全文摘要
本实用新型公开了扣式电池正极饼成型设备和正极饼，扣式电池正极饼成型设备，包括成型模腔、驱动部件和成型压头；1)驱动部件驱动成型压头伸入至成型模腔内将正极粉和金属网压制成正极饼，2)成型压头的前端的凸起部压制在正极饼的上表面，以在正极饼的上表面形成一个凹陷区域，3)正极饼在大气环境下静置一段时间后，膨胀体可填平至少一部分凹陷区域；当正极饼从成型模腔中取出后，不受成型模腔压力的限制，置放在大气环境下，正极饼出现一定程度的膨胀，膨胀量能基本上填平上表面的凹陷区域，正极饼被组装成纽扣电池后，正极饼较为平整的上表面与锂负极的下表面接触面更大，电池放电时的电容量及一致性均会有所提高。
主设计要求
1.扣式电池正极饼成型设备，其特征在于包括成型模腔、驱动部件和成型压头，所述的驱动部件驱动所述的成型压头上下移动，所述的成型压头伸入至所述的成型模腔内将正极粉和金属网压制成正极饼；所述的成型压头的前端设有凸起部，该凸起部用于压制在正极饼的上表面以在所述的正极饼的上表面形成一个凹陷区域。
设计方案
1.扣式电池正极饼成型设备，其特征在于包括成型模腔、驱动部件和成型压头，所述的驱动部件驱动所述的成型压头上下移动，所述的成型压头伸入至所述的成型模腔内将正极粉和金属网压制成正极饼；所述的成型压头的前端设有凸起部，该凸起部用于压制在正极饼的上表面以在所述的正极饼的上表面形成一个凹陷区域。
2.根据权利要求1所述的扣式电池正极饼成型设备，其特征在于所述的凸起部为一圆形凸台。
3.根据权利要求2所述的扣式电池正极饼成型设备，其特征在于所述的圆形凸台的高度为0.5-2mm之间，圆形凸台的直径为10-15mm。
4.根据权利要求1所述的扣式电池正极饼成型设备，其特征在于所述的成型模腔包括筒状部件及位于筒状部件的腔体底部的压制平台，所述的腔体内用于装入金属网和正极粉。
5.根据权利要求1所述的扣式电池正极饼成型设备，其特征在于所述的驱动部件为气缸或电机。
6.正极饼，其特征在于包括金属网和饼状体，所述的金属网位于所述的饼状体的下底面，其特征在于所述的饼状体的上表面形成有一凹陷区域。
7.根据权利要求6所述的正极饼，其特征在于所述的凹陷区域为一圆形凹腔。
8.根据权利要求7所述的正极饼，其特征在于所述的圆形凹腔的高度为0.5-2mm之间，圆形凹腔的直径为10-15mm。
9.根据权利要求6所述的正极饼，其特征在于凹陷区域位于饼状体上表面的中心位置，所述的凹陷区域占饼状体上表面的面积为1\/2-4\/5。
10.根据权利要求6所述的正极饼，其特征在于正极饼在大气环境下静置一段时间后，饼状体膨胀可填平至少一部分凹陷区域。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及一种纽扣电池生产流线设备，尤其是涉及一种扣式电池正极饼成型设备和正极饼及成型方法。
背景技术
锂锰扣式电池的正极饼作为整个的核心部件，对电池的放电容量起着至关重要的作用。
锂锰扣式电池主要正极饼(二氧化锰作为主要活性物质)作为正极活性物质、锂金属作为负极活性物质、电解液(非水有机溶剂)、隔膜这四大部件组成。
电池的反应原理：负极锂金属溶解下来的锂离子，发生了氧化反应，通过电解液迁移至二氧化锰晶格中，生成MnO2(Li+)，Mn由+4价还原为+3价。通过离子的不断迁移，保证了电池的放电持续性。
电解液在整个电池中的起着离子传输得作用；隔膜的主要作用是使电池的正、负极分隔开来，防止两极接触而短路，此外还具有能使电解质离子通过的功能。
锂锰扣式电池的正极饼是由正极粉、金属网经过挤压形成的具有一定大小的圆形饼状结构。正极饼从打饼模腔成型取出后，正极饼失去模腔压力的限制，会出现一定程度的膨胀现象(即正极粉向外扩散的现象)；其中正极饼上具有金属网的那一面因受金属网的应力限制，其膨胀现象不明显；而在正极饼那一面(无金属网)会出现一定程度的向上拱起现象(见图1)，中间的拱起幅度大约为0.5-2mm。
该种具有单面拱起的正极饼被装配成纽扣电池后，正极饼的拱起面与锂金属(锂负极)之间会产生接触面变小的问题(见图2)；纽扣电池在后期的放电过程中，随着锂金属的消耗，正极饼与锂金属两者之间的接触会变差，这会造成纽扣电池内阻增加，影响电池的正常放电性能。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供改善电池放电性能的扣式电池正极饼成型设备和成型方法，进一步地提供由该成型设备和方法所成型的正极饼。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：扣式电池正极饼成型设备，其特征在于包括成型模腔、驱动部件和成型压头，所述的驱动部件驱动所述的成型压头上下移动，所述的成型压头伸入至所述的成型模腔内将正极粉和金属网压制成正极饼；所述的成型压头的前端设有凸起部，该凸起部用于压制在正极饼的上表面以在所述的正极饼的上表面形成一个凹陷区域。
本实用新型进一步的优选方案为：所述的凸起部为一圆形凸台。
本实用新型进一步的优选方案为：所述的圆形凸台的高度为0.5-2mm之间，圆形凸台的直径为10-15mm。
本实用新型进一步的优选方案为：所述的成型模腔包括筒状部件及位于筒状部件的腔体底部的压制平台，所述的腔体内用于装入金属网和正极粉。
本实用新型进一步的优选方案为：所述的驱动部件为气缸或电机。
另一主题：正极饼，其特征在于包括金属网和饼状体，所述的金属网位于所述的饼状体的下底面，其特征在于所述的饼状体的上表面形成有一凹陷区域。
本实用新型进一步的优选方案为：所述的凹陷区域为一圆形凹腔。
本实用新型进一步的优选方案为：所述的圆形凹腔的高度为0.5-2mm之间，圆形凹腔的直径为10-15mm。
本实用新型进一步的优选方案为：凹陷区域位于饼状体上表面的中心位置，所述的凹陷区域占饼状体上表面的面积为1\/2-4\/5。
本实用新型进一步的优选方案为：正极饼在大气环境下静置一段时间后，饼状体膨胀可填平至少一部分凹陷区域。
又一主题：扣式电池正极饼成型设备的成型方法，其特征在于具有如下步骤：1)驱动部件驱动成型压头伸入至成型模腔内将正极粉和金属网压制成正极饼，2)成型压头的前端的凸起部压制在正极饼的上表面，以在所述的正极饼的上表面形成一个凹陷区域，3)正极饼在大气环境下静置一段时间后，膨胀体可填平至少一部分凹陷区域。
与现有技术相比，本实用新型的优点是成型压头上的凸起部压制在正极饼的上表面以在正极饼的上表面形成一个凹陷区域；当正极饼从成型模腔中取出后，不受成型模腔压力的限制，置放在大气环境下，正极饼出现一定程度的膨胀，膨胀量能基本上填平上表面的凹陷区域，使正极饼的上表面变得较为平整。正极饼被组装成纽扣电池后，正极饼较为平整的上表面与锂负极的下表面接触面更大，正极饼与锂负极的接触内阻会变小，电池放电时的电容量及一致性均会有所提高。
附图说明
图1为现有技术中正极饼拱起状态示意图；
图2为现有技术中锂锰扣式电池的结构示意图；
图3为扣式电池正极饼成型设备压制正极饼的状态图一；
图4为扣式电池正极饼成型设备压制正极饼的状态图二；
图5为成型压头与压制后的正极饼的结构示意图；
图6为膨胀后的正极饼的整体结构示意图；
图7为膨胀后的锂锰扣式电池的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
如图2所示，现有技术中锂锰扣式电池通常组装方式为：在负极顶1内依次放入锂金属片20、隔膜53、电解液、正极饼30和正极杯52，随后对正极杯52进行折弯处理，利用正极杯52的上边沿将密封圈54折弯并包住负极顶1，从而完成锂锰扣式电池的组装。
锂锰扣式电池的正极饼30是由正极粉32、金属网31经过挤压形成的具有一定大小的圆形饼状结构。正极饼从打饼模腔成型取出后，正极饼失去模腔压力的限制，会出现一定程度的膨胀现象，针对该膨胀现象，本实施例中的扣式电池正极饼成型设备及成型方法的技术方案将解决现有技术中，膨胀现象导致的正极饼拱起的现象，具体阐述如下：
如图3至图4所示，扣式电池正极饼成型设备，包括成型模腔10、驱动部件和成型压头20，驱动部件驱动成型压头20上下移动，成型压头20伸入至成型模腔10内将正极粉32和金属网31压制成正极饼30；成型压头20的前端设有凸起部，该凸起部用于压制在正极饼30的上表面以在正极饼30的上表面形成一个凹陷区域。
成型压头20上的凸起部压制在正极饼的上表面以在正极饼的上表面形成一个凹陷区域；当正极饼从成型模腔10中取出后，不受成型模腔10压力的限制，置放在大气环境下，正极饼出现一定程度的膨胀，膨胀量能基本上填平上表面的凹陷区域，使正极饼的上表面变得较为平整。正极饼被组装成纽扣电池后，正极饼较为平整的上表面F与锂负极的下表面H接触面更大，正极饼与锂负极的接触内阻会变小，电池放电时的电容量及一致性均会有所提高。
具体而言：成型压头20的前端的凸起部为一圆形凸台21。优选地，圆形凸台21的高度为0.5-2mm之间，圆形凸台21的直径为10-15mm。
成型模腔10包括筒状部件11及位于筒状部件11的腔体底部的压制平台12，腔体内用于装入金属网31和正极粉32。正极粉的主要活性成分为二氧化锰。
本实施例中的驱动部件为气缸或电机，以驱动成型压头20对正极粉或成型后的正极饼施压压力。
如图5所示，正极饼，包括金属网31和饼状体33，金属网31位于饼状体33的下底面，饼状体33的上表面形成有一凹陷区域。饼状体33的下底面包有金属网，以使饼状体33不至于向下底面方向拱起，凹陷区域能够兼容饼状体33本身的膨胀量，避免正极饼呈现向上拱起的现象。
凹陷区域为一圆形凹腔34。优选地，圆形凹腔34的高度为0.5-2mm之间，圆形凹腔34的直径为10-15mm。
本实施例中，凹陷区域位于饼状体33上表面的中心位置，凹陷区域占饼状体33上表面的面积为1\/2-4\/5。当饼状体33向上拱起时，其膨胀量恰能胀满凹陷区域，避免正极饼继续向上拱起，以致降低电池放电时的电容量及一致性。
成型压头20对正极饼的施加压力为15吨。当成型压头20以上述成型压头的施压重量所形成的压力，对已经成型的正极饼施压时，正极饼30的上表面会形成一个凹陷区域，即圆形凹腔34。并且，此种压力下形成的圆形凹腔34与正极饼本身的膨胀量相当，即饼状体33经过几小时或一整天的膨胀后，圆形凹腔34恰能被膨胀满，且不会向上明显拱起。上述效果正为本实施例的实用新型点所在。
如图6所示，正极饼在大气环境下静置若干小时或静置一整天后，可以观察到本实施例中的饼状体33膨胀可填平至少一部分凹陷区域，即饼状体33膨胀后，圆形凹腔34会凸起一部分或者完全凸起，此时正极饼的上表面F与锂负极的下表面H接触面更大，正极饼与锂负极的接触内阻会变小，电池放电时的电容量及一致性均会有所提高。
如图6和图7所示，当然圆形凹腔34也可能会在膨胀至平整后有略微地隆起，但正因为有圆形凹腔34的存在，因此其也不至于会凸起至如图1所示的状态；而这正是本实施例所要达到的技术效果，成型压头20对正极饼的施加压力形成的圆形凹腔34恰好容纳饼状体33的膨胀量，使正极饼的上表面F与锂负极的下表面H接触面相对增大，以使电池放电时的电容量及一致性均会有所提高。
如图3和图4所示，扣式电池正极饼成型设备的成型方法，具有如下步骤：1)启动扣式电池正极饼成型设备，驱动部件驱动成型压头20伸入至成型模腔10内将正极粉32和金属网31压制成正极饼，2)成型压头20的前端的凸起部压制在正极饼的上表面，以在正极饼的上表面形成一个凹陷区域，3)正极饼在大气环境下静置一段时间后，膨胀体可填平至少一部分凹陷区域。
优选地，上述的凹陷区域为圆形凹腔34，凸起部为圆形凸台21。正极饼膨胀后，其膨胀量恰能填平圆形凹腔34的空间，或者略微膨胀出圆形凹腔34所在的空间，但不至于使正极饼呈向上拱起的状态。
本实施例中的正极饼的上表面F与锂负极的下表面H接触面相对增大，以使电池放电时的电容量及一致性均会有所提高。
以上对本实用新型所提供的扣式电池正极饼成型设备和正极饼及成型方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型及核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920019267.3
申请日:2019-01-07
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:97(宁波)
授权编号:CN209312902U
授权时间:20190827
主分类号:H01M 4/04
专利分类号:H01M4/04;H01M6/00;H01M6/06;B21D22/02
范畴分类:38G;
申请人:宁波必霸能源有限公司
第一申请人:宁波必霸能源有限公司
申请人地址:315111 浙江省宁波市鄞州区五乡镇
发明人:冯远强;施龙;汪吉来
第一发明人:冯远强
当前权利人:宁波必霸能源有限公司
代理人:邱积权
代理机构:33248
代理机构编号:浙江素豪律师事务所
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类型名称:外观设计