郑育英,付成波,孙 明,徐前忠

(1.广东工业大学轻工化工学院,广东广州 510006;2.广州市天球实业有限公司,广东广州 510000)

圆柱形锂离子电池[1]采用镀镍钢壳结构,使用最多的是18650型。用电器具对电池能量密度的要求越来越高,使得电池的壳体越来越薄,以增加电芯的体积,但降低了耐腐蚀性能,导致安全性能降低。电池组使用时,通常由多只单体电池串、并联组成,对单体电池一致性的要求也越来越高[2]。

在辊槽的过程中,很容易出现电池被割破的现象。本文作者以18650型电池为例,介绍了圆柱形锂离子电池辊槽工艺的改进措施。

1 存在的问题

18650型锂离子电池的结构如图1所示。

图1 18650型锂离子电池的辊槽及外形图Fig.1 Beading and its outline drawing of 18650 type Li-ion battery

图1中,A处为辊槽位置。辊槽使壳体外径产生一定的收缩,在辊槽处形成一个向内凹的圆弧。圆弧上面与盖帽的密封圈接触,在封口时,台阶面与密封圈挤压,形成密封,保证电池内部环境与外界隔绝[3];圆弧下面与电池的电芯接触,并有一定的挤压,限制电芯上下移动,提高安全性。辊槽时,由于壳体受到外力挤压的作用,各点的拉伸率不同,使本来很薄的壳体变得更薄,并有残余拉应力。如果壁过薄,则会破裂,导致电解液渗出,产生安全隐患,缩短电池的寿命。辊槽时,壳体的厚度对电池的安全性和寿命影响很大[4]。

2 工艺改进

本文所用的钢壳(无锡产)材料为深冲用冷轧碳素钢SPEC(日本产),辊槽机为JTZD-18型立式辊槽机(东莞产)。

影响辊槽质量的主要因素有滚刀的尺寸,辊槽时壳体、滚刀的相互运动及进给。……