CN110994007A - 鼓式微电池卷芯装配绝缘焊接结构及加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种鼓式微电池卷芯装配绝缘焊接结构及加工方法，焊接结构包括内壳、外壳、卷芯、第一极耳和第二极耳，第一极耳设置在卷芯一侧，并与卷芯内一个电极电连接，第二极耳设置在卷芯3另一侧，并与卷芯内的另一个电极电连接，卷芯设置在内壳内，内壳设置在外壳内，第一极耳固定焊接在内壳底部，第二极耳固定焊接在外壳底部。本发明采用折弯引脚配合激光盲焊接，可实现电池自动化装配，提高工作效率，降低产品加工成本。

Description

鼓式微电池卷芯装配绝缘焊接结构及加工方法

技术领域

本发明公开一种鼓式微电池，特别是一种鼓式微电池卷芯装配绝缘焊接结构及加工方法。

背景技术

随着电子技术的发展，锂电池在人们生活中的应用越来越广泛，锂电池大有取代传统电池的趋势，不仅包括柱状电池、软包电池等领域逐渐取代了传统电池，而且在其他电池领域也有长足发展，尤其是小微电池。

传统的小微电池又称为纽扣电池，多为一次电池，在很多传统领域中应用不会出现很大问题，如：汽车遥控钥匙、电脑主板、电子手表等，其耗电量极低，不需要频繁更换电池。但是，如果将其用在小型蓝牙耳机上的话，由于其耗电量大，不可能经常更换电池，所以，其需要采用二次电池或称为可充电电池，主要为锂电池，当电池电量耗尽时，可及时进行充电。

目前的小微式锂电池大都包括卷芯、内壳和外壳，内壳和外壳相对扣合安装在一起，组成一个密封壳体，卷芯设置在密封壳体内，卷芯上伸出正极极耳和负极极耳，一端焊接在内壳上，另一端焊接在外壳上，将内壳和外壳一端作为电池正极、一端作为电池负极使用，在组装时，需要先将极耳的一极焊接在外壳内部，再将另一极耳焊接在内壳内部，最后，将其组装在一起，形成电池。由于小微型电池自身结构的限制，其焊接时需要人工手动进行焊接，自动化操作不够方便，而且会造成极耳金属带在内壳或外壳内形成堆叠，容易造成损坏、短路等。

发明内容

针对上述提到的现有技术中的微电池极耳需要人工手动焊接，效率低下的缺点，本发明提供一种鼓式微电池卷芯装配绝缘焊接结构及加工方法，其采用折弯引脚配合激光盲焊接，可实现电池自动化装配，提高工作效率。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种鼓式微电池卷芯装配绝缘焊接结构，焊接结构包括内壳、外壳、卷芯、第一极耳和第二极耳，第一极耳设置在卷芯一侧，并与卷芯内一个电极电连接，第二极耳设置在卷芯另一侧，并与卷芯内的另一个电极电连接，卷芯设置在内壳内，内壳设置在外壳内，第一极耳固定焊接在内壳底部，第二极耳固定焊接在外壳底部。

一种如上述的鼓式微电池卷芯装配绝缘焊接结构的加工方法，该加工方法包括下述步骤：

步骤S1、形成卷芯：通过卷绕工艺形成卷芯；

步骤S2、形成极耳：将卷芯端头位置处的金属箔折弯，或在卷芯端头位置处焊接铝带、铜带、镍带或不锈钢带，形成极耳；

步骤S3、安装绝缘板：将第一绝缘板与第一极耳粘合在一起，将第二绝缘板与第二极耳粘合在一起；或者将第一绝缘板和第二绝缘板分别与卷芯粘合在一起，或者将第一绝缘板与第一极耳粘合在一起，将第二绝缘板与第二极耳粘合在一起后，再将第一绝缘板和第二绝缘板分别与卷芯粘合在一起；

步骤S4、卷芯装入：将卷芯装入内壳内，将内壳装入外壳内；

步骤S5、焊接：焊接时，采用激光盲焊工艺，在内壳和外壳外侧，将内壳与第一极耳，外壳与第二极耳分别焊接在一起；

步骤S6、封口：在外壳上端封口处通过辊压工艺形成封边，在外壳下部通过辊压工艺形成滚槽，即成成品。

本发明解决其技术问题采用的技术方案进一步还包括：

所述的内壳与外壳外侧的焊接处形成有焊接位，焊接位呈环形，焊接位内形成有正负极标记。

所述的第一极耳和第二极耳采用卷芯内的铜箔或铝箔折弯形成，或第一极耳和第二极耳采用在卷芯焊接铜带、铝带、镍带或不锈钢带形成。

所述的内壳和外壳之间设置有绝缘膜，外壳上端与内壳连接处设置有封边，外壳下部设有环形滚槽。

所述的第一极耳与卷芯之间设置有第一绝缘板，第二极耳与卷芯之间设置有第二绝缘板。

所述的第一绝缘板和第二绝缘板均呈圆形，第一绝缘板和第二绝缘板直径与卷芯直径相同，在第一绝缘板对应于卷芯与第一极耳连接处设置有缺口，在第二绝缘板对应于卷芯与第二极耳连接处设置有缺口。

所述的第一绝缘板外侧设有第一粘合胶，第二绝缘板外侧设有第三粘合胶。

所述的第一绝缘板内侧设有第二粘合胶，第二绝缘板内侧设有第四粘合胶。

所述的第一绝缘板和第二绝缘板上设置有容槽。

本发明的有益效果是：本发明采用折弯引脚配合激光盲焊接，可实现电池自动化装配，提高工作效率，降低产品加工成本。

下面将结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

附图说明

图1为本发明立体结构示意图。

图2为本发明实施例一剖面结构示意图。

图3为本发明实施例一分解状态结构示意图。

图4为本发明实施例二分解状态结构示意图。

图5为本发明实施例三分解状态结构示意图。

图6为本发明实施例四分解状态结构示意图。

图7为本发明实施例五分解状态结构示意图。

图8为本发明实施例六分解状态结构示意图。

图9为本发明实施例七分解状态结构示意图。

图10为本发明实施例八分解状态结构示意图。

图中，1-内壳，2-外壳，3-卷芯，4-第一极耳，5-第二极耳，6-封边，7-滚槽，8-第一绝缘板，9-第二绝缘板，10-缺口，11-第一粘合胶，12-第二粘合胶，13-第三粘合胶，14-第四粘合胶，15-绝缘膜，16-容槽，17-焊接位。

具体实施方式

本实施例为本发明优选实施方式，其他凡其原理和基本结构与本实施例相同或近似的，均在本发明保护范围之内。

请参看附图1、附图2和附图3，本发明包括内壳1、外壳2、卷芯3、第一极耳4和第二极耳5，第一极耳4设置在卷芯3一侧，并与卷芯3内一个电极电连接，第二极耳5设置在卷芯3另一侧，并与卷芯3内的另一个电极电连接，卷芯3设置在内壳1内，内壳1设置在外壳2内，第一极耳4固定焊接在内壳1底部，第二极耳5固定焊接在外壳2底部。

本实施例中，第一极耳4与内壳1之间以及第二极耳与外壳2之间采用激光盲焊的工艺焊接在一起，也称为激光深熔焊接(深熔，或称作深度穿透焊接。常见于以高激光功率焊接较厚的材料。在深熔焊接中，激光聚焦在一起从而在工件上形成极高的功率密度。事实上，激光束聚焦的部位会使金属气化，令金属熔池中出现一个盲孔(即深熔孔)。金属蒸气压力会挡住周围熔化的金属，使盲孔在焊接过程中始终处于开口状态。激光功率主要在蒸气与熔体边界和深熔孔壁处被熔体吸收。聚焦的激光束和深熔孔沿焊接轨迹持续移动。焊接材料在深熔孔前方熔化，并在后面重新凝固形成焊缝。微小的深熔孔区域形成精确的窄熔化区，与电弧焊方法相比，它具有较高的纵横比(深度与宽度之比)。而且，高度集中的热量意味着工件的基体可以起到有效的散热作用，因此，焊接区域能够迅速地升温和冷却。这可在最大程度上减小受高温影响的区域面积，并降低晶粒生长。)，即可以在内壳1和外壳2外侧通过激光将其焊接在一起。

本实施例中，内壳1与外壳2外侧的焊接处形成有焊接位17，本实施例中，焊接位17呈环形，焊接位17内通过激光焊接机形成有正负极标记，即电池正极的焊接位17呈

形，电池负极的焊接位17呈

形，一方面可更加合理的利用焊接位17，使整个电池更加美观，另一方面在电池外部标示出正负极，也使电池使用更加方便。

本实施例中，第一极耳4和第二极耳5可采用卷芯3内的铜箔或铝箔折弯形成(因为卷芯3都是采用铜箔或铝箔加上绝缘胶带卷绕而成，则在外侧端头处将铜箔或铝箔进行折弯，使其翻到卷芯3两侧，从而形成两侧的极耳)，第一极耳4和第二极耳5也可采用在卷芯3焊接铜带、铝带、镍带或不锈钢带形成，即在卷芯3的端头处通过点焊技术，焊接与卷芯3圆心平行的铜带、铝带、镍带或不锈钢带，再将其翻到卷芯3两侧，从而形成两侧的极耳。

本实施例中，在内壳1和外壳2之间设置有绝缘膜15，可使内壳1和外壳2之间实现绝缘。

本实施例中，外壳2上端(本实施例中，将外壳2开口处一端定义为上端)，与内壳1连接处设置有封边6，即通过封边6将内壳1和外壳2封装在一起，实现电池的防爆功能，外壳2下部设有环形滚槽7，即通过滚压机在外壳2下部压出一圈环形的滚槽7，从而实现内壳1和外壳2之间的密封，防止电解液泄漏。由于附图为产品示意图，在封边6和滚槽7处，内壳1和外壳2均有些微形变，图中未示出。由于封边6和滚槽7的存在，使得本发明从侧面看，有点像鼓形，所以将其定义为鼓式微电池，实际生产时，也可以采用其他密封结构，不采用封边6和滚槽7结构亦可。

上述实施例，为本发明最简实施例，除了上述结构外，本发明还具有其他实施方式。

实施例二：请参看附图4，本实施例中，在第一极耳4与卷芯3之间设置有第一绝缘板8，在第二极耳5与卷芯3之间设置有第二绝缘板9，一方面可实现第一极耳4和第二极耳5分别与卷芯3之间的绝缘，另一方面，在激光盲焊时，还可起到隔热的作用，防止盲焊过程中，对卷芯3造成损坏。本实施例中，第一绝缘板8和第二绝缘板9均呈圆形，第一绝缘板8和第二绝缘板9直径与卷芯3直径相同，在第一绝缘板8对应于卷芯3与第一极耳4连接处设置有缺口10，卷芯3与第一极耳4连接处设置在缺口10处，可使第一极耳4不至于突出到卷芯3外侧，在第二绝缘板9对应于卷芯3与第二极耳5连接处设置有缺口10，卷芯3与第二极耳5连接处设置在缺口10处，可使第二极耳4不至于突出到卷芯3外侧。本实施例中，第一绝缘板8和第二绝缘板9可采用PP或PET材料制成，第一绝缘板8和第二绝缘板9的厚度为0.05～0.1mm。

实施例三：请参看附图5，本实施例结构与实施例二结构基本相同，不同之处在于，第一绝缘板8外侧增设有第一粘合胶11，即在第一绝缘板8与内壳1之间设有第一粘合胶11，第二绝缘板9外侧增设有第三粘合胶13，即在第二绝缘板9和外壳2之间设有第二粘合胶12，第一粘合胶11和第三粘合胶13均采用亚克力胶，具体实施时，也可以采用其他同等性能的粘合胶代替，组装时，可通过第一粘合胶11将第一绝缘板8与第一极耳4粘合在一起，通过第三粘合胶13将第二绝缘板9与第二极耳5粘合在一起，使其组装更加方便，当卷芯3装入内壳1和外壳2内时，由于挤压作用，可使第一粘合胶11和第三粘合胶13发生形变，通过第一粘合胶11将第一极耳4和第一绝缘板8贴合在内壳1内侧，通过第三粘合胶13将第二极耳5和第二绝缘板9贴合在外壳2内侧，从而使其在焊接时，极耳与内壳或外壳之间的稳定性更好，贴合更加牢固，使焊接效果及稳定性更好。本实施例中，第一粘合胶11和第三粘合胶13厚度为0.02～0.03mm。

实施例四：请参看附图6，本实施例结构与实施例二结构基本相同，不同之处在于，第一绝缘板8内侧增设有第二粘合胶12，即在第一绝缘板8与卷芯3之间设有第二粘合胶12，第二绝缘板9内侧增设有第四粘合胶14，即在第二绝缘板9与卷芯3之间设有第四粘合胶14，通过第二粘合胶12将第一绝缘板8与卷芯3粘合在一起，通过第四粘合胶14将第二绝缘板9与卷芯3粘合在一起，使其组装更加方便、快捷。本实施例中，第二粘合胶12和第四粘合胶14厚度为0.02～0.03mm。

本发明实施例一中，在第一绝缘板8内外两侧均设置有粘合胶，在第二绝缘板9内外两侧均设置有粘合胶，可实现如实施例三和实施例四两个优点。

请参看附图7至附图10，附图7至附图10中，示出的为本发明实施例五至实施例八，实施例五至实施例八结构分别与实施例一至实施例四结构基本相同，不同之处在于，实施例五至实施例八中的第一绝缘板8、第二绝缘板9、缺口10、第一粘合胶11、第二粘合胶12、第三粘合胶13和第四粘合胶14上均设置有容槽16，容槽16可为通槽或盲槽，由于有容槽16的设置，可是电池内部的空间更大，可装入的电解液更多。本实施例中，容槽16设置时，应避开焊接位17，即焊接位17处不设置容槽16。

本发明在生产加工时，包括下述步骤：

步骤S1、形成卷芯：通过卷绕工艺形成卷芯3，即通过卷绕工艺将正极金属箔、负极金属箔以及绝缘膜进行卷绕，形成卷芯3，卷绕工艺，可采用现有技术中常规的卷绕工艺；

步骤S2、形成极耳：将卷芯3端头位置处的金属箔折弯，或在卷芯3端头位置处焊接铝带、铜带、镍带或不锈钢带，形成极耳，焊接时可采用点焊工艺完成；

步骤S3、安装绝缘板：将第一绝缘板8与第一极耳4粘合在一起，将第二绝缘板9与第二极耳5粘合在一起；或者将第一绝缘板8和第二绝缘板9分别与卷芯3粘合在一起，或者将第一绝缘板8与第一极耳4粘合在一起，将第二绝缘板9与第二极耳5粘合在一起后，再将第一绝缘板8和第二绝缘板9分别与卷芯3粘合在一起，如果产品中不设置绝缘板，此步骤可省略；

步骤S4、卷芯装入：将卷芯3装入内壳1内，将内壳1装入外壳2内，在内壳1装入外壳2之前，在内壳1外侧套装有绝缘膜15；

步骤S5、焊接：焊接时，采用激光盲焊工艺，在内壳1和外壳2外侧，将内壳1与第一极耳4，外壳2与第二极耳5分别焊接在一起，焊接时采用激光盲焊的工艺焊接在一起，也称为激光深熔焊接，深熔或称作深度穿透焊接。常见于以高激光功率焊接较厚的材料。在深熔焊接中，激光聚焦在一起从而在工件上形成极高的功率密度。事实上，激光束聚焦的部位会使金属气化，令金属熔池中出现一个盲孔(即深熔孔)。金属蒸气压力会挡住周围熔化的金属，使盲孔在焊接过程中始终处于开口状态。激光功率主要在蒸气与熔体边界和深熔孔壁处被熔体吸收。聚焦的激光束和深熔孔沿焊接轨迹持续移动。焊接材料在深熔孔前方熔化，并在后面重新凝固形成焊缝。微小的深熔孔区域形成精确的窄熔化区，与电弧焊方法相比，它具有较高的纵横比(深度与宽度之比)。而且，高度集中的热量意味着工件的基体可以起到有效的散热作用，因此，焊接区域能够迅速地升温和冷却。这可在最大程度上减小受高温影响的区域面积，并降低晶粒生长。内壳1和外壳2外侧焊接的位置形成焊接位17，在焊接位17内设置电池电极标识；

步骤S6、封口：在外壳2上端封口处通过辊压工艺形成封边6，在外壳2下部通过辊压工艺形成滚槽7，即成成品。

本发明采用特殊电池结构，使其极耳更加平顺，更加有利于自动化生成，本发明采用折弯引脚配合激光盲焊接，可实现电池自动化装配，提高工作效率，降低产品加工成本。

Claims (10)

1.一种鼓式微电池卷芯装配绝缘焊接结构，其特征是：所述的焊接结构包括内壳、外壳、卷芯、第一极耳和第二极耳，第一极耳设置在卷芯一侧，并与卷芯内一个电极电连接，第二极耳设置在卷芯另一侧，并与卷芯内的另一个电极电连接，卷芯设置在内壳内，内壳设置在外壳内，第一极耳固定焊接在内壳底部，第二极耳固定焊接在外壳底部。

2.根据权利要求1所述的鼓式微电池卷芯装配绝缘焊接结构，其特征是：所述的内壳与外壳外侧的焊接处形成有焊接位，焊接位呈环形，焊接位内形成有正负极标记。

3.根据权利要求1所述的鼓式微电池卷芯装配绝缘焊接结构，其特征是：所述的第一极耳和第二极耳采用卷芯内的铜箔或铝箔折弯形成，或第一极耳和第二极耳采用在卷芯焊接铜带、铝带、镍带或不锈钢带形成。

4.根据权利要求1所述的鼓式微电池卷芯装配绝缘焊接结构，其特征是：所述的内壳和外壳之间设置有绝缘膜，外壳上端与内壳连接处设置有封边，外壳下部设有环形滚槽。

5.根据权利要求1所述的鼓式微电池卷芯装配绝缘焊接结构，其特征是：所述的第一极耳与卷芯之间设置有第一绝缘板，第二极耳与卷芯之间设置有第二绝缘板。

6.根据权利要求5所述的鼓式微电池卷芯装配绝缘焊接结构，其特征是：所述的第一绝缘板和第二绝缘板均呈圆形，第一绝缘板和第二绝缘板直径与卷芯直径相同，在第一绝缘板对应于卷芯与第一极耳连接处设置有缺口，在第二绝缘板对应于卷芯与第二极耳连接处设置有缺口。

7.根据权利要求5所述的鼓式微电池卷芯装配绝缘焊接结构，其特征是：所述的第一绝缘板外侧设有第一粘合胶，第二绝缘板外侧设有第三粘合胶。

8.根据权利要求5所述的鼓式微电池卷芯装配绝缘焊接结构，其特征是：所述的第一绝缘板内侧设有第二粘合胶，第二绝缘板内侧设有第四粘合胶。

9.根据权利要求5所述的鼓式微电池卷芯装配绝缘焊接结构，其特征是：所述的第一绝缘板和第二绝缘板上设置有容槽。

10.一种如权利要求1至9中任意一项所述的鼓式微电池卷芯装配绝缘焊接结构的加工方法，其特征是：所述的加工方法包括下述步骤：

步骤S1、形成卷芯：通过卷绕工艺形成卷芯；

步骤S2、形成极耳：将卷芯端头位置处的金属箔折弯，或在卷芯端头位置处焊接铝带、铜带、镍带或不锈钢带，形成极耳；

步骤S3、安装绝缘板：将第一绝缘板与第一极耳粘合在一起，将第二绝缘板与第二极耳粘合在一起；或者将第一绝缘板和第二绝缘板分别与卷芯粘合在一起，或者将第一绝缘板与第一极耳粘合在一起，将第二绝缘板与第二极耳粘合在一起后，再将第一绝缘板和第二绝缘板分别与卷芯粘合在一起；

步骤S4、卷芯装入：将卷芯装入内壳内，将内壳装入外壳内；

步骤S5、焊接：焊接时，采用激光盲焊工艺，在内壳和外壳外侧，将内壳与第一极耳，外壳与第二极耳分别焊接在一起；

步骤S6、封口：在外壳上端封口处通过辊压工艺形成封边，在外壳下部通过辊压工艺形成滚槽，即成成品。

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