CN106207272A - 一种实现圆柱三极耳锂离子电池快速盖帽焊的方法 - Google Patents

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Abstract

一种实现圆柱三极耳锂离子电池快速盖帽焊的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：注液后擦拭极耳时，用无纺布将极耳拉直；S2：使用一个弹簧极耳夹将三个极耳分别固定在弹簧极耳夹的三个凹槽内；S3：自动送料装置将汇流片母带送至极耳下方，超声波焊接将三个极耳和汇流片焊接在一起，并切断母带；S4：形冲切模具将汇流片冲切成“凸”字形，并将超出汇流片的极耳切除；S5：将“凸”字形汇流片激光焊在盖帽上；S6：人工拿掉弹簧极耳夹，以“凸”字形汇流片的底部作为基准，设备自动折极耳后封口即可。本发明提供的盖帽焊接方法实现了正极耳的快速整形，进而提高产品生产过程中的良品率，同时实现全程设备自动化，提高生产效率。

Description

一种实现圆柱三极耳锂离子电池快速盖帽焊的方法
技术领域
本发明属于锂离子电池加工技术领域，具体涉及一种实现圆柱三极耳锂离子电池快速盖帽焊接的方法。
背景技术
极耳盖帽焊是圆柱锂离子电池生产过程中必不可少的工序，也是直接影响电池内阻、倍率性能、加工效率及合格率的关键工序。
现有技术中针对正极三极耳盖帽焊的方法主要有两种，一种为手工整形法，另外一种为引带焊接法。具体如下：
手工整形法：将三个极耳手工整形后超声波焊接在一起，再采用激光将焊印点和盖帽焊接在一起。其中采用人工将三个极耳捏合在一起，再采用超声焊接，为了避免极耳的韧性回弹导致其在超声焊接前分开，需要人工费时将极耳定型，同时需要较长的极耳才能完成此步。较长的极耳因其角度问题，在封口前折极耳时，会较难完成“Z”字形折极耳，且很容易发生极耳碰壁的异常，导致安全隐患。三个极耳重叠超声焊接在一起后再和盖帽激光焊，三个极耳不能在盖帽激光焊点上形成有效的并联回路，易在大倍率充放电时导致焊点温升过大。同时为了注液量的准确性，在注液后才进行盖帽焊接，极耳上的电解液擦拭不干净，会导致激光焊时虚焊，导致电芯内阻增大或者断路。
引带焊接法：和手工整形法相似，第一步也是通过人工先将三个极耳焊接在一起，同样会面临需要较长极耳，后续有极耳碰壁安全隐患的问题及效率低下的问题。三极耳和盖帽上引出的两个铝带超声焊接可以解决激光焊虚焊的问题，但是需要人工手动将盖帽上的两条铝带包覆住极耳接头，并手动焊接，效率低下，无法实现自动化生产，且手工焊接不能保证焊接的一致性，难以确保电芯的一致性。三个极耳焊接在一起后再和引带焊接，也是只有一个焊点，不能很好的形成并联回路，易在大倍率充放电时导致焊点温升过大。
上述两种焊接方式均具有生产效率低下，具有安全隐患以及难以形成有效的并联回路等问题，所以导致其不能满足动力锂离子电芯的批量性生产。
发明内容
为了解决上述现有技术生产效率低下、具有安全隐患以及难以形成有效并联回路的不足，本发明的目的是提供一种实现圆柱三极耳锂离子电池快速盖帽焊的方法。
为了解决现有技术中的这些问题，本发明提供的技术方案为：一个“凸”字形汇流片将极耳和盖帽连接，该连接过程包括如下步骤：
S1：注液后擦拭极耳时，用无纺布将极耳拉直；
S2：使用一个弹簧极耳夹将三个极耳分别固定在弹簧极耳夹的三个凹槽内，内圈极耳固定在中间凹槽内，外圈极耳固定在两侧凹槽内；
S3：自动送料装置将汇流片母带送至极耳下方，超声波焊接将三个极耳和汇流片焊接在一起，并切断母带；
S4：形冲切模具将汇流片冲切成“凸”字形，并将超出汇流片的极耳切除，防止出现极耳碰壁的情况；
S5：将“凸”字形汇流片激光焊在盖帽上；
S6：人工拿掉弹簧极耳夹，以“凸”字形汇流片的底部作为基准，通过自动折极耳后封口即可。
较佳地，所述弹簧极耳夹所夹部位为三个极耳的包胶部位，以极耳留白处作为基准，弹簧极耳夹靠近钢壳壳口中心位置。
较佳地，所述弹簧极耳夹夹住极耳后极耳外露即极耳留白为4～10mm，弹簧极耳夹的宽度为3～8mm。
较佳地，所述弹簧极耳夹夹住极耳后极耳外露即极耳留白为6mm，弹簧极耳夹宽度为5mm。
较佳地，所述步骤S2中的三个极耳，内圈极耳在中间凹槽内，通过极片长度厚度设计，将外圈两个极耳分布在内圈极耳的两侧。
较佳地，所述汇流片为一铝片，汇流片长度为11mm，宽度为20mm，厚度为0.1mm。
较佳地，所述汇流片和三个极耳采用长条状超声波焊接，焊印为4mm*18mm。
较佳地，形冲切模具中凹进平台高5mm，凹进平台宽10mm，模具整体宽度20mm。
较佳地，所述步骤S4中形冲切模具下接一个废料回收盒，废料回收盒用来回收切掉的汇流片和超出汇流片的极耳，同时配备吸尘装置，去除冲切产生的金属粉屑。
较佳地，所述步骤S5中将“凸”字形汇流片激光焊在盖帽上时，在盖帽的凸台和两肩共三个激光焊点，以保证汇流片和盖帽紧密贴合。
较佳地，所述步骤S6中折极耳为将极耳折成“V”形。
由上述对本发明的描述可知，和现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
采用凸字形汇流片连接极耳和盖帽，汇流片和极耳通过超声波焊接在一起，杜绝了因为极耳上电解液没有擦干净而导致激光焊接时导致虚焊的可能性，保证了合格率；三个极耳并列分布在汇流片上，确保其并联回路，能够有效的减小倍率充放电时的焊印温升问题；设计的工装夹具弹簧极耳夹简便易操作，能够快速的将极耳整形并固定，可实现超声波焊接的自动化；汇流片在盖帽上有三个激光焊焊点，确保汇流片在盖帽上稳定，且焊点较多能够起到很好的分流作用；因为存在有汇流片，可缩短极耳外露长度，折极耳时以汇流片底部作为基准，可以实现设备自动将极耳折成“V”形，同时也可以完全杜绝极耳碰壁的危险。
附图说明
图1是保证最内圈极耳在中间的极片设计要求示意图；
图2是弹簧极耳夹的结构示意图；
图3是弹簧极耳夹凹槽示意图；
图4是极耳和汇流片超声焊接的示意图；
图5是冲切模具的结构示意图；
图6是汇流片冲切后的示意图；
图7是电芯和盖帽结构的示意图；
图8是电芯极耳和盖帽通过汇流片连接的结构示意图；
图9是一种实现三级耳锂离子电池快速盖帽焊接方法示意图；
图中：1、3-外圈极耳，2-内圈极耳，4-弹簧极耳夹，5、6、7-凹槽，8-汇流片，9-形冲切模具，10-盖帽。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
本发明关键在于：在注液后通过超声波将极耳和汇流片焊接在一起，有效防止极耳直接和盖帽激光焊虚焊，配合夹具实现极耳快速整形，汇流片冲切成凸形结构有利于在盖帽的导电片上有效焊接，实现三点焊接，保证稳固。
如图1-9所示，本发明提供了一种实现圆柱三极耳锂离子电池快速盖帽焊的方法，其包括以下步骤：
S1：注液后擦拭极耳时，用无纺布将极耳拉直；
S2：使用一个弹簧极耳夹4将三个极耳1、2、3分别固定在弹簧极耳夹的三个凹槽5、6、7内；
S3：自动送料装置将汇流片母带送至极耳下方，超声波焊接将三个极耳和汇流片8焊接在一起，并切断汇流片母带；
S4：形冲切模具9将汇流片冲切成“凸”字形，并将超出汇流片8的极耳切除，防止出现极耳碰壁的情况；
S5：将“凸”字形汇流片8激光焊在盖帽10上；
S6：人工拿掉弹簧极耳夹4，以“凸”字形汇流片8的底部作为基准，通过自动折极耳后封口即可。
本实施例步骤S2中，如图1所示，内圈极耳放置在极耳夹4的中间槽位6，可通过设计极片长度和厚度设计将外圈两个极耳1、3设计在内圈极耳2的两侧，外圈极耳1可偏移角度为142°，外圈极耳3可偏移角度为128°，通过对外圈极耳1、3偏移角度的设定，可以保证内圈极耳2落入中间槽位6。
本实施例步骤S2中弹簧极耳夹4宽度为5mm，弹簧极耳夹4宽度可以根据具体的设计要求来设置，5mm为本方案的最优选方案，针对弹簧极耳夹4宽度的方案，如3～8mm或者其他方案均是可行设计的。
本实施例步骤S2中极耳外露留白为6mm，极耳外露留白可以根据具体的设计要求来设置，6mm为本方案的最优选方案，针对极耳长度的方案，如4～10mm或者其他方案均是可行设计的。
本实施例步骤S3中汇流片8为一铝片，汇流片8的长度为11mm，宽度为20mm，厚度为0.1mm，焊印为4mm*18mm。当然针对母带规格和焊印尺寸可根据具体的要求来设置，本实施例提供的规格仅为一最优选方案。
本实施例步骤S4中形冲切模具9中凹进平台高5mm，凹进平台宽10mm，模具整体宽度20mm。当然针对形冲切模具9的尺寸和型号可根据具体的要求来设置，本实施例提供的规格仅为一最优选方案。
本实施例步骤S5中将“凸”字形汇流片8激光焊在盖帽10上时，在盖帽10的凸台和两肩共三个激光焊点，以保证汇流片8和盖帽10紧密贴合。当然针对焊印形状及焊点位置可以根据设计需要进行设置，本实施例提供的规格仅为一最优选方案。
本实施例步骤S6中折极耳为将极耳折成“V”形。当然针对折极耳的形状可根据设计要求进行设置，本实施例提供的形状仅为一最优选方案。
本发明的有益效果在于：采用凸字形汇流片8连接极耳和盖帽10，汇流片8和极耳通过超声波焊接在一起，杜绝了因为极耳上电解液没有擦干净而导致激光焊导致虚焊的可能性，保证了合格率；三个极耳并列分布在汇流片8上，确保其并联回路，能够有效的减小倍率充放电时的焊印温升问题；设计的弹簧极耳夹4简便易操作，能够快速的将极耳整形并固定，可实现超声波焊接的自动化；汇流片8在盖帽10上有三个激光焊焊点，确保汇流片8在盖帽10上稳定，且焊点较多能够起到很好的分流作用；因为存在有汇流片8，可缩短极耳外露长度，折极耳时以汇流片8底部作为基准，可以实现设备自动将极耳折成“V”形，同时也可以完全杜绝极耳碰壁的危险。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作出的进一步详细说明，不能认定本发明的具体只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推理或替换，都应当视为属于本发明所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种实现圆柱三极耳锂离子电池快速盖帽焊的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：注液后擦拭极耳时，用无纺布将极耳拉直；
S2：使用一个弹簧极耳夹将三个极耳分别固定在弹簧极耳夹的三个凹槽内，内圈极耳固定在中间凹槽内，外圈极耳固定在两侧凹槽内；
S3：自动送料装置将汇流片母带送至极耳下方，超声波焊接将三个极耳和汇流片焊接在一起，并切断母带；
S4：形冲切模具将汇流片冲切成“凸”字形，并将超出汇流片的极耳切除；
S5：将“凸”字形汇流片激光焊在盖帽上；
S6：人工拿掉弹簧极耳夹，以“凸”字形汇流片的底部作为基准，通过自动折极耳后封口即可。
2.如权利要求1所述的一种实现圆柱三极耳锂离子电池快速盖帽焊的方法，其特征在于，所述S2中弹簧极耳夹所夹部位为三个极耳的包胶部位，以极耳留白处作为基准，弹簧极耳夹靠近钢壳壳口中心位置。
3.如权利要求1所述的一种实现圆柱三极耳锂离子电池快速盖帽焊的方法，其特征在于，所述S2中弹簧极耳夹夹住极耳后极耳外露即极耳留白为4～10mm，弹簧极耳夹的宽度为3～8mm。
4.如权利要求3所述的一种实现圆柱三极耳锂离子电池快速盖帽焊的方法，其特征在于，所述S2中弹簧极耳夹夹住极耳后极耳外露即极耳留白优选为5mm，弹簧极耳夹的宽度优选为6mm。
5.如权利要求1所述的一种实现圆柱三极耳锂离子电池快速盖帽焊的方法，其特征在于，所述S2中的三个极耳，内圈极耳在中间的凹槽内， 外圈两个极耳分布在内圈极耳的两侧。
6.如权利要求1所述的一种实现圆柱三极耳锂离子电池快速盖帽焊的方法，其特征在于，所述S3中的汇流片为一铝片，汇流片的长度为11mm，宽度为20mm，厚度为0.1mm；汇流片和三个极耳采用长条状超声波焊接，焊印为4mm*18mm 。
7.如权利要求1所述的一种实现圆柱三极耳锂离子电池快速盖帽焊的方法，其特征在于，所述S4中形冲切模具中凹进平台高5mm，凹进平台宽10mm，模具整体宽度20mm。
8.如权利要求1所述的一种实现圆柱三极耳锂离子电池快速盖帽焊的方法，其特征在于，所述S4中形冲切模具下接一个废料回收盒，废料回收盒用来回收切掉的汇流片和超出汇流片的极耳，同时配备吸尘装置，去除冲切产生的金属粉屑。
9.如权利要求1所述的一种实现圆柱三极耳锂离子电池快速盖帽焊的方法，其特征在于，所述S5中将“凸”字形汇流片激光焊在盖帽上时，在盖帽的凸台和两肩共三个激光焊点。
10.如权利要求1所述的一种实现圆柱三极耳锂离子电池快速盖帽焊的方法，其特征在于，所述S6中折极耳为将极耳折成“V”形。
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