CN109860449A - 电池盖板及盖板焊接工装、电池制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明适用于电池技术领域，提供了电池盖板及盖板焊接工装、电池制备方法。上述电池盖板包括：盖体，设置有正极、负极端子；正极导电件，用于连接正极端子与电芯的正极极耳，一端固定焊接于正极端子的底部；负极导电件，用于连接负极端子与电芯的负极极耳，一端固定焊接于负极端子的底部；其中，正极端子和/或负极端子与盖体之间设置有绝缘件。上述盖板焊接工装用于将上述的电池盖板与电芯进行焊接，包括第一电芯固定件、第二电芯固定件和盖板承载件。本发明所提供的电池盖板，无需进行正极导电件与正极端子以及负极导电件与负极端子之间的焊接，可以有效防止焊接的粉尘进入电芯内部，大大减少了电池制备过程中的安全管控难度，降低了安全隐患。

Description

电池盖板及盖板焊接工装、电池制备方法

技术领域

本发明属于电池技术领域，尤其涉及一种电池盖板及盖板焊接工装、电池制备方法。

背景技术

目前，现有电池的盖板结构，连接片与盖板之间为分散独立的零件，这种结构使得在制造电池的组装过程中，需要进行连接片与极柱之间的焊接以及连接片与电芯卷耳之间的焊接。这样，在组装过程中，需要进行两次焊接操作，而且焊接操作过程中会在电池内部产生粉产生粉尘，给电池的制程及使用带来安全隐患。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种电池盖板及盖板焊接工装、电池制备方法，以解决电池制程过程中产生粉尘的问题。

为解决上述问题，本发明的技术方案是这样实现的：一种电池盖板，包括：盖体，设置有正极端子和负极端子；正极导电件，用于连接所述正极端子与电芯的正极极耳，一端固定焊接于所述正极端子的底部；负极导电件，用于连接所述负极端子与电芯的负极极耳，一端固定焊接于所述负极端子的底部；其中，所述正极端子和/或所述负极端子与所述盖体之间设置有绝缘件。

优选地，所述盖体包括：基板，所述正极端子和所述负极端子设置在所述基板上；止动架，所述基板连接于所述止动架；其中，所述基板上开设有第一焊孔和第二焊孔，所述第一焊孔用于供焊接头穿过将所述正极导电件与所述电芯的正极极耳焊接，所述第二焊孔用于供焊接头穿过将所述负极导电件与所述电芯的负极极耳焊接。

优选地，所述止动架包括：架体，所述基板叠设在所述架体上；第一通孔，与所述正极端子相对，用于供所述正极导电件穿过与所述正极端子连接；第二通孔，与所述负极端子相对，用于供所述负极导电件穿过与所述负极端子连接；第三通孔，与所述第一焊孔相对，用于供焊头插入焊接所述正极导电件与所述电芯的正极极耳；第四通孔，与所述第二焊孔相对，用于供焊头插入焊接所述负极导电件与所述电芯的负极极耳；其中，各通孔均开设在所述架体上。

优选地，所述正极导电件包括：正极焊接部，用于穿过所述第一通孔与所述正极端子焊接相连；正极延伸部，沿所述正极焊接部的长度方向反向延伸，用于与所述电芯的正极极耳焊接；其中，所述正极端子为凹槽，所述正极焊接部焊接于所述凹槽底部的背面，所述正极焊接部与所述第一通孔之间设置有正极密封圈。

优选地，所述负极导电件包括：负极焊接部，用于穿过所述第二通孔与所述负极端子焊接相连；负极延伸部，沿所述负极焊接部的长度方向反向延伸，用于与所述电芯的负极极耳焊接；其中，所述负极端子为负极压板，所述负极焊接部与所述第二通孔之间设置有负极密封圈，所述负极端子与所述基板之间设置有所述绝缘件。

优选地，所述电池盖板还包括：防爆结构，设置在所述基板和所述架体相同的位置处。

本发明还提供了一种盖板焊接工装，用于将上述的电池盖板与电芯进行焊接，所述盖板焊接工装包括：第一电芯固定件，用于将与所述电池盖板焊接相连的第一电芯固定；第二电芯固定件，用于将与所述电池盖板焊接相连的第二电芯固定；盖板承载件，用于承载所述电池盖板，所述盖板承载件上开设有用于焊接的正极焊接座口和负极焊接座口；其中，所述第一电芯固定件和所述第二电芯固定件分别连接于所述盖板承载件相对的两侧。

优选地，所述盖板承载件上设置有用于固定所述电池盖板的盖板限位块。

优选地，所述第一电芯固定件和/或所述第二电芯固定件上设置有电芯限位块。

本发明还提供了一种电池制备方法，使用上述的盖板焊接工装焊接电池盖板，所述电池盖板为上述的电池盖板，所述制备方法为：

焊接准备步骤：将所述电池盖板放置在所述盖板承载件上，将所述第一电芯放置在所述第一电芯固定件上，将所述第二电芯放置在所述第二电芯固定件上；

焊接步骤：提供焊接保护片，并在所述第一焊孔和所述第二焊孔内均放置有所述焊接保护片，然后将超声波焊接头从所述第一焊孔内插入，将所述第一电芯和所述第二电芯的正极极耳均与所述正极端子焊接，并将超声波焊接头从所述第二焊孔内插入，将所述第一电芯和所述第二电芯的负极极耳均与所述负极端子焊接；

组装注液步骤：焊接完成后，将所述第一电芯和所述第二电芯合芯装入到电池壳内，随后向所述电池壳内注入电解液；

封装步骤：提供密封块，在所述第一焊孔和所述第二焊孔内放置所述密封块，然后通过激光焊接将所述第一焊孔和所述第二焊孔密封。

本发明所提供的电池盖板及盖板焊接工装、电池制备方法，电池盖板通过设置有预先已与正极端子焊接的正极导电件和预先已与负极端子焊接的负极导电件，从而在组装制备电池时，无需进行正极导电件与正极端子以及负极导电件与负极端子之间的焊接，可以有效防止焊接的粉尘进入电芯内部，大大减少了电池制备过程中的安全管控难度，降低了安全隐患。而且，通过盖板焊接工装进行电池盖板与电芯极耳之间的焊接，能够进一步降低焊接过程中粉尘进入电芯内部的风险，提高电池使用的安全可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。

图1是本发明实施例提供的电池盖板的立体结构示意图；

图2是本发明实施例提供的电池盖板的分解示意图；

图3是本发明实施例提供的电池盖板的剖面示意图；

图4是本发明实施例提供的盖板焊接工装的立体结构示意图；

图5是本发明实施例提供的电池盖板与电芯固定在盖板焊接工装上的示意图。

附图标记说明：

1、电池盖板；2、盖板焊接工装；10、绝缘件；11、盖体；12、正极端子；13、负极端子；14、正极导电件；15、负极导电件；16、防爆结构；17、正极密封圈；18、负极密封圈；19、密封块；111、基板；112、止动架；113、第一焊孔；114、第二焊孔；115、限位块；1120、架体；1121、第一通孔；1122、第二通孔；1123、第三通孔；1124、第四通孔；1120a、第一架体；1120b、第二架体；131、负极压板；132、安装孔；141、正极焊接部；142、正极延伸部；151、负极焊接部；152、负极延伸部；161、泄气孔；162、防爆阀；163、防爆阀固定孔；164、保护片；21、第一电芯固定件；22、第二电芯固定件；23、盖板承载件；24、正极焊接座口；25、负极焊接座口；26、盖板限位块；27、电芯限位块；28、第一电芯；29、第二电芯。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在具体实施方式中所描述的各个具体技术特征和各实施例，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，例如通过不同的具体技术特征/实施例的组合可以形成不同的实施方式，为了避免不必要的重复，本发明中各个具体技术特征/实施例的各种可能的组合方式不再另行说明。

如图1和图2所示，本发明实施例提供的电池盖板1，包括盖体11、正极导电件14和负极导电件15。盖体11上设置有正极端子12和负极端子13，正极导电件14用于连接正极端子12与电芯的正极极耳，负极导电件15用于连接负极端子13与电芯的负极极耳。并且，正极导电件14的一端固定焊接于正极端子12的底部实现电性连接；负极导电件15的一端固定焊接于负极端子13的底部实现电性连接，并将正极端子12和/或负极端子13与盖体11之间设置有绝缘件10。此种结构下的电池盖板1，其上的正极端子12和负极端上的底部已经预先分别焊接有正极导电件14和负极导电件15，因而在制备电池时，不需要再进行正极端子12与正极导电件14以及负极端子13与负极导电件15之间的焊接操作，减少了该焊接工序，从而可以避免该焊接工序所产生的粉尘进入到电芯内部，大大降低了电池制备过程中安全管控的难度，降低了安全隐患。

本领域技术人员应该理解，正极导电件14和负极导电件15均为长条形，正极导电件14的一端是指正极导电件14上相对的两个端部区域，并不仅限于端点，例如，可以是到端点的距离小于正极导电件14整体长度20％的区域。同样，负极导电件15的一端是指负极导电件15上相对的两个端部区域，并不仅限于端点，例如，可以是到端点的距离小于负极导电件15整体长度20％的区域。

根据设计方式，盖体11能够导电。因而，采用在正极端子12和/或负极端子13与盖体11之间设置有绝缘件10。这样，在绝缘件10的阻隔下，能够避免发生短路。而且还可以满足在将正极导电件14直接焊接在盖体11的底部时，通过在负极端子13与盖体11之间设置有绝缘件10；或者在将负极导电件15直接焊接在盖体11的底部时，通过在正极端子12与盖体11之间设置有绝缘件10来防止短路，可满足不同设计方式下的安全使用需求。

如图2和图3所示，盖体11包括基板111和止动架112。基板111由导电材料制成，能够导电，将正极端子12和负极端子13设置在基板111上，并将基板111连接在止动架112上，通过止动架112来固定支撑基板111，确保安装后结构的稳定性。正极导电件14和负极导电件15连接在基板111的底部，在将基板111连接在止动架112上后，为了满足正极导电件14与电芯的正极极耳以及负极导电件15与电芯的负极极耳的焊接，在基板111上开设有第一焊孔113和第二焊孔114，第一焊孔113用于供焊接头穿过将正极导电件14与电芯的正极极耳焊接，第二焊孔114用于供焊接头穿过将负极导电件15与电芯的负极极耳焊接。此种设置方式下，正极导电件14、负极导电件15、第一焊孔113和第二焊孔114所对应的止动架112的位置为镂空的结构，从而能够满足焊接操作。

如图2所示，在本发明实施例中，止动架112包括架体1120，基板111叠设在架体1120上。架体1120与基板111相贴合的面为平面，结构强度高。因而，为了满足焊接操作，在架体1120分别开设有第一通孔1121、第二通孔1122、第三通孔1123和第四通孔1124。第一通孔1121与正极端子12相对，用于供正极导电件14穿过与正极端子12连接；第二通孔1122与负极端子13相对，用于供负极导电件15穿过与负极端子13连接；第三通孔1123与第一焊孔113相对，用于供焊头插入焊接正极导电件14与电芯的正极极耳；第四通孔1124与第二焊孔114相对，用于供焊头插入焊接负极导电件15与电芯的负极极耳。这样，通过将各通孔分别对应设置，从而能够满足电池盖板1与电芯之间的焊接，实现电性连接。

具体地，在具体设置当中，可将架体1120设置成一个连续的整体的结构。而在本发明实施例中，如图2所示，架体1120由第一架体1120a和第二架体1120b组装而成，从而便于生产制造和装配。并根据设计要求，将第一通孔1121和第二通孔1122开设在第一架体1120a上，将第三通孔1123和第四通孔1124开设在第二架体1120b上。

如图2和图3所示，该正极导电件14包括弯折形成的正极焊接部141和正极延伸部142。正极焊接部141用于穿过第一通孔1121与正极端子12焊接相连而实现电性连接。正极延伸部142沿正极焊接部141的长度方向反向延伸，用于与电芯的正极极耳焊接。在本发明实施例中，该正极端子12为凹槽，设置在基板111上，正极焊接部141焊接于凹槽底部的背面，即正极导电件14直接焊接于基板111的底面。并且，在正极焊接部141与第一通孔1121之间设置有正极密封圈17，通过正极密封圈17来确保正极焊接部141与止动架112之间的密封性，避免在注液封装后发生漏液。

在实际焊接时，通过激光焊接的方式将正极焊接部141焊接于凹槽底部的背面，而且凹槽的底部没有贯穿整个基板111的厚度。因而，该凹槽的设置，便降低了焊接时激光所要穿过的基板111的厚度，从而便于焊接相连。

如图2和图3所示，该负极导电件15包括弯折形成的负极焊接部151和负极延伸部152，负极焊接部151用于穿过第二通孔1122与负极端子13焊接相连而实现电性连接。负极延伸部152沿负极焊接部151的长度方向反向延伸，用于与电芯的负极极耳焊接。本发明实施例中，该负极端子13为负极压板131，基板111上开设有安装孔132，负极压板131设置在该安装孔内，并在负极端子13与基板111之间设置有绝缘件10，从而能够避免发生短路。同时，在负极焊接部151与第二通孔1122之间设置有负极密封圈18，通过负极密封圈18来确保负极焊接部151与止动架112之间的密封性，避免在注液封装后发生漏液。

同样，负极焊接部151与负极压板131之间的焊接相连也通过激光焊接的方式实现。

如图2和图3所示，电池盖板1还包括防爆结构16，通过该防爆结构16来将电池内部产生的气体及时释放，避免发生爆炸。由于基板111叠设在架体1120上，因而将防爆结构16设置在基板111和架体1120相同的位置处。该防爆结构16包括泄气孔161、防爆阀162和防爆阀固定孔163。泄气孔161开设在架体1120上，并呈网状设置有多个，防爆阀固定孔163为通孔，对应设在基板111上，防爆阀162固定安装在防爆阀固定孔163内，并在固定安装后贴设有保护片164，优选地，该保护片164为PET片(PET是英文Polyethylene terephthalate的缩写，简称PET。中文意思是：聚对苯二甲酸类塑料，具有良好的柔软和拉伸性，能够可靠实现防爆需求)。

具体地，如图2所示，止动架112还包括限位块115。限位块115设置在架体1120上，用于在封装后，压紧固定电芯，确保电芯封装后位置的稳定性。优选地，限位块115设置在泄气孔161的下方，并位于第二架体1120b上。

本发明实施例中所提供的电池盖板1，通过预先将正极导电件14焊接于正极端子12，将负极导电件15焊接于负极端子13，从而在组装制备电池时，节省了导电件与盖体11之间激光焊接的工序，进而避免了该工序产生的粉尘进入到电芯内部，大大减少了电池制备过程中的安全管控难度，降低了安全隐患。而且，该结构下的电池盖板1零部件少，因而减少了电池盖板1的制作成本。

如图4所示，本发明实施例还提供了盖板焊接工装2，用于将上述的电池盖板1(参照图5)与电芯进行焊接，该盖板焊接工装2包括第一电芯固定件21、第二电芯固定件22和盖板承载件23，第一电芯固定件21和第二电芯固定件22分别连接于盖板承载件23相对的两侧。根据封装需求，每个电池盖板1电芯连接有两个电芯，因而，该第一电芯固定件21用于将与电池盖板1焊接相连的第一电芯28(参照图5)固定，第二电芯固定件22用于将与电池盖板1焊接相连的第二电芯29(参照图5)固定。而盖板承载件23用于承载电池盖板1，并在盖板承载件23上开设有用于焊接的正极焊接座口24和负极焊接座口25。这样，通过盖板焊接工装2的定位作用，能够将第一电芯28、第二电芯29和电池盖板1的焊接位置预先固定，随后再通过超声波焊机来将正极导电件14与电芯的正极极耳焊接而实现电性连接，将负极导电件15与电芯的负极极耳焊接而实现电性连接。在该盖板焊接工装2的固定下，可靠性实现了电池盖板1与电芯之间的焊接，确保了焊接位置的准确性。

如图4所示，盖板承载件23上设置有用于固定电池盖板1的盖板限位块26。从而，在盖板限位块26的定位作用下，能够确保电池盖板1位置的稳定性，不会发生变动，可靠实现电池盖板1的焊接。

为实现对电芯焊接位置的固定，可在第一电芯固定件21和/或第二电芯固定件22上设置有电芯限位块27，用于限定电芯焊接位置不会发生变动。如图4所示，在本发明实施例中，在第一电芯固定件21和第二电芯固定件22上均设置有电芯限位块27，并且，在第一电芯固定件21和第二电芯固定件22上均分别设置有多个电芯限位块27。参照图5，各电芯限位块27能够可靠限定电芯放置后的位置，不会发生变动，确保焊接位置的准确性。

本发明实施例还提供了电池制备方法，使用上述的盖板焊接工装2焊接电池盖板，电池盖板为上述的电池盖板1，制备方法为：

焊接准备步骤：将电池盖板1放置在盖板承载件23上，然后将第一电芯28放置在第一电芯固定件21上，将第二电芯29放置在第二电芯固定件22上；

焊接步骤：提供焊接保护片，并在第一焊孔113和第二焊孔114内均放置有焊接保护片，然后将超声波焊接头从第一焊孔113内插入，将第一电芯28和第二电芯29的正极极耳均与正极端子12焊接，并将超声波焊接头从第二焊孔114内插入，将第一电芯28和第二电芯29的负极极耳均与负极端子13焊接；

组装注液步骤：焊接完成后，将第一电芯28和第二电芯29合芯装入到电池壳内，随后向电池壳内注入电解液；

封装步骤：提供密封块19，在第一焊孔113和第二焊孔114内放置密封块19，然后通过激光焊接将第一焊孔113和第二焊孔114密封。

通过上述制备方法，可靠实现了电池的制备。而且制备过程中，减少了正极导电件14与正极端子12的焊接以及负极导电件15与负极端子13的焊接工序，便也节省了该工序产生的粉尘，降低了安全隐患。

在焊接准备步骤中，先将电池盖板1放置在盖板承载件23上，并位于盖板限位块26所限定的范围内，通过盖板限位块26来限定焊接的位置，使正极延伸部142位于正极焊接座口24上，负极延伸部152位于负极焊接座口25上。，然后将第一电芯28放置在第一电芯固定件21上，将第二电芯29放置在第二电芯固定件22上，并通过电芯限位块27来固定位置。在放置第一电芯28时和第二电芯29时，需要将两个电芯的正极极耳插入放置在正极焊接座口24上，并与正极延伸部142接触贴合；两个电芯的负极极耳插入放置在负极焊接座口25上，并与负极延伸部152接触贴合，使各焊接部位有效接触，以确保能够可靠实现焊接。

在焊接步骤中，焊接保护片分别由第一焊孔113和第二焊孔114放入，并分别叠设在正极极耳上和负极极耳上。通过设置的保护片，确保各焊接部位能够有效焊接，实现良好的电性连接。当然，当两个电芯的正极极耳在插入后位于正极延伸部142的下方，以及两个负极极耳在插入后位于负极延伸部152的下方时，放置的焊接保护片则对应叠设在正极延伸部142上和负极延伸部152上。

在组装注液步骤中，将焊接后并列的第一电芯28和第二电芯29位置对准折叠而完成合芯，并统一装入到电池壳内。随后，可由第一焊孔113或第二焊孔114向电池壳内注入电解液。

在封装步骤中，当完成注液后，在第一焊孔113和第二焊孔114内都放置有密封块19，然后通过激光焊接而将第一焊孔113和第二焊孔114密封，完成电池的封装。优选地，该密封块19为铝块，从而便于焊接密封。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池盖板，其特征在于，包括：

盖体，设置有正极端子和负极端子；

正极导电件，用于连接所述正极端子与电芯的正极极耳，一端固定焊接于所述正极端子的底部；

负极导电件，用于连接所述负极端子与电芯的负极极耳，一端固定焊接于所述负极端子的底部；

其中，所述正极端子和/或所述负极端子与所述盖体之间设置有绝缘件。

2.如权利要求1所述的电池盖板，其特征在于，所述盖体包括：

基板，所述正极端子和所述负极端子设置在所述基板上；

止动架，所述基板连接于所述止动架；

其中，所述基板上开设有第一焊孔和第二焊孔，所述第一焊孔用于供焊接头穿过将所述正极导电件与所述电芯的正极极耳焊接，所述第二焊孔用于供焊接头穿过将所述负极导电件与所述电芯的负极极耳焊接。

3.如权利要求2所述的电池盖板，其特征在于，所述止动架包括：

架体，所述基板叠设在所述架体上；

第一通孔，与所述正极端子相对，用于供所述正极导电件穿过与所述正极端子连接；

第二通孔，与所述负极端子相对，用于供所述负极导电件穿过与所述负极端子连接；

第三通孔，与所述第一焊孔相对，用于供焊头插入焊接所述正极导电件与所述电芯的正极极耳；

第四通孔，与所述第二焊孔相对，用于供焊头插入焊接所述负极导电件与所述电芯的负极极耳；

其中，各通孔均开设在所述架体上。

4.如权利要求3所述的电池盖板，其特征在于，所述正极导电件包括：

正极焊接部，用于穿过所述第一通孔与所述正极端子焊接相连；

正极延伸部，沿所述正极焊接部的长度方向反向延伸，用于与所述电芯的正极极耳焊接；

其中，所述正极端子为凹槽，所述正极焊接部焊接于所述凹槽底部的背面，所述正极焊接部与所述第一通孔之间设置有正极密封圈。

5.如权利要求3所述的电池盖板，其特征在于，所述负极导电件包括：

负极焊接部，用于穿过所述第二通孔与所述负极端子焊接相连；

负极延伸部，沿所述负极焊接部的长度方向反向延伸，用于与所述电芯的负极极耳焊接；

其中，所述负极端子为负极压板，所述负极焊接部与所述第二通孔之间设置有负极密封圈，所述负极端子与所述基板之间设置有所述绝缘件。

6.如权利要求3至5中任一项所述的电池盖板，其特征在于，所述电池盖板还包括：

防爆结构，设置在所述基板和所述架体相同的位置处。

7.一种盖板焊接工装，用于将如权利要求1至6中任一所述的电池盖板与电芯进行焊接，其特征在于，所述盖板焊接工装包括：

第一电芯固定件，用于将与所述电池盖板焊接相连的第一电芯固定；

第二电芯固定件，用于将与所述电池盖板焊接相连的第二电芯固定；

盖板承载件，用于承载所述电池盖板，所述盖板承载件上开设有用于焊接的正极焊接座口和负极焊接座口；

其中，所述第一电芯固定件和所述第二电芯固定件分别连接于所述盖板承载件相对的两侧。

8.如权利要求7所述的盖板焊接工装，其特征在于，所述盖板承载件上设置有用于固定所述电池盖板的盖板限位块。

9.如权利要求7或8所述的盖板焊接工装，其特征在于，所述第一电芯固定件和/或所述第二电芯固定件上设置有电芯限位块。

10.一种电池制备方法，使用如权利要求7至9中任一项所述的盖板焊接工装焊接电池盖板，所述电池盖板为权利要求2中所述的电池盖板，其特征在于，所述制备方法为：

焊接准备步骤：将所述电池盖板放置在所述盖板承载件上，将所述第一电芯放置在所述第一电芯固定件上，将所述第二电芯放置在所述第二电芯固定件上；

焊接步骤：提供焊接保护片，并在所述第一焊孔和所述第二焊孔内均放置有所述焊接保护片，然后将超声波焊接头从所述第一焊孔内插入，将所述第一电芯和所述第二电芯的正极极耳均与所述正极端子焊接，并将超声波焊接头从所述第二焊孔内插入，将所述第一电芯和所述第二电芯的负极极耳均与所述负极端子焊接；

组装注液步骤：焊接完成后，将所述第一电芯和所述第二电芯合芯装入到电池壳内，随后向所述电池壳内注入电解液；

封装步骤：提供密封块，在所述第一焊孔和所述第二焊孔内放置所述密封块，然后通过激光焊接将所述第一焊孔和所述第二焊孔密封。