圆柱电池壳、圆柱电池及其制造工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种圆柱电池壳、圆柱电池及其制造工艺，包括采用冲压拉伸工艺一体成型电池壳体，其中，所述电池壳体包括一底板以及一体成型在所述底板边缘的筒体，所述底板的上表面与筒体的内圆面相接形成电池壳体的内表面，所述底板的下表面及筒体的外圆面相接形成电池壳体的外表面；在所述电池壳体的内表面和外表面均匀溅射导电层；在所述筒体的外圆面对应的导电层上均匀溅射绝缘层，得到圆柱电池壳，形成的导电层和绝缘层具有较高的致密性和附着力，从而降低能够有效降低圆柱电池失效的风险。险。险。

【技术实现步骤摘要】
圆柱电池壳、圆柱电池及其制造工艺


[0001]本专利技术涉及新能源动力电池
，特别是涉及一种圆柱电池壳、圆柱电池及其制造工艺。

技术介绍

[0002]圆柱电池壳作为圆柱电池的核心构件，其强度以及耐腐蚀性能等将直接影响圆柱电池的安全及可靠性；为保证圆柱电池不被腐蚀，通常需要在圆柱电池上增加镀层来对圆柱电池壳进行保护。
[0003]目前，常用的工艺包括采用原材料预电镀的方式在圆柱电池壳成型之前增加镀层以及采用成型后电镀的方式增加镀层。但由于采用原材料预电镀的方式在后续的圆柱电池壳冲压成型过程中容易对镀层造成局部破坏，而采用圆柱电池壳冲压成型后电镀的方式电镀后镀层的致密性及附着力差，基于此，该两种方式都极易引起圆柱电池失效。同时，由于圆柱电池在使用时的成组要求，各圆柱电池之间需要保持绝缘，目前常用的方式是在圆柱电池的表面包覆一层绝缘膜，但该绝缘膜在长期的使用过程中易磨损，且耐侯性及耐温差性差，也极易引起圆柱电池失效。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种圆柱电池壳、圆柱电池及其制造工艺，以解决现有技术中因镀层破坏、致密性与附着力差以及绝缘膜磨损导致的圆柱电池失效的问题。
[0005]为达到上述目的，本专利技术的第一方面提供一种圆柱电池壳的制造工艺，具体包括以下步骤：
[0006]成型电池壳体：采用冲压拉伸工艺一体成型电池壳体，其中，所述电池壳体包括一底板以及一体成型在所述底板边缘的筒体，所述底板的上表面与筒体的内圆面相接形成电池壳体的内表面，所述底板的下表面及筒体的外圆面相接形成电池壳体的外表面；
[0007]溅射导电层：在所述电池壳体的内表面和外表面均匀溅射导电层；
[0008]溅射绝缘层：在所述筒体的外圆面对应的导电层上均匀溅射绝缘层，得到圆柱电池壳。
[0009]进一步的，在所述溅射导电层的步骤之前，还包括以下步骤：
[0010]电池壳体预处理：对成型的电池壳体的内表面和外表面进行预处理。
[0011]进一步的，在所述电池壳体预处理的步骤中，对电池壳体的内表面和外表面进行清洗的具体方法为：
[0012]将成型后的电池壳体置于碳氢溶液中浸泡，其中，浸泡温度为30～50℃，浸泡时间为1～5min；
[0013]对浸泡完成的电池壳体进行清洗，其中，清洗温度为30～50℃，清洗时间为1～5min；
[0014]对清洗完成的电池壳体进行真空干燥，其中，真空干燥温度为40～120℃，真空干燥时间为1～5min。
[0015]进一步的，在所述溅射导电层的步骤中，采用PVD工艺在所述电池壳体的内表面和外表面溅射导电层，具体方法为：
[0016]将预处理的电池壳体置于PVD溅射设备的真空室内，向真空室内通入溅射气体，并利用第一靶材在电池壳体的内表面和外表面分别进行磁控溅射沉积镀膜形成导电层，其中，所述第一靶材为镍、铬、钛、锌、银的金属靶材中的一种或多种或者为铬
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铝、硅
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铝、铜
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银的导电金属合金靶材中的一种或多种。
[0017]进一步的，在所述溅射绝缘层的步骤中，采用PVD工艺在筒体的外圆面对应的导电层上溅射绝缘层，具体方法为：
[0018]将镀有导电层的电池壳体置于PVD溅射设备的真空室内并利用一夹具夹持固定，向真空室内通入溅射气体，并利用第二靶材在筒体的外圆面对应的导电层上进行磁控溅射沉积镀膜形成绝缘层，其中，所述第二靶材为氧化铝、氧化锆、氮化硼或氮化硅的陶瓷靶材中的一种或多种。
[0019]进一步的，在所述溅射绝缘层的步骤中，所述夹具采用两端夹持的方式对镀有导电层的电池壳体进行夹持，所述夹具包括相对设置的第一夹持件和第二夹持件，所述第一夹持件与第二夹持件相对的一侧形成有与所述电池壳体对应于底板的一端仿形的第一仿形面，所述第二夹持件与第一夹持件相对的一侧形成有与所述电池壳体对应于筒体远离底板的一端仿形的第二仿形面，所述电池壳体夹持固定于所述第一仿形面与第二仿形面之间。
[0020]进一步的，在采用PVD工艺对电池壳体的内表面和外表面溅射形成导电层以及对筒体的外圆面对应的导电层上溅射形成绝缘层时，溅射气压为0.5～1.0Pa，溅射功率为20～100W，溅射时间为30～60min，溅射厚度为0.3～5μm。
[0021]本专利技术的第二方面提供一种圆柱电池壳，包括一体成型的且一端封闭另一端开口的电池壳体，所述电池壳体包括一底板以及一体成型在所述底板边缘的筒体，所述电池壳体具有包括底板的上表面与筒体的内圆面相接形成的内表面以及包括底板的下表面及筒体的外圆面相接形成的外表面，还包括采用如上所述的圆柱电池壳的制造工艺形成于所述电池壳体的内表面和外表面上的导电层以及采用如上所述的圆柱电池壳的制造工艺形成于所述筒体的外圆面对应的导电层上的绝缘层。
[0022]本专利技术的第三方面提供一种圆柱电池的制造工艺，具体包括以下步骤：
[0023]采用如上所述的圆柱电池壳的制造工艺制备得到圆柱电池壳；
[0024]将预先制备完成的正极耳、负极耳和电芯与所述圆柱电池壳进行封装，得到圆柱电池。
[0025]本专利技术的第四方面提供一种圆柱电池，包括采用如上所述的圆柱电池的制造工艺制造得到的圆柱电池。
[0026]本专利技术采用PVD工艺在成型后的电池壳体的内、外表面分别溅射沉积形成导电层，使得导电层均匀沉积在电池壳体的内、外表面，导电层致密性和附着力高；同时，在筒体的外圆面对应的导电层上再次采用PVD工艺溅射沉积形成绝缘层，通过预加工的方式将绝缘层在电池壳体的表面处理阶段即加工上，可替代后续圆柱电池组装完成后的贴附绝缘膜的
步骤，并且采用PVD工艺形成的绝缘层具有较高的致密性和附着力，不易磨损，进而降低圆柱电池失效的风险。另，并且镀层厚度相较于传统工艺大大降低，有效节约了生产成本，并且导电层和绝缘层均可采用同一镀膜设备实现，批量化水平高，有利于提高生产效率。
附图说明
[0027]图1为本专利技术实施例1的圆柱电池壳的制造工艺的流程图。
[0028]图2为电池壳体的结构示意图。
[0029]图3为电池壳体的另一结构示意图。
[0030]图4为夹具的结构示意图。
[0031]图5为本专利技术实施例2的圆柱电池壳的结构示意图。
[0032]图6为本专利技术实施例3的圆柱电池的制造工艺的流程图。
[0033]说明书附图标记：
[0034]电池壳体1、内表面1a、外表面1b、底板11、下表面11b、筒体12、外圆面12b、导电层2、绝缘层3、夹具4、第一夹持件41、第一仿形面41a、第一硅胶层411、第二夹持件42、第二仿形面42a、第二硅胶层421。
具体实施方式
[0035]下面通过具体实施方式进一步详细说明：
[0036]实施例1
[0037]如图1所示，为本实施例的圆柱电池壳的制造工艺的流程图。本实施例虽记载的是圆柱电池壳的制造工艺本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种圆柱电池壳的制造工艺，其特征在于，包括以下步骤：成型电池壳体：采用冲压拉伸工艺一体成型电池壳体，其中，所述电池壳体包括一底板以及一体成型在所述底板边缘的筒体，所述底板的上表面与筒体的内圆面相接形成电池壳体的内表面，所述底板的下表面及筒体的外圆面相接形成电池壳体的外表面；溅射导电层：在所述电池壳体的内表面和外表面均匀溅射导电层；溅射绝缘层：在所述筒体的外圆面对应的导电层上均匀溅射绝缘层，得到圆柱电池壳。2.根据权利要求1所述的圆柱电池壳的制造工艺，其特征在于，在所述溅射导电层的步骤之前，还包括以下步骤：电池壳体预处理：对成型的电池壳体的内表面和外表面进行预处理。3.根据权利要求2所述的圆柱电池壳的制造工艺，其特征在于，在所述电池壳体预处理的步骤中，对电池壳体的内表面和外表面进行清洗的具体方法为：将成型后的电池壳体置于碳氢溶液中浸泡，其中，浸泡温度为30～50℃，浸泡时间为1～5min；对浸泡完成的电池壳体进行清洗，其中，清洗温度为30～50℃，清洗时间为1～5min；对清洗完成的电池壳体进行真空干燥，其中，真空干燥温度为40～120℃，真空干燥时间为1～5min。4.根据权利要求1所述的圆柱电池壳的制造工艺，其特征在于，在所述溅射导电层的步骤中，采用PVD工艺在所述电池壳体的内表面和外表面溅射导电层，具体方法为：将预处理的电池壳体置于PVD溅射设备的真空室内，向真空室内通入溅射气体，并利用第一靶材在电池壳体的内表面和外表面分别进行磁控溅射沉积镀膜形成导电层，其中，所述第一靶材为镍、铬、钛、锌、银的金属靶材中的一种或多种或者为铬
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铝、硅
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铝、铜
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银的导电金属合金靶材中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的圆柱电池壳的制造工艺，其特征在于，在所述溅射绝缘层的步骤中，采用PVD工艺在筒体的外圆面对应的导电层上溅射绝缘层，具体方法为：将镀有导电层的电池壳体置于PVD溅射设备的真空室...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾志亮，来旭春，
申请(专利权)人：深圳市长盈精密技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：