CN109070270B - 通过精确设定电极接片的焊接部分能够提高焊接可靠性的焊接方法 - Google Patents

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Abstract

本公开内容提供了一种方法，该方法包括：通过竖直地布置电极接片由此所述电极接片的至少部分彼此重叠而形成接片布置；将光照射到接片布置的侧表面当中的除电极接片重叠的表面以及与重叠的表面面对的表面之外的至少两个侧表面；利用从电极接片中的每一个的端部反射的光扫描电极接片彼此不重叠的台阶的平面形状；基于扫描结果，仅扫描电极接片的除台阶之外的重叠部分；将焊接范围设定在重叠部分内；以及仅在焊接范围内执行焊接。

Description

通过精确设定电极接片的焊接部分能够提高焊接可靠性的焊 接方法
技术领域
本公开内容涉及一种通过精确设定电极接片的焊接部分能够提高焊接可靠性的焊接方法。
背景技术
随着移动设备的技术发展和对移动设备的需求增加，对作为能源的二次电池的需求快速增加。在二次电池当中，具有高能量密度和放电电压的锂二次电池得到商用且广泛使用，而且关于锂二次电池已进行了大量研究。
通常，二次电池具有电极组件与电解质一起嵌入电池壳体中的结构，电极组件具有电极和隔膜层压的结构。构成电极组件的电极需要连接到外部，而且作为电极组件需要电极之间的电连接，因此，需要作为电极的未涂覆部分的一部分的电极接片之间的连接以及电极接片与电极引线之间的连接。
将诸如激光、目前的超声波等能量形式施加至诸如这些电极接片或电极接片与电极引线之类的重叠焊接基材来熔化结合的焊接可用于这种连接。
特别是，激光焊接由于焊接时间短和结合牢固而广泛使用在自动化工艺中。
然而，在激光焊接中，需要激光的精确对准。因此，为了防止激光照射到焊接基材的未重叠部分，必须在焊接之前进行视觉检测(Vision Test)，接着激光照射在基于视觉检测而设定的部分上。
视觉检测是其中将光照射到彼此重叠的焊接基材的上表面和下表面上以确认焊接基材的边界表面然后设定要用激光照射的部分的检测。可通过将激光自动照射在为照射而设定的部分上来执行激光焊接。
图1和图2示出根据相关技术的视觉检测方法的示意图和检测结果的照片。
参照附图，光照射在彼此重叠的电极接片1的上表面和下表面上。在此，传感器识别反射光，区分重叠的电极接片1的边界部分，并且识别重叠部分的形状。
然而，由于由相同材料制成的电极接片具有相同的光反射程度，如图2所示，无法清楚地辨别由电极接片的台阶形成的边界，并且存在诸如可能没有将激光照射部分设定在电极接片彼此重叠的部分处或可能将激光照射部分设定成偏至一侧之类的问题，使得可能不会以期望的方式执行激光焊接。
另外，即使电极接片由不同的材料制成，当电极接片的颜色和表面粗糙度非常相似时，光的反射程度没有差异，存在无法清楚地辨别由电极接片的台阶形成的边界的问题。
因此，非常需要能够根本上解决这些问题的技术。
发明内容
技术问题
提供本公开内容以解决相关技术的上述问题和以前认识到的技术问题。
具体来说，本发明的目的是提供一种焊接方法，其能够通过在其中电极接片彼此重叠的状态下将光照射到电极接片的侧表面而精确设定激光照射部分，并且无论金属的表面状态或反射程度如何都能够清楚地辨别重叠的边界。
技术方案
为了实现上述目的，实施本公开内容的方法是焊接从多个电极板突出的电极接片的方法，所述方法包括：
通过竖直地布置电极接片使得所述电极接片的至少部分彼此重叠而形成接片布置；
将光照射到接片布置的侧表面当中的除电极接片重叠的表面以及与重叠的表面面对的表面之外的至少两个侧表面；
利用从电极接片中的每一个的端部反射的光扫描电极接片彼此不重叠的台阶的平面形状；
基于扫描的结果，仅扫描电极接片的除台阶之外的重叠部分；
将焊接范围设定在重叠部分内；以及
仅在焊接范围内执行焊接。
扫描台阶的形状可包括：
(i)当入射在第一侧表面上的光在第一侧表面上的电极接片中的每一个的端部处反射时，识别在第一侧表面上的电极接片之间的第一边界形状；和
(ii)当入射在位于与第一侧表面不同的方向的n个(n个是一个或多个)侧表面上的光在位于n个侧表面中的每一个上的电极接片的端部处反射时，识别在n个侧表面上的电极接片之间的n个边界形状，并且
基于边界形状中的任一个，其余的边界形状以平面方式组合使得由台阶形成的平面形状被扫描，并且电极接片的重叠部分可被进一步扫描。
在所扫描的台阶的平面形状中，在可由台阶形成的平面形状当中的最宽的平面部分可被扫描为电极接片的重叠部分。
通常，当相同材料的电极接片重叠时，即使电极接片彼此不同，从具有较大表面面积的上表面和下表面反射的光也具有相同的反射程度，而且光甚至在电极接片的边界处反射而不在上表面和下表面上形成电极接片之间的细微间隔，因此，在识别反射光的传感器中，难以形成由边界形成的阴影。
然而，在根据本公开内容的焊接方法中，与传统的视觉检测不同，光照射到电极接片的侧表面，其中细微间隔形成在电极接片之间。因此，光从电极接片的端部的边界反射，而不在细微间隔处反射，因此，由相同材料制成的电极接片的边界可作为阴影被清楚地识别。
因此，在本公开内容中，即使当电极接片由相同材料制成时，无论反射程度如何都可清楚地辨别电极接片的边界，并且当在电极接片的侧表面中的每一个上扫描的边界以平面方式组合时，可清楚地扫描台阶的位置和形状，因此可仅将电极接片的除台阶之外的重叠部分设定为焊接部分。
此外，上述优点也可同样应用至具有相同或相似颜色的电极接片重叠的情况和具有几乎相似的表面粗糙度的电极接片重叠的情况。
在一个具体的示例中，当n是2时，第一侧表面和第二侧表面可相对于彼此延伸，并且第三侧表面和第一侧表面或第二侧表面可相对于彼此延伸。
边界形状是其中在竖直方向中平行定位的直线的形状，并且当直线连接至相邻边界形状的直线时，可扫描台阶的形状。
在光照射的工序中，光可相对于电极接片布置的竖直部分垂直地照射，使得边界形状不失真，但在一些情况下，光可以以相对于电极接片布置的竖直部分1度至10度的角度照射，使得包括边界形状的电极接片的上表面或下表面的部分也可得到识别。
焊接范围可被设定成重叠部分的总面积的50％至100％，并且可在焊接范围内附加地设定焊接起始点。
在本公开内容中，焊接可以是激光焊接，接片布置可在被固定至配置成固定电极接片的布置结构的激光焊接夹具的情况下被扫描。
夹具可包括配置成将光照射到接片布置的光源，因此，在根据本公开内容的方法中，在接片布置被固定至夹具的情况下，接片布置可连同激光照射点的设定一起被激光焊接。
发明效果
如上所述，在根据本公开内容的焊接方法中，与传统的视觉检测不同，光照射到电极接片的侧表面，其中细微间隔形成在电极接片之间。因此，光从电极接片的端部的边界反射，而不在细微间隔处反射，从而具有将包括相同材料的电极接片的边界清楚地识别为阴影的优点。
此外，根据本公开内容，即使电极接片由相同材料制成，无论反射程度如何都可清楚地辨别电极接片的边界，并且当在电极接片的侧表面中的每一个上扫描的边界以平面方式组合时，可清楚地辨别台阶的位置和形状，从而可仅将电极接片的除台阶之外的重叠部分设定为焊接部分。
此外，上述优点也可同样应用至具有相同或相似颜色的电极接片重叠的情况和具有几乎相似的表面粗糙度的电极接片重叠的情况。
附图说明
图1和图2示出根据相关技术的视觉检测方法的示意图和检测结果的照片。
图3是根据本公开内容的一个示例性实施方式的焊接方法的流程图。
图4至图6是形态上示出本公开内容的焊接方法的示意图。
图7是根据本公开内容的方法被扫描的接片布置的形式的真实照片。
具体实施方式
在下文中，将参照附图描述本公开内容的示例性实施方式。然而，本文提供的描述是为了更好地理解本公开内容，本公开内容的范围不限于此。
图3是示出根据本公开内容的一个实施方式的焊接方法的流程图。图4至图6是形态上示出本公开内容的焊接方法的示意图。
参照这些附图，在根据本公开内容的焊接方法中，在工序101中，第一电极接片12和第二电极接片14以它们的一部分彼此重叠的形式竖直地布置，以形成接片布置10。
在工序102中，第一光、第二光和第三光分别照射到接片布置10的第一侧表面21、第二侧表面22和第三侧表面23，第一侧表面21、第二侧表面22和第三侧表面23是除电极接片重叠的表面及与所述重叠的表面面对的表面之外的相互延伸的表面。
在工序103中，当入射在第一侧表面21上的第一光在第一侧表面21上的电极接片中的每一个的端部处被反射时，第一侧表面21上的电极接片之间的第一边界形状31如图5所示地被识别。
此外，当入射在第二侧表面22上的第二光在第二侧表面22上的电极接片中的每一个的端部处被反射时，第二侧表面22上的电极接片之间的第二边界形状32如图5所示地被识别。
类似地，当入射在第三侧表面23上的第三光在第三侧表面23上的电极接片中的每一个的端部处被反射时，第三侧表面23上的电极接片之间的第三边界形状33如图5所示地被识别。
识别出的边界形状31、32和33以在竖直方向中平行定位的直线的方式形成。
在工序104中，边界形状中的任一个可成为基准并连接至相邻边界形状的直线，并且可扫描台阶的形状。
具体来说，当位于第一电极接片12和第二电极接片14形成台阶的部分处的第一边界形状31的每条直线的边缘41和42与相邻于第一边界形状31的第二边界形状32的每条直线的边缘51a和52a互相连接时，台阶的形状被扫描成如图6的(a)中的平面形式。
此外，当相邻于第三边界形状33的第二边界形状32的每条直线的边缘51b和52b与相邻于第二边界形状32的第三边界形状33的每条直线的边缘61和62互相连接时，台阶的形状被扫描成如图6的(b)中的平面形式。
如上所述，在被扫描的台阶的平面形式中，在可由台阶形成的平面形状81、82、83和70当中的最宽的平面部分70被扫描为电极接片的重叠部分70。
在工序105中，在重叠部分70的大约中心部分中标记焊接起始点72，并且焊接范围74被设定成以焊接起始点72为中心的重叠部分70的总面积的大约70％。在此，继续进行工序106以在焊接起始点72周围执行激光焊接。
图7示出根据本公开内容的方法被扫描的接片布置的形式的真实照片。
参照图7，在根据本公开内容的方法中，台阶可作为线被清楚地辨别，因此可容易地设定实际焊接部分。特别是，被重叠的电极接片覆盖的边界形状可被扫描，因此，即使在平面中也可精确地确定电极接片的重叠形状。
本领域技术人员应当理解，在不背离本公开内容的精神和范围的情况下，可作出各种改变。

Claims (11)

1.一种用于焊接从多个电极板突出的电极接片的方法，包括：
通过竖直地布置所述电极接片使得所述电极接片的至少部分彼此重叠而形成接片布置的工序；
将光照射到所述接片布置的侧表面当中的除所述电极接片重叠的表面及与重叠的表面面对的表面之外的至少两个侧表面的工序；
利用从所述电极接片中的每一个的端部反射的光扫描所述电极接片彼此不重叠的台阶的平面形状的工序；
基于扫描结果，仅扫描所述电极接片的除所述台阶之外的重叠部分的工序；
将焊接范围设定在所述重叠部分内的工序；以及
仅在所述焊接范围内执行焊接的工序，
其中扫描所述台阶的平面形状的工序包括：
(i)当入射在第一侧表面上的光在所述第一侧表面上的所述电极接片中的每一个的端部处反射时，识别在所述第一侧表面上的所述电极接片之间的第一边界形状的工序；和
(ii)当入射在位于与所述第一侧表面不同的方向的n个侧表面上的光在位于所述n个侧表面中的每一个上的所述电极接片的所述端部处反射时，识别在所述n个侧表面上的所述电极接片之间的n个边界形状的工序，n个是一个或多个，
并且基于所述边界形状中的任一个，其余的边界形状以平面方式组合使得由所述台阶形成的平面形状被扫描，并且所述电极接片的所述重叠部分被进一步扫描，并且
其中所述识别基于在所述电极接片的端部的反射。
2.根据权利要求1所述的方法，其中在被扫描的台阶的所述平面形状中，在由所述台阶形成的所述平面形状当中的最宽的平面部分被扫描为所述电极接片的所述重叠部分。
3.根据权利要求1所述的方法，其中n为2，所述第一侧表面和第二侧表面相对于彼此延伸，并且第三侧表面和所述第一侧表面或所述第二侧表面相对于彼此延伸。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述边界形状是其中在竖直方向中平行定位的直线的形状，并且当所述直线连接至相邻边界形状的直线时，扫描所述台阶的形状。
5.根据权利要求1所述的方法，其中在光照射的工序中，所述光相对于所述电极接片布置的竖直部分垂直地照射。
6.根据权利要求1所述的方法，其中在光照射的工序中，所述光以相对于所述电极接片布置的竖直部分1度至10度的角度照射。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述焊接范围被设定成所述重叠部分的总面积的50％至100％。
8.根据权利要求7所述的方法，其中在所述焊接范围内附加地设定焊接起始点。
9.根据权利要求1所述的方法，其中焊接的类型是激光焊接。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述接片布置在被固定至配置成固定所述电极接片的布置结构的激光焊接夹具的状态下被扫描。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述夹具包括配置成将光照射到所述接片布置的光源。
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