一种利用热膨胀系数差异制作弧形电池的加工装置及方法与流程

本发明涉及新能源弧形锂电池的制备技术，特别涉及一种利用热膨胀系数差异制作弧形电池的加工装置及方法。

背景技术：

现有弧形电池由弧形卷芯和用于包覆弧形卷芯的铝塑包装膜组成，而弧形卷芯由正极、负极和隔膜经过卷绕组合在一起，铝塑膜上设置有卷芯放置凹槽和气囊带，用铝塑膜将弧形卷芯包裹，再经过热封形成弧形电池。

现有软包装锂离子电池制作弧形电池通常都是通过卷绕形成弧形，卷绕过程较为复杂，影响软包装弧形电池的制作效率。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种利用热膨胀系数差异制作弧形电池的加工装置及方法。本发明加工方法比较简单，提高了弧形电池的制作效率。

为实现上述目的，本发明的具体技术方案如下：

一种利用热膨胀系数差异制作弧形电池的加工装置，包括：弧形限形板、铝夹板、黄铜夹板、若干支撑棒、若干双重伸缩圆柱、支撑板；所述铝夹板底部设有容纳电池的开口槽，所述黄铜夹板嵌入开口槽内并承载电池，所述弧形限形板置于铝夹板顶部，所述支撑板置于铝夹板正下方，若干所述支撑棒设置在支撑板与铝夹板之间，若干双重伸缩圆柱设置在支撑板与黄铜夹板之间；每一双重伸缩圆柱包括一外圈的低膨胀金属棒和一内圈且向上延长的高膨胀金属棒，在受热时内圈的高膨胀金属棒向上伸长给顶部的黄铜夹板施加外力将电池制备成弧形电池。

优选地，所述低膨胀金属棒为铬钢，所述高膨胀金属棒为紫铜圆柱；在温度为0-100℃时，铬钢的膨胀系数为11.2(10^-6/℃)，紫铜圆柱的膨胀系数为17.2(10^-6/℃)。

优选地，所述支撑棒数量有4根，设置在支撑板四角。

优选地，所述双重伸缩圆柱数量有7根，设置在黄铜夹板中部，7根双重伸缩圆柱中的一根设置在中心，另6根呈正六边形环绕在其周围设置。

本发明还提供应用上述装置的加工方法，包括步骤：

将化成后的电池放在铝夹板和黄铜夹板之间，将上述装置放进烘烤箱，设置加热温度为60-90℃，加热时间为2-6h；

加热结束后将电池取出，放置在弧形模具中冷却至室温，形成弧形电池。

优选地，所述加热温度为85℃，加热时间为4h。

本发明为平电池加工成弧形电池的制作方法，该方法主要是利用铝夹板、黄铜夹板、紫铜板、铬钢之间的不同膨胀系数，在温度的上升过程中，紫铜会向上伸长给黄铜夹板一个力，而黄铜夹板也会随温度变形向上弯曲推动电池，与此同时铝夹板也会向弧形限形板变形，在温度为85℃加热4h之后，形成弧形电池。本发明是一种弧形电池的加工方法，其具备以下优点：

1、本发明装置简单，易于操作；

2、相比于传统弧形电池在卷绕电池时将电池做成弧形效率较高；

3、用该方法电池除了受夹板热膨胀的力之外，还受双重伸缩圆柱向上的力，使得电池受力均匀，使做出的弧形电池比较均一。

附图说明

图1为本发明加工装置结构示意图；

图2为本发明加工装置正视图；

图3为本发明加工装置中双重伸缩圆柱结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本发明进一步说明。

参照图1至图3，本发明提供一种一种利用热膨胀系数差异制作弧形电池的加工装置，包括：弧形限形板1、铝夹板2、黄铜夹板4、若干支撑棒5、若干双重伸缩圆柱6、支撑板7；所述铝夹板2底部设有容纳电池3的开口槽，所述黄铜夹板4嵌入开口槽内并承载电池3，所述弧形限形板1置于铝夹板2顶部，所述支撑板7置于铝夹板2正下方，若干所述支撑棒5设置在支撑板7与铝夹板2之间，若干双重伸缩圆柱6设置在支撑板7与黄铜夹板4之间；每一双重伸缩圆柱6包括一外圈的低膨胀金属棒9和一内圈且向上延长的高膨胀金属棒8，在受热时内圈的高膨胀金属棒8向上伸长给顶部的黄铜夹板4施加外力将电池3制备成弧形电池。

作为本发明一优选实施例，所述低膨胀金属棒为铬钢，所述高膨胀金属棒为紫铜圆柱；在温度为0-100℃时，铬钢的膨胀系数为11.2(10^-6/℃)，紫铜圆柱的膨胀系数为17.2(10^-6/℃)。在受热时紫铜圆柱会发生变形，而在其外层的铬钢圆柱变形较小，同时阻止紫铜圆柱横向变大，使紫铜圆柱只往上伸长，在伸长的过程中给黄铜夹板4一个外力，使得黄铜夹板4往电池3弯曲。

作为本发明一优选实施例，所述支撑棒数量有4根，设置在支撑板四角。

作为本发明一优选实施例，所述双重伸缩圆柱数量有7根，设置在黄铜夹板中部，7根双重伸缩圆柱中的一根设置在中心，另6根呈正六边形环绕在其周围设置。

本发明中，弧形限形板1主要是固定电池3的弯曲程度，例如，弧形限形板1最高点50mm，制作出的弧形电池弯曲程度最高50mm。铝夹板2在温度为0-100℃时，铝夹板2热膨胀系数为23(10^-6/℃)，在加热时铝夹板2就会随温度的升高向弧形限形板1弯曲成弧形。黄铜夹板4在温度为20-100℃时黄铜的热膨胀系数为18(10^-6/℃)，黄铜夹板4一方面是保护电池3表面不被双重伸缩圆柱6破坏，保护电池3的完整，另一方面黄铜夹板4在受热到一定温度时会随温度的升高而往电池方向发生变形，给电池一个往上的力，使得电池3也会慢慢发生变形。

本发明还提供应用上述装置的加工方法，包括步骤：

将化成后的电池放在铝夹板和黄铜夹板之间，将上述装置放进烘烤箱，设置加热温度为60-90℃，加热时间为2-6h；

加热结束后将电池取出，放置在弧形模具中冷却至室温，形成弧形电池。

作为本发明一优选实施例，所述加热温度为85℃，加热时间为4h。

上述加工方法的具体步骤如下：

1)电池从配料开始一直做到化成，形成电池半成品。化成后的电池需进行夹具backing才能定形成弧形电池；

2)将化成后电池放在铝夹板和黄铜夹板之间，然后按图1电池定型装置(即本发明的加工装置)安装好，铝夹板、电池、黄铜夹板叠加在一起，将弧形限形板放于其之上，双重收缩圆柱置于支撑板中间；

3)将装置放进烘烤箱，设置温度为85℃；

4)当温度升到85℃后，紫铜圆柱到达其热膨胀系数17.2(10^-6/℃)时便开始向上伸长推动黄铜板，而黄铜夹板在到达热膨胀系数18(10^-6/℃)也开始慢慢变形向上弯曲，随之到达铝夹板热膨胀系数23(10^-6/℃)也会开始向弧形限形板弯曲；在85℃下加热4小时左右；

5)加热结束后将电池从定型装置取出放入弧形模具中冷却至室温，形成弧形电池。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

技术特征：

技术总结
本发明公开一种利用热膨胀系数差异制作弧形电池的加工装置及方法，该加工装置包括：弧形限形板、铝夹板、黄铜夹板、若干支撑棒、若干双重伸缩圆柱、支撑板；每一双重伸缩圆柱包括一外圈的低膨胀金属棒和一内圈且向上延长的高膨胀金属棒，在受热时内圈的高膨胀金属棒向上伸长给顶部的黄铜夹板施加外力将电池制备成弧形电池。本发明加工装置简单，易于操作；相比于传统弧形电池在卷绕电池时将电池做成弧形效率较高；用该方法电池除了受夹板热膨胀的力之外，还受双重伸缩圆柱向上的力，使得电池受力均匀，使做出的弧形电池比较均一。

技术研发人员：王建彬;杨万光;黄金兰
受保护的技术使用者：广东天劲新能源科技股份有限公司
技术研发日：2019.05.31
技术公布日：2019.08.20