CN102764943B - 电池焊接组合夹具及其焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池焊接组合夹具及其焊接方法，旨在提供一种结构简单、制作成本低的组合夹具；而使用该焊接方法能有效防止正极接片脱落、产出的产品一致性好以及生产效率大大提高。本发明先通过包括夹具主体（1）、接片盖板（2）、支架盖板（3）以及垫板（4）所构成的焊接组合夹具，该焊接组合夹具根据焊接要求设有电芯定位槽（6）、保护板定位槽（7）、正极接片定位槽、支架定位槽、负极接片定位槽、焊接孔（9）以及焊接口（12），将电池的各个元器件定位好后，再根据焊接组合夹具与电池各元器件的结构采用分步焊接、涂布、粘结以及取件的焊接装配方法，完成电池各元器件的焊接装配。本发明应用于电池生产领域。

Description

电池焊接组合夹具及其焊接方法

技术领域

本发明涉及一种电池焊接组合夹具，特别是涉及手机内置电池各元件装配的焊接夹具；本发明还涉及一种电池焊接方法。

背景技术

当今手机铝壳锂电池的结构形式多样，但其基本装配结构都是由电芯、正负极接片、保护板、塑胶支架以及标签等几部分相互装配组合而成，在现有技术下，对于核心装配过程如电芯与正负极引接片的焊接、保护板与正负极接片的焊接以及电芯与塑胶支架的粘结组合方式，有多种不同的夹具及焊接装配方法，常用的有电芯锁螺丝式和低压注胶式两种，下面分别对这两种方法进行介绍：

1、电芯锁螺丝式：电芯用螺丝锁固塑胶支架，在电芯的正负极接点分别焊接上正负极接片，再将保护板和正负极接片分别焊接好，最后定位保护板盖外壳。可以看出，这其中大多数都是进行单工序的手工作业，其作业效率较低，作业劳动强度较大，对人员作业技能要求较高，且生产出产品的一致性（或精度）不易保证。这种连接方式的主要缺点有：（1）此方式虽然只需投入简易设备即可生产，但焊接装配过程相对复杂，定位精确性也欠缺，导致产品一致性差；（2）一般铝壳电芯的正极即电芯壳体，质体较薄；电芯负极点位是镍砖，质体厚。在焊接时，质体厚的有较高的耐压力，能承受相对较高的焊接能量，焊接牢固度也相对好，而正是因为这种结构特性，导致电芯正极较易产生接片焊接不牢易脱开的问题，存在明显的性能隐患；（3）在电芯上锁固螺钉，对于产品的性能来而言也是有很大的性能隐患，而且在锁固螺钉的过程中也容易因操作不当等因素导致损坏产品。

2、低压注胶式：在电芯的正负极接点分别焊接上正负极引接片，再将保护板和正负极接片分别焊接好，然后放置到专用模具内定位进行低压注胶，用注胶料作为保护外壳。这种连接方式的缺点：虽装配过程相对简单，但注塑机等设备投入较多，而且在注胶过程不可避免地产生受压和高温的影响，容易对电池元器件功能产生负面影响，若有外观或功能不良，也需要完全除掉胶体再重新注胶后，才能进行修复动作，浪费大且极为不便利。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种电池焊接组合夹具以及将电池装夹在该组合夹具上进行焊接装配的一种焊接方法，该组合夹具结构简单，制作成本低；而使用该焊接方法能有效防止正极接片脱落、产出的产品一致性好以及生产效率大大提高。

本发明所采用的技术方案是：本发明包括夹具主体、接片盖板、支架盖板以及设置在所述夹具主体下端的垫板，所述夹具主体设有盖板槽，所述接片盖板、所述支架盖板分别通过所述盖板槽配合在所述夹具主体上，所述盖板槽内设有电芯定位槽和保护板定位槽，所述接片盖板设有正极接片定位槽和焊接孔，所述支架盖板设有支架定位槽、负极接片定位槽以及焊接口。

优选地，所述垫板设有顶柱，所述夹具主体下端设有与所述顶柱相匹配的顶柱孔，所述顶柱孔位于所述电芯定位槽内。

优选地，所述垫板设有定位柱，所述夹具主体下端设有与所述定位柱相匹配的定位孔。

优选地，所述电池焊接组合夹具还包括底座，所述底座设有凸块，所述夹具主体下端还设有与所述凸块相匹配的底槽，所述底座通过所述凸块、所述底槽配合在所述夹具主体的下端。

优选地，所述盖板槽边缘设有卡位筋，所述接片盖板、所述支架盖板均设有与所述卡位筋相匹配的卡位槽。

优选地，所述盖板槽、所述接片盖板、所述支架盖板均设有相互吸引的磁铁。

优选地，所述保护板定位槽内设有定位吸铁Ⅰ。

优选地，正极接片定位槽内设有定位吸铁Ⅱ。

本发明还公开了一种电池焊接方法，主要有以下步骤：

第一步：首先将所述夹具主体和所述垫板通过所述定位柱及定位孔相组合，再将电芯插入所述夹具主体的电芯定位槽并限位好，再将保护板放至所述夹具主体的保护板定位槽内且通过所述定位吸铁Ⅰ吸附定位好，同时将正极接片放入所述接片盖板的正极接片定位槽内并且通过所述定位吸铁Ⅱ吸附定位好，然后将所述接片盖板翻转并用卡位槽对准夹具主体的卡位筋，将所述接片盖板盖在所述夹具主体的盖板槽内并用磁铁吸紧限位，由此形成一个组合夹具，将该组合夹具放置到焊接设备上即可进行电芯与正极接片的焊接；

第二步：上述焊接过程完后，从所述夹具主体上揭掉所述接片盖板，对所述夹具主体内焊好接片的电芯的顶面进行涂布胶水后，放置等待进行下一工序作业；

第三步：将负极接片放入所述支架盖板的负极接片定位槽内并由所述定位吸铁Ⅲ吸附定位好，再将塑胶支架放入所述支架盖板的支架定位槽内定位好，然后将所述支架盖板翻转并用卡位槽对准夹具主体的卡位筋，将所述支架盖板盖在所述夹具主体的盖板槽内并用磁铁吸紧限位，同时将塑胶支架的支架定位柱插入电芯的电芯定位孔内紧紧吻合定位相配，取下所述垫板，利用电芯本体的重力作用下落，让正负极接片与保护板完全贴触 ，此时将组合体夹具放置到焊接设备即可同时进行负极接片与电芯的焊接以及正负极接片与保护板的焊接，同时也将塑胶支架与电芯的顶面相粘接；

第四步：上述焊接过程完成后，从所述夹具主体上揭掉所述支架盖板，然后将所述夹具主体置于所述底座上，并将所述凸块插进底槽从而顶起所述夹具主体内的产品，然后轻松取出产品。

本发明的有益效果是：由于本发明包括夹具主体、接片盖板、支架盖板以及设置在所述夹具主体下端的垫板，所述夹具主体设有盖板槽，所述接片盖板、所述支架盖板分别通过所述盖板槽配合在所述夹具主体上，所述盖板槽内设有电芯定位槽和保护板定位槽，所述接片盖板设有正极接片定位槽和焊接孔，所述支架盖板设有支架定位槽、负极接片定位槽以及焊接口；所以，通过本组合夹具可以快速完成电芯与正负引出接片分别焊接、正负引出接片与保护板的焊接以及电芯与塑胶支架的相粘接等装配过程。而本发明的主要有益效果有以下方面：

（1）该焊接方法采用相应装配夹具，使得操作过程轻松而简单，成倍提升作业效率，同时又能使产品的品质一致性得以保障，质量水平提升到一个新台阶；

（2）采用合适的焊接装配顺序如将塑胶架压住正极引接片，起到了加强连接牢固性的作用，完全避免了“正极点接位容易使接片脱落而导致产品失效的严重性功能不良”的问题；

（3）焊接方法轻松简单，过程中不易产生操作不当对生产造成不良影响；即使有不良重修，其返修过程也操作简单，且大多数物料可再利用，故能较好的控制物料损耗。

附图说明

图1是本发明的爆炸结构示意图（正面）；

图2是本发明的爆炸结构示意图（反面）；

图3是图1中夹具主体F部分的结构放大示意图；

图4是图1中支架盖板G部分的结构放大示意图；

图5是图2中接片盖板H部分的结构放大示意图；

图6是图2中支架盖板I部分的结构放大示意图；

图7是塑胶支架E的结构放大示意图；

图8是电芯A的局部结构放大示意图。

具体实施方式

如图1、图2、图3、图4、图5、图6所示，本发明涉及一种电池焊接组合夹具，它包括夹具主体1、接片盖板2、支架盖板3以及设置在所述夹具主体1下端的垫板4，所述夹具主体1设有盖板槽5，焊接作业时，所述接片盖板2、所述支架盖板3分别可以通过所述盖板槽5配合在所述夹具主体1上，所述盖板槽5内设有电芯定位槽6和保护板定位槽7，分别用于定位及放置电芯A和保护板B；所述接片盖板2设有用于放置正极接片C的正极接片定位槽8和焊接孔9，所述支架盖板3设有用于放置塑胶支架E的支架定位槽10、用于放置负极接片D的负极接片定位槽11以及焊接口12，通过所述焊接孔9以及所述焊接口12可以进行正负极接片与电芯A、正负极接片与保护板B的焊接装配，而且所述接片盖板2和所述支架盖板3能对非焊接部位进行防护，减少因焊伤导致产品不良，降低废品率。

所述垫板4设有顶柱13，所述夹具主体1下端设有与所述顶柱13相匹配的顶柱孔14，所述顶柱孔14位于所述电芯定位槽6内，焊接作业时，通过所述顶柱13将所述电芯定位槽6内电芯顶起一定高度，保证正负极接片与保护板B有一定的高度差，防止在进行正负极接片与电芯A的焊接时因极片发生翘曲而损伤保护板B，对保护板B起到防护的效果；取下所述垫板4，焊接好正负极接片的电芯在重力作用下下落，使得正负极接片与保护板B完全接触，即可进行正负极接片与保护板B的焊接。

所述垫板4设有定位柱15，所述夹具主体1下端设有与所述定位柱15相匹配的定位孔16，所述垫板4通过所述定位柱15以及所述定位孔16配合在所述夹具主体1下端。

所述电池焊接组合夹具还包括底座17，所述底座17设有凸块18，所述夹具主体1下端还设有与所述凸块18相匹配的底槽19，所述底座17通过所述凸块18、所述底槽19配合在所述夹具主体1的下端，当所述凸块18插入所述底槽19时，所述凸块18刚好可以顶起所述夹具主体1内的产品，便于取出产品。

所述盖板槽5边缘设有卡位筋20，所述接片盖板2、所述支架盖板3均设有与所述卡位筋20相匹配的卡位槽21，将所述接片盖板2或者所述支架盖板3与所述夹具主体1组合时，通过所述卡位筋20以及卡位槽21可以快速实现，定位也更加精准。

所述盖板槽5、所述接片盖板2、所述支架盖板3均设有相互吸引的磁铁22，将所述接片盖板2或者所述支架盖板3与所述夹具主体1组合时，通过所述磁铁22可以快速取放。

所述保护板定位槽7内设有定位吸铁Ⅰ23，用于定位保护板。

所述正极接片定位槽8内设有定位吸铁Ⅱ24，用于定位正极接片。

另外，如图7、图8所示，在实际生产中，通过改变电芯A以及塑胶支架E的结构，例如在电芯A上设置电芯定位孔A-1，在塑胶支架E上设置与电芯定位孔A-1相匹配的支架定位柱E-1，可以使得电芯A与塑胶支架E的定位更加精确。

本发明还公开了一种将电池装夹在上述组合夹具中进行焊接的方法，该焊接方法包括以下步骤：

第一步，首先将夹具主体1和垫板4通过定位柱15、定位孔16相组合，再将电芯A插入夹具主体1的电芯定位槽6并限位好，再将保护板B放至夹具主体1的保护板定位槽7内且通过定位吸铁Ⅰ23吸附定位好，同时将正极接片C放入接片盖板2的正极接片定位槽8内并且通过定位吸铁Ⅱ24吸附定位好，然后将接片盖板2翻转并用卡位槽21对准夹具主体1的卡位筋20，将接片盖板2盖在夹具主体1的盖板槽5内并用磁铁22吸紧限位，由此形成一个组合夹具，将该组合夹具放置到焊接设备上即可进行电芯A与正极接片C的焊接。

第二步，上述焊接过程完后，从夹具主体1上揭掉接片盖板2，对夹具主体1内焊好接片的电芯的顶面进行涂布胶水后，放置等待进行下一工序作业。

第三步，将负极接片D放入支架盖板3的负极接片定位槽11内并由定位吸铁Ⅲ25吸附定位好，再将塑胶支架E放入支架盖板3的支架定位槽10内定位好，然后将支架盖板3翻转并用卡位槽21对准夹具主体1的卡位筋20，将支架盖板3盖在夹具主体1的盖板槽5内并用磁铁22吸紧限位，同时将塑胶支架E的支架定位柱E-1插入电芯A的电芯定位孔A-1内紧紧吻合定位相配，取下垫板4，利用电芯本体的重力作用下落，让正负极接片与保护板B完全贴触 ，此时将组合体夹具放置到焊接设备即可同时进行负极接片D与电芯A的焊接以及正负极接片与保护板B的焊接，同时也将塑胶支架E与电芯A的顶面相粘接。

第四步，上述焊接装配过程完成后，从夹具主体1上揭掉支架盖板3，然后将夹具主体1置于底座17上，凸块18插进底槽19从而顶起夹具主体1内的产品并轻松取出。

由此完成了电池焊接装配中的电芯A与正负极接片分别焊接、正负极接片与保护板B分别焊接以及电芯A与塑胶支架E相粘接的三大工序装配过程。

本发明应用于电池生产领域。

Claims (9)

1.一种电池焊接组合夹具，其特征在于：包括夹具主体（1）、接片盖板（2）、支架盖板（3）以及设置在所述夹具主体（1）下端的垫板（4），所述夹具主体（1）设有盖板槽（5），所述接片盖板（2）、所述支架盖板（3）分别通过所述盖板槽（5）配合在所述夹具主体（1）上，所述盖板槽（5）内设有电芯定位槽（6）和保护板定位槽（7），所述接片盖板（2）设有正极接片定位槽（8）和焊接孔（9），所述支架盖板（3）设有支架定位槽（10）、负极接片定位槽（11）以及焊接口（12）。

2.根据权利要求1所述的电池焊接组合夹具，其特征在于：所述垫板（4）设有顶柱（13），所述夹具主体（1）下端设有与所述顶柱（13）相匹配的顶柱孔（14），所述顶柱孔（14）位于所述电芯定位槽（6）内。

3.根据权利要求2所述的电池焊接组合夹具，其特征在于：所述垫板（4）还设有定位柱（15），所述夹具主体（1）下端还设有与所述定位柱（15）相匹配的定位孔（16）。

4.根据权利要求3所述的电池焊接组合夹具，其特征在于：所述电池焊接组合夹具还包括底座（17），所述底座（17）设有凸块（18），所述夹具主体（1）下端还设有与所述凸块（18）相匹配的底槽（19），所述底座（17）通过所述凸块（18）、所述底槽（19）配合在所述夹具主体（1）的下端。

5.根据权利要求4所述的电池焊接组合夹具，其特征在于：所述盖板槽（5）边缘设有卡位筋（20），所述接片盖板（2）、所述支架盖板（3）均设有与所述卡位筋（20）相匹配的卡位槽（21）。

6.根据权利要求5所述的电池焊接组合夹具，其特征在于：所述盖板槽（5）、所述接片盖板（2）、所述支架盖板（3）均设有相互吸引的磁铁（22）。

7.根据权利要求6所述的电池焊接组合夹具，其特征在于：所述保护板定位槽（7）内设有定位吸铁Ⅰ（23）。

8.根据权利要求7所述的电池焊接组合夹具，其特征在于：所述正极接片定位槽（8）内设有定位吸铁Ⅱ（24）。

9.一种电池焊接方法，将电池定位在如权利要求8所述的电池焊接组合夹具上，该焊接方法包括以下步骤：

第一步：首先将所述夹具主体（1）和所述垫板（4）通过所述定位柱（15）及定位孔（16）相组合，再将电芯（A）插入所述夹具主体（1）的电芯定位槽（6）并限位好，再将保护板（B）放至所述夹具主体（1）的保护板定位槽（7）内且通过所述定位吸铁Ⅰ（23）吸附定位好，同时将正极接片（C）放入所述接片盖板（2）的正极接片定位槽（8）内并且通过所述定位吸铁Ⅱ（24）吸附定位好，然后将所述接片盖板（2）翻转并用卡位槽（21）对准夹具主体（1）的卡位筋（20），将所述接片盖板（2）盖在所述夹具主体（1）的盖板槽（5）内并用磁铁（22）吸紧限位，由此形成一个组合夹具，将该组合夹具放置到焊接设备上即可进行电芯（A）与正极接片（C）的焊接；

第二步：上述第一步的焊接过程完后，从所述夹具主体（1）上揭掉所述接片盖板（2），对所述夹具主体（1）内焊好接片的电芯的顶面进行涂布胶水后，放置等待进行下一工序作业；

第三步：将负极接片（D）放入所述支架盖板（3）的负极接片定位槽（11）内并由定位吸铁Ⅲ（25）吸附定位好，再将塑胶支架（E）放入所述支架盖板（3）的支架定位槽（10）内定位好，然后将所述支架盖板（3）翻转并用卡位槽（21）对准夹具主体（1）的卡位筋（20），将所述支架盖板（3）盖在所述夹具主体（1）的盖板槽（5）内并用磁铁（22）吸紧限位，同时将塑胶支架（E）的支架定位柱（E-1）插入电芯（A）的电芯定位孔（A-1）内紧紧吻合定位相配，取下所述垫板（4），利用电芯本体的重力作用下落，让正负极接片与保护板（B）完全贴触 ，此时将组合体夹具放置到焊接设备即可同时进行负极接片（D）与电芯（A）的焊接以及正负极接片与保护板（B）的焊接，同时也将塑胶支架（E）与电芯（A）的顶面相粘接；

第四步：上述第三步的焊接过程完成后，从所述夹具主体（1）上揭掉所述支架盖板（3），然后将所述夹具主体（1）置于所述底座（17）上，并将所述凸块（18）插进底槽（19）从而顶起所述夹具主体（1）内的产品，最后取出产品。