專利名稱：鋰離子電池鋁塑膜成型沖床及其成型方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋰離子電池制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及鋰離子電池鋁塑膜成型技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鋰離子電池通常是由正極極片、正極極流體、負(fù)極極片、負(fù)極極流體、隔膜、電解液和外包裝鋁塑膜殼體組成的，鋰離子電池的外包裝鋁塑膜一般采用金屬鋁或者鋁合金作為基礎(chǔ)包裝材料層，在基礎(chǔ)包裝材料層上粘結(jié)或復(fù)合尼龍膜層或者聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯層等可拉伸耐磨材料層作為封裝殼體的外保護(hù)層，在基礎(chǔ)包裝材料層上粘結(jié)或復(fù)合聚烯烴層作為內(nèi)層；外保護(hù)層用來(lái)提供耐磨和耐刮擦保護(hù)，內(nèi)層提供水分和氧氣阻隔保護(hù)，另外，內(nèi)層還具有熱封裝性，加熱內(nèi)層能實(shí) 現(xiàn)密封封裝。外包裝鋁塑膜送入沖床沖壓成型后形成鋁塑膜外殼，裸電芯置入鋁塑膜外殼內(nèi)，最后折疊鋁塑膜外殼并加熱封裝即可，但是，在沖壓成型過(guò)程中，由于外保護(hù)層、基礎(chǔ)包裝材料層和內(nèi)層的拉伸特性不同，故傳統(tǒng)的沖壓成型會(huì)存在以下問(wèn)題:1)拉伸不均勻，拉伸角位變形嚴(yán)重，且由于拉伸不均勻極大地限制了拉伸深度，即限制了電池容量；2)拉伸角位及側(cè)邊的鋁塑膜容易出現(xiàn)微裂紋，最終導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量低，存在較大安全隱患；3)基礎(chǔ)包裝材料層與外保護(hù)層、基礎(chǔ)包裝材料層與內(nèi)層之間的粘結(jié)層易損傷，導(dǎo)致各層之間分離；4)內(nèi)層出現(xiàn)微裂紋或破損，電解液與基礎(chǔ)包裝材料層接觸，形成離子通道，當(dāng)基礎(chǔ)包裝材料層與負(fù)極接觸形成電子通道的情況下，基礎(chǔ)包裝材料層與負(fù)極形成原電池，最終將導(dǎo)致基礎(chǔ)包裝材料層腐蝕，失去對(duì)水分及氧氣的阻隔保護(hù)，致使電池膨脹報(bào)廢；5)鋁塑膜拉深后，頂邊、側(cè)邊容易起皺，起皺的頂邊、側(cè)邊導(dǎo)致熱封裝不良，絕緣性能下降，外界水分會(huì)進(jìn)入電池內(nèi)部，最終致電池膨脹；6)拉伸成型后的鋁塑膜若沒(méi)有在兩小時(shí)內(nèi)及時(shí)使用，拉伸外形容易收縮，導(dǎo)致裸電芯放不進(jìn)鋁塑膜外殼內(nèi)，導(dǎo)致鋁塑膜外殼報(bào)廢；嚴(yán)重時(shí)，裸電芯放入已收縮變形的鋁塑膜外殼，裸電芯的極片邊緣被擠壓而不知情，有短路的安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)，提供一種有效提高鋰離子電池鋁塑膜拉伸成型質(zhì)量的鋰離子電池鋁塑膜成型沖床及其成型方法，有效降低電池因鋁塑膜外殼質(zhì)量不高而引起的電池安全隱患，而且使得拉伸后的鋰離子電池鋁塑膜外殼可以存放更長(zhǎng)時(shí)間不變形，降低鋰離子電池鋁塑膜外殼報(bào)廢率。為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
鋰離子電池鋁塑膜成型沖床，包括母沖模模具、母沖模頭、第一氣缸、公沖模模具、公沖模頭、第二氣缸和第三氣缸，所述母沖模頭凹設(shè)于母沖模模具下表面，第一氣缸與母沖模模具連接，所述公沖模頭穿設(shè)于公沖模模具中，第二氣缸與公沖模模具連接，第三氣缸與公沖模頭連接，還包括加熱模塊和加熱控制器，在所述母沖模模具和公沖模模具內(nèi)分別設(shè)有加熱模塊，所述加熱模塊均與加熱控制器連接。
優(yōu)選地，所述加熱模塊分別設(shè)于所述母沖模模具的母沖模頭的兩側(cè)、公沖模模具的公沖模頭的兩側(cè)。在一些具體的實(shí)施方式中，所述加熱模塊為電加熱模塊。在一些具體的實(shí)施方式中，所述加熱模塊為油熱加熱模塊。在一些具體的實(shí)施方式中，所述加熱模塊為熱吹風(fēng)加熱模塊。應(yīng)用上述鋰離子電池鋁塑膜成型沖床的鋰離子電池鋁塑膜成型方法:
1)啟動(dòng)加熱控制器對(duì)加熱模塊加熱，加熱模塊傳熱使母沖模模具、公沖模模具達(dá)到設(shè)定溫度并保持；
2)送入待成型鋰離子電池鋁塑膜，啟動(dòng)第一氣缸驅(qū)動(dòng)母沖模模具向下行進(jìn)，并且使母沖模模具與公沖模模具共同夾緊并加熱鋰離子電池鋁塑膜，使得鋰離子電池鋁塑膜在加熱的情況下軟化；
3)啟動(dòng)第三氣缸驅(qū)動(dòng)公沖模頭向上行進(jìn)，沖坑拉伸鋰離子電池鋁塑膜；
4)鋰離子電池 鋁塑膜外殼成型，母沖模模具、公沖模頭復(fù)位，卸下成型的鋰離子電池鋁塑膜外殼。優(yōu)選地，所述母沖模模具、公沖模模具的溫度在60攝氏度至90攝氏度之間。本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明鋰離子電池鋁塑膜成型沖床及其成型方法，通過(guò)在母沖模模具、公沖模模具內(nèi)設(shè)置加熱模塊，由加熱控制器控制加熱模塊加熱，傳熱母沖模模具、公沖模模具達(dá)到預(yù)設(shè)溫度并保持，使母沖模模具、公沖模模具夾緊并加熱鋰離子電池鋁塑膜，加熱后的鋰離子電池鋁塑膜各層的延展性得到提高，有效提高鋰離子電池鋁塑膜拉伸質(zhì)量，提高鋰離子電池鋁塑膜外殼的可靠性；另外，由于鋰離子電池鋁塑膜拉伸質(zhì)量提高，使得鋰離子電池鋁塑膜可拉伸深度增加，有效增加鋰離子電池容量；再者，由于加熱拉伸的鋰離子電池鋁塑膜外殼反彈率低，拉伸成型的鋰離子電池鋁塑膜外殼可以保持24小時(shí)以上，降低鋰離子電池鋁塑膜外殼報(bào)廢率。


圖1是本發(fā)明鋰離子電池鋁塑膜成型沖床的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，需要說(shuō)明的是，以下僅是對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)說(shuō)明，不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何限制。參看圖1，本發(fā)明一較佳實(shí)施例的鋰離子電池鋁塑膜成型沖床，包括母沖模模具
11、母沖模頭12、第一氣缸13、公沖模模具21、公沖模頭22、第二氣缸24和第三氣缸23，母沖模頭12凹設(shè)于母沖模模具11下表面，第一氣缸13與母沖模模具11連接，公沖模頭22穿設(shè)于公沖模模具21中，第二氣缸24與公沖模模具21連接，第三氣缸23與公沖模頭22連接，還包括加熱模塊3和加熱控制器，在母沖模模具11和公沖模模具21內(nèi)分別設(shè)有加熱模塊3，優(yōu)選地，加熱模塊3設(shè)于母沖模模具11的母沖模頭12的兩側(cè)、公沖模模具21的公沖模頭22的兩側(cè)，使得加熱模塊3能迅速均勻的傳熱母沖模模具11、公沖模模具21，提高鋰離子電池鋁塑膜成型沖床的工作效率，根據(jù)實(shí)際情況，加熱模塊3可以選擇使用電加熱模塊、油熱加熱模塊、熱吹風(fēng)加熱模塊或者其他加熱方式的加熱模塊之中的一種，加熱模塊3需要把母沖模模具11、公沖模模具21加熱到60攝氏度至90攝氏度之間的溫度，加熱模塊3均與加熱控制器連接，由加熱控制器控制加熱模塊3加熱。鋰離子電池鋁塑膜成型方法:
O啟動(dòng)加熱控制器對(duì)加熱模塊3加熱，加熱模塊3傳熱使母沖模模具11、公沖模模具21達(dá)到設(shè)定溫度并保持，具體的，母沖模模具11、公沖模模具21需要達(dá)到60攝氏度至90攝氏度之間的溫度；
2)送入待成型鋰離子電池鋁塑膜，啟動(dòng)第一氣缸13驅(qū)動(dòng)母沖模模具11向下行進(jìn)，并且使母沖模模具11與公沖模模具21共同夾緊并加熱鋰離子電池鋁塑膜，使得鋰離子電池鋁塑膜在加熱的情況下軟化，在一次鋰離子電池鋁塑膜成型過(guò)程中，溫度差需小于10攝氏度；
3)啟動(dòng)第三氣缸23驅(qū)動(dòng)公沖模頭22向上行進(jìn)，沖坑拉伸鋰離子電池鋁塑膜；
4)鋰離子電池鋁塑膜外殼成型，母沖模模具11、公沖模頭22復(fù)位，卸下成型的鋰離子電池鋁塑膜外殼。鋰離子電池鋁塑膜一般為多層次結(jié)構(gòu)鋁塑膜，一般的，鋰離子電池鋁塑膜包括采用金屬鋁或者鋁合金作為基礎(chǔ)包裝材料層，在基礎(chǔ)包裝材料層上粘結(jié)或復(fù)合尼龍膜層或者聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯層等可拉伸耐磨材料層作為封裝殼體的外保護(hù)層，外保護(hù)層與基礎(chǔ)包裝材料層之間為第一粘結(jié)層，在基礎(chǔ)包裝材料層上粘結(jié)或復(fù)合聚烯烴層作為內(nèi)層，內(nèi)層與基礎(chǔ)包裝材料層之間為第二粘結(jié)層；外保護(hù)層用來(lái)提供耐磨和耐刮擦保護(hù)，內(nèi)層提供水分和氧氣阻隔保護(hù)，另外，內(nèi)層還具有熱封裝性，加熱內(nèi)層能實(shí)現(xiàn)密封封裝。鋰離子電池鋁塑膜各層之間的延展性在常溫下差異較大，當(dāng)加熱到60攝氏度以下至90攝氏度之間，各層均得到軟化，其延展性相應(yīng)的得到提高，有效提高鋰離子電池鋁塑膜成型質(zhì)量。由于加熱后，鋰離子電池鋁塑膜各層均均勻拉伸，有效解決常規(guī)沖壓拉伸時(shí)角位及邊緣部分出現(xiàn)微裂紋的情況，提高鋰離子電池鋁塑膜外殼的可靠性；由于鋰離子電池鋁塑膜各層均能良好拉伸，不會(huì)出現(xiàn)因拉伸不良·出現(xiàn)的微裂紋，有效避免基礎(chǔ)包裝材料層與負(fù)極接觸形成電子通道而導(dǎo)致基礎(chǔ)包裝材料層腐蝕，降低電池鼓脹風(fēng)險(xiǎn)；而且，鋰離子電池鋁塑膜的邊緣在加熱拉伸情況下不易起皺，有利于后續(xù)封裝工序的可靠性；另外，第一粘結(jié)層、第二粘結(jié)層也能均勻拉伸，所以基礎(chǔ)包裝材料層與外保護(hù)層、基礎(chǔ)包裝材料層與內(nèi)層之間的第一粘結(jié)層、第二粘結(jié)層不易損傷，能起到很好粘結(jié)作用；再者，由于鋰離子電池鋁塑膜各層能均勻拉伸，使得鋰離子電池鋁塑膜可拉伸深度提高，具體的，采用常規(guī)沖壓拉伸的單坑最大深度只有6毫米，而雙坑的單邊最大深度只有5.5毫米，而采用本發(fā)明的鋰離子電池鋁塑膜成型方法沖壓拉伸的單坑最大深度達(dá)到9毫米，而雙坑的單邊最大深度達(dá)到7毫米；再者，經(jīng)過(guò)加熱拉伸的鋁塑膜的反彈率降低，拉伸成型后的鋰離子電池鋁塑膜外殼可以保存24小時(shí)以上不變形，降低鋰離子電池鋁塑膜外殼報(bào)廢率，同時(shí)亦有效避免在不知情的情況下過(guò)度擠壓電芯極片邊緣，消除電池短路的安全隱患。上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施方式做了詳細(xì)說(shuō)明，但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，凡是在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所作的各種等效變化或替代，均屬于本發(fā)明專利的保護(hù)范疇。
權(quán)利要求
1.鋰離子電池鋁塑膜成型沖床，包括母沖模模具、母沖模頭、第一氣缸、公沖模模具、公沖模頭、第二氣缸和第三氣缸，所述母沖模頭凹設(shè)于母沖模模具下表面，第一氣缸與母沖模模具連接，所述公沖模頭穿設(shè)于公沖模模具中，第二氣缸與公沖模模具連接，第三氣缸與公沖模頭連接，其特征在于:還包括加熱模塊和加熱控制器，在所述母沖模模具和公沖模模具內(nèi)分別設(shè)有加熱模塊，所述加熱模塊均與加熱控制器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池鋁塑膜成型沖床，其特征在于:所述加熱模塊分別設(shè)于所述母沖模模具的母沖模頭的兩側(cè)、公沖模模具的公沖模頭的兩側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池鋁塑膜成型沖床，其特征在于:所述加熱模塊為電加熱模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池鋁塑膜成型沖床，其特征在于:所述加熱模塊為油熱加熱模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池鋁塑膜成型沖床，其特征在于:所述加熱模塊為熱吹風(fēng)加熱模塊。
6.應(yīng)用權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的鋰離子電池鋁塑膜成型沖床的鋰離子電池鋁塑膜成型方法，其特征在于: 啟動(dòng)加熱控制器對(duì)加熱模塊加熱，加熱模塊傳熱使母沖模模具、公沖模模具達(dá)到設(shè)定溫度并保持； 送入待成型鋰離子電池鋁塑膜，啟動(dòng)第一氣缸驅(qū)動(dòng)母沖模模具向下行進(jìn)，并且使母沖模模具與公沖模模具共同夾緊并加熱鋰離子電池鋁塑膜，使得鋰離子電池鋁塑膜在加熱的情況下軟化； 啟動(dòng)第三氣缸驅(qū)動(dòng)公沖模頭向上行進(jìn)，沖坑拉伸鋰離子電池鋁塑膜； 鋰離子電池鋁塑膜 外殼成型，母沖模模具、公沖模頭復(fù)位，卸下成型的鋰離子電池鋁塑膜外殼。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鋰離子電池鋁塑膜成型方法，其特征在于:所述母沖模模具、公沖模模具的溫度在60攝氏度至90攝氏度之間。
全文摘要
本發(fā)明提供一種鋰離子電池鋁塑膜成型沖床及其成型方法，涉及鋰離子電池鋁塑膜成型技術(shù)領(lǐng)域，其包括母沖模模具、母沖模頭、第一氣缸、公沖模模具、公沖模頭、第二氣缸和第三氣缸，所述母沖模頭凹設(shè)于母沖模模具下表面，第一氣缸與母沖模模具連接，所述公沖模頭穿設(shè)于公沖模模具中，第二氣缸與公沖模模具連接，第三氣缸與公沖模頭連接，其特征在于還包括加熱模塊和加熱控制器，在所述母沖模模具和公沖模模具內(nèi)分別設(shè)有加熱模塊，所述加熱模塊均與加熱控制器連接。使用本發(fā)明鋰離子電池鋁塑膜成型沖床成型的鋰離子電池鋁塑膜外殼成型質(zhì)量高，提高鋁塑膜外殼的可靠性，降低電池膨脹、電解液泄露等危險(xiǎn)的發(fā)生機(jī)率。
文檔編號(hào)B26D3/08GK103240763SQ20131017219
公開(kāi)日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月13日
發(fā)明者王曉明 申請(qǐng)人:東莞市比比克電子科技有限公司