CN102642078A - 电池极片极耳焊接装置及焊接设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池极片极耳焊接装置及焊接设备。电池极片极耳焊接装置，包括用于支撑极片和极耳的焊接底座，还包括设于焊接底座上方的焊接组件，所述的焊接组件包括半波焊头、与半波焊头一侧联接的调幅器，及与调幅器联接的换能器。本发明采用单边支承的半波焊头，可以使半波焊头的焊点长度方向与极耳的宽度方向相同，也与极片的送料方向相同，可以满足自动化连续地在涂布后极片上焊接极耳的生产需要，增大了极片涂布区的面积，能使得电池的容量更大，特别适合于动力电池的极片极耳焊接；电池极片极耳焊接设备的极片输送装置采用了桌面式双面支撑结构，调节方便，整体性能稳定，有利于保证焊接品质。

Description

电池极片极耳焊接装置及焊接设备

技术领域

本发明涉及一种焊接装置，更具体地说是一种将电池极片与极耳采用超声波焊接方式焊接在一起的焊接装置和焊接设备。

背景技术

锂离子电池包括极片和极耳，其中，极片用于卷绕形成电池极组，极耳焊接在基片上且自电池极组伸出，用于引出电池极组的正极或者负极，极耳焊接装置即用于将极耳的端部焊接在极片的露箔区。

有极片极耳焊接工艺采用全波多点或长条焊接，焊头采用两侧支撑方式（这种焊头又称为全波焊头），专利号200820006312.3公开了一种电池极片焊接调整机构，其包括底座以及一对用以支撑极片的极片支撑辊，在底座上设置有焊座，该焊座的上方设置有与该焊座相适配的焊头，该底座包括固定底座和调整底座，该调整底座位于该固定底座上方且通过螺栓与固定底座相连接，该螺栓包括四个均布在调整底座四角处正置的上螺栓和两个分别设置在该调整底座顶部左、右两侧中间位置倒置的下螺栓，通过旋动调节该上螺栓以调节焊座和焊头相吻合。该装置解决了多点或长条极耳焊接的技术问题，但此结构无法完成连续涂布的动力型极片极耳的焊接，使用范围具有一定的局限性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种将电池极片与极耳采用超声波焊接方式焊接在一起的焊接装置和焊接设备。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种电池极片极耳焊接装置，包括用于支撑极片和极耳的焊接底座，还包括设于焊接底座上方的焊接组件，所述的焊接组件包括半波焊头、与半波焊头一侧联接的调幅器，及与调幅器联接的换能器。

其进一步技术方案为：还包括用于支撑调幅器的支撑座、用于支撑焊接底座的焊接底架，焊接底架一侧设有防粘气缸，所述防粘气缸的活动端固定联接有防粘挑杆，所述的防粘挑杆位于极片下方。

其进一步技术方案为：还包括用于切断极耳的切料组件，所述的焊接组件还包括用于固定支撑座的升降构件。

其进一步技术方案为：所述的升降构件包括与设有的机架固定联接的气缸座，及设于气缸座上的升降气缸、与升降气缸活动端联接的联接杆，还包括二个穿设于气缸座上的导杆，二个导杆的两端分别固定于支撑座、联接杆；所述的气缸座上设有用于固定升降气缸的气缸凹槽，及设于气缸凹槽两侧的导杆孔。

其进一步技术方案为：所述的切料组件包括与机架固定联接的切断模、侧支板，及与侧支板上方固定联接的切料气缸。

其进一步技术方案为：还包括设于机架上的极耳送料组件和极耳放料组件。

其进一步技术方案为：所述的极耳送料组件包括固定于机架上的极耳料槽，及用于夹持极耳的夹料气缸、用于固定夹料气缸的滑台、与滑台固定联接的滚珠丝杆螺母副、与滚珠丝杆螺母副传动联接的电机；所述的极耳放料组件包括固定在机架上的极耳料架，及用于驱动极耳料架的放料动力件。

其进一步技术方案为：所述的半波焊头为设有二个焊位的一字型焊头或设有四个焊位的十字型焊头。

电池极片极耳焊接设备，包括极片输送装置，其特征在于还包括前述的电池极片极耳焊接装置，所述的极片输送装置包括依次设置的第一张力控制机构、第一牵引机构、第二张力控制机构、贴胶机构、第二牵引机构、第三张力控制机构；所述的电池极片极耳焊接装置设于第一张力控制机构和第一牵引机构之间。

其进一步技术方案为：还包括设于极片输送装置前端的放卷组件和设于极片输送装置后端的收卷组件，所述的放卷组件包括相互联接的放卷机构和放卷接带平台；所述的收卷组件包括收卷接带平台和收卷机构；所述的极片输送装置设有侧面固定板，所述的侧面固定板设有用于穿过极耳的极耳槽口；所述的极片输送装置、放卷组件和收卷组件均设有辊轮，所述辊轮的两端均与设有的机架构成旋转式联接。

本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明采用单边支承的半波焊头，可以使半波焊头的焊点长度方向与极耳的宽度方向相同，也与极片的送料方向相同，可以满足自动化连续地在涂布后极片上焊接极耳的生产需要，增大了极片涂布区的面积，能使得电池的容量更大，特别适合于动力电池的极片极耳焊接；电池极片极耳焊接设备的极片输送装置采用了桌面式双面支撑结构，调节方便，整体性能稳定，有利于保证焊接品质。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

附图说明

图1为本发明的极耳与极片焊接在一起的平面示意图（图中的网格区域为极片上的涂布区域，与极耳焊接的边缘区域为露箔区）；

图2为本发明电池极片极耳焊接装置具体实施例的立体结构图；

图3为图2中的焊接组件、极片和极耳的立体结构示意图；

图4为图2实施例中的一字型焊头（具有二个焊位）的端面示意图；

图5为图2实施例中的十字型焊头（具有四个焊位）的端面示意图；

图6为本发明电池极片极耳焊接设备具体实施例的立体结构图。

附图标记说明

A    极片            B    极耳

C    机架            S    电池极片极耳焊接装置

1    焊接底座        11   焊接底架

12   防粘气缸        13   防粘挑杆

2    焊接组件        21   半波焊头

22   调幅器          23   换能器

24   支撑座          25   升降构件

251  气缸座          252  升降气缸

253  联接杆          254  导杆

255  气缸凹槽        256  导杆孔

3    切料组件            31   切断模

32   侧支板              33   切料气缸

4    极耳送料组件        41   极耳料槽

42   夹料气缸            43   滑台

44   滚珠丝杆螺母副      45   电机

5    极耳放料组件        51   极耳料架

52   放料动力件          6    极片输送装置

60   侧面固定板          600  极耳槽口

61   第一张力控制机构    62   第一牵引机构

63   第二张力控制机构    64   贴胶机构

65   第二牵引机构        66   第三张力控制机构

7    放卷组件            71   放卷机构

72   放卷接带平台        8    收卷组件

81   收卷接带平台        82   收卷机构

257  行程开关固定块

具体实施方式

为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案进一步介绍和说明，但不局限于此。

如图2至图5所示，本发明一种电池极片极耳焊接装置，包括用于支撑极片A和极耳B的焊接底座1（也可以称之为焊接下模），还包括设于焊接底座1上方的焊接组件2，焊接组件2包括半波焊头21（即焊头采用单侧支承结构）、与半波焊头21一侧联接的调幅器22，及与调幅器22联接的换能器23。还包括用于支撑调幅器22的支撑座24、用于支撑焊接底座1的焊接底架11，焊接底架11一侧设有防粘气缸12，防粘气缸12的活动端固定联接有防粘挑杆13，防粘挑杆13位于极片A下方。还包括用于切断极耳B的切料组件3，焊接组件2还包括用于固定支撑座24的升降构件25。升降构件25包括与设有的机架（即图6中的侧面固定板）固定联接的气缸座251，及设于气缸座251上的升降气缸252、与升降气缸252活动端联接的联接杆253，还包括二个穿设于气缸座251上的导杆254，二个导杆254的两端分别固定于支撑座24、联接杆253；气缸座251上设有用于固定升降气缸252的气缸凹槽255，及设于气缸凹槽255两侧的导杆孔256。切料组件3包括与机架C固定联接的切断模31、侧支板32，及与侧支板32上方固定联接的切料气缸33。还包括设于机架C上的极耳送料组件4和极耳放料组件5。极耳送料组件4包括固定于机架C上的极耳料槽41，及用于夹持极耳B的夹料气缸42、用于固定夹料气缸42的滑台43、与滑台43固定联接的滚珠丝杆螺母副44、与滚珠丝杆螺母副44传动联接的电机45；极耳放料组件5包括固定在机架C上的极耳料架51，及用于驱动极耳料架51的放料动力件52（包括电机和减速齿轮组）。由于本发明采用的是单端支承的半波焊头，为了提高半波焊头的使用寿命，可以将半波焊头为设成多个焊点位置，比如设有二个焊位的一字型焊头或设有四个焊位的十字型焊头。

如图6所示，本发明电池极片极耳焊接设备，包括极片输送装置6，还包括前述的电池极片极耳焊接装置S，极片输送装置6包括依次设置的第一张力控制机构61、第一牵引机构62、第二张力控制机构63、贴胶机构64、第二牵引机构65、第三张力控制机构66；电池极片极耳焊接装置S设于第一张力控制机构61和第一牵引机构62之间。还包括设于极片输送装置6前端的放卷组件7和设于极片输送装置6后端的收卷组件8，放卷组件7包括相互联接的放卷机构71和放卷接带平台72；收卷组件8包括相互联接的收卷接带平台81和收卷机构82；极片输送装置6设有侧面固定板60，侧面固定板60设有用于穿过极耳B的极耳槽口600；极片输送装置6、放卷组件7和收卷组件8均设有辊轮，这些辊轮的两端均与设有的机架构成旋转式联接（即桌面式双面支撑结构）。使得生产过程中的调节更方便，整体性能更稳定。本发明可生产极片的宽度范围为150mm～360mm，半波焊头的焊点的长度方向与极耳的宽度方向相同、且与极片的走带方向平行，使得极片宽度方向上涂布范围大，露箔区较窄，同样体积下，此种极片所生产电池的容量更大。本发明电池极片极耳焊接设备的各个部件的机架或安装底座可以采用分体式结构，也采用整体式结构。

在本实施例中，极片极耳焊接装置需要与极片输送装置结合在一起使用，形成生产线，其中很多部件均需要节省空间的设计方案，本发明的升降构件与常用的直线排列式结构有所不同，传统的升降机构会采用气缸与导向机构呈直线排列的联接结构，其特点是结构简单、占用空间大；从而会导致整条生产线中的其它部件的结构尺寸过大，从而导致生产成本过高。本发明中采用具有气缸凹槽的气缸座结构，将气缸座本身成为导向结构的一部分（即在气缸座上设有导杆孔），使得整个升降构件的结构尺寸比传统结构小巧很多，有利于节约其生产成本，从而进一步节约整个生产线的生产成本，此亦为本发明的巧妙设计之处。

本发明的极片极耳焊接工作过程为：极片在极片输送装置的驱动作用下，间歇式地送料，极耳穿过极耳槽口，再经过切断组件，被极耳送料组件输送至紧贴地放在极片上，升降气缸向下缩进，通过导杆推动焊接组件的半波焊头向下移动，同时换能器将电能转换成机械能（即超声波）传入半波焊头，半波焊头向下压紧极耳并将极耳焊接在极片的露箔区，升降气缸向上伸出，半波焊头升起，同时防粘气缸向上伸出，推动防粘挑杆向上微微挑起极片，防止焊接时极片与焊接底座产生粘连，影响极片输送，防粘气缸伸出后立即退回，极片向前移动一个工位，进入下一个极片极耳焊接的工作循环。增加各运动部件的传感器和动力件的驱动电路，可以实现极片极耳的自动化焊接。

综上所述，由于传统的焊接装置采用两端支承的全波焊头，焊头处夹持空间很小，无法满足动力电池的焊接工艺，本发明采用单边支承的半波焊头，可以使半波焊头的焊点长度方向与极耳的宽度方向相同，也与极片的送料方向相同，可以满足自动化连续地在涂布后极片上焊接极耳的生产需要，增大了极片涂布区的面积，能使得电池的容量更大，特别适合于动力电池的极片极耳焊接；电池极片极耳焊接设备的极片输送装置采用了桌面式双面支撑结构，调节方便，整体性能稳定，有利于保证焊接品质。其中采用的极耳槽口，可以将电池极片极耳焊接装置与极片输送装置结合得更加紧密，减少整台设备所占用的空间。

上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种电池极片极耳焊接装置，包括用于支撑极片和极耳的焊接底座，其特征在于还包括设于焊接底座上方的焊接组件，所述的焊接组件包括半波焊头、与半波焊头一侧联接的调幅器，及与调幅器联接的换能器。

2.根据权利要求1所述的电池极片极耳焊接装置，其特征在于还包括用于支撑调幅器的支撑座、用于支撑焊接底座的焊接底架，焊接底架一侧设有防粘气缸，所述防粘气缸的活动端固定联接有防粘挑杆，所述的防粘挑杆位于极片下方。

3.根据权利要求2所述的电池极片极耳焊接装置，其特征在于还包括用于切断极耳的切料组件，所述的焊接组件还包括用于固定支撑座的升降构件。

4.根据权利要求3所述的电池极片极耳焊接装置，其特征在于所述的升降构件包括与设有的机架固定联接的气缸座，及设于气缸座上的升降气缸、与升降气缸活动端联接的联接杆，还包括二个穿设于气缸座上的导杆，二个导杆的两端分别固定于支撑座、联接杆；所述的气缸座上设有用于固定升降气缸的气缸凹槽，及设于气缸凹槽两侧的导杆孔。

5.根据权利要求4所述的电池极片极耳焊接装置，其特征在于所述的切料组件包括与机架固定联接的切断模、侧支板，及与侧支板上方固定联接的切料气缸。

6.根据权利要求5所述的电池极片极耳焊接装置，其特征在于还包括设于机架上的极耳送料组件和极耳放料组件。

7.根据权利要求6所述的电池极片极耳焊接装置，其特征在于所述的极耳送料组件包括固定于机架上的极耳料槽，及用于夹持极耳的夹料气缸、用于固定夹料气缸的滑台、与滑台固定联接的滚珠丝杆螺母副、与滚珠丝杆螺母副传动联接的电机；所述的极耳放料组件包括固定在机架上的极耳料架，及用于驱动极耳料架的放料动力件。

8.根据权利要求1所述的电池极片极耳焊接装置，其特征在于所述的半波焊头为设有二个焊位的一字型焊头或设有四个焊位的十字型焊头。

9.电池极片极耳焊接设备，包括极片输送装置，其特征在于还包括权利要求1所述的电池极片极耳焊接装置，所述的极片输送装置包括依次设置的第一张力控制机构、第一牵引机构、第二张力控制机构、贴胶机构、第二牵引机构、第三张力控制机构；所述的电池极片极耳焊接装置设于第一张力控制机构和第一牵引机构之间。

10.根据权利要求9所述的电池极片极耳焊接设备，其特征在于还包括设于极片输送装置前端的放卷组件和设于极片输送装置后端的收卷组件，所述的放卷组件包括相互联接的放卷机构和放卷接带平台；所述的收卷组件包括收卷接带平台和收卷机构；所述的极片输送装置设有侧面固定板，所述的侧面固定板设有用于穿过极耳的极耳槽口；所述的极片输送装置、放卷组件和收卷组件均设有辊轮，所述辊轮的两端均与设有的机架构成旋转式联接。

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