具有改进的制造加工性能的电池壳体的制造装置和使用其的制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种电池壳体的制造装置，所述制造装置包括：第一模具，所述第一模具包括具有与形成在其中的存储部对应的形状的第一空间部；第二模具，所述第二模具包括具有与存储部对应的形状的第二空间部和与形成在其中的第二空间部连通的通孔，所述第二模具耦接至第一模具且层压片置于第一模具和第二模具之间；和空气压力调节器，在第一空间部和第二空间部与外部隔离的状态下，所述空气压力调节器安装在通孔中，所述空气压力调节器经由通孔增加或减小第二空间部的空气压力以将层压片拉伸和改变为与第一空间部或第二空间部对应的形状。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有改进的制造加工性能的电池壳体的制造装置和使用其的制造方法
本申请要求于2016年3月17日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2016-0032092号的优先权和权益，通过引用将上述专利申请的全部内容结合在此。本专利技术涉及一种具有改进的制造加工性能的电池壳体的制造装置和使用其的制造方法。
技术介绍
随着对移动装置的技术发展和需求增加，对用作能源的二次电池的需要正在快速地增加。尤其是，在二次电池中，对具有高的能量密度和放电电压的锂二次电池已进行了大量的研究和商业化。典型地，在电池形状方面，对由于较薄厚度、能够应用于诸如移动电话等产品的棱柱形二次电池和袋型二次电池存在很高需求，且在电池材料方面，对具有高的能量密度、放电电压和输出稳定性的诸如锂离子电池和锂离子聚合物电池之类的锂二次电池存在很高需求。二次电池根据形状可以分类为圆柱形电池单元、棱柱形电池单元和袋型电池单元等。在这些电池单元中，袋型电池单元能够以高集成度进行堆叠、具有高的单位重量的能量密度、价格低廉且易于改变，因此受到更多关注。袋型二次电池包括柔性的层压片作为电池壳体，并且具有电极组件和电解质溶液嵌入在层压片上以电极组件形状成型的存储空间中的结构。同时，甚至在需要大容量电功率的领域，例如电动车、混合动力车和电功率存储装置等，以及小尺寸的移动装置或家用电器等，二次电池也逐渐用作能量源。因此，与传统的具有小容量的二次电池相比，对与具有大容量的二次电池的需求急剧地增加。二次电池的充电/放电容量与电极板的面积和电极板的数量成比例。随着电极板的面积和数量增加，电极组件的厚度增加。与之相应，电池壳体的形状也需要具有深度较深的存储部，以使得具有相当厚的厚度的电极组件得以存储。通常，采用这样的方法：在存储部固定层压片的状态下，藉由利用向下按压层压片的冲模，将层压片拉伸为所需深度。然而，由于层压片的柔性限制和在藉由冲模按压层压片时所施加的摩擦力，存在诸如针孔、裂痕等的外观缺陷出现在以预定深度或更深的深度而拉伸的层压片的外表面上的问题，并因此很难较深地形成存储部的深度以便能够容纳具有大容量的电极组件。因此，存在对于能够克服上述技术问题，即能够较深地形成存储部的深度而不造成外观缺陷的电池壳体的制造装置的高需求。
技术实现思路
技术问题本专利技术旨在解决传统技术的上述问题和过去所要求解决的问题。具体而言，本专利技术致力于提供一种具有将层压片受力拉伸时的摩擦力减至最小的优点的制造装置，且更特别地，本专利技术提供一种具有下述优点的制造装置和制造方法：藉由空气压力，而不是藉由以与层压片接触的状态而引起受力拉伸的诸如冲模之类的加压装置，来引起层压片的拉伸从而制造具有所需形状和质量的电池壳体。技术方案本专利技术的示例性实施方式提供一种电池壳体的制造装置，在所述电池壳体中，用于安装二次电池用的电极组件的存储部形成在层压片上，所述制造装置包括：第一模具，所述第一模具包括具有与形成在其中的所述存储部对应的形状的第一空间部；第二模具，所述第二模具包括具有与所述存储部对应的形状的第二空间部和与形成在其中的所述第二空间部连通的通孔，所述第二模具耦接至所述第一模具且所述层压片置于所述第一模具和所述第二模具之间；和空气压力调节器，在所述第一空间部和所述第二空间部与外部隔离的状态下，所述空气压力调节器安装在所述通孔中，所述空气压力调节器经由所述通孔增加或减小所述第二空间部的空气压力以将所述层压片拉伸和改变为与所述第一空间部或所述第二空间部对应的形状。由于所述制造装置根据空气压力的增加或减小引起层压片的拉伸，与层压片在直接接触的状态下被按压的结构(例如使用冲模的深冲方法)相比，在拉伸过程中施加到层压片的摩擦力相当地小，从而防止诸如裂痕和针孔之类的缺陷，并且将层压片拉伸为具有较深深度的存储部的形式。此外，在该结构中，由于可以省略诸如冲模和提升冲模用的液压缸之类的复杂的按压装置，所述制造装置可构造为相对紧凑的结构，且基于此，能够在设备设计和维护方面提供经济优势。在根据本专利技术的制造装置中，可在第一空间部和第二空间部的内表面上添加用于减小与层压片的摩擦力的涂层。例如，所述涂层可以是摩擦系数为0.03到0.04的聚四氟乙烯树脂。通常，所述层压片具有软包装材料的特征以具有抗外力的优异拉伸性，但是具有较低的机械刚度。由于该原因，在层压片与作为第一模具和第二模具的内表面的各个空间部紧密接触的状态下，在拉伸的层压片上形成摩擦力。由于摩擦力在拉伸的层压片上表现为负载，在层压片与空间部的内表面相互紧密接触的部分，形成比层压片的固有柔性更低的柔性。因此，当施加比通过摩擦力形成的柔性更强的按压力时，层压片可能被强制地拉伸，但是在外表面上会出现裂痕。由于该原因，难以将引起层压片拉伸的空气压力设定为较大，实质上，考虑到存储部的深度是藉由空气压力的按压力决定的事实，空气压力的范围应设定在不出现裂痕的范围内。因此，在根据本专利技术的制造装置中，在施压时，在与层压片紧密接触的第一空间部和第二空间部的内表面上形成具有相对较低摩擦系数的涂层，因此可以在层压片与冲模彼此紧密接触的部分，将层压片固有的柔性的劣化最小化，从而相对较深地形成存储部的深度同时抑制裂痕的出现。下文中，参考以下非限制性实施例更加详细地描述形成有第一模具、第二模具和存储部的结构。在一个具体实施例中，第一模具可包括第一固定部，所述第一固定部沿着在层压片中与用于形成存储部的部分相邻的外边缘与层压片的下表面紧密接触；第二模具可包括第二固定部，所述第二固定部沿着在层压片中与用于形成存储部的部分相邻的外边缘与层压片的上表面紧密接触；和在层压片固定于第一固定部和第二固定部之间的状态下，第一空间部和第二空间部可与外部隔离。此外，如上所述，在层压片固定于第一固定部和第二固定部之间的状态下，第一空间部和第二空间部可通过层压片彼此隔离。因此，位于第一空间部和第二空间部内的层压片可与外部隔离，尤其是，在第二空间部中的空气压力变化时，层压片可相应地改变。在一个具体实施例中，空气压力调节器可经由通孔减小第二空间部的空气压力，且响应于第二空间部的压力减小，层压片在沿着第二空间部的方向被拉伸的同时可改变为与第二空间部对应的形状。在该结构中，第二空间部的空气压力变得小于第一空间部的空气压力，层压片基于第一空间部沿着第二空间部的方向移动。此时，层压片被缓慢拉伸且以其中层压片与第二空间部的内表面紧密接触的形状而成型。这里，考虑到层压片的厚度和存储部的所需深度可设定第二空间部的压力通过空气压力调节器减小的程度。然而，当仅仅为了增加存储部的容积和深度而将压力减小程度设定得过高时，由于层压片上的过度拉伸和摩擦力之故，在层压片表面上可能出现诸如裂痕和针孔之类的缺陷，并且在以所需的存储部的形式成型之前通孔可能被层压片的一部分密封。此外，层压片包括树脂层和金属层，由于材料特性，当层压片过薄时，少量的水汽颗粒会穿透树脂层。特别地，在由于拉伸所致厚度相对更薄的部分，穿透现象可能更加严重。因此，优选的是，层压片具有即使在层压片被拉伸的状态下也能确保针对水汽的可靠性的厚度。因此，本专利技术者发现，在藉由空气压力调节器通过在以10×105dyn/cm2至99×105dyn/cm2的压力下抽吸空气而减小压力时，上文所述的两个条件可以满足本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池壳体的制造装置，在所述电池壳体中，用于安装二次电池用的电极组件的存储部形成在层压片上，所述制造装置包括：第一模具，所述第一模具包括具有与形成在其中的所述存储部对应的形状的第一空间部；第二模具，所述第二模具包括具有与所述存储部对应的形状的第二空间部和与形成在其中的所述第二空间部连通的通孔，所述第二模具耦接至所述第一模具且所述层压片置于所述第一模具和所述第二模具之间；和空气压力调节器，在所述第一空间部和所述第二空间部与外部隔离的状态下，所述空气压力调节器安装在所述通孔中，所述空气压力调节器经由所述通孔增加或减小所述第二空间部的空气压力以将所述层压片拉伸和改变为与所述第一空间部或所述第二空间部对应的形状。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.17 KR 10-2016-00320921.一种电池壳体的制造装置，在所述电池壳体中，用于安装二次电池用的电极组件的存储部形成在层压片上，所述制造装置包括：第一模具，所述第一模具包括具有与形成在其中的所述存储部对应的形状的第一空间部；第二模具，所述第二模具包括具有与所述存储部对应的形状的第二空间部和与形成在其中的所述第二空间部连通的通孔，所述第二模具耦接至所述第一模具且所述层压片置于所述第一模具和所述第二模具之间；和空气压力调节器，在所述第一空间部和所述第二空间部与外部隔离的状态下，所述空气压力调节器安装在所述通孔中，所述空气压力调节器经由所述通孔增加或减小所述第二空间部的空气压力以将所述层压片拉伸和改变为与所述第一空间部或所述第二空间部对应的形状。2.根据权利要求1所述的制造装置，其中：所述第一模具包括第一固定部，所述第一固定部沿着在所述层压片中与用于形成所述存储部的部分相邻的外边缘与所述层压片的下表面紧密接触，所述第二模具包括第二固定部，所述第二固定部沿着在所述层压片中与用于形成所述存储部的部分相邻的外边缘与所述层压片的上表面紧密接触，和在所述层压片固定于所述第一固定部和所述第二固定部之间的状态下，所述第一空间部和所述第二空间部与外部隔离。3.根据权利要求2所述的制造装置，其中：在所述层压片固定于所述第一固定部和所述第二固定部之间的状态下，所述第一空间部和所述第二空间部通过所述层压片彼此隔离。4.根据权利要求1所述的制造装置，其中：所述空气压力调节器经由所述通孔减小所述第二空间部的空气压力，和响应于所述第二空间部的压力减小，所述层压片在沿着所述第二空间部的方向被拉伸的同时改变为与所述第二空间部对应的形状。5.根据权利要求4所述的制造装置，其中：所述空气压力调节器以10×105dyn/cm2到99×105dyn/cm2的压力抽吸空气以减小压力。6.根据权利要求4所述的制造装置，其中：相较于压力减小前位于所述第二空间部中的所述层压片的总面积，空气经其流动的所述通孔的垂直截面面积具有0.01％至5％的尺寸。7.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴世橒，金炫民，禹先确，尹汝敬，李恩周，李知垠，黄隨枝，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国,KR