一种一体化电极加工设备的制作方法

本发明涉及电化学储能，具体涉及一种一体化电极加工设备。

背景技术：

1、随着信息技术、电子产品和新能源汽车等领域中新技术的迅速产生和发展，储能电容器的研究与开发愈来愈得到关注。储能电容器是介于传统电容器和充电电池之间的一种新型储能装置，它既具有电容的大电流快速充放电特性，同时又具有电池的储能特性，其容量可达几千法拉。与传统电容器相比，储能电容器具有较高的容量，而与蓄电池相比，它具有充电速度快、能量密度高、工作温度范围宽和循环寿命长等优点，且对环境无污染，尤其适合于高频次、大功率和高能量充放电的应用领域，因此在轨道交通、风力发电、公交大巴、电动汽车、智能电网等国家战略性新兴产业具有广泛的市场需求。

2、目前储能电容器的负极引出机构主要包括负极柱、转接盘、集流片和盖板。如公告号为cn214280154u的中国专利文献所公开的储能电容器，壳体内插装有电芯，电芯的顶端通过负极集流盘固定连接有负极盖板组件，电芯的底端通过正极集流盘固定连接有正极盖板组件；负极盖板组件包括负极柱组件、第一盖板、第一绝缘件、第二绝缘件；负极柱组件包括极柱与底盘，底盘的中央开设有第二中心孔，极柱底部具有第一凸台，第一凸台的外径略大于底盘的第二中心孔的内径，第一凸台压合在第二中心孔内，二者之间为过盈配合，从而实现极柱与底盘的固定连接，底盘通过焊接固定在负极集流盘上；第一盖板套设在负极柱组件的极柱外周，第一盖板与极柱之间从上至下依次设置第一绝缘件、第二绝缘件进行绝缘，第一绝缘件与第二绝缘件的对应面相互抵接。但上述负极引出机构中，负极柱与作为转接盘的底盘之间通过过盈连接，且负极柱组件与第一盖板设置了第一绝缘件、第二绝缘件以起到绝缘和密封的作用，结构复杂、部件多，从而导致生产和装配效率低，储能电容器加工制造设备繁琐，制造成本高。

3、在上述现有技术的基础上，本申请人研究开发出了一种一体化电极，将负极柱和转接盘一体构造，解决了负极柱、转接盘和盖板之间结构复杂、连接不便的问题，简化了储能电容器的制造装配程序，降低了制作成本。但该一体化电极由于结构所限，若采用机加工设备成型制造，将会导致加工工序复杂，且无法严格控制加工精度；若采用铸造方式加工制造，一方面模具开发成本高，另一方面无法保证整体结构强度和精度，且铸造后的后续处理也十分复杂。

4、因此，亟需发明一种一体化电极加工设备，以解决上述技术问题。

技术实现思路

1、本发明提供了一种一体化电极加工设备，能够直接将坯料冷墩冲压成型为一体化电极，生产周期短、生产效率高，保证了一体化电极的加工精度和强度，成型效率高，能耗小，降低了制造加工成本。

2、为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

3、一种一体化电极加工设备，其中一体化电极包括极柱和转接盘，极柱和转接盘为一体结构。转接盘的上表面中心设置有圆形凸台，沿圆形凸台的周向间隔设置有多个加强肋，加强肋从圆形凸台的外圆周沿转接盘的径向向外延伸；极柱设置在转接盘的圆形凸台的上表面，极柱的上部外侧面设有一圈环形凸起，同时圈环形凸起下部的极柱外侧面上设有间隔开的弧形槽，弧形槽通过间隔壁间隔开；一体化电极加工设备包括三套模具，分别为：预成型模具、法兰成型模具和一体化成型模具；其中预成型模具包括预成型冲模、预成型模、预成型顶杆，用于将圆柱形坯料预成型，得到具有法兰预成型部和圆柱预成型部的预成型件；法兰成型模具包括法兰成型冲模、法兰成型模、法兰成型冲杆、法兰成型顶杆，用于对法兰预成型部进行成型，以形成一体化电极的转接盘部分，得到一体化电极半成品；一体化成型模具包括一体化成型冲模、一体化成型模、一体化成型冲杆、一体化成型顶杆，用于对圆柱预成型部进行成型，以形成一体化电极的极柱部分，最终得到一体化电极成品。

4、进一步，一体化成型模主要包括外壳、两块开合模、限位套、锥套、垫块、多根开合模顶杆、多根锥套顶杆、中心模杆和紧固螺柱。

5、进一步，外壳一端设有容纳锥套的腔体一，另一端设有容纳一体化成型顶杆的腔体二，中间设置有将腔体一和腔体二分隔开的中间体，中间体上设置有供开合模顶杆、锥套顶杆穿过的通孔，以及供中心模杆穿过并与紧固螺柱配合的阶梯孔。

6、进一步，中心模杆左端端面设有一体化电极成型用的凹模，右端设有圆柱形台阶，圆柱形台阶定位在阶梯孔的阶梯面上；紧固螺柱具有外螺纹，阶梯孔右端具有内螺纹，紧固螺柱通过螺纹配合将中心模杆固定在阶梯孔中；紧固螺柱上设置有与紧固件配合的多边形紧固孔。

7、进一步，两块开合模设置在锥套的左端腔体内，锥套的左端外表面设有外螺纹，限位套通过内螺纹装配在锥套的左端，从而将两块开合模限位在锥套的左端腔体内；开合模外周面上设有与限位套限位部配合的限位台阶；每个开合模内部设有阶梯状弧形槽，靠近开合模左端的弧形槽内表面设有成型一体化电极电极柱上弧形槽的弧形凸起；开合模设有开合模锥面的一端的端面上设有导向槽，另一端的端面上设有定位凹陷；两个开合模相对的表面上分别设有两个定位孔和两个环形槽，定位孔中设置有对开合模开合定位的定位销，环形槽中设置有能将开合模朝打开方向施力的复位弹簧。

8、进一步，锥套的具有左端的大端部和右端的小端部，小端部设置在外壳左端的腔体内并可左右滑动，大端部与限位套配合；锥套左端腔体内设有与开合模的开合模锥面配合的锥套锥面以及容纳垫块的凹陷。

9、进一步，垫块为圆盘形，位于开合模的右端面，垫块的左端面上设有与开合模右端面上导向槽配合的导向凸起。

10、进一步，开合模顶杆左端抵靠在垫块的右端面上，右端通过弹簧抵接在一体化成型顶杆的左端面上；锥套顶杆左端抵靠在锥套小端部的右端面上，右端抵靠在一体化成型顶杆的左端面上。

11、进一步，开合模顶杆为四根，均匀间隔布置。

12、进一步，锥套顶杆为四根，均匀间隔布置。

13、与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：

14、1、本发明的一体化电极加工设备，采用预成型模具、法兰成型模具和一体化成型模具直接将圆柱形坯料冷墩冲压成型为一体化电极，生产周期短、生产效率高。

15、2、本发明的一体化电极加工设备，采用冷墩冲压成型，避免了机加工和铸造的缺点，充分保证了一体化电极的整体结构强度和精度。

16、3、本发明的一体化电极加工设备，采用特定的一体化成型模具，能够加工一体化电极上的复杂结构，成型效率高，能耗小，降低了制造加工成本。

17、4、本发明的一体化电极加工设备，在开合模的一侧设置垫块，一方面通过开合模和垫块上的导向槽和导向凸起的配合对开合模的开合进行导向，使得开合模的开合更加精准；另一方面开合模顶杆抵靠在垫块上，避免了顶杆直接与开合模的作用，能够起到对开合模的保护，避免对开合模造成破坏。

技术特征：

1.一种一体化电极加工设备，其中一体化电极包括极柱(1)和转接盘(2)，极柱(1)和转接盘(2)为一体结构。转接盘(2)的上表面中心设置有圆形凸台(3)，沿圆形凸台(3)的周向间隔设置有多个加强肋(4)，加强肋(4)从圆形凸台(3)的外圆周沿转接盘(2)的径向向外延伸；极柱(1)设置在转接盘(2)的圆形凸台(3)的上表面，极柱(1)的上部外侧面设有一圈环形凸起(7)，同时圈环形凸起(7)下部的极柱(1)外侧面上设有间隔开的弧形槽(6)，弧形槽(6)通过间隔壁(5)间隔开；

2.根据权利要求1所述的一种一体化电极加工设备，其特征在于：一体化成型模(32)主要包括外壳(321)、两块开合模(322)、限位套(323)、锥套(324)、垫块(325)、多根开合模顶杆(326)、多根锥套顶杆(327)、中心模杆(328)和紧固螺柱(329)。

3.根据权利要求2所述的一种一体化电极加工设备，其特征在于：外壳(321)一端设有容纳锥套的腔体一，另一端设有容纳一体化成型顶杆(34)的腔体二，中间设置有将腔体一和腔体二分隔开的中间体，中间体上设置有供开合模顶杆(326)、锥套顶杆(327)穿过的通孔，以及供中心模杆(328)穿过并与紧固螺柱(329)配合的阶梯孔。

4.根据权利要求3所述的一种一体化电极加工设备，其特征在于：中心模杆(328)左端端面设有一体化电极成型用的凹模(330)，右端设有圆柱形台阶，圆柱形台阶定位在外壳阶梯孔的阶梯面上；紧固螺柱(329)具有外螺纹，阶梯孔右端具有内螺纹，紧固螺柱(329)通过螺纹配合将中心模杆(328)固定在阶梯孔中；紧固螺柱(329)上设置有与紧固件配合的多边形紧固孔(331)。

5.根据权利要求4所述的一种一体化电极加工设备，其特征在于：两块开合模(322)设置在锥套(324)的左端腔体内，锥套(324)的左端外表面设有外螺纹，限位套(323)通过内螺纹装配在锥套(324)的左端，从而将两块开合模(322)限位在锥套(324)的左端腔体内；开合模(322)外周面上设有与限位套(323)限位部配合的限位台阶(322f)；每个开合模(322)内部设有阶梯状弧形槽，靠近开合模(322)左端的弧形槽内表面设有成型一体化电极电极柱上弧形槽的弧形凸起(322c)；开合模(322)设有开合模锥面(322g)的一端的端面上设有导向槽(322e)，另一端的端面上设有定位凹陷(322d)；两个开合模(322)相对的表面上分别设有两个定位孔和两个环形槽，定位孔中设置有对开合模(322)开合定位的定位销(322b)，环形槽中设置有能将开合模(322)朝打开方向施力的复位弹簧(322a)。

6.根据权利要求5所述的一种一体化电极加工设备，其特征在于：锥套(324)的具有左端的大端部(324a)和右端的小端部(324b)，小端部(324b)设置在外壳(321)左端的腔体内并可左右滑动，大端部(324a)与限位套(323)配合；锥套(324)左端腔体内设有与开合模(322)的开合模锥面配合的锥套锥面(324c)以及容纳垫块(325)的凹陷(324d)。

7.根据权利要求6所述的一种一体化电极加工设备，其特征在于：垫块(325)为圆盘形，位于开合模(322)的右端面，垫块(325)的左端面上设有与开合模(322)右端面上导向槽配合的导向凸起(3251)。

8.根据权利要求7所述的一种一体化电极加工设备，其特征在于：开合模顶杆(326)左端抵靠在垫块(325)的右端面上，右端通过弹簧抵接在一体化成型顶杆(34)的左端面上；锥套顶杆(327)左端抵靠在锥套(324)小端部(324b)的右端面上，右端抵靠在一体化成型顶杆(34)的左端面上。

9.根据权利要求2所述的一种一体化电极加工设备，其特征在于：开合模顶杆(326)为四根，均匀间隔布置。

10.根据权利要求2所述的一种一体化电极加工设备，其特征在于：锥套顶杆(327)为四根，均匀间隔布置。

技术总结
本发明涉及一种一体化电极加工设备，包括三套模具，分别为：预成型模具、法兰成型模具和一体化成型模具；其中预成型模具包括预成型冲模、预成型模、预成型顶杆，用于将圆柱形坯料预成型，得到具有法兰预成型部和圆柱预成型部的预成型件；法兰成型模具包括法兰成型冲模、法兰成型模、法兰成型冲杆、法兰成型顶杆，用于对法兰预成型部进行成型，以形成一体化电极的转接盘部分，得到一体化电极半成品；一体化成型模具包括一体化成型冲模、一体化成型模、一体化成型冲杆、一体化成型顶杆，用于对圆柱预成型部进行成型，以形成一体化电极的极柱部分，最终得到一体化电极成品。本发明的加工设备能够直接将坯料冷墩冲压成型为一体化电极，生产周期短、生产效率高，保证了一体化电极的加工精度和强度。

技术研发人员：孙玉平,车玲娟,孙伟
受保护的技术使用者：烯晶碳能电子科技无锡有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/8