CN105140430A - 大功率叠片式锂电池铝壳体结构和制造方法 - Google Patents

大功率叠片式锂电池铝壳体结构和制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种大功率叠片式锂电池铝壳体结构，包括筒状的壳壁，壳壁横截面为四个角均为圆角的矩形；壳壁外表面设置有多个套于筒状壳壁上的环状的加强筋板，加强筋板与壳壁之间采用搅拌摩擦焊接的方式焊接，且焊缝设置在壳壁的四个侧面的平面上，避开壳壁的圆角。本发明提供一种可以保证电池壳体的强度、刚性，而重量不显著增加的壳体结构和制造方法。对于尺寸较大的大功率叠片式锂电池铝壳体，在壳壁外采用搅拌摩擦焊接的方式焊接加强筋板和加强杆，保证了电池壳体的强度、刚性等满足要求，又避免了电池重量的较大增加，符合轻量化的潮流趋势。

Description

大功率叠片式锂电池铝壳体结构和制造方法
技术领域
本发明涉及一种大功率叠片式锂电池铝壳体结构和制造方法。
背景技术
对于叠片式锂电池，若要增大电池单体的功率，则需要相应增加电池正负极箔片层数和箔片长、宽、面积尺寸，则电池壳体的尺寸相应也随之增加。
假设电池壳体的尺寸增加较大，而壳体结构形式不变，所用材料厚度不相应增加，则壳体结构刚性将不能满足需要。
为保证电池壳体的强度、刚性等满足要求，壳底和封盖的厚度要增加，由于壳底和封盖面积相对较小，其厚度的增加造成的重量增加相对于整个电池的重量而言所占比例较小。
而壳壁由于面积较大，增加电池壳壁厚度显然会明显增加电池重量，这对于应用叠片式锂电池的如汽车等交通工具或者其他应用场合，显然不符合轻量化要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种大功率叠片式锂电池铝壳体结构和制造方法，可以满足电池壳体的强度、刚性要求，而重量不显著增加。
为解决上述技术问题，本发明提供一种大功率叠片式锂电池铝壳体结构，包括筒状的壳壁，壳壁横截面为四个角均为圆角的矩形；其特征是，壳壁外表面设置有多个套于筒状壳壁上的环状的加强筋板，加强筋板与壳壁之间采用搅拌摩擦焊接的方式焊接，且焊缝设置在壳壁的四个侧面的平面上，避开壳壁的圆角。
多个环状的加强筋板之间相互平行。
加强筋板的宽度大于搅拌摩擦焊接的搅拌头轴肩直径。
在筒状的壳壁的两端端口的外表面均搅拌摩擦焊接一加强筋板。
相邻的加强筋板之间由多根加强杆连接，加强杆采用搅拌摩擦焊接的方式焊接在壳壁上，加强杆的两端分别采用搅拌摩擦焊接的方式焊接到对应的相邻的加强筋板上。
加强杆的宽度大于搅拌摩擦焊接的搅拌头轴肩直径。
加强杆设置在壳壁的四个侧面的平面上，避开壳壁的圆角。
搅拌摩擦焊接采用可伸缩式搅拌头。
一种大功率叠片式锂电池铝壳体的制造方法，其特征是，包括以下步骤：
1）准备支撑体、壳壁、多个环状加强筋板、多个加强杆；
2）在壳壁内部设置与壳壁内腔匹配贴合的支撑体；
3）在壳壁外表面套设上环状加强筋板，然后整体放置在焊接工作台面上，且壳壁两个大侧面中的其中一个朝上，在壳壁上表面相邻的环状加强筋板之间放置多根加强杆，调整固定好加强杆、加强筋板与壳壁之间的相对位置，采用搅拌摩擦焊接的方式将加强筋板焊接到壳壁的外表面；采用搅拌摩擦焊接的方式将多根加强杆焊接到壳壁的外表面，且加强杆的两端分别焊接到对应的相邻的加强筋板上；
4）再将壳壁翻转180度，使两个大侧面中的另一个朝上，在相邻的环状加强筋板之间放置多根加强杆，调整固定好加强杆、加强筋板与壳壁之间的相对位置，采用搅拌摩擦焊接的方式将加强筋板焊接到壳壁的外平面；采用搅拌摩擦焊接的方式将多根加强杆焊接到壳壁的外平面，且加强杆的两端分别焊接到对应的相邻的加强筋板上；
5）再将壳壁翻转90度，使壳壁的两个小侧面中的其中一个朝上，在相邻的环状加强筋板之间放置多根加强杆，调整固定好加强杆、加强筋板与壳壁之间的相对位置，采用搅拌摩擦焊接的方式将加强筋板焊接到壳壁的外平面；采用搅拌摩擦焊接的方式将多根加强杆焊接到壳壁的外平面，且加强杆的两端分别焊接到对应的相邻的加强筋板上；
6）再将壳壁翻转180度，使壳壁的两个小侧面中的另一个朝上，在相邻的环状加强筋板之间放置多根加强杆，调整固定好加强杆、加强筋板与壳壁之间的相对位置，采用搅拌摩擦焊接的方式将加强筋板焊接到壳壁的外平面；采用搅拌摩擦焊接的方式将多根加强杆焊接到壳壁的外平面，且加强杆的两端分别焊接到对应的相邻的加强筋板上；
7）最后，从壳壁内部抽出支撑体，形成焊接完成的叠片式锂电池铝壳体。
采用可伸缩式搅拌头进行焊接，每条焊缝焊接到一设定长度时或者焊接到一预定点后，搅拌头继续前进，搅拌头上的搅拌针逐渐缩回至轴肩内，最终形成不留有匙孔的焊缝。
本发明所达到的有益效果：
本发明提供一种可以保证电池壳体的强度、刚性，而重量不显著增加的壳体结构和制造方法。对于尺寸较大的大功率叠片式锂电池铝壳体，在壳壁外采用搅拌摩擦焊接的方式焊接加强筋板和加强杆，保证了电池壳体的强度、刚性等满足要求，又避免了电池重量的较大增加，符合轻量化的潮流趋势。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1的左视图；
图3是图1的剖视图；
图4是焊接时的支撑示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1、图2和图3所示，本发明的大功率叠片式锂电池铝壳体结构包括筒状的壳壁1，壳壁1横截面为四个角均为圆角的矩形。壳壁1外表面设置有多个套于筒状壳壁上的环状的加强筋板2，较佳地，多个环状的加强筋板2之间相互平行。
加强筋板2与壳壁1之间采用搅拌摩擦焊接的方式焊接，且焊缝12设置在壳壁的四个侧面的平面上，避开壳壁的圆角。
加强筋板的宽度＞搅拌摩擦焊接的搅拌头轴肩直径，加强筋板的厚度、数量以及位置则根据壳体强度需要设置。
较佳地，至少在筒状的壳壁的两端端口的外表面均搅拌摩擦焊接一加强筋板2。
相邻的加强筋板2之间由多根加强杆连接3，加强杆3采用搅拌摩擦焊接的方式焊接在壳壁上，加强杆的两端分别采用搅拌摩擦焊接的方式焊接到对应的相邻的加强筋板上。各加强杆3的两端与加强筋板侧边良好对齐，以避免存在较大缝隙无法实现加强杆与加强筋板的焊接。
本实施例中搅拌摩擦焊接均采用可伸缩式搅拌头，形成不带有“匙孔”的焊缝。
结合图4，较佳地，在搅拌摩擦焊接前，还需要在壳壁1内部设置一根与壳壁内腔匹配贴合的金属或者其他硬质材质的支撑体4，提供搅拌摩擦焊接所需要的刚性支撑。
本发明的大功率叠片式锂电池铝壳体的制造方法主要包括以下步骤：
1、在壳壁内部设置支撑体；
2、在壳壁外表面套设上环状加强筋板，然后整体放置在焊接工作台面上，调整固定好加强筋板与壳壁之间的相对位置，采用搅拌摩擦焊接的方式将加强筋板焊接到壳壁的外表面；
3、在相邻的加强筋板之间采用搅拌摩擦焊接的方式焊接上多根加强杆。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种大功率叠片式锂电池铝壳体结构，包括筒状的壳壁，壳壁横截面为四个角均为圆角的矩形；其特征是，壳壁外表面设置有多个套于筒状壳壁上的环状的加强筋板，加强筋板与壳壁之间采用搅拌摩擦焊接的方式焊接，且焊缝设置在壳壁的四个侧面的平面上，避开壳壁的圆角。
2.根据权利要求1所述的大功率叠片式锂电池铝壳体结构，其特征是，多个环状的加强筋板之间相互平行。
3.根据权利要求1所述的大功率叠片式锂电池铝壳体结构，其特征是，加强筋板的宽度大于搅拌摩擦焊接的搅拌头轴肩直径。
4.根据权利要求1所述的大功率叠片式锂电池铝壳体结构，其特征是，在筒状的壳壁的两端端口的外表面均搅拌摩擦焊接一加强筋板。
5.根据权利要求1所述的大功率叠片式锂电池铝壳体结构，其特征是，相邻的加强筋板之间由多根加强杆连接，加强杆采用搅拌摩擦焊接的方式焊接在壳壁上，加强杆的两端分别采用搅拌摩擦焊接的方式焊接到对应的相邻的加强筋板上。
6.根据权利要求5所述的大功率叠片式锂电池铝壳体结构，其特征是，加强杆的宽度大于搅拌摩擦焊接的搅拌头轴肩直径。
7.根据权利要求5所述的大功率叠片式锂电池铝壳体结构，其特征是，加强杆设置在壳壁的四个侧面的平面上，避开壳壁的圆角。
8.根据权利要求1至7中任意一项所述的大功率叠片式锂电池铝壳体结构，其特征是，搅拌摩擦焊接采用可伸缩式搅拌头。
9.一种大功率叠片式锂电池铝壳体的制造方法，其特征是，包括以下步骤：
1）准备支撑体、壳壁、多个环状加强筋板、多个加强杆；
2）在壳壁内部设置与壳壁内腔匹配贴合的支撑体；
3）在壳壁外表面套设上环状加强筋板，然后整体放置在焊接工作台面上，且壳壁两个大侧面中的其中一个朝上，在壳壁上表面相邻的环状加强筋板之间放置多根加强杆，调整固定好加强杆、加强筋板与壳壁之间的相对位置，采用搅拌摩擦焊接的方式将加强筋板焊接到壳壁的外表面；采用搅拌摩擦焊接的方式将多根加强杆焊接到壳壁的外表面，且加强杆的两端分别焊接到对应的相邻的加强筋板上；
4）再将壳壁翻转180度，使两个大侧面中的另一个朝上，在相邻的环状加强筋板之间放置多根加强杆，调整固定好加强杆、加强筋板与壳壁之间的相对位置，采用搅拌摩擦焊接的方式将加强筋板焊接到壳壁的外平面；采用搅拌摩擦焊接的方式将多根加强杆焊接到壳壁的外平面，且加强杆的两端分别焊接到对应的相邻的加强筋板上；
5）再将壳壁翻转90度，使壳壁的两个小侧面中的其中一个朝上，在相邻的环状加强筋板之间放置多根加强杆，调整固定好加强杆、加强筋板与壳壁之间的相对位置，采用搅拌摩擦焊接的方式将加强筋板焊接到壳壁的外平面；采用搅拌摩擦焊接的方式将多根加强杆焊接到壳壁的外平面，且加强杆的两端分别焊接到对应的相邻的加强筋板上；
6）再将壳壁翻转180度，使壳壁的两个小侧面中的另一个朝上，在相邻的环状加强筋板之间放置多根加强杆，调整固定好加强杆、加强筋板与壳壁之间的相对位置，采用搅拌摩擦焊接的方式将加强筋板焊接到壳壁的外平面；采用搅拌摩擦焊接的方式将多根加强杆焊接到壳壁的外平面，且加强杆的两端分别焊接到对应的相邻的加强筋板上；
7）最后，从壳壁内部抽出支撑体，形成焊接完成的叠片式锂电池铝壳体。
10.根据权利要求9所述的大功率叠片式锂电池铝壳体的制造方法，其特征是，采用可伸缩式搅拌头进行焊接，每条焊缝焊接到一设定长度时或者焊接到一预定点后，搅拌头继续前进，搅拌头上的搅拌针逐渐缩回至轴肩内，最终形成不留有匙孔的焊缝。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106654074A (zh) * 2016-12-21 2017-05-10 常熟高嘉能源科技有限公司 一种增强防震动力电池铝壳
CN110802316A (zh) * 2019-11-08 2020-02-18 广东和胜新能源汽车配件有限公司 电池包壳体的搅拌摩擦焊工艺

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101518850A (zh) * 2009-04-22 2009-09-02 哈尔滨工业大学 随焊碾压的搅拌摩擦焊焊具
CN202050005U (zh) * 2011-04-25 2011-11-23 江苏索尔新能源科技有限公司 一种电池
CN202127047U (zh) * 2011-06-22 2012-01-25 山东奚仲电子科技有限公司 一种散热型锂电池方形塑料壳
CN202183419U (zh) * 2011-07-18 2012-04-04 杭州力奥科技有限公司 一种方形铝壳动力电池外壳
CN102500915A (zh) * 2011-11-08 2012-06-20 西安交通大学 一种采用t型填充块与无针搅拌头填充搅拌摩擦焊匙孔的方法
CN103456907A (zh) * 2013-08-19 2013-12-18 浙江吉利汽车研究院有限公司 一种电池包加强与固定结构
CN103561897A (zh) * 2011-04-20 2014-02-05 布鲁技术公司 用于储电的组件的搅拌摩擦焊接的设备和方法
CN103827999A (zh) * 2011-08-29 2014-05-28 布鲁技术公司 布置在两个圆柱形能量存储组件之间的连接器
CN203644846U (zh) * 2013-11-29 2014-06-11 浙江超威创元实业有限公司 蓄电池保护壳
CN204946947U (zh) * 2015-09-15 2016-01-06 昆山斯格威电子科技有限公司 大功率叠片式锂电池铝壳体结构

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101518850A (zh) * 2009-04-22 2009-09-02 哈尔滨工业大学 随焊碾压的搅拌摩擦焊焊具
CN103561897A (zh) * 2011-04-20 2014-02-05 布鲁技术公司 用于储电的组件的搅拌摩擦焊接的设备和方法
CN202050005U (zh) * 2011-04-25 2011-11-23 江苏索尔新能源科技有限公司 一种电池
CN202127047U (zh) * 2011-06-22 2012-01-25 山东奚仲电子科技有限公司 一种散热型锂电池方形塑料壳
CN202183419U (zh) * 2011-07-18 2012-04-04 杭州力奥科技有限公司 一种方形铝壳动力电池外壳
CN103827999A (zh) * 2011-08-29 2014-05-28 布鲁技术公司 布置在两个圆柱形能量存储组件之间的连接器
CN102500915A (zh) * 2011-11-08 2012-06-20 西安交通大学 一种采用t型填充块与无针搅拌头填充搅拌摩擦焊匙孔的方法
CN103456907A (zh) * 2013-08-19 2013-12-18 浙江吉利汽车研究院有限公司 一种电池包加强与固定结构
CN203644846U (zh) * 2013-11-29 2014-06-11 浙江超威创元实业有限公司 蓄电池保护壳
CN204946947U (zh) * 2015-09-15 2016-01-06 昆山斯格威电子科技有限公司 大功率叠片式锂电池铝壳体结构

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106654074A (zh) * 2016-12-21 2017-05-10 常熟高嘉能源科技有限公司 一种增强防震动力电池铝壳
CN110802316A (zh) * 2019-11-08 2020-02-18 广东和胜新能源汽车配件有限公司 电池包壳体的搅拌摩擦焊工艺

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