极耳胶整形治具单体、极耳胶整形治具及整形方法与流程

1.本发明一般涉及整形治具技术领域，具体涉及一种极耳胶整形治具单体、极耳胶整形治具及整形方法。


背景技术：

2.随着时代的发展，人们对锂离子电池使用越来越频繁，要求更是越来越高。
3.目前的圆柱锂电池中，正负极耳分别设置于圆柱电芯的两端，正负极耳在经过卷绕和极耳处理后会形成极耳端面，在极耳与集流盘焊接过程中，极耳易与铝壳内壁搭接造成短路，目前会在极耳外圈包裹上一圈绝缘胶带将极耳与铝壳隔开，以提高圆柱锂电池的安全性能。
4.但是，由于包裹后的绝缘胶带呈“竖立”状态，在组装过程中呈“竖立”状态的绝缘胶带极容易受挤压从而失去能够有效隔开极耳和铝壳的作用，且在后继工序中无有效检测手法探测绝缘胶带在极耳与铝壳之间起到的绝缘性能，大大降低圆柱锂电池的安全性能。


技术实现要素：

5.鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种极耳胶整形治具单体、极耳胶整形治具及整形方法。
6.第一方面，本发明实施例提供一种极耳胶整形治具单体，包括单体本体，所述单体本体具有一整形腔，所述整形腔具有一开口端，所述整形腔的内壁包括相连的第一端面和筒形侧面；在所述筒形侧面的高度方向上，所述第一端面与所述开口端相对设置。
7.在一些示例中，所述整形腔的内壁还包括环状整形面，所述环状整形面连接所述第一端面和所述筒形侧面；
8.沿着所述筒形侧面的高度方向，所述环状整形面呈倒角结构或圆角结构。
9.在一些示例中，所述极耳胶整形治具单体还包括加热件；
10.沿所述筒形侧面的高度方向，所述单体包括与所述第一端面相平行的第二端面，所述加热件设置在所述第二端面与所述第一端面之间。
11.在一些示例中，所述加热件包括加热电阻丝，所述加热电阻丝呈盘状结构或之字状结构。
12.在一些示例中，所述第一端面呈圆形，所述筒形侧面呈圆筒形。
13.在一些示例中，所述单体本体呈中心对称结构，所述单体本体的中心轴与所述筒形侧面的中心轴重合。
14.第二方面，本发明实施例提供一种极耳胶整形治具，包括至少两个如上所述的极耳胶整形治具单体，不同的极耳胶整形治具单体的环状整形面的形状存在区别，配置于按照整形工序依次对电池的极耳胶进行整形。
15.在一些示例中，沿所述极耳胶整形治具单体的筒形侧面的高度方向，定义所述环状整形面的高度为整形高度，在前使用的极耳胶整形治具单体的整形高度大于在后使用的
极耳胶整形治具单体的整形高度。
16.在一些示例中，所述极耳胶整形治具单体的环状整形面呈倒角结构；
17.在前使用的极耳胶整形治具单体的环状整形面的斜率大于在先使用的极耳胶整形治具单体的环状整形面的斜率。
18.在一些示例中，所述极耳胶整形治具单体的环状整形面呈圆角结构，在前使用的极耳胶整形治具单体的环状整形面所在球面的半径大于在后使用的极耳胶整形治具单体的环状整形面所在球面的半径。
19.在一些示例中，不同的极耳胶整形治具单体的开口端的大小均相同；
20.在前使用的极耳胶整形治具单体的第一端面的直径小于在后使用的极耳胶整形治具单体的第一端面的直径。
21.第三方面，本发明实施例提供一种极耳胶整形方法，使用上述极耳胶整形治具对电池的极耳胶进行整形，所述极耳胶整形治具中的至少两个极耳胶整形治具单体按照整形工序依次为第一至第n极耳整形治具单体，n为自然数且大于等于2；
22.所述电池包括电芯，所述电芯包括电芯本体、极耳和极耳胶，所述电芯本体的两端分别设有所述极耳，所述极耳具有远离所述电芯本体的极耳端面；沿所述电芯本体的周向方向，所述极耳胶包覆所述极耳；沿所述电芯本体的长度方向，所述极耳胶超出所述极耳端面；
23.所述方法包括如下步骤：
24.s210：将所述电芯置于所述第一个极耳胶整形治具单体的整形腔内；
25.s220：利用所述第一个极耳胶整形治具单体的整形腔的内壁挤压所述极耳胶，以使所述极耳胶超出所述极耳端面的部分向所述极耳端面弯折；
26.s230：取出所述电芯，再将所述电芯放入下一个极耳胶整形治具单体的整形腔内；
27.s240：重复步骤s230，直至整形n次，完成对所述极耳胶的整形。
28.在一些示例中，在利用每个极耳胶整形治具单体的整形腔对极耳胶整形时，每个极耳胶整形治具单体在加热状态下软化极耳胶；
29.对所述极耳胶完成整形之后，对所述极耳胶冷却处理。
30.本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
31.本发明实施例提供的极耳胶整形治具单体能够对极耳胶超出极耳端面的部分进行弯曲变形，以使极耳胶在弯曲状态下包覆极耳端面的边缘，使正负极耳与铝壳之间有效地隔离开，避免电池在组装过程中造成极耳胶绝缘失效，提升安全性能；极耳胶整形治具包括至少两个极耳整形治具单体，能够对极耳胶进行多次整形，有效避免整形过程中造成极耳胶弯折过度，提高极耳胶的整形良率，使得极耳胶在极耳与铝壳之间起到良好的绝缘性能。
附图说明
32.通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
33.图1为相关技术中提供的电池的结构示意图；
34.图2为本发明实施例提供的一种极耳胶整形治具单体的结构示意图；
35.图3为图2所示的极耳胶整形治具单体的透视示意图；
36.图4为本发明实施例提供的加热件的结构示意图；
37.图5为本发明实施例提供的另一种极耳胶整形治具的结构示意图；
38.图6为图5所示的极耳胶整形治具单体的透视示意图；
39.图7为图2示意的极耳胶整形治具单体的整形腔的内壁与图5示意的极耳胶整形治具单体的整形腔的内壁的对比示意图；
40.图8为本发明实施例提供的极耳胶经预整形之后的电池的结构示意图；
41.图9为本发明实施例提供的预整形之后的极耳胶的结构示意图；
42.图10为本发明实施例提供的极耳胶经再整形之后的电池的结构示意图；
43.图11为本发明实施例提供的再整形之后的极耳胶的结构示意图；
44.图12为本发明实施例提供的又一种极耳胶整形治具单体的结构示意图；
45.图13为图12所示的极耳胶整形治具单体的透视示意图；
46.图14为本发明实施例提供的再一种极耳胶整形治具单体的结构示意图；
47.图15为图14所示极耳胶整形治具单体的透视示意图；
48.图16为图12示意的极耳胶整形治具单体的整形腔的内壁与图14示意的极耳胶整形治具单体的整形腔的内壁的对比示意图；
49.图17为本发明实施例提供的极耳胶整形方法的流程图。
50.附图标记：
51.1-极耳端面，2-极耳胶，
52.10-单体本体，11-整形腔，111-第一端面，112-筒形侧面，12-加热件，
53.r
ⅰ-图2所示的极耳胶整形治具单体的环状整形面所在球面的半径，r
ⅱ-图5所示的极耳胶整形治具单体的环状整形面所在球面的半径，α
ⅰ-图12所示的极耳胶整形治具单体环状整形面的倾斜角度，α
ⅱ-图14所示的极耳胶整形治具单体环状整形面的倾斜角度。
具体实施方式
54.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
55.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
56.相关技术中，电池包括电芯，电芯包括电芯本体、极耳和极耳胶，正负极耳分别设置于电芯本体的两端；沿电芯本体的周向方向，极耳胶包覆极耳；沿电芯本体的长度方向，极耳胶超出极耳端面。
57.参照图1，正负极耳在经过卷绕和极耳处理后分别会形成极耳端面1，正负极耳的外圈分别包裹一圈极耳胶2，极耳胶2的部分伸出极耳端面1。即，极耳胶2相对于极耳端面1呈“竖立”状态。
58.对此，本发明实施例提供极耳胶整形治具单体，用于对上述相关技术中介绍的极耳胶进行整形处理。
59.如图2和图3所示，本发明实施例提供的一种极耳胶整形治具单体，包括单体本体
10，单体本体10具有一整形腔11，整形腔11具有一开口端，整形腔11的内壁包括相连的第一端面111和；在筒形侧面112的高度方向上，第一端面111与开口端相对设置。
60.其中，筒形侧面112贴合极耳胶的侧面，第一端面111与极耳胶挤压接触以弯折极耳胶超出极耳端面的边缘。
61.该实施例中，整形腔的内壁用于挤压接触电池的极耳胶，能够使极耳胶超出极耳端面的部分沿着整形腔的内壁变形，进而使得极耳胶的边缘向极耳端面弯折。
62.在一些示例性实施例中，整形腔11的内壁包括还包括环状整形面113，环状整形面113连接第一端面111和筒形侧面112。其中，在筒形侧面112的高度方向上，环状整形面113呈圆角结构。
63.该实施例中，将相关技术中的电池自开口端沿着筒形侧面112进入整形腔内，电池的极耳胶超出极耳端面的部分在环状整形面113以及第一端面111的挤压接触的作用下向极耳端面产生弯折的形变。呈圆角结构的环状整形面113能够避免极耳胶在弯折处应力集中，防止应力集中造成极耳胶损坏。
64.相关技术中的极耳胶经极耳胶整形治具单体整形处理后会产生形变。参照图8和图9，极耳胶2的边缘呈向极耳端面弯折，相对于相关技术中的极耳胶2在形态上有区别。
65.在一些示例性实施例中，极耳胶整形治具单体还包括加热件12；沿筒形侧面112的高度方向，单体本体10包括与第一端面111相平行的第二端面13，加热件12设置在第二端面13与第一端面111之间。
66.加热件12设置在整形腔11的第一端面111的一侧，在整形腔10对极耳胶进行整形时，加热件12提供热源，极耳胶受热变软，便于在整形腔内壁的挤压接触作用下产生形变。
67.在一些示例性实施例中，参照图4，加热件12包括加热电阻丝，加热电阻丝呈盘状结构，传热均匀，使得包裹极耳一圈的极耳胶受热均匀，提高极耳胶的整形效果，设计极其方便。又或者，加热电阻丝也可以呈之字状结构，也能够使得包裹极耳一圈的极耳胶受热均匀。
68.再者，加热件可以是分布在一个平面内的多个加热子部件，多个加热子部件分布在第一端面111和第二端面13之间，每个加热子部件呈盘状结构或者之字状结构，能够使得包裹极耳一端的极耳胶受热均匀即可。
69.在一些示例性实施例中，第一端面111呈圆形，筒形侧面112呈圆筒形，使得该整形治具单体适用于圆柱电池中极耳胶的整形。
70.在一些示例性实施例中，单体本体10呈中心对称结构，单体本体10的中心轴与筒形侧面112的中心轴重合。这样设置，单体本体10的结构简单，方便极耳胶整形治具单体的设计和加工，有效降低极耳胶的整形成本，从而降低电池的生产成本。
71.参照图5和图6，本发明实施例提供的另一种极耳胶整形治具单体。该极耳胶整形治具单体的整形腔的内壁也包括第一端面、筒形侧面以及连接第一端面和筒形侧面的环状整形面，环形整形面呈圆角结构。
72.该极耳胶整形治具单体的整形腔的内壁与图2和图3所示例的极耳胶整形治具单体的内壁的区别主要在于环状整形面和第一端面。
73.具体的，参照图7，图7(ⅰ)表示应图2和图5所示的极耳胶整形治具单体的内壁，图7(ⅱ)表示图2和图5所示的极耳整形治具单体的内壁，rⅰ为图2所示的极耳胶整形治具单体
的环状整形面所在球面的半径，rⅱ为图5所示的极耳胶整形治具单体的环状整形面所在球面的半径，rⅰ大于rⅱ；两个极耳胶整形治具单体的开口端的大小相同，图2所示的极耳胶整形治具单体的第一端面的直径小于图5所示的极耳胶整形治具单体的第一端面的直径。
74.图2所示的极耳胶整形治具单体可对极耳胶进行预整形，使得相关技术中的极耳胶超出极耳端面的边缘先弯折一定角度，参照图8和图9；图5所示的极耳胶整形治具单体可对极耳胶2进行再整形，使得极耳胶超出极耳端面的边缘弯折贴附极耳端面，参照图10和图11所示的极耳胶2。
75.参照图12和图13，本发明实施例提供的又一种极耳胶整形治具单体。该极耳胶整形治具单体的整形腔的内壁也包括第一端面、筒形侧面以及连接第一端面和筒形侧面的环状整形面，其中，环形整形面呈倒角结构。
76.参照图14和图15，本发明实施例提供的再一种极耳胶整形治具单体。该极耳胶整形治具单体的整形腔的内壁也包括第一端面、筒形侧面以及连接第一端面和筒形侧面的环状整形面，环形整形面呈倒角结构。
77.图14和图15所示的极耳胶整形治具单体与图12和图13所示的极耳胶整形治具单体的区别在于环状整形面的斜率。
78.具体的，参照图16，图16(ⅰ)表示应图12和图13所示的极耳胶整形治具单体的内壁，图16(ⅱ)表示图14和图15所示的极耳整形治具单体的内壁，αⅰ表示图12所示的极耳胶整形治具单体环状整形面的倾斜角度，αⅱ表示图14所示的极耳胶整形治具单体环状整形面的倾斜角度，αⅰ大于αⅱ，相应的，图12所示的极耳胶整形治具单体环状整形面的斜率大于图14所示的极耳胶整形治具单体环状整形面的斜率；
79.两个极耳胶整形治具单体的开口端的大小相同，图2所示的极耳胶整形治具单体的第一端面的直径小于图5所示的极耳胶整形治具单体的第一端面的直径。
80.图12所示的极耳胶整形治具单体可对极耳胶进行预整形，使得相关技术中的极耳胶超出极耳端面的边缘先弯折一定角度；图14所示的极耳胶整形治具单体可对极耳胶进行再整形，使得极耳胶超出极耳端面的边缘弯折贴附极耳端面。
81.本发明实施例还提供一种极耳胶整形治具，包括至少两个极耳胶整形治具单体，不同的极耳胶整形治具单体的环状整形面的形状存在区别，配置于按照整形工序依次对电池的极耳胶进行整形。可根据整形效果可以选择合适数量的极耳胶整形治具单体，例如极耳胶整形治具可以包括两个、三个或者多个极耳胶整形治具单体，多次整形有效避免整形过程中造成的极耳胶翻折，提升安全性能。
82.若对极耳胶进行一次整形使得极耳胶超出极耳端面的部分弯折贴附极耳端面，会造成极耳胶整形幅度过大例如翻折，极容易导致极耳胶在极耳和铝壳之间的隔离作用失效。
83.例如，该实施例提供的极耳胶整形治具包括图2所示的极耳胶整形治具单体和图5所示的极耳胶整形治具单体。按照整形工序，设定图2所示的极耳胶整形治具单体为在前使用的极耳胶整形治具单体，设定图5所示的极耳胶整形治具单体为在后使用的极耳胶整形治具单体。
84.又例如，该实施例提供的极耳胶整形治具包括图12所示的极耳胶整形治具单体和图14所示的极耳胶整形治具单体。按照整形工序，设定图12所示的极耳胶整形治具单体为
在前使用的极耳胶整形治具单体，设定图14所示的极耳胶整形治具单体为在后使用的极耳胶整形治具单体。
85.在一些示例性实施例中，沿极耳胶整形治具单体的筒形侧面112的高度方向，定义环状整形面113的高度为整形高度，在前使用的极耳胶整形治具单体的整形高度大于在后使用的极耳胶整形治具单体的整形高度。由于在前使用的极耳胶整形治具单体对极耳胶进行预整形，如此设置，可确保在后使用的极耳胶整形治具单体能够对极耳胶进一步整形。
86.在一些示例性实施例中，极耳胶整形治具单体的环状整形面113呈圆角结构，在前使用的极耳胶整形治具单体的环状整形面113所在球面的半径大于在后使用的极耳胶整形治具单体的环状整形面113所在球面的半径。
87.参照图2、图5和图7，图2所示的极耳胶整形治具单体可对极耳胶进行预整形，使得相关技术中的极耳胶超出极耳端面的边缘先弯折一定角度，参照图8和图9；图5所示的极耳胶整形治具单体可对极耳胶进行再整形，使得极耳胶超出极耳端面的边缘弯折贴附极耳端面，参照图10和图11。
88.在一些示例性实施例中，极耳胶整形治具单体的环状整形面113呈倒角结构；
89.在前使用的极耳胶整形治具单体的环状整形面113的斜率大于在先使用的极耳胶整形治具单体的环状整形面113的斜率。
90.同理可以解释，参照图12、图14和图16，图12所示的极耳胶整形治具单体可对极耳胶进行预整形，使得相关技术中的极耳胶超出极耳端面的边缘先弯折一定角度；图14所示的极耳胶整形治具单体可对极耳胶进行再整形，使得极耳胶超出极耳端面的边缘弯折贴附极耳端面。
91.在一些示例性实施例中，不同的极耳胶整形治具单体的开口端的大小均相同；在前使用的极耳胶整形治具单体的第一端面111的直径小于在后使用的极耳胶整形治具单体的第一端面111的直径。确保极耳胶在预整形的基础上，在后使用的极耳胶整形治具单体能够对接受过预整形的极耳胶再次进行形变压缩，通过前后多次整形使得相关技术中极耳胶超出极耳端面的边缘弯贴附极耳端面。
92.该实施例提供的极耳胶整形治具，具有至少两个极耳胶整形治具单体，按照整形工序可对极耳胶进行多次整形，使得极耳胶超出极耳端面的部分弯折贴附极耳端面，至少两个极耳胶整形治具单体能够提高整形良率，有效避免整形过程中造成的极耳胶过度翻折，且避免极耳胶过度翻折造成绝缘失效；能够增大极耳胶对极耳端面的保护面积，在极耳与铝壳之间起到有效的绝缘作用，提升安全性能。
93.基于同一构思，本发明实施例还提供一种极耳胶整形方法，使用上述极耳胶整形治具对电池的极耳胶进行整形，极耳胶整形治具中的至少两个极耳胶整形治具单体按照整形工序依次为第一至第n极耳整形治具单体，n为自然数且大于等于2；
94.如图17所示，该方法包括如下步骤：
95.s210：将电芯置于第一个极耳胶整形治具单体的整形腔内；
96.s220：利用第一个极耳胶整形治具单体的整形腔的内壁挤压极耳胶，以使极耳胶超出极耳端面的部分向极耳端面弯折；
97.s230：取出电芯，再将电芯放入下一个极耳胶整形治具单体的整形腔内；
98.s240：重复步骤s230，直至整形n次，完成对极耳胶的整形。
99.该极耳胶整形方法，利用至少两个极耳胶整形治具单体依次对极耳胶进行整形，多次整形使得极耳胶超出极耳端面的部分弯折贴附极耳端面，至少两个极耳胶整形治具单体能够提高整形良率，有效避免整形过程中造成的极耳胶过度翻折，且避免极耳胶过度翻折造成绝缘失效；能够增大极耳胶对极耳端面的保护面积，在极耳与铝壳之间起到有效的绝缘作用，提升安全性能。
100.在一些示例性实施例中，在利用每个极耳胶整形治具单体的整形腔对极耳胶整形时，每个极耳胶整形治具单体在加热状态下软化极耳胶；
101.对极耳胶完成整形之后，对极耳胶冷却处理。
102.在整形过程通过加热加速极耳胶顺着整形腔的内壁变形，既加快整形效率，也能够防止整形腔的挤压作用对极耳胶造成损伤；
103.对极耳胶冷却处理，可以是风冷处理，成本低。风冷处理的方式可以是风冷，也可以是通过冷风机等装置向极耳胶表面提供冷却气体，包括但不局限于此。
104.例如，极耳胶整形治具包括两个极耳胶整形治具单体，两个极耳胶整形治具单体按照整形工序依次为第一极耳整形治具单体(参照图1和图2)、第二极耳整形治具单体(参照图5和图6)。
105.图1示例的电芯置于第一极耳整形治具单体的整形腔内，进行预整形，经第一极耳整形治具单体的整形腔的内壁的挤压作用，极耳胶超出极耳端面的部分产生一定的弯折形变，参照图8示例的电芯和图9示例的极耳胶；
106.将图8示例电芯置于第二极耳整形治具单体的整形腔内，进行再整形，经第二极耳整形治具单体的整形腔的内壁的挤压作用，极耳胶超出极耳端面的部分再次产生一定的弯折形变，参照图10示例的电芯和图11示例的极耳胶。
107.该示例中，经过两次整形处理，极耳胶超出极耳端面的部分贴合极耳端面。若极耳胶超出极耳端面的部分经一次弯折直接贴附至极耳端面，容易在弯折处应力集中造成极耳胶的损坏，多次整形能够提高整形良率，有效避免整形过程中造成的极耳胶过度翻折，且避免极耳胶过度翻折造成绝缘失效。
108.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
109.本发明采用第一、第二等来描述各种信息，但这些信息不应局限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如在不脱离本发明范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。
110.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
111.以上描述仅为本发明的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人
员应当理解，本发明中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本发明中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。