CN109277832A - 激光焊接装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种激光焊接装置，其包括：焊接组件，包括可移动的焊座和安装于焊座上的压紧装置，压紧装置上设有通孔；连接带，连接带的一端通过压紧装置压紧在电池的极柱上；以及激光发生器，激光发生器发射的激光通过通孔作用在连接带上；其中，压紧装置设有压力传感器，当连接带与极柱之间的接触压力达到设定值后，激光发生器发射激光并将连接带焊接在电池之间的极柱上。相对于现有技术，本发明激光焊接装置具有以下有益效果：1)有机结合了激光的高能量密度和焊接的高效率，实现了电池之间极柱的连接带的焊接，降低了电池模组的重量，提高了焊接效率；2)可移动的激光焊接装置，不仅实现了连续焊接，而且减少了虚焊现象。

Description

激光焊接装置
技术领域
本发明属于电池技术领域，更具体地说，本发明涉及一种激光焊接装置，用于焊接电池之间极柱的连接带，将电池串联或并联成电池组。
背景技术
锂离子电池具有能量密度高、循环次数高、效率高等优点，已广泛应用于各种消费类电子行业、电动汽车行业及储能器件行业。但是，单个电池的电压和容量较小，不能满足大容量、高能量密度的输出。
目前，为了实现大容量、高能量密度的输出，现有技术采用激光焊接方法实现电池之间的连接。但是，激光焊接方法存在以下问题：为了增加过流能力，激光焊接选用厚铝板并通过增大压紧力以实现铝板与电池间的密切贴合，但电池本身的壁厚较薄，压紧力过大易造成电池的破裂，压紧力过小则容易增大铝板与电池之间的间隙，造成焊缝虚焊，影响焊缝强度和过流能力。
此外，现有技术还采用超声键合方法实现较薄的导电材料的连接。但是，因为超声键合的超声功率小，限制了连接材料带的厚度，若要达到电池之间的过流要求则需要键合较多数量的连接材料，影响生产效率和成本。
有鉴于此，确有必要提供一种可实现连续焊接且焊接效率高的激光焊接装置。
发明内容
本发明的发明目的在于：克服现有技术的缺陷，提供一种可实现连续焊接且焊接效率高的激光焊接装置。
为实现上述发明目的，本发明提供一种激光焊接装置，其包括：
焊接组件，包括可移动的焊座和安装于焊座上的压紧装置，所述压紧装置上设有通孔；
连接带，连接带的一端通过压紧装置压紧在电池的极柱上；以及
激光发生器，激光发生器发射的激光通过所述通孔作用在所述连接带上；
其中，所述压紧装置设有压力传感器，当连接带与极柱之间的接触压力达到设定值后，激光发生器发射激光并将连接带焊接在电池之间的极柱上。
作为本发明激光焊接装置的一种改进，所述焊接组件还包括切断装置，切断装置和压紧装置安装于焊座的同一侧，切断装置位于焊座与压紧装置之间。
作为本发明激光焊接装置的一种改进，所述切断装置包括安装于焊座上的切刀架和设于切刀架上的切刀，切刀可上下运动。
作为本发明激光焊接装置的一种改进，所述压紧装置包括压紧块，所述压紧块上设有压力传感器和通孔。
作为本发明激光焊接装置的一种改进，所述压紧块远离焊座的一面上设有导线管，连接带的一端穿过导线管并压紧在电池的极柱上。
作为本发明激光焊接装置的一种改进，所述激光发生器的激光通过所述通孔将连接带焊接在电池之间的极柱上。
作为本发明激光焊接装置的一种改进，所述通孔为圆形、方形、三角形、菱形或半圆形。
作为本发明激光焊接装置的一种改进，所述连接带为铝带，铝带的厚度为0.05～2mm，优选为0.1～1mm。
相对于现有技术，本发明激光焊接装置具有以下有益效果：1)有机结合了激光的高能量密度和焊接的高效率，实现了电池之间极柱的连接带的焊接，形成了多组连接带并联过流，降低了模组重量，提高了焊接效率；2)激光焊接装置可移动，实现了连续焊接，减少了虚焊现象；3)采用激光作为热源，实现了连接带与电池的高强度焊接，克服了超声波键合过程中能量不足的问题；4)采用厚度介于铝板与超声键合铝带之间的材料作为连接导体，在较小的压力下实现了连接带与电池极柱的紧密贴合。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式，对本发明激光焊接装置及其有益技术效果进行详细说明，其中：
图1为本发明激光焊接装置的结构示意图。
图2为本发明激光焊接装置焊接时的示意图。
图3为使用了本发明激光焊接装置将连接带焊接在电池极柱上的结构示意图。
其中，附图标记说明如下:
10 焊接组件 110 导线管 30 连接带
102 焊座 112 切刀架 302 连接线弧
104 切刀 114 压紧块 40 电池
105 切断装置 20 激光发生器 402 极柱
106 压紧装置 202 第一焊点
108 通孔 204 第二焊点
具体实施方式
为了使本发明的发明目的、技术方案及其有益技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。
请参阅图1至图3所示，本发明激光焊接装置包括：
焊接组件10，包括可移动的焊座102和安装于焊座102上的压紧装置106，压紧装置106上设有通孔108；
连接带30，连接带30的一端通过压紧装置106压紧在电池40的极柱402上；以及
激光发生器20，激光发生器20发射的激光通过通孔108作用在连接带30上；
其中，压紧装置106上设有压力传感器(未图示)，当连接带30与极柱402之间的接触压力达到设定值后，激光发生器20发射激光并将连接带30焊接在电池40之间的极柱402上，以将电池40串联或并联成电池组。
焊接组件10还包括切断装置105，切断装置105和压紧装置106安装于焊座102的同一侧，切断装置105位于焊座102与压紧装置106之间，切断装置105的作用是在将连接带30焊接在电池40之间的极柱402之后将连接带30切断。根据本发明的一个优选实施方式，切断装置105包括安装于焊座102上的切刀架112和设于切刀架112上的切刀104，切刀104可以在焊座102上上下自由运动，切刀104用于切断连接带30。切刀104由可移动的焊座102提供一定的压力实现切割连接带30的功能，下切深度和速度可以通过软件进行控制。
压紧装置106安装在可移动的焊座102上，可以任意移动，快速压紧。根据本发明的一个优选实施方式，压紧装置106包括压紧块114，压紧块114上设有压力传感器(未图示)和通孔108，激光发生器20发射的激光通过通孔108作用在连接带30上，通孔108可以是方形、圆形、三角形、菱形、半圆形或其他形状。压紧块114远离焊座102的一面上设有导线管110，连接带30的一端穿过导线管110并压紧在电池40的极柱402上，导线管110可控制连接带30的方向，对连接带30起到一定的拘束作用。
激光发生器20发射激光，激光作为融化热源，为焊接过程提供高能量密度的热源。激光发生器20发射的激光穿过通孔108照射至连接带30上，将连接带30和电池40的极柱402熔化，冷却凝固后实现连接带30与极柱402的电连接。焊接过程可以吹保护气体对焊缝进行保护，以防止焊缝氧化导致焊缝力学性能下降。
根据本发明的一个优选实施方式，连接带30可成卷使用，连接带30为导电材料，优选铝带，铝带的厚度为0.05～2mm，优选为0.1～1mm，进一步优选为0.4mm，铝带的宽度优选为1～10mm。
请参阅图1至图3所示，本发明激光焊接装置的工作流程如下：
1)焊接组件10向下移动，在连接带30接触到电池40上表面的极柱402后，压力传感器感应到压力，焊接组件10继续向靠近极柱402的方向移动，当焊接组件10的压紧力达到设定值时，激光光闸打开，激光发生器20发出激光，激光穿过压紧装置106的通孔108，传递到连接带30表面，进行第一焊点202的焊接，第一焊点202在设定的激光参数融化后，熔池迅速冷却凝固；
2)关闭激光发生器20，焊接组件10升起至设定的高度，并迅速向第二焊点204的位置移动，移动时拉出设定长度的连接带30，形成带有弧度的连接线弧302；
3)焊接组件10移动至第二焊点204的位置后，焊接组件10向靠近极柱402的方向移动，直到连接带30接触到极柱402，压力传感器感应到压力，焊接组件10继续向靠近极柱402的方向移动，当焊接组件10的压紧力达到设定值时，激光光闸打开，激光发生器20发出激光，激光穿过压紧装置106的通孔108，传递到连接带30表面，进行第二焊点204的焊接，第二焊点204在设定的激光参数熔化之后，熔池迅速冷却凝固；
4)关闭激光发生器20，焊接组件10向靠近下一个焊接位置的方向移动设定的距离后，切断装置105向下施加压力，将连接带30切断，切断后焊接组件10升起至设定的高度；
5)单个焊接过程完成以后，激光焊接装置移动到下一个焊接位置并重复上述过程，以完成电池40之间的极柱402的连接，将电池40串联或并联成电池组。
结合以上对本发明的详细描述可知，相对于现有技术，本发明激光焊接装置具有以下有益效果：1)有机结合了激光的高能量密度和焊接的高效率，实现了电池40之间极柱402的连接带30的焊接，形成了多组连接带30并联过流，降低了模组重量，提高了焊接效率；2)可移动的激光焊接装置，实现了连续焊接，减少了虚焊现象；3)采用激光作为热源，实现了连接带30与电池40的高强度焊接，克服了超声波键合过程中能量不足的问题；4)采用厚度介于铝板与超声键合铝带之间的材料作为连接导体，在较小的压力下实现了连接带30与极柱402的紧密贴合。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (8)

1.一种激光焊接装置，其特征在于，包括：
焊接组件，包括可移动的焊座和安装于焊座上的压紧装置，所述压紧装置上设有通孔；
连接带，连接带的一端通过压紧装置压紧在电池的极柱上；以及
激光发生器，激光发生器发射的激光通过所述通孔作用在所述连接带上；
其中，所述压紧装置设有压力传感器，当连接带与极柱之间的接触压力达到设定值后，激光发生器发射激光并将连接带焊接在电池之间的极柱上。
2.根据权利要求1所述的激光焊接装置，其特征在于，所述焊接组件还包括切断装置，切断装置和压紧装置安装于焊座的同一侧，切断装置位于焊座与压紧装置之间。
3.根据权利要求2所述的激光焊接装置，其特征在于，所述切断装置包括安装于焊座上的切刀架和设于切刀架上的切刀，切刀可上下运动。
4.根据权利要求1所述的激光焊接装置，其特征在于，所述压紧装置包括压紧块，所述压紧块上设有压力传感器和通孔。
5.根据权利要求4所述的激光焊接装置，其特征在于，所述压紧块远离焊座的一面上设有导线管，连接带的一端穿过导线管并压紧在电池的极柱上。
6.根据权利要求4所述的激光焊接装置，其特征在于，所述激光发生器的激光通过所述通孔将连接带焊接在电池之间的极柱上。
7.根据权利要求1所述的激光焊接装置，其特征在于，所述通孔为圆形、方形、三角形、菱形或半圆形。
8.根据权利要求1所述的激光焊接装置，其特征在于，所述连接带为铝带，铝带的厚度为0.05～2mm，优选为0.1～1mm。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN203509568U (zh) * 2013-09-04 2014-04-02 昆山倚信精密工业有限公司 一种端子焊接机
CN104259660A (zh) * 2014-08-30 2015-01-07 王月兰 锂电池焊接设备

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