一种用于制备中空碳棒的模头制造技术

本实用新型专利技术涉及一种用于制备中空碳棒的模头，所述模头包括连续挤出部和内模芯，所述连续接触部上设置有两级阶梯孔，所述内模芯的圆柱棒芯位于所述两级阶梯孔内；将所述模头用于中空碳棒的挤出成型过程时，将两级阶梯孔中孔径较大的一端作为进料口与所述螺杆挤出机连接，中空碳棒则由两级阶梯孔中孔径较小的一端挤出，得到中空碳棒，采用本实用新型专利技术所述模头能高效、快速的得到中空碳棒，且所得中空碳棒的压实密度均匀、强度较高，在后续使用过程中能明显降低电池内部微短路的风险，同时，减小电池在不同姿势下放电的容量偏差。

【技术实现步骤摘要】
一种用于制备中空碳棒的模头
本技术属于电池领域，具体涉及一种用于制备中空碳棒的模头。
技术介绍
锂亚硫酰氯电池的比能量达到680Wh/Kg，环境使用温度可从低温-60℃到高温85℃内正常使用，使用寿命超十年，年均自放电率＜1％，在智能表计、智能家居、智能追踪、智能安防等新兴行业有广泛的应用。随着物联网建设的快速推进，智慧城市概念深入人心，电池的应用模式越来越多样化，势必对电池性能要求也越来越高。如现在共享单车上应用的锂亚硫酰氯电池，需要电芯结构具有较高的稳定性来预防使用过程中的频繁震动，另外还需要电芯在不同的温湿度条件下，不同姿势包括直立、平躺和倒立下放电也具有较高的放电容量。锂亚硫酰氯的D型电池的碳正极主要有两种结构：(1)实心结构，这种结构主要是采用直径1-2mm的颗粒正极，通过自动下料机直接压实在钢壳中，形成密实的实心圆柱碳包，最后再插入镍针或镍网集流；这种结构存在一定的不足的是，若是组装生产过程管控不佳时，正极在插入集流镍网时，容易破坏原有正极的密实结构，导致正极松散或正极面不平整，此时正极的集流效果会表现出不稳定。另外实心结构的正极，颗粒与颗粒之间会吸附大量的电解液，导致电池体系中游离的电解液少，引起电池在不同放电姿势下具有较大的放电容量差异。(2)空心结构，这种结构因为正极中间具有较大的空间来填充游离的电解液，则能很好地解决电池在不同放电姿势下放电容量差异，这种结构的电芯组装则需要在自动下料前，增加一个工序，在钢壳中固定中间模具棒，然后再将颗粒正极下料，在中间模具棒和边膜的间隙中压实，形成中空的碳正极结构，再将环形集流网插入中空结构中进行集流。这种结构的电芯组装的问题是，由于颗粒正极具有强的静电作用，设备较难均匀地将正极压实在中间模具棒和边膜之间，且压实的碳棒不具备一定的强度，中间环状集流网安装时可能引起正极碳包结构破坏，可能会导致电池相对差的放电容量一致性。因此，开发一种用于制备具有高强度和均匀压实密度的中空碳棒的模头仍具有重要意义。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种用于制备中空碳棒的模头，所述模头包括连续挤出部和内模芯，所述连续接触部上设置有两级阶梯孔，所述内模芯的圆柱棒芯位于所述两级阶梯孔内；将所述模头用于中空碳棒的挤出成型过程时，将两级阶梯孔中孔径较大的一端作为进料口与所述挤出机连接，中空碳棒则由两级阶梯孔中孔径较小的一端挤出，经裁切，得到中空碳棒，采用本技术所述模头能高效、快速的得到中空碳棒，且所得中空碳棒的压实密度均匀、强度较高。为达到此技术目的，本技术采用以下技术方案：本技术提供了一种用于制备中空碳棒的模头，所述模头包括连续挤出部和内模芯，所述连续挤出部上设置有两级阶梯孔，所述两级阶梯孔为通孔，所述两级阶梯孔包括第一级阶梯孔和第二级阶梯孔，所述第一级阶梯孔的直径大于所述第二级阶梯孔的直径，所述内模芯包括圆柱棒芯和环状模具，所述圆柱棒芯的一端与所述环状模具连接，所述圆柱棒芯位于所述两级阶梯孔内，所述圆柱棒芯的直径小于第二级阶梯孔的直径，所述环状模具的环体直径大于所述第一阶梯孔的直径。本技术所述用于制备中空碳棒的模头包括设置有两级阶梯孔的连续挤出部和设置在所述两级阶梯孔内部的圆柱棒芯；在模头的使用过程中，将连续挤出部上两级阶梯孔中直径较大的一端与挤出机连接；原料由挤出机供给到模头，之后由两级阶梯孔中直径较小的一端排出，从而实现中空碳棒的制备，本技术所述模头的结构简单，且由其挤出得到的中空碳棒的压实密度均匀；将所得中空碳棒用作锂-亚硫酰氯电池的正极，明显简化了电池的组装过程，降低了电池内部因正极掉粉造成的电池微短路的风险。同时，圆柱棒芯的一端连接所述环状模具，所述环状模具用于固定所述圆柱棒芯在所述两级阶梯孔中的位置，避免圆柱棒芯的外壁与所述两级阶梯孔的内壁接触，所述环状模具的环体直径大于所述第一级阶梯孔的直径，避免了环状模具的环体对挤出过程的影响，从而得到压实密度均匀的中空碳棒。优选地，所述圆柱棒芯的轴线方向平行于所述两级阶梯孔的轴线方向。优选地，所述圆柱棒芯靠近所述第二级阶梯孔的一侧端面与所述第二级阶梯孔的自由端平齐，所述圆柱棒芯的另一端与所述环状模具连接。本技术所述圆柱棒芯靠近所述第二级阶梯孔的一侧端面与所述第二级阶梯孔的自由端平齐，其有利于提高挤出成型得到的中空碳棒的压实密度的均匀性，且有利于得到强度较高的中空碳棒。优选地，所述圆柱棒芯的一端与所述环状模具的环心连接。优选地，所述圆柱棒芯的轴线垂直于所述环状模具的环体的环面。优选地，所述两级阶梯孔的截面为圆形。优选地，所述第一级阶梯孔的自由端对应所述模头的进料口，所述第二级阶梯孔的自由端对应所述模头的出料口。此处两级阶梯孔中，第一级阶梯孔与第二级阶梯孔不相邻的一端分别记为第一级阶梯孔的自由端和第二级阶梯孔的自由端，其连接端分别记为第一级阶梯孔的连接端和第二级阶梯孔的连接端。优选地，所述进料口一端设置有卡扣口，所述环状模具的直径小于所述卡扣口的直径，所述环状模具卡扣在所述卡扣口内。本技术所述连续挤出部的两级阶梯孔中直径较大的一端为进料口，在所述进料口的一端设置卡扣口，所述卡扣口的直径大于所述环状模具的环体直径，所述环状模具的环体直径大于所述第一级阶梯孔的直径，从而可将所述环状模具卡扣在所述卡扣口内；从而避免环状模具影响挤出过程或模头的安装。本技术所述环状模具的作用在于固定圆柱棒芯，并确定所述棒芯在所述两级阶梯孔中的位置。优选地，所述环状模具上沿环体的直径方向设置有支撑杆，所述支撑杆通过所述环体的环心。此处所述环状模具上沿环体的直径方向设置有支撑杆，所述支撑杆通过所述环体的环心，所述圆柱棒芯的一端与所述环心固定连接；所述圆柱棒芯垂直于所述环体的环面；此处的固定连接包括焊接或螺纹连接中的任意一种。优选地，所述支撑杆上与所述环体的环心相应的位置处设置有螺纹孔，所述环状模具和所述圆柱棒芯通过螺纹连接。优选地，所述连续挤出部上位于所述第一级阶梯孔的自由端的一周设置有螺栓孔，用于将所述模头固定连接在挤出机上。采用本技术所述模头制备得到的中空碳棒为圆柱形中空碳棒，所述圆柱形中空碳棒由一步成型得到，中空碳棒的内部压实密度均匀，且强度较高，在安装过程中不易出现掉落微粉的现象，减少因正极造成的微短路现象的发生，提高电池的生产效率。且由本技术所述模头将原料经挤出成型得到的圆柱形中空碳棒的中空结构中能储存充分的游离电解液，从而使得由其组装得到的电池正极始终充分浸润在电解液中，进而显著降低电池在不同放电姿势下的放电容量的差异。此处所述不同的放电姿势包括直立、平躺和倒立。本技术所述模头的使用方法包括将模头的进料口一侧与螺杆挤出机连接，之后将混合浆料由所述模头的进料口加入所述模头内，经螺杆挤出机挤出由所述模头出料口排出，经裁切，烘干，得到所述中空碳棒。本技术所述模头用于制备中空碳棒的过程可采用如下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制备中空碳棒的模头，其特征在于，所述模头包括连续挤出部和内模芯，所述连续挤出部上设置有两级阶梯孔，所述两级阶梯孔为通孔，所述两级阶梯孔包括第一级阶梯孔和第二级阶梯孔，所述第一级阶梯孔的直径大于所述第二级阶梯孔的直径，所述内模芯包括圆柱棒芯和环状模具，所述圆柱棒芯的一端与所述环状模具连接，所述圆柱棒芯位于所述两级阶梯孔内，所述圆柱棒芯的直径小于所述第二级阶梯孔的直径，所述环状模具的环体直径大于所述第一级阶梯孔的直径。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于制备中空碳棒的模头，其特征在于，所述模头包括连续挤出部和内模芯，所述连续挤出部上设置有两级阶梯孔，所述两级阶梯孔为通孔，所述两级阶梯孔包括第一级阶梯孔和第二级阶梯孔，所述第一级阶梯孔的直径大于所述第二级阶梯孔的直径，所述内模芯包括圆柱棒芯和环状模具，所述圆柱棒芯的一端与所述环状模具连接，所述圆柱棒芯位于所述两级阶梯孔内，所述圆柱棒芯的直径小于所述第二级阶梯孔的直径，所述环状模具的环体直径大于所述第一级阶梯孔的直径。


2.如权利要求1所述的用于制备中空碳棒的模头，其特征在于，所述圆柱棒芯的轴线方向平行于所述两级阶梯孔的轴线方向。


3.如权利要求1所述的用于制备中空碳棒的模头，其特征在于，所述圆柱棒芯靠近所述第二级阶梯孔的一侧端面与所述第二级阶梯孔的自由端平齐，所述圆柱棒芯的另一端与所述环状模具连接。


4.如权利要求3所述的用于制备中空碳棒的模头，其特征在于，所述圆柱棒芯的一端与所述环状模具的环心连接。


5.如权利要求3所述的用于制备中...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓辉辉，曹浪，祝媛，孙佩玲，王品高，张俊，刘金成，
申请(专利权)人：惠州亿纬锂能股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44