二次电池壳成型方法及由此制造的二次电池壳技术

本发明专利技术涉及二次电池壳成型方法，尤其涉及在将椭圆形平板材料通过转移拉伸工艺制造成方形二次电池壳的工艺中，将椭圆形平板材料首先成型为跑道形，之后进行转移拉伸(transfer drawing)，从而在进行对各工艺中的尺寸和外观产生影响的拉伸后的引缩加工(Ironing)时给模具和材料带来最小的负荷的二次电池壳成型方法。

【技术实现步骤摘要】
二次电池壳成型方法及由此制造的二次电池壳
本专利技术涉及二次电池壳成型方法，尤其涉及在将椭圆形平板材料通过转移拉伸工艺制造成方形二次电池壳的工艺中，将椭圆形平板材料首先成型为跑道形，之后进行转移拉伸(transferdrawing)，从而在进行对各工艺中的尺寸和外观产生影响的拉伸时，在引缩加工(Ironing)时给模具和材料带来最小的负荷的二次电池壳成型方法。
技术介绍
随着新再生能源提升为引领下一代的重要能量源，因不连续的新再生能源发电源的增加及由此产生的对电力系统的负荷调节重要性变大，对能量存储装置(EnergyStorageSystem，ESS)的关心和技术开发。在能量存储装置(ESS)或电源装置中，包含作为用于解决在全世界范围内随化石燃料的枯竭及原油需求的激增而导致的二氧化碳排放的环保新技术的二次电池，而适合于装置的超薄化且空间效率高的超薄型方形电池壳用作外部包装材料。方形电池壳大致呈直六面体形状，用于实现现有技术的电池的小型化、轻量化及成型为壳主体的成型性能好，尤其是，由铝材质的合金构成以随成型的加工硬化确保足够的强度。将超薄型方形电池壳用作外壳的方形电池，适合于实现装置的超薄化，且因空间效果高而备受关注。在现有技术中，方形电池壳的制造方法主要采用所谓的转移拉伸，其利用转移压力机重复10～15工艺的深拉加工及冲压加工，以制作横截面形状近乎为矩形的电池壳。如图1所示，在压力机上加工成规定的椭圆形状的平板材料1，如图2所示，经过转移拉伸(transferdrawing)装置3的多次的拉伸(drawing)步骤3a～3g逐渐成型为中间加工品1a，而在最后步骤中制造成为所希望的无接缝地具备开口的中空的方形壳2。拉伸装置供应圆形的金属板，在上下通过以凹凸形式构成的轴和孔，金属板引入轴和孔之间的缝隙变形，成型为壳形状。上述拉伸成型在一次性成型为小直径时，存在因过度的力金属板受损或整体上成型为不均匀形状的问题。为解决上述问题，公开一种能够经过多个步骤从大直径到小直径成型，从而防止由过度的重量导致的变形或破损的拉伸成型装置。但是，随着工业的融合和复合的快速进行，因市场的重点从作为现有技术的小型IT设备的小型变换为如电动汽车的电源装置、能连存储装置(ESS)等中大型，与现有技术的以小型设计方式成型的情况不同，因模具的大小比现有技术的小型模具大，利用转移压力机重复多次拉伸加工成型中大型的方形壳时，存在材料的流动等质量方面的问题。即最终希望制造的方形壳的形状为前面和后面的形状为直线，但因为开始拉伸工艺的形状为曲线，在进行方向壳的拉伸工艺的过程中，因折叠变形的负荷多，在进行引缩加工(Ironing)时导致强行完成形状的情况。另外，在执行拉伸各工艺时，因方形壳2厚度的材料更多地移动到短边一侧，短边的减少量变大，最终制造的方形壳2的前面和后面，因材料不顺利移动，存在尺寸和外观不均匀的问题。另外，因方形壳为中大型，拉伸强度需要打，随着需要使用适合的强的材料，但若利用强的材料进行塑性变形，则在进行拉伸时，模具和材料受到更多的负荷，因强行变形而导致不良。另外，因方形壳经过从横截面形状为圆形的杯子形状的中间产品加工成近乎为矩形的电池壳的非相似性加工，加工时的材料的流动不均匀，无法进行稳定的加工，尤其是，容易在面积小的短边侧板部产生龟裂或断裂，存在产生变形形状的部分的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术之不足而提供一种在通过转移多步骤工艺，利用圆形平板材料制造方形壳的工艺中，通过改善转移多步骤工艺的拉伸比率(长边和短边的比率)条件，调节引缩加工(Ironing)的形状和量，从而减少材料负荷的新的制造方法。为达到上述目的，本专利技术提供一种二次电池壳成型方法，包括：一种二次电池壳成型方法，包括：第1步骤，准备用于成型二次电池壳的椭圆形平板母材；第2步骤，确定方形壳的棱角形状；第3步骤，设定转移拉伸工艺；第4步骤，在上述多次设定转移拉伸工艺中，确定对各工序的短边的减少比率和长边的减少比率的比率；第5步骤，确定壳的厚度；及第6步骤，执行转移拉伸。在本专利技术的二次电池壳成型方法中，上述方形电池壳以铁为主体，以包含1wt％以下的碳的冷轧用碳钢为材料形成为宜，而更佳地，作为材料的碳钢包含1wt％以下的钛及铌的至少一种。在以铁为主体的金属材料中的碳含量和引缩加工性的关系为，碳含量越低其加工性提高，而若为包含1wt％以下的钛及铌的至少一种的碳钢，则其加工性进一步得到提高。因此，通过使用上述材料有利于上述专利技术的方形电池壳的顺利成行。另外，较佳地，上述方形电池壳加工成相对于表示加工前材料的以铁为主体的金属材料的维氏硬度的HV值，加工后的侧板部的HV值编程15倍。在本专利技术的二次电池壳成型方法中，在形成上述确定方形壳的棱角形状的第2步骤中，确定方形形状的棱角R值(Rvalue)。在本专利技术的二次电池壳成型方法中，方形形状的棱角R至(Rvalue)为0.5至2.0为宜。在本专利技术的二次电池壳成型方法中，上述设定转移拉伸工艺的第3步骤，包括：第3-1步骤，将椭圆形材料转移拉伸为跑道形平板材料；及第3-2步骤，拉伸上述跑道形平板材料的短边和长边。在本专利技术的二次电池壳成型方法中，在上述将椭圆形材料转移拉伸为跑道形平板材料的第3-1步骤中，如图3所示，设定为在椭圆形平板材料中，在短边平坦部包含水平长度为长边长度的10至20％的直线部。在本专利技术的二次电池壳成型方法中，在上述将椭圆形材料转移拉伸为跑道形平板材料的第3-1步骤中，设定为在椭圆形平板材料中，将短边的距离在上线减少3至10％设定跑道形。在本专利技术的二次电池壳成型方法中，在确定对上述设定转移拉伸各工艺的短边的减少比率和长边的减少比率的比率的第四步骤中，设定为短边的减少比率和长边的减少比率的比率在全部工艺中占1至2。在本专利技术的二次电池壳成型方法中，在确定对上述转移拉伸各工艺的短边的减少比率和长边的减少比率的比率的第四步骤中，在转移拉伸的最后步骤中，设定为短边的减少比率和长边的减少比率的比率小于1。在本专利技术的二次电池壳成型方法中，在设定壳的厚度的第5步骤中，相对于短边部面积大的长边以搅拌的厚度形成，因此，方形电池壳的内部容积相应变大，可填充电池活性物质，从而可构成体积能量密度得到提高的方形电池。在本专利技术的二次电池壳成型方法中，在执行转移拉伸的第6步骤中，按照在上述第2步骤至第5步骤设计的方法执行转移拉伸。本专利技术的二次电池壳成型方法，在将椭圆形平板材料转移拉伸为方形的制造工艺中，将椭圆形平板材料的短边拉伸为直线之后执行转移拉伸，从而在进行对各工艺中的尺寸和外观产生影响的拉伸时，在引缩加工(Ironing)时给模具和材料带来最小的负荷，相对于现有技术的椭圆形状，平板材料各工艺中短边减少的量减少，首先将椭圆形平板材料成型为跑道形之后执行转移拉伸，从而具有在进行对各工艺中的尺寸和外观产生影响的拉伸时，在引缩加工(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二次电池壳成型方法，包括：/n第1步骤，准备用于成型二次电池壳的椭圆形平板母材；/n第2步骤，确定方形壳的棱角形状；/n第3步骤，多次设定转移拉伸工艺；/n第4步骤，在上述多次设定转移拉伸工艺中，确定对各工艺的短边的减少比率和长边的减少比率的比率；/n第5步骤，确定壳的厚度；及/n第6步骤，执行转移拉伸。/n

【技术特征摘要】
20190523 KR 10-2019-00603451.一种二次电池壳成型方法，包括：
第1步骤，准备用于成型二次电池壳的椭圆形平板母材；
第2步骤，确定方形壳的棱角形状；
第3步骤，多次设定转移拉伸工艺；
第4步骤，在上述多次设定转移拉伸工艺中，确定对各工艺的短边的减少比率和长边的减少比率的比率；
第5步骤，确定壳的厚度；及
第6步骤，执行转移拉伸。


2.根据权利要求1所述的二次电池壳成型方法，其特征在于：在形成上述确定方形壳的棱角形状的第2步骤中，确定方形形状的棱角R值。


3.根据权利要求1所述的二次电池壳成型方法，其特征在于：
上述设定转移拉伸工艺的第3步骤，包括：
第3-1步骤，将椭圆形材料转移拉伸为跑道形平板材料；及
第3-2步骤，拉伸上述跑道形平板材料的短边和长边。


4....

【专利技术属性】
技术研发人员：金东珪，李亭喆，郑薰，闵丙喆，闵柾勋，辛下旻，
申请(专利权)人：相信伊帝普有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国;KR