[实用新型]一种圆柱形锂电池封口模具

说明书

技术领域

本实用新型属于锂电池技术领域，具体涉及一种圆柱形锂电池封口模具。

背景技术

锂电池是指电化学体系中含有锂（包括金属锂、锂合金和锂离子、锂聚合物）的电池，锂电池大致可分为锂金属电池盒锂离子电池两类。其中，锂金属电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池，通常是不可以充电的。而锂离子电池一般是由锂合金金属氧化物为正极材料、石墨为负极材料、使用非水电解质的电池，锂离子电池不含金属态的锂，并且是可以充电的。

由于锂离子电池中不含任何贵重金属，不仅原材料都很便宜，而且具有电压高，充放电寿命长，对环境污染小和自放电率低等诸多优点，已经作为一种清洁能源被广泛地应用于各类电子产品上，如智能手机，笔记本电脑，数码相机以及便携式小型电器等。

从电池的外形结构上看，常见的锂离子电池有圆柱形锂电池、方形锂电池以及扣式锂电池。传统的圆柱形锂电池一般包括电芯，容纳所述电芯的钢壳以及与所述钢壳相配合的盖帽，所述电芯的两端分别设有负极极耳和正极极耳，钢壳顶端还设有滚槽，该滚槽在钢壳内壁上形成一个环形的限位台，所述盖帽抵接该限位台。

组装时，将电芯套入钢壳内，从电芯的中心通孔处将电芯的负极极耳与钢壳底部焊接，再将电芯的正极极耳焊接在盖帽底部，并将盖帽置入钢壳内且抵接限位台，最后利用封口模具使高出盖帽的钢壳头部压延变形，向内弯折，完成封口。

现有封口模具一般包括夹模和凹模两个部分，凹模的结构一般如图5所示。由图5可见，该凹模的一端连接有压力机或气缸，另一端设有容纳钢壳头部的模腔101，模腔101底部与钢壳头部接触的面为弧形面102。封口时，由夹模固定钢壳组成定模（夹持在钢壳的滚槽处），由压力机或气缸驱动的凹模为动模，钢壳的中心与模腔101的中心处在同一轴线上；在压力机或气缸的作用下，凹模向右运动，将钢壳头部纳入模腔101内，钢壳头部受压沿着弧形面102向内弯折，完成封口。

由于现有很多圆柱形锂电池的钢壳常常是“两段式”的，钢壳侧壁的下半部分较薄，以增大电池容量，而上半部分的侧壁则较厚，以保证密封性，避免在后续加工或使用中出现泄漏。当利用上述封口模具进行封口时，钢壳头部在模腔中固定与压延变形两个步骤几乎同时进行，中间没有延迟的时间，封口后极易造成钢壳头部外径扩大甚至“炸口”，或者在钢壳的接缝处或侧壁较薄的部分产生褶皱，而使电池报废。

实用新型内容

本实用新型公开了一种圆柱形锂电池封口模具，利用该封口模具对圆柱形锂电池进行封口不会出现钢壳褶皱、外径扩大或者炸口的现象。

本实用新型的技术方案为：

一种圆柱形锂电池封口模具，包括用于固定钢壳的夹模，以及用于压延钢壳头部的凹模，所述凹模包括从内向外依次同轴穿套的内芯、缓冲保护套和连接套，该缓冲保护套分别与内芯、连接套滑动配合，所述缓冲保护套包括沿内芯轴向分布的弹性垫圈和防护套，该防护套的内壁与内芯的底面围成容纳钢壳头部的模腔，且内芯的底面为弧形面。

封口时，钢壳头部进入模腔抵靠内芯底面，夹模夹持在钢壳的滚槽处，防护套的底部抵靠夹模，钢壳头部被牢牢固定在模腔内；由于弹性垫圈的作用，此时内芯的压力（来自与内芯连接的压力机或者气缸）还未施加到钢壳头部上，而是被弹性垫圈接收，弹性垫圈受压变形，使得防护套因能自由滑动而与夹模分开，此时内芯的压力得以释放且直接施加在钢壳头部，压力促使钢壳头部压延变形，沿着内芯的弧形面向内翻折。

本实用新型的封口模具将封口过程中钢壳头部在模腔中固定、受压变形两个步骤割离，在压延变形过程中钢壳被防护套固定，不会出现钢壳褶皱、钢壳头部外径扩大或者炸口的现象。

与现有技术相同，夹模固定在钢壳的滚槽处，以防钢壳受压时滚槽处因应力太大而出现褶皱或者破裂。

作为优选，所述弹性垫圈为弹簧圈或胶套。更优选为胶套。胶套不仅具备一定的缓冲能力，能够顺利实现步骤割离，而且具备一定的强度，既可保证压力的缓冲，也不易变形，延长使用期。

本实用新型中，绕所述连接套内腔上部设有环形的限位台阶，所述内芯的中部设有与该限位台阶抵靠的轴肩，所述弹性垫圈抵靠该轴肩。轴肩被限位台限制使得内芯无法单独下移，则在钢壳头部完全固定至模腔中之前，内芯不能将压力施加到钢壳头部。弹性垫圈抵靠该轴肩，则可将内芯的压力承接过来。

弹性垫圈与防护套依次套设在内芯上组成缓冲保护套，为保证缓冲保护套能沿内芯作轴向滑动，本实用新型利用连接套与内芯围成容纳空间，将弹性垫圈与防护套置于该容纳空间内。本实用新型中，该容纳空间的构建由以下两点实现：