CN109728336A - 一种利用形状记忆合金的弧形电池加工装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种利用形状记忆合金的弧形电池加工装置及方法，该装置包括：支撑板，其上设有两竖直的凹槽，每一凹槽设有一弹性组件；该支撑板四周还设有若干支撑柱；凹版，用于盛放电芯，该凹版为形状记忆合金材质，两弹性组件分别抵接在凹版底部两端；弧形板，其穿过支撑柱盖于凹版上，该弧形板的弧度与所需弧形电池的弧度匹配。本发明利用温度使得弧形加工对电池的损伤更小，更容易；利用温度提供制作弧形的驱动力，且驱动力可控；利用温度控制弧形的形变量，能得到不同弧度的弧形电池。

Description

一种利用形状记忆合金的弧形电池加工装置及方法

技术领域

本发明涉及弧形电池技术领域，特别涉及一种利用形状记忆合金的弧形电池加工装置及方法。

背景技术

按照传统的工艺制备平电池，在平电池化成完成以后，再将其放入上下两片弧形夹具中间，在一定温度和时间段内对电池施以预定的压力，将电池原本水平的上下表面压成弧形，得到弧形电池。这种方式需要协调好温度、时间、压力等多个变量，不易控制，尤其是施加压力不易把握，当压力过大会对电池造成损伤；当压力过小，产率会降低，变相提高企业生产成本。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种利用形状记忆合金的弧形电池加工装置及方法。

为实现上述目的，本发明提供一种利用形状记忆合金的弧形电池加工装置，其包括：

支撑板，其上设有两竖直的凹槽，每一凹槽设有一弹性组件；该支撑板四周还设有若干支撑柱；

凹版，用于盛放电芯，该凹版为形状记忆合金材质，两弹性组件分别抵接在凹版底部两端；

弧形板，其穿过支撑柱盖于凹版上，该弧形板的弧度与所需弧形电池的弧度匹配。

优选地，每一弹性组件包括两竖直排布的压力弹簧、及水平设置在两压力弹簧顶部之间的一圆柱棒。

进一步地，所述两压力弹簧由Ni-Ti形状记忆合金制成的，在10℃-100℃具有记忆效应。温度升高时，利用合金的超弹性使弹簧不断拉伸。圆柱棒为又硬又轻的铝合金制成，在弹簧拉伸时，圆柱棒只会竖直向上运动，而不会左右偏移。

优选地，所述凹版为Ni-Ti形状记忆合金材质，其在10℃-100℃具有记忆效应。当温度升高时，其会向上弯曲成弧形结构，恢复其母相，弧形与所需弧形电池结构一致。

优选地，两竖直凹槽、两弹性组件均以支撑板中心呈对称分布。

本发明中，所有器件上均涂有绝缘Al₂O₃染料，防止电芯短路。

本发明还提供一种利用形状记忆合金的弧形电池加工方法，其包括如下步骤：

(1)、将化成后的电芯置于凹版，将弧形夹具中的凹版、弧形板装载在底板支撑板上并固定好；

(2)、将固定好的弧形夹具放在Baking房，以时间为序设置一系列温度梯度，在温度达到最高值时保持一段时间，使得形状记忆合金材质的凹版向上弯曲挤压电芯贴合弧形板从而制成弧形电池。

本发明步骤(2)中，当温度逐渐升高时，Ni-Ti形状记忆合金会逐渐恢复其母相。4个弹簧会不断向上伸长，带动2个紧密相连的圆柱棒向上挤压凹槽及电芯，同时凹槽在此温度下，会向上弯曲成弧形，挤压电池成为弧形。制成弧形的驱动力由Ni-Ti形状记忆合金提供，其最初的力由温度提供。而且电芯受到的力是随温度逐渐增大的，是可控的，避免了瞬间力损坏电芯，和电芯变形后恢复原貌，当然也可以利用温度来控制弧形的形变量。

优选地，该加工方法还包括步骤(3)：

到达设定时间后，温度下降时，形状记忆合金恢复平整，而电芯会保留其弧形，制成了弧形电池；当温度下降到室温时，松开夹具，取出弧形电池，将带气囊电芯经过除气和分容，制成完整的电池。

采用本发明的技术方案，具有以下有益效果：

(1)、利用温度使得弧形加工对电池的损伤更小，更容易；

(2)、利用温度提供制作弧形的驱动力，且驱动力可控；

(3)、利用温度控制弧形的形变量，能得到不同弧度的弧形电池。

附图说明

图1为本发明实施例装置的结构示意图；

图2为本发明实施例装置加工前的剖视图；

图3为本发明实施例装置加工后的剖视图。

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所示，本发明提供一种利用形状记忆合金的弧形电池加工装置，其包括：

支撑板1，其上设有两竖直的凹槽，每一凹槽设有一弹性组件；该支撑板1四周还设有若干支撑柱11；

凹版2，用于盛放电芯3，该凹版2为形状记忆合金材质，两弹性组件分别抵接在凹版2底部两端；

弧形板4，其穿过支撑柱11盖于凹版2上，该弧形板4的弧度与所需弧形电池的弧度匹配。

作为本发明一优选实施例，每一弹性组件包括两竖直排布的压力弹簧12、及水平设置在两压力弹簧12顶部之间的一圆柱棒13。

作为本发明一优选实施例，所述两压力弹簧12由Ni-Ti形状记忆合金制成的，在10℃-100℃具有记忆效应。

作为本发明一优选实施例，所述凹版2为Ni-Ti形状记忆合金材质，其在10℃-100℃具有记忆效应。

作为本发明一优选实施例，两竖直凹槽、两弹性组件均以支撑板1中心呈对称分布。

本发明实施例中，支撑柱11起整个装置固定作用，上部有螺纹，其数量有4个，与之匹配有4个作用在其上的螺丝5。

本发明还提供一种利用形状记忆合金的弧形电池加工方法，其包括如下步骤：

(1)、将化成后的电芯置于凹版，将弧形夹具中的凹版、弧形板装载在底板支撑板上并固定好；

(2)、将固定好的弧形夹具放在Baking房，以时间为序设置一系列温度梯度，在温度达到最高值时保持一段时间，使得形状记忆合金材质的凹版向上弯曲挤压电芯贴合弧形板从而制成弧形电池。

作为本发明一优选实施例，该加工方法还包括步骤(3)：

到达设定时间后，温度下降时，形状记忆合金恢复平整，而电芯会保留其弧形，制成了弧形电池；当温度下降到室温时，松开夹具，取出弧形电池，将带气囊电芯经过除气和分容，制成完整的电池。

本发明中，事先制备60A0Y0平电芯，直到化成后工序。

a、通过叠片制成60A0Y0型号的叠芯，将叠芯经过点焊、顶侧封、烘烤、注液、静置和化成。获得的电芯3如图1所示，其为带气囊的电芯，31为电芯主体，32为电芯的气囊带。

以下是对弧形电池加工的具体方法阐述：

(1)将平电芯上弧形制作工具。

a、带气囊电芯的厚度为6mm，不带极耳长为315mm，带极耳长为340mm，主体加气囊带宽为(100+70)mm；

b、弧形凹槽的深度为6mm，等于电芯的厚度，凹槽刚好放下整个电芯；

c、将电芯按照图1顺序放置好，放置好后结构如图2所示。

(2)将放置好电芯的装置放入Baking房中，设置好温度梯度，制备弧形电池。

a、将装置放入大烤箱中，设置一系列温度梯度的时间为30min，保持最高温度时间为7h，打开温度开关；

b、Ni-Ti形状记忆合金在受到温度上升的影响时，弹簧产生向上的驱动力，凹槽会产生弧形形变，恢复母相即弧形形状就会挤压电池，将电池制成弧形，如图3所示。

(3)下夹具，取出弧形电池，制成完整的弧形电池。

a、7.5h后，自动关闭加热按钮，等到温度降至室温时，下夹具，取出待气囊带的弧形电芯；

b、经过除气，去掉气囊袋和分容工序，得出60A0Y0型号的弧形电池。

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。

Claims (7)

1.一种利用形状记忆合金的弧形电池加工装置，其特征在于，包括：

支撑板，其上设有两竖直的凹槽，每一凹槽设有一弹性组件；该支撑板四周还设有若干支撑柱；

凹版，用于盛放电芯，该凹版为形状记忆合金材质，两弹性组件分别抵接在凹版底部两端；

弧形板，其穿过支撑柱盖于凹版上，该弧形板的弧度与所需弧形电池的弧度匹配。

2.根据权利要求1所述的加工装置，其特征在于，每一弹性组件包括两竖直排布的压力弹簧、及水平设置在两压力弹簧顶部之间的一圆柱棒。

3.根据权利要求2所述的加工装置，其特征在于，所述两压力弹簧由Ni-Ti形状记忆合金制成的，在10℃-100℃具有记忆效应。

4.根据权利要求1或2所述的加工装置，其特征在于，所述凹版为Ni-Ti形状记忆合金材质，其在10℃-100℃具有记忆效应。

5.根据权利要求1或2所述的加工装置，其特征在于，两竖直凹槽、两弹性组件均以支撑板的中心呈对称分布。

6.一种利用形状记忆合金的弧形电池加工方法，其特征在于，其包括如下步骤：

(1)、将化成后的电芯置于凹版，将弧形夹具中的凹版、弧形板装载在底板支撑板上并固定好；

(2)、将固定好的弧形夹具放在Baking房，以时间为序设置一系列温度梯度，在温度达到最高值时保持一段时间，使得形状记忆合金材质的凹版向上弯曲挤压电芯贴合弧形板从而制成弧形电池。

7.根据权利要求6所述的加工方法，其特征在于，该加工方法还包括步骤(3)：

到达设定时间后，温度下降时，形状记忆合金恢复平整，而电芯会保留其弧形，制成了弧形电池；当温度下降到室温时，松开夹具，取出弧形电池，将带气囊电芯经过除气和分容，制成完整的电池。