CN103545465A - 一种带分体式铝筒的能量储存器及其装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带分体式铝筒的能量储存器及其装配方法。现有能量储存器的铝筒为底部开口的一体式，无法确保铝筒与电极卷间的焊接质量。本发明包括中的铝筒为分体式，包括顶盖和套筒，在装配时，首先，所述顶盖通过激光焊接方式与电极卷固接，使得电极卷及其与顶盖的连接部外露；其次，所述顶盖和电极卷通过拉力测试方式检测连接强度；之后，所述套筒套置在所述顶盖和电极卷外侧，所述套筒和顶盖间通过激光焊接方式固定；最后，将集流体和底座匹配装配到所述套筒下部。电极卷和套筒依次与顶盖连接，使得各零件间实现由内到外装配，操作者可以直接目视观察焊接情况，确保产品使用寿命，提高生产效率，降低了生产成本。

Description

一种带分体式铝筒的能量储存器及其装配方法

技术领域

 本发明涉及能量储存器领域，具体涉及一种能量储存器设备及其装配方法。

背景技术

现有技术中，能量储存器包括铝筒、安装在铝筒内的电极卷、集流体以及底座，所述铝筒为下部开口的圆柱状，包括一体结构的顶盖和侧壁，装配时，将电极卷从铝筒的下部开口处插入，铝筒和电极卷间通过脉冲激光实现多焊点连接。这种结构的能量储存器存在以下缺陷：1、电极卷装入铝筒后，所述电极卷的上表面与铝筒顶盖内侧壁间通过焊接方式固定，由于在焊接时，铝筒遮挡了焊接产生的焊点，使得操作者在焊接时无法观察焊接过程，导致操作者无法直接根据观察得知焊接的质量，使得产品必须通过后续检测来确定是否存在质量缺陷；2、由于铝筒和电极卷的连接处被遮挡，完成焊接工序的能量储存器需要通过破坏性剖切方式或者超声波方式来检测焊接质量，采用破坏性剖切方式检测会造成大量生产资源浪费，提高了生产成本，还会因批量性漏检影响产品合格率；采用超声波方式检测存在辨别性不高的缺陷，经常会有存在质量缺陷的产品因检测失效而流入下道工序。由于能量储存器在设备制造和监测上存在上述缺陷，极大影响其使用寿命，导致过早失效。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明的目的是提供一种带分体式铝筒的能量储存器及其装配方法，本发明的进一步目的是提供一种通过拉力测试方式检测焊接质量的能量储存器及其装配方法。

本发明通过以下方式实现：一种带分体式铝筒的能量储存器，包括铝筒、与所述铝筒匹配的底座、安装在铝筒内的电极卷和集流体，所述铝筒包括分体式的顶盖和管状套筒，所述顶盖匹配嵌入所述套筒内，所述顶盖、套筒分步装配。将原有一体式的铝筒改进为包括顶盖和套筒的分体式铝筒，使得顶盖和套筒可以分步装配，从而避免因顶盖和电极卷间的连接处被套筒遮挡而无法直接观察的情况，使得顶盖和电极卷间的连接处在焊接时始终处于可视状态，确保焊接质量，通过降低产品报废率来降低生产成本。

作为优选，所述顶盖的下表面通过连续激光焊接方式与所述电极卷的上表面固接，所述电极卷连接于所述顶盖下表面的中部。电极卷和顶盖间的焊接方式由原先的脉冲激光焊接改进为连续激光焊接，使得电极卷上表面和顶盖下表面间的连接结构由原先的多点连接改进为线连接，通过增加电极卷与顶盖间的连接面积来提高两者连接强度。

作为优选，所述顶盖的外缘侧壁与所述套筒端部内侧壁间通过连续激光焊接固定，所述顶盖上表面与所述套筒端面齐平。连为一体的顶盖和电极卷插入套筒中，并通过焊接实现顶盖和套筒间密封固接，有效防止电解液外泄；顶盖上表面与套筒的端面齐平，使得两者间的接触面边缘外露，方便焊接，还能确保套筒内电极卷和电解液有足够容纳空间。

本发明还提供了一种能量储存器的装配方法，铝筒为分体式，包括顶盖和套筒，在装配时，首先，所述顶盖通过激光焊接方式与电极卷固接，使得电极卷及其与顶盖的连接部外露；其次，所述顶盖和电极卷通过拉力测试方式检测连接强度；之后，所述套筒套置在所述顶盖和电极卷外侧，所述套筒和顶盖间通过激光焊接方式固定；最后，将集流体和底座匹配装配到所述套筒下部。电极卷和套筒依次与顶盖连接，使得各零件间实现由内到外装配，顶盖与电极卷通过焊接固定，由于没有套筒遮挡，顶盖和电极卷的连接部外露，操作者可以直接目视观察焊接情况，以确保焊接质量，有效避免因盲焊造成产品质量缺陷，确保产品使用寿命；将生产步骤中对产品质量检测的方式由原先的大比例破坏性剖切检测或超声波检测改进为对每个产品进行拉力测试检测，通过对产品逐一测试抗拉强度来确定其顶盖和电极卷间的连接强度，进而对每一个产品的焊接质量进行判定，有效避免因采用超声波检测失误造成存在质量缺陷的产品流入后续工序的情况，还减少了因对产品进行大比例破坏性剖切检测造成的报废品数量，提高生产效率，降低了生产成本。

作为优选，所述顶盖和电极卷间、所述顶盖和套筒间均通过激光焊接方式连接，所述激光焊接方式采用连续激光焊接方式。将原有的脉冲激光改进为连续激光，利用连续激光光源连续且温和的特点，克服了脉冲激光因对某点持续高能照射而照成穿孔的缺陷，在顶盖和电极卷、顶盖和套筒间形成分布均匀且连续的焊点，既有效提升顶盖和电极卷间的连接强度，还能确保顶盖和套筒连接处的密封性能，有效防止电解液外泄。

作为优选，所述电极卷的上表面通过连续激光焊接在所述顶盖下表面中部。电极卷和顶盖间的焊接方式由原先的脉冲激光焊接改进为连续激光焊接，使得电极卷上表面和顶盖下表面间的连接结构由原先的多点连接改进为线连接，通过增加电极卷与顶盖间的连接面积来提高两者连接强度，在焊接时，连续激光的焊接路线优选为曲线，通过扩展焊接区域和面积来进一步提高电极卷和顶盖间的连接强度，还有效降低内阻，减少电能损耗。

作为优选，所述顶盖通过其外缘侧壁与所述套筒的内侧壁连接，所述顶盖上表面与所述套筒端面齐平。连为一体的顶盖和电极卷插入套筒中，并通过焊接实现顶盖和套筒间密封固接，有效防止电解液外泄；顶盖上表面与套筒的端面齐平，使得两者间的接触面边缘外露，方便焊接，还能确保套筒内电极卷和电解液有足够容纳空间。

作为优选，通过拉力测试方式检测时，通过预设一拉力值来检验顶盖和电极卷间的连接强度。由于铝筒分为顶盖和套筒，使得电极卷由原先的内置结构改进为没有套筒遮挡的外露结构，使得两者表面均可以形成供拉力测试使用的着力点，确保拉力测试正常进行，在拉力作用下从连接处分离的不合格产品还能二次焊接加工，减少产品报废率，降低生产成本。

本发明的有益效果：将原有的一体式铝筒改进为包括顶盖和套筒的分体式铝筒，电极卷和套筒依次与顶盖连接，使得各零件间实现由内到外装配，由于没有套筒遮挡，顶盖和电极卷的连接部外露，操作者可以直接目视观察焊接情况，以确保焊接质量，顶盖和外露的电极卷通过拉力测试检验焊接质量，既有效避免因盲焊造成产品质量缺陷，还能克服原有检测方式存在的产品报废率高、检测准确率低的缺陷，提高生产效率，降低了生产成本，确保了产品使用寿命；采用连续激光焊接方式取代原有工艺中的脉冲激光焊接方式，利用连续激光能量均匀的特性，有效避免产生穿孔。

附图说明

图1 为顶盖与套筒、电极卷连接后的剖视结构示意图；

图2 为铝筒分解结构示意图；

图3 为顶盖和电极卷连接结构示意图；

图4 为本发明剖视结构示意图；

图中：1、电极卷，2、铝筒，3、顶盖，4、套筒，5、底座，6、集流体。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明的实质性特点作进一步的说明。

如图1所示的一种带分体式铝筒的能量储存器，包括铝筒2、与所述铝筒2匹配的底座5、安装在铝筒2内的电极卷1和集流体6，所述铝筒2包括分体式的顶盖3和管状套筒4（如图2所示），所述顶盖3匹配嵌入所述套筒4内，所述顶盖3、套筒4分步装配；所述顶盖3的下表面通过连续激光焊接方式与所述电极卷1的上表面固接，所述电极卷1连接于所述顶盖3下表面的中部；所述顶盖3的外缘侧壁与所述套筒4端部内侧壁间通过连续激光焊接固定，所述顶盖3上表面与所述套筒4端面齐平。

铝筒2为分体式，包括顶盖3和套筒4，在装配时，所述能量储存器的装配方法：首先，所述顶盖3通过激光焊接方式与电极卷1固接（如图3所示），使得电极卷1及其与顶盖3的连接部外露；其次，所述顶盖3和电极卷1通过拉力测试方式检测连接强度；之后，所述套筒4套置在所述顶盖3和电极卷1外侧，所述套筒4和顶盖3间通过激光焊接方式固定；最后，将集流体6和底座5匹配装配到所述套筒4下部；所述顶盖3和电极卷1间、所述顶盖3和套筒4间均通过激光焊接方式连接，所述激光焊接方式采用连续激光焊接方式；所述电极卷1通过其上表面连接在所述顶盖3下表面中部；所述顶盖3通过其外缘侧壁与所述套筒4的内侧壁连接，所述顶盖3上表面与所述套筒4端面齐平；通过拉力测试方式检测时，通过预设一拉力值来检验顶盖3和电极卷1间的连接强度。

在具体操作中，电极卷1通过其上表面连接在顶盖3的下表面中部，采用连续激光在连接面上做焊点连续、均匀的焊接，以确保两者连接强度；顶盖3通过边缘侧壁与套筒4内侧壁连接，且顶盖3上表面与套筒4端面齐平，在焊接时，采用连续激光在顶盖3上表面与套筒4端面间做焊点连续、均匀的焊接，确保顶盖3和套筒4的间连接密封性，焊点位置可以根据实际情况调整，例如在套筒4外侧壁上，只要能确保顶盖3和套筒4连接密封性的焊接位置，均应视为本发明的具体实施例。

在具体操作中，采用拉力测试装置进行检测，检测装置的两个拉力测试件分别与顶盖3和外露的电极卷1，并通过预先设定拉力值来测定顶盖3和电极卷1间的连接强度，当顶盖3和电极卷1间的连接强度能抵抗预设拉力值时，则判定焊接质量合格，当顶盖3和电极卷1间的连接强度不能抵抗预设拉力值时，则判定焊接质量不合格，被分离的顶盖3和电极卷1进行二次焊接加工，并重新测试。所述拉力测试可以选用的拉力值优选为1-5kg，也可以根据产品实际所需连接强度要求来确定拉力值，均应视为本发明的具体实施例。

在实际操作中，当预设拉力值为1kg时，分别连接在顶盖3和电极卷1上的拉力测试件对产品施以1kg的拉力，若顶盖3和电极卷1未分离，则产品合格，反之，则产品不合格，需重新焊接、测试；当预设拉力值为3kg时，分别连接在顶盖3和电极卷1上的拉力测试件对产品施以3kg的拉力，若顶盖3和电极卷1未分离，则产品合格，反之，则产品不合格，需重新焊接、测试；当预设拉力值为5kg时，分别连接在顶盖3和电极卷1上的拉力测试件对产品施以5kg的拉力，若顶盖3和电极卷1未分离，则产品合格，反之，则产品不合格，需重新焊接、测试。

在实际操作中，所述底座5和集流体6采用一体（如图4所示），也可以根据实际需求而替换为分体式，均应视为本发明的具体实施例。

在实际操作中，本发明的技术方案用于能量储存器领域，包括超级电容器领域、电池领域、锂离子电容器领域、燃料电池领域等，本发明的技术方案在上述具体领域内的应用均应视为本发明的具体实施例。在上述各具体领域内应用时，相关储能设备的外包装结构和制造方法均与本发明中的技术方案相同，均应视为本发明的具体实施例。

Claims (8)

1.一种带分体式铝筒的能量储存器，包括铝筒（2）、与所述铝筒（2）匹配的底座（5）、安装在铝筒（2）内的电极卷（1）和集流体（6），其特征在于所述铝筒（2）包括分体式的顶盖（3）和管状套筒（4），所述顶盖（3）匹配嵌入所述套筒（4）内，所述顶盖（3）、套筒（4）分步装配。

2.根据权利要求1所述的一种带分体式铝筒的能量储存器，其特征在于所述顶盖（3）的下表面通过连续激光焊接方式与所述电极卷（1）的上表面固接，所述电极卷（1）连接于所述顶盖（3）下表面的中部。

3.根据权利要求1所述的一种带分体式铝筒的能量储存器，其特征在于所述顶盖（3）的外缘侧壁与所述套筒（4）端部内侧壁间通过连续激光焊接固定，所述顶盖（3）上表面与所述套筒（4）端面齐平。

4.根据权利要求1所述能量储存器的装配方法，其特征在于：铝筒（2）为分体式，包括顶盖（3）和套筒（4），在装配时，首先，所述顶盖（3）通过激光焊接方式与电极卷（1）固接，使得电极卷（1）及其与顶盖（3）的连接部外露；其次，所述顶盖（3）和电极卷（1）通过拉力测试方式检测连接强度；之后，所述套筒（4）套置在所述顶盖（3）和电极卷（1）外侧，所述套筒（4）和顶盖（3）间通过激光焊接方式固定；最后，将集流体（6）和底座（5）匹配装配到所述套筒（4）下部。

5.根据权利要求4所述的装配方法，其特征在于所述顶盖（3）和电极卷（1）间、所述顶盖（3）和套筒（4）间均通过激光焊接方式连接，所述激光焊接方式采用连续激光焊接方式。

6.根据权利要求5所述的装配方法，其特征在于所述电极卷（1）的上表面通过连续激光焊接在所述顶盖（3）下表面中部。

7.根据权利要求5所述的装配方法，其特征在于所述顶盖（3）通过其外缘侧壁与所述套筒（4）的内侧壁连接，所述顶盖（3）上表面与所述套筒（4）端面齐平。

8.根据权利要求4所述的装配方法，其特征在于通过拉力测试方式检测时，通过预设一拉力值来检验顶盖（3）和电极卷（1）间的连接强度。

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