本發(fā)明涉及一種二次電池殼體的制造方法，更詳細(xì)地，涉及一種可極大減少制造工序和原材料費(fèi)用的二次電池殼體的制造方法。

背景技術(shù)：

一般情況下，與不可充電的一次電池不同，二次電池(secondary battery)為可進(jìn)行充電及放電的電池，被廣泛用作移動電話、筆記本電腦、數(shù)碼相機(jī)、動態(tài)影像專家壓縮標(biāo)準(zhǔn)音頻層面三(MP3)播放器等各種便攜式電子設(shè)備的驅(qū)動電源。

并且，二次電池還被作為可解決以往使用化石燃料的汽油車、柴油車等所帶來的大氣污染等問題的電動汽車(Electric Vehicle)、混合動力汽車(Hybrid electrical vehicle)等的動力源來備受矚目。

在由如上所述的二次電池形成的電池模塊中，在小型移動設(shè)備方面，每1臺設(shè)備使用一個(gè)或三五個(gè)電池單元，相反，由于汽車等大中型設(shè)備需要大功率、大容量的電池，所以使用由多個(gè)電池單元電連接而成的大中型電池模塊。

上述電池模塊以多種形狀制造，通過串聯(lián)上述大功率電池單元并收容于二次電池用殼體來構(gòu)成大中型電池模塊，來還可用于驅(qū)動以大電力作為需求的設(shè)備，例如，可用于驅(qū)動電動汽車等的馬達(dá)。

為了有效冷卻電池單元或?qū)崿F(xiàn)上述電池電源的輕量化，如上所述的殼體被制造成鋁制殼體(罐)。

尤其，因鋁制殼體可使殼體的厚度薄，因而與相同外形的其他原材料的殼體相比，收容更多的電池活性物質(zhì)，從而可提高電池整體的體積能量密度。即，降低電池整體的重量，提高能量密度。

一般情況下，使用作為鋁制殼體(罐)的現(xiàn)有制造工藝的深引伸加工(deep drawing)工藝，來制造如上所述的二次電池用鋁制殼體。

借助深引伸加工工藝來制造的殼體因通過連續(xù)使用濕式潤滑油來對表面良好的冷軋材進(jìn)行加工來制造產(chǎn)品，因而具有表面光澤良好的優(yōu)點(diǎn)。

但是，深引伸加工工藝首先通過以橢圓形對冷軋材進(jìn)行沖壓來制成原材料，由于在此過程中的收益率非常低，僅為60％～70％，因此，存在原材料費(fèi)用高的缺點(diǎn)。

尤其，由于在濕式潤滑中進(jìn)行10～15次的反復(fù)工序，因此因復(fù)雜的工藝而導(dǎo)致設(shè)備大型化、因相應(yīng)工序數(shù)量中所需的模具而導(dǎo)致高費(fèi)用、因需應(yīng)對模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和工序的連續(xù)性而需要在技術(shù)上達(dá)到熟練程度，深引伸加工工藝可被視為高費(fèi)用制造工藝。

并且，因使用濕式潤滑方法，而在克服金屬間摩擦方面受限，而且，由于在工藝上使得設(shè)備的沖程長，致使設(shè)備大型化，而且，決定生產(chǎn)率的每分鐘生產(chǎn)速度低，最高為20次，因而存在生產(chǎn)率低的問題。

為了克服如上所述的問題，提出了通過沖鍛來制造二次電池殼體的方法。

因此，開發(fā)一種利用沖鍛的二次電池殼體的制造方法實(shí)際成為了一種需求，從而改善生產(chǎn)率方面的問題。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

韓國公開專利第2013-0131522號(2013年12月04日公開)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

技術(shù)問題

本發(fā)明用于解決上述以往的諸多問題，本發(fā)明的目的在于提供極大減少制造工序和原材料費(fèi)用的二次電池用殼體的制造方法。

解決問題的手段

用于實(shí)現(xiàn)上述目的的本發(fā)明的二次電池用殼體的制造方法，其特征在于，包括：步驟一)，準(zhǔn)備原材料；步驟二)，利用沖模(die)和沖頭(punch)，借助沖擊(impact)鍛造，使原材料成型為沖擊成型品；以及步驟三)，借助引縮加工(ironing)，使沖擊成型品成型為成品。

并且，本發(fā)明的特征在于，上述原材料使用切割后的擠出型材料，上述擠出型材料的截面的兩側(cè)端部呈半圓形或上述擠出型材料的截面的各邊角呈圓弧狀，通過預(yù)處理鍛造，進(jìn)行切割的切割面的兩側(cè)端部呈半圓形或上述切割面的各邊角呈圓弧狀。

并且，本發(fā)明的特征在于，上述沖模的入口側(cè)短邊和長邊分別呈圓弧狀，上述短邊的圓弧度大于長邊的圓弧度。

并且，本發(fā)明的特征在于，上述沖模的入口側(cè)短邊的圓弧度大小為長邊的圓弧度大小的2～5倍。

并且，本發(fā)明的特征在于，在上述沖頭的與上述沖模相向的位置附著合模平坦面，上述合模平坦面的長邊的高度大于短邊的高度。

并且，本發(fā)明的特征在于，上述合模平坦面的長邊形成為僅有上述合模平坦面的長邊的中央部的50％～80％的范圍的高度大于短邊的高度。

并且，本發(fā)明的特征在于，上述合模平坦面的長邊的高度為短邊的高度的2～5倍。

并且，本發(fā)明的特征在于，上述沖模的外周面被組裝環(huán)包圍，上述組裝環(huán)的內(nèi)徑小于上述沖模的外徑。

并且，本發(fā)明的特征在于，上述原材料和沖模的長邊的公差大于上述原材料和沖模的短邊的公差。

并且，本發(fā)明的特征在于，沿著從上述沖模的底面長邊朝向上述沖模的短邊的方向形成傾斜部。

并且，本發(fā)明的特征在于，除去上述傾斜部的上述沖模的長邊具有完成上述成品底面的大小，上述沖模的長邊的末端呈圓弧狀，在長邊長度的1％～3％的范圍內(nèi)，上述傾斜部占45％。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明的二次電池用殼體的制造方法，可通過沖鍛實(shí)現(xiàn)90％的二次電池殼體的形狀，借助引縮加工，實(shí)現(xiàn)二次電池殼體尺寸的精密度并在二次電池殼體表面形成光澤，從而具有與深引伸加工相比極大減少制造工序和原材料費(fèi)用的效果。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的二次電池殼體的制造方法的工序流程圖。

圖2為基于圖1所示的二次電池殼體的制造方法來制造的成型品圖。

圖3為示出本發(fā)明的沖模的圖。

圖4為示出本發(fā)明的沖模和沖頭的圖。

圖5為示出深引伸加工原材料和沖鍛用原材料的圖。

圖6為示出用于預(yù)處理鍛造的擠出型材料的圖

圖7為示出本發(fā)明的沖模和原材料的形狀關(guān)系的圖

圖8為放大示出沖模的一部分的圖。

附圖標(biāo)記的說明

100：沖模

110：組裝環(huán)

200：沖頭

210：合模平坦面

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的說明。

圖1為本發(fā)明的二次電池殼體的制造方法的工序流程圖，圖2為基于圖1所示的二次電池殼體的制造方法來制造的成型品圖，圖3為示出本發(fā)明的沖模的圖，圖4為示出本發(fā)明的沖模和沖頭的圖，圖5為示出深引伸加工原材料和沖鍛用原材料的圖，圖6為示出用于預(yù)處理鍛造的擠出型材料的圖，圖7為示出本發(fā)明的沖模和原材料的形狀關(guān)系的圖，圖8為放大示出沖模的一部分的圖。

如圖1至圖8所示，根據(jù)本發(fā)明的二次電池殼體的制造方法，首先準(zhǔn)備原材料1，然后利用沖模100和沖頭200，借助沖鍛工藝，使上述原材料成型為沖擊成型品2，再借助引縮加工，使沖擊成型品成型為成品3，從而制造二次電池殼體。

因此，本發(fā)明考慮到鋁的可塑性特性，通過沖鍛實(shí)現(xiàn)90％的鋁制殼體的形狀，為了克服沖鍛的缺點(diǎn)，即，為了克服尺寸精密度和光澤方面的缺點(diǎn)，追加1～2回的引縮加工，從而制造二次電池的殼體。

即，成品3(二次電池殼體)的底面品質(zhì)和厚度取決于沖鍛，而成品3壁面厚度則借助引縮加工最終形成，從而可制造出尺寸公差精密的成品3。

如上所述的沖鍛可根據(jù)原材料1形狀、尺寸及沖頭200和沖模100的形狀成功地實(shí)現(xiàn)沖鍛。

首先，本發(fā)明為了降低原材料1的成本，如圖5所示，使用擠出型材料，上述擠出型材料的價(jià)格比用于深引伸加工的冷軋材更低廉。

為了實(shí)現(xiàn)深引伸加工，以橢圓形對如上所述的冷軋材進(jìn)行沖壓，在此過程中收益率非常低，僅為60％～70％。相反，在使用擠出型材料的情況下，可使用鋸切邊機(jī)進(jìn)行切割，所以收益率達(dá)到非常高的95％～98％。

但是，由于原材料1的鋸切割面在沖鍛中阻礙鋁的短邊部的移動，因而使原材料1第一次鍛造成型來具有與沖鍛的沖模100相似的形狀。

具體地，如圖2或圖5所示，上述原材料1使用切割后的擠出型材料，上述擠出型材料的截面的兩側(cè)端部呈半圓形或上述擠出型材料的截面的各邊角呈圓弧狀，通過預(yù)處理鍛造，上述切割面的兩側(cè)端部呈半圓形或切割面的各邊角呈圓弧狀。

因此，可解決沖鍛時(shí)向原材料1的鋸切割面的長邊方向發(fā)生傾斜。

并且，如圖7所示，原材料1和沖模100之間的尺寸關(guān)系為長邊的公差大、短邊的公差小。這是為了使成品的短邊和長邊的移動速度相對齊。

而且，沖模100的底面部的各邊角呈圓弧狀101，使得沖模100的底面部與成品的底面相似。

另一方面，作為本發(fā)明的原材料的鋁在可塑性特性上具有可實(shí)現(xiàn)沖鍛的特征。若鋁在受到?jīng)_擊后開始塑性變形，則其變形速度明顯加快，并且向已確定方向發(fā)生非?？焖俚馁|(zhì)量移動。

即，在對矩形鋁原材料進(jìn)行沖鍛的過程中，最難以控制的技術(shù)為使上述原材料的長邊、短邊均勻成型。

這是由于因鋁的特性而不可避免面地向長邊發(fā)生質(zhì)量移動，因而難以對此進(jìn)行控制。因此，這也成為了以往只能采用深引伸加工工藝來制造矩形鋁殼體的原因之一。

為了控制如上所述的質(zhì)量向長邊側(cè)傾斜的現(xiàn)象，在本發(fā)明中調(diào)整沖頭200形狀和沖模100的入口側(cè)的直徑(R)。

即，調(diào)整沖頭200下部合模平坦面210的寬度，并調(diào)整沖模100入口側(cè)的直徑(R)值，以此控制上述鋁的摩擦阻力，從而控制質(zhì)量向長邊部傾斜。

具體地，在上述沖模100的入口側(cè)的短邊和長邊分別形成圓弧102、圓弧103，上述短邊的圓弧103大于長邊的圓弧102。

這是由于沖鍛時(shí)原材料的移動速度取決于沖模100的壁面和沖頭200的摩擦面積，所以通過調(diào)整摩擦面積，來控制原材料1的短邊和長邊的移動速度。

這是因?yàn)?，在沒有圓弧的普通沖模中，原材料的長邊的移動速度比原材料的短邊的移動速度快。

即，隨著上述沖模100的短邊的圓弧103大于沖模100的長邊的圓弧102，使形成原材料1的短邊的沖模短邊壁面的長度小于沖模長邊壁面的長度，從而當(dāng)進(jìn)行沖鍛時(shí)，使得原材料1的長邊和短邊具有相同的移動速度。

最終，以使短邊和長邊不存在區(qū)別的方式使沖擊成型品2的壁面的長度以相同的速度成型。

此時(shí)，優(yōu)選地，上述沖模100的入口側(cè)短邊的圓弧103大小為長邊的圓弧102大小的2～5倍。

尤其，優(yōu)選地，長邊的圓弧103形成于沖模100寬度的中央部的50％～80％的范圍。即，除沖模100寬度的長邊中央部的50％～80％的范圍的其他范圍的長邊的圓弧度與短邊的圓弧度大小一致。

并且，在上述沖頭200的與沖模100相向的位置附著合模平坦面210，上述合模平坦面210的長邊的高度大于短邊的高度。這也是為了調(diào)整原材料短邊和長邊的移動速度。

此時(shí)，優(yōu)選地，上述合模平坦面210的長邊形成為僅有上述合模平坦面的長邊的中央部的50％～80％的范圍的高度大于短邊的高度，上述合模平坦面的長邊的高度為短邊的高度的2～5倍。

用于控制向長邊部傾斜的結(jié)果值如下表一。

表一

當(dāng)進(jìn)行沖鍛時(shí)，因沖擊而產(chǎn)生的模具(沖模)的移動或微小的變形，會導(dǎo)致瞬間塑性變形的鋁制原材料的移動變得混亂。

最終，模具(沖模)的堅(jiān)固性非常重要，并且應(yīng)使模具的變形達(dá)到最小化。

因此，在本發(fā)明中，沖模100未被分成多個(gè)部件，而是以一體型制造，并且，為了減少施加于沖模的沖擊壓力，采用了預(yù)先賦予背應(yīng)力的組裝方式。

具體地，如圖3所示，上述沖模100的外周面被組裝環(huán)110包圍，上述組裝環(huán)110的內(nèi)徑小于沖模的外徑。上述沖模100借助熱裝組裝于組裝環(huán)110。

因此，當(dāng)借助熱裝來使沖模100和組裝環(huán)110實(shí)現(xiàn)加壓組裝時(shí)，對沖模100賦予背應(yīng)力，使背應(yīng)力與施加于沖模100的沖擊成型壓力相抵消，最終使沖模100所受到的應(yīng)力在引起可塑性變形或彈性變形的范圍以下，從而防止沖模100的瞬間變形。

若在沖鍛的過程中，沖模100直接受到成型所需的力，并且沖模100所受到的力超過沖模100材料的彈性極限，則最終在沖鍛過程中導(dǎo)致沖模發(fā)生晃動，從而引起沖擊成型品2破裂或產(chǎn)生不穩(wěn)定成型品。

因此，當(dāng)對沖模100進(jìn)行組裝時(shí)，添加組裝環(huán)110來向沖模100賦予收縮應(yīng)力，從而使得沖模100無法達(dá)到彈性極限。

并且，沿著從上述沖模100的底面長邊朝向上述沖模100的短邊的方向形成傾斜部120。

即，若在未形成傾斜部120的情況下執(zhí)行引縮加工來從沖擊成型品2的底面朝向壁面減少厚度，則沖擊成型品2的底面長邊的中央部膨脹，為了防止上述中央部膨脹，在沖模100形成傾斜部120，且在沖擊成型品2也形成傾斜部。

最后，除上述傾斜部120的上述沖模100的長邊具有完成上述成品的底面的大小，上述沖模的長邊的末端呈圓弧狀，在長邊的長度的1％～3％的范圍內(nèi)，上述傾斜部120占45％。

以上，對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)的說明，但本法明的技術(shù)范圍并不僅僅限定于上述實(shí)施例，而是應(yīng)根據(jù)發(fā)明要求保護(hù)范圍來解釋。此時(shí)，只要是本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，就應(yīng)考慮可在不脫離本發(fā)明的范圍內(nèi)對本發(fā)明進(jìn)行多種修改和變形。