CN105977435A - 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。所述装置包括：集流板、焊接转接件及焊接部件。所述集流板为几字形，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金属部件，所述焊接转接件设置在所述第二凹槽内。所述金属部件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。所述焊接部件包括电源及两个焊针。所述两个焊针与所述电源的正负极连接，所述两个焊针分别作用于相邻两个所述焊接转接件的金属部件上，将相邻两个所述焊接转接件之间的所述极耳和该极耳接触的所述第一凹槽的两侧焊接在一起。本发明可以解决短距离极耳的焊接问题。

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，多个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，在对焊时，焊针会作用在被焊接工件的两侧，焊针之间所需的空间较大，在狭小的空间下无法进行焊接作业。在工业生产过程中，为了提高单位体积下软包电池的电容量，电池单体之间的间距一般设置很小，导致极耳间间距也很小。在进行对焊时，需要将焊针折弯一定角度后作用在焊接件两侧进行焊接，为了使焊针在较小的距离下进行焊接，要求将焊针折弯部分长度设置得很小，如此则需要减小焊针的直径。然而减小焊针直径会导致焊针强度的降低，使得长时间焊接作业时焊针容易损坏。同时，由于焊针间距离很小，增大了打磨掉焊接中焊针上粘留金属的难度，增加了焊接成本。如何实现短距离间极耳的对焊，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解决极耳在短距离条件下实现对焊的装置及方法。

就实现对焊的装置而言，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。

所述集流板为几字形，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金属部件，所述焊接转接件设置在所述第二凹槽内，所述金属部件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。

所述焊接部件包括电源及两个焊针，所述两个焊针与所述电源的正负极连接。所述两个焊针分别作用于相邻两个所述焊接转接件的金属部件上，将相邻两个所述焊接转接件之间的所述极耳和该极耳接触的所述第一凹槽的两侧壁焊接在一起。

进一步地，上述的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，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作用孔，所述焊针可以通过所述焊接作用孔与所述金属部件接触。

进一步地，上述的电池模组极耳焊接装置中，所述金属部件为柱状，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，所述金属部件可相对于所述绝缘杆伸缩。

进一步地，上述的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，焊针从与所述焊接作用孔垂直的方向伸入到所述焊接作用孔内，并与所述金属部件接触。

进一步地，上述的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，上述的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，上述的电池模组极耳焊接装置中，所述第一凹槽的侧壁上对称设置有四个凸点。

进一步地，上述的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，上述的电池模组极耳焊接装置中，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诉电池模组极耳焊接装置的焊接方法，所述方法包括：

在所述电池模组上放置所述集流板，所述极耳插入到集流板的所述第一凹槽内；

将所述焊接转接件放置在集流板的所述第二凹槽内；

将所述焊接部件的所述两个焊针作用于相邻两个焊接转接件的所述金属部件上；

给焊接部件的所述两个焊针通电，将相邻两个焊接转接件之间的所述极耳和与该极耳接触的所述第一凹槽的两侧壁焊接在一起。

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，采用焊接部件作用于相邻两个所述焊接转接件的金属部件上，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焊接在一起。本发明提供的电池模组极耳焊接装置和方法可以在不需弯焊针不减小焊针间的距离的情况下，在间距很短的极耳间实现极耳的对焊。

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一种集流板的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的另一种集流板的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种集流板的安装示意图；

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焊接转接件的安装示意图；

图8为本发明实施例提供的金属部件弹性部的结构图；

图9为本发明实施例提供的一种电池模组极耳焊接装置的工作原理图；

图10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图。

上述附图中，各附图标记对应的名称为：

电池模组极耳焊接装置100；集流板110；第一凹槽112；凸点114；凸条115；第二凹槽116；焊接转接件120；金属部件122；中间部1221；弹性部1222；端部1223；绝缘杆127；焊针作用孔128；焊接部件130；焊针132；电源134；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”、“水平”、“内”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，选择对所述电池模组200进行水平放置，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、所述焊接转接件120和所述焊接部件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112及第二凹槽116，所述第一凹槽112与所述第二凹槽116交替排布。具体地，相邻的所述第一凹槽112与所述第二凹槽116共用同一侧壁，相邻的所述第一凹槽112与所述第二凹槽116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112的数量与所述电池单体210的数量可以相等。所述第一凹槽112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112内。

在本实施例中，所述第二凹槽116的槽宽可以大于所述第一凹槽112的槽宽。所述第二凹槽116用于容纳所述焊接转接件120。所述集流板110为与对应的所述极耳212熔点相近的材料，使得焊接作业中所述集流板110与所述极耳212在相近温度下熔接在一起。优选的，在本实施例中，所述集流板110与对应的所述极耳212采用相同材料，如在铝带极耳侧采用铝制的所述集流板110，在镍带极耳侧采用镍制的所述集流板110。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3，所述第一凹槽112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的侧壁上可以设置四个所述凸点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或采用其他的分布形式。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，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，将所述凸条115与所述极耳212熔接在一起。

在本实施例中，请参照图5，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6和图7，所述焊接转接件120包括金属部件122，所述金属部件122为柱状结构。在焊接时，所述金属部件122安装设置在所述第二凹槽116内。所述金属部件122的两端与所述第二凹槽116的两侧壁接触，所述焊接部件130作用在所述金属部件122上，电流经所述金属部件122传导至所述集流板110。

所述金属部件122两端之间的距离大于所述第二凹槽116的槽宽，所述金属部件122安装到所述第二凹槽116后会挤压所述第二凹槽116的两侧壁，使所述第一凹槽112的侧壁上的所述凸点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122与所述第二凹槽116两侧壁接触的两端为圆弧形，将所述金属部件122的两端设计成圆弧形便于所述金属部件122在所述第二凹槽116内的取放。所述金属部件122可以采用导电性能优良的材质，在本实施例中，所述金属部件122可以为铜或铜合金质材料，以减少电流流经所述金属部件122时的损耗。

所述焊接转接件120还可以包括绝缘杆127，所述绝缘杆127为柱状结构，所述绝缘杆127设置在所述第二凹槽116内。所述绝缘杆127的宽度小于所述第二凹槽116的槽宽。所述金属部件122的两端分别从所述绝缘杆127的两个侧面伸出，所述两个侧面为与所述第二凹槽116的两侧壁相对。所述绝缘杆127在与所述第二凹槽116的槽底相对的面上设置有焊接作用孔128，所述焊针132可通过所述焊接作用孔128与所述金属部件122接触。

在本实施例中，所述金属部件122可相对于所述绝缘杆127伸缩。在本实施例的一种实施方式中，如图8所示，所述金属部件122可以包括中间部1221、弹性部1222和端部1223。所述端部1223设置在所述中间部1221两端，所述弹性部1222设置在所述中间部1221和所述端部1223之间并与之都相连。所述弹性部1222可以为两侧壁呈波浪形的中空结构。在所述金属部件122安装至所述第二凹槽116时，所述弹性部1222受压缩紧，向与所述金属部件122两端接触的所述第二凹槽116的侧壁施加压力，使所述第一凹槽112的侧壁与所述极耳212紧密接触。

具体的，如图9所示，所述焊接部件130可以包括电源134及两个焊针132，所述两个焊针132分别与所述电源134的正负极连接，两个焊针132分别通过所述焊接作用孔128作用于相邻两个金属部件122上，所述相邻两个金属部件122为位于同一所述极耳212两侧的两个所述焊接转接件120的所述金属部件122。所述两个焊针132通电后，将所述极耳212和与该极耳212接触的所述第一凹槽112的两侧壁焊接在一起。在本实施例中，所述焊针132从竖直方向通过所述焊接作用孔128作用在所述金属部件122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：

所述金属部件122安装入所述第二凹槽116后，所述金属部件122的两端挤压所述第二凹槽116两侧壁，使得所述第一凹槽112侧壁上的所述凸点114与所述极耳212紧密接触。

所述两个焊针132分别与所述电源134正极和负极相连，所述两个焊针132分别作用在位于同一所述极耳212两侧的两个所述金属部件122上，在所述两个焊针132之间形成电流回路。

所述集流板110、所述金属部件122和所述极耳212均为导电性能优良的材料，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，高温将紧密接触的所述凸点114和所述极耳212熔接在一起，从而实现短距离极耳间的焊接。

第二实施例

请参照图10，本实施例还提供一种电池模组极耳212焊接装置的焊接方法，所述方法包括：

步骤311，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。

步骤312，将所述焊接转接件放置在所述集流板的第二凹槽内。

步骤313，将所述焊接部件的两个焊针作用于相邻两个所述焊接转接件的金属部件上。

步骤314，给所述焊接部件的两个焊针通电，将相邻两个所述焊接转接件之间的所述极耳和与该极耳接触的所述第一凹槽的两侧壁焊接在一起。

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，采用焊接部件作用于相邻两个所述焊接转接件的金属部件上，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焊接在一起。本实施例提供的电池模组极耳焊接装置和方法可以在极耳之间距离很短且不需弯折极耳的情况下，实现极耳的对焊。

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 (10)

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，

所述焊接转接件包括金属部件，所述焊接转接件设置在所述第二凹槽内，所述金属部件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；

所述焊接部件包括电源和两个焊针，所述两个焊针分别与所述电源的正负极连接，所述两个焊针分别作用于相邻两个所述焊接转接件的金属部件上，用于将相邻两个所述焊接转接件之间的所述极耳和与该极耳接触的所述第一凹槽的两侧壁焊接在一起。

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，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作用孔，所述焊针穿过所述焊接作用孔与所述金属部件接触。

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：所述金属部件为柱状，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，所述金属部件可相对于所述绝缘杆伸缩。

4.如权利要求2所述的电池模组极耳焊接装置，其特征在于：所述焊接部件的两个焊针平行设置，每个焊针从与所述焊接作用孔垂直的方向伸入到所述焊接作用孔内，并与所述金属部件接触。

5.如权利要求1所述的电池模组极耳焊接装置，其特征在于：所述第一凹槽的槽宽小于所述第二凹槽的槽宽。

6.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。

7.如权利要求6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对称设置有四个凸点。

8.如权利要求1所述的电池模组极耳焊接装置，其特征在于：所述金属部件采用铜或铜合金制造而成。

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

10.一种采用权利要求1-9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，将所述极耳插入到集流板的所述第一凹槽内；

将所述焊接转接件放置在集流板的所述第二凹槽内；

将焊接部件的所述两个焊针作用于相邻两个焊接转接件的所述金属部件上；

给焊接部件的所述两个焊针通电，将相邻两个焊接转接件之间的所述极耳和与该极耳接触的所述第一凹槽的两侧壁焊接在一起。