CN111630685B

CN111630685B - 二次电池的顶板安全阀制造方法和制造装置、顶板制造方法、二次电池用顶板

Info

Publication number: CN111630685B
Application number: CN201980009110.5A
Authority: CN
Inventors: 高时珍
Original assignee: Bc Gen Co ltd
Current assignee: Bc Gen Co ltd
Priority date: 2018-01-18
Filing date: 2019-01-15
Publication date: 2022-07-08
Anticipated expiration: 2039-01-15
Also published as: WO2019143098A1; US11858024B2; EP3742518B1; HUE060698T2; CN111630685A; JP2021511965A; US20210121933A1; JP6929470B2; EP3742518A4; KR101947986B1; EP3742518A1

Abstract

本发明提供二次电池的顶板安全阀制造方法和制造装置，和使用该安全阀制造方法的顶板制造方法，及通过该顶板制造方法制造的二次电池用顶板，只通过一次或二次的锻造工艺简单地成形安全阀，由此防止在形成于安全阀的下部的曲板进行锻造时产生的锻造硬化现象，从而可防止曲板硬度过高造成的安全阀成形不良。

Description

二次电池的顶板安全阀制造方法和制造装置、顶板制造方法、二次电池用顶板

技术领域

本发明涉及一种只通过一次或二次的锻造工艺可简单地成形安全阀的二次电池的顶板安全阀制造方法和制造装置、顶板制造方法、二次电池用顶板。

背景技术

通常，提出了很多确保二次电池的安全性的方案，其中，为了使电池内产生的气体在规定的压力以上放出到外部，在电池采用了安全阀。

并且，安全阀一般形成于二次电池的顶板。换句话说，在二次电池的顶板形成有在产生电池内的压力异常时因内部压力被破裂后放出电池内的气体的安全阀。

首先，对构成本申请人已申请并登记的韩国专利登记第1043577号的“具有电动汽车用安全阀的电池顶板及其制造方法”的电池顶板制造方法（以下，称为“以往的电池顶板制造方法”）进行观察如下。

以往的电池顶板制造方法包括：第一过程，准备作为顶板用金属材料的金属板；第二过程，以两侧间膜与固定框以一定间隔隔开的形式，使得上述金属板安装于中央；第三过程，从上部机械地用180-300吨的锤子对所述金属板进行一次加压，从而形成一定形状的槽，使金属板向两侧面拉长；第四过程，从上部机械地用220-280吨的锤子对所述金属板进行二次加压，从而形成更深的槽，使金属板向两侧面拉长，使得间膜和固定框紧贴；第五过程，从上部机械地用180-290吨的锤子对所述金属板进行三次加压，从而实现所述槽的金属板部分成形有顶板，顶板形成有厚度薄薄地成为一体的安全阀。

但是，问题在于，在通过上述的电池顶板制造方法而制造顶板时，通过三次以上的锻造工艺形成槽的同时，成形下部的厚度薄的安全阀，由此因三次以上的锻造而在安全阀的厚度较薄的部分产生锻造硬化，从而安全阀下部的硬度太硬的不良频发发生。

此外，以往的电池顶板制造方法问题在于，为了形成安全阀，应进行三次以上的锻造工艺，从而由于锻造回数的增加提高了顶板的生产单价。

先行技术文献

韩国登记专利第1043577号的“具有电动汽车用安全阀的电池顶板及其制造方法”（2011.06.16登记）。

发明内容

由此，本发明是为了解决如上所述的以往的各种问题而提出的，

本发明的目的在于，提供二次电池的顶板安全阀制造方法和制造装置、顶板制造方法、二次电池用顶板，只通过一次或二次的锻造工艺简单地成形安全阀，由此防止在形成于安全阀下部的曲板进行锻造时产生锻造硬化的现象，从而可防止曲板硬度过高造成的安全阀成形不良。

此外，本发明的另一个目的在于，通过上升降模具的下降成形安全阀的同时，将材料向下部移动并排出，从而将锻造扭矩减少到最小，同时可进行安全阀的锻造。

此外，本发明的另一个目的在于，只通过一次或二次的锻造工艺简单地成形安全阀，从而可提高顶板的制造生产性。

根据用于达成如上所述的目的的本发明的“二次电池的顶板安全阀制造方法”，特征在于，包括：安全阀成型步骤，将顶板的材料板投入于压力机的下形部的上面，通过上形部和上升降模具的下降及下升降模具的上升，在材料板成形具有下部的曲板的槽状的安全阀的同时，将材料排出到所述边缘排出部并成形排出材料部后，通过上形部和上升降模具的上升及下升降模具的下降，将安全阀成形，其中，压力机具有下形部和上形部，下形部在内部内置有形成边缘排出部的下升降模具并向前后形成有长孔，上形部在内部具备上升降模具；排出材料部切割去除步骤，向压力机的下形部的上面投入所述安全阀成形的材料板，从而将材料板的排出材料部***排出材料部***孔，通过所述排出材料部切割装置的运转，切割排出材料部的上部，从而去除排出材料部，压力机具有下形部，下形部形成有排出材料部***孔，排出材料部内置有切割所述排出材料部的上部的切割装置；下面平坦成形步骤，在压力机的下形部的上面放置排出材料部的上部被切割的材料板后，通过上形部的下降，将材料板的下面平坦地成形，并使得上形部上升，压力机具有下形部和上形部，下形部的上面为平坦面，上形部在下部形成有安全阀***部。

此外，特征在于，在根据本发明的“二次电池的顶板安全阀制造方法”的所述安全阀成形步骤中，同时进行上形部和上升降模具的下降及下升降模具的上升，或先使得上形部和上升降模具的下降后，使得下升降模具上升，从而成形安全阀。

此外，特征在于，根据本发明的“二次电池的顶板安全阀制造方法”的所述切割装置包括内部切割部件，内部切割部件位于所述排出材料部的内部，在上部边缘的前、后、左、右边角部形成有倾斜刃部，并通过驱动装置向前、后、左、右方向移动；在所述排出材料部切割去除步骤中，所述内部切割部件通过向左侧方向移动后复归、向右侧方向移动后复归、向前方方向移动后复归、向后方方向移动后复归的顺序，切割排出材料部的上部。

如上所述构成的本发明，效果在于，只通过一次或二次的锻造工艺简单地成形安全阀，由此防止在形成于安全阀的下部的曲板进行锻造时产生的锻造硬化现象，从而可防止曲板硬度过高造成的安全阀成形不良。

此外，本发明通过上升降模具的下降成形安全阀的同时，使得材料向下部移动排出，由此，将锻造扭矩减少至最小的同时，可进行安全阀的锻造，从而可获得在安全阀的锻造时节约动力能源的效果。

此外，本发明的效果在于，只通过一次或二次的锻造工艺简单地成形安全阀，从而可提高顶板的制造生产性。

附图说明

图1是表示根据本发明的安全阀制造方法的工艺图。

图2表示根据本发明的安全阀制造方法中安全阀成形步骤，图2a、b是表示安全阀成形前的正、侧截面图，图2c、d是表示上、下升降模具运转并成形安全阀的状态的正、侧截面图，图2e、f是表示上、下升降模具沿上、下复归的状态的正、侧截面图，图2g是表示和排出材料部一起成形的安全阀的概略立体图。

图3表示根据本发明的安全阀制造方法中排出材料部切割去除步骤，图3a表示切割前的侧截面图，图3b表示已切割的状态的侧截面图，图3c是表示内部切割部件的上部的平面概略图。

图4表示构成本发明的切割装置的其他实施例，图4a表示排出材料部的切割前的侧截面图，图4b表示排出材料部被切割的状态的侧截面图，图4c表示前、后、左、右切割部件的上部的平面概略图。

图5表示根据本发明的安全阀制造方法中下面平坦成形步骤，图5a、b表示下面平坦成形后的状态的正、侧截面图，图5c表示最终成形的安全阀的概略立体图。

图6表示根据本发明的第一实施例的顶板制造方法，图6a表示材料板切断步骤的正截面图，图6b表示最终制造的顶板的立体图。

图7表示根据本发明的第一实施例的顶板制造方法，图7a、b表示安全阀的成形前的正、侧截面图，图7c、d表示上、下升降模具运转并成形安全阀的状态的正、侧截面图，图7e、f表示进行下面平坦步骤的状态的正、侧截面图，7g表示安全阀成形的板材料的立体图。

标号说明

1：材料板

2：安全阀

21：曲板

3：排出材料部

31：残留材料部

4：上形部

41：安全阀***部

5：下形部

51：长孔

52：边缘排出部

53：排出材料部***孔

54：紧贴凸出部

6：切割装置

61：内部切割部件

62a、62b、62c、62d：前、后、左、右切割部件

C：倾斜刃部

D1：上升降模具

D2：下升降模具

P：压力机

具体实施方式

以下，参照图示的附图对本发明的优选实施例进行更详细的说明。但是应理解为本发明可通过多个不同的形态实现，不限于已记述的实施例。

图1是表示根据本发明的安全阀制造方法的工艺图，图2表示根据本发明的安全阀制造方法中安全阀成形步骤的图，图3表示根据本发明的安全阀制造方法中排出材料部切割去除步骤的图，图4表示构成本发明的切割装置的其他实施例的图。并且图5表示根据本发明的安全阀制造方法中下面平坦成形步骤的图。

如图所示，根据本发明的二次电池的顶板安全阀制造方法包括：安全阀成形步骤100，在顶板的材料板1成形安全阀；排出材料部切割去除步骤200；下面平坦成形步骤300。

首先，如图1及图2所示，所述安全阀成形步骤100，首先，将成为顶板的材料的顶板的材料板1投入于压力机P的下形部5的上面，压力机P包括下形部5和上形部4，下形部5在内部内置有形成边缘排出部52的下升降模具D2，并且下形部5向前后形成有长孔51，上形部4在内部配备上升降模具D1。

然后，通过所述上形部4和上升降模具D1的下降及下升降模具D2的上升，在材料板1成型具有下部的曲板21的槽状的安全阀2的同时，使得材料排出到所述边缘排出部52并成形排出材料部3后，通过上形部4和上升降模具D1的复归上升及下升降模具D2的复归下降，成形安全阀2。

并且，在所述安全阀成形步骤100中，可同时进行上形部4和上升降模具D1的下降及下升降模具D2的上升，从而成形安全阀2，以便能通过一次锻造成形安全阀。

并且，在所述安全阀成形步骤100中，为了能够分散并减少上形部4和下形部分别受到的压缩荷重，首先，使得上形部4和上升降模具D1下降后，使得所述下升降模具D2上升，从而也可成形安全阀2。

然后，如图1及图3所示，所述排出材料部切割去除步骤200在进行安全阀成形步骤100后进行，首先，将所述安全阀2成形的材料板1投入于压力机P的下形部5的上面，从而将材料板1的排出材料部3***排出材料部***孔53，然后通过所述排出材料部切割装置6的运转，切割排出材料部3的上部，从而去除排出材料部3，其中，压力机P具有下形部5，下形部5形成有排出材料部***孔53，排出材料部内置有对所述排出材料部3的上部进行切割的切割装置6。

并且，在所述排出材料部切割去除步骤200中，残留材料部31从排出材料部3的上部残留在材料板1的下面。

此外，在所述排出材料部切割去除步骤200中，为了能够将投入于下形部5的上面的材料板1更加坚固地固定于下形部5的上面，构成压力机P的上形部4下降，从而可再按压材料板1的上面。

优选地，为了能按顺序切割排出材料部3，所述切割装置6由内部切割部件61构成，内部切割部件61位于所述排出材料部3的内部，在上部边缘的前、后、左、右边角部形成有倾斜刃部C，并通过驱动装置M向前、后、左、右方向移动。并且，就使得所述内部切割部件61向前、后、左、右方向移动的驱动装置M而言，使用气缸马达等的多种驱动装置已被公知，因此省略其具体的说明。

并且，在所述排出材料部切割去除步骤200中，为了能按顺序切割排出材料部3，最优选地，所述内部切割部件61通过向左侧方向移动后复归、向右侧方向移动后复归，向前方方向移动后复归、向后方方向移动后复归的顺序，切断排出材料部3的上部。

此外，如图4所示，为了能够从外侧向内侧方向切断所述排出材料部3的上部，所述切割装置6可包括前、后、左、右切割部件62a、62b、62c、62d，前、后、左、右切割部件62a、62b、62c、62d位于所述排出材料部3的外部的前、后、左、右，在各个上部内侧的边角部形成有倾斜刃部C，各自通过驱动装置M一个个按顺序向内、外侧方向移动，从而切割排出材料部3的上部。

并且，就将前、后、左、右切割部件62a、62b、62c、62d分别向内、外侧方向移动的驱动装置M而言，使用气缸马达等的多种驱动装置已被公知，因此省略其具体的说明。

然后，如图1及图5所示，所述下面平坦成形步骤300中，对在所述排出材料部切割去除步骤200中残留于材料板1的下面的残留材料部31进行锻造成形，从而将材料板的下面成形为平坦面。

换句话说，所述下面平坦成形步骤300在进行排出材料部切割去除步骤200后进行，通过如下过程进行：在压力机P的下形部5的上面放置排出材料部3的上部被切割的材料板1后，通过上形部4的下降，将材料板1的下面平坦地成形，并使得上形部4上升，压力机P具有下形部5和上形部4，下形部5的上面为平坦面，上形部4在下部形成安全阀***部41。

因此，根据本发明的顶板安全阀制造方法可仅通过一次锻造工艺或二次锻造工艺简单地成形安全阀2，一次锻造工艺同时实现上形部4和上升降模具D1的下降和下升降模具D2的上升，二次锻造工艺通过上形部4和上升降模具D1的下降后下升降模具D2的上升而实现。

因此，本发明的顶板安全阀制造方法仅通过一次或二次锻造工艺简单地成形安全阀2，由此防止在形成于安全阀2的下部的曲板21进行锻造时产生锻造硬化的现象，从而是一个可防止曲板21硬度过高造成的安全阀2的成形不良的有用的发明。

换句话说，本发明中，安全阀2的成形的锻造的回数为一次或二次，回数少，由此在本发明的安全阀2的一次或二次的锻造时，以往三次以上的多次锻造回数时产生的曲板的锻造硬化几乎不会产生。

此外，就本发明的顶板安全阀制造方法而言，通过上升降模具D1的下降成形安全阀2的同时，将材料向下部排出，从而将锻造扭矩减少至最小的同时，可进行安全阀2的锻造，进而能够获得在安全阀2的锻造时节约动力能源的效果，是个有用的发明。

另外，如图2所示，根据本发明的二次电池的顶板安全阀制造装置用于上述的顶板安全阀制造方法。

因此，根据本发明的顶板安全阀制造装置包括安全阀成形部10，所述安全阀成形部10包括：下形部5，其在内部内置有下升降模具D2并向前后形成有长孔51，下升降模具D2形成边缘排出部52；上形部4，其在下形部5的上部可升降地配置，在内部配备有可升降的上升降模具D1。

并且，根据本发明的安全阀制造装置，包括：排出材料部切割部20，其具备形成有排出材料部***孔53的下形部5，所述排出材料部内置有切割排出材料部3的切割装置6；下面平坦成形部30，其具备下形部5和上形部4，所述下形部5的所述上面为平坦面，所述上形部4在下部形成有安全阀***部41。

并且，所述安全阀成形部10和排出材料部切割部20及下面平坦成形部30根据材料板1的移动顺序依次配备于一个压力机P，或也可以一个个分别配备于多个压力机P。

图6是表示根据本发明的第一实施例的顶板制造方法的图。

如图1乃至图6所示，根据本发明的第一实施例的二次电池的顶板制造方法使用上述的顶板安全阀制造方法，前提是将上述的顶板安全阀制造方法全部包括在内。

因此，根据本发明的第一实施例的顶板制造方法，在所述安全阀成形步骤100中投入的材料板1向两侧构成为长板，所述安全阀成形步骤100、排出材料部切割去除步骤200、下面平坦成形步骤300通过长材料板1每次一个节距地连续移动的过程而连续地实现。

换句话说，使得所述长材料板1每次一个节距地移动时，对长材料板1进行下降、上升、移动的顺序是按一个节距来进行，如此将长材料板1每次一个节距地移动时，在材料板1的前、后方形成供升降移动针***的多个移动针孔，然后使得长材料板1每次一个节距地移动，这样的使得长材料板1每次一个节距地移动的构成在锻造压力机P中已适用并广泛应用，省略其具体的构成及运转的说明。因此，在每次一个节距地移动的长材料板1的前、后方，在供给材料板1之前钻孔有多个移动针孔（未示出）。

并且，根据本发明的第一实施例的顶板制造方法在进行所述下面平坦成形步骤后，还进行后锻造成型步骤，在进行所述后锻造成型步骤之后，进行材料板切断步骤，从而制造顶板，其中，在所述后锻造成型步骤中，通过压力机P的运转，还进行对形成于顶板的其他构成进行锻造的一次以上锻造工艺，在所述材料板切断步骤中，通过压力机P的运转将成形安全阀2和其他构成的材料板1切断为顶板的形状的直角四边形的形状。

换句话说，在所述后锻造成形步骤中对必不可少地包括流体流入孔和铆钉孔的铆钉安装部进行必要的锻造成形。并且，根据顶板的种类还可以通过锻造来成形终端板或配件固定孔。

因此，如上所述，根据本发明的第一实施例的顶板制造方法仅通过一次或二次的锻造工艺简单地成形安全阀2，然后通过长材料板1的切断可简单地制造顶板，从而可提高顶板的制造生产性，是一个有用的发明。

因此，根据本发明的顶板通过上述的第一实施例的顶板制造方法可通过简单的工艺制造。

图7是表示根据本发明的第二实施例的顶板制造方法的图。

如图1、图3乃至图5、图7所示，根据本发明的第二实施例的二次电池的顶板制造方法使用上述的顶板安全阀制造方法，前提是将上述的顶板安全阀制造方法全部包括在内。

因此，根据本发明的第二实施例的顶板制造方法，特征在于，在所述安全阀成形步骤100中投入的材料板1构成为边缘是直角四边形且向前后方向长的四角材料板1，在所述安全阀成形步骤100中，在下形部5的上部边缘还形成有紧贴凸出部54，在四角材料板1的锻造成形时，四角材料板1的边缘紧贴地成形于紧贴凸出部54，在所述下面平坦成形步骤300中，在下形部5的上部边缘还形成有紧贴凸出部54，四角材料板1的锻造成形时，四角材料板1的边缘紧贴地成形于紧贴凸出部54。

并且，根据本发明的第二实施例的顶板制造方法，在进行所述下面平坦成形步骤300后，将已成形的四角材料板1投入下一个锻造工艺，通过压力机P的运转，成形安全阀2和其他构成后，还进行后锻造成形步骤，从而制造顶板。

换句话说，在所述后锻造成形步骤中对必不可少地包括流体流入孔和铆钉孔的铆钉安装部进行必要的锻造成形。并且，根据顶板的种类还可以通过锻造来成型终端板或配件固定孔。

因此，如上所述，根据本发明的第二实施例的顶板制造方法，仅通过一次或二次的锻造工艺简单地成形安全阀2，然后通过锻造成形步骤可简单地制造顶板，从而可提高顶板的制造生产性，是一个有用的发明。

因此，根据本发明的顶板通过上述的第二实施例的顶板制造方法可通过简单的工艺制造。

以上对本发明的优选实施例进行了说明，但本发明可使用多种变化和变更及均等物。本发明可适当地变更上述实施例并相同地应用，这是很明确的。因此，所述记载内容不是限定根据下面权利要求书的界限决定的发明的范围。

另外，在本发明的详细说明中对具体的实施例进行了说明，但可在不脱离本发明的范围的限度内进行多种变形，对该领域具有一般知识的人是不言自明的。

Claims

1.一种二次电池的顶板安全阀制造方法，特征在于，包括：

安全阀成型步骤(100)，向压力机的下形部的上面投入顶板的材料板，通过上形部和上升降模具的下降及下升降模具的上升，在材料板成形具有下部的曲板的槽状的安全阀的同时，将材料排出到所述边缘排出部并成形排出材料部后，通过上形部和上升降模具的上升及下升降模具的下降，将安全阀成形，其中，压力机具有下形部和上形部，下形部在内部内置有形成边缘排出部的下升降模具并向前后形成有长孔，上形部在内部配备有上升降模具；

排出材料部切割去除步骤(200)，向压力机的下形部的上面投入所述安全阀成形的材料板，从而将材料板的排出材料部***排出材料部***孔，通过所述排出材料部切割装置的运转，切割排出材料部的上部，从而去除排出材料部，其中，压力机具有下形部，下形部形成有内置切割所述排出材料部的上部的切割装置的排出材料部***孔；

下面平坦成形步骤(300)，在压力机的下形部的上面放置排出材料部的上部被切割的材料板后，通过上形部的下降，将材料板的下面平坦地成形，并使得上形部上升，压力机具有下形部和上形部，下形部的上面为平坦面，上形部在下部形成有安全阀***部。

2.根据权利要求1所述的二次电池的顶板安全阀制造方法，特征在于，

在所述安全阀成形步骤(100)中，同时进行上形部和上升降模具的下降及下升降模具的上升，或先使得上形部和上升降模具下降后，使得下升降模具上升，从而成形安全阀。

3.根据权利要求1所述的二次电池的顶板安全阀制造方法，特征在于，

所述切割装置包括内部切割部件，内部切割部件位于所述排出材料部的内部，在上部边缘的前、后、左、右边角部形成有倾斜刃部，并通过驱动装置向前、后、左、右方向移动；在所述排出材料部切割去除步骤(200)中，所述内部切割部件通过向左侧方向移动后复归、向右侧方向移动后复归、向前方方向移动后复归、向后方方向移动后复归的顺序，切割排出材料部的上部。

4.根据权利要求1所述的二次电池的顶板安全阀制造方法，特征在于，

所述切割装置包括前、后、左、右切割部件，前、后、左、右切割部件位于所述排出材料部的外部的前、后、左、右，在各个上部内侧的边角部形成有倾斜刃部，各自通过驱动装置一个个按顺序向内、外侧方向移动，从而切割排出材料部的上部。

5.一种二次电池的顶板安全阀制造装置，特征在于，包括：

安全阀成形部，其包括下形部和上形部，其中，下形部在内部内置有形成边缘排出部的下升降模具并向前后形成有长孔；上形部在下形部的上部可升降地配置，在内部配备有可升降的上升降模具；

排出材料部切割部，其具备下形部，所述下形部形成有排出材料部***孔，排出材料部内置有切割排出材料部的切割装置；

下面平坦成形部，其具备下形部和上形部，所述下形部的上面为平面，所述上形部在下部形成有安全阀***部，

所述安全阀成形部和排出材料部切割部及下面平坦成形部依次配备于一个压力机，或一个个分别配备于多个压力机。

6.一种利用安全阀制造方法的二次电池顶板制造方法，特征在于，

包括权利要求1乃至4中任意一项的顶板安全阀制造方法，在所述安全阀成形步骤(100)中投入的材料板向两侧构成为长板，所述安全阀成形步骤(100)、排出材料部切割去除步骤(200)、下面平坦成形步骤(300)通过长材料板每次一个节距地连续移动的过程而连续地实现，在进行所述下面平坦成形步骤(300)后，还进行后锻造成型步骤，在进行所述后锻造成型步骤后，还进行材料板切断步骤，在所述后锻造成型步骤中，通过压力机的运转，还进行对形成于顶板的其他构成进行锻造的一次以上的锻造工艺，在所述材料板切断步骤中，通过压力机的运转将成形有安全阀和其他构成的材料板切断为顶板的形状的直角四边形的形状。

7.一种利用安全阀制造方法的二次电池顶板制造方法，特征在于，

包括权利要求1乃至4中任意一项的顶板安全阀制造方法，在所述安全阀成形步骤中投入的材料板构成为边缘是直角四边形且向前后方向长的四角材料板，在所述安全阀成形步骤中，在下形部的上部边缘还形成有紧贴凸出部，在四角材料板的锻造成形时，四角材料板的边缘紧贴地成形于紧贴凸出部，在所述下面平坦成形步骤中，在下形部的上部边缘还形成有紧贴凸出部，四角材料板的锻造成形时，四角材料板的边缘紧贴地成形于紧贴凸出部，在进行所述下面平坦成形步骤后，将已成形的四角材料板投入下一个锻造工艺，通过压力机的运转，成形安全阀和其他构成后，还进行后锻造成形步骤。