CN111211001A - 一种适用于超级电容的引出电极及焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施了一种适用于超级电容的引出电极及焊接方法。其中，一种适用于超级电容的引出电极，包括：引出电极本体，所述引出电极本体的焊接端具有焊接平台；所述焊接平台的上表面设有焊接凹槽，其中，所述焊接凹槽的深度小于所述焊接平台的厚度。在利用本发明实施例所提供的引出电极执行焊接时，激光发生器向焊接凹槽内发射激光束，利用激光束的能量，在焊接凹槽内将引出电极与超级电容焊接表面焊接在一起。由于焊接凹槽的深度小于焊接平台的厚度，从而超级电容无需直接承受激光束的能量，避免了超级电容被激光束熔穿的风险。

Description

一种适用于超级电容的引出电极及焊接方法

技术领域

本发明涉及超级电容技术领域，特别是涉及一种适用于超级电容的引出电极及焊接方法。

背景技术

超级电容，又称超级电容器或电化学电容器，是一种通过极化电解质来储能的电化学元件，是上世纪七、八十年代发展起来的一种新型的储能装置。在实际应用中，为了便于将超级电容安装到设备中，需要为超级电容焊接一个引出电极，以通过引出电极来连接外部设备和超级电容。

现有的适用于超级电容的引出电极，如图1a所示，包括引出电极本体110，引出电极本体110的焊接端具有焊接平台1102，引出电极本体110的下表面设有一电极连接孔1101。在将引出电极和超级电容焊接在一起时，如图1b所示，将超级电容120的电极连接端1201插入引出电极本体110的电极连接孔1101中，并将引出电极本体110的焊接平台1102的下表面与超级电容120的焊接表面贴合。然后，激光发生器130对焊接平台1102和超级电容120的贴合缝隙发射激光束1301，在贴合缝隙处形成融熔区实现焊接，图1b中圆圈所标注的部分即为熔融区所产生的位置，将该位置放大后显示，参见图1c，图1c中黑色部分即为熔融区。由于焊接平台1102和超级电容120的焊接表面需要共同承受激光束1301的能量，而超级电容120的焊接表面又比较薄，因此，超级电容120有被激光束1301熔穿的风险。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种适用于超级电容的引出电极及焊接方法，以在将引出电极和超级电容焊接在一起时，降低超级电容被激光束熔穿的风险。具体技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种适用于超级电容的引出电极，包括：引出电极本体，所述引出电极本体的焊接端具有焊接平台，所述焊接平台的上表面设有焊接凹槽，其中，所述焊接凹槽的深度小于所述焊接平台的厚度。

可选地，所述焊接凹槽的底面与所述焊接平台的下表面之间的距离满足预设的焊接保护距离。

可选地，所述焊接保护距离为：[0.5mm,1.5mm]内的距离。

可选地，所述焊接凹槽的开口大小满足预定条件，所述预定条件为：能够容纳激光束的所有激光线。

可选地，所述焊接凹槽为：分布在所述引出电极本体的一周的多个点式焊接凹槽。

可选地，所述焊接凹槽为：分布在所述引出电极本体的一周的一连续焊接凹槽。

可选地，所述焊接凹槽为与所述引出电极本体的电极连接孔同心的一圆环形焊接凹槽。

第二方面，本发明实施例提供了一种应用于上述任一种焊接方法，所述焊接方法包括：

将超级电容的电极连接端插入引出电极的电极连接孔中，并将引出电极的焊接平台的下表面与所述超级电容的焊接表面贴合；

启动预先设置的激光发生器，向所述引出电极的焊接凹槽内发射激光束；

移动所述超级电容，使所述激光束在所述焊接凹槽内完成焊接。

可选地，当所述焊接凹槽为与所述引出电极本体的电极连接孔同心的一圆环形焊接凹槽时，所述移动所述超级电容，使所述激光束在所述焊接凹槽内完成焊接，包括：

以所述超级电容的电极连接端为中心，旋转所述超级电容，使所述激光束在所述圆环形焊接凹槽内完成焊接。

本发明实施例提供的一种适用于超级电容的引出电极，在引出电极本体的焊接平台的上表面设有焊接凹槽。在将引出电极和超级电容焊接在一起时，激光发生器向焊接凹槽内发射激光束，利用激光束的能量，在焊接凹槽内将引出电极与超级电容的焊接表面焊接在一起。由于焊接凹槽的深度小于焊接平台的厚度，从而超级电容无需直接承受激光束的能量。因此，本发明实施例提供的引出电极，避免了超级电容被激光束熔穿的风险。

另外，本发明实施例提供了一种应用于上述引出电极的焊接方法，通过该焊接方法，可以在将引出电极和超级电容焊接在一起时，降低超级电容被激光束熔穿的风险。

当然，实施本发明的任一产品或方法必不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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1a为现有的适用于超级电容的引出电极的剖面示意图；

图1b为现有技术中，将引出电极和超级电容焊接在一起时的焊接方式示意图；

图1c为图1b中圆圈所标注的熔融区产生位置的放大图；

图2为本发明实施例提供的一种适用于超级电容的引出电极的剖面示意图；

图3为本发明实施例提供的一种适用于超级电容的引出电极应用于焊接时的焊接方式示意图；

图4为图3中圆圈所标注的熔融区产生位置的放大图；

图5为本发明实施例提供的一种焊接方法的流程图；

图6为本发明实施例提供的一种焊接方法中，当焊接凹槽为圆环形焊接凹槽时的焊接场景示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了便于理解方案，首先对本发明实施例所涉及的相关术语进行介绍。

在实际应用中，为了便于将超级电容安装到设备中，需要为超级电容焊接一个引出电极，以通过引出电极来连接外部设备和超级电容。其中，超级电容的焊接表面设有电极连接端，用于与引出电极上的电极连接孔相连。而引出电极的下表面设置有电极连接孔，且引出电极的焊接端具有焊接平台，焊接平台是引出电极的一部分。为了焊接方便，焊接平台在焊接端的径向尺寸大于引出电极的焊接端的其他部分，即焊接平台凸出于引出电极的焊接端的其他部分。此外，引出电极的下表面是与超级电容相贴合的贴合面，焊接平台的下表面可以直接作为引出电极的下表面，也可以是属于引出电极的下表面的一部分。

为了在将引出电极和超级电容焊接在一起时，降低超级电容被激光束熔穿的风险，本发明实施例提供了一种适用于超级电容的引出电极及焊接方法。

首先，对本发明实施例提供的一种适用于超级电容的引出电极，进行详细说明。

需要说明的是，本发明实施例提供的引出电极，适用于各种类型的超级电容，如碳电极电容、贵金属氧化物电极电容，以及导电聚合物电极电容等。

如图2所示，本发明实施例所提供的一种适用于超级电容的引出电极，包括：引出电极本体210，其中，引出电极本体210的焊接端具有焊接平台2102。此外，引出电极本体210的下表面还设置有一电极连接孔2101，用于在执行焊接时，与超级电容的电极连接端相连。

为了解决现有技术问题，在本发明实施例中，在焊接平台2102的上表面设有焊接凹槽2103。其中，焊接凹槽2103的深度小于焊接平台2102的厚度。这样，焊接凹槽2103的底部与焊接平台2102的下表面之间形成一个薄壁。

在实际应用中，如图3所示，激光发生器230向焊接凹槽2103内发射激光束，利用激光束2301的能量，在焊接凹槽2103内形成焊道，将焊接平台2102与超级电容220的焊接表面焊接在一起。因此，焊接凹槽2103的底部与焊接平台2102的下表面之间的薄壁，可以保护超级电容220无需直接承受激光束2301的能量。此外，图3中圆圈所标注的部分为焊接时产生的熔融区的位置。

本发明实施例提供的适用于超级电容的引出电极，在引出电极本体210的焊接平台2102的上表面设有焊接凹槽2103，在焊接时，激光发生器230向焊接凹槽2103内发射激光束2301，利用激光束2301的能量，在焊接凹槽2103内将引出电极本体210与超级电容220的焊接表面焊接在一起。由于焊接凹槽2103的深度小于焊接平台2102的厚度，从而超级电容220无需直接承受激光束2301的能量。因此，本发明实施例提供的适用于超级电容的引出电极，避免了超级电容220被激光束熔穿的风险。

此外，由于在焊接时，超级电容220在工装的作用下会进行移动，而工装的制造工艺不精时，会导致在超级电容220的移动过程中，激光束2301的瞄准精度会有所下降。本发明实施例提供的适用于超级电容的引出电极，激光束2301瞄准的是焊接凹槽2103，凹槽具有一定的宽度，相比于现有技术激光束需要对准引出电极和超级电容的贴合缝隙，本发明实施例提供的适用于超级电容的引出电极，对执行焊接时激光发生器230发射激光束2301时的瞄准精度要求不高，相应的对工装的制造工艺要求也不高。

可选地，焊接凹槽2103的底面与焊接平台2102的下表面之间的距离可以满足预设的焊接保护距离。

在实际应用中，该预设的焊接保护距离，一方面可以保证激光束的能量透过该距离后，作用到超级电容220的焊接表面时，能量仍足够大到可以完成有效焊接。另一方面，还可以保护超级电容220不会被激光束2301的能量熔穿。如图4所示，图4为图3中圆圈所标注的熔融区的放大图，从图4中可以看到，黑色部分代表激光束2301在焊接凹槽2103内形成的熔融区，该熔融区大部分处于引出电极的焊接平台2102上，因此可以降低超级电容220被熔穿的风险。

示例性的，在一种实现方式中，预设的焊接保护距离可以为：[0.5mm,1.5mm]内的距离，当然并不局限于此。在一个具体的实施例中，预设的焊接保护距离可以以1mm为参考进行设置。

可选地，焊接凹槽2103的开口大小满足预定条件，该预定条件为：能够容纳激光束2301的所有激光线。这样，可以使激光束2301在焊接凹槽2103内形成的焊道位于焊接凹槽2103之内。示例性的，焊接凹槽顶部的开口宽度可以设置为[15mm，3mm]内的一个数值。

在实际应用中，激光束2301为圆柱形激光束时，焊接凹槽2103的顶部开口的宽度可以大于圆柱形激光束的直径。激光束2301为多条激光线并行设置的激光束时，焊接凹槽2103的顶部开口的宽度可以大于多条并行设置的激光线的总宽度。

可选的，在一种实现方式中，焊接凹槽2103可以为分布在引出电极本体210的一周的多个点式焊接凹槽。这样的点式焊接凹槽，可以适用于多条激光束同时焊接的焊接场景中，即多条激光束同时向多个点式焊接凹槽内发射激光束，这样，无需移动超级电容220，就可以完成焊接。当然，多个点式焊接凹槽同样也适用于单条激光束逐点焊接的焊机场景，只要相应的移动超级电容220，或者移动激光束2301的位置即可。多个点式焊接凹槽，在实现有效焊接的前提下，可以节省发射激光束所耗费的电能。

需要说明的是，点式焊接凹槽，是为了与后续的连续焊接凹槽区分开来所归纳的一个类型名称，点式焊接凹槽的每个焊接凹槽点不一定必须是一个点，也可以是具有一段长度的线。

可选的，在一种实现方式中，焊接凹槽2103可以为分布在引出电极本体210的一周的一连续焊接凹槽，这样在引出电极本体210的周围连续焊接一周，可以将超级电容220和引出电极焊接得更为紧固。

示例性的，在焊接凹槽2103为分布在引出电极本体210的一周的一连续焊接凹槽时，在一种实现方式中，焊接凹槽2103可以为与引出电极本体210的电极连接孔2101同心的一圆环形焊接凹槽。

综上所述的实施例内容可知，本发明实施例提供的适用于超级电容的引出电极，在引出电极本体210的焊接平台2102的上表面设有焊接凹槽2103，在焊接时，激光发生器230向焊接凹槽2103内发射激光束2301，利用激光束2301的能量，在焊接凹槽2103内将引出电极与超级电容220的焊接表面焊接在一起。由于焊接凹槽2103的底面与焊接平台2102的下表面之间具有预设的焊接保护距离，从而超级电容220无需直接承受激光束2301的能量。因此，本发明实施例提供的适用于超级电容的引出电极，避免了超级电容220被激光束熔穿的风险。此外，由于焊接凹槽2103的开口大小足够容纳激光束2301的所有激光线，从而本发明实施例提供的引出电极，相比于现有技术，对执行焊接时激光发生器230发射激光束2301时的瞄准精度要求不高，相应的，对焊接时所用工装的制造工艺要求也不高。

相应于上述的引出电极的实施例，本发明实施例还提供了一种焊接方法，该焊接方法用于对引出电极和超级电容进行焊接。需要说明的是，在本发明实施例中，待焊接的引出电极可以是上述引出电极实施例中的任意一种引出电极。

本发明实施例提供的一种焊接方法，如图5所示，可以包括以下步骤：

S501：将超级电容的电极连接端插入引出电极的电极连接孔中，并将引出电极的焊接平台的下表面与超级电容的焊接表面贴合；

S502：启动预先设置的激光发生器，向引出电极的焊接凹槽内发射激光束；

S503：移动超级电容，使激光束在焊接凹槽内完成焊接。

其中，引出电极上的电极连接孔位于引出电极的下表面，超级电容的电极连接端位于超级电容的焊接表面，即上表面。将超级电容的电极连接端对准引出电极上的电极连接孔后，然后将引出电极垂直下移，使引出电极的焊接平台的下表面与超级电容的焊接表面紧密贴合，同时，超级电容的电极连接端也被插入到引出电极上的电极连接孔中。连接工作执行完毕后，超级电容和待焊接的引出电极虽已连接在一起，但相对位置并未固定，此时，执行S502开始执行焊接。

可以理解的是，在S502中，向引出电极的焊接凹槽内发射激光束时，激光束是从焊接凹槽的开口上方射入焊接凹槽内的。示例性的，激光发生器的位置，可以如图3所示的，按照能够使激光发生器所发射出来的激光束，垂直射入焊接凹槽底部的标准来设置。这样焊接后形成的焊道，位于焊接凹槽底部的中央，不容易偏出焊接凹槽之外，当然，由于焊接凹槽顶部的开口具有一定的宽度，能够保证激光束的所有激光线都位于焊接凹槽之内。因此，即便激光束射入焊接凹槽的角度或者位置有所偏差，也能够保证焊接后形成的焊道，始终位于焊接凹槽底部的中央，不偏出焊接凹槽之外，相比于现有技术中，激光束稍有偏差就可能错过超级电容与引出电极的贴合缝隙，本发明实施例所提供的焊接方法，焊接可靠性更高，并且对激光束的描述精度要求不高，相应的，对焊接所用工装的制造工艺要求也不高。

在S502中，激光发生向焊接凹槽内发射出激光束后，焊接凹槽内已经形成了一部分焊道，因此，在焊道所在的位置，超级电容和引出电极已经被焊接在了一起，从而引出电极和超级电容的相对位置被固定。此外，由于超级电容的电极连接端位于引出电极的电极连接孔中，也可以起到一定的固定作用，因此，在S503中，移动超级电容就可以同时移动引出电极。此时，激光束保持位置不变，只要移动超级电容，就可以使激光束把待焊接的引出电极的焊接平台上所有焊接凹槽都焊接到，从而完成焊接。

示例性的，在一种实现方式中，当焊接凹槽为与引出电极本体的电极连接孔同心的一圆环形焊接凹槽时，那么，移动超级电容，使激光束在焊接凹槽内完成焊接，可以包括：

以所述超级电容的电极连接端为中心，旋转所述超级电容，使所述激光束在所述圆环形焊接凹槽内完成焊接。

这样，在实际焊接的过程中，如图6所示，在将超级电容220的电极连接端2201插入到引出电极本体210的电极连接孔2101中后，超级电容220的焊接表面与引出电极本体210的下表面紧密贴合。此时，激光发生器230的位置可以不动，只要将超级电容220以电极连接孔2101为中心进行旋转，激光发生器230持续发射激光束2301，当超级电容220旋转一周后，就可以完成焊接。

综上所述的实施例内容可知，本发明实施例提供的焊接方法中，待焊接的引出电极的焊接平台上表面设有焊接凹槽，在焊接时，激光发生器向焊接凹槽内发射激光束，利用激光束的能量，在焊接凹槽内将引出电极与超级电容的焊接表面焊接在一起。由于待焊接的引出电极的焊接凹槽底面与焊接平台的下表面之间具有预设的焊接保护距离，从而超级电容无需直接承受激光束的能量。因此，本发明实施例提供的焊接方法，避免了超级电容被激光束熔穿的风险。此外，由于焊接凹槽的开口大小足够容纳激光束的所有激光线，从而焊接后所形成的焊道均位于焊接凹槽之内。因此，相比于现有技术中，激光束稍有偏差就可能错过超级电容与引出电极的贴合缝隙，本发明实施例提供的焊接方法，焊接可靠性更高，并且，对激光束的描述精度要求不高，相应的，对焊接所用工装的制造工艺要求也不高。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于焊接方法实施例而言，由于焊接时所采用的引出电极基本相似于引出电极的实施例，所以有关焊接时所采用的引出电极的描述比较简单，相关之处参见引出电极的实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种适用于超级电容的引出电极，包括：引出电极本体，所述引出电极本体的焊接端具有焊接平台；其特征在于，所述焊接平台的上表面设有焊接凹槽，其中，所述焊接凹槽的深度小于所述焊接平台的厚度。

2.根据权利要求1所述的引出电极，其特征在于，所述焊接凹槽的底面与所述焊接平台的下表面之间的距离满足预设的焊接保护距离。

3.根据权利要求2所述的引出电极，其特征在于，所述焊接保护距离为：[0.5mm,1.5mm]内的距离。

4.根据权利要求1所述的引出电极，其特征在于，所述焊接凹槽的开口大小满足预定条件，所述预定条件为：能够容纳激光束的所有激光线。

5.根据权利要求1所述的引出电极，其特征在于，所述焊接凹槽为：分布在所述引出电极本体的一周的多个点式焊接凹槽。

6.根据权利要求1所述的引出电极，其特征在于，所述焊接凹槽为：分布在所述引出电极本体的一周的一连续焊接凹槽。

7.根据权利要求6所述的引出电极，其特征在于，所述焊接凹槽为与所述引出电极本体的电极连接孔同心的一圆环形焊接凹槽。

8.一种应用于权利要求1-7任一项所述的引出电极的焊接方法，其特征在于，所述焊接方法包括：

将超级电容的电极连接端插入引出电极的电极连接孔中，并将所述引出电极的焊接平台的下表面与所述超级电容的焊接表面贴合；

启动预先设置的激光发生器，向所述引出电极的焊接凹槽内发射激光束；

移动所述超级电容，使所述激光束在所述焊接凹槽内完成焊接。

9.根据权利要求8所述的焊接方法，其特征在于，当所述焊接凹槽为与所述引出电极本体的电极连接孔同心的一圆环形焊接凹槽时，所述移动所述超级电容，使所述激光束在所述焊接凹槽内完成焊接，包括：

以所述超级电容的电极连接端为中心，旋转所述超级电容，使所述激光束在所述圆环形焊接凹槽内完成焊接。

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