CN112620861A - 一种电池注液孔焊接的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电池注液孔焊接的方法及装置，该方法包括：将密封钉安装到纽扣电池的顶部盖板的凹槽内，以覆盖凹槽底部的注液孔，形成密封钉与顶部盖板之间的缝隙；将放置有锡材的锡材导向槽放置到密封钉上方，使得锡材导向槽的开口对准密封钉与顶部盖板之间的缝隙；使用激光束照射锡材，使锡材融化，使得融化的锡材沿着锡材导向槽的开口填充入密封钉与顶部盖板之间的缝隙内；将纽扣电池旋转或使激光束按照密封钉与顶部盖板之间的缝隙轨迹移动，完成缝隙的焊接密封。本发明中，采用激光锡焊的方式代替常规激光焊接，焊接时热输入很小，不会导致极片和隔膜烫伤，也不会导致电解液受热逸出，且对来料以及夹具定位要求低。

Description

一种电池注液孔焊接的方法及装置
技术领域
本发明涉及电池制造领域，尤其涉及一种电池注液孔焊接的方法及装置。
背景技术
在纽扣电池的注液制程中，存在两种方式：开口注液以及闭口注液。若选择闭口注液的方式需要在电池盖板结构中设计一个注液孔，用于盖板密封焊接后的注液。而在注液后，为了使整个电池处于密封的状态，需要在盖板上焊接一个注液孔密封钉。
而注液孔密封钉的焊接一般是直接采用激光焊，结构可以为搭接或者对接，这种焊接方式对材料要求非常高，两种材料之间的缝隙过大将严重影响焊接质量；此外焊接温度超过金属熔点，热量传递到电池内部，容易导致电芯烫伤或者电解液逸出，造成严重的影响。
发明内容
本发明提供一种电池注液孔焊接的方法及装置，用于解决激光焊高温，容易导致电芯极片、隔膜烫伤和电解液受热逸出，对电芯性能造成严重影响；且对材料要求高，焊接缝隙过大导致焊不上，未融合等缺陷的问题。
为了解决上述问题，本发明是这样实现的：
第一方面，本发明实施例提供了一种电池注液孔焊接的方法，包括：
将密封钉安装到纽扣电池的顶部盖板的凹槽内，以覆盖所述凹槽底部的注液孔，形成所述密封钉与所述顶部盖板之间的缝隙；
将放置有锡材的锡材导向槽放置到所述密封钉上方，使得所述锡材导向槽的开口对准所述密封钉与所述顶部盖板之间的缝隙；
使用激光束照射所述锡材，使所述锡材融化，使得融化的所述锡材沿着锡材导向槽的开口填充入所述密封钉与所述顶部盖板之间的缝隙内；
将所述纽扣电池旋转或使所述激光束按照所述密封钉与所述顶部盖板之间的缝隙轨迹移动，完成缝隙的焊接密封。
可选的，向所述锡材导向槽通入惰性气体，使得融化的所述锡材沿着锡材导向槽的开口填充入所述密封钉与所述顶部盖板之间的缝隙内。
可选的，所述缝隙小于所述锡材直径的1/2。
可选的，对焊接后的电池注液孔进行焊接密封性测试。
可选的，所述密封钉覆盖所述凹槽底部的注液孔时，所述密封钉的圆心与所述注液孔同心。
可选的，所述锡材选择锡球或锡丝。
可选的，所述激光束的温度高于锡的熔点，且低于所述注液孔密封钉的熔点。
第二方面，本发明实施例提供了一种电池注液孔焊接的装置，用于对纽扣电池的顶部盖板的凹槽内密封钉进行密封，以密封所述凹槽底部的注液孔，包括：
激光束发射装置；
锡材导向槽，用于放置锡材；
控制模组，用于控制锡材导向槽移动到所述密封钉上方，使得所述锡材导向槽的开口对准所述密封钉与所述顶部盖板之间的缝隙；控制激光束发射装置发射激光束以照射所述锡材，使所述锡材融化，使得融化的所述锡材沿着锡材导向槽的开口填充入所述密封钉与所述顶部盖板之间的缝隙内；控制所述纽扣电池旋转或使所述激光束按照所述密封钉与所述顶部盖板之间的缝隙轨迹移动，完成缝隙的焊接密封。
可选的，气体输入模组，用于向所述锡材导向槽通入惰性气体，使得融化的所述锡材沿着锡材导向槽的开口填充入所述密封钉与所述顶部盖板之间的缝隙内；
所述控制模组，用于控制所述气体输入模组。
可选的，焊接密封性检测装置，用于对焊接后的电池注液孔进行焊接密封性测试。
可选的，放置台，用于放置所述纽扣电池；所述控制模组，用于控制所述放置台旋转，以使得纽扣电池旋转。
本发明实施例中，通过采用激光锡焊的方式代替常规激光焊接，焊接时热输入很小，解决了容易导致极片和隔膜烫伤，以及导致电解液受热逸出的问题，并且激光锡焊对材料缝隙没有严格要求，对材料以及夹具定位要求低，解决了对材料要求高，焊接缝隙过大导致焊不上，未融合等缺陷的问题。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明实施例提供的一种电池注液孔焊接的方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的一种电池注液孔焊接的装置的架构图。
附图标记：
激光束发射装置1；
锡材导向槽2；
锡材3；
密封钉4；
顶部盖板5；
控制模组6。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另作定义，本发明中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。
请参考图1，本发明实施例提供了一种电池注液孔焊接的方法，包括：
步骤11：将密封钉安装到纽扣电池的顶部盖板的凹槽内，以覆盖所述凹槽底部的注液孔，形成所述密封钉与所述顶部盖板之间的缝隙；
步骤12：将放置有锡材的锡材导向槽放置到所述密封钉上方，使得所述锡材导向槽的开口对准所述密封钉与所述顶部盖板之间的缝隙；
步骤13：使用激光束照射所述锡材，使所述锡材融化，使得融化的所述锡材沿着锡材导向槽的开口填充入所述密封钉与所述顶部盖板之间的缝隙内；
步骤14：将所述纽扣电池旋转或使所述激光束按照所述密封钉与所述顶部盖板之间的缝隙轨迹移动，完成缝隙的焊接密封。
本发明实施例中，在步骤13中，所述激光束聚集在所述锡材上，使所述锡材融化，在焊接时激光只熔化锡材，而锡的熔点小于300℃，因此整体焊接的最高温度不超过300℃，常用金属铝的熔点为660℃，不锈钢熔点大于1300℃本发明实施例中的焊接温度远低于密封钉的熔点，不会将密封钉融化，不会出现气孔、裂纹、飞溅等问题；在步骤14中，通过所述惰性气体的压力将所融化的锡材填入缝隙，所述缝隙一般小于所述锡材直径的一半；所述缝隙轨迹根据所述纽扣电池的形状确定。
本发明实施例中，通过采用激光锡焊的方式代替常规激光焊接，焊接时热输入很小，解决了容易导致极片和隔膜烫伤，以及导致电解液受热逸出的问题，并且不会融化密封钉，导致出现气孔、裂纹、飞溅等问题；激光锡焊对材料缝隙没有严格要求，对材料以及夹具定位要求低，解决了对材料要求高，焊接缝隙过大导致焊不上，未融合等缺陷的问题。
本发明实施例中，可选的，向所述锡材导向槽通入惰性气体，使得融化的所述锡材沿着锡材导向槽的开口填充入所述密封钉与所述顶部盖板之间的缝隙内。
本发明实施例中，可选的，所述缝隙小于所述锡材直径的1/2。
本发明实施例中，由于激光锡焊对缝隙的要求不高，所述缝隙的选择一般取决于所述锡材的直径，一般要求所述缝隙小于所述锡材直径的1/2。
本发明实施例中，可选的，对焊接后的电池注液孔进行焊接密封性测试。
本发明实施例中，为了保证一定的焊接密封性，对焊接密封性采用氦气密封性检测，要求所述密封性检测的漏率小于10-6mbar×L/s。
本发明实施例中，可选的，所述密封钉覆盖所述凹槽底部的注液孔时，所述密封钉的圆心与所述注液孔同心。
本发明实施例中，可选的，所述锡材选择锡球或锡丝。
本发明实施例中，所述锡材选择锡球或者锡丝，一般选择锡球焊，锡球焊对于输入锡的质量更加可控，焊接一致性更好。
本发明实施例中，可选的，所述激光束的温度高于锡的熔点，且低于所述注液孔密封钉的熔点。
本发明实施例中，通过采用激光锡焊的方式代替常规激光焊接，焊接时热输入很小，解决了容易导致极片和隔膜烫伤，以及导致电解液受热逸出的问题，并且激光锡焊对材料缝隙没有严格要求，对材料以及夹具定位要求低，解决了对材料要求高，焊接缝隙过大导致焊不上，未融合等缺陷的问题。
请参考图2，本发明实施例提供了一种电池注液孔焊接的装置，用于对纽扣电池的顶部盖板的凹槽内密封钉进行密封，以密封所述凹槽底部的注液孔，包括：
激光束发射装置1；
锡材导向槽2，用于放置锡材3；
控制模组6，用于控制锡材导向槽2移动到所述密封钉4上方，使得所述锡材导向槽2的开口对准所述密封钉4与所述顶部盖板5之间的缝隙；控制激光束发射装置1发射激光束以照射所述锡材3，使所述锡材3融化，使得融化的所述锡材3沿着锡材导向槽2的开口填充入所述密封钉4与所述顶部盖板5之间的缝隙内；控制所述纽扣电池旋转或使所述激光束按照所述密封钉4与所述顶部盖板5之间的缝隙轨迹移动，完成缝隙的焊接密封。
本发明实施例中，可选的，气体输入模组，用于向所述锡材导向槽通入惰性气体，使得融化的所述锡材沿着锡材导向槽的开口填充入所述密封钉与所述顶部盖板之间的缝隙内；
所述控制模组，用于控制所述气体输入模组。
本发明实施例中，可选的，焊接密封性检测装置，用于对焊接后的电池注液孔进行焊接密封性测试。
本发明实施例中，可选的，放置台，用于放置所述纽扣电池；所述控制模组，用于控制所述放置台旋转，以使得纽扣电池旋转。
本发明实施例中，通过采用激光锡焊的方式代替常规激光焊接，焊接时热输入很小，解决了容易导致极片和隔膜烫伤，以及导致电解液受热逸出的问题，并且不会融化密封钉，导致出现气孔、裂纹、飞溅等问题；激光锡焊对材料缝隙没有严格要求，对材料以及夹具定位要求低，解决了对材料要求高，焊接缝隙过大导致焊不上，未融合等缺陷的问题。
需要说明的是，在本文中，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、物品或者装置不仅包括那些要素，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、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种电池注液孔焊接的方法，其特征在于，包括：
将密封钉安装到纽扣电池的顶部盖板的凹槽内，以覆盖所述凹槽底部的注液孔，形成所述密封钉与所述顶部盖板之间的缝隙；
将放置有锡材的锡材导向槽放置到所述密封钉上方，使得所述锡材导向槽的开口对准所述密封钉与所述顶部盖板之间的缝隙；
使用激光束照射所述锡材，使所述锡材融化，使得融化的所述锡材沿着锡材导向槽的开口填充入所述密封钉与所述顶部盖板之间的缝隙内；
将所述纽扣电池旋转或使所述激光束按照所述密封钉与所述顶部盖板之间的缝隙轨迹移动，完成缝隙的焊接密封。
2.根据权利要求1中所述的电池注液孔焊接的方法，其特征在于，
向所述锡材导向槽通入惰性气体，使得融化的所述锡材沿着锡材导向槽的开口填充入所述密封钉与所述顶部盖板之间的缝隙内。
3.根据权利要求2中所述的电池注液孔焊接的方法，其特征在于，
所述缝隙小于所述锡材直径的1/2。
4.根据权利要求1中所述的电池注液孔焊接的方法，其特征在于，还包括：
对焊接后的电池注液孔进行焊接密封性测试。
5.根据权利要求1中所述的电池注液孔焊接的方法，其特征在于，
所述密封钉覆盖所述凹槽底部的注液孔时，所述密封钉的圆心与所述注液孔同心。
6.根据权利要求1中所述的电池注液孔焊接的方法，其特征在于，
所述锡材选择锡球或锡丝。
7.根据权利要求1中所述的电池注液孔焊接的方法，其特征在于，
所述激光束的温度高于锡的熔点，且低于所述注液孔密封钉的熔点。
8.一种电池注液孔焊接的装置，用于对纽扣电池的顶部盖板的凹槽内密封钉进行密封，以密封所述凹槽底部的注液孔，其特征在于，包括：
激光束发射装置；
锡材导向槽，用于放置锡材；
控制模组，用于控制锡材导向槽移动到所述密封钉上方，使得所述锡材导向槽的开口对准所述密封钉与所述顶部盖板之间的缝隙；控制激光束发射装置发射激光束以照射所述锡材，使所述锡材融化，使得融化的所述锡材沿着锡材导向槽的开口填充入所述密封钉与所述顶部盖板之间的缝隙内；控制所述纽扣电池旋转或使所述激光束按照所述密封钉与所述顶部盖板之间的缝隙轨迹移动，完成缝隙的焊接密封。
9.根据权利要求8中所述的电池注液孔焊接的装置，其特征在于，还包括：
气体输入模组，用于向所述锡材导向槽通入惰性气体，使得融化的所述锡材沿着锡材导向槽的开口填充入所述密封钉与所述顶部盖板之间的缝隙内；
所述控制模组，用于控制所述气体输入模组。
10.根据权利要求8中所述的电池注液孔焊接的装置，其特征在于，还包括：
焊接密封性检测装置，用于对焊接后的电池注液孔进行焊接密封性测试。
11.根据权利要求8中所述的电池注液孔焊接的装置，其特征在于，还包括：
放置台，用于放置所述纽扣电池；
所述控制模组，用于控制所述放置台旋转，以使得纽扣电池旋转。
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