CN110023028B - 检查二次电池的焊接的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种检查二次电池的焊接的装置和方法。该检查二次电池的焊接的装置包括：测量单元，该测量单元在电极接片与电极引线被彼此焊接时测量供应至焊接设备的功率值(P)和花费的时间(S)，以获得测量的焊接数据(Data)；计测单元，该计测单元利用由测量单元获得的测量的焊接数据获得代表功率值(P)与花费的时间(S)之间的关系的测量的焊接波形，以将该测量的焊接波形显示在曲线图上；和检查单元，该检查单元将曲线图上显示的该测量的焊接波形与正常的焊接波形进行比较，以实时检查是否发生缺陷焊接。

Description

检查二次电池的焊接的装置和方法

技术领域

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年5月2日提交的韩国专利申请第10-2017-0056171号的优先权的权益，通过引用将该专利申请的全部内容结合在此。

技术领域

本发明涉及一种检查二次电池的焊接的装置和方法，更具体地，涉及一种通过焊接期间产生的功率P和时间S来实时检查二次电池的焊接状态的装置和方法。

背景技术

一般来说，与不可充电的原电池不同，二次电池是可充电放电的并且广泛用在诸如移动电话、笔记本电脑、便携式摄像机等之类的电子装置；电动车辆等中。

这种二次电池包括：包括电极接片的电极组件、接合至电极接片的电极引线、以及在电极引线的前端被引出到外部的状态下容纳电极组件的壳体。

在此，电极接片和电极引线通过焊接彼此接合。特别是，在制造产品的同时检查电极接片与电极引线之间的焊接状态。

然而，电极接片与电极引线之间的焊接状态的检查被手动执行。结果，所需的人力和时间增加，难以精确检查，并且焊接检查的可靠性劣化。

发明内容

技术问题

本发明致力于解决上述问题，本发明的一个目的是提供一种检查二次电池的焊接的装置和方法，其中通过焊接期间产生的功率P和时间S来实时检查焊接状态，从而执行精确检查并且显著减少用于评估焊接之后的质量的人力、时间和成本，由此提高可靠性。

技术方案

为了实现上述目的，根据本发明一实施方式的检查二次电池的焊接的装置检查在利用电能将电极接片与电极引线的重叠部分彼此焊接的焊接设备中是否发生缺陷焊接，所述装置包括：测量单元，所述测量单元在所述电极接片与所述电极引线被彼此焊接时测量供应至所述焊接设备的功率值和花费的时间，以获得测量的焊接数据；计测单元，所述计测单元利用由所述测量单元获得的所述测量的焊接数据获得代表所述功率值与所述花费的时间之间的关系的测量的焊接波形，以将所述测量的焊接波形显示在曲线图上；和检查单元，所述检查单元将所述曲线图上显示的所述测量的焊接波形与正常的焊接波形进行比较，以实时检查是否发生缺陷焊接。

所述测量单元可在所述电极接片与所述电极引线被彼此焊接时，以5ms为单位反复测量供应至所述焊接设备的功率值，以获得60条～100条所述测量的焊接数据。

所述计测单元可将由所述测量单元获得的60条～100条所述测量的焊接数据显示在所述曲线图上并且将60条～100条所述测量的焊接数据彼此连接，以获得所述测量的焊接波形。

当所述曲线图上显示的所述测量的焊接波形位于所述正常的焊接波形的设定范围内时，所述检查单元可确定焊接为正常焊接，并且当所述测量的焊接波形位于所述设定范围之外时，所述检查单元可确定焊接为缺陷焊接。

当所述测量的焊接波形具有其中所述功率值的宽度大于所述正常的焊接波形中的功率值的宽度并且所述时间的宽度小于所述正常的焊接波形中的时间的宽度的波形时，所述检查单元可确定焊接为过度焊接缺陷。

当所述测量的焊接波形具有其中所述功率值的宽度小于所述正常的焊接波形中的功率值的宽度并且所述时间的宽度大于所述正常的焊接波形中的时间的宽度的波形时，所述检查单元可确定焊接为薄弱焊接缺陷。

所述焊接设备可包括：供应电能的电源单元、将从所述电源单元供应的电能转换为振动能的转换单元以及利用由所述转换单元转换的振动能对所述电极接片与所述电极引线的所述重叠部分执行超声波焊接的焊接单元，并且所述测量单元可测量从所述电源单元供应至所述转换单元的电能的功率值。

一种利用检查二次电池的焊接的装置来检查二次电池的焊接的方法，包括：焊接步骤(S10)，将电极接片与电极引线的重叠部分彼此焊接并连接；测量步骤(S20)，测量在所述电极接片与所述电极引线被彼此焊接时供应的功率值和花费的时间，以获得测量的焊接数据；计测步骤(S30)，利用所述测量的焊接数据获得代表所述功率值和所述花费的时间之间的关系的测量的焊接波形，以将所述测量的焊接波形显示在曲线图上；以及检查步骤(S40)，将所述曲线图上显示的所述测量的焊接波形与正常的焊接波形进行比较，以检查是否发生缺陷焊接。

在所述测量步骤(S20)中，可在所述电极接片与所述电极引线被彼此焊接时，以5ms为单位反复测量所述功率值，以获得60条～100条所述测量的焊接数据。

在所述计测步骤(S30)中，可将在所述测量步骤(S20)中获得的60条～100条所述测量的焊接数据显示在所述曲线图上并且将60条～100条所述测量的焊接数据彼此连接，以获得所述测量的焊接波形。

在所述检查步骤(S40)中，当所述曲线图上显示的所述测量的焊接波形位于所述正常的焊接波形的设定范围内时，可确定焊接为正常焊接，并且当所述测量的焊接波形位于所述设定范围之外时，可确定焊接为缺陷焊接。

在所述检查步骤(S40)中，当所述测量的焊接波形具有其中所述功率值的宽度大于所述正常的焊接波形中的功率值的宽度并且所述时间的宽度小于所述正常的焊接波形中的时间的宽度的波形时，可确定焊接为过度焊接缺陷。

在所述检查步骤(S40)中，当所述测量的焊接波形具有其中所述功率值的宽度小于所述正常的焊接波形中的功率值的宽度并且所述时间的宽度大于所述正常的焊接波形中的时间的宽度的波形时，可确定焊接为薄弱焊接缺陷。

有益效果

本发明具有以下效果。

第一：根据本发明的检查二次电池的焊接的装置可通过在焊接期间产生的功率P和时间S获得测量的焊接波形，并且可通过将测量的焊接波形与正常的焊接波形进行比较来简单且精确地实时检查缺陷焊接，以显著减少所需的人力和时间并且能够进行精确检查，由此提高可靠性。

第二：在根据本发明的检查二次电池的焊接的装置中，测量单元可在焊接期间以5ms为单位反复测量供应的功率值P，以获得60条～100条测量的焊接数据(Data)，由此获得更精确的测量的焊接数据。

第三：在根据本发明的检查二次电池的焊接的装置中，计测单元可将由测量单元获得的60条～100条测量的焊接数据(Data)彼此连接，以获得测量的焊接波形，因而更精确地将测量的焊接波形与正常的焊接波形进行比较，由此精确地检查焊接状态。

第四，在根据本发明的检查二次电池的焊接的装置中，测量单元可测量从焊接设备的电源单元供应至转换单元的电能的功率值P，以精确地测量功率值P，由此更精确地实时检查焊接状态，即，焊接是正常的还是有缺陷的。

附图说明

图1是根据本发明一实施方式的检查二次电池的焊接的装置的示图。

图2是图解通过根据本发明一实施方式的检查二次电池的焊接的装置获得的测量的焊接波形和正常的焊接波形的曲线图。

图3是图解根据本发明一实施方式的检查二次电池的焊接的方法的流程图。

图4是图解根据本发明的电极接片与电极引线之间的正常焊接状态的剖面照片。

图5是图解根据本发明的电极接片与电极引线之间的过度焊接状态的剖面照片。

图6是图解根据本发明的电极接片与电极引线之间的薄弱焊接状态的剖面照片。

具体实施方式

下文中，将以本发明所属领域的普通技术人员可容易实施本发明的技术构思的方式参照附图详细描述本发明的实施方式。然而，本发明可以以不同的形式实施，不应当解释为限于在此阐述的实施方式。在附图中，为了清楚起见，将省略对于描述本发明来说不必要的任何内容，此外，附图中相同的参考标记表示相同的元件。

参照图1，二次电池10包括：包括电极接片11a的电极组件11、接合至电极接片11a的电极引线12、以及在电极引线12的前端被引出到外部的状态下容纳电极组件11的壳体(未示出)。

在此，在电极接片11a和电极引线12被焊接以彼此接合之后，检查焊接状态。在此，使用根据本发明一实施方式的用于二次电池的焊接系统100。

[根据一实施方式的用于二次电池的焊接系统]

如图1中所示，根据本发明一实施方式的用于二次电池的焊接系统100包括：焊接设备110，该焊接设备110将电能转换为振动能，以焊接电极接片11a与电极引线12的重叠部分；和检查焊接的装置120，该检查焊接的装置120实时检查电极接片11a与电极引线12之间的焊接部分的焊接状态(即，正常焊接、过度焊接和薄弱焊接)。

焊接设备110配置成焊接电极接片与电极引线的重叠部分并且包括：供应电能的电源单元111；将从电源单元111供应的电能转换为振动能的转换单元112；以及利用由转换单元112转换的振动能对电极接片11a与电极引线12的重叠部分执行超声波焊接的焊接单元113。

在此，焊接单元113包括支撑电极接片11a与电极引线12的重叠部分的一侧表面的砧座113a和按压另一侧表面并且利用振动能对电极接片11a与电极引线12的重叠部分执行超声波焊接的焊头113b。

在具有上述构成的焊接设备110中，将电极接片11a与电极引线12的重叠部分压配合在焊接单元113的砧座113a与焊头113b之间。然后，通过电源单元111给焊接单元113的焊头113b供应电能。在此，供应至焊头113b的电能在经过转换单元112的同时被转换为振动能，焊头113b利用振动能对电极接片11a与电极引线12的重叠部分执行超声波焊接。

检查焊接的装置120配置成检查被焊接设备彼此焊接的电极接片与电极引线之间的焊接状态，特别是通过供应至焊接设备的功率值P和花费的时间S来实时检查电极接片与电极引线之间的焊接状态。

就是说，检查焊接的装置120包括：测量单元121，该测量单元121测量供应至焊接设备110的功率值P和花费的时间S，以获得测量的焊接数据；计测单元122，该计测单元122基于由测量单元121获得的测量的焊接数据获得测量的焊接波形A；以及检查单元123，该检查单元123将由计测单元122获得的测量的焊接波形A与正常的焊接波形B进行比较，以实时检查焊接状态。

测量单元121在电极接片11a与电极引线12被彼此焊接时测量供应至焊接设备110的功率值P和预定时间S，以获得测量的焊接数据(Data)。

更详细地说，当电极接片11a与电极引线12的重叠部分被彼此焊接时，焊接设备110需要预定功率值P和预定时间S。在此，测量单元121以预定时间S为单位连续测量供应至焊接设备110的功率值P，以获得多条测量的焊接数据(Data)。

例如，当电极接片11a与电极引线12被彼此焊接时，测量单元121可以以5ms为单位反复测量供应至焊接设备110的功率值P，以获得60条～100条测量的焊接数据(Data)。

测量单元121测量从电源单元111供应至转换单元112的电能的功率值P。就是说，测量单元121可测量作为未发生电能损耗的部分的电源单元111与转换单元112之间的电能的功率值P，因而可更精确地测量功率值P。

计测单元122利用由测量单元121获得的测量的焊接数据获得代表功率值P与花费的时间S之间的关系的波形，以将该波形显示在曲线图上。

就是说，参照图2的曲线图，计测单元122可利用由测量单元121获得的测量的焊接数据将波形显示在曲线图上，曲线图的下部代表花费的时间S，上部代表功率值P。

例如，计测单元122可将由测量单元121获得的60条～100条测量的焊接数据y1、y2、y3、…、和yn连续显示在曲线图上，然后，当显示的点彼此连接时，可获得测量的焊接波形A。在此，在测量的焊接波形A中，可获得其中功率值P一侧宽度较大的测量的焊接波形A1和其中花费的时间S一侧宽度较大的测量的焊接波形A2。

检查单元123将曲线图上显示的测量的焊接波形A与正常的焊接波形B进行比较，以实时检查焊接是否有缺陷。

就是说，当曲线图上显示的测量的焊接波形A位于正常的焊接波形B的设定范围内时，检查单元123确定焊接为正常焊接，并且当测量的焊接波形位于该设定范围之外时，检查单元123确定焊接为缺陷焊接。

就是说，检查单元123可通过使用统计分析方案(Solution)利用曲线图上显示的测量的焊接波形，以将测量的焊接波形与正常的焊接波形进行比较，由此检查缺陷焊接。此外，检查单元123根据测量的波形计算焊接能量和焊接时间，从而当计算的焊接能量和焊接时间在设定范围内时确定焊接为正常的焊接，并且当计算的焊接能量和焊接时间在设定范围之外时确定焊接为缺陷焊接。

例如，当测量的焊接波形具有其中功率值P的宽度大于正常的焊接波形B中的功率值的宽度并且时间S的宽度小于正常的焊接波形B中的时间的宽度的波形A1时，检查单元123确定焊接为过度焊接缺陷，当测量的焊接波形具有其中功率值P的宽度小于正常的焊接波形B中的功率值的宽度并且时间S的宽度大于正常的焊接波形B中的时间的宽度的波形A2时，检查单元123确定焊接为薄弱焊接缺陷。

即使测量的焊接波形A位于正常的焊接波形B的设定范围内，但当测量的焊接波形A的一部分具有诸如波形状、锯齿形状和不均匀形状之类的不规则振幅时，检查单元123仍可确定焊接为缺陷焊接。

例如，当通过电源单元111供应至焊接单元113的焊头113b的电能被不规则地供应预定时间时，计测单元122显示测量的焊接波形A，在该测量的焊接波形A中，电能被不规则地供应的部分中的波形具有预定振幅(波形状、锯齿形状和不均匀形状之一)。当产生如上所述的测量的焊接波形A时，即使测量的焊接波形A位于正常的焊接波形B的设定范围内，检查单元123仍确定焊接为缺陷焊接。在包括上述构成的检查焊接的装置中，仅通过曲线图上显示的测量的焊接波形就可容易确定电极接片与电极引线之间当前的焊接状态。因此，可显著减少检查焊接所需的时间和人力，并且可进行精确检查，以提高可靠性。

[根据一实施方式的检查二次电池的焊接的方法]

下文中，将描述根据本发明一实施方式的检查二次电池的焊接的方法。

如图3中所示，根据本发明一实施方式的检查二次电池的焊接的方法包括：焊接步骤S10，将电极接片11a与电极引线12的重叠部分彼此焊接并连接；测量步骤S20，在电极接片11a与电极引线12被彼此焊接时测量供应的功率值P和花费的时间S，以获得测量的焊接数据(Data)；计测步骤S30，利用测量的焊接数据获得代表功率值P和花费的时间S之间的关系的波形，以将该波形显示在曲线图上；以及检查步骤S40，将曲线图上显示的测量的焊接波形A与正常的焊接波形B进行比较，以检查焊接状态。

在焊接步骤S10中，利用焊接设备110将电极接片11a与电极引线12的重叠部分焊接为彼此连接。更详细地说，焊接单元113将电极接片11a与电极引线12的重叠部分压配合在砧座113a与焊头113b之间。在这种状态下，电源单元111给焊头113b供应电能。在此，电源单元111的电能在经过转换单元112的同时被转换为振动能，并且焊头113b通过经过转换单元112的振动能对电极接片11a与电极引线12的重叠部分执行超声波焊接。

在测量步骤S20中，通过检查焊接的装置120的测量单元121测量从电源单元111供应至转换单元112的电能的功率值P和花费的时间S，以获得测量的焊接数据(Data)。就是说，当电极接片11a与电极引线12被彼此焊接时，测量单元121以5ms为单位反复测量从电源单元111供应至转换单元112的功率值P，以获得60条～100条测量的焊接数据(Data)。

在计测步骤S30中，通过检查焊接的装置120的计测单元122将测量步骤S20中获得的测量的焊接数据(Data)显示在曲线图上，以获得测量的焊接波形A。就是说，在计测步骤S30中，将测量步骤S20中获得的60条～100测量的焊接数据(Data)显示为y1、y2、y3、…、和yn并且之后彼此连接，以获得测量的焊接波形A。

在检查步骤S40中，通过检查焊接的装置120的检查单元123将测量步骤S30中的显示在曲线图上的测量的焊接波形A与预先显示的正常的焊接波形B彼此比较，以实时检查焊接是否有缺陷。

就是说，当测量的焊接波形具有其中功率值P的宽度大于正常的焊接波形中的功率值的宽度并且时间S的宽度小于正常的焊接波形中的时间的宽度的波形A1时，检查单元123确定焊接为过度焊接缺陷，当测量的焊接波形具有其中功率值P的宽度小于正常的焊接波形中的功率值的宽度并且时间S的宽度大于正常的焊接波形中的时间的宽度的波形A2时，检查单元123确定焊接为薄弱焊接缺陷。

在根据本发明一实施方式的检查二次电池的焊接的方法中，仅通过供应的功率值P和执行焊接花费的时间S就可实时确认焊接状态，因而可进行精确检查并可提高可靠性。

[实验例]

在根据本发明一实施方式的检查二次电池的焊接的方法中，仅通过功率值P和花费的时间S就可容易确认焊接状态。可通过以下实验证实如上所述确认的焊接状态是否正确。

图4是图解根据本发明的电极接片与电极引线之间的正常焊接状态的剖面照片。就是说，可以看出电极引线与电极接片之间的峰(peak)具有凸曲线形状，并且在电极引线与电极接片之间未产生间隙。

图5是图解根据本发明的电极接片与电极引线之间的过度焊接状态的剖面照片。就是说，可以看出电极引线与电极接片之间的峰(peak)较大，并且在电极接片的一侧发生过度焊接。

图6是图解根据本发明的电极接片与电极引线之间的薄弱焊接状态的剖面照片。就是说，可以看出电极引线与电极接片之间的峰(peak)较小，并且电极引线和电极接片未焊接至彼此，因为在电极引线与电极接片之间产生了间隙。

因而，根据本发明，经由上述实验，可利用代表焊接期间产生的功率值P和花费的时间S的波形精确检查焊接状态。

因此，本发明的范围由所附权利要求限定，而不是由前面的描述和在此描述的示例性实施方式限定。在本发明权利要求内以及权利要求的等同含义内进行的各种修改应当被认为是在本发明的范围内。

Claims (2)

1.一种检查二次电池的焊接的装置，所述装置检查在利用电能将电极接片与电极引线的重叠部分彼此焊接的焊接设备中是否发生缺陷焊接，所述装置包括：

测量单元，所述测量单元在所述电极接片与所述电极引线被彼此焊接时测量供应至所述焊接设备的功率值和花费的时间，以获得测量的焊接数据；

计测单元，所述计测单元利用由所述测量单元获得的所述测量的焊接数据获得代表所述功率值与所述花费的时间之间的关系的测量的焊接波形，以将所述测量的焊接波形显示在曲线图上；和

检查单元，所述检查单元将所述曲线图上显示的所述测量的焊接波形与正常的焊接波形进行比较，以实时检查是否发生缺陷焊接并且确定所述电极接片与所述电极引线之间当前的焊接状态，

其中所述测量的焊接波形与所述曲线图的时间轴围成闭合形状，

其中当所述曲线图上显示的所述测量的焊接波形位于所述正常的焊接波形的设定范围内并且不具有不规则振幅时，所述检查单元确定焊接为正常焊接，并且当所述测量的焊接波形位于所述设定范围之外或者具有不规则振幅时，所述检查单元确定焊接为缺陷焊接，所述不规则振幅包括波形状、锯齿形状和不均匀形状，

其中当所述测量的焊接波形具有其中所述功率值的宽度大于所述正常的焊接波形中的功率值的宽度并且所述时间的宽度小于所述正常的焊接波形中的时间的宽度的波形时，所述检查单元确定焊接为过度焊接缺陷，

其中当所述测量的焊接波形具有其中所述功率值的宽度小于所述正常的焊接波形中的功率值的宽度并且所述时间的宽度大于所述正常的焊接波形中的时间的宽度的波形时，所述检查单元确定焊接为薄弱焊接缺陷，

其中所述测量单元在所述电极接片与所述电极引线被彼此焊接时，以5ms为单位反复测量供应至所述焊接设备的功率值，以获得60条~100条所述测量的焊接数据，

其中所述计测单元将由所述测量单元获得的60条~100条所述测量的焊接数据显示在所述曲线图上并且将60条~100条所述测量的焊接数据彼此连接，以获得所述测量的焊接波形，并且

其中所述焊接设备包括：供应电能的电源单元、将从所述电源单元供应的电能转换为振动能的转换单元以及利用由所述转换单元转换的振动能对所述电极接片与所述电极引线的所述重叠部分执行超声波焊接的焊接单元，并且

所述测量单元测量从所述电源单元供应至所述转换单元的电能的功率值。

2.一种检查二次电池的焊接的方法，所述方法包括：

焊接步骤（S10），将电极接片与电极引线的重叠部分彼此焊接并连接；

测量步骤（S20），测量在所述电极接片与所述电极引线被彼此焊接时供应的功率值和花费的时间，以获得测量的焊接数据；

计测步骤（S30），利用所述测量的焊接数据获得代表所述功率值和所述花费的时间之间的关系的测量的焊接波形，以将所述测量的焊接波形显示在曲线图上；以及

检查步骤（S40），将所述曲线图上显示的所述测量的焊接波形与正常的焊接波形进行比较，以检查是否发生缺陷焊接并且确定所述电极接片与所述电极引线之间当前的焊接状态，

其中所述测量的焊接波形与所述曲线图的时间轴围成闭合形状，

其中，在所述检查步骤（S40）中，当所述曲线图上显示的所述测量的焊接波形位于所述正常的焊接波形的设定范围内并且不具有不规则振幅时，确定焊接为正常焊接，并且当所述测量的焊接波形位于所述设定范围之外或者具有不规则振幅时，确定焊接为缺陷焊接，所述不规则振幅包括波形状、锯齿形状和不均匀形状，

其中，在所述检查步骤（S40）中，当所述测量的焊接波形具有其中所述功率值的宽度大于所述正常的焊接波形中的功率值的宽度并且所述时间的宽度小于所述正常的焊接波形中的时间的宽度的波形时，确定焊接为过度焊接缺陷，

其中，在所述检查步骤（S40）中，当所述测量的焊接波形具有其中所述功率值的宽度小于所述正常的焊接波形中的功率值的宽度并且所述时间的宽度大于所述正常的焊接波形中的时间的宽度的波形时，确定焊接为薄弱焊接缺陷，

其中，在所述测量步骤（S20）中，在所述电极接片与所述电极引线被彼此焊接时，以5ms为单位反复测量所述功率值，以获得60条~100条所述测量的焊接数据，并且

其中，在所述计测步骤（S30）中，将在所述测量步骤（S20）中获得的60条~100条所述测量的焊接数据显示在所述曲线图上并且将60条~100条所述测量的焊接数据彼此连接，以获得所述测量的焊接波形。

Images