專利名稱：一種電池電容包裝殼體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于高容量高功率的電池電容的外包裝容器的制作技術(shù)領(lǐng)域，尤
其是指一種用于高容量高功率的電池電容包裝殼體的結(jié)構(gòu)及材料。
背景技術(shù)：
電池產(chǎn)業(yè)和電容器產(chǎn)業(yè)其產(chǎn)品型號規(guī)格已經(jīng)從過去的消費性電子產(chǎn)品，逐步向大 型化、高容量化、高功率化發(fā)展，因此，高導(dǎo)電率、低電阻的大容量、高功率產(chǎn)品愈來愈變成 市場所需。 新能源電動車，是國家鼓勵和重點發(fā)展的產(chǎn)品。但電動車本身就是一個系統(tǒng)工程， 其重要零配件電池電容，就相當于整個工程的心臟部分，不論電動車本身怎樣，還是工況如 何惡劣，要想讓車行駛，必須得給車動力，這個動力來自于電池或者電容，這就意味著電池 或者電容，需要面對各種惡劣的使用環(huán)境，如瞬間或者持續(xù)大電流放電、高溫或者高寒環(huán) 境下行駛；遇到大風暴雨、風沙等的防水、防塵等等，可以說，要想做好車，首先必須做好電 池或者電容。 而電池電容產(chǎn)品的包裝容器，現(xiàn)在主要可以分為四大類，即鋁塑復(fù)合膜軟包裝材 料系列、塑料外殼系列、金屬鋼殼系列和鋁合金系列。 作為鋁合金系列的電池電容的包裝容器，現(xiàn)有工藝為鋁合金板材或者巻材，先下 料，尺寸根據(jù)電池電容的型號裁切，再上沖床，經(jīng)過多道拉伸模具拉伸，再剪殼口。由于拉伸 過程中，使用了大量的拉伸油，因此，剪好殼口后的半制品，還要除毛剌、清洗等。其所使用 的材料，也是整批由鋁廠購買的3003、3004、6061、6063等牌號的合金鋁。此種工藝加工的 鋁殼，形狀只能是單一的長方體，且對于高度大于200mm以上的扁形、薄型鋁制品容器，就 難于加工了。即使能做出來，還存在著是否合格，成本如何？合格率在多少？久放是否存在 裂紋等等?，F(xiàn)在，最關(guān)鍵的是用此種方法試制出來的樣品，變形！達不到使用要求，電池廠 家用不能滿足品質(zhì)要求的包裝容器殼體做電池，其成品更不合格。另一種工藝是采用板 材，根據(jù)型號尺寸下料，再經(jīng)過剪切、彎折修邊、焊接，打磨拋光，形成容器，此種工藝方法， 適合手工操作，對于大批量生產(chǎn)、且對均一性要求極高的動力電池、大型號電容，不適應(yīng)；這 種加工工藝的另一個致命缺點是增加了焊接接合的數(shù)量，而焊接接合工藝，目前采用的都 是點焊，一個焊點一個焊點地連成焊線，其焊縫效果、質(zhì)量要求是相當高的，且對于焊接設(shè) 備、焊縫的質(zhì)量檢驗及與其配合的高精度工裝夾具等，都需要投入昂貴的設(shè)備、檢驗儀器費 用，且增加不必要的人為因素。這種工藝，由于殼體上焊縫數(shù)量的增加，形成的焊縫區(qū)就多， 而焊縫區(qū)與母材組織地最大差別就是其強度、硬度和塑性均較母材低，所以在日后的使用 過程中，就必需考慮其焊縫可承受的壓力，使今后的應(yīng)用場合受到限制。僅此一項，即大型 殼體的制造加工，就制約著高容量、高功率電池電容產(chǎn)業(yè)化的進程，迫使眾多的廠家，避而 尋求其他的包裝材料。 鋁塑復(fù)合膜包裝材料是軟包鋰電池的專用材料，它是由尼龍、鋁箔、PP等復(fù)合而 成的。其中尼龍的厚度40iim——160iim ;鋁箔的厚度40iim——80iim ;PP的厚度40 ii m——100 ii m，能批量制造該材料的，只有日本的showa和ni卯on兩家公司，價格每平 方米約40-100元左右。由于該材料為三種不同的材料，通過粘合劑復(fù)合層壓制造的，因此， 面對極端高低溫度變化時，即使在相同的加熱和冷卻條件下，其材料熱導(dǎo)率的溫度系數(shù)、熱 縮率、膨脹系數(shù)等均不一致地產(chǎn)生變化，這種帶有差異性地反復(fù)的變化，差異數(shù)值的累積就 更大，勢必影響尼龍、鋁箔及PP材料間的粘合，甚至剝離、起泡；在阻隔方面，尼龍和PP均 不能起作用，只有鋁箔可以，但幾十微米厚度的鋁箔，在裝配過程中，由于拉伸彎折，如沖壓 成型，裝電芯，熱封邊等工序，往往會使材料本身受損，再加上其使用過程中的磕磕碰碰，很 容易造成鋁箔邊、角的裂紋、針孔等破損問題，鋁箔的破損，意味著電池電容的密封受到影 響，也就是說，電池電容內(nèi)部的電化學反應(yīng)，是暴露在空氣中進行的，這樣的環(huán)境，由于鋁箔 外層的尼龍或者PET(聚對苯二甲酸乙二醇脂)等的覆蓋，只能借助好的儀器或者檢驗裝置 檢驗，才能觀察到此現(xiàn)象，此時，電池電容的各項性能指標均劇烈的下降，出現(xiàn)零電壓、零電 流、漏液剝離等，以至產(chǎn)生安全隱患。 另一方面，鋁塑復(fù)合膜，從耐壓性能、承受力的大小來看，因其材質(zhì)本身較薄，幾十 微米厚度的箔材承受重量是有限的，當用于消費類電子產(chǎn)品，包裝幾十克的重量是適合的， 當用于大的電池電容，包裝幾公斤甚至幾十公斤的電池電容，已經(jīng)不能滿足要求了。
塑料外殼，一般采用的材料為聚丙烯(P P)加5% 15%的玻璃纖維。塑料外殼 因高分子材料本身的固有屬性——滲漏；像電池電容這類產(chǎn)品，尤其鋰電池系列產(chǎn)品，使用 的是有機溶劑作為電解液，用塑料外殼盛裝含有電解液的電芯，長期存放和使用，會引起塑 料材質(zhì)的老化、溶脹和變形，從而影響包裝容器本身的密封性能。像電池電容這類產(chǎn)品，屬 物理化學電源類，其內(nèi)部進行的是電化學反應(yīng)，需要的是密封性能好的包裝材料，才能做出 好的電性能產(chǎn)品。如長期存貯性能、循環(huán)性能、可靠性、穩(wěn)定性等等指標，若密封不好，有空 氣介入，勢必引起其它副反應(yīng)發(fā)生。 塑料本身的耐溫特性，其線脹系數(shù)隨溫度的變化比金屬大得多，不適合于極端溫 度使用。 因此，用塑料外殼做為電池電容的包裝材料，不是理想的選擇。 金屬鋼殼包裝容器，其缺點在于一是比重大，單位體積的重量重；二是金屬鋼殼 具有鐵磁性，其材質(zhì)多為不銹鋼或者普通鋼材鍍鎳。三是其應(yīng)用于移動能源領(lǐng)域或者儲能 領(lǐng)域，都面臨防止銹蝕問題，盡管不銹鋼多選擇SUS304或者SUS316材質(zhì)。對于深孔鐵制品 鍍鎳，鎳層與基材粘接的牢固度、鎳層厚度的均勻度、鎳層的剝離強度，及其鍍鎳鋼殼的后 續(xù)工藝加工，如滾槽、封口等，均會對包裝容器產(chǎn)生一定的傷害。因此，金屬鋼殼，作為移動 型電池電容，其重量因素不符合要求；作為大型電站、風光電等儲能型電池電容，其耐銹蝕 性差，亦不是理想的電池電容包裝容器。
發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種電池電容包裝殼體，該包裝殼體的強
度、承重、耐銹蝕、抗摩擦性能都非常適用于高容量高功率的電池電容的包裝容器。 本發(fā)明提供了一種電池電容包裝殼體，其包括外殼主體和焊接在所述外殼主體兩
端的組合蓋板，所述外殼主體和組合蓋板均由鋁合金材料制成。 具體地，所述鋁合金材料包含重量百分比為0. 900±0. 100 %的Mn、0. 400±0. 100 %的Fe、0. 150±0. 020 %的Si、0. 100±0. 050 %的Cu、0. 015±0. 010 %的
Mg。更佳地，該鋁合金材料中還可以包含重量百分比為0. 01±0. 005X的Zn，重量百分比為 0. 02±0. 01%的Ti。 所述外殼主體采用擠壓并整形方法制成，在所述外殼主體的內(nèi)表面設(shè)置用于固定 極片的定位棱、定位點等；這樣可以防止極片在動態(tài)情況下松散、變形、脫粉、掉渣等等現(xiàn)象 的發(fā)生。 所述組合蓋板上設(shè)置有若干個極柱孔，極柱孔周邊設(shè)計有凹槽，所述極柱孔注塑 有絕緣介子，組合蓋板上還設(shè)置有安全防爆閥。所述安全防爆閥是中空的圓柱體結(jié)構(gòu)或長 方體結(jié)構(gòu)或正方體結(jié)構(gòu)；該安全防爆閥與一個中空圓柱體形的防爆核通過螺紋連接或者無 泄漏緊配合接觸，還可以焊接連接。所述防爆核的底部設(shè)有中間凹陷的防爆金屬箔片，該防 爆金屬箔片為鋁箔或銅箔或鎳箔或金屬塑料復(fù)合材料的箔片。在所述安全防爆閥內(nèi)防爆核 的底部放置有環(huán)形介子，該環(huán)形介子是PP或PE或PFA或PTFE或PET等耐有機溶劑材料制 成的。 進一步地，所述防爆鋁箔片的直徑為9mm，外邊緣厚度為0.2mm，中間凹陷的厚度 小于0. 2mm。外殼主體兩端與組合蓋板的焊接部位厚度小于0. 8mm。 本發(fā)明采用鋁合金材料制作高容量高功率的電池電容的包裝容器，因為鋁的比重 小，導(dǎo)熱性能好，具有輕量化的優(yōu)點；在純鋁中添加錳、銅、鎂、鈦等添加劑，可以提高鋁合金 材料的強度和硬度，而且耐腐蝕、耐極端高低溫度。組合蓋板上的安全防爆閥可以防止當電 池電容內(nèi)部壓力過大而引起的電池爆炸。
附圖1-1至附圖1-14為本發(fā)明采用擠壓并整形的各種外殼結(jié)構(gòu)形狀示意圖； 附圖2為本發(fā)明一種電池電容包裝殼體的外殼主體結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖3為本發(fā)明一種電池電容包裝殼體的組合蓋板的結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖4為本發(fā)明一種電池電容包裝殼體的組合蓋板在使用狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖5為本發(fā)明一種電池電容包裝殼體的組合蓋板上的防爆核的結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖6為圖5中防爆核底部的防爆鋁箔片在一種實施方式的制作示意圖； 附圖7為圖5中防爆核底部的防爆鋁箔片在另一種實施方式的制作示意圖； 附圖8為圖6中的防爆鋁箔片成形后的結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖9為圖7中的防爆鋁箔片成形后的結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖10為本發(fā)明一種電池電容包裝殼體的組合蓋板上的極柱孔的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的目的是提供一種用于高容量高功率的電池電容包裝的大型鋁合金殼體， 一改現(xiàn)有單純機械拉伸的加工工藝，本發(fā)明的鋁合金殼體采用高溫軟化或熔融，再經(jīng)過熱 擠壓，冷整形定型的方法制造。與單純的機械拉伸制造工藝相比，其形狀和規(guī)格可以做到多 樣化，如圖1-1至1-14。 參考圖2和圖3，本發(fā)明的電池電容包裝殼體包括外殼主體01和焊接在所述外殼 主體兩端的組合蓋板03，所述外殼主體01和組合蓋板均由鋁合金材料制成。
5
本發(fā)明的鋁合金殼體采用的鋁合金材料中添加了提高強度、硬度、耐腐蝕、耐極 端高低溫等方面的添加劑，使其在材料本身的配方組合就優(yōu)于現(xiàn)有的其他材料。具體 地，所述鋁合金材料包含了重量百分比為0. 900±0. 100X的Mn、0. 400±0. 100X的Fe、 0. 150±0. 020X的Si、0. 100±0. 050X的Cu、0. 015±0. 010X的Mg。更佳地，該鋁合金材料 中還可以包含重量百分比為0. Ol士O. 005%的Zn，重量百分比為0. 02±0. 01%的Ti。在外 殼主體兩端與組合蓋板的焊接部位厚度小于0. 8mm，這樣更有利于激光焊接。
本發(fā)明采用非常規(guī)配方的鋁合金材料，在純鋁中添加了 Mn、 Si、 Ti、 Cu等添加劑， 對于各個添加劑采用預(yù)先制成中間合金，再以中間合金形式入爐，。 本發(fā)明通過高溫軟化或熔融并熱擠壓拉伸，再冷整形定型制造的鋁合金電池電容 的包裝容器，滿足了電池電容產(chǎn)品對包裝材料的強度、承重、耐銹蝕、抗摩擦等的要求，鋁的 導(dǎo)熱性能好，比重小，更具有輕量化的優(yōu)點。目前大多數(shù)廠家的單體電池電容方面的各類 拉伸鋁制品包裝容器，絕大多數(shù)都采用美標3003牌號，作為電池電容殼體材料。其不足在 于美標3003板材在拉伸沖制過程中開裂，因為再結(jié)晶晶粒尺寸的不均勻性以及基體中化 合物質(zhì)點形態(tài)的特殊性，在產(chǎn)品成形時隨變形程度的逐漸增加，晶間結(jié)合強度減弱，化合物 周圍局部發(fā)生應(yīng)力集中而誘發(fā)微細裂紋，裂紋進一步擴展造成開裂而導(dǎo)致產(chǎn)品報廢。
而本發(fā)明從鋁材配方著手，向鋁中加入適量的錳、鐵、硅、銅、鎂、鈦等合金元素，可 制成強度較高，且晶粒細化的鋁合金，再經(jīng)過擠壓及冷變形強化，可進一步提高強度。
從表一中可以看出，本發(fā)明的配方中，硅含量比3003的低。添加硅，具有極好的鑄 造性能和抗蝕性。硅加入鋁中亦有一定的強化作用，對比兩批次產(chǎn)品，建議硅的加入量不低 于O. 16%為好。 對比3003配方，本發(fā)明的鋅含量低很多，但此含量的抗拉強度和屈服強度已經(jīng)滿 足殼體要求。 錳是本配方中重要的合金添加元素，加Mn能顯著減少鐵相的數(shù)量和尺寸，甚至使 鐵相完全消失，由于Mn的加入擴大了 a鐵相區(qū)，從而使得鐵相向a鐵相轉(zhuǎn)化。錳的加入， 還能阻止鋁合金的再結(jié)晶過程，提高再結(jié)晶溫度，并能顯著細化再結(jié)晶晶粒。再結(jié)晶晶粒的 細化主要是通過MnA16化合物彌散質(zhì)點對再結(jié)晶晶粒長大起阻礙作用。MnA16的另一作用 是能與雜質(zhì)鐵形成(Fe、 Mn)A16，減小鐵等有害雜質(zhì)影響，這也是含錳量高的合金要比同樣 條件的含錳量低的合金的抗拉伸強度高的原因。但是隨著錳量的增加，合金再結(jié)晶溫度提 高，要達到同樣的結(jié)晶程度就需要更高的溫度來完成。因此，本實驗中，控制錳的含量為 0.900±0. 100%為宜，再結(jié)晶度及合金的屈服強度達到最佳狀態(tài)。當錳含量為0.8%時，延 伸率達最大值。 當Fe含量在0. 4%附近時，片狀P相可提高合金的強度并稍降低其延伸率，但卻 提高了它的高溫機械性能，抗拉強度及合金的耐磨性，這是由于硬質(zhì)針狀鐵相使基體得以 強化，抵抗變形能力，同時又起到支承作用。 鎂對鋁的強化是明顯的，主要是抗拉強度的提高，還可以改善抗蝕性和焊接性能。 也可起到中和雜質(zhì)鐵的有害作用，當含量在一定程度時會形成AlFeSiMg化合物相，從而減 少13鐵相的形成。 在Al-Mn-Si-Ti基礎(chǔ)上加入銅元素，形成Al-Mn-Si-Cu-Ti系合金，其強化效果比 第一批好，但在激光焊接中，易產(chǎn)生火花，所以，本發(fā)明建議銅的添加量最大為O. 15%，此時，鋁合金中強度、硬度最大，且可滿足激光焊接的工藝要求。 鈦是鋁合金中常用的添加元素，可阻礙再結(jié)晶過程，細化再結(jié)晶晶粒。鈦與鋁形成
TiA12相，成為結(jié)晶時的非自發(fā)核心，起細化鑄造組織和焊縫組織的作用，對比兩批次產(chǎn)品，
建議鈦的加入量在0. 020 ±0. 010 %為好。針對于鈣元素，在本實驗中，做了兩批對比，含微
量鈣的第一批產(chǎn)品，其殼口加工性要好于不添加鈣的。鉛、錫元素是低熔點金屬，它們在鋁
中固溶度不大，略降低合金強度，但能改善殼體的切削加工性能。
參考下表一，列出了本發(fā)明的最佳配方以及與美標3003牌號配方的對比；
表一 單位Wt %
纖,t國麵謂國Bil^SiBlBIBfciiH^8^B^I^B^B
纖議論謹扁國聽iiBll國靝讕iBI隱麵l闘^BiRii^B^B^B
Si - Fe Cu Mn Mg Cr ZnTiNi Sn CaSr Al
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30 030.6o. ra us 0,20;1.00 1,50——oa'.—
本 明， 肉u 方0.150 0.O200.400 ± o,賜0. 10 0土 0, 05 0± 0.1000.015 0. 0!00, 010 ± 0. 005±0, 006 0. 0040. 00 0—— 0. 002
第 批0. 1410. 3940. 15a 940. 0080.01140,02220, 0080. 00200098. 31
第 批0, 1690. 4620. 050. 8760.0190. 0080.01790, 0020, 0020. 00020098. 38 本發(fā)明的配方含有Mn :0. 900±0. 100 %、 Fe :0. 400±0. 100 %、Si: 0. 150±0. 020%、Cu :0. 100±0. 050%、Mg :0. 015±0. 010% ，并包括殘余部份A1及雜質(zhì)。該
材料應(yīng)力腐蝕小，開裂抗力最大。其成形性和激光焊焊接性優(yōu)良，能及熱能轉(zhuǎn)換的高效率。
7參考圖2，本發(fā)明在殼體01上設(shè)計了各種加強筋02。在殼體表面，還可以設(shè)置很多類似散 熱器的葉片；也可以在加強筋縱向上設(shè)置；也可以在與加強筋成一定角度的斜向方向設(shè)置 類似于散熱器的葉片；加強筋也可以做成網(wǎng)格狀，網(wǎng)格可以是大網(wǎng)格，也可以是小網(wǎng)格。加 強筋也可以做成凹凸點狀，凹凸方格狀，凹凸長方形狀，凹凸梯形狀，凹凸菱形狀，凹凸錐形 狀等各種有序規(guī)格形狀。 還可以在方通的大面、小面設(shè)計成"回"字形，此"回"字形的口可以敞開，也可以 封閉。 加強筋可以選擇同種材料，也可以選擇復(fù)合材料，如圖1-7所示；可以是實心結(jié)構(gòu)
的，也可以是空心結(jié)構(gòu)的，如圖l-5和l-9所示，關(guān)鍵是根據(jù)電池電容的具體使用環(huán)境而定。
如該電池電容需要在高溫下工作時，可以做成熱管型式，如圖1-5和l-9所示的圓孔管路，
通水、冷氣或者其它冷卻劑等；如該電池電容需要在低溫下工作時，也可以做成熱管型式，
原理同上，通熱水、導(dǎo)熱油或者蒸汽等其它致熱材料；如該電池電容需要在恒溫下工作時，
也可以做成熱管型式，通過傳導(dǎo)材料的循環(huán)使其達到恒溫的目的。此發(fā)明，可以解決目前電
池電容因環(huán)境溫度的變化，性能衰減等問題；更可以解決因環(huán)境溫度過低或者過高，致使電
池電容不能工作等情況的發(fā)生。加強筋的尺寸規(guī)格，依具體電池電容的使用要求設(shè)計制作。 參考圖2和圖3和圖4，在鋁合金包裝殼體的兩端焊接有組合蓋板03，組合蓋板03
上設(shè)有兩個極柱孔031，每個面有二個極柱孔凹槽。電池電容的兩個正負極柱可以分別穿過
蓋板上的兩個極柱孔，在極柱上分別套上一個密封螺母04，在密封螺母04與組合蓋板03之
間有一體化注塑蓋板塑膠絕緣墊08(參考圖10)，在塑膠絕緣墊08上套有介子05，這樣就
避免了因塑膠與金屬的物性不一致，造成的密封不嚴，接觸不良，引起的各類品質(zhì)問題。組
合蓋板03本身也是采用上述相同的鋁合金材料，是采用鋁錠經(jīng)過熔融狀態(tài)并加入添加劑
后，采用擠壓成型的方法制造。在此，控制鋁蓋板表面的粗糙度，并在與塑膠件配合的地方，
留有孔洞或者凹槽，使下工序的膠料，在熔融注塑時，進入孔洞或者凹槽。 在組合蓋板03的中間位置設(shè)有一個安全防爆閥032，鋁合金蓋板與安全閥體采用
一體化的結(jié)構(gòu)設(shè)計，省去了該配件在制造過程中的重要工序安全閥體與蓋板的激光焊接，
避免了在制作過程中，因安全閥體與蓋板的密封問題，而引起的一系列品質(zhì)問題以及合格
率、優(yōu)率等成本問題。此結(jié)構(gòu)徹底解決了電池電容在安全閥體與蓋板的連接處的漏液問題。
該安全閥體還可以設(shè)計在殼體上，其原理同上。安全防爆閥032可以是中空的圓柱體結(jié)構(gòu)，
或者也可以是長方體結(jié)構(gòu)，也可以是正方體結(jié)構(gòu)或其它異形外表；該安全防爆閥032與一
個中空圓柱體形的防爆核07通過螺紋連接；或者緊配合接觸，所述防爆核的底部設(shè)有中間
凹陷的防爆金屬箔片，一般選用薄型鋁箔、也可以選用銅箔、金屬塑料復(fù)合材料的箔片。 參考圖5，上述的防爆核07由防爆核071與底部的防爆膜片072激光焊接而成；
底部的防爆膜片072中間部位凹陷，比周邊的厚度更薄一些；防爆膜片采用金屬箔與塑料
的復(fù)合材料制成。根據(jù)使用要求選擇電池電容的電化學體系，選擇金屬箔材的種類可以是
銅箔、鎳箔、鋁箔等等；再根據(jù)電池電容起爆壓力的大小進行具體計算所需箔材與塑料材料
復(fù)合的形狀、厚度、大小等，依此設(shè)計開模具加工箔材配件及塑料配件，再進行二者的粘合；
也可以先將箔材與塑料復(fù)合好，在進行加工。 安全防爆閥防爆結(jié)構(gòu)的設(shè)計原理如圖6，圖中的兩個鋼球中間為一鋁箔片，直徑 9mm，厚度0. 2mm，通過定位上、下鋼球，也可以按照圖7采用單側(cè)鋼球，另一側(cè)為硬質(zhì)平板來制作防爆鋁箔片。當鋁箔片被上下鋼球擠壓，形成凹陷，發(fā)生形變后，其變形處由于存在材 料的應(yīng)力，拉伸延展，晶粒、晶格之間的破壞，其變形處的抗反向力，或剪切力最小。當電池 內(nèi)壓力產(chǎn)生時，力的方向為由內(nèi)向外，使該防爆鋁箔片中間變形處先斷裂(撕裂)，從而達 到防爆、泄壓的作用。 防爆閥的制作方法可以選用以下兩者之一 a.如圖6，先放下鋼球ll，定位，在下鋼球11上放鋁箔片12，在鋁箔片上放入第二 鋼球11。用外力對第二鋼球11施加"定壓力"，使鋁箔片12變形，成形為雙面凹防爆鋁箔 片0721 (如圖8)。 b.如圖7，在硬質(zhì)平板13上放鋁箔片12，在鋁箔片12上放入鋼球11。用外力對 鋼球11施加"定壓力"，使鋁箔片12變形，成形為單面凹防爆鋁箔片0722 (如圖9)。
上述的成形防爆鋁箔片0721或者0722與防爆核071進行激光焊接(如圖4)。焊 接后，必須進行100%的氣密性全檢，檢測鋁箔片與防爆核的密封性。完全密封的，成為防爆 核07。為保證防爆核07與組合蓋板03的密封性，在防爆核07與組合蓋板03間，放一環(huán)形 介子，通過環(huán)形介子的軟變形，達到防爆核與組合蓋板間的密封。
上述防爆核07中各元件的材料選擇如下 a.鋁箔片選擇1070、1060、3003、3004、1145、1085等純度在99%以上的牌號的鋁 材； b.防爆核與鋁箔片的材料一致，便于焊接； c.環(huán)形介子選用耐電解液的PP、 PE、 PFA、 PTFE、 PET、氟碳材料、三元乙丙橡膠等等。 安裝上述安全防爆閥時，在安全閥孔上，先放入耐高溫PET透明聚脂薄膜片，再放 入PFA膠圈墊，最后放入防爆核。 此安全防爆閥解決了鋰離子電池爆炸的隱患，同時，也解決了生產(chǎn)工藝中的注液 問題。 在注塑件的設(shè)計上，本發(fā)明采用了導(dǎo)槽結(jié)構(gòu)，充分考慮了上下及四周壁厚的不同，
防止縮水問題產(chǎn)生，引起塑膠件與蓋板的接觸不良，其尺寸已充分考慮了流動因素。 本發(fā)明解決了電池電容大型外殼的批量生產(chǎn)問題，為高容量高功率的電池電容產(chǎn)
品的產(chǎn)業(yè)化的實現(xiàn)，解決了關(guān)鍵零配件的無生產(chǎn)供應(yīng)現(xiàn)狀，為新能源電動車等移動能源產(chǎn)
品、風光電系列產(chǎn)品的儲能及大型電站的儲能產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化提供了多樣選擇。 上述鋁合金外殼主體的制作過程如下將長鑄鋁棒堆放在料架上，鋁棒通過自動
控制系統(tǒng)送入加熱爐進行加熱，加熱爐分預(yù)熱區(qū)與加熱區(qū)，爐內(nèi)加熱區(qū)的熱能經(jīng)高壓熱風
機將熱風送至預(yù)熱區(qū)對鋁棒預(yù)熱，當鋁棒加熱到設(shè)定溫度，由自動控制系統(tǒng)推出爐門，經(jīng)熱
剪機剪切出定尺的鋁棒，定尺寸鋁棒經(jīng)推棒油缸推到翻料架翻入輸送機構(gòu)，回頂缸將剪剩
的鋁棒推回爐內(nèi)保溫，定尺寸鋁棒由輸入機構(gòu)送入擠壓機機械手，通過擠壓模具，冷整形定
型的方法制造。 本實施例鋁棒加熱至405 t:，通過擠壓機，并通過冷模具成型，寬度為 10-—1000mm ;長度為0. 010-—1000m ;材質(zhì)的厚度根據(jù)擠出的長度， 一般在0. 2mm到 100mm之間。 成型后的方通，根據(jù)電池電容的容量等參數(shù)要求，剪切成具體長度。剪切后的小方通，除掉其殼口的毛剌、剪切痕跡等，再采用CNC精密加工，使殼口表面光滑、無機械損傷；
尺寸精度達到±0. 02mm，保證了蓋板與殼口的配合精度。 為防止方通變形，在方通的大面、小面，均可以設(shè)計加強筋。 殼體成型方面，通過高溫熔融并熱擠壓拉伸，冷整形定型的工藝，可以解決現(xiàn)有殼 體加工工藝上的弊端。該方法可以加工的尺寸從幾毫米到上百米， 厚度從零點幾毫米到上百毫米。此種大型殼體的推出，可以使電池電容的單體容 量從幾十毫安時，提高到上萬安時。 以上所述的本發(fā)明實施方式，并不構(gòu)成對本發(fā)明保護范圍的限定。任何在本發(fā)明 的精神和原則之內(nèi)所作的修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求保護范 圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種電池電容包裝殼體，其特征在于，其包括外殼主體和焊接在所述外殼主體兩端的組合蓋板，所述外殼主體和組合蓋板均由鋁合金材料制成。
2. 如權(quán)利要求l所述的一種電池電容包裝殼體，其特征在于，所述鋁合金材料包 含重量百分比為0. 900±0. 100 %的Mn、0. 400±0. 100 %的Fe、0. 150±0. 020 %的Si、 0. 100±0. 050%的Cu、0. 015±0. 010X的Mg。
3. 如權(quán)利要求2所述的一種電池電容包裝殼體，其特征在于該鋁合金材料中還包含 重量百分比為0. 01±0. 005%的Zn，重量百分比為0. 02±0. 01%的Ti。
4. 如權(quán)利要求3所述的一種電池電容包裝殼體，其特征在于所述外殼主體采用擠壓 并整形方法制成，在所述外殼主體的內(nèi)表面設(shè)置有用于固定電池電容極片的定位棱。
5. 如權(quán)利要求1或2所述的一種電池電容包裝殼體，其特征在于所述組合蓋板上設(shè) 置有若干個極柱孔，極柱孔周邊有凹槽，所述極柱孔注塑有絕緣介子，還設(shè)置有安全防爆 閥，所述安全防爆閥與組合蓋板一體成型。
6. 如權(quán)利要求5所述的一種電池電容包裝殼體，其特征在于所述安全防爆閥是中空 的圓柱體結(jié)構(gòu)或長方體結(jié)構(gòu)或正方體結(jié)構(gòu)；該安全防爆閥與一個中空圓柱體形的防爆核通 過螺紋連接或者緊配合接觸，所述防爆核的底部設(shè)有中間凹陷的防爆金屬箔片，該防爆金 屬箔片為鋁箔或銅箔或鎳箔或金屬塑料復(fù)合材料的箔片。
7. 如權(quán)利要求6所述的一種電池電容包裝殼體，其特征在于在所述安全防爆閥內(nèi)防 爆核的底部放置有環(huán)形介子，該環(huán)形介子是PP或PE或PFA或PTFE或PET耐有機溶劑的材 料制成。
8. 如權(quán)利要求7所述的一種電池電容包裝殼體，其特征在于所述防爆金屬箔片的直 徑為9mm，外邊緣厚度為0. 2mm，中間凹陷的厚度小于0. 2mm。
9. 如權(quán)利要求1所述的一種電池電容包裝殼體，其特征在于所述外殼主體兩端與組 合蓋板的焊接部位厚度小于0. 8mm。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種電池電容包裝殼體，其包括外殼主體和焊接在所述外殼主體兩端的組合蓋板，所述外殼主體和組合蓋板均由鋁合金材料制成。所述組合蓋板上設(shè)置有若干個極柱孔，極柱孔周邊設(shè)計有凹槽，還設(shè)置有安全防爆閥，所述安全防爆閥與組合蓋板一體成型，安全防爆閥也可以與殼體一體成型，也可以將防爆閥焊接在端蓋板上，或者焊接在殼體上。本發(fā)明的電池電容包裝殼體比現(xiàn)有的其它材料的包裝殼體性能更優(yōu)越，更適合于動力型大型儲能元件和移動元件的使用。而且耐腐蝕、耐極端溫度；其組合安全防爆閥可以防止電池電容內(nèi)部壓力過大而引起的電池爆炸隱患。
文檔編號H01M2/02GK101764200SQ20101001952
公開日2010年6月30日 申請日期2010年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月20日
發(fā)明者張力, 陳疆 申請人:張力;陳疆