CN113708020A - 一种极耳焊接的减振方法及夹持工装 - Google Patents

一种极耳焊接的减振方法及夹持工装 Download PDF

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Abstract

本发明涉及焊接技术领域，公开一种极耳焊接的减振方法及夹持工装，其中极耳焊接的减振方法包括如下步骤：在电芯极片的极耳区的表面上形成高阻尼层；对所述电芯极片进行处理和组装以形成电芯；利用夹持工装夹持所述电芯的极耳，使所述极耳弯曲保持预设形状；对所述极耳进行超声波焊接。该极耳焊接的减振方法能够改善超声波焊接对电芯的影响，减少焊接时的电芯极片掉粉，提高电芯的洁净程度，保证电芯的质量。

Description

一种极耳焊接的减振方法及夹持工装
技术领域
发明涉及焊接技术领域，尤其涉及一种极耳焊接的减振方法及夹持工装。
背景技术
目前锂离子电池极耳的连接方式主要为焊接，而焊接的主要方式为超声波焊接。超声波焊接利用高频振动波将能量传递到两个需焊接的物体表面，在加压的情况下，使两个物体表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合。因为超声波焊接工艺具有效率高，连接强度高等特点，被广泛应用于锂电行业极耳焊接工序中。在超声波焊接过程中，振动能量会以振动波的形式向电池主体传递，从而导致极片掉粉，不仅降低了电芯的洁净程度，而且还会减小电芯的容量，降低电芯的品质。
发明内容
本发明的目的在于提供一种极耳焊接的减振方法，该极耳焊接的减振方法能够改善超声波焊接对电芯的影响，减少焊接时的电芯极片掉粉，提高电芯的洁净程度，保证电芯的质量。
为达此目的，发明采用以下技术方案：
一种极耳焊接的减振方法，包括如下步骤：在电芯极片的极耳区的表面上形成高阻尼层；对所述电芯极片进行处理和组装以形成电芯；利用夹持工装夹持所述电芯的极耳，使所述极耳弯曲保持预设形状；对所述极耳进行超声波焊接。
作为一种极耳焊接的减振方法的优选方案，所述夹持工装对所述极耳的夹持位置位于所述高阻尼层上。
作为一种极耳焊接的减振方法的优选方案，所述高阻尼层通过涂布工艺形成于所述电芯极片的集流体上。
作为一种极耳焊接的减振方法的优选方案，所述高阻尼层涂覆成形于所述电芯极片的活性物质层上。
作为一种极耳焊接的减振方法的优选方案，所述高阻尼层涂覆成形于所述电芯极片的集流体的留白区上。
作为一种极耳焊接的减振方法的优选方案，所述高阻尼层的厚度范围设置为10μm-60μm。
作为一种极耳焊接的减振方法的优选方案，所述高阻尼层的宽度范围设置为3㎜-8㎜。
作为一种极耳焊接的减振方法的优选方案，所述预设形状为U字形。
本发明的目的在于提供一种夹持工装，该夹持工装能够在超声波焊接过程中对电芯极耳进行夹持，使极耳保持预设形状。
为达该目的，发明采用以下技术方案：
一种夹持工装，用于上述任一技术方案所提供的极耳焊接的减振方法，包括第一夹片和第二夹片，所述第一夹片的一个侧面上相对设有两个第一夹持部，所述第二夹片的一个侧面上相对设有两个第二夹持部，所述第一夹持部和所述第二夹持部分别夹持于所述极耳的两侧以使所述极耳弯曲形成所述预设形状。
作为一种夹持工装的优选方案，所述第一夹持部和所述第二夹持部错位设置，所述第一夹持部和所述第二夹持部之间的错位距离范围为0mm-2mm。
本发明的有益效果：
本发明提供了一种极耳焊接的减振方法，该极耳焊接的减振方法通过在电芯极片的极耳区的表面形成高阻尼层，并利用夹持工装弯曲电芯的极耳保持一定的预设形状，高阻尼层能够吸收和隔离极耳在超声波焊接过程中受到的振动，减弱传递至电芯极片上的振动能量；由于极耳材料本身具有一定的弹性，弯曲成一定的预设形状后，极耳能够吸收超声波焊接时的振动能量，从而减弱传递至电芯极片上的振动能量，改善超声波焊接对电芯的影响，减少焊接时的电芯极片掉粉，提高了电芯的洁净程度，有利于保证电芯的质量。
本发明还提供了一种夹持工装，该夹持工装能够对极耳的两侧夹持，使极耳在超声波焊接过程中弯曲形成预设形状，使极耳具有较好的弹性以减轻振动。
附图说明
为了更清楚地说明发明实施例中的技术方案，下面将对发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，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，还可以根据发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
图1是本发明具体实施方式所提供的极耳焊接的减振方法的流程图；
图2是本发明具体实施方式所提供的极耳焊接的减振方法中电芯极片的结构示意图；
图3是本发明具体实施方式所提供的极耳焊接的减振方法中预设形状的结构示意图；
图4是本发明具体实施方式所提供的夹持工装的结构示意图。
图中：
1、集流体；2、活性物质层；3、高阻尼层；4、第一夹片；41、第一夹持部；5、第二夹片；51、第二夹持部；100、电芯；101、极耳。
具体实施方式
为使发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对发明实施例的技术方案做进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于发明中的实施例，本领域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，都属于发明保护的范围。
在发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在发明中的具体含义。
在发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一特征和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明所提供的极耳焊接的减振方法的技术方案。
本实施例提供一种极耳焊接的减振方法，用于改善超声波焊接对电芯100 的影响，如图1所示，该极耳焊接的减振方法包括如下步骤：
S1.在电芯极片的极耳区的表面上形成高阻尼层3。
即，如图2所示，在作为电芯极片的集流体1用以形成极耳101的两侧区域的表面形成高阻尼层3。可以理解的是，高阻尼层3为高阻尼材料形成的结构层。具体地，高阻尼材料可以为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、丙烯酸酯、丙烯酸苯乙烯-丁二烯橡胶、丙烯酸酯橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶和丙烯酸树脂中的一种或至少两种的混合物，使得高阻尼层3具有较好的阻尼特性，有利于吸收和隔离超声波焊接时极耳101上的振动。
优选地，如图2所示，电芯极片的极耳区的两侧表面上均形成高阻尼层3，使得高阻尼层3能够发挥较好的效果。进一步地，高阻尼层3的厚度范围设置为10μm-60μm，在本实施例中，高阻尼层3的厚度设置为35μm，使得高阻尼层3具有良好的阻尼特性和较长的使用寿命。可以理解的是，本领域技术人员可以根据电芯极片的实际情况设置高阻尼层3的具体厚度。
更为优选地，高阻尼层3的宽度范围设置为3㎜-8㎜，在本实施例中，高阻尼层3的宽度设置为5.5mm，不仅使得高阻尼层3具有良好的阻尼特性和较长的使用寿命，还有利于保证后续夹持工装对极耳101的夹持能位于高阻尼层3 上。可以理解的是，本领域技术人员可以根据电芯极片的实际情况设置高阻尼层3的具体宽度。
在本实施例中，高阻尼层3通过涂布工艺在电芯极片的集流体1上涂覆高阻尼材料形成。可以理解的是，由于电芯极片上的活性物质涂层是通过涂布工艺在电芯极片的集流体1上涂覆活性物质形成的，高阻尼层3也通过涂布工艺形成，能够利用现有设备，减少额外设备的投入。
具体地，高阻尼层3涂覆成形于电芯极片的活性物质层2上，也就是说，高阻尼层3覆盖于电芯极片的活性物质层2的表面，不仅便于对既有的电芯极片增加高阻尼层3，还能够使活性物质层2和高阻尼层3以垫片的形式通过同时涂覆形成，有利于提高生产效率。在另一实施例中，高阻尼层3采用独立喷涂的方式涂覆成形于电芯极片的集流体1的留白区，也就是说，高阻尼层3和活性物质层2并排设置，能够保持活性物质层2的原有面积，保证电芯100的容量。
S2.对电芯极片进行处理和组装以形成电芯100。
也就是说，对形成有高阻尼层3的电芯极片进行冷压、分切、模切以获得成形的电芯极片，完成电芯极片的制片。然后再通过卷绕或叠片的方式将多个电芯极片组装成电芯100。
S3.利用夹持工装夹持电芯100的极耳101，使极耳101弯曲保持预设形状。
也就是说，利用夹持工装将组装好的电芯100的两侧的极耳101进行夹持，将极耳101弯曲，并使极耳101弯曲保持预设形状。优选地，如图3所示，将极耳101弯曲的预设形状为U字形，U字形使得极耳101具有较好的弹性，能够吸收超声波焊接的振动，达到减轻振动的目的，从而减弱传递至电芯极片上的振动能量，改善超声波焊接对电芯100的影响，减少焊接时的电芯极片掉粉，提高了电芯100的洁净程度，有利于保证电芯100的质量。
更为优选地，U字形的宽度范围为0.5mm～3mm，U字形的深度范围为0.5mm～ 2mm，在本实施例中，U字形的宽度为1.75mm，U字形的深度为1.25mm，使得U 字形的极耳101能够更好的减轻振动。可以理解的是，本领域技术人员可以根据电芯100的极耳101的实际情况设置U字形的宽度和深度。
S4.对极耳101进行超声波焊接。
也就是说，对被加持工装夹持的极耳101进行超声波焊接。
本实施例还提供一种夹持工装，用于上述技术方案所提供的极耳焊接的减振方法中，如图4所示，该夹持工装包括第一夹片4和第二夹片5，第一夹片4 的同一个侧面上相对间隔设有两个第一夹持部41，第二夹片5的同一个侧面上相对间隔设有两个第二夹持部51，第一夹持部41和第二夹持部51分别夹持于极耳101的两侧以使极耳101弯曲形成预设形状。需要说明的是，在夹持电芯 100的极耳101时，第一夹片4的第一夹持部41和第二夹片5的第二夹持部51 相对设置，一个第一夹持部41和一个第二夹持部51配合夹持于电芯100一侧的极耳101，使极耳101弯曲形成预设形状；同时，电芯100的主体置于第一夹片4和第二夹片5之间形成的空间中，能够避免第一夹片4或第二夹片5破坏电芯100的主体。
具体地，第一夹持部41和第二夹持部51错位设置，第一夹持部41和第二夹持部51之间的错位距离范围为0mm-2mm，在本实施例中，第一夹持部41和第二夹持部51之间的错位距离为1mm，使得极耳101弯曲形成预设形状。可以理解的是，本领域技术人员可以根据电芯100的实际情况设置第一夹持部41和第二夹持部51之间的错位距离。
在本实施例中，第一夹持部41和第二夹持部51之间的夹紧间隙的范围为 -1mm～5mm，在本实施例中，第一夹持部41和第二夹持部51之间的夹紧间隙为 2mm，使得极耳101能够弯曲形成预设形状。可以理解的是，本领域技术人员可以根据电芯100的实际情况设置第一夹持部41和第二夹持部51之间的夹紧间隙。
显然，发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明发明所作的举例，而并非是对发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在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，均应包含在发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种极耳焊接的减振方法，其特征在于，包括如下步骤：
在电芯极片的极耳区的表面上形成高阻尼层(3)；
对所述电芯极片进行处理和组装以形成电芯(100)；
利用夹持工装夹持所述电芯(100)的极耳(101)，使所述极耳(101)弯曲保持预设形状；
对所述极耳(101)进行超声波焊接。
2.根据权利要求1所述的极耳焊接的减振方法，其特征在于，所述夹持工装对所述极耳(101)的夹持位置位于所述高阻尼层(3)上。
3.根据权利要求1所述的极耳焊接的减振方法，其特征在于，所述高阻尼层(3)通过涂布工艺形成于所述电芯极片的集流体(1)上。
4.根据权利要求3所述的极耳焊接的减振方法，其特征在于，所述高阻尼层(3)涂覆成形于所述电芯极片的活性物质层(2)上。
5.根据权利要求3所述的极耳焊接的减振方法，其特征在于，所述高阻尼层(3)涂覆成形于所述电芯极片的集流体(1)的留白区上。
6.根据权利要求1所述的极耳焊接的减振方法，其特征在于，所述高阻尼层(3)的厚度范围设置为10μm-60μm。
7.根据权利要求1所述的极耳焊接的减振方法，其特征在于，所述高阻尼层(3)的宽度范围设置为3㎜-8㎜。
8.根据权利要求1所述的极耳焊接的减振方法，其特征在于，所述预设形状为U字形。
9.一种夹持工装，其特征在于，用于如权利要求1-8任一项所提供的极耳焊接的减振方法，包括第一夹片(4)和第二夹片(5)，所述第一夹片(4)的一个侧面上相对设有两个第一夹持部(41)，所述第二夹片(5)的一个侧面上相对设有两个第二夹持部(51)，所述第一夹持部(41)和所述第二夹持部(51)分别夹持于所述极耳(101)的两侧以使所述极耳(101)弯曲形成所述预设形状。
10.根据权利要求9所述的夹持工装，其特征在于，所述第一夹持部(41)和所述第二夹持部(51)错位设置，所述第一夹持部(41)和所述第二夹持部(51)之间的错位距离范围为0mm-2mm。
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