加热装置11停止加热，热压装置停止热压动作，极耳胶12和金属带10冷却凝固。

在某些实施例中，所述把极耳胶12贴合在已经加热的金属上包括采用热压装置(图中未示出)将极耳胶12与金属带10热压进行热压贴合，所述热压装置设有上下两个同步相向运动的热压板，分别将极耳胶12热压贴合在所述金属带10的两面。以使得极耳胶12条与金属带10的贴合更为紧密，并促进极耳胶12更好地粘结在所述金属带10的表面。

在某些实施例中，每个所述热压板的左右两侧分别设置一个加热装置11，所述热压板的工作温度大于等于极耳胶12的软化点温度而小于极耳胶12条的熔点温度，以使得被热压板压接的极耳胶12能够充分得到软化，以便于将极耳胶12贴合在所述金属带10上，同时避免极耳胶12和热压板连接的一面融化。所述加热装置11的工作温度大于极耳胶12条的熔点温度，以便于使得极耳胶12连接所述金属带10的一面融化，贴合在所述金属带10上。

在某些实施例中，所述冷却凝固包括使用冷压装置对所述加热装置11进行冷却，对应每个加热装置11外设置一个冷却装置(图中未示出)，冷却时冷压装置压接对应的加热装置11；利用冷却装置来对已经完成极耳胶12粘结的金属带10进行快速的降温。

极耳的耐电解液腐蚀性能由两方面因素决定：金属带10材钝化层的耐电解液腐蚀性能和极耳胶12与金属带10直接的熔接效果。因此在一个较佳实施例中，通过添加成膜稳定剂等化学试剂研发出耐电解液腐蚀的钝化液配方，具体地，所述钝化液的组成及工艺条件如下:

钝化液配方包括：钼酸钠:10-30g/l，硅酸钠:6-20g/l，改性水溶性丙烯酸:30-40g/l，植酸:5-12g/l。

钝化液制作工艺流程如下：

1)加入如上所述的钝化液组分；

2)空停时间：20-40s；

2)钝化时间：30-60s，钝化温度为40-70℃；

3)烘干时间:10-25min，烘干温度:40-60℃；

4)得到ph值为2-5的钝化液。

通过上述描述可知，本发明的加热装置11及加热成型方法具有以下有益效果：

1)将加热定位机构设置为自由调节式的定位夹具以适应不同金属带10宽度型号的产品，提高生产效率和产品尺寸控制的一致性。

2)采用轧辊碾压金属带10边缘的方法来消除原材料金属带10的毛刺，控制极耳边缘毛刺的尺寸大小。

3)采用内加热方式，通过先对极耳金属带10进行加热，使其温度达到极耳胶12的溶熔温度，然后使极耳胶12一面处于溶熔状态同金属带10粘合在一起，达到金属带10与极耳胶12熔合在一起的目的。

参考具体实施方式，尽管本发明已经在说明书和附图中进行了说明，但应当理解，在不脱离权利要求中所限定的本发明范围的情况下，所属技术领域人员可作出多种改变以及多种等同物可替代其中多种元件。而且，本文中具体实施方式之间的技术特征、元件和/或功能的组合和搭配是清楚明晰的，因此根据这些所公开的内容，所属技术领域人员能够领会到实施方式中的技术特征、元件和/或功能可以视情况被结合到另一个具体实施方式中，除非上述内容有另外的描述。此外，根据本发明的教导，在不脱离本发明本质的范围，适应特殊的情形或材料可以作出许多改变。因此，本发明并不限于附图所图解的个别的具体实施方式，以及说明书中所描述的作为目前为实施本发明所设想的最佳实施方式的具体实施方式，而本发明意旨包括落入上述说明书和所附的权利要求范围内的所有的实施方式。