CN102986054A - 用于电池单元的旋转夹具和用于使用该旋转夹具焊接电池单元的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于电池单元的旋转夹具，该旋转夹具通过顺序的过程以各种尺寸生产电池单元。该旋转夹具包括：具有六面体结构的主体，在该六面体结构的底部上安装旋转杆，其中该主体的每一侧设有其尺寸对应于电池单元的安装框架；被连接到旋转杆并且以人工方式旋转或者利用旋转马达旋转的基座；和被布置在基座上从而支撑主体的安装框架和被置于安装框架中的电池单元的支撑部件。在电池单元被安装在主体的侧表面上时该旋转杆旋转，从而电池单元的一部分能够由布置在电池单元上方的焊条电阻焊接。

Description

用于电池单元的旋转夹具和用于使用该旋转夹具焊接电池单元的方法
技术领域
本发明涉及一种用于电池单元的旋转夹具，该旋转夹具用以相继地制造具有不同尺寸的电池单元，该旋转夹具包括：主体，其被构造为具有在其下端处安装有旋转杆的六面体结构，主体在其侧面处设有安装框架，安装框架的尺寸对应于电池单元的尺寸，使得电池单元能够以电池单元的电极端子向上暴露的状态被竖立地安装在安装框架中；基座，其被设置在主体的下端处，并且被连接到旋转杆从而基座能够被以人工方式或由旋转马达旋转；和支撑部件，其形成在基座处以支撑主体的安装框架和被安装在安装框架中的电池单元，其中在电池单元安装到主体的相应的侧面的状态下，旋转杆旋转从而使用位于电池单元上方的焊条关于将被焊接的电池单元之一的一部分执行电阻焊接。
背景技术
由于移动装置已经日益得到发展，并且对于这种移动装置的需求已经增大，对于二次电池的需求也已经急剧地提高。在这种二次电池中，锂二次电池呈现出高能量密度和操作电压以及优良的电荷保持和服务寿命特性，其已被广泛地用作各种电子产品以及移动装置的能量源。
然而，在锂二次电池中包含各种可燃材料。结果，锂二次电池可能由于电池的过充、电池中的过电流或者外部物理冲击而受热或爆炸。即，锂二次电池的安全性非常低。因此，为了有效地控制锂二次电池的异常状态，诸如锂二次电池的过充或锂二次电池中的过电流，安全性元件，诸如正温度系数（PTC）元件和保护电路模块（PCM），在其中安全性元件被连接到电池单元的状态中被安装到电池单元。
通常，PCM通过焊接而经由导电镍板连接到电池单元。即，镍板通过焊接而被连接到PCM的电极片，然后镍板通过焊接被连接到电池单元的电极端子。以此方式，PCM被连接到电池单元以制造电池组。
要求包括PCM的安全性元件维持与电池单元的电极端子电连接，并且同时被从电池单元的其它部分电隔离。
同时，在电池组装配线上执行将包括保护电路部件诸如PCM的构件联接到电池单元的上端的操作。可以根据需要改变这种装配线的构造。通常，装配线被构造成使得金属包覆物(metal clad)、绝缘性安装部件、保护电路模块和绝缘性顶盖可以被顺序地联接到电池单元的上端。
然而，在组装不同种类的电池单元的情形中，必须基于电池单元的种类和尺寸构造不同的装配线，结果制造成本增加。进而，组装时间增加，由此组装效率降低。
因此，为了解决以上问题，迫切需要一种技术，该技术能够在单一装配线上组装具有不同尺寸的电池单元，由此提高电池组的制造效率和生产率。
发明内容
技术问题
因此，已经做出本发明以解决以上问题和尚待解决的其它技术问题。
具体地，本发明的目的在于提供一种用于电池单元的旋转夹具和使用该旋转夹具的电池组焊接方法，其中该旋转夹具用以相继地焊接具有不同尺寸的电池单元。
技术方案
根据本发明的一个方面，能够通过提供一种用于电池单元的以相继地制造具有不同尺寸的电池单元的旋转夹具而实现以上和其它目的，该旋转夹具包括：主体，其被构造为具有在其下端处安装有旋转杆的六面体结构，主体在其侧面处设有安装框架，安装框架的尺寸对应于电池单元的尺寸，使得电池单元能够以电池单元的电极端子向上暴露的状态被竖立地安装在安装框架中；基座，其被设置在主体的下端处，并且被连接到旋转杆从而基座能够被以人工方式或被旋转马达旋转；和支撑部件，其形成在基座处以支撑主体的安装框架和被安装在安装框架中的电池单元，其中在电池单元安装到主体的相应的侧面的状态下，旋转杆旋转以便使用位于电池单元上方的焊条关于待焊接的电池单元之一的一部分执行电阻焊接。
因此，根据本发明的用于电池单元的旋转夹具解决了在制造电池组期间必须基于电池单元的尺寸构造各种夹具的传统问题，由此缩短了过程时间并且大大地降低电池单元的制造成本。
安装框架和支撑部件在主体的四个侧面处具有不同的尺寸，从而具有不同尺寸的电池单元能够被安装在相应的安装框架中。因此，能够在单一工艺线上组装四种电池单元，由此提高组装效率。
在一个优选实例中，安装框架可以具有与电池单元的宽度相对应的尺寸，并且支撑部件可以被构造成使得：在电池单元安装在相应的安装框架中的状态下，电池单元中的每一个的电池单元壳体的上端从安装框架中的每一个的上端隔开预定高度。
即，支撑部件可以具有不同的高度，只要在焊条与在主体的每一侧处待焊接的每一个电池单元的一部分之间的距离是均匀的。
安装框架中的每一个可以具有与主体的宽度的30%到50%对应的尺寸。如果安装框架中每一个的尺寸太小，则主体的尺寸是相对大的，结果可以增大工作空间。另一方面，如果安装框架中每一个的尺寸太大，则主体的尺寸是相对小的，结果可降低工作效率。
同时，支撑部件可以被构造成被插入相应的安装框架的下端开口中。因此，可以容易地基于电池单元中相应一个的高度调节每一个支撑部件的高度。
在另一个优选实例中，旋转杆可以被向上移动超过支撑部件中的相应一个的高度并且然后可以被旋转90度以关于被竖立地安装到主体的相应侧面的电池单元的待焊接部分相继地进行焊接。
而且，旋转杆可以被自动地、半自动地或者以人工方式移动，用于相继地焊接。可以根据需要选择性地设定移动模式。
同时，焊接部分可以是选自使用电阻焊接被电连接到电池单元中的相应一个的顶部的正温度系数（PTC）元件、金属包覆物、镍板中的一个。
焊接部分无具体限制，只要关于每一个电池单元执行焊接即可。可以通过各种操作形成焊接部分。焊接可以选自用于将构件联接到每一个电池单元的上部的各种操作中的一种。
同时，电池单元无具体限制，只要电池单元中每一个的电极端子被向上暴露。例如，电池单元可以是板状二次电池，每一个板状二次电池具有在其顶部处形成的阳极端子和阴极端子。板状二次电池的实例可以包括棱形电池和袋状电池。
根据本发明的另一个方面，提供一种使用用于电池单元的旋转夹具相继地将电池单元的上部电连接的焊接方法。
具体地，该焊接方法包括（a）将电池单元安装在主体的安装框架中；（b）在主体的一侧处关于待焊接的电池单元之一的一部分执行电阻焊接的步骤；（c）使用旋转杆将主体向上移动到支撑部件中的相应的一个上方、将主体旋转90度、向下移动主体，并且固定主体；和（d）重复步骤（b）和步骤（c）。
根据该焊接方法，通过旋转杆的旋转，可以关于被安装到主体的相应侧面的具有不同尺寸的电池单元的待焊接部分执行电阻焊接，并且因此，可以相继地执行焊接过程。另外，不需要基于电池单元的尺寸构造各种夹具，由此大大地减少了电池单元的过程时间和制造成本。
根据本发明的进一步的方面，提供一种使用上述方法制造的电池组。
镍板可以通过焊接而被连接到保护电路模块（PCM）的电极片，然后镍板可以通过焊接而被连接到电池单元的电极端子。以此方式，PCM可以被连接到电池单元以制造电池组。然而，部分修改也是可能的。
有利的效果
如根据以上说明显而易见的，根据本发明的用于电池单元的旋转夹具包括被构造为对应于电池单元的尺寸的主体、具有旋转杆的基座，和用于支撑电池单元的支撑部件，该旋转夹具在旋转主体的同时关于电池单元的将被焊接的部分执行焊接，以在单一装配线上制造具有不同尺寸的电池单元，由此提高了电池组的制造效率和生产率。
附图说明
与附图相结合，根据以下详细说明，将更加清楚地理解本发明的以上和其它目的、特征和其它优点，其中：
图1到2是示出将电池单元安装到用于电池单元的旋转夹具的过程的典型视图；并且
图3到5是示出旋转用于电池单元的旋转夹具的过程的典型视图。
具体实施方式
现在，将参考附图详细描述本发明的示例性实施例。然而，应该指出，本发明的范围不受所示意的实施例限制。
图1到2是示出将电池单元安装到用于电池单元的旋转夹具的过程的典型视图。
参考这些图，用于电池单元的旋转夹具400包括主体100、基座200和支撑部件300。
主体100总体上被构造为具有六面体结构，该六面体结构具有在其下端处安装的旋转杆110。主体100在其侧面处设有具有与电池单元10和11的宽度w对应的尺寸w的安装框架120，从而电池单元10和11能够在电池单元10和11的电极端子15向上暴露的状态下被竖立地安装在安装框架120中，其中电池单元10和11是板状二次电池。
基座200被设置在主体100的下端处。基座200包括被连接到旋转杆110以使旋转杆110旋转的旋转马达（未示出）。
虽然基座200如上所述被旋转马达旋转，但是基座200可以被以人工方式旋转。
支撑部件300被固定到基座200以支撑主体100的安装框架120和被安装在安装框架120中的电池单元10和11。支撑部件300被构造成使得在电池单元10和11被安装在安装框架120中的状态下，每一个电池单元的电池单元壳体的上端从每一个安装框架120的上端隔开高度h。在任何情形中，高度h可以为零（0）从而每一个电池单元的电池单元壳体的上端与每一个安装框架120的上端一致。
同时，在电池单元10和11上和在主体100上标记的序列号基于电池单元的规格。电池单元10和11被安装在相应的安装框架120中，使得在电池单元10和11上标记的序列号对应于在安装框架120上标记的序列号。
安装框架120和支撑部件300形成在主体100的四个侧面处，使得安装框架120和支撑部件300在主体100的四个侧面处具有不同的尺寸。安装框架120中每一个的宽度w是主体100的宽度的大约50%。
而且，支撑部件300被构造成被插入相应的安装框架120的下端开口中。
图3到5是示出旋转用于电池单元的旋转夹具的过程的典型视图。
结合图1和2一起参考这些附图，电池单元10和11被安装到主体100的相应的侧面，并且使用焊条20从电池单元10上方关于待焊接的电池单元10的一部分执行电阻焊接。
随后，主体100被旋转杆110向上移动超过支撑部件300中的相应一个的高度l、被旋转90度，然后向下移动。在这种状态下，执行电阻焊接。重复以上焊接和旋转过程以关于被安装到主体100的相应侧面的电池单元10和11顺序地执行焊接。可以自动地、半自动地或者以人工方式连续地执行这些过程。
可以根据需要而改变焊接部分。例如，可以使用电阻焊接将金属包覆物、镍板和正温度系数（PTC）元件电连接到电池单元中的相应的一个的顶部。而且，可以使用各种焊接方法。例如，除了上述电阻焊接之外，可以使用激光焊接。
因此，使用用于电池单元的旋转夹具400，能够在单一装配线上制造具有不同尺寸的电池单元10和11，由此提高了电池组的制造效率和生产率。
具体地，使用用于电池单元的旋转夹具400相继地将电池单元10和11的上部电连接的方法包括（a）将电池单元10和11安装在主体100的安装框架120中的步骤；（b）在主体100的一侧处关于待焊接的电池单元之一的一部分执行电阻焊接的步骤；（c）使用旋转杆110将主体100向上移动到支撑部件300中的相应的一个上方、将主体100旋转90度、向下移动主体100，并且固定主体100的步骤；和（d）重复步骤（b）和步骤（c）的过程。
虽然已经为了例示的目的公开了本发明的示例性实施例，但是本领域技术人员可以理解，在不偏离如在所附权利要求中所公开的本发明的范围和精神的情况下，各种修改、添加和替代是可能的。

Claims (11)

1.一种用于电池单元的旋转夹具，所述旋转夹具用以相继地制造具有不同尺寸的电池单元，所述旋转夹具包括：
主体，所述主体被构造成具有在其下端安装有旋转杆的六面体结构，在所述主体的侧面处设有安装框架，所述安装框架的尺寸对应于电池单元的尺寸，使得所述电池单元能够以所述电池单元的电极端子向上暴露的状态被竖立地安装在所述安装框架中；
设置在所述主体的下端处的基座，所述基座被连接到所述旋转杆从而所述基座能够被以人工方式或由旋转马达旋转；和
形成在所述基座处的支撑部件，所述支撑部件支撑所述主体的所述安装框架和在所述安装框架中安装的所述电池单元，其中
在电池单元安装到所述主体的相应的侧面的状态下，所述旋转杆旋转以便使用位于所述电池单元上方的焊条关于待焊接的电池单元中的一个的一部分执行电阻焊接。
2.根据权利要求1所述的用于电池单元的旋转夹具，其中，所述安装框架和所述支撑部件在所述主体的四个侧面处具有不同的尺寸。
3.根据权利要求1所述的用于电池单元的旋转夹具，其中，所述安装框架具有与所述电池单元的宽度对应的尺寸，并且所述支撑部件被构造成使得：在电池单元安装在相应的安装框架中的状态下，电池单元中的每一个电池单元的电池单元壳体的上端从所述安装框架中的每一个安装框架的上端隔开预定高度。
4.根据权利要求3所述的用于电池单元的旋转夹具，其中，所述安装框架中的每一个具有与所述主体的宽度的30%到50%对应的尺寸。
5.根据权利要求1所述的用于电池单元的旋转夹具，其中，所述支撑部件被构造成插入相应的安装框架的下端开口中。
6.根据权利要求1所述的用于电池单元的旋转夹具，其中，所述旋转杆被向上移动超过所述支撑部件中的相应一个支撑部件的高度，并且然后被旋转90度以用于相继的焊接。
7.根据权利要求1所述的用于电池单元的旋转夹具，其中，所述旋转杆被自动地、半自动地或者以人工方式移动，以用于相继地焊接。
8.根据权利要求1所述的用于电池单元的旋转夹具，其中，所述焊接部分是选自使用电阻焊接被电连接到电池单元中的相应一个的顶部的金属包覆物、镍板、和正温度系数（PTC）元件中的一个。
9.根据权利要求1所述的用于电池单元的旋转夹具，其中，所述电池单元是板状二次电池。
10.一种使用用于电池单元的旋转夹具相继地将电池单元的上部电连接的焊接方法，包括：
（a）将电池单元安装在主体的安装框架中；
（b）在所述主体的一侧处关于待焊接的电池单元中的一个的一部分执行电阻焊接的步骤；
（c）使用旋转杆将所述主体向上移动到所述支撑部件中的相应一个的上方、将所述主体旋转90度、向下移动所述主体，并且将所述主体固定；和
（d）重复步骤（b）和步骤（c）。
11.一种使用根据权利要求10所述的方法制造的电池组。
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