CN105914329B - 电池模组极耳焊接装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电池模组极耳焊接装置和方法。装置包括：集流板、焊接转接件及焊接部件。集流板包括第一凹槽及第二凹槽，第一凹槽与所述第二凹槽交替排布，极耳插入所述第一凹槽内。焊接转接件包括两个金属部件，两个所述金属部件平行设置且相互隔离。所述焊接转接件设置在所述第二凹槽内，两个金属部件分别作用于第二凹槽的两侧壁使所述极耳与所述第一凹槽的侧壁接触。所述焊接部件包括两个焊针，所述两个焊针与电源的正负极连接。所述两个焊针分别作用于所述焊接转接件的两个所述金属部件上，焊接部件通电工作后，将与所述焊接转接件接触的所述第一凹槽一侧的侧壁与所述第一凹槽内的极耳焊接在一起。本发明可以提高焊接的工作效率。

Description

电池模组极耳焊接装置和方法

技术领域

本发明涉及软包电池模组的制造领域，具体的，涉及一种电池模组极耳焊接装置和方法。

背景技术

软包电池由于其安全性能高、重量轻、内阻小等特点越来越多的运用于各种场合。软包电池的电池模组一般包括多个电池单体，电池单体之间通过极耳的焊接实现电性连接，传统焊接方式包括：对焊和平行焊，其中，在平行焊时，需要焊针与被焊接工件表面垂直，这需要弯折电池模组极耳，这样使得焊接过程的焊接要求过于严苛，同时由于极耳强度比较低也容易造成极耳的损坏，影响焊接的整体效率。如何提高焊接过程中焊接的效率，对于本领域技术人员而言是急需要解决的技术问题。

发明内容

为了克服现有技术中的上述不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种能提高软包电池模组极耳平行焊接的装置及方法。

就实现平行焊接的装置而言，本发明实施例提供一种电池模组极耳焊接装置，电池模组包括多个电池单体，所述多个电池单体平行排列，极耳从所述电池单体中伸出。所述装置包括：集流板、焊接转接件及焊接部件。

所述集流板包括第一凹槽及第二凹槽，所述第一凹槽与所述第二凹槽交替排布。所述极耳插入所述第一凹槽内。

所述焊接转接件包括两个金属部件，两个所述金属部件平行设置且相互隔离。所述焊接转接件设置在所述第二凹槽内，两个所述金属部件分别作用于所述第二凹槽的两侧壁使所述极耳与所述第一凹槽的侧壁接触。

所述焊接部件包括两个焊针，所述两个焊针与电源的正负极连接。所述两个焊针分别作用于所述焊接转接件的两个所述金属部件上，焊接部件通电工作后，将与所述焊接转接件接触的所述第一凹槽一侧的侧壁与所述第一凹槽内的极耳焊接在一起。

进一步地，所述电池模组极耳焊接装置中所述第一凹槽的侧壁上设置有凸点，所述凸点与所述极耳接触，所述凸点与所述极耳在受热后焊接在一起。

进一步地，所述电池模组极耳焊接装置中所述第一凹槽的侧壁沿所述极耳伸出方向设置有矩形孔，所述凸点成对设置在所述矩形孔的两侧。

进一步地，所述电池模组极耳焊接装置中所述焊接转接件还包括：绝缘杆，所述绝缘杆为柱状结构，所述绝缘杆放置在所述第二凹槽内。每个所述金属部件的两端分别从所述绝缘杆与所述第二凹槽的两侧壁相对的两个侧面伸出。所述绝缘杆上与所述第二凹槽的槽底相对的面上设置有焊接孔。所述焊针可以通过所述焊接孔与每个所述金属部件接触。

进一步地，所述电池模组极耳焊接装置中每个所述金属部件为柱状，每个所述金属部件与所述第二凹槽的两侧壁接触的两端为圆弧形，每个所述金属部件可相对于所述绝缘杆伸缩。

进一步地，所述电池模组极耳焊接装置中所述焊接部件的两个焊针平行设置，焊针从与所述焊接孔垂直的方向伸入到所述焊接孔内，并与所述金属部件接触。

进一步地，所述电池模组极耳焊接装置中所述第一凹槽的槽宽小于所述第二凹槽的槽宽。

进一步地，所述电池模组极耳焊接装置中所述金属部件采用铜或铜合金制造而成。

进一步地，所述电池模组极耳焊接装置中在自然状态下所述金属部件两端间的距离大于所述第二凹槽的槽宽。

就实现对焊的方法而言，本发明实施例还提供一种采用上述所述电池模组极耳焊接装置进行焊接的方法，所述方法包括：

在所述电池模组上放置所述集流板，所述极耳插入到所述集流板的所述第一凹槽内；

将所述焊接转接件放置在所述集流板的所述第二凹槽内；

将所述焊接部件的两个焊针作用于所述焊接转接件的两个金属部件上；

给所述焊接部件的两个焊针通电，将与所述焊接转接件接触的所述第一凹槽一侧的侧壁与所述第一凹槽内的极耳焊接在一起。

相对于现有技术而言，本发明具有以下有益效果：

本发明提供的电池模组极耳焊接装置和方法，通过几字形的集流板将各个电池单体的极耳连接在一起。具体地，在焊接时，采用焊接转接件使极耳与集流板接触，采用焊接部件的两个焊针分别作用于所述焊接转接件的两个金属部件上，通过给所述焊接部件的两个焊针通电，在两个焊针之间形成电流通路，电流在流经集流板与所述极耳接触的侧壁时产生热量，使所述集流板与极耳通过电阻焊熔接在一起。而在其它位置处不会出现电阻焊接的缺点。本发明提供的电池模组极耳焊接装置和方法可以在所述极耳与集流板接触的地方产生电阻焊，在其它位置不会出现电阻焊，在焊接过程中焊针可以不与被焊接件的表面垂直，从而减少对极耳的弯折，降低焊接过程中对焊接操作的要求，提高了焊接的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的电池模组结构示意图。

图2为本发明实施例提供的一种电池模组极耳焊接装置的示意图。

图3为本发明实施例提供的焊接转接件的结构和安装示意图。

图4-A为本发明实施例提供的一种集流板的结构示意图。

图4-B为本发明实施例提供的另一种集流板的结构示意图。

图5-A为本发明实施例提供的一种金属部件的结构示意图。

图5-B为本发明实施例提供的另一种金属部件的结构示意图。

图6为本发明实施例提供的焊接转接件的结构和安装示意图。

图7为本发明实施例提供的平行焊接的焊点分布图。

图8为本发明实施例提供的一种电池模组极耳焊接方法的流程示意图。

其中，附图标记汇总如下：

焊接装置100；集流板110；第一凹槽111；第二凹槽112；矩形孔113；凸点114；凸条115；焊接转接件120；绝缘杆121；焊接孔122；金属部件123；端部1231；弹性部1232；连接部1233；焊接部件130；焊针131；电源132；电池模组200；电池单体210；极耳212。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中”、“上”、“下”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

第一实施例

请参照图1，电池模组200一般由多个电池单体210组成，在本实施例中，所述多个电池单体210平行排列，每个电池单体210包括一对极耳212，该一对极耳212相对于所述电池单体210的伸出方向相同。

请参照图2，本发明的第一实施例提供了一种电池模组极耳焊接装置100(以下简写为焊接装置100)。所述焊接装置100包括集流板110、焊接转接件120和焊接部件130。所述集流板110安装在所述电池模组200上将同一材质的极耳212(比如，锂离子电池中的铝带极耳或镍带极耳)连通。所述焊接转接件120安装在所述集流板110上，所述焊接部件130作用在所述焊接转接件120上，焊接部件130通电工作后将所述集流板110与所述极耳212焊接在一起。

在本实施例中，在对电池模组的极耳212进行焊接时，所述电池模组200可以有多种放置方式，在本实施例的较佳实施方式中，使所述电池模组200以水平方式进行放置，以使所述极耳212相对所述电池模组200朝上伸出。值得说明的是，在本实施例中，在无特别说明的情况下，所述集流板110、焊接转接件120和焊接部件130的放置方向均相对于所述电池模组200的上述放置方式进行设置。

请参照图3，在本实施例中，所述集流板110为几字形结构，所述集流板包括第一凹槽111及第二凹槽112，所述第一凹槽111与所述第二凹槽112交替排布。具体地，相邻的所述第一凹槽111与所述第二凹槽共用同一侧壁，相邻的所述第一凹槽111与所述第二凹槽的槽口朝向相反。

在本实施例的一种实施方式中，所述第一凹槽111的数量与所述电池单体210的数量可以相等。所述第一凹槽111的槽宽稍大于所述极耳212的厚度，以便于所述极耳212能插入到所述第一凹槽111内。

在本实施例中，所述第二凹槽112的槽宽可以大于所述第一凹槽111的槽宽。所述第二凹槽112用于容纳所述焊接转接件120。所述集流板110为导电性能优良的金属材料(如铝、铜或镍等)。在本实施例中为了使集流板110与所述极耳212很好的焊接在一起，所述集流板110与所述极耳212采用熔点差不多的导电材料制造而成，在较佳的实施方式中，所述集流板110可以与所述极耳212采用相同材料的导电金属制造而成。。

在本实施例的实施方式中，几字型的集流板110可以为整体板材经过一体成型工艺制造而成，具体地，可以采用多次折弯方式实现。在本实施例的其它实施方式中，几字型的集流板110也可以采用多个独立的几字型小集流板相互拼接组成。

在本实施例中，请参照图4-A，所述第一凹槽111侧壁上还可以设置有凸点114，所述集流板110通过所述凸点114与所述极耳212接触。在焊接时，所述集流板110上的电流集中通过所述凸点114传导至所述极耳212，由于所述凸点114与所述极耳212的接触点处的电阻相对较大，电流流经所述接触点时大量发热，使所述凸点114与所述极耳212熔接在一起，达到焊接目的。在本实施例的一种较佳实施方式中，所述凸点114可以成对设置在所述第一凹槽112与所述极耳212接触的两侧壁上，在该实施方式中，每一所述第一凹槽112的侧壁上可以设置多个所述凸点114，以保证所述集流板110与所述极耳212充分接触，焊接后连接牢固。

应当理解的是，所述凸点114个数及分布方式仅为本实施例的优选方式，根据实际情况可设置不同数量的所述凸点114或采用其它的分布形式。所述集流板110与所述极耳212接触的方式也不仅限于通过所述凸点114与所述极耳212接触。请参照图4-B，在本实施例的其它实施方式中还可在所述第一凹槽112两侧壁上对称设置凸条115，所述凸条115与所述极耳212接触，焊接时电流集中从所述凸条115传导至所述极耳212，使所述凸条115与所述极耳212间的接触点处大量发热，使所述凸条115与所述极耳212熔接在一起。

在本实施例中，所述第一凹槽111的侧壁沿所述极耳212伸出的方向还设置有矩形孔113，所述矩形孔113沿所述极耳212伸出方向设置，所述凸点114可以成对设置在所述矩形孔113的两侧。在所述第一凹槽111上设置矩形孔113并将凸点114对称设置在所述矩形孔113的两侧，在进行平行焊接时，电流不会将矩形孔113两侧的凸点114连通，更多的电流会经过集流板的凸点114到达电池极耳212，再回流到集流板110及金属部件123，会极大提高电流在凸点114与极耳212接触位置的发热，提高焊接效果，在达到相同焊接效果的情况下，在所述第一凹槽111上设置矩形孔113可以减小焊接部件130提供的能量。

请参照图2，在本实施例中，在对电池模组的极耳212进行焊接时，因电池模组200包括正极与负极，可采用两个集流板110分别连通所述电池模组200正极和负极所对应的极耳212。

具体的，请参照图3，所述焊接转接件120包括两个金属部件123，所述金属部件123为柱状结构，两个所述金属部件123平行设置且相互隔离开。在焊接时，两个所述金属部件123安装在同一第二凹槽112内。两个所述金属部件123的两端与所述第二凹槽112的两侧壁接触，所述焊接部件130作用在两个所述金属部件123上，电流经两个所述金属部件123传导至所述集流板110后形成电流回路。

在自然状态下，所述金属部件123两端之间的距离大于所述第二凹槽112的槽宽，其中，所述自然状态是指所述金属部件123没有受外力作用时的状态。两个所述金属部件123在安装到所述第二凹槽112后会挤压所述第二凹槽112的两侧壁，使所述第一凹槽112的侧壁上的凸点114与所述极耳212紧密接触，以使焊接时所述凸点114能与所述极耳212更好的熔接。所述金属部件123与所述第二凹槽112两侧壁接触的两端为圆弧形，将所述金属部件123的两端设计成圆弧形便于所述金属部件123在所述第二凹槽112内进行取放。所述金属部件123可以采用导电性能优良且硬度较高的材质，在本实施例中，所述金属部件123可以为铜质材料或者铜合金，以减少电流流经所述金属部件123时的损耗。

所述焊接转接件120还可以包括绝缘杆121，所述绝缘杆121为柱状结构。所述绝缘杆121的宽度小于所述第二凹槽112的槽宽。两个所述金属部件123的两端分别从所述绝缘杆121与所述第二凹槽112的两侧壁相对的两个侧面伸出。所述绝缘杆121在与所述第二凹槽112的槽底相对的面上设置有焊接孔122，所述焊针131可通过所述焊接孔122与两个所述金属部件123接触。

在本实施例中，两个所述金属部件123可相对于所述绝缘杆121伸缩。在本实施例的一种实施方式中，如图5-A所示，所述金属部件123可以包括连接部1233、弹性部1232及端部1231，所述端部1231通过弹性部1232连接在所述连接部1233两端，所述端部1231可以通过所述弹性部1232相对于所述连接部1233进行伸缩运动。具体地，所述弹性部1232可以为两侧壁呈波浪形的中空结构。在所述金属部件123安装至所述第二凹槽112时，所述弹性部1232受压缩紧，在所述金属部件123安装到所述第二凹槽112后，所述弹性部1232向与所述金属部件123两端接触的所述第二凹槽112的侧壁施加反作用力，使所述第一凹槽112的侧壁与所述极耳212紧密接触。

请参照图6及图7，所述焊接部件130可以包括电源132及两个焊针131，所述两个焊针131分别与所述电源132的正负极连接，所述两个焊针131分别通过位于同一所述第二凹槽112的两个相互隔离的金属部件123上，将与所述焊接转接件120接触的所述第一凹槽111一侧的侧壁与所述第一凹槽内的极耳212焊接在一起。在本实施例中，所述焊针131从竖直方向通过所述焊接孔122作用在所述金属部件123上。

基于上述设计，本实施例提供的一种焊接装置100的工作原理为：

两个所述金属部件123安装入所述第二凹槽112后，两个所述金属部件123的两端挤压所述第二凹槽112两侧壁，使得所述第一凹槽111侧壁上的所述凸点114与所述极耳212紧密接触。

请参照图6，所述两个焊针131分别与所述电源132正极和负极相连，所述两个焊针131分别作用在位于同一所述第二凹槽112的两个所述金属部件123上，在所述两个焊针131之间形成电流回路。

所述集流板110、所述金属部件123和所述极耳212均为导电性能优良的材料。请参照图7，所述凸点114与所述极耳212的接触点处电阻相对较大，电流集中通过所述接触点时会大量发热，高温将与所述焊接转接件120接触的所述第一凹槽111一侧的凸点(图中黑色的凸点)与所述第一凹槽111内的极耳212焊接在一起，从而实现极耳的水平焊接。

第二实施例

请参照图8，本实施例还提供一种电池模组极耳焊接装置100的焊接方法，所述方法包括：

步骤S301，在所述电池模组200上放置所述集流板110，所述极耳212插入到所述集流板的所述第一凹槽111内。

步骤S302，将所述焊接转接件120放置在所述集流板的所述第二凹槽112内。

步骤S303，将所述焊接部件的两个焊针131作用于所述焊接转接件的两个金属部件123上。

步骤S304，给所述焊接部件的两个焊针131通电，将与所述焊接转接件120接触的所述第一凹槽111一侧的侧壁与所述第一凹槽内的极耳212焊接在一起。

综上所述，通过几字形的集流板将各个电池单体的极耳连接在一起。具体地，在焊接时，采用焊接转接件使极耳与集流板接触，采用焊接部件的两个焊针分别作用于所述焊接转接件的两个金属部件上，通过给所述焊接部件的两个焊针通电，在两个焊针之间形成电流通路，电流在流经集流板与所述极耳接触的侧壁时产生热量，使所述集流板与极耳通过电阻焊熔接在一起。而在其它位置处不会出现电阻焊接的缺点。本发明提供的电池模组极耳焊接装置和方法可以在所述极耳与集流板接触的地方产生电阻焊，在其它位置不会出现电阻焊，在焊接过程中不需要对焊针的端面进行打磨，提高了焊接的效率。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电池模组极耳焊接装置，其特征在于，电池模组包括多个电池单体，所述多个电池单体平行排列，极耳从所述电池单体中伸出，所述装置包括：集流板、焊接转接件及焊接部件；

所述集流板包括第一凹槽及第二凹槽，所述第一凹槽与所述第二凹槽交替排布，所述极耳插入所述第一凹槽内，其中，所述第一凹槽的槽宽小于所述第二凹槽的槽宽；

所述焊接转接件包括两个金属部件，两个所述金属部件平行设置且相互隔离，所述焊接转接件设置在所述第二凹槽内，两个所述金属部件分别作用于所述第二凹槽的两侧壁使所述极耳与所述第一凹槽的侧壁接触，其中，所述金属部件采用铜或铜合金制造而成；

所述焊接部件包括两个焊针，所述两个焊针与电源的正负极连接，所述两个焊针分别作用于所述焊接转接件的两个所述金属部件上，焊接部件通电工作后，将与所述焊接转接件接触的所述第一凹槽一侧的侧壁与所述第一凹槽内的极耳焊接在一起。

2.如权利要求1所述的电池模组极耳焊接装置，其特征在于：所述第一凹槽的侧壁上设置有凸点，所述凸点与所述极耳接触，所述凸点与所述极耳在受热后焊接在一起。

3.如权利要求2所述的电池模组极耳焊接装置，其特征在于：所述第一凹槽的侧壁沿所述极耳伸出的方向设置有矩形孔，所述凸点成对设置在所述矩形孔的两侧。

4.如权利要求1所述的电池模组极耳焊接装置，其特征在于，所述焊接转接件还包括：绝缘杆，所述绝缘杆为柱状结构，所述绝缘杆放置在所述第二凹槽内，每个所述金属部件的两端分别从所述绝缘杆与所述第二凹槽的两侧壁相对的两个侧面伸出，所述绝缘杆上与所述第二凹槽的槽底相对的面上设置有焊接孔，所述焊针可以通过所述焊接孔与每个所述金属部件接触。

5.如权利要求4所述的电池模组极耳焊接装置，其特征在于：每个所述金属部件为柱状，每个所述金属部件与所述第二凹槽的两侧壁接触的两端为圆弧形，每个所述金属部件可相对于所述绝缘杆伸缩。

6.如权利要求4所述的电池模组极耳焊接装置，其特征在于：所述焊接部件的两个焊针平行设置，焊针从与所述焊接孔垂直的方向伸入到所述焊接孔内，并与所述金属部件接触。

7.如权利要求1所述的电池模组极耳焊接装置，其特征在于：在自然状态下所述金属部件两端间的距离大于所述第二凹槽的槽宽。

8.一种采用权利要求1-7中任意一项所述电池模组极耳焊接装置的焊接方法，其特征在于，所述方法包括：

在所述电池模组上放置所述集流板，所述极耳插入到所述集流板的所述第一凹槽内；

将所述焊接转接件放置在所述集流板的所述第二凹槽内；

将所述焊接部件的两个焊针作用于所述焊接转接件的两个金属部件上；

给所述焊接部件的两个焊针通电，将与所述焊接转接件接触的所述第一凹槽一侧的侧壁与所述第一凹槽内的极耳焊接在一起。